Rêu: Giải pháp xanh cho thành phố ô nhiễm

Làn sóng sử dụng rêu để quan trắc không khí

“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”, giáo sư Lê Hồng Khiêm (Viện Vật lý, Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam), người mới tập trung vào nghiên cứu ô nhiễm không khí sử dụng rêu làm chỉ thị sinh học, cho biết về sự lợi hại của những trạm quan trắc không khí rẻ tiền này.

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. (Ảnh minh họa)

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 phối, kể từ năm 2000 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 năm 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.

Rêu là chỉ thị sinh học lý tưởng để theo dõi các xu hướng ô nhiễm. (Ảnh minh họa)

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 và giảm thiệt hại lên môi trường và sức khỏe con người vì ô nhiễm không khí.

Khi tiến hành nghiên cứu trên diện rộng như vậy, các nhà nghiên cứu châu Âu không ngờ rằng, kết quả nghiên cứu của chương trình đã góp phần gợi mở những nghiên cứu rất phong phú cho các đồng nghiệp của mình 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 và 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.

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. 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.

Nguyễn Linh (T/h)