Ứng dụng kỹ thuật hạt nhân trong nghiên cứu về axit hóa đại dương10:48:00 04/12/2018

Cuộc sống của một số loài sinh vật biển đang bị đe dọa khi axit trong nước biển do khí thải CO2 gây ra khiến lớp vỏ hoặc bộ xương của chúng khó hình thành được. Đây là tin xấu không chỉ cho bản thân các loại sinh vật biển này mà còn cho cả những ngư dân đang kiếm sống dựa vào chúng. Tuy nhiên, các nhà khoa học có thể sử dụng kỹ thuật thủy văn đồng vị để theo dõi các nguyên tử trong quá trình tạo vỏ của sinh vật biển thân mềm, qua đó hiểu rõ hơn tác động của việc axit hóa đại dương và biến đổi khí hậu.

Nghiên cứu các sinh vật biển như trai, san hô và ốc biển sẽ cho thấy các dấu hiệu ảnh hưởng của phát thải CO2 đối với đại dương.

Ông Murat Belivermis, một nhà khoa học thuộc Phòng thí nghiệm phóng xạ, Đại học Istanbul, Thổ Nhĩ Kỳ cho biết: “Khi hàm lượng axit của đại dương tăng lên, một số sinh vật biển tích lũy nhiều hạt nhân phóng xạ hoặc kim loại hơn những loại khác làm cho chúng phát triển chậm hơn hoặc cần nhiều thức ăn hơn để tồn tại”. Murat Belivermis đang sử dụng các kỹ thuật thủy văn đồng vị để nghiên cứu tác động của biến đổi khí hậu và axit hóa đại dương đối với một số loài hải sản quan trọng, có giá trị về mặt kinh tế - xã hội. Belivermis đã học cách sử dụng các kỹ thuật hạt nhân và thủy văn đồng vị trong thời gian làm nghiên cứu sinh tại Phòng thí nghiệm Môi trường của Cơ quan Năng lượng nguyên tử quốc tế (IAEA) ở Monaco vào năm 2013.

Đối với các nhà khoa học trên toàn thế giới, quan sát các sinh vật biển như ngao, san hô và ốc biển nhỏ là một cách để thấy sự thay đổi của khí hậu đang ảnh hưởng đến đại dương như thế nào. Việc tăng lượng khí thải CO2 cũng đang đẩy nhanh quá trình axit hóa đại dương. Đại dương hấp thụ khoảng một phần tư lượng CO2 mà chúng ta thải vào khí quyển làm thay đổi thành phần hóa học của nước biển, do đó ảnh hưởng đến một số hệ sinh thái và sinh vật biển. Các kỹ thuật hạt nhân và thủy văn đồng vị là những công cụ rất hiệu quả mà các nhà khoa học có thể sử dụng để nghiên cứu về axit hóa đại dương. Các đồng vị phóng xạ như canxi-45 có thể đóng vai trò là chất đánh dấu để kiểm tra chính xác tốc độ tăng trưởng của các sinh vật vôi hóa. Ví dụ như vỏ của loài ngao được hình thành từ canxi cacbonat, một khoáng chất tự nhiên có trong đại dương. Axit hóa đại dương làm cho ngao và trai khó tìm thấy khoáng chất cần thiết để hình thành và duy trì vỏ canxi cacbonat của chúng.

Với việc sử dụng các chất phóng xạ đánh dấu, Belivermis và các đồng nghiệp đã phát hiện ra rằng, trong điều kiện nước biển bị axit hóa, ngao hấp thụ gấp đôi lượng coban so với điều kiện bình thường, trong khi đó một số loài sinh vật biển khác, như hàu, lại có khả năng hấp thụ cao hơn nữa. Điều này cho thấy axit hóa đại dương không chỉ gây nguy hại cho chính ngao mà còn cho những người ăn chúng vì coban là một kim loại nặng cần thiết cho cơ thể con người nhưng chỉ với số lượng nhỏ, còn nếu ở nồng độ cao sẽ rất độc hại. Điều này có ý nghĩa quan trọng đối với các cộng đồng dân cư ven biển ở Thổ Nhĩ Kỳ do nguồn sống của họ dựa chủ yếu vào hải sản tiêu thụ tại địa phương cũng như xuất khẩu sang các nước châu Âu.

Ông Belmimis cho biết: “Ngành công nghiệp thủy sản ở Thổ Nhĩ Kỳ hiện đang dựa vào một số loài chủ yếu, trong đó có ngao. Vì vậy, nghiên cứu này có thể giúp người dân thích nghi tốt hơn với các điều kiện thay đổi, giúp bảo vệ ngành nuôi trồng thủy sản của đất nước”.

Các nhà khoa học hạt nhân Thổ Nhĩ Kỳ hiện đang nỗ lực mở rộng sự hợp tác với IAEA để nghiên cứu các tác động lâu dài của axit hóa đại dương đối với sự tăng trưởng, giá trị dinh dưỡng và tình trạng của các loài được sử dụng làm thực phẩm ở Thổ Nhĩ Kỳ.

Vỏ hàu bị tẩy trắng theo những thay đổi về độ pH: pH 8.1 là điều kiện môi trường biển hiện nay; pH 7,8 là giá trị ước tính đến năm 2100; pH 7,5 là giá trị ước tính đến năm 2300.

Nghiên cứu những tác dụng lâu dài của axit hóa đại dương

Có nhiều nghiên cứu để hiểu được tác động lâu dài của axit hóa đại dương trên toàn thế giới. Các nghiên cứu về các sinh vật biển thường kéo dài hàng tuần đến vài tháng, nhưng để nắm bắt được các tác động thực sự của đại dương theo thời gian đòi hỏi các nghiên cứu lâu dài.

Một dự án nghiên cứu phối hợp của IAEA kéo dài bốn năm được triển khai vào năm 2019 sẽ tập hợp các nhà khoa học để thúc đẩy sự hiểu biết về tác động của axit hóa đại dương đối với các sinh vật biển trong tương lai. Dự án sẽ bổ sung những dữ liệu còn thiếu về các loài hải sản quan trọng có giá trị về mặt kinh tế - xã hội, cũng như tìm hiểu các chiến lược thích hợp cho ngành nuôi trồng thủy hải sản.

Dự án này sẽ giúp các nhà khoa học hiểu được tác động lâu dài của axit hóa đại dương đối với các chất dinh dưỡng thiết yếu có trong hải sản, chẳng hạn như axit béo không bão hòa có lợi cho hệ tim mạch của con người và những ảnh hưởng có thể có của axit hóa đại dương đến sức khỏe con người. Các nhà khoa học sẽ sử dụng kết hợp cả kỹ thuật thông thường và kỹ thuật thủy văn đồng vị để nghiên cứu các loài hải sản chứa các chất dinh dưỡng này, bao gồm hàu, trai, tôm, tôm hùm và cá. Theo Ông David Osborn, Giám đốc Phòng thí nghiệm Môi trường của IAEA, các đại dương đang phải đối mặt với sự axit hóa, tuy nhiên việc quản lý tốt có thể giúp phục hồi vấn đề này. Việc làm thế nào để khoa học và công nghệ hạt nhân đóng góp trong nghiên cứu và bảo vệ đại dương cũng  là một chủ đề được thảo luận tại Hội nghị Bộ trưởng của IAEA về Khoa học và Công nghệ hạt nhân diễn ra từ ngày 28-30/11/2018 tại Vienna, Áo.

Phùng Khắc Toàn, Trung tâm Thông tin và Tư vấn hạt nhân

 

Ứng dụng kỹ thuật thủy văn đồng vị đánh giá tác động của axit hóa đại dương đối với sinh vật biển vôi hóa

Axit hóa đại dương bao gồm một loạt các thay đổi về mặt hóa học của nước biển, chẳng hạn như giảm độ pH hay tăng độ axit, những thay đổi này có thể đo lường được. Kể từ khi bắt đầu cuộc Cách mạng công nghiệp, nồng độ pH trung bình của đại dương đã giảm 0,11 (tương đương với mức tăng khoảng 30% về độ axit).

Việc đánh giá một cách đầy đủ các tác động của axit hóa đại dương gây ra đối với sinh vật biển là rất phức tạp. Tuy nhiên, một tác động rõ ràng là khi độ axit của đại dương tăng lên sẽ tạo môi trường ăn mòn đối với canxi cacbonat, một chất chính để tạo thành vỏ và xương của các sinh vật biển. Điều này có thể cản trở khả năng phát triển vỏ và xương của sinh vật biển, làm cho chúng yếu ớt và giảm cơ hội sống sót. Một số loại san hô, ốc biển, trai và thực vật phù du vôi hóa dường như đặc biệt nhạy cảm với những thay đổi này.

 

 

 

Google translate
Liên kết
  • Bộ Khoa học và Công nghệ
    Bộ Khoa học và Công nghệ
Thư viện ảnh
Đối tác
Media
Thống kê truy cập