03/12/2021
Theo Giáo sư Lê Hồng Khiêm - Viện Vật lý, Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam, rêu là loài thực vật bậc thấp, chúng không có rễ thực sự mà chỉ có rễ giả để gắn vào chất nền như bờ tường, đất, thân cây nên không hấp thụ nước và chất dinh dưỡng từ chất nền mà hấp thụ trực tiếp từ không khí. Hệ số hấp thụ kim loại nặng của rêu rất lớn do chúng không có biểu bì. Người ta đã chứng minh hàm lượng của các nguyên tố kim loại nặng trong rêu phản ánh hàm lượng của các nguyên tố kim loại nặng trong không khí.
Rêu là chỉ thị sinh học lý tưởng để theo dõi các xu hướng ô nhiễm
Từ năm 2000, ICP Vegetation - Một chương trình nghiên cứu quốc tế về những tác động của các chất ô nhiễm trong không khí lên cây trồng tại châu Âu do Trung tâm Sinh thái và Thủy văn Anh điều phố đã thực hiện Chương trình điều tra về rêu ở châu Âu (European Moss Survey) nhằm lập bản đồ phân bố rêu khắp châu Âu, nhận diện những khu vực ô nhiễm nhất và quan sát các xu hướng ô nhiễm theo thời gian. 28 quốc gia châu Âu với 6.000 địa điểm đã được đưa vào cuộc điều tra này.
Thông qua chỉ thị sinh học rêu, các nhà khoa học đã theo dõi sự tích lũy kim loại từ bầu khí quyển từ những năm 1990 và sau 5 năm lại được gia hạn. Các nghiên cứu của họ cho thấy, rêu là chỉ thị sinh học lý tưởng để theo dõi các xu hướng ô nhiễm theo những không gian, thời gian và địa điểm khác nhau.
Với những kết quả nghiên cứu về nồng độ ô nhiễm kim loại, ô nhiễm các hợp chất hữu cơ khó phân hủy (POPs), ICP Vegetation đã trở thành một phần của một công ước Liên hợp quốc về ô nhiễm không khí xuyên quốc gia và vận chuyển dài hạn nhằm định ra khung khổ kiểm soát, giảm thiệt hại lên môi trường, sức khỏe con người vì ô nhiễm không khí.
Khi tiến hành trên diện rộng, các nhà nghiên cứu châu Âu không ngờ kết quả nghiên cứu của chương trình đã góp phần gợi mở những nghiên cứu rất phong phú cho đồng nghiệp ở trong và ngoài lục địa già, trong đó phổ biến nhất là tìm hiểu về nồng độ ô nhiễm và truy ngược nguồn ô nhiễm.
Với sự phổ biến của một phương pháp không đòi hỏi quá nhiều phức tạp trong đặt mẫu và thu thập nên tại châu Âu và Bắc Mĩ, một làn sóng sử dụng rêu để quan trắc không khí đã lan tỏa từ các phòng thí nghiệm tối tân tới các cơ quan quản lý môi trường và doanh nghiệp “công nghệ xanh”.
Giải pháp xanh cho các thành phố ô nhiễm
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, Nox, lại vừa tạo ra oxy, 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.
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. Theo DW, vào năm 2017, thành phố Stuttgart cũng đã lắp đặt một bức tường rêu dài 100 mét, cao ba mét 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.
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 quốc cho rằng, cây cối 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 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, 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.
Châu Loan
