Vi nhựa làm giảm độ phì nhiêu của đất và thúc đẩy sinh khí nhà kính, nghiên cứu chỉ ra
Tác giả: Paul Arnold, Phys.org | Biên tập: Gaby Clark, Đánh giá: Robert Egan
Hình này tóm tắt các phát hiện chính từ nghiên cứu về vi nhựa (microplastics – MP) trong đất:
Bên trái – Gradient đa dạng MP:
-
CK = đối chứng (không có nhựa)
-
D1, D3, D5 = đa dạng vi nhựa tăng dần (1, 3, 5 loại nhựa)
-
Các loại nhựa bao gồm PET, PE, PP, PVC, PA66, POM, EVA
Giữa – Các tính chất đất bị ảnh hưởng:
Bên phải trên – Thay đổi chu trình nitơ:
-
Các gen khử nitrat quan trọng (narG, narH, napA, nirS, norB, norC, nosZ) được điều hòa tăng.
-
Nitơ bị mất nhiều hơn dưới dạng N₂ và N₂O, đặc biệt là N₂O, một khí nhà kính mạnh.
Diễn giải dòng tác động:
Đa dạng vi nhựa tăng → làm thay đổi pH và carbon đất → làm thay đổi cộng đồng vi khuẩn → kích hoạt các gen khử nitrat → tăng tốc mất nitơ → tăng phát thải khí nhà kính.
Hơn 90% rác thải nhựa cuối cùng tích tụ trong đất, phân hủy thành vi nhựa mà mắt thường không nhìn thấy được. Ô nhiễm vi nhựa trong đất gây ra mối đe dọa nghiêm trọng đối với sức khỏe đất, làm tổn hại các cộng đồng vi sinh vật thiết yếu và giảm năng suất cây trồng. Những hạt nhựa siêu nhỏ này cũng có thể làm trầm trọng thêm biến đổi khí hậu bằng cách tăng sản xuất khí nhà kính, theo một nghiên cứu mới đăng trên Environmental Science & Technology.
Các nghiên cứu trước đây hầu hết chỉ tập trung vào từng loại nhựa riêng lẻ và ảnh hưởng của chúng đến chức năng đất và chu trình dinh dưỡng, nhưng vi nhựa thường xuất hiện dưới dạng hỗn hợp. Yi-Fei Wang và Dong Zhu từ Viện Môi trường Đô thị, Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc, cùng đồng nghiệp, đã nghiên cứu tác động kết hợp của nhiều loại nhựa khác nhau lên đất và các chức năng quan trọng như chu trình nitơ.
Nhóm nghiên cứu tiến hành thí nghiệm vi mô trong phòng thí nghiệm, trộn mẫu đất với sáu loại nhựa, bao gồm polyethylene terephthalate (PET) và polyvinyl chloride (PVC). Họ tạo bốn nhóm với mức độ nhựa khác nhau, từ nhóm không có nhựa (nhóm đối chứng) đến nhóm gồm năm loại nhựa. Sau 40 ngày ủ, mẫu đất được phân tích các đặc tính như độ pH, hoạt động enzyme, và giải trình tự DNA để xác định vi khuẩn và các gen chức năng liên quan.
Phân tích cho thấy sự đa dạng của vi nhựa làm thay đổi đáng kể sức khỏe đất. Ví dụ, hỗn hợp nhựa làm tăng độ pH của đất (tăng tính kiềm) và tăng hàm lượng cacbon trong đất.
Mất Nitơ
Một phát hiện quan trọng là đa dạng vi nhựa làm tăng hoạt động của các gen vi khuẩn chịu trách nhiệm cho quá trình khử nitrat (denitrification)—quá trình vi khuẩn chuyển hóa nitơ từ cây thành khí nitơ, thải vào khí quyển. Điều này vừa làm giảm độ phì nhiêu của đất vừa giải phóng khí nitrous oxide, một khí nhà kính mạnh gấp khoảng 300 lần so với carbon dioxide. Nguyên nhân chính của tình trạng mất nitơ nhanh chóng là do vi khuẩn thuộc họ Rhodocyclaceae.
“Những phát hiện này giúp hiểu sâu hơn về tác động sinh thái của ô nhiễm vi nhựa đối với sức khỏe đất và chu trình dinh dưỡng,” các nhà nghiên cứu viết. “Quan trọng hơn, chúng nhấn mạnh sự cần thiết phải xem xét đa dạng vi nhựa trong quản lý đất nhằm giảm mất nitơ và bảo vệ các dịch vụ sinh thái của đất.”
Nguồn: Tian-Gui Cai và cộng sự, Microplastic Diversity as a Potential Driver of Soil Denitrification Shifts, Environmental Science & Technology (2025). DOI: 10.1021/acs.est.5c04981
