Trên thế giới, việc dọn dẹp sau một vụ tràn dầu lớn là một quá trình dài hạn và tốn kém, gây thiệt hại nghiêm trọng đối với hệ sinh thái ven biển. Khu vực Bắc Cực hiện đang đối diện với nguy cơ gia tăng khi giao thông đường biển mở rộng, đe dọa các bờ biển xa xôi.

Mặc dù các kỹ thuật giảm thiểu hiện tại đã được áp dụng, nhưng chúng vẫn tồn tại những hạn chế nghiêm trọng, bao gồm khả năng hấp thụ dầu thấp, nguy cơ gây độc cho sinh vật biển và tốc độ xử lý chậm.

Những tiến bộ trong công nghệ nano mang đến những giải pháp hiệu quả hơn, an toàn hơn và nhanh chóng hơn. Theo một bài báo mới trên tạp chí Environmental Science: Nano, nhóm nghiên cứu do trường Concordia dẫn đầu đã tổng hợp và phân tích từ 40 đến 50 nghiên cứu liên quan.

"Sử dụng vật liệu nano như một phương pháp ứng phó đã nổi lên như một cách tiếp cận bền vững đầy hứa hẹn", tác giả chính Huifang Bi, nghiên cứu sinh tiến sĩ tại khoa Xây dựng, Dân dụng và Kỹ thuật Môi trường tại Trường Kỹ thuật và Khoa học Máy tính Gina Cody, chia sẻ.

Theo bà Bi, hơn 90% các nghiên cứu hiện tại chỉ dựa trên thí nghiệm phòng thí nghiệm và chưa được áp dụng trong thực tế. Các vật liệu nano đã cho thấy tiềm năng rõ rệt trong việc xử lý tràn dầu, như thay thế chất hoạt động bề mặt bằng vật liệu sinh học, giúp hấp thụ và phân hủy dầu nhanh chóng hơn.

Kết quả đáng khích lệ cần thử nghiệm thực địa

Các đặc tính độc đáo được tìm thấy trong vật liệu nano có thể giúp giảm thiểu những nỗ lực xử lý theo các cách khác nhau. Chúng bao gồm chất rửa bề mặt, chất phân tán, chất hấp thụ và xử lý sinh học. Mỗi phương pháp đều có những điểm mạnh và hạn chế riêng có thể được cải thiện bằng việc sử dụng vật liệu nano.

Ví dụ, việc thay thế chất hoạt động bề mặt tổng hợp và dung môi hữu cơ bằng vật liệu nano sinh học đã cho thấy hiệu quả cao trong việc loại bỏ dầu và tạo ra ít chất độc hại hơn có thể gây hại cho sinh vật ven biển.

Vật liệu nano cũng có thể được sử dụng trong chất phân tán. Vật liệu nano từ đất sét có thể giúp ổn định các hạt dầu trong nhũ tương, làm tăng diện tích phát triển của các vi khuẩn ăn dầu khiến dầu biến mất nhanh hơn. Trong các chất hấp thụ như aerogel hoặc bọt, vật liệu nano có thể cải thiện việc loại bỏ dầu khỏi nước bằng cách hấp thụ, hấp phụ hoặc kết hợp nhờ diện tích bề mặt lớn và số lượng lớn các vị trí hấp phụ.

Cuối cùng, chúng cũng có thể được sử dụng để đẩy nhanh quá trình xử lý sinh học, một kỹ thuật sử dụng vi sinh vật để phân hủy các chất ô nhiễm độc hại như dầu thành các chất ít độc hại hoặc vô hại hơn.

Mặc dù kết quả thí nghiệm phòng thí nghiệm đáng khích lệ, Bi cảnh báo về việc cần tăng quy mô thử nghiệm thực địa. "Chúng ta cần ưu tiên sử dụng vật liệu nano bền vững và thân thiện với môi trường để giảm thiểu tác động tiêu cực", bà cho biết.

Theo Phó giáo sư Chunjiang An, giám sát việc nghiên cứu, sự xuất hiện của vật liệu nano như một công cụ xử lý sự cố tràn dầu là một bước tiến quan trọng.

"Chúng ta đang phải đối mặt với nhiều thách thức mới, với các mối đe dọa tràn dầu hiện đang ảnh hưởng đến những khu vực truyền thống cũng như các vùng mới, gồm cả Bắc Cực. Chúng ta cần hợp tác với chính phủ và khu vực tư nhân để đảm bảo rằng những công nghệ này được nhận thức rộng rãi và áp dụng hiệu quả trong tương lai", ông nhấn mạnh.