Những gợi ý cải thiện ô nhiễm không khí từ rêu (phần 2)

Không chỉ phát hiện được ô nhiễm, rêu còn được tận dụng như một “thiết bị” lọc ô nhiễm – dựa vào tính năng hút chất độc hại trong không khí của nó.

Jovan cùng đồng nghiệp ở Cục Kiểm lâm Mỹ và các nhà nghiên cứu ở trường Đại học Drexel đã sử dụng một mô hình đưa 346 mẫu rêu Orthotrichum lyellii được thu thập năm 2013 từ các cây rụng lá ở những điểm cách nhau một phần tư ki lô mét trong thành phố vào một bản đồ chi tiết về các điểm nóng ô nhiễm để giúp DEQ có thể dễ dàng hình dung ra kết quả điều tra của họ. Phân tích cho thấy, hàm lượng Cadmium trong rêu liên quan với hai nhà máy sản xuất kính màu Bullseye và Uroboros ở gần biên giới giữa hai bang Oregon–Washington, đặc biệt cao ở gần nhà máy. Trung bình hằng tháng, nồng độ cadmium trong không khí là 29,4 ng/m³, cao hơn 49 lần so với mức chuẩn 0,6 ng/m³ của bang Oregon và đủ cao để gây rủi ro cho sức khỏe ngay cả khi tiếp xúc trong thời gian ngắn. Tuy nhiên, cả hai nhà máy này đều “lọt lưới” giám sát phát thải của các nhà quản lý môi trường.

Vậy vì sao các mạng lưới quan trắc môi trường lại không phát hiện ra điều này? Các nhà nghiên cứu chỉ ra nguyên nhân xảy ra điều này, đó là vì các mạng lưới giám sát chất lượng không khí trong đô thị thường được đặt cách nhau ở khoảng cách quá lớn nên không hiệu quả trong việc xác định các nguồn gây ô nhiễm không khí. Sau khi kết quả được công khai, vào tháng 10/2015, Ban quản lý Chất lượng Môi trường Oregon đã đặt thiết bị theo dõi chất lượng không khí ở khoảng cách 120 m từ nhà sản xuất kính màu lớn, đồng thời hai công ty này đều tự ngừng sử dụng cadmium. Do đó, nồng độ cadmium trung bình hằng tháng của họ lần lượt giảm xuống còn 1,1 ng/m³ và 0,67 ng/m³. Một thông báo sớm vào đầu tháng hai của DEQ khiến nhiều công dân tức giận vì họ cho là DEQ phải hành động sớm hơn trong việc đảm bảo không khí trong lành. Giám đốc DEQ đã từ chức ngay sau đó với lý do sức khỏe.

Các nhà nghiên cứu đã công bố phát hiện của mình “Using an epiphytic moss to identify previously unknown sources of atmospheric cadmium pollution” (Sử dụng một loại rêu biểu sinh để nhận diện những nguồn ô nhiễm caddium trong khí quyển chưa biết) trên tạp chí Science of the Total Environment vào năm 2016.

Tuy vui mừng về thành công của nghiên cứu nhưng Geoffrey Donovan, đồng nghiệp của Jovan, nhấn mạnh là nghiên cứu của họ vẫn không thể thay thế được phương thức giám sát không khí truyền thống như đặt trạm quan trắc mà chỉ là một cách để hỗ trợ. Trong quá khứ, Portland mới chỉ có một trạm giám sát có khả năng dò được kim loại nặng nên không thể cung cấp được những thông tin chi tiết về các nguồn phát thải riêng rẽ. Do đó, Cục Bảo vệ môi trường Mỹ (FDA) phải nhìn nhận và đánh giá lại thành công ở Portland để xem liệu phương pháp sử dụng rêu làm chỉ thị sinh học có thể là cách tiếp cận mới để sàng lọc các chất độc hại gây ô nhiễm không khí hay không.

Chuyện kể của rêu không dừng ở đó. Bất chấp những cam đoan của bang, một số người dân địa phương vẫn cảm thấy sợ hãi trước những tác động về sức khỏe của ô nhiễm và đặt câu hỏi là liệu DEQ sẽ ngăn ngừa được tình trạng tương tự như thế trong tương lai không. Để dập tắt lo ngại đó, thống đốc bang Kate Brown đã phải thảo một chương trình mới của bang để tăng cường việc theo dõi chất lượng không khí.

Giải pháp xanh cho các thành phố ô nhiễm

Không chỉ phát hiện được ô nhiễm, rêu còn được tận dụng như một “thiết bị” lọc ô nhiễm – dựa vào tính năng hút chất độc hại trong không khí của nó. Nó đã gợi ý cho hai nhà khởi nghiệp Peter Sänger và Liang Wu ở Đức, những người cùng quan tâm đến cuộc chiến chống lại ô nhiễm không khí, thành lập công ty công nghệ “xanh” Green City Solutions, cung cấp giải pháp cải thiện chất lượng không khí cho vi môi trường đô thị mang tên CityTree (cây trong thành phố).

Ý tưởng sử dụng rêu để lọc không khí không phải là mới. Năm 2017, thành phố Stuttgart cũng đã lắp đặt một bức tường rêu dài 100 m, cao 3 m và tạo ra hiệu quả đáng kể. Tuy nhiên, tường rêu này không thể so sánh với CityTree. Đây là một dạng máy lọc không khí có nhiều nét sáng tạo được thiết kế thân thiện với người dùng có thể đặt ở các vị trí thuận lợi trên đường và có bệ để cho mọi người có thể dừng chân. Loại cây đặc biệt này là sự tích hợp của nhiều loại công nghệ hiện đại: các tấm gỗ phủ rêu với nhiều loại khác nhau để có thể vừa cùng lúc lọc được các hạt bụi mịn và NOx lại vừa tạo ra ôxy; công nghệ IoT được tích hợp để có thể truyền thông tin một cách nhanh chóng và toàn diện về khả năng lọc của ‘cây”, tình trạng của không khí cũng như dữ liệu môi trường xunh quanh “cây”; công nghệ thông gió đa chiều cho phép các dòng chảy không khí được tăng cường, qua đó là tăng hiệu quả lọc không khí; hệ thống tưới nước tự động đảm bảo cung cấp đủ nước một cách tối ưu cho rêu; nguồn điện để đảm bảo cho “cây” hoạt động là thông qua lưới điện thành phố; hiệu ứng làm mát: rêu góp phần làm tăng độ ẩm và việc bốc hơi nước từ bề mặt các mảng rêu cũng góp phần tạo hiệu ứng làm mát một cách đáng kể. Sự kết hợp của các công nghệ cho phép “cây” làm sạch không khí và lượng không khí chúng lọc được có thể phụ thuộc vào các mức độ ô nhiễm tại những thời điểm khác nhau trong ngày.

Một phiên bản CityTree đặt tại Paris, Pháp. Nguồn: CNN.

Dĩ nhiên để có được loại “cây” lọc không khí này, Peter Sänger và Liang Wu đã hợp tác với hai tổ chức nghiên cứu và bảy nhà công nghệ Đức trong giải quyết từng vấn đề riêng rẽ: với Viện nghiên cứu Nhiệt đới Leibniz là để đo đạc và phân tích về tác động của thiết bị; Viện nghiên cứu ILK Dresden (trường Đại học Kỹ thuật Dresden) để phát triển công nghệ về lọc không khí và việc làm mát của rêu; công ty hàng đầu về IoT MaibornWolff để phát triển phần mềm, mang dữ liệu của “cây” theo thời gian thực tới khách hàng và đối tác qua nền tảng AirCare; Thies Clima phát triển và chế tạo các cảm biến và hoàn thiện hệ thống dự báo thời tiết đạt tiêu chuẩn của Đức và thế giới, qua đó có được cả các dữ liệu thời tiết chính xác để theo dõi sự “sống sót” của rêu; Bettair cung cấp các cảm biến có khả năng đo đạc được lượng bụi mịn với những hiểu biết sâu sắc về ô nhiễm không khí…

Nhận thấy hiệu quả giải pháp cây lọc không khí của công ty Green City Solutions, Hội đồng châu Âu đã đầu tư kinh phí và hỗ trợ kiểm tra về mặt khoa học một mạng lưới CityTree gồm 15 “cây” được đặt ở các điểm nóng ô nhiễm của thành phố Berlin vào năm 2020 này. Đây là một bước đi thận trọng của EU bởi trước khi tung CityTree ra thị trường, Peter Sänger và Liang Wu đã kiểm tra các thông số kỹ thuật của cây tại Viện ILK Dresden, một nơi có uy tín về những công nghệ về xử lý không khí.

Trước thềm Hội nghị thượng đỉnh về hành động khí hậu 2019, nơi tập trung vào mối quan hệ giữa biến đổi khí hậu và các thành phố, các giải pháp dựa vào thiên nhiên và khả năng phục hồi đối với biến đổi khí hậu, Tim Christophersen, trưởng chi nhánh Nước sạch, đất và khí hậu của Chương trình Môi trường Liên Hợp uốc, cho rằng cây cối ngày được coi là một nguồn tài nguyên quan trọng trong cuộc chiến môi trường và biến đổi khí hậu. “Thiên nhiên có thể giúp chúng ta giải quyết những vấn đề về môi trường do con người gây ra, và chúng ta cần nhiều giải pháp từ đó. CityTree có thể được dùng tại các điểm nóng ô nhiễm không khí như một giải pháp thú vị tham gia vào hệ thống cây trồng đô thị và các không gian xanh mà các thành phố có thể đầu tư.”

Hiện tại, cả Peter Sänger và Liang Wu đều cho biết đã bán được hơn 50 thiết bị CityTree thuộc thế hệ đầu tiên của sản phẩm cho nhiều thành phố và công ty khắp châu Âu, điều mà họ cho là thành công lớn và qua đó cung cấp cho họ những dữ liệu có giá trị để có thể mở ra những cái nhìn hữu ích về thông tin môi trường và sức khỏe. “Các CityTrees của chúng tôi đã có mặt tại Na Uy, Pháp, Bỉ, Macedonia, Hong Kong và dĩ nhiên là Đức. Sản phẩm của chúng tôi cũng được giới thiệu ở nhiều hội nghị về giải pháp chống ô nhiễm không khí, một phần nhờ vào tính cơ động và thiết kế thân thiện của nó nữa”, Peter Sänger nói.