Các nhà nghiên cứu tại Viện Khoa học và Công nghệ thuộc Đại học Bang Sao Paulo (ICT-UNESP), Brazil, đã phát hiện ra rằng cây Moringa oleifera, thường được gọi là chùm ngây hoặc keo trắng, có thể giúp loại bỏ hạt vi nhựa trong nước.

Các phát hiện này đã được công bố trên ACS Omega, một tạp chí của Hiệp hội Hóa học Hoa Kỳ.

Cây chùm ngây có nguồn gốc từ Ấn Độ và phát triển tốt ở nhiều vùng nhiệt đới. Lá và hạt của nó được tiêu thụ rộng rãi như thực phẩm do giá trị dinh dưỡng cao. Các nhà khoa học cũng đã nghiên cứu hạt của cây này trong nhiều năm vì tiềm năng ứng dụng trong việc thanh lọc nước.

"Chúng tôi đã chứng minh rằng dịch chiết muối từ hạt có tác dụng tương tự như nhôm sunfat, chất được sử dụng trong các nhà máy xử lý để làm đông tụ nước chứa vi nhựa. Trong nước có tính kiềm cao hơn, nó thậm chí còn hoạt động tốt hơn cả sản phẩm hóa học", Gabrielle Batista, tác giả chính của nghiên cứu, cho biết. Cô đã thực hiện nghiên cứu này trong thời gian học thạc sĩ tại Chương trình Sau đại học về Kỹ thuật Xây dựng và Môi trường (PPGECA) thuộc Trường Kỹ thuật Bauru (FEB) tại UNESP.

Nghiên cứu này do Adriano Gonçalves dos Reis, giáo sư tại ICT-UNESP và PPGECA thuộc FEB-UNESP, dẫn đầu. Ông cũng là người đứng đầu dự án "Lọc trực tiếp và lọc gián tiếp để loại bỏ vi nhựa khỏi nước uống", được tài trợ bởi FAPESP.

"Nhược điểm duy nhất được phát hiện cho đến nay liên quan đến nhôm sunfat là sự gia tăng chất hữu cơ hòa tan, việc loại bỏ chất này có thể làm cho quá trình trở nên tốn kém hơn. Tuy nhiên, ở quy mô nhỏ, chẳng hạn như trên các trang trại nông thôn và trong các cộng đồng nhỏ, phương pháp này có thể được sử dụng một cách tiết kiệm chi phí và hiệu quả", ông Reis cho biết.

Nghiên cứu tập trung vào phương pháp lọc trực tuyến, một phương pháp trong đó nước được xử lý trước bằng chất keo tụ rồi mới được lọc qua bộ lọc cát. Phương pháp này hiệu quả nhất đối với nước có độ đục thấp, nghĩa là nước tương đối trong và cần ít bước xử lý sơ bộ hơn.

Quá trình đông tụ đóng vai trò quan trọng vì các hạt vi nhựa và các chất gây ô nhiễm khác mang điện tích âm. Điều này khiến chúng đẩy nhau và ngăn cản việc chúng bị giữ lại dễ dàng trong quá trình lọc. Các chất đông tụ, bao gồm chiết xuất muối moringa (có thể tự làm tại nhà) và nhôm sulfat, trung hòa các điện tích này. Kết quả là, các hạt dính lại với nhau, tạo thành các cụm lớn hơn có thể được loại bỏ dễ dàng hơn.

Nghiên cứu trước đó của cùng nhóm nghiên cứu đã chỉ ra rằng hạt chùm ngây có hiệu quả trong toàn bộ chu trình xử lý, bao gồm cả quá trình keo tụ, lắng đọng và lọc. Luiz Gustavo Rodrigues Godoy, tác giả chính của nghiên cứu, đã hoàn thành bằng thạc sĩ tại FEB-UNESP với sự hỗ trợ từ FAPESP.

Để đánh giá phương pháp này, nhóm nghiên cứu đã thêm các hạt vi nhựa polyvinyl clorua (PVC) vào nước máy.

Nhựa PVC được chọn vì nó được coi là một trong những loại nhựa gây hại nhất cho sức khỏe con người, với các đặc tính gây đột biến và gây ung thư đã được biết đến. Nó cũng thường được tìm thấy trên bề mặt các nguồn nước và có thể tồn tại ngay cả sau khi xử lý bằng các phương pháp thông thường.

Các nhà nghiên cứu đã cho PVC tiếp xúc với tia cực tím để mô phỏng quá trình lão hóa tự nhiên và phản ánh tốt hơn các đặc điểm của vi nhựa trong thế giới thực.

Nước bị ô nhiễm sau đó được xử lý bằng phương pháp đông tụ và lọc sử dụng hệ thống thử nghiệm trong bình (Jar Test), mô phỏng các quy trình xử lý nước ở quy mô nhỏ. Kết quả được so sánh với các mẫu được xử lý bằng nhôm sunfat.

Để đánh giá hiệu quả, nhóm nghiên cứu đã sử dụng kính hiển vi điện tử quét (SEM) để đếm số lượng hạt vi nhựa trước và sau khi xử lý. Họ cũng phân tích kích thước của các cụm hạt hình thành bằng cách sử dụng camera tốc độ cao và phép đo laser. Cả hai phương pháp xử lý đều cho thấy mức độ loại bỏ vi nhựa tương tự nhau.

Các nhà nghiên cứu hiện đang thử nghiệm chiết xuất hạt chùm ngây trên nước lấy từ sông Paraíba do Sul, nguồn cung cấp nước cho São José dos Campos. Cho đến nay, kết quả cho thấy phương pháp này cũng hiệu quả trong việc xử lý các điều kiện nước tự nhiên.

"Hiện nay, việc sử dụng chất đông tụ gốc nhôm và sắt đang vấp phải sự giám sát chặt chẽ hơn từ phía cơ quan quản lý và những lo ngại về sức khỏe, vì chúng không phân hủy sinh học, để lại độc tính tồn dư và tiềm ẩn nguy cơ gây bệnh. Vì lý do đó, việc tìm kiếm các giải pháp thay thế bền vững ngày càng được đẩy mạnh", Reis kết luận.

Các phát hiện này nhấn mạnh cây chùm ngây là một lựa chọn đầy hứa hẹn và bền vững hơn để giảm thiểu vi nhựa trong nước uống, đặc biệt là ở các cộng đồng nhỏ, nơi chi phí và khả năng tiếp cận là những mối quan ngại chính.