"Cảm biến sống” cảnh báo ô nhiễm không khí

Không khí ô nhiễm là mối đe dọa, âm thầm tấn công sức khỏe cộng đồng. Trong khi công nghệ giám sát hiện đại còn hạn chế do chi phí cao, một hướng đi sáng tạo và hiệu quả đã được các nhà khoa học hạt nhân Việt Nam phát triển là sử dụng cây rêu tự nhiên như những “cảm biến sống” để “bắt bệnh” cho bầu không khí và xác định nguồn phát thải ô nhiễm.
Giáo sư, Tiến sĩ Lê Hồng Khiêm giới thiệu mẫu rêu thu thập để nghiên cứu.
Giáo sư, Tiến sĩ Lê Hồng Khiêm giới thiệu mẫu rêu thu thập để nghiên cứu.

Theo các nhà khoa học, trung bình mỗi người trưởng thành hít khoảng 3.000 lít không khí mỗi ngày, nếu không khí bị nhiễm độc, cơ thể con người hấp thụ những chất đó mỗi giờ.

Thế nhưng, không khí ô nhiễm lại không thể nhìn thấy bằng mắt thường. Việc kiểm soát không khí đòi hỏi những công nghệ giám sát hiện đại, thường là các trạm quan trắc tự động, với chi phí đầu tư cao.

Hệ thống quan trắc mà Việt Nam sử dụng chủ yếu chỉ phát hiện được một số khí như NO2, SO2, CO, PM2.5… Các kim loại nặng rất độc như chì, asen, thủy ngân, cadmi ,... thường không thể đo được nếu không có cảm biến chuyên biệt. Bên cạnh đó, cần có đội ngũ chuyên gia thường xuyên hiệu chỉnh các sensor; thiết bị phải sửa chữa thường xuyên do lắp đặt ngoài trời...

Một trong những giải pháp được đánh giá tốt với chi phí thấp là sử dụng sinh vật chỉ thị sinh học, cụ thể là cây rêu mọc tự nhiên ở khắp nơi.

Giáo sư, Tiến sĩ Lê Hồng Khiêm, nguyên Viện trưởng Viện Vật lý, Ủy viên Hội đồng khoa học Viện liên hiệp nghiên cứu hạt nhân Dubna (Liên bang Nga) cho biết, cây rêu đã được các nhà khoa học ở châu Âu nghiên cứu và sử dụng để quan trắc chất lượng không khí từ cuối những năm 1970. Giải pháp dùng rêu để quan trắc chất lượng không khí đã và đang được nhiều quốc gia áp dụng. Tại Paris (Pháp), những bức tường rêu được xây dựng để “lọc” không khí trong thành phố.

Bài toán đặt ra với các nhà khoa học Việt Nam là cần tìm phương pháp quan trắc thích hợp, chi phí thấp, dễ áp dụng và có thể triển khai đồng thời ở nhiều tỉnh, thành phố. Công trình nghiên cứu “Sử dụng rêu tự nhiên để quan trắc ô nhiễm không khí tại Việt Nam” do Giáo sư, Tiến sĩ Lê Hồng Khiêm và các cộng sự triển khai nhiều năm qua nhằm giải bài toán này.

Đây là nhóm đầu tiên tại Việt Nam nghiên cứu sử dụng chỉ thị sinh học bằng rêu mọc tự nhiên tại các tỉnh, thành phố (rêu Barbula Indica) để quan trắc ô nhiễm không khí. Rêu là thực vật bậc thấp, rễ của nó là “rễ giả”, không hút chất dinh dưỡng từ đất mà chủ yếu hấp thụ chất từ không khí. Cấu tạo xốp, không có biểu bì bảo vệ, nên bề mặt rêu giống như một “tấm lọc sống”, giữ lại những chất ô nhiễm có trong không khí mà con người đang hít thở hằng ngày.

Từ năm 2016, ông Khiêm bắt đầu lấy mẫu tại các khu vực có nhiều khu công nghiệp và mật độ dân số cao như: Hà Nội, Hải Phòng, Bắc Ninh, Hưng Yên, Lâm Đồng.

Quy trình nghiên cứu bắt đầu bằng việc thu thập rêu sống từ tự nhiên, mẫu rêu sau đó được làm sạch, sấy khô và đưa vào phòng thí nghiệm sử dụng kỹ thuật hạt nhân để phân tích hàm lượng các nguyên tố ô nhiễm có trong rêu. Bằng phương pháp phân tích kích hoạt neutron, hàm lượng của các nguyên tố độc hại sẽ được xác định chính xác. Kết quả phân tích được xử lý bằng phần mềm bản đồ (GIS) và các mô hình toán học thống kê để xác định mức độ ô nhiễm cũng như chỉ ra các nguồn phát thải ô nhiễm.

Đối với những nơi không có rêu tự nhiên, nhóm áp dụng phương pháp “túi rêu”, lấy rêu sạch từ vùng núi cao cho vào túi lưới và treo tại các vị trí cần quan trắc ô nhiễm trong khoảng từ một đến vài tháng. Rêu treo sẽ hấp thụ chất ô nhiễm trong không khí, sau đó được thu về phân tích như các mẫu rêu sống ngoài tự nhiên. Phương pháp này rất phù hợp với các địa bàn đô thị, khu công nghiệp, nơi mật độ bê-tông hóa cao không thể thu thập được rêu sống.

Từ kết quả phân tích, nhóm xây dựng các bản đồ phản ánh mức độ ô nhiễm của từng địa phương và chỉ ra nguồn phát thải từ đâu (như từ giao thông, công nghiệp, đốt than, đốt sinh khối...). Cơ quan quản lý sẽ dựa vào các số liệu này để đưa ra giải pháp tối ưu kiểm soát và hạn chế các nguồn thải.

Kết quả nghiên cứu của Giáo sư, Tiến sĩ Lê Hồng Khiêm và đồng nghiệp đã công bố trên nhiều tạp chí khoa học quốc tế uy tín và được đánh giá cao.

Trong nghiên cứu mới nhất, nhóm đã phân tích 29 nguyên tố trong các mẫu rêu thu thập tại Lâm Đồng và 40 nguyên tố trong các mẫu rêu thu thập tại Hải Phòng, chỉ ra 6 nguồn gây ô nhiễm chính. Các bản đồ phân bố mức độ ô nhiễm của từng độc tố trong không khí tại Lâm Đồng và Hải Phòng đã được thiết lập.

Nhóm nghiên cứu cũng ước lượng hiệu quả kinh tế, thí dụ đối với địa bàn Hà Nội, nếu sử dụng 30 trạm quan trắc trên toàn thành phố thì mỗi năm mất khoảng 51 tỷ đồng, còn kinh phí quan trắc dùng rêu sẽ chỉ mất khoảng 1 tỷ đồng.

Giáo sư, Tiến sĩ Lê Hồng Khiêm nhấn mạnh, nhóm sẵn sàng chuyển giao công nghệ và hợp tác với các địa phương để quan trắc thường niên nhằm cung cấp số liệu ô nhiễm không khí cho các nhà quản lý.

Có thể bạn quan tâm

Trình diễn giải pháp công nghệ cho an ninh, an toàn, cứu hộ tại Secutech+ Vietnam 2026

Trình diễn giải pháp công nghệ cho an ninh, an toàn, cứu hộ tại Secutech+ Vietnam 2026

Tại triển lãm Secutech+ Vietnam 2026, HTI Group giới thiệu hệ sinh thái các sản phẩm công nghệ được nghiên cứu, phát triển và làm chủ bởi đội ngũ kỹ sư Việt Nam, từ các giải pháp phục vụ an ninh, giám sát, phòng cháy, chữa cháy và cứu hộ cứu nạn đến những ứng dụng trí tuệ nhân tạo (AI) và công nghệ số...

Từ những em bé thu mình vì mặc cảm, các em ở trường Hy Vọng dần hòa nhập với bạn bè, được ghi nhận bởi những thế mạnh riêng và tìm thấy vị trí của mình trong tập thể.

Có một ngôi trường nhân văn mang tên Hy Vọng

Giáo dục nhân văn ngoài truyền đạt kiến thức, còn cần môi trường để những đứa trẻ có xuất phát điểm khác nhau vẫn được học tập, trưởng thành và xây dựng tương lai. Ở Đà Nẵng có một ngôi trường như vậy - Trường Hy Vọng.

Tham quan Viện nghiên cứu hạt nhân Đà Lạt. (Ảnh: Viện nghiên cứu hạt nhân Đà Lạt)

Điện hạt nhân: Xây nhà máy chỉ là điểm khởi đầu

Việt Nam có thể nhập khẩu thiết bị và lựa chọn công nghệ, nhưng không thể nhập khẩu năng lực quốc gia để vận hành điện hạt nhân an toàn trong hàng chục năm. Bài toán thực sự không chỉ là xây dựng nhà máy, mà là chuẩn bị con người, hệ thống pháp quy và một hệ sinh thái đủ sức tiếp nhận, kiểm soát, từng bước làm chủ công nghệ.

Sở Khoa học-Công nghệ Hà Nội tổ chức diễn tập ứng phó y tế trong sự cố bức xạ và hạt nhân. (Ảnh: Thu Hằng)

Quản lý an toàn bức xạ trước yêu cầu mới

Ứng dụng bức xạ, đồng vị phóng xạ ngày càng mở rộng, trong khi Việt Nam chuẩn bị bước vào giai đoạn phát triển mới của năng lượng nguyên tử. Thực tế này đòi hỏi phương thức quản lý phải chuyển mạnh từ xử lý hồ sơ hành chính sang kiểm soát theo mức độ rủi ro, tăng cường phân cấp và ứng dụng dữ liệu số.

Tổ chức, cá nhân có trách nhiệm áp dụng quy chuẩn kỹ thuật có liên quan. (Ảnh: Tô Hội)

Quy chuẩn kỹ thuật: “Hàng rào” bắt buộc bảo vệ người tiêu dùng

Quy chuẩn kỹ thuật không đơn thuần là những giới hạn, yêu cầu kỹ thuật đối với sản phẩm, hàng hóa. Đây là công cụ pháp lý bắt buộc giúp Nhà nước kiểm soát các nguy cơ ảnh hưởng đến sức khỏe, môi trường, an ninh quốc gia và quyền lợi người tiêu dùng, đồng thời bảo đảm hoạt động sản xuất, kinh doanh diễn ra minh bạch, công bằng.

Đà Nẵng mở không gian tầm thấp: Từ thí điểm dịch vụ đến hạ tầng kinh tế mới.

Đà Nẵng mở không gian tầm thấp: Từ thí điểm dịch vụ đến hạ tầng kinh tế mới

Không chỉ dừng lại ở câu chuyện ứng dụng thiết bị bay không người lái (UAV) cho giao hàng hay cứu hộ, việc Ủy ban nhân dân thành phố Đà Nẵng khởi động Đề án “Thí điểm phát triển kinh tế không gian tầm thấp” cho thấy một bước đi mang tính chiến lược: Biến tầng không lưu thấp thành một lớp hạ tầng kinh tế kỹ thuật mới.

Nhiều doanh nghiệp đã đầu tư hệ thống điện mặt trời mái nhà để phục vụ sản xuất, góp phần giảm chi phí tiền điện. (Ảnh: LÊ CHI)

Bài toán sử dụng năng lượng tiết kiệm, hiệu quả

Nhu cầu năng lượng ngày càng lớn đang đặt ra yêu cầu không chỉ bảo đảm đủ nguồn cung mà còn phải sử dụng hiệu quả từng đơn vị năng lượng. Trong bối cảnh đó, khoa học-công nghệ và đổi mới sáng tạo đang mở ra cách tiếp cận mới: Đo lường chính xác mức tiêu thụ, nhận diện điểm lãng phí, tối ưu vận hành.

Hình ảnh hạt tiêu xanh, hạt tiêu đen, hạt tiêu trắng Tiên Phước. (Ảnh minh họa: Cục Sở hữu trí tuệ)

Những gốc tiêu 40 năm tuổi và “tấm căn cước” của vị cay xứ Tiên

Trên vùng đất gò đồi nhiều sỏi đá, những dây tiêu bản địa vẫn bám vào thân cây sống, len rễ sâu vào lòng đất và cho ra loại hạt nhỏ nhưng thơm, cay nồng. Chỉ dẫn địa lý “Tiên Phước” được bảo hộ mở ra cơ hội để sản vật lâu đời này vượt khỏi những phiên chợ địa phương, tiến đến thị trường rộng lớn hơn.

Người Viettel ở Natcom không rời đi khi thị trường khó khăn nhất. Ảnh: Viettel Global.

15 năm Viettel tại Haiti: Hành trình vượt qua nghịch cảnh để phát triển

Giữa một thị trường liên tục đối mặt với thiên tai, bất ổn và thiếu thốn, Natcom không chỉ vươn lên dẫn đầu viễn thông mà còn đang đưa kết nối trở thành nền tảng cho tài chính số và đời sống. Đó là câu chuyện về những “đóa hoa nở trong đá” - không sinh ra từ phép màu, mà từ sự bền bỉ ở lại và lớn lên trong nghịch cảnh.

Các sản phẩm chè Tủa Chùa ngày càng được chuẩn hóa bao bì, mở rộng thị trường tiêu thụ và nâng tầm giá trị. (Ảnh: Mỹ Linh)

Để sáng chế y dược không dừng lại trong phòng thí nghiệm

Nhiều kết quả nghiên cứu trong lĩnh vực y dược có tiềm năng ứng dụng nhưng để đi từ phòng thí nghiệm đến thị trường, các nhà khoa học còn phải vượt qua khoảng cách lớn về bảo hộ, định giá, đàm phán và thương mại hóa quyền sở hữu trí tuệ.