Lạ kỳ sâu “ăn” rác thải nhựa

Đề tài “Xử lý rác thải nhựa polyethylene dựa vào quá trình phân hủy sinh học của một số loại sâu” của hai em vừa nhận giải nhất Cuộc thi Khoa học kỹ thuật học sinh trung học cấp quốc gia. Ngoài ra, dự án còn đạt giải nhất cuộc thi Sáng tạo giải pháp bảo vệ môi trường dành cho học sinh các trường THCS, THPT tỉnh Khánh Hòa năm 2017.

Đề tài “kỳ lạ”

Hoàng Mai thích môn toán, còn Mỹ Huyền lại thích sinh học nhưng là đôi bạn cùng tiến trong lớp. Cái duyên hai em đến với đề tài nghiên cứu này cũng rất tình cờ. Trong chuyến tham quan học tập thực tế tại Đà Lạt vào tháng 8.2017, nhìn thấy những con sâu đang ăn lá cây trong rừng, Hoàng Mai buộc miệng hỏi “Sâu ăn lá cây, còn ăn được gì khác không?”. Cứ tưởng câu hỏi nửa đùa nửa thật đó bị lãng quên sau chuyến đi. Ấy thế mà khi về nhà, hai em lại tìm kiếm thông tin trên mạng và phát hiện ra một điều thú vị: “ngoài lá cây, sâu còn có thể ăn được túi ni lông”. Vậy đó là sâu nào và chúng có thực sự “ăn” được nhựa hay không? Càng tìm hiểu càng thấy nhiều điều hay, hai em trình bày vấn đề với thầy hướng dẫn Phạm Vũ Thành An và cả ba thầy trò cùng lao vào nghiên cứu đề tài “kỳ lạ” này dưới sự ngỡ ngàng của mọi người.

Dựa trên phát hiện và nghiên cứu của một số nhà khoa học trên thế giới, hai em đã tiến hành các phương pháp kiểm tra một số loài sâu, xác định khả năng và tìm hiểu cơ chế phân hủy các túi nhựa với mong muốn tìm ra giải pháp giải quyết vấn nạn “ô nhiễm trắng” như hiện nay. “Để làm thí nghiệm, việc đầu tiên là phải nuôi và chăm sóc những con sâu. Do không biết cách nuôi nên sâu chết nhiều, phải mất hơn 3 lần nuôi, tụi em mới thành công trong việc nuôi sâu để tìm hiểu vòng đời của chúng” – Mỹ Huyền nhớ về những ngày đầu tiên bắt tay thực hiện dự án.

Nhờ sự giúp đỡ của cô Vũ Đặng Hạ Quyên – giảng viên Viện công nghệ sinh học và môi trường (Trường đại học Nha Trang) cũng là người bảo trợ cho dự án, hai em tìm được 4 loại sâu để nghiên cứu là sâu sáp, sâu rồng, sâu canxi và sâu quy. Kể về ngày đầu nhận sâu được chuyển từ TP. Hồ Chí Minh về nuôi, Hoàng Mai nói: “Nhìn thấy sâu bò lúc nhúc trong thùng cô Quyên đã khóc thét lên, còn tụi em thì “nhắm mắt nhắm mũi” lại vì sợ. Sợ nhưng vì lỡ “mê” rồi nên ráng để chăm sâu. Chúng em muốn tìm xem trong 4 loại sâu đó, loại nào ăn được túi ni lông, phân hủy trong bao lâu và chúng đã sinh sản ra loại enzym gì mà có thể tiêu hủy được túi ni lông”.

Giải pháp "xanh" cho môi trường

Để theo dõi, chăm sóc cho những con sâu, hai em đi học thật sớm và tranh thủ giờ ra chơi vào phòng thí nghiệm để kiểm tra tình hình. Sâu được nuôi trong 4 thùng riêng biệt và cho ăn nhựa (polyethylene), đồng thời xây dựng vòng đời của sâu để biết được các mốc giai đoạn phát triển của các loài sâu. Hoàng Mai cho biết: “Quan sát thực tế, chúng em thấy sâu sáp và sâu rồng có khả năng ăn được túi ni lông; 2 loại sâu còn lại chết. Nhưng để chắc chắn là sâu thật sự ăn túi ni lông và tiêu hóa chúng chứ không phải “cắn bỏ” nên phải lắp camera quan sát tốc độ “ăn” của hai loài sâu này. Kết quả, sâu sáp ăn nhanh hơn sâu rồng”.

Thí nghiệm này, hai em nhờ sự giúp đỡ từ gia đình vì cần kinh phí để mua camera. Không chỉ giúp đóng thùng nuôi sâu, theo dõi từng bước đi của dự án, ông Thái Nguyên Hồng (ba của Mỹ Huyền) còn ủng hộ tài chính để giúp sức cho con gái trong nghiên cứu. “Thấy con đam mê với đề tài nên giúp được gì thì mình cố gắng làm, chỉ mong góp thêm niềm tin cho tụi nhỏ” – ông Hồng tâm sự.

Tiếp đến hai em tiến hành thí nghiệm “sâu có tiết hóa chất làm phân hủy được túi ni lông không?”. Trong thí nghiệm này, ba thầy trò đã có cuộc tranh cãi vì một tình huống bất ngờ. Sau khi thất bại với thí nghiệm thứ nhất khi nghiền nát sâu cho vào ống nghiệm, bỏ vào ống một lượng túi ni lông, sau một tuần quan sát thì không có gì thay đổi. Thầy trò làm lại thí nghiệm bằng cách nghiền nát sâu và “trét” trực tiếp lên tấm ni lông. 6 ngày sau, tấm ni lông bị rách. Tuy nhiên, lúc này trên tấm ni lông đó có cả những con kiến đang bò nên tranh cãi “tấm ni lông bị rách là do kiến cắn hay do hóa chất của sâu phân hủy”? xảy ra. “Thầy nói là do kiến, còn trò khẳng định là do sâu, vì vậy phải làm lại thực nghiệm. Cuối cùng xác định được túi bị rách là do hóa chất của sâu phân hủy” – thầy An cho biết.

Chưa dừng lại ở đó, hai bạn tiếp tục thực hiện quan sát bằng kính hiển vi và bằng máy quang phổ hồng ngoại để xem “túi ni lông có còn trong bụng sâu” và kiểm tra phân sâu để xác định “sâu có hoàn toàn tiêu hóa được túi ni lông?”. Thí nghiệm này được sự hỗ trợ về thiết bị, máy móc và giảng viên của Trường đại học Nha Trang. Thời điểm thực nghiệm ruột sâu và phân sâu, phòng thí nghiệm của Trường đại học Nha Trang bị cơn bão số 12 làm hư hỏng những tưởng đã phải bỏ cuộc giữa chừng. Nhưng với quyết tâm và sự giúp đỡ của trường, hai em tiếp tục nghiên cứu của mình. "Trong thời gian bão phải nghỉ học, vì lo lắng cho những con sâu, tụi em nhờ thầy An lên phòng thí nghiệm để “live stream” (phát trực tiếp) bằng facebook về tình hình hiện tại để xem thì mới yên tâm” – Mỹ Huyền chia sẻ.

Vượt qua khó khăn, hai em đã nghiên cứu và đạt được kết quả đáng mừng: chất thải của sâu sáp và sâu rồng sau khi ăn túi ni lông không còn polyetylen, hoàn toàn không có hại đến môi trường. Để chứng minh sâu có thể ăn và tiêu hóa được nhựa, hai em tiến hành phân lập hệ vi sinh vật đường ruột của sâu để xác định loại vi khuẩn giúp phân hủy túi nhựa. Đó là nhóm vi sinh vật đường ruột sống cộng sinh. Kết quả của nghiên cứu mang lại lợi ích rất lớn trong việc giải quyết vấn đề môi trường, đặc biệt là xử lý rác thải nhựa. “Giải pháp xử lý rác thải nhựa dựa vào sự phân hủy sinh học của sâu sáp và sâu rồng có chi phí thấp, an toàn mà mang hiệu quả cao. Trong thời gian tới, chúng em sẽ tiếp tục thực hiện nghiên cứu để tìm ra loại enzym giúp phân hủy túi nhựa"– Hoàng Mai cho biết.

Thầy Phan Thành Chung – Hiệu trưởng Trường THCS Võ Văn Ký – nhận xét: “Hai em đã có sự đầu tư rất tốt cho dự án này. Không chỉ ý tưởng hay, các em còn thực hiện nghiên cứu, làm thí nghiệm rất bài bản và nghiêm túc để đưa ra kết quả chính xác. Đây cũng là dự án đầu tiên có sự liên kết, hỗ trợ giữa trường và Trường đại học Nha Trang. Hi vọng trong thời gian tới, các trường trung học sẽ nhận được sự giúp đỡ của các trường đại học để các em học sinh có điều kiện thực hiện ý tưởng của mình tốt hơn”.