“…quan trọng nhất là phải ngăn ngừa Asen ngay từ đầu vào, làm sao để gạo không nhiễm Asen từ đất, chứ không phải nhiễm rồi mới tìm cách xử lý…kể cả khi hàm lượng Asen không vượt chuẩn, thì tốt nhất vẫn là nó không xuất hiện trong gạo.” – GS.TS. Nguyễn Ngọc Minh, nhà khoa học đạt Giải thưởng Tạ Quảng Bửu năm 2016, chia sẻ cảm nghĩ về nghiên cứu nhằm giảm thiểu hàm lượng Asen trong lúa gạo.
“Khoa học liên ngành sẽ ngày càng phát triển”
Nguyên do nào mà một giáo sư trẻ sống giữa phố thị nhộn nhịp lại luôn quan tâm đến nông nghiệp, đất, lúa, rơm rạ…?
Tuổi thơ của tôi gắn bó sâu sắc với đồng ruộng. Tôi sinh ra ở Thái Nguyên, quê nội ở Hưng Yên, quê ngoại ở Trùng Khánh – Cao Bằng. Ngày bé, tôi hay về quê ngoại với ông bà trong những dịp nghỉ hè kéo dài 3 tháng. Trùng Khánh là vùng biên giới xa xôi, vì thế trong những ngày tháng ở quê ngoại, tôi gắn bó rất nhiều với cây lúa, với đất đai, rơm rạ.
Sau này học ĐH và sau đại học, tôi lựa chọn ngành khoa học môi trường và theo hướng chuyên sâu về môi trường đất nên lại tiếp tục có cơ hội gắn bó với đồng ruộng.
Gần đây nổi lên những lĩnh vực nghiên cứu mang tính chất tổng quát, liên ngành thay vì phân nhánh: Khoa học sự sống, khoa học trái đất, khoa học sức khỏe… Phải chăng khoa học liên ngành là xu thế của thời đại?
Tôi hoàn toàn đồng tình với ý kiến về sự phát triển mạnh mẽ của khoa học liên ngành. Sự phát triển đó, theo tôi, là xu thế tất yếu. Nguyên nhân là do bản chất liên ngành của các sự vật, hiện tượng trong tự nhiên.
Ngoài ra, càng ngày việc công bố các kiến thức mới trong các lĩnh vực nghiên cứu chuyên ngành truyền thống sẽ càng khó khăn hơn, do đó là những mảnh đất đã được cày xới suốt hàng trăm năm qua. Trong khi đó, các nghiên cứu liên ngành có thể tạo ra nhiều kết quả đột phá mới và có ý nghĩa thực tiễn cao. Qua đó, việc công bố các công trình liên ngành cũng sẽ hấp dẫn hơn.
Lĩnh vực môi trường hiện đang rất sôi động và có thể xem là một ví dụ minh họa về tính liên ngành. Các nghiên cứu trong lĩnh vực này thường yêu cầu sự kết hợp kiến thức, kỹ năng của nhiều ngành như sinh học, hóa học, vật lý, toán học, các khoa học trái đất, v.v.
Ấn tượng đầu tiên của tôi khi đến phòng thí nghiệm Bộ môn Tài nguyên và Môi trường đất nơi anh làm việc là thấy những tấm như phù điêu làm bằng đất được treo trên tường, và phải nói, chúng rất đẹp về mặt thẩm mỹ. Hẳn phải có một câu chuyện liên quan đến chúng?
Đó gọi là các tiêu bản đất nguyên khối, hay còn gọi là monolith. Nếu thực sự mọi người thấy chúng có giá trị thẩm mỹ và giá trị đào tạo, thì đó là một sự tưởng thưởng lớn, bởi đó là nỗ lực, kỷ niệm và niềm tự hào của nhiều thế hệ sinh viên của Bộ môn.
Nguồn gốc của các tiêu bản này là trước đây, tôi quan sát thấy ở Viện Thổ nhưỡng Nông hóa có xây dựng một bảo tàng về đất với quy mô lớn, rất giá trị về mặt giáo dục. Sau này, khi làm nghiên cứu sinh tại Viện Khoa học đất, Đại học Leibniz Hannover – CHLB Đức, tôi cũng thấy các tiêu bản kiểu này treo ở khắp nơi. Khi về nước, tôi nghĩ cần tạo ra một dấu ấn nào đó liên quan đến chuyên môn, rồi từ đó đã tìm hiểu cách tạo ra các tiêu bản này để hướng dẫn cho sinh viên. Mỗi lứa sinh viên tạo ra được 1 đến 2 tiêu bản mang đầy bản sắc, và giờ thì đã treo kín cả bức tường.
Anh đã khảo sát được bao nhiêu vùng đất nông nghiệp ở Việt Nam?
Có thể tự tin khẳng định rằng chúng tôi đã đến hầu hết mọi vùng trồng lúa ở Việt Nam. Từ đầu năm 2023 đến giờ, chúng tôi đã có tới 9 chuyến đi trải rộng khắp cả nước, và đi nhiều đã trở thành thói quen của nhóm. Đi thực địa là những dịp đặc biệt để tích lũy kinh nghiệm thực tế khi làm nghiên cứu, để cập nhật xem người dân đang làm gì, bởi từ phòng thí nghiệm ra ngoài đồng ruộng là một sự khác biệt rất lớn; nhiều khi nghĩ hướng nghiên cứu của mình hay, nhưng thực tế người dân lại không cần. Với động lực đó, chúng tôi đã đi qua rất nhiều những vùng đất xa xôi, hẻo lánh nhưng rất đẹp. Nhiều cung đường chúng tôi đi qua giờ trở thành điểm check in của giới trẻ, những người thích đắm chìm trong thiên nhiên hùng vĩ hay khung cảnh yên bình ở những làng quê đơn sơ.
“Ăn an toàn trở thành một xu hướng tất yếu”
Xưa có câu “Dân dĩ thực vi tiên”, nay câu nói này liệu có còn giá trị?
Theo tôi hiểu thì câu ngạn ngữ này đề cập đến việc xem trọng ăn uống, và nó vẫn còn nguyên vẹn giá trị tại thời điểm hiện tại. Trước đây khi khó khăn chúng ta mưu cầu ăn đủ no (đủ lượng); sau này lương thực dồi dào chúng ta chuyển qua ăn ngon (chất lượng); và nếu chỉ lượng và chất lượng cũng chưa đủ. Bối cảnh hiện tại chúng ta quan tâm nhiều đến ăn sạch, ăn an toàn. Theo cách hiểu rộng hơn, câu ngạn ngữ này đề cao, chú trọng sản xuất nông nghiệp. Quả thật, trong bối cảnh hiện tại, phát triển nông nghiệp và an toàn thực phẩm cần phải xem là một trong những nhiệm vụ trọng tâm của quốc gia. Ngày nay, ngay cả ở những nước phát triển như Mỹ, Trung Quốc thì họ vẫn chú trọng đến phát triển nông nghiệp.
Có một nghịch lý là trong khi dân số tăng nhanh, nhu cầu lương thực, thực phẩm tăng cao đến nỗi trở thành vấn đề “an ninh lương thực”, thì diện tích đất canh tác nông nghiệp ngày càng bị thu hẹp. Vì vậy, các nghiên cứu nâng cao năng suất nông sản càng mang tầm quan trọng chiến lược. Giải thưởng VinFuture 2023 mới đây trao cho GS. Võ Tòng Xuân chính là một trong các ghi nhận cho những người dám dấn thân trong lĩnh vực này. Tương lai, nông nghiệp sẽ còn thay đổi hơn nữa khi nhu cầu ăn an toàn của con người trở thành xu hướng không thể đảo ngược. Những giống lúa cao sản là quan trọng, nhưng có lẽ sau 10 – 20 năm nữa, chúng ta sẽ cần những giống lúa có khả năng chống chịu ô nhiễm. Tôi cho rằng tìm kiếm các giống lúa chống chịu ô nhiễm là một hướng nghiên cứu đầy tiềm năng nhưng cũng đầy thách thức.
Khởi thủy của đất là gì? Tiến trình của nó?
Đây là một câu hỏi vừa cơ bản nhất, vừa khó nhất đối với tôi. Cơ bản nhất vì đây sẽ là bài đầu tiên tôi giảng cho sinh viên khi vào học chuyên ngành; khó nhất bởi sự diễn tiến của đất là vô cùng phức tạp và vẫn còn rất nhiều điều chưa được khám phá.
Một cách khái quát thì đất như ta thấy bây giờ chính là kết quả của một quá trình sinh địa hóa dài hạn và các vật liệu cơ bản gồm có khoáng vật (từ đá) và chất hữu cơ (từ sinh vật). Đất luôn biến đổi theo thời gian và chịu tác động bởi rất nhiều yếu tố, trong đó có cả các tác động của con người. Điều đó khiến cho nghiên cứu về đất gặp nhiều thách thức. Tuy nhiên, đất cũng là đối tượng rất hấp dẫn để nghiên cứu chuyên sâu.
Anh thường đề cập đến thuật ngữ “kinh tế tuần hoàn”. Đó là gì và có ý nghĩa thế nào?
Về mặt định nghĩa, đó là “một mô hình kinh tế, trong đó các hoạt động thiết kế, sản xuất và dịch vụ đặt ra mục tiêu kéo dài tuổi thọ của vật chất, và loại bỏ tác động tiêu cực đến môi trường”. Hay nói đơn giản, nếu sử dụng phế phụ phẩm của một quá trình này làm nguyên liệu đầu vào cho một quá trình khác mà vẫn tạo ra được sản phẩm thứ cấp đáp ứng nhu cầu của con người, thì sẽ mang ý nghĩa kinh tế tuần hoàn.
Đứng ở khía cạnh đó, thì hầu hết các nghiên cứu của tôi từ trước đến nay đều hướng đến kinh tế tuần hoàn. Ví dụ, từ rơm, rạ là các phụ phẩm nông nghiệp, chúng tôi chuyển thành than sinh học (biochar) và các chế phẩm trên nền than sinh học, rồi sử dụng lại cho đồng ruộng để cải thiện chất lượng đất, mang lại lợi ích thiết thực cho người dân.
Tất nhiên sẽ có người cho rằng, người dân vẫn đốt hay vùi rơm rạ trở lại đồng ruộng, chẳng phải là tuần hoàn hay sao? Thực ra trong kinh tế tuần hoàn còn có khái niệm “upcycling”, tức là tuần hoàn nhưng đem lại giá trị cao hơn. Lại lấy ví dụ về các chế phẩm trên nền biochar ở trên, khi bón trở lại đất sẽ làm đất màu mỡ hơn, đồng thời hạn chế các ảnh hưởng đến môi trường của việc đốt rơm rạ không kiểm soát. Đó là giá trị tăng thêm mà upcycling mang lại.
“Đào tạo đóng góp cho xã hội một cách bền vững, dù thành quả có thể đến chậm”
Giữa nghiên cứu với đào tạo, anh nghiêng về phía nào hơn?
Tôi tâm niệm rằng nghiên cứu cần gắn với đào tạo, và ngược lại đào tạo có thể sẽ hỗ trợ nghiên cứu. Tuy nhiên, có lẽ tôi thiên về đào tạo nhiều hơn. Nhóm nghiên cứu của tôi “SoilTECH” vận hành theo một mô hình để các bạn sinh viên thỏa sức nghiên cứu và phát triển sự nghiệp. Khi các bạn sinh viên làm việc hăng say thì thành quả sẽ đến. Tất nhiên, kết hợp với một quá trình đào tạo tốt thì sẽ cho ra kết quả nhiều hơn, chất lượng cao hơn.
Có đôi lúc, tôi cũng suy nghĩ rằng, mình có thể chuyển sang một môi trường nào đó thuần nghiên cứu hơn, qua đó có thể làm được nhiều thứ hơn cho khoa học, cho chính mình. Tuy nhiên, nghĩ kĩ thì mong muốn thật sự của tôi là bồi dưỡng ra các thế hệ tiếp nối, có khả năng nghĩ hộ, làm hộ những việc mà bây giờ tôi chưa làm được. Có lẽ, về mặt dài hạn, việc đó cũng đóng góp cho xã hội một cách bền vững hơn, dù thành quả có thể đến chậm hơn.
Hẳn anh có những người thầy truyền cảm hứng rất tuyệt vời?
Những người thầy của tôi ở Trường Đại học Khoa học Tự nhiên là những nhà khoa học trong lĩnh vực môi trường, khoa học đất, nông nghiệp, là những người có đóng góp lớn cho nền khoa học nước nhà, và cũng là những tấm gương mẫu mực để tôi noi theo. Năm 2004 tôi được gặp những người thầy mới trong khuôn khổ dự án DE giữa Bộ Giáo dục và Đào tạo và Đại học Greifswald, CHLB Đức. Đó là cơ duyên để tôi theo đuổi chương trình nghiên cứu sinh tại Đại học Greifswald, Đại học Leibniz Hannover – CHLB Đức và nghiên cứu chuyên sâu về mảng chuyên môn khoáng vật học thổ nhưỡng – một mảng chuyên môn quan trọng nhưng bị lãng quên. Hai người thầy hướng dẫn luận án của tôi là Joern Kasbohm và Stefan Dultz.
Sau này, khi trở lại trao đổi nghiên cứu tại Viện Khoa học đất, Đại học Leibniz Hannover, tôi lại được làm việc dưới sự dẫn của thầy Stefan Dultz và GS. Georg Guggenberger (hiện là Viện trưởng và là một trong những nhà khoa học có trích dẫn lớn nhất trong lĩnh vực khoa học đất). Thầy Stefan Dultz hiện vẫn hợp tác chặt chẽ với SoilTECH và có thể xem là người có ảnh hưởng quan trọng nhất đến sự nghiệp nghiên cứu của tôi.
“Tốt nhất là Asen không xuất hiện trong lúa gạo”
Được biết anh đang nghiên cứu về ảnh hưởng của Asen trong đất đến lúa gạo? Nguồn gốc của Asen trong đất là từ đâu?
Đây là một hướng nghiên cứu quan trọng mà SoilTECH đang theo đuổi. Chúng tôi may mắn nhận được tài trợ từ Quỹ đổi mới sáng tạo Vingroup (VINIF), với một nguồn lực dồi dào, đủ để “thỏa chí” đào sâu tìm tòi và ứng dụng kết quả vào thực tế.
Asen, hay “thạch tín”, là một nguyên tố hóa học có sẵn trong đất, trong thành phần của đá mẹ, trầm tích. Sự gia tăng của Asen trong môi trường đất do hệ quả của một số quá trình tự nhiên và hoạt động nhân sinh, đặc biệt là hoạt động khai khoáng. Trong những nghiên cứu tại Trung Quốc và Chile (2 trung tâm khai khoáng lớn nhất thế giới), các nhà khoa học phát hiện Asen phát tán ra không khí rồi lắng đọng trở lại môi trường đất với hàm lượng đáng kể. Ngoài ra, Asen có thể được “bổ sung” vào đất thông qua phân bón, phun thuốc bảo vệ thực vật hay sử dụng nước ngầm nhiễm Asen để tưới cho ruộng.
Asen có độc tính cao, ngay cả ở hàm lượng rất nhỏ, và đặc biệt là nó tích tụ lâu dài trong cơ thể. Trước đây, ta không có công cụ đủ tốt để phân tích hàm lượng Asen trong gạo nên hầu như không có thông tin. Nhưng ngày nay, các kỹ thuật phân tích đã rất phát triển, cho phép phân tích hàm lượng Asen ở ngưỡng rất nhỏ, nên cần có những đánh giá chuẩn mực và toàn diện hơn, qua đó cung cấp động lực nghiên cứu cũng như cơ sở khoa học để giảm thiểu việc tích tụ và hệ lụy sức khỏe do Asen.
Có thời gian người ta tranh cãi về hàm lượng Asen trong thủy sản. Vậy Asen trong thủy sản có thực sự độc hại và khác gì với Asen trong lúa gạo?
Tôi có nghe về những tranh luận đó. Asen trong thực phẩm nói chung, có thể chia làm 2 dạng là Asen hữu cơ và Asen vô cơ. Cho đến nay, các nhà khoa học đồng thuận là Asen hữu cơ ít độc hại hơn so với Asen vô cơ; ngoài ra, Asen vô cơ còn có thể là tác nhân gây ung thư. Trong thủy sản, Asen tồn tại ở dạng nào thì tôi chưa tìm hiểu nên không rõ. Trong lúa gạo, Asen vô cơ chiếm tới 70-75%, còn Asen hữu cơ chỉ chiếm 25-30%. Nên có thể nói, nguy cơ bị phơi nhiễm Asen vô cơ (dạng độc hại hơn) là rất cao nếu gạo bị nhiễm Asen.
Thông qua dự án này, nhóm SoilTECH muốn tìm ra giải pháp để có thể trồng lúa trên đất ô nhiễm Asen mà lúa không bị nhiễm Asen. Muốn làm được việc đó, cần “cố định Asen”. Có nhiều kỹ thuật cố định Asen như điều chỉnh chế độ nước, sử dụng vật liệu cố định Asen, hoặc sử dụng các chất đối kháng Asen, v.v.
Người dân mua gạo về nhưng không thể biết được trong đó có nhiều hay ít Asen, vậy làm thế nào để giảm thiểu hàm lượng Asen đưa vào cơ thể?
Có những lời khuyên cho việc này: Asen tập trung nhiều ở phần bên ngoài của hạt gạo (vỏ cám), nên nếu xay xát và đánh bóng kỹ thì hàm lượng Asen sẽ giảm đi rõ rệt. Cũng có một nghiên cứu khác cho biết, khi nấu cơm xong, lớp cơm ở trên bề mặt có hàm lượng Asen nhiều hơn, nên nếu muốn hạn chế rủi ro thì tách phần đó ra.
Nhưng quan trọng nhất là phải ngăn ngừa Asen ngay từ đầu vào, làm sao để gạo không nhiễm, chứ không phải nhiễm rồi mới tìm cách xử lý.
Ngưỡng an toàn của Asen trong gạo, theo quy định của nhà nước là 1000 ppb, trong khi quy định của FAO hay EU là khoảng 250 ppb. Trong dự án này, với một nguồn lực hỗ trợ rất tốt từ VINIF, nhóm SoilTECH sẽ cố gắng nghiên cứu các kỹ thuật canh tác để loại bỏ hẳn Asen, bởi kể cả khi hàm lượng Asen không vượt chuẩn thì vẫn có thể tiềm ẩn các tác động có hại. Vì vậy, tốt nhất vẫn là giảm thiểu và thậm chí là không để Asen xuất hiện trong gạo.
Mô hình nghiên cứu của SoilTECH có cần phải đi ra ngoài ruộng, xắn tay trồng lúa, đắp đất?
Nghiên cứu của chúng tôi có 3 giai đoạn: (1) Khảo sát Asen trong lúa gạo ở các vùng trồng lúa trên cả nước; (2) Thí nghiệm nghiên cứu biến động tích lũy Asen trong gạo khi các yếu tố môi trường thay đổi; (3) Triển khai các thí nghiệm đồng ruộng để phát triển các kỹ thuật giảm thiểu tích lũy Asen trong gạo. Khi thiết kế nghiên cứu tại đồng ruộng thì ngoài việc phải chuẩn bị giống, phân bón, đất, nước tưới, nhóm chúng tôi cũng cần thực hiện các công đoạn thí nghiệm với sự tỉ mỉ và chính xác. Vậy nên, trong quá trình nghiên cứu, chắc chắn là nhóm SoilTECH sẽ “lam lũ” hơn so với bà con nông dân.
Hiện tại, chúng tôi đã lựa chọn một địa điểm ở khu vực ven biển để thiết lập thí nghiệm. Ở đây, đất có chứa hàm lượng Asen rất cao. Nếu có thể xử lý và giảm thiểu được Asen tích lũy trong gạo ở đây thì về cơ bản những khu vực khác cũng sẽ xử lý được.
Không đơn giản để các quốc gia đồng ý với nhau về mức độ trách nhiệm với môi trường? Liệu có giải pháp cân bằng giữa bảo vệ môi trường với tăng trưởng kinh tế?
Đây là một câu hỏi rất vĩ mô. Như chúng ta đều thấy, còn tồn tại nhiều mâu thuẫn giữa các quốc gia về nghĩa vụ và trách nhiệm bảo vệ môi trường toàn cầu. Vì vậy, vẫn rất cần những thỏa hiệp toàn cầu, những hình mẫu quốc gia có trách nhiệm (trong bảo vệ môi trường); và Việt Nam cũng cần chủ động nhập cuộc. Thông điệp “không đánh đổi phát triển kinh tế để hủy hoại môi trường” thể hiện quyết tâm bảo vệ môi trường, hướng đến phát triển xanh, trong đó vừa đảm bảo phát triển kinh tế, đồng thời ít gây tổn hại đến môi trường.
Theo anh, điều kiện nghiên cứu cho lĩnh vực khoa học đất ở Việt Nam hiện nay thế nào?
Tôi đã làm việc trong một thời gian khá dài ở nhiều nơi trên thế giới. So với những nơi này, Việt Nam đang thiếu nhiều điều kiện cơ bản để có thể hình thành các nhóm nghiên cứu mạnh về khoa học đất; trong đó cốt yếu nhất vẫn là thiếu trang thiết bị phục vụ nghiên cứu chuyên sâu. Rõ ràng, lĩnh vực nghiên cứu đặc biệt quan trong này đang cần sự đầu tư mạnh mẽ hơn nhiều để có thể cạnh tranh về mặt học thuật với các nhóm nghiên cứu ở tầm quốc tế; và cũng là để hướng về một tương lai “lương thực, thực phẩm an toàn hơn”.
Tôi hay nói đùa với các sinh viên, nhưng cũng có phần sự thật: Mình thua kém mặt bằng chung của các nhóm quốc tế, không có thiết bị hiện đại như họ, không có môi trường học thuật tốt như họ, mình không có gì khác ngoài sự chăm chỉ. Người ta chăm chỉ một thì mình phải chăm chỉ mười.
Xin trân trọng cảm ơn anh!
Tác giả: Nguyên Khê – Thủy Lê
Ảnh: NVCC
Quỹ Đổi mới sáng tạo Vingroup tổng hợp.