Kỹ thuật này đã được thử nghiệm ở Long Island Sound ở thành phố New York thông qua sự hợp tác giữa Đại học Staffordshire, Dự án Rozalia vì một đại dương sạch và trường Cao đẳng Central Wyoming.

Giáo sư Claire Gwinnett từ Đại học Staffordshire giải thích: “Long Island Sound là một địa điểm được quan tâm vì nơi đây có rất nhiều yếu tố có thể gây ô nhiễm. Đây là cửa sông có nhiều quần thể động vật hoang dã, là tuyến đường giao thông tấp nập các tàu chở hàng thường xuyên lui tới và là khu vực đánh bắt cá lâu đời. Nằm liền kề với thành phố New York, nơi đây cũng có mật độ dân cư đông đúc và là một địa điểm du lịch lớn”.

Xác định các điểm nóng ô nhiễm

Được tài trợ một phần bởi Hiệp hội Địa lý Quốc gia, nghiên cứu đã thu thập các mẫu từ boong của tàu nghiên cứu hải dương học American Promise. Nhóm nghiên cứu cứ cách 5 km dọc theo Sông Đông từ giữa Long Island Sound đến The Race, lại lấy 1 lít 'lấy mẫu' nước bề mặt.

Lấy mẫu như vậy cho phép phân tích các vị trí cụ thể, trong đó các nhà nghiên cứu áp dụng phương pháp thống kê để xác định các điểm nóng là nơi có nhiều vi nhựa nhất.

Giáo sư Gwinnett nhận xét: “Người ta thường dùng thuật ngữ ‘điểm nóng’ nhưng nó chưa được định nghĩa một cách khoa học. Một số nghiên cứu trước đây phần lớn sử dụng các phương pháp chủ quan, không sử dụng bất kỳ quy tắc hoặc ngưỡng nào để phân biệt các điểm nóng với các điểm không nóng. Nghiên cứu của chúng tôi đề xuất một phương pháp đơn giản nhưng khách quan để xác định các điểm nóng bằng cách sử dụng các giá trị độ lệch chuẩn. Đây là lần đầu tiên việc này được thực hiện”

Hai điểm nóng chính và hai điểm nóng phụ đã được quan sát, ở gần hai đầu khu vực lấy mẫu. Có khả năng xảy ra hiệu ứng “nút cổ chai” ở các khu vực hẹp hơn hoặc ngược lại, có hiệu ứng pha loãng ở khu vực rộng hơn thuộc Long Island Sound. Tương tự, các điểm nóng được quan sát là ở gần hoặc thẳng hàng với cửa sông, đặc biệt là sông Thames và Connecticut.

Việc xếp chồng các bản đồ nhiệt của các loại tàu thuyền giao thông khác nhau với bản đồ nhiệt vi hạt từ nghiên cứu này cho thấy những điểm tương đồng tiềm năng, đặc biệt là giữa các khu vực có lưu lượng tàu chở khách và nồng độ vi nhựa cao hơn.

Ý nghĩa và nghiên cứu sâu hơn

Giáo sư Gwinnett cho biết: “Chúng ta cần xem xét các yếu tố có thể ảnh hưởng đến những kết quả này, chẳng hạn như dân số, địa lý và việc sử dụng con người.

Bước đầu tiên trong việc chống lại loại ô nhiễm này là xác định đặc điểm của các mẫu vi hạt để chúng ta có thể bắt đầu truy xem chúng có thể bắt nguồn từ đâu”.

97% mẫu chứa các hạt nhân tạo. Các vi hạt được phân loại thành 76,14% sợi và 23,86% mảnh vụn. Trong các sợi thì 47,76% sợi là sợi tổng hợp và 52,24% là sợi phi tổng hợp.

Các phương pháp khoa học pháp y do Đại học Staffordshire phát triển đã được sử dụng để phân tích các vi hạt, bao gồm chủng loại, màu sắc, hình dạng, vật liệu, sự hiện diện của chất khử ánh sáng và kích thước. Từ đó xác định 30 loại nguồn ô nhiễm tiềm ẩn.

Rachael Miller, trưởng nhóm Expedition và Người sáng lập Dự án Rozalia, giải thích: “Không giống như các mảnh nhựa lớn, có thể biểu hiện các đặc điểm rõ ràng giúp dễ dàng xác định nguồn gốc của nó, chẳng hạn như đường gờ trên nắp chai hoặc một phần logo. Việc điều tra nguồn gốc các vi hạt thường rất khó khăn trừ khi có phương pháp phân tích đặc trưng đầy đủ cho chúng được sử dụng.

Xác định một loại vật phẩm cụ thể là nguồn gốc tạo vi hạt, ví dụ: quần jeans, thảm, lốp xe hay sản phẩm vệ sinh cá nhân… làm tăng khả năng phát hiện cơ chế vận chuyển ra môi trường. Truy ngược lại, điều đó sẽ làm tăng cơ hội ngăn chặn một phần ô nhiễm vi nhựa”.

Các tác giả hiện đang tập hợp cơ sở dữ liệu tham khảo về các chất gây ô nhiễm tiềm ẩn của đường thủy. Nhà nghiên cứu tiến sĩ Amy Osbourne sau khi hoàn thành chương trình đại học về Điều tra pháp y đã trở thành chuyên gia phân tích sợi pháp y tại Đại học Staffordshire.

Tiến sĩ Osbourne nói: “Chúng tôi không thể tự tin xác định các nguồn ô nhiễm nếu không thể đối chiếu các mẫu tham chiếu với cơ sở dữ liệu có số mẫu đủ lớn và dễ dàng tìm kiếm. Những cơ sở dữ liệu như vậy đã được sử dụng trong khoa học pháp y khi xác định các nguồn bằng chứng được tìm thấy tại hiện trường vụ án. Ví dụ: chúng ta có thể bắt đầu với cơ sở dữ liệu về tất cả các loại lưới đánh cá hoặc bạt che khác nhau thường được sử dụng ở những khu vực như Long Island Sound”.

Giáo sư Gwinnett nói thêm: “Mặc dù cần nhiều nghiên cứu hơn để hiểu đầy đủ về nồng độ vi nhựa và tác động của tình trạng ô nhiễm này, nhưng sự hiện diện của chúng đã đủ để chúng ta tham gia vào việc phát triển giải pháp cũng như triển khai giải pháp”.

Anh Tú