Khi đại dương bão hòa rác thải nhựa, chúng ta sẽ chứng kiến một dạng mưa axit mới

Nếu bạn có dịp đến thăm một vùng quê hoang sơ nào đó ở miền Tây nước Mỹ — vườn quốc gia Yellowstone, sa mạc Utah, hoặc những khu rừng ở Oregon — hãy hít thở thật sâu và tận hưởng không khí trong lành ở đó, cùng với một chút hạt vi nhựa trên bầu trời.

Theo một mô hình nghiên cứu mới, bầu khí quyển ở miền Tây Hoa Kỳ hiện đang chứa khoảng 1.100 tấn hạt vi nhựa trôi nổi. Những hạt nhựa này đang rơi ra khỏi bầu trời mọi lúc, làm ô nhiễm mọi ngóc ngách thiên nhiên ở Bắc Mỹ. Như các nhà khoa học nói, những cơn mưa nhựa của thế kỷ này sẽ trở thành một dạng mưa axit mới.

Nhưng hàng nghìn tấn nhựa trong không khí đó đã bắt nguồn từ đâu? Theo logic thông thường, bạn sẽ đoán rằng chúng phải đến từ những thành phố lân cận — các đô thị phía tây nước Mỹ như Denver và Salt Lake City.

Sự thật không phải vậy. Mô hình mới được công bố trong Kỷ yếu Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia Hoa Kỳ cho thấy 84% hạt vi nhựa trong không khí ở miền Tây nước Mỹ thực chất đến từ những con đường ngoại ô, bên ngoài các thành phố lớn.

Một phần lớn nữa, khoảng 11% số hạt vi nhựa này được thổi vào từ đại dương. Các nhà nghiên cứu đã xây dựng mô hình tính toán để thấy hạt vi nhựa có thể lơ lửng trong không khí tới gần một tuần. Và khoảng thời gian đó là quá đủ để chúng vượt qua giới hạn của các lục địa, các đại dương và chu du khắp thế giới.

Dòng chảy của những hạt nhựa siêu nhỏ

Vi nhựa là các hạt nhựa nhỏ hơn 5 mm phát tán vào môi trường từ một số nguồn như túi nylon, chai lọ, các vật liệu nhựa bị phân hủy thành mảnh nhỏ, rồi mảnh nhỏ hơn nữa. Máy giặt của bạn cũng là một nguồn phát tán hạt vi nhựa khác:

Khi bạn giặt quần áo may từ vải tổng hợp, các sợi nylon siêu nhỏ cấu thành lên nó bong ra và được đưa đến nhà máy xử lý nước thải. Các bộ lọc ở nhà máy có thể bắt lại một số sợi nhựa lớn, ép chúng vào với bùn để rồi tái chế thành phân bón. Khi phân bón được đưa tới đồng ruộng, chúng khô lại và để lộ ra các sợi nhựa bị mài mòn và phân hủy dần cho tới khi đủ nhẹ. Gió sau đó sẽ nhấc chúng lên và cuốn vào không khí.

Nhưng cũng ở nhà máy lọc nước thải, các sợi nhựa nhỏ hơn sẽ thoát được xuống khỏi bộ lọc và trôi vào sông rồi ra biển. Nguồn cung cấp này đã liên tục tích lũy trong hàng thập kỷ biến đại dương của chúng ta thành một bãi rác thải nhựa khổng lồ.

Quá trình tích lũy cuối cùng dẫn đến sự tới hạn. Khi đại dương đã chứa quá nhiều nhựa, nó bắt đầu đẩy nhựa trở lại đất liền. Nghiên cứu mới bây giờ cho thấy hiện có nhiều hạt vi nhựa được thổi ra khỏi đại dương hơn so với lượng vị nhựa nhập khẩu vào đó.

Janice Brahney, một nhà khoa học môi trường tại Đại học Bang Utah cho biết: “Điều đó thực sự làm nổi bật vai trò của di sản ô nhiễm. Số lượng nhựa có trong đại dương của chúng ta đã áp đảo toàn bộ lượng nhựa mà chúng ta sản xuất hàng năm ở môi trường trên cạn”.

Những hạt vi nhựa này không chỉ trôi dạt vào bờ biển và tích tụ trên các bãi cát. Khi gió lùng sục khắp bề mặt đại dương, chúng sẽ tạo ra sóng và phóng những giọt nước biển vào không khí. Những giọt nước biển này chứa muối, chất hữu cơ và cả vi nhựa.

Natalie Mahowald, đồng tác giả nghiên cứu đến từ Đại học Cornell, cho biết: “Sau đó thì sao? Nước sẽ bốc hơi đi mất và bạn chỉ còn lại các hạt nhỏ”. Đó là cách gió biển có được vị mặn của muối, và bây giờ, nó sẽ có thêm vị của vi nhựa.

Vút bay vào không trung

Để tìm hiểu hiện tượng này trên quy mô lớn hơn, Mahowald và Brahney đã sử dụng các mô hình khí quyển để tìm hiểu hạt vi nhựa thoát ra khỏi biển có thể di chuyển bao xa, sau khi chúng bay lên không trung? Họ cũng xem xét các nguồn phát thải vi nhựa khác, như đường xá, thành phố và các cánh đồng nông nghiệp.

Sau đó, các nhà nghiên cứu kết hợp mô hình khí quyển này với dữ liệu trong thế giới thực. Brahney sử dụng các thiết bị lấy mẫu không khí được cài đặt rải rác ở các địa điểm xa xôi trên khắp miền Tây nước Mỹ.

Nó cho phép cô có thể xác định bao nhiêu hạt nhựa đã rơi ra khỏi bầu trời tại một thời điểm nhất định. Mô hình của Mahowald thì cho biết điều kiện khí quyển và khí hậu lúc đó như thế nào. Kết hợp lại với nhau, các nhà nghiên cứu sẽ xác định được vị trí các hạt vi nhựa có khả năng được gió thổi tới.

Kết quả thật bất ngờ, mô hình cho thấy bụi nông nghiệp chỉ đóng góp vào 5% lượng hạt vi nhựa trong khí quyển ở miền Tây nước Mỹ. Ngạc nhiên hơn nữa là các thành phố lớn chỉ cung cấp 0,4%.

Brahney nói: “Nếu bạn hỏi ai đó làm thế nào nhựa xâm nhập vào bầu khí quyển, họ sẽ trả lời chúng đến từ các trung tâm đô thị. Nhưng tôi cho rằng đáp án đúng nhất phải là những con đường rời khỏi các thành phố”.

Khi một chiếc xe lăn bánh trên đường, những mảnh vụn cao su nhỏ sẽ bay ra khỏi lốp xe như một phần của quá trình hao mòn diễn ra bình thường. Nhưng vật liệu để làm lốp xe cũng không phải là cao su nguyên chất, nó chứa cả cao su tổng hợp và một loạt các hóa chất khác.

Vì vậy, các hạt sinh ra từ lốp xe về bản chất chính là hạt vi nhựa và chúng ở khắp mọi nơi. Một nghiên cứu vào năm 2019 đã tính toán có tới 7 nghìn tỷ hạt vi nhựa trôi vào Vịnh San Francisco mỗi năm, phần lớn là từ lốp xe ô tô.

Các thành phố thực sự tạo ra một lượng vi nhựa đáng kinh ngạc từ rác thải và hoạt động giao thông đường bộ. Tuy nhiên, lượng nhựa này dường như không xâm nhập được vào bầu khí quyển. Có hai lý do cho điều đó. Brahney và Mahowald giải thích:

Bên trong thành phố, các tòa nhà đóng vai trò như một tấm chắn gió, ngăn không cho hạt vi nhựa bị nhấc bổng lên cao. Trong khi đó, mọi người cũng lái xe với tốc độ chậm hơn ở trong đô thị, khiến các hạt vi nhựa từ lốp xe được hạn chế phát tán.

Ngược lại, khi bạn ra bên ngoài đường cao tốc, những con đường ngoại ô nối các tiểu bang và thành phố với nhau, cả hai yếu tố này đều biến mất. Ở đó, chúng ta có những chiếc xe đi nhanh hơn, mài mòn lốp hơn và gió cũng thổi mạnh hơn trong không gian thoáng đãng hơn.

Đó là những yếu tố đem hạt vi nhựa xâm nhập vào khí quyển. Và một khi điều này xảy ra, các nhà khoa học sẽ phải lập những mô hình quan sát chúng, cách mà chúng có thể di chuyển qua các lục địa và đại dương.

Hạt vi nhựa đang di chuyển không ngừng quanh Trái Đất

Có một thực tế đáng buồn là những hạt vi nhựa đã trở nên bão hòa hoàn toàn với môi trường, theo một nghĩa nào đó, chúng đã đồng nhất. Các hạt từ quần áo tổng hợp, từ chai lọ và bao bì xuống cấp dường như đang di chuyển khắp bề mặt Trái Đất, bất kể bên dưới chúng là đất liền hay đại dương. Trong quá trình đó, chúng trộn lẫn với nhau đến mức không còn có thể xác định được nguồn gốc.

Deonie Allen, là một nhà nghiên cứu hạt vi nhựa tại Đại học Strathclyde. Năm ngoái, cô chính là một trong những tác giả của nghiên cứu phát hiện hạt vi nhựa trong gió biển. Allen nói bây giờ, “nếu bạn lập được mô hình khí quyển, bạn có thể tìm ra hạt vi nhựa có thể đến từ đâu. Nhưng nếu bạn chỉ nhìn vào dấu hiệu hóa học của các loại nhựa bạn có trong xô hoặc trong bộ lọc của mình, không có cách nào để bạn biết nguồn gốc của chúng nữa”.

“Có lẽ nếu bạn xác định được hạt vi nhựa này đến từ một miếng cao su thì rất có thể nó đã khởi đầu hành trình của mình từ một chiếc lốp xe. Nhưng những loại nhựa khác còn lại thì sao? Chúng có thể đến từ bất cứ đâu”, Allen nói.

Đó là lý do tại sao mô hình khí quyển là rất quan trọng để hiểu rõ hơn cách hạt vi nhựa chuyển động giữa các môi trường. Và các nhà nghiên cứu mới chỉ bắt đầu làm điều này – cho đến nay chỉ có vài chục bài báo và nghiên cứu trong lĩnh vực đó.

Các nghiên cứu thêm sẽ cần bổ sung nhiều dữ liệu về lượng nhựa rơi ra từ bầu trời, ở nhiều khu vực. Ví dụ, nghiên cứu mới này chỉ đang tập trung vào miền Tây Hoa Kỳ, nhưng việc tạo ra và phân bố các hạt vi nhựa có thể rất khác nhau ở những khu vực khác nhau.

Các bang miền Tây nước Mỹ khá khô hạn, vì vậy có thể ô tô chạy qua đó dễ phát sinh hạt vi nhựa hơn so với ở miền Nam ẩm ướt. Ngoài ra, ở Châu Âu, nhựa thải thường được tái chế để làm nhựa đường hoặc làm vật liệu xây dựng. Đó là một ý tưởng có vẻ hay, nhưng nó có thể làm tăng khả năng hạt vi nhựa phát tán vào không khí.

Từng chút một, các nhà khoa học đang phát triển một bức tranh rõ ràng hơn về cách các hạt vi nhựa đang quay vòng vòng đời của chúng trên khắp hành tinh. Một động lực chính dường như là sự vận chuyển trong khí quyển được trình bày chi tiết trong nghiên cứu mới này.

Nhà nghiên cứu vi nhựa Steve Allen tại Đại học Strathclyde, cho biết: “Chúng ta đang sống trên một quả bóng bên trong một bong bóng khí. Hành tinh này không có biên giới, không có góc cạnh.

Một minh chứng rõ ràng là các hạt vi nhựa đang đi vào biển và quay trở lại từ biển. Nhựa rơi xuống mặt đất từ bầu trời rồi lại bị thổi ngược lên không trung. Chúng sau đó sẽ di chuyển đến một nơi khác, không có gì ngăn cản nổi một khi nhựa đã thoát được ra ngoài đó”.

Brahney đồng ý với quan điểm này của Allen: “Các hạt vi nhựa này có thể di chuyển không ngừng quanh bề mặt Trái Đất. Chỉ cần nghĩ đến điều đó thôi đã thật kinh hoàng”.