Các nhà khoa học đã gắn lên chim cánh cụt Magellan các vòng lấy mẫu thụ động bằng silicon. Đây là một công cụ không xâm lấn, có khả năng hấp thụ các hóa chất từ nước, không khí và các bề mặt tiếp xúc.
Ông Ralph Vanstreels, bác sĩ thú y chuyên động vật hoang dã tại Đại học California-Davis (Mỹ), cho biết: “Chúng tôi đã tìm kiếm các phương pháp thay thế để đo lường mức độ ô nhiễm trên các loài này trong một thời gian dài”.
Lấy cảm hứng từ những chiếc vòng đeo tay mà con người sử dụng để đo mức độ tiếp xúc với chất ô nhiễm, ông đã liên lạc với bà Diana Aga, nhà hóa học phân tích tại Đại học Buffalo (Mỹ), để đề xuất một “ý tưởng điên rồ”. “Chúng ta vốn đã gắn nhiều thiết bị khác lên chim cánh cụt, vậy tại sao không thử dùng vòng silicon?”, vị bác sĩ thú y chia sẻ.
Trong suốt ba mùa sinh sản, nhóm nghiên cứu liên ngành đã thu thập mẫu từ 55 cá thể chim cánh cụt. Hơn 90% số vòng đeo đã phát hiện thấy các chất per- và polyfluoroalkyl (PFAS) - một nhóm hóa chất tổng hợp được sử dụng trong hàng loạt sản phẩm gia dụng hàng ngày, từ dụng cụ nấu ăn chống dính, áo mưa cho đến bọt chữa cháy và dược phẩm.
PFAS có khả năng kháng nước, mỡ, hóa chất và nhiệt, nhưng chính độ bền đó khiến chúng cực kỳ khó phân hủy. Chúng tích tụ trong môi trường và trong cơ thể con người, đồng thời đã được nhiều nghiên cứu suốt nhiều thập kỷ liên hệ với các nguy cơ sức khỏe như rối loạn sinh sản, ảnh hưởng đến quá trình phát triển và ung thư.
“Nồng độ PFAS không cao nhưng chúng tôi liên tục tìm thấy chúng trong suốt quá trình nghiên cứu. Điều này cho thấy ngay cả ở vùng đất xa xôi, ít người sinh sống này, các loài động vật vẫn đang phải tiếp xúc thường xuyên với hóa chất”, ông Vanstreels cho biết.
 |
Những “cộng sự” đen trắng
Theo ông Ralph Vanstreels, các phương pháp giám sát đại dương truyền thống thường “đắt đỏ và kém hiệu quả”, do phải huy động tàu bè, đội ngũ nhân sự và những chuyến thám hiểm dài ngày. Ngược lại, tập tính di chuyển trên phạm vi rộng khi kiếm ăn của chim cánh cụt đã mở ra “cơ hội vàng” để thu thập dữ liệu môi trường một cách tự nhiên và liên tục.
“Thay vì phải “mò kim đáy bể”, những chú chim cánh cụt sẽ cho bạn biết khu vực nào của đại dương là quan trọng”, vị bác sĩ nói.
Thông thường, vòng silicon được thiết kế để con người đeo ở cổ tay. Tuy nhiên, nếu gắn vòng tiêu chuẩn lên cánh chim cánh cụt sẽ tạo lực cản khi di chuyển. Vì vậy, nhóm nghiên cứu đã chỉnh sửa thiết kế bằng cách bổ sung một đoạn dây thép không gỉ nhỏ, giúp điều chỉnh kích thước vòng phù hợp với kích thước chân của từng cá thể chim.
 |
| Một chú chim cánh cụt Magellan đeo vòng lấy mẫu thụ động bằng silicon. |
Quá trình đeo vòng chỉ mất khoảng 3 phút với sự tham gia của hai bác sĩ thú y hoang dã nhằm giảm tối đa căng thẳng cho chim. Sau khi gắn vòng, nhóm nghiên cứu tiếp tục theo dõi từ xa để đảm bảo các cá thể chim cánh cụt vẫn sinh hoạt bình thường. Trong số 57 con chim được gắn vòng, chỉ có một con phải tháo ra do ông Vanstreels nghi ngờ nó cảm thấy khó chịu, và chỉ có duy nhất một chiếc vòng bị thất lạc sau khi triển khai.
Sau khi thu hồi vòng, phòng thí nghiệm của nhà hóa học phân tích Diana Aga đã phân tích các mẫu bằng phương pháp khối phổ. Hiện nay có hơn 7 triệu biến thể PFAS khác nhau. Để tối ưu hóa việc nghiên cứu, nhóm chuyên gia tập trung phân tích 24 loại PFAS trọng điểm, bao gồm các hợp chất “thế hệ cũ” đã bị cấm hoặc ngừng sản xuất, cùng các loại PFAS “thay thế” mới nhưng vẫn chưa được kiểm soát chặt chẽ.
Bà Aga cho biết: “Sự gia tăng của các loại PFAS thay thế là điều dễ hiểu nhưng cũng rất đáng lo ngại. Chúng tôi từng nghĩ các hóa chất thay thế sẽ ít bền vững hơn, nhưng thực tế không phải vậy. Chúng vẫn tích tụ sinh học mạnh, và theo các chuyên gia dịch tễ học cũng như độc học, chúng độc hại không kém gì các loại PFAS thế hệ cũ”.
Chiếc vòng có gắn một đoạn dây thép không gỉ, giúp nhóm nghiên cứu điều chỉnh vừa vặn với chân của mỗi cá thể cánh cụt.
 |
“Công cụ bổ trợ” quan trọng
Tác động tiêu cực của PFAS đối với động vật hoang dã đã được ghi nhận trong hàng trăm nghiên cứu. Phân tích từ Nhóm Công tác Môi trường (EWG), một tổ chức phi lợi nhuận tại Mỹ, đã phát hiện được PFAS trong hơn 600 loài vật.
Tuy nhiên, dữ liệu về nhiều loài vẫn còn hạn chế vì các phương pháp lấy mẫu truyền thống như xét nghiệm máu hoặc mô thường mang tính xâm lấn.
Ông David Megson, nhà hóa học môi trường tại Đại học Manchester Metropolitan (Anh) nhận định rằng phương pháp mới mở ra một cách tiếp cận sáng tạo để thu thập thông tin về động vật hoang dã và môi trường sống của chúng.
“Khi nghiên cứu động vật, để có dữ liệu chất lượng cao nhất, nhiều khi chúng tôi buộc phải giết chúng, điều này thực sự rất khó chấp nhận với nhiều nhà khoa học, bởi chúng tôi rất quan tâm đến môi trường. Bất kỳ kỹ thuật nào giúp chúng ta tránh phải hi sinh động vật để phân tích nội tạng đều là một điều tích cực”, nhà hóa học người Anh nói.
Theo ông Megson, trong khi các nghiên cứu về PFAS tại Bắc Mỹ, châu Âu và Trung Quốc khá phong phú, số lượng dữ liệu tại Nam Mỹ, châu Phi và các quốc gia Nam bán cầu vẫn còn rất hạn chế. Theo ông, việc đưa các dòng PFAS mới vào phạm vi phân tích là một điểm đáng chú ý.
Tuy kết quả nghiên cứu không trực tiếp cho thấy lượng PFAS tích tụ trong cơ thể chim cánh cụt hay tác động của chúng đối với sức khỏe của các cá thể, nhưng vòng silicon có thể là một “công cụ bổ trợ” giúp con người hiểu rõ hơn về môi trường sống của loài vật.
“Nguồn phơi nhiễm PFAS của chim cánh cụt nhiều khả năng đến từ thức ăn. Nếu có thể sử dụng vòng đeo để theo dõi môi trường quanh chúng, đồng thời lấy mẫu máu và mẫu thức ăn, chúng ta sẽ hiểu rõ hơn về toàn bộ hệ sinh thái mà chúng tiếp xúc cũng như nguồn gốc PFAS”, ông Megson nhận định.
 |
Vượt ra ngoài Patagonia
Dù chim cánh cụt Magellan hiện không nằm trong diện nguy cấp, nhưng 13 trong số 18 loài chim cánh cụt được công nhận trên thế giới đang suy giảm số lượng hoặc bị xếp vào nhóm bị đe dọa.
Bác sĩ Ralph Vanstreels cho biết, một số loài chim cánh cụt khác hiện sống tại các khu vực có mật độ dân cư cao hơn nhiều. Điển hình là loài chim cánh cụt châu Phi đang trong tình trạng cực kỳ nguy cấp tại Namibia và Nam Phi, hay loài chim cánh cụt nhỏ tại Australia và New Zealand. Do sinh sống gần các trung tâm đô thị và khu công nghiệp lớn, những quần thể này có nguy cơ phơi nhiễm hóa chất cao và nghiêm trọng hơn.
Bác sĩ Vanstreels và nhà hóa học Aga kỳ vọng nghiên cứu này có thể là một “bằng chứng xác thực” cho các nghiên cứu tiếp theo. Họ dự định thử nghiệm phương pháp trên nhiều loài động vật khác, chẳng hạn như chim cốc - loài chim biển có thể lặn sâu hơn 45 m dưới mặt nước.
Đối với loài chim cánh cụt, ông Vanstreels mong muốn tiếp tục theo dõi mức độ tiếp xúc với ô nhiễm của chúng, đặc biệt là trong chuyến di cư mùa đông về phía Bắc tới Uruguay và Brazil.
Vị bác sĩ thú y nhấn mạnh: “Không thể bảo vệ chim cánh cụt ở Patagonia nếu thế giới vẫn chưa giải quyết được những “bài toán” về ô nhiễm, hoạt động công nghiệp và cách con người xử lý hóa chất thải”.
