Xử lý sinh học từ nấm (mycoremediation) là quá trình khai thác khả năng tự nhiên của nấm để phân hủy các vật liệu nhằm thu được tác dụng có lợi.
Các nghiên cứu gần đây và các dự án mới trong vài năm qua đã đưa ra ánh sáng mới về một quá trình tự nhiên cũ, thậm chí rất cũ với những đổi mới và nghiên cứu tiếp tục thu hút nhiều người hơn vào công việc phác thảo các loại nấm trong cuộc chiến làm sạch thế giới.
Ngày nay, mặt nạ dùng một lần có ở khắp mọi nơi. Loại rác thải này không hề dễ tái chế nhưng nếu từ chúng có thể mọc lên một cây nấm thì sao? Các sợi nấm rất thích nó. Chúng đã phát triển hoàn toàn trong hai tuần, Rodriguez, Giám đốc điều hành Mycocycle, đơn vị đang suy nghĩ về cách nấm có thể làm sạch các dòng chất thải cho biết.
Câu ngạn ngữ được sử dụng phổ biến về “nấm có thể cứu thế giới” mang một ý nghĩa mới khi được áp dụng cho lĩnh vực xử lý đang phát triển mạnh mẽ của mycoremediation, ý tưởng khai thác nấm để phân hủy độc tố hoặc chất thải.
Mycoremediation, đặc biệt là thông qua việc sử dụng các loại nấm bản địa, là một trong nhiều công cụ cho các dự án phục hồi cộng đồng nhằm tái tạo các khu vực bị ảnh hưởng nặng nề bởi các hiểm họa do con người gây ra, nơi bị xói mòn, mục nát, thảm họa, ô nhiễm hoặc quản lý yếu kém đã khiến các hệ sinh thái suy thoái.
Có rất nhiều cách nấm có thể được sử dụng để phá vỡ mọi thứ. Chúng có thể xâm chiếm và tái tạo đất, thực vật, nền rừng và tham vọng là toàn bộ vùng môi trường sống bị tàn phá. Và nó bắt đầu, giống như rất nhiều điều tốt đẹp, từ gốc rễ.
Hệ thống rễ nấm được gọi là sợi nấm – chúng là những sợi tơ trắng kết nối với nhau trên khắp đất và các môi trường giàu độ ẩm khác như thân cây mục nát để tìm chất dinh dưỡng. Sợi nấm là một trong những sinh vật sống bền bỉ nhất trong tự nhiên. Nó vừa chống thấm nước vừa chống cháy, trở thành một vật trung gian hoàn hảo để phục hồi môi trường và phòng chống thiên tai.
Mycoremediation là việc thể hiện các khả năng tự nhiên của nấm như những chất phân hủy và phá vỡ mọi thứ để khôi phục hệ sinh thái. Các nhà khoa học có thể huấn luyện một số loài nấm nhất định trong phòng thí nghiệm để tiêu hóa chất thải như khẩu trang bằng polypropylene, găng tay nhựa và kim loại tấm, trong đó các công ty như Mycocycle đang thử nghiệm các lò phản ứng sinh học nơi nấm có thể phá vỡ vật liệu trong môi trường được kiểm soát.
Hầu hết quá trình phân hủy thí nghiệm xảy ra trước khi nấm hoặc thể quả (fruiting body) được hình thành: độc tố hoặc chất thải được nấm tiêu hóa hoặc hấp thụ hoàn toàn, thường trong vài tuần nhưng đôi khi nếu để đủ lâu, nó sẽ mọc mầm.
Ở quy mô lớn hơn, nấm có thể được sử dụng để tái tạo môi trường sống tự nhiên sau các thảm họa môi trường như tràn dầu ngoài khơi và cháy rừng.
Leila Darwish, tác giả Earth Repair, cuốn sách nói về cách kết hợp xử lý sinh học vào các dự án cộng đồng trên toàn cầu cho biết cô đã tận mắt chứng kiến sự tàn phá do tràn dầu và cát hắc ín gây ra khi lớn lên ở Alberta, Canada. Trong cuốn sách của mình, Darwish đã mô tả cách khắc phục hậu quả bằng phương pháp mycoremediation và được Liên minh bảo tồn lưu vực sông Skeena chú ý. Hiện liên minh đang làm việc với trang trại nấm địa phương Aurora Sporealis ở tây bắc British Columbia, nơi nấm sẽ được sử dụng để phân hủy nhựa than ở khu vực đường sắt bị bỏ lại thành đống xung quanh đầu nguồn Skeena. Dự án bắt đầu vào tháng 4/2021 và liên minh hiện đang làm việc để xác định loài nấm nào trong số này sẽ phù hợp nhất để phân hủy nhựa than gồm: nấm Hypsizygus ulmarius, nấm vân chi (Trametes versicolor), nấm cổ linh chi (Ganoderma applanatum) hoặc nấm gà rừng (Laetiporus sulphureus). Và Darwish cho biết họ cũng đang tìm kiếm một loại nấm sò hoang dã mọc trong khu vực.
Bà nói: “Sử dụng các loài nấm bản địa luôn tốt hơn và an toàn hơn về mặt sinh thái khi thực hiện bất kỳ loại công việc phục hồi nào trên đất liền”.
Nấm thậm chí có thể phục hồi môi trường sống bị tàn phá bởi cháy rừng, một khả năng sống còn trong thời đại biến đổi khí hậu. Để phục hồi các khu vực bị ảnh hưởng bởi hỏa hoạn, các chuyên gia khắc phục nấm mốc đang vạch ra những cách mà nấm có thể thực hiện với mục tiêu tăng diện tích các vùng đất hoang dã thích nghi với lửa.
CoRenewal, tổ chức quốc tế làm việc với các trường đại học và cộng đồng những người sống sót sau trận cháy rừng hiện đang thử nghiệm các loài nấm khác nhau tại 27 khu vực bị cháy – một dải đất cằn cỗi và bị thiêu rụi bởi lửa – trong một số đám cháy lớn nhất mà California phải chịu đựng vào năm ngoái.
Maltz cho biết dữ liệu thu thập được từ quá trình làm việc tại các khu vực cháy rừng vẫn đang được gửi lại cho các nhà nghiên cứu nhưng CoRenewal hy vọng sẽ hiểu được cách mạng lưới nấm có thể hoạt động để chữa lành các khu vực bị bỏng do cháy rừng.
CoRenewal cũng là một trong những đơn vị nòng cốt tham gia vào Sáng kiến lọc sinh học sau cháy với mong muốn cải thiện tốc độ phục hồi của hệ sinh thái, làm cho rừng có khả năng chống chọi tốt hơn với các đám cháy trong tương lai thông qua việc được hỗ trợ bởi hệ thống nấm khỏe mạnh giúp giữ độ ẩm cho nền rừng và tái tạo đất giàu carbon.
Nhưng bất kỳ dự án khôi phục dài hạn nào cũng không phải là không có thất bại. Một số vấn đề mà các dự án khắc phục hậu quả phải đối mặt bao gồm lượng nước cần thiết và chi phí kiểm tra. Ở những khu vực dễ bị khô hạn, chẳng hạn như vùng đất cháy rừng ở California có thể rất khó để tìm đúng loại nấm sẽ phát triển mạnh ở các độ dốc và độ ẩm khác nhau. Thử nghiệm có thể tốn kém nhưng cần phải tìm ra loài nấm nào sẽ hoạt động trong một môi trường nhất định.
Darwish cho biết giải pháp có thể là các trường đại học cung cấp thử nghiệm rẻ hơn với sự hợp tác của các tổ chức cộng đồng cùng các khoản tài trợ nhanh chóng từ chính phủ, các quỹ và các tổ chức từ thiện cho các dự án nhạy cảm với thời gian, như những dự án ngay sau cháy rừng.
Joanne Rodriguez từ tổ chức Mycocycle là một trong những người thúc đẩy nhiều dự án về nấm. Mycocycle sử dụng nấm để trung hòa độc tố trong các dòng chất thải của bãi rác. Các loại nấm (Mycocycle đã sử dụng nấm white-rot fungi recently) hấp thụ, tiêu hóa chất thải và tái tạo các vật liệu còn lại thành sản phẩm phụ có thể được tái sử dụng.
Rodriguez cho biết một số sản phẩm phụ dựa trên sinh học có thể được sử dụng trong phân trộn trong khi các vật liệu khác có thể được chuyển đổi thành một ma trận vật liệu xây dựng, chẳng hạn như lắp đặt composite hoặc lát sàn.
“Nó cộng sinh với tự nhiên. Nó nhận những gì nó cần và trả lại”, Rodriguez nói về nấm.
Thời tiết khắc nghiệt đã khiến rác thải chất thành đống. Rodriguez cho biết ở đông nam nước Mỹ, các trận cuồng phong dẫn đến khối lượng rác thải khổng lồ trong một thời gian ngắn. Và hiện tại, phương pháp xử lý bãi chôn lấp “đào và đổ” không thân thiện với môi trường, không trung tính carbon và cũng không rẻ. Chi phí khoảng 40 – 72 USD/tấn, tùy thuộc vào khu vực để xử lý chất thải vào một bãi chôn lấp của Hoa Kỳ.
Với cách xử lý chất thải bằng việc sử dụng nấm trong quá trình lên men lỏng, theo cách mà Rodriguez hình dung, hiện có giá khoảng 63 đô la/tấn.
Rodriguez cũng đặt mục tiêu trang bị cho các thùng rác trở thành không gian phát triển tốt của nấm và cấy các chất độc hại vào các loài được đào tạo để phân hủy các hóa chất cụ thể và kim loại nặng có trong bụi xây dựng.
Rodriguez cho biết cô hy vọng Mycocycle sẽ hoạt động hoàn chỉnh vào mùa hè tới với mục tiêu đầy tham vọng là chuyển 1,5 triệu tấn chất thải thành vật liệu tự nhiên tái tạo trong 5 năm tới.
“Chúng tôi không cần mọi người chỉ nghĩ nấm cứu thế giới. Chúng tôi cần phải tìm ra những gì sẽ hiệu quả và áp dụng nó vào những tình huống sẽ hữu ích”, Darwish nhấn mạnh.
Thảo Linh (Theo Mongabay)
