SOHA NEWS
Mỗi mùa thu, một nửa cá hồi coho (pháp danh khoa học Oncorhynchus kisutch, còn có tên khác là cá hồi bạc), lại “ngửa bụng” trước khi chúng có thể sinh sản. Một số con suối hoàn toàn vắng bóng cá hồi sống sót. Các nhà khoa học không tìm được lời lý giải xác đáng.
Cho tới khi một nhóm các nhà nghiên cứu tới từ Đại học Washington ở Tacoma và Đại học Bang Washington đặt tại Puyallup tìm ra câu trả lời: khi mưa, con nước lớn lại đẩy những mảnh lốp xe cũ vương trên đường xuống suối. Thứ bóp nghẹt sự sống của cá hồi là một chất trong tổ hợp hóa học rò rỉ ra từ phân tử lốp xe, là chất bảo quản giúp cho lốp không bị thoái hóa nhanh chóng. Nghiên cứu mới đã được đăng tải trên tạp chí Science.
“Nhiều người nghĩ rằng chúng ta đã biết đâu là chất độc hại, và việc phải làm là kiểm soát lương quá chất nhằm đảm bảo chất lượng nước. Nhưng thực tế, động vật vẫn thường xuyên tương tác với thứ 'súp hóa học' này và thậm chí, chúng tôi còn chẳng biết một số chất là thứ gì”, đồng tác giả nghiên cứu Edward Kolodziej, phó giáo sư công tác tại Viện Khoa học và Toán học của Đại học Washington Tacoma cho hay.
“Ở đây, chúng tôi bắt đầu nghiên cứu với tổ hợp 2.000 chất hóa học và chỉ ra đích danh thứ hóa chất độc hại này, là thứ có thể nhanh chóng tiêu diệt cá lớn và chúng tôi cho rằng, đây là chất có thể có mặt trên hầu hết các con đường đông xe qua lại trên thế giới”.
Cá hồi coho sinh trưởng trong suối nước ngọt. Sau một năm đầu sống tại suối, những con vật mạnh mẽ này tìm đường ra biển lớn và sống nốt phần đời ngoài đại dương. Chỉ một số ít trong số đó (khoảng 0,1%) tìm về con suối nơi chúng sinh ra để đẻ trứng trước khi chết. Nhưng các nhà khoa học để ý thấy điểm kỳ lạ: trời cứ mưa lớn, cá hồi “hồi hương” lại bỏ mạng trước khi sinh nở xong. Hành trình đi tìm nguyên nhân xuất phát từ việc nghiên cứu chất lượng nước trong các con suối nhỏ.
“Chúng tôi xác nhận được nguyên do không thể tới từ nhiệt độ cao, lượng oxy thấp hay nước bị nhiễm tạp chất nào đó, đơn cử như lượng kẽm tăng đột biến”, đồng tác giả nghiên cứu Jenifer McIntyre, trợ lý giáo sư công tác tại Ban Môi trường của Đại học Bang Washington nhận định. “Và rồi chúng tôi phát hiện ra rằng dòng nước lũ có thể gây triệu chứng bệnh và tăng tỷ lệ tử vong trên cá. Đây là thời điểm nhóm của phó giáo sư Ed đề xuất hỗ trợ chúng tôi nghiên cứu về các hóa chất có trong nước”.
Đầu tiên, nhóm khoanh vùng nơi nước lũ bắt nguồn. Họ so sánh nước trong suối, nơi cá hồi chết hàng loạt và tìm ra một khuôn mẫu chung: tất cả các mẫu nước suối đều chứa hóa chất có liên quan tới lốp xe bị thoái hóa. Hơn nữa, một nghiên cứu do cô McIntyre chỉ đạo phát hiện ra tổ hợp chất có chứa phân tử lốp xe có phản ứng độc hại với cá hồi.
Nhưng phân tử lốp thì chứa hàng trăm thứ hóa chất. Đội nghiên cứu đứng trước trở lại lớn: tìm ra được thứ ảnh hưởng đến cá hồi.
Các nhà khoa học chia tổ hợp hóa học của các phân tử lốp xe thành nhiều phần theo từng đặc tính hóa học, ví dụ như tách kim loại ra thành phần riêng. Sau đó họ thử từng thứ, xem hợp chất nào khiến cá hồi ngộ độc. Liên tục chia nhỏ từng phần và thử nghiệm, nhóm nghiên cứu chắt lọc được nghi phạm, và tìm thấy một thứ chất có hàm lượng đậm đặc nhưng không xuất hiện trong danh sách những chất đã tìm ra.
“Hồi năm 2019, có những lúc chúng tôi nghĩ mình không thể tìm được nguyên do. Chúng tôi biết rằng tổ hợp hóa chất được cho là độc hại chứa 18 đơn vị cacbon, 22 đơn vị hydro, 2 nitro và 2 oxy. Chúng tôi liên tục đi tìm những chất có cấu trúc tương tự”, anh Zhenyu Tian, tác giả chính của nghiên cứu cho biết. “Và rồi vào một ngày trong tháng Mười hai, tôi nảy số trong đầu! Chất hóa học gây ngộ độc trên cá hồi không nhất thiết có liên hệ trực tiếp về mặt hóa học với lốp xe, mà chỉ là một phụ phẩm có liên quan”.
Tian tìm trong danh sách chất đã biết vốn tạo nên lốp xe cao su có đặc tính tương tự với nghi phạm, cộng trừ vài hydro, oxy và nitro, và tìm ra được 6PPD, một hóa chất giúp lốp xe giúp lốp lâu bị ăn mòn hơn.
“Như kiểu chất bảo quản lốp xe vậy. Tương tự với cách chất bảo quản thức ăn giúp thực phẩm giữ được lâu hơn, 6PPD giúp lốp xe giữ nguyên hình dáng bằng cách ngăn chúng tương tác với ozon hiện hữu trong không khí”, nhà nghiên cứu Tian khẳng định.
Ozon, chất khí sản sinh trong quá trình xe hoạt động cũng như lúc nhiều chất hóa học tương tác với ánh nắng, bẻ gãy cấu trúc liên kết của lốp xe. 6PPD có mặt trong tổ hợp chất làm lốp sẽ tương tác với ozon trước khi chất khí tới được phần cao su. Nhưng các nhà khoa học thấy khi 6PPD tiếp xúc với ozon, chúng lại biến đổi thành nhiều chất khác, trong đó có 6PPD-quinone, chất độc ngăn cá hồi tiếp tục sinh trưởng.
Loại chất hóa học này không chỉ hiện hữu tại khu vực Nam Puget, nơi xuất hiện những dòng suối vắng bóng cá hồi. Nhóm nghiên cứu còn thử nghiệm nước chảy ra từ đường cao tốc ở Los Angeles, một con suối nhỏ gần San Francisco: kết quả cho thấy nước tại những điểm vừa nêu cũng chứa 6PPD-quinone. Khám phá này không làm bất ngờ các nhà khoa học, họ cho rằng chất độc với cá hồi sẽ hiện hữu tại bất cứ con nước nào gần mặt đường có nhiều xe qua lại.
Khi đã chỉ mặt đặt tên được 6PPD, đội nghiên cứu sẽ tiếp tục tìm lý do tại sao nó lại có độc tính mạnh đến vậy.
“Tại sao nó lại khiến cá hồi coho ngộ độc? Tại sao những loài cá hồi khác, ví dụ như cá hồi chum, lại ít bị tác động?”, nhà nghiên cứu InMcTyre đặt câu hỏi. “Còn rất nhiều khía cạnh cần tìm hiểu, xem còn những loài nào bị ảnh hưởng bởi nước mưa hay 6PPD-quinone, bên cạnh đó là khảo sát những vùng khác ngoài Nam Puget”.
Có một cách hữu hiệu để bảo vệ cá hồi hay bất cứ sinh vật nào khác sống gần suối, đó là xử lý nước mưa trước khi chúng chảy xuống nguồn nước. Dù chúng ta đang nắm giữ công nghệ lọc 6PPD-quinone khỏi nước, việc lắp đặt một hệ thống lọc tại mọi con đường trên thế giới là gần như bất khả thi. Một phương án khác được đưa ra, đó là thay đổi công thức chế tạo lốp, khiến chúng “thân thiện với cá hồi” hơn.
“Lốp xe cần những chất bảo quản này để tồn tại được lâu hơn”, nhà nghiên cứu Kolodziej nói. “Câu hỏi đặt ra là, chất hóa học nào có thể thay thế được hiệu quả và an toàn, sau khi xét tới độc tính lên người, lên động vật dưới nước và các sinh vật khác. Chúng tôi chưa rõ đâu sẽ là giải pháp thay thế hữu hiệu, nhưng chúng tôi biết rằng các nhà hóa học cực kỳ thông minh, cầm trong tay nhiều công cụ tìm ra được một chất thay thế an toàn”.
Theo Washington.edu