Một nghiên cứu mới cho thấy đất có thể lọc và phân hủy ít nhất một số các chất gây ô nhiễm với các hợp chất có thể làm rối loạn nội tiết. Kết quả cho thấy có thể giảm bớt tình trạng ô nhiễm nước bằng cách phun nước thải đã xử lý lên đất thay vì xả trực tiếp vào sông suối, theo các nhà nghiên cứu tại trường Nông nghiệp, Đại học Penn State, Mỹ, cho thấy.

Chú thích: Đây là những vòi phun nước đang hoạt động tại Penn State. Ảnh: Woodward/Penn State

Sử dụng hệ thống lọc nước trên khoảng 2,4 km2 ở đại học Penn State - một hệ thống tái sử dụng nước thải cách khuôn viên công viên trường Đại học gần 1 dặm – để làm phòng thí nghiệm, các nhà nghiên cứu đã kiểm tra các mẫu đất để tìm sự hiện diện và tích lũy của ba loại estrogen. Trong gần ba thập kỷ qua, hơn 500 triệu gallon nước thải đã xử lý từ trường được phun hàng năm từ các ống tưới tiêu lên khu vực này, gồm đất trồng trọt, đồng cỏ và rừng.

Để hiểu các hợp chất làm rối loạn nội tiết hoạt động ra sao trong đất, các nhà nghiên cứu đã lấy các mẫu đất và phân tích để tìm sự hiện diện của 2 estrogen tự nhiên, là 17-beta-estradiol và estrone, đây là 2  hormon được con người và động vật sản xuất tự nhiên, và một loại estrogen tổng hợp, 17-alpha-ethynylestradiol - một hợp chất có trong thuốc tránh thai.

Các nhà nghiên cứu đã lấy mẫu đất từ nhiều độ sâu khác nhau trong tầng nước cạn - lớp đất giữa bề mặt và nước ngầm. Mục tiêu của họ là xác định xem hóa chất trong nước thải tưới tiêu có đang tích lũy trong các tầng lớp đất đó hay không và có đến nước ngầm hay không.

Các nhà nghiên cứu so sánh nồng độ estrogen trong đất với hai biến số độc lập - loại đất và thời gian lấy mẫu. Họ lấy mẫu từ đất trồng trọt và đất rừng vào thời điểm 2 ngày và ba tuần sau khi diễn ra việc tưới tiêu bằng nước thải. Họ cũng lấy mẫu một vùng đất không tưới tiêu để làm đối chứng, cung cấp dữ liệu nền tảng tự nhiên.

"Chúng tôi phát hiện thấy rằng, các mẫu đất từ khu vực lọc nước chứa nồng độ estrone và 17-beta-estradiol cao hơn so với các mẫu lấy từ các khu vực không tưới Nhưng nồng độ 17-alpha-ethynylestradiol – loại estrogen tổng hợp dùng trong thuốc tránh thai - nhìn chung giống nhau ở cả khu vực tưới tiêu lẫn không tưới tiêu", Woodward cho biết.

"Trong khu vực sử dụng hệ thống lọc, sự tích lũy các hợp chất làm rối loạn nội tiết trong đất phụ thuộc vào kiểu sử dụng đất. Đất rừng tích lũy hợp chất ở mức cao hơn so với đất ở các khu vực đang được sử dụng cho nông nghiệp".

Một sự khác biệt quan trọng giữa đất ở đất trồng trọt và đất trồng rừng có sử dụng hệ thống lọc nước là số lượng và chất lượng của cacbon hữu cơ hiện diện. "Nếu bạn có rất nhiều cacbon hữu cơ trong đất, thì các hợp chất estrogen sau đó sẽ liên kết với cacbon và không di chuyển nhanh qua đất", bà giải thích.

"Đất rừng có lượng cacbon hữu cơ nhiều gấp 3 lần so với đất nông nghiệp, điều này có thể giải thích sự tích lũy tăng lên của các hợp chất gây rối loạn nội tiết trong các loại đất này".

Nghiên cứu này có ý nghĩa quan trọng bởi vì nó cho thấy một cách để đối phó với vấn đề về các hợp chất gây rối loạn nội tiết đang đi vào sông suối và các nguồn nước uống khác.

"Những chất ô nhiễm mới nổi này có thể là một vấn đề tiềm năng, đặc biệt ở các vùng khô cằn, nơi đang được xem xét sử dụng nước thải đã xử lý để tưới cho cây trồng hoặc đưa trở lại vào tầng chứa nước," Woodward cho biết. "Tuy nhiên, nghiên cứu này cho thấy - ít nhất trong trường hợp của estrogen 17-alpha ngừa thai, thì một số hợp chất ảnh hưởng nội tiết không tích lũy trong đất mà được phân hủy, và đây là một tin tốt. Nếu các nghiên cứu trong tương lai cũng cho ra kết quả tương tự, thì có lẽ chúng ta có thể tiếp tục sử dụng nước thải đã xử lý làm một nguồn tài nguyên trong những khu vực mà chúng ta cần thêm nước, cũng như là một cách để giảm sự tiếp xúc của cá với estrogen từ nước thải xả ra suối – một phương pháp xử lý thông thường".

Các nhà khoa học tin rằng cá trống khi tiếp xúc với estrogen từ nước thải hoặc chất thải nông nghiệp sẽ tổng hợp một protein mà cá mái dùng để tạo noãn. Phản ứng " nữ hóa" này – có thể xảy ra ở nồng độ estrogen thấp – dẫn đến tình trạng lưỡng tính ở cá trống, và nó có thể phá hủy quần thể cá. Cá vược đen có tế bào trứng trong tinh hoàn đã được phát hiện ở nhiều vùng biển trên thế giới. Cứ 5 con cá vược đen trống thì có 1 con bị ảnh hưởng ở những dòng sông như Susquehanna và Potomac.

Trong khi đó, ảnh hưởng chính xác của các chất ô nhiễm mới nổi này đối với sức khỏe con người vẫn chưa rõ ràng. "Nhưng tôi nghĩ rằng tất cả chúng ta có lẽ đều đồng ý là chúng ta không hề muốn tiếp xúc với những hormone này thông qua môi trường và nước uống của chúng ta", Woodward nhận xét. "Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng, gia tăng tiếp xúc với estrogen trong môi trường có thể ảnh hưởng đến các quá trình sinh sản và nội tiết ở động vật có xương sống – trong đó có con người".

Woodward cho biết, bước tiếp theo trong nghiên cứu sẽ là đo mức độ estrogen trong các giếng nước ngầm gần khu vực lọc nước. Các số đo sẽ xác nhận liệu đất có đang lọc các hợp chất gây rối loạn nội tiết hay không cũng như có ngăn chúng làm ô nhiễm nguồn nước ngầm hay không.

"Tôi không nghĩ là mọi nhà máy xử lý nước thải đều sẽ phun nước thải lên một khu vực được quản lý, nhưng đây là một phương pháp có thể sử dụng để loại bỏ các hợp chất giống estrogen. Chúng ta cần công nghệ mới để khắc phục vấn đề này, đặc biệt là đối với các nhà máy ở thành phố lớn, đang xả trực tiếp vào sông. Câu hỏi đặt ra là, liệu chúng ta có thể phát triển một quá trình có thể loại bỏ các hợp chất gây rối loạn nội tiết trong nước thải ra sông hay không".