Sự lan tỏa rộng rãi của chúng khiến nhựa trở thành mối quan tâm lớn đối với các nghiên cứu về chu trình sinh hóa và biến đổi khí hậu. Tuy vậy, vẫn còn nhiều câu hỏi cơ bản chưa được giải đáp: chúng ta chưa có số liệu chính xác về lượng nhựa hiện có, nguồn gốc của nó, cách nó biến đổi trong môi trường và nơi cuối cùng nó tích tụ. Những khoảng trống này đặc biệt nghiêm trọng trong khí quyển, do các phương pháp hiện tại gặp khó khăn khi phát hiện và phân tích các hạt có kích thước siêu nhỏ và nano một cách đáng tin cậy.

Công cụ mới hé lộ nhựa trong không khí đô thị

Để khắc phục các thách thức đo lường, một nhóm nghiên cứu từ Viện Môi trường Trái đất (IEECAS) thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc đã phát triển một kỹ thuật phân tích vi mô bán tự động nhằm định lượng nhựa trong khí quyển. Phương pháp này còn theo dõi cách nhựa di chuyển giữa các bậc môi trường khác nhau, từ hạt trong không khí tới bụi lắng, mưa, tuyết và sự tái lắng bụi.

Nhóm nghiên cứu áp dụng phương pháp này tại hai thành phố lớn của Trung Quốc là Quảng Châu và Tây An. Hệ thống dựa trên kính hiển vi điện tử quét điều khiển bằng máy tính giúp giảm thiểu sai lệch do con người so với các phương pháp kiểm tra thủ công truyền thống. Nhờ đó, các hạt nhựa có thể được nhận diện một cách nhất quán hơn và trên phạm vi kích thước rộng hơn.

Mức ô nhiễm nhựa cao hơn ước tính trước đó

Với phương pháp tự động này, các nhà khoa học thấy nồng độ nhựa trong tổng lượng hạt lơ lửng (TSP) và bụi lắng có mức cao hơn từ hai đến sáu độ lớn so với các ước tính dựa trên nhận dạng trực quan trước đây (ví dụ SEM-EDX thủ công, μ-FTIR hoặc μ-Raman). Kết quả này cho thấy các nghiên cứu trước đó có thể đã đánh giá thấp đáng kể lượng nhựa trong không khí.

Sự di chuyển của MP và NP cũng khác biệt đáng kể giữa các con đường trong khí quyển, dao động từ hai đến năm độ lớn. Sự khác biệt chủ yếu đến từ hiện tượng tái lắng bụi đường và lắng đọng ướt. Thêm vào đó, các mẫu thu thập từ quá trình lắng đọng cho thấy sự trộn lẫn của nhựa không đồng đều so với các mẫu từ sol khí hoặc bụi tái lắng. Mô hình này cho thấy quá trình kết tụ và loại bỏ hạt tăng lên khi nhựa di chuyển trong khí quyển.

Vì sao nhựa trong khí quyển lại quan trọng

Nghiên cứu này lần đầu tiên phát hiện các hạt nhựa nano lên đến 200 nm trong các mẫu môi trường phức tạp. Nó cũng cung cấp một hình ảnh định lượng chi tiết về nhựa trong khí quyển, một nguồn dự trữ ít được hiểu rõ nhất trong chu trình nhựa toàn cầu.

Bằng cách làm sáng tỏ cách nhựa di chuyển trong không khí, biến đổi trong quá trình vận chuyển và cuối cùng bị loại bỏ, nghiên cứu này mở ra những hiểu biết mới về tác động tiềm ẩn của chúng đối với các quá trình khí hậu, sức khỏe hệ sinh thái và phúc lợi con người.