Chúng ta không nên đánh giá thấp mức độ phổ biến nghiêm trọng của vi nhựa trong bối cảnh môi trường hiện nay. Chúng hiện diện ở khắp mọi nơi – từ các dòng sông rộng lớn, trong lá phổi của con người, và thậm chí đã xâm nhập sâu vào trong mạch máu.
Tuy nhiên, một nghiên cứu mới đây đã chỉ ra rằng các chuyên gia đang theo dõi cuộc khủng hoảng ô nhiễm toàn cầu này có thể đã vô tình làm bẩn chính các mẫu vật nghiên cứu của họ.
Lời giải thích cho nghịch lý khoa học này bắt nguồn từ những chiếc găng tay phòng thí nghiệm bảo hộ mà họ luôn đeo trên tay. Chính vật dụng này đang rụng ra vô số các hạt có đặc tính giống hệt vi nhựa và trực tiếp làm sai lệch các con số thống kê trên toàn cầu.
Các nhà khoa học phát hiện găng tay phòng thí nghiệm dùng một lần đang làm sai lệch nghiêm trọng kết quả đo lường mức độ ô nhiễm vi nhựa.
Theo một nghiên cứu được công bố gần đây của đại học Michigan, thủ phạm thực sự gây ra hiện tượng này là một loại chất cặn giống như xà phòng được sử dụng rộng rãi trong quá trình sản xuất công nghiệp. Hợp chất này được bôi lên để đẩy găng tay dùng một lần ra khỏi khuôn của nhà máy một cách dễ dàng.
Nghiên cứu chỉ ra rằng, chỉ cần một cú chạm nhẹ và khô ráo cũng đủ để làm rơi hàng ngàn hạt cặn này trực tiếp lên các thiết bị phòng thí nghiệm. Do chất cặn tạo ra một dấu hiệu rung động vô cùng giống với các loại nhựa thông thường khi đưa qua máy quét tia laser, các nhà khoa học đã vô tình đếm vi nhựa từ chính thiết bị của họ như là một phần của ô nhiễm môi trường.
Sự lây nhiễm chéo tiềm ẩn này đặt ra một vấn đề nhức nhối, cho thấy nhiều năm dữ liệu nghiên cứu về vi nhựa giờ đây có thể cần được kiểm tra và đếm lại trên quy mô lớn.
Hành trình khám phá ra sự thật này bắt đầu từ một cuộc tìm kiếm tưởng chừng như vô vọng. Madeline Clough, một người vừa tốt nghiệp tiến sĩ hóa học tại đại học Michigan, đã bắt tay vào thực hiện một dự án nhằm đo lường lượng nhựa trong khí quyển mà người dân khu vực Michigan hít vào hàng ngày. Cô đã hợp tác với một nhóm chuyên gia bao gồm các nhà hóa học, nhà thống kê và kỹ sư để thu thập các mảnh vỡ siêu nhỏ bay lơ lửng trong không khí.
Clough tuân thủ tuyệt đối mọi quy trình khoa học nghiêm ngặt nhất hiện có. Cô mặc trang phục không chứa vật liệu nhựa, loại bỏ hoàn toàn các công cụ phòng thí nghiệm bằng nhựa và cẩn thận chuẩn bị các đĩa thu thập của mình bên trong một buồng lọc chuyên dụng.
Tuy nhiên, những kết quả phân tích mà cô thu được lại hoàn toàn đi ngược lại với logic thông thường. Các công cụ thiết bị đã phát hiện ra số lượng nhựa trong không khí vượt xa các báo cáo khoa học trước đây với hệ số chênh lệch lên đến hơn 1.000 lần.
Clough chia sẻ rằng điều này đã dẫn đến một cuộc truy tìm vô vọng để cố gắng tìm hiểu xem sự lây nhiễm này có thể bắt nguồn từ đâu, bởi vì cả nhóm đều biết chắc chắn rằng con số này quá cao để có thể là sự thật. Nhóm nghiên cứu đã phải xem xét kỹ lưỡng mọi biến số, từ việc kiểm tra một chai xịt bằng nhựa cho đến các hạt trôi nổi trong bầu không khí của phòng thí nghiệm nơi cô đang làm việc.
Cuối cùng, họ đã lần ra nguồn gốc của vấn đề chính là những chiếc găng tay. Những công cụ bảo hộ này vốn luôn được khuyến nghị như một tiêu chuẩn thực hành tốt nhất trong cộng đồng khoa học, nhưng trớ trêu thay lại trở thành kẻ mạo danh tình cờ.
Về mặt kỹ thuật, các nhà sản xuất thường phủ một lớp muối stearate lên bề mặt găng tay cao su và nitrile dùng một lần. Những hóa chất này đóng vai trò như chất giải phóng, hỗ trợ quá trình tách găng tay ra khỏi khuôn một cách trơn tru và nguyên vẹn.
Khi một nhà nghiên cứu sử dụng tay để xử lý thiết bị, những loại muối này sẽ bám sang bất cứ bề mặt nào họ vô tình chạm vào một cách liền mạch. Các nhà nghiên cứu của đại học Michigan đã tiến hành mô phỏng các thao tác xử lý phòng thí nghiệm thông thường trên bảy loại găng tay khác nhau.
Kết quả kiểm tra trên các mẫu găng tay nitrile và cao su phổ biến cho thấy trung bình có khoảng 2.000 kết quả dương tính giả trên mỗi milimet vuông, cá biệt có một số loại vượt qua ngưỡng 7.000 hạt.
Mặc dù những hợp chất stearate bị rụng ra này không gây ra bất kỳ mối đe dọa nào đối với môi trường tự nhiên, nhưng chúng lại sở hữu cấu trúc hóa học tương đồng một cách đáng kinh ngạc với polyethylene – một trong những loại nhựa dồi dào nhất được tìm thấy trong môi trường hoang dã.
Sự tương đồng này đã đánh lừa các quy trình nhận dạng tự động phổ biến mà các nhà nghiên cứu thường xuyên phụ thuộc vào để xác định các polyme tổng hợp. Thông thường, các nhà khoa học sử dụng phương pháp quang phổ dao động để phân tích các mẫu vật.
Nhờ vào các phương pháp thống kê và phân tích mới, các nhà khoa học vẫn có khả năng phân biệt cặn găng tay và vi nhựa thực sự để cứu vãn những tập dữ liệu cũ.
Bằng cách chiếu ánh sáng vào một mảnh vỡ vi mô và đo lường sự tương tác, họ sẽ thu được một dạng dấu vân tay hóa học. Tuy nhiên, vì stearate và polyethylene có cấu trúc gần như hoàn toàn giống nhau, các dấu hiệu phản xạ ánh sáng của chúng bị chồng chéo lên nhau, từ đó làm hệ thống phát hiện tự động bị bối rối.
Vấn đề càng trở nên phức tạp hơn do kích thước siêu nhỏ của những hạt cặn này. Nghiên cứu của đại học Michigan phát hiện ra rằng hầu hết các hạt stearate bị rụng đều có kích thước nhỏ hơn năm micromet.
Đây chính là khung kích thước mà các chuyên gia môi trường đang tập trung nghiên cứu cao độ, vì chúng có khả năng phá vỡ các rào cản tế bào một cách dễ dàng, qua đó tàn phá sức khỏe con người và hệ sinh thái tổng thể.
Khám phá đáng kinh ngạc này đã tạo ra một áp lực lớn, buộc toàn bộ lĩnh vực hóa học môi trường phải nhanh chóng thích ứng. Madeline Clough và tác giả cấp cao của nghiên cứu, giáo sư hóa học Anne McNeil, hiện đang khuyến cáo các nhà nghiên cứu nên tránh sử dụng các loại găng tay phủ stearate tiêu chuẩn trong quá trình xử lý mẫu vật nếu có thể.
Trong trường hợp phải xử lý hóa chất độc hại hoặc vật liệu sinh học khiến việc để tay trần trở nên nguy hiểm, nhóm nghiên cứu đề xuất nên chuyển sang áp dụng các loại găng tay phòng sạch chuyên dụng. Những lựa chọn thay thế này không chứa lớp phủ stearate và chỉ để lại khoảng 100 kết quả dương tính giả trên mỗi milimet vuông, đánh dấu một sự cải thiện vô cùng đáng kể.
May mắn thay, những khám phá này không đồng nghĩa với việc các nhà khoa học phải vứt bỏ toàn bộ những công trình nghiên cứu trước đây của họ. Bằng cách làm việc cùng với các chuyên gia thống kê hàng đầu, Clough và McNeil đã thiết kế thành công các phương pháp phân tích mới nhằm phân biệt các dấu vân tay hóa học cực kỳ tinh tế của vi nhựa thực sự với cặn găng tay.
Clough khẳng định rằng vẫn còn cơ hội để khôi phục các tập dữ liệu bị ảnh hưởng và tìm ra số lượng vi nhựa thực sự trong môi trường. Mặc dù nhóm nghiên cứu từ đại học Michigan cuối cùng đã quyết định loại bỏ dữ liệu khí quyển ban đầu của họ, họ vẫn xem bước lùi này như một bước tiến dài cho ngành hóa học.
Tiết lộ mang tính bước ngoặt này được công bố trên tạp chí Analytical Methods, đảm bảo rằng các thước đo về ô nhiễm vi nhựa trong tương lai sẽ duy trì được mức độ chính xác cao nhất.
Giáo sư McNeil chia sẻ trên tạp chí The Conversation rằng bất kể lượng vi nhựa trong môi trường có thấp hơn so với suy nghĩ ban đầu, họ vẫn sẽ tiếp tục nghiên cứu về ô nhiễm khí quyển tại Michigan, nhưng lần này chắc chắn sẽ là một quy trình không có sự hiện diện của những chiếc găng tay quen thuộc.
