Triển vọng ứng dụng CNBX ứng phó với BĐKH

Trong lĩnh vực môi trường, CNBX có khả năng ứng dụng có hiệu quả, cụ thể theo một số hướng như: Phát triển các sản phẩm mới không hoặc ít gây ô nhiễm môi trường và độc hại cho sinh vật; nghiên cứu tối ưu hóa các quá trình tái sử dụng trong các lĩnh vực sinh - hóa học môi trường; tạo ra các nguồn vi sinh vật mới có khả năng phân hủy các nguồn chất độc hại thành chất ít độc hoặc không độc, thậm chí tạo thành các nguồn nguyên vật liệu mới để sản xuất ra các sản phẩm mới với năng suất, chất lượng cao hơn, sạch hơn…; nghiên cứu sản xuất các giống cây/con đột biến bằng các tia bức xạ nhằm mục tiêu năng suất, chất lượng sản phẩm...
 
Đối với an ninh lương thực, các nhà khoa học cần nghiên cứu tổng hợp các sản phẩm bảo vệ thực vật mới, các thuốc mới cho cây trồng, vật nuôi để chống lại các vi khuẩn, virus, côn trùng, cỏ dại… Một hướng mới hiện nay để phát triển các loại sản phẩm này là sử dụng các dược phẩm có nguồn gốc từ thực vật. Các nghiên cứu gần đây đã cho thấy, các dược phẩm có nguồn gốc thực vật khi được sử dụng vừa đem lại hiệu quả tốt cho mùa màng, có tính chọn lọc hơn lại vừa không hoặc rất ít gây hại cho con người và môi trường. Đồng thời việc nghiên cứu các loại dược phẩm mới cho vật nuôi, kể cả gia súc và thủy sản để đối phó với các điều kiện khắc nghiệt cũng rất khả thi bằng ứng dụng CNBX kết hợp với công nghệ sinh học. 

Trong lĩnh vực bảo vệ thực vật, CNBX có thể giúp chúng ta thực hiện không mấy khó khăn kỹ thuật SIT (bất dục đực) để tiêu diệt một loài sâu hại nào đó trong thời gian ngắn hiệu quả hơn bất kỳ một giải pháp vật lý - hóa học hay sinh học nào và đặc biệt không hề gây ô nhiễm môi trường.

Đối với nguồn nước, nhiệm vụ của các nhà khoa học là phải phát triển các sản phẩm, phương pháp công nghệ có khả năng xử lý nước thích ứng với nhiều điều kiện cụ thể khác nhau. Ví dụ như trong thời gian lũ lụt, chúng ta cần có những công nghệ xử lý hiệu quả, tiết kiệm năng lượng để cấp nước sinh hoạt cho nhân dân, hoặc trong thời gian hạn hán thì sẽ sản xuất chất siêu hấp thụ nước hydrogel để điều hoà độ ẩm đất và tăng hiệu suất sử dụng phân bón, hoặc phát triển công nghệ xử lý nước với nồng độ ô nhiễm cao...

Dưới tác động của các điều kiện khí hậu khắc nghiệt, cơ thể con người chưa thích ứng được với sự biến động liên tục của thời tiết, gây ảnh hưởng đến sức khỏe, tạo điều kiện cho các vi khuẩn, virus phát triển và gây ra nhiều bệnh nguy hiểm khác nhau. Hơn 90% thuốc hiện nay là sản phẩm của một quá trình hóa học đơn thuần. Sự kết hợp nghiên cứu sinh học phân tử, hóa học phân tử và CNBX cho phép chúng ta hiểu rõ hơn về các cơ chế phản ứng và phát triển các loại thuốc mới phù hợp với điều kiện khí hậu mới.

Cùng với sự phát triển của hóa học nano, các nghiên cứu hóa học phân tử và CNBX cũng tạo ra các thuốc chứa các hạt nano. Các hạt nano này được gọi là những hạt lượng tử, chúng có thể dễ dàng xâm nhập vào bất kỳ vị trí nào trong cơ thể. Những hạt nano vận chuyển các phân tử thuốc rất hiệu quả, đồng thời chúng cũng có thể phát sáng nhằm định vị các tế bào ung thư dễ dàng hơn và đều có thể kiểm soát chúng trong các mục tiêu mong muốn bằng các kỹ thuật đánh dấu đồng vị phóng xạ.

Hiện nay, sự tiêu thụ năng lượng hầu như phụ thuộc hoàn toàn vào nhiên liệu hóa thạch và dầu mỏ, nó không những không phải là nguồn năng lượng tái tạo mà còn gây nên những tác động xấu đến môi trường. Việc phát triển các dạng năng lượng tái tạo như năng lượng mặt trời, năng lượng gió, thủy năng, địa nhiệt, dầu sinh học, hydrogen… là rất cần thiết.

Cùng với các tiến bộ về hóa học nano, có thể giải quyết được các vấn đề về sự hao hụt năng lượng khi lưu giữ chúng. Mặt khác, các nghiên cứu về các vật liệu chuyển pha để lưu giữ và sinh ra nhiệt năng cũng được phát triển để tối ưu hóa việc sản xuất năng lượng. Bên cạnh việc ứng dụng CNBX chuyển hóa các phế liệu, phế phẩm trong sản xuất nông nghiệp, công nghiệp thành các nguồn nguyên - nhiên liệu sinh học dồi dào vô tận; CNBX có thể tạo ra các giống vi sinh vật đột biến, có khả năng lên men phân giải chuyển hóa mạnh, triệt để hơn các nguồn vật liệu không có hoặc công dụng thấp trở thành các sản phẩm có công dụng cao (điển hình là chuyển hóa các nguồn phế liệu cellulose vô tận trong sản xuất nông nghiệp thành các oligo hay mono glucose là nguyên liệu lên men tạo thành ethanol sinh học)....

Chưa được quan tâm đúng mức. ..

CNBX là một trong những giải pháp hiệu quả, góp phần nhanh chóng tạo ra các nguyên - nhiên vật liệu và các quy trình công nghệ mới, thích ứng với BĐKH và phát triển bền vững. Tuy nhiên, hoạt động này lại chưa nhận được sự được quan tâm đúng mức.

Có thể lấy ví dụ ở Việt Nam, trong khoảng 50 năm qua, nhiệt độ trung bình năm đã tăng khoảng 0,5oC, mực nước biển đã dâng lên khoảng 20 cm, hiện tượng El-Nino, La-Nina ngày càng tác động mạnh mẽ.
Theo dự báo của Bộ Tài nguyên và Môi trường trong vòng 100 năm tới, nhiệt độ trung bình ở Việt Nam có thể tăng lên 3oC và mực nước biển có thể dâng 1m, khoảng gần 40% diện tích Đồng bằng sông Cửu Long bị ngập hầu như hoàn toàn.

Để đáp ứng những nhu cầu về hàng hóa và năng lượng ngày càng gia tăng, con người đã tiến hành nhiều giải pháp mới mà mặt trái của nó là đã tàn phá trái đất và gây nên nhiều hậu quả nghiêm trọng về môi trường, khí hậu. Nhiều công trình nghiên cứu sinh - hóa học ứng dụng trong lĩnh vực môi trường để giảm thiểu và khống chế ô nhiễm không khí, nước và đất (chiếu xạ xử lý chất hữu cơ độc hại, trong đó có thuốc trừ sâu, PCB...; nghiên cứu chống xói mòn đất và bồi lấp lòng hồ bằng kỹ thuật đo Cs-137, Be-7 và Pb-210...).

Vì vậy, nếu được quan tâm dúng mức, CNBX có nhiều khả năng ứng dụng rất phong phú và hiệu quả trong nhiều lĩnh vực từ nông nghiệp, công nghiệp, y dược và môi trường…. Nếu sử dụng CNBX kết hợp với sinh học và nhiều ngành khoa học khác sẽ rút ngắn thời gian nghiên cứu và gia tăng hiệu quả ứng dụng nhất là trong lĩnh vực tạo giống cây trồng mới, vật liệu mới... thích ứng được với BĐKH.

Có thể khẳng định rằng, CNBX hoàn toàn có triển vọng để mở rộng phạm vi ứng dụng trong nhiều lĩnh vực sản xuất và đời sống.

PGS.TS Phan Phước Hiền (Trường Đại học Nông lâm TP. HCM)