Biến hạt vi nhựa thành thiết bị phát hiện vi khuẩn trong nước thải
Hiện nay, khi cơ quan chức năng giám sát nước thải từ các nhà máy xử lý nước thải, họ định kỳ lấy mẫu nước từ hạ lưu đường ống xả của nhà máy đó. Các mẫu sau đó được phân tích trong phòng thí nghiệm để xem chúng có chứa lượng đáng kể vi khuẩn có hại liên quan đến xử lý nước thải thô không đầy đủ hay không.
Một vấn đề với cách tiếp cận này nằm ở chỗ ngay cả khi nhà máy thải nước thải chưa qua xử lý thì nó cũng không thể làm như vậy 24 giờ một ngày. Điều này có nghĩa là nếu các mẫu nước được thu thập giữa các lần xả đó, chúng có thể không phát hiện ra bất kỳ vi khuẩn nào.
Để giải quyết vấn đề, Tiến sĩ Luke Woodford và các đồng nghiệp tại Đại học Stirling của Scotland đã nghiên cứu các hạt vi nhựa. Cụ thể hơn, họ tìm đến những lồng lưới thép hình cầu chứa đầy hạt như vậy. Những mẻ lồng tròn này có thể đặt bên trong những giỏ lưới hình khối lớn hơn, thả chìm trong các con sông gần nhà máy xử lý nước thải. Ý tưởng là nếu vi khuẩn có hại chảy qua những chiếc giỏ đó, một số vi khuẩn sẽ bám vào màng sinh học hình thành tự nhiên trên các hạt vi nhựa. Khi các hạt sau đó được thu thập và phân tích, vi khuẩn sẽ được phát hiện.
Một góc nhìn gần hơn về các hạt vi nhựa polyethylene 2 mm sử dụng trong nghiên cứu.
Đối với nghiên cứu này, các nhà khoa học đã sử dụng các hạt rộng 2 mm làm từ ba loại vật liệu khác nhau: polyethylene, cao su và bần. Loại thứ hai được đưa vào làm đối chứng để xem vật liệu tự nhiên hoạt động tốt như thế nào. Hai trăm hạt của mỗi loại được đặt bên trong mỗi lồng hình cầu. Hai giỏ đầy chiếc lồng sau đó được đặt ngược dòng và xuôi dòng từ đường ống xả của nhà máy xử lý ở một con sông Scotland. Trong 23 ngày tiếp theo, các hạt được thu thập thường xuyên từ mỗi giỏ và đưa đến phòng thí nghiệm để phân tích.
Ngay cả trong vòng 24 giờ sau khi triển khai, người ta phát hiện ra các hạt của cả ba vật liệu lấy từ vị trí hạ lưu đều chứa nồng độ vi khuẩn có hại cao hơn đáng kể như Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Citrobacter freundii và Enterococcus. “Giải trình tự bộ gen bổ sung cho thấy vi khuẩn này chứa nhiều gen gây ra khả năng kháng thuốc kháng sinh và tăng độc lực, làm nổi bật thêm nguy cơ với công chúng và môi trường rộng lớn hơn. Nước thải đang gia tăng ở Anh, gây rủi ro cho sức khỏe con người, vì vậy việc có các hệ thống như hệ thống của chúng tôi để theo dõi những gì đang được thải ra là một phần quan trọng trong việc giải quyết vấn đề sức khỏe cộng đồng”, Woodford nói.
Hà My