SOS: Bê tông hóa những bờ biển

Trái Đất nóng vì bê tông

Tháng 10/2018, Trung Quốc chính thức khánh thành một trong những kỳ quan ấn tượng nhất của ngành xây dựng hiện đại. Cây cầu vượt biển dài 55km nối liền 3 trung tâm kinh tế Hongkong - Châu Hải - Macau tiêu tốn 20 tỷ USD của đất nước đông dân nhất thế giới, và nó lập tức cho thấy lợi ích kinh tế đem lại còn lớn hơn thế rất nhiều. Nhưng phía sau thành công về mặt tiền bạc của công trình xây dựng kỳ vĩ này là một câu chuyện buồn của môi trường tự nhiên.

Bê tông hóa bờ biển là nguyên nhân khiến nhiều sinh vật có nguy cơ tuyệt chủng.

Ước tính có không dưới một triệu tấn bê tông được đổ xuống đại dương trong 8 năm xây dựng cầu vượt biển Hongkong - Châu Hải - Macau. Đó chính là một trong những nhân tố khiến loài cá heo hồng Trung Quốc sụt giảm số lượng nghiêm trọng trong những năm gần đây. Mất đi môi trường sống tự nhiên, cũng như nguồn thức ăn bị suy giảm, cứ vài ngày người ta lại tìm thấy một xác cá heo trôi dạt vào bờ biển. Ở chiều ngược lại, lượng dân cư đổ về nơi này tăng đến 60% trong một thập niên.

Cá heo không phải nạn nhân duy nhất của những vùng bờ biển được bê tông hoá, bởi suy cho cùng chúng chỉ là một loài nằm trong chuỗi thức ăn. Việc cá heo suy giảm số lượng là bằng chứng rõ ràng nhất cho thấy những sinh vật biển khác cũng chịu ảnh hưởng đáng kể khi các khối bê tông được đổ xuống đáy đại dương. Điều nguy hiểm là tình trạng này đang diễn ra trên toàn thế giới ở tốc độ cao chưa từng có, với tần suất ngày càng phổ biến.

Với tốc độ phát triển của ngành xây dựng ven biển như hiện tại, lượng bê tông nhân loại đang tiêu thụ trung bình ở mức 3 tấn/người/năm. Gần như không còn nơi nào trên thế giới không có dấu vết của bê tông nữa, dù cho đó là những khu vực hẻo lánh như rừng rậm Amazon hay Nam Cực. Đi cùng với hiện thực đó là lượng khí nhà kính thải ra môi trường tăng dần theo từng năm, bởi sản xuất bê tông là một trong những lĩnh vực chủ yếu tạo khí CO2.

Theo ước tính của các nhà khoa học, trong chuỗi cung ứng phát triển ngành xây dựng, chỉ tính riêng việc sản xuất xi măng đã chiếm 8% lượng khí thải carbon hàng năm. Con số này tương đương với 2,8 tỷ tấn khí CO2, nhiều hơn lượng khí thải nhà kính của bất kỳ các cường quốc xây dựng. Mặt khác, khoảng 60% đường bờ biển trên toàn thế giới bị bê tông bao bọc hoặc ảnh hưởng trực tiếp. Chỉ tính riêng ở Mỹ, tổng chiều dài các bờ biển bê tông hoá tương đương nửa vòng Trái Đất.

Giải pháp mới

"Bê tông đang phá huỷ đại dương bởi nó như một vật thể ngoại lai bỗng nhiên xuất hiện và ngăn trở mọi sinh vật khác phát triển", chuyên gia Alex Rogers lý giải. Nặng lòng trước cảnh tự nhiên ngày một héo mòn bởi quá trình bê tông hoá là nguyên nhân khiến ông quyết định tham gia vào REV Ocean, một công ty phi lợi nhuận chuyên nghiên cứu về môi trường biển và gia tăng nhận thức của cộng đồng về những tác hại xấu do con người tạo ra.

Xây dựng một rào chắn tự nhiên cũng là lựa chọn trước tình trạng nước biển dâng.

Vấn đề nan giải nhất khiến Rogers và các cộng sự gặp khó khăn trong việc thuyết phục mọi người hiểu tác hại của bê tông hoá lại xuất phát từ chính những lợi ích kinh tế thiết thực do nó mang lại. Hiện đại, dễ sử dụng, chi phí thấp là nguyên nhân trực tiếp khiến công cuộc bê tông hoá diễn ra ngày một nhanh hơn. Tuy nhiên mọi thứ có vẻ đang dần thay đổi trong những năm gần đây. Công nghệ phát triển cho phép chúng ta có nhiều lựa chọn hơn, với những nguồn nguyên liệu thay thế.

Từ một ý tưởng bị xem là bất khả thi, một loại bê tông thân thiện với môi trường có tên ECOncrete vừa được phát minh trong thời gian gần đây. Theo giới thiệu của nhà đồng sáng chế Shimrit Perkol-Finkel, ECOncrete bảo vệ hệ sinh thái ven biển thông qua việc trở thành giá thể cho các sinh vật như tảo có thể bám vào. Ngoài ra, một tác dụng khác của ECOncrete là hút chất chloride có trong nước biển, qua đó giúp nó đạt đến trạng thái trung hoà carbon, một tiêu chuẩn để công nhận đây là vật liệu thân thiện với môi trường.

Ngay cả những loại bê tông truyền thống cũng có thể được thân thiện hoá khi đổ xuống lòng biển chỉ bằng những cải tiến rất nhỏ trong quá trình xây dựng. Bề mặt trơn nhẵn của nó khiến các sinh vật khó có thể bám vào, nên các kỹ sư xây dựng nghĩ ra ý tưởng tạo ra những khối bê tông xù xì. Hình thức của chúng có thể không đẹp mắt với công chúng, nhưng đó lại là cách đơn giản nhất để giúp các sinh vật có thể tồn tại và phát triển trên những khối bê tông.

Một nghiên cứu mới đây tại Hongkong cho thấy mật độ sinh vật biển xuất hiện xung quanh một khối bê tông xù xì cao gấp đôi ở một khối bê tông nhẵn. "Kết quả tích cực đó cho thấy chúng ta vẫn có thể tìm ra những giải pháp trong ngắn hạn với chi phí thấp mà không nhất thiết phải chuyển sang những loại nguyên vật liệu mới", giáo sư Kenneth Mei-Yee Leung của Đại học Hongkong nhận định. Nhà nghiên cứu đầu ngành về đa dạng sinh học biển này cho rằng con người vẫn có thể sống hài hoà cùng tự nhiên qua công cuộc bê tông hoá.

Cấy vi khuẩn vào bê tông

Một nguyên nhân khác khiến bê tông trở thành nơi các sinh vật gần như không thể sống sót là bởi pH của chúng quá cao. Độ pH của nước biển vào khoảng 8, trong khi bê tông thông thường là 12-13. Vì thế mục tiêu trước mắt của những nhà nghiên cứu bê tông thân thiện với đại dương là giảm độ pH của vật liệu xuống khoảng 9-10. Bằng cách đó, các sinh vật có thể tồn tại và phát triển ở những nơi từng là vùng đất chết với chúng.

Những loại vật liệu mới chưa thể đảm bảo tính thân thiện với môi trường.

Sản phẩm bê tông ECOncrete hiện có mặt ở 8 quốc gia và 6 vùng biển khác nhau với sứ mệnh tạo ra một môi trường mà cả con người và sinh vật hoang dã có thể sống chung. Từ Hongkong đến cảng Rotterdam (Hà Lan) đều đã xuất hiện loại vật liệu xây dựng thân thiện này, nhưng không phải ai cũng đồng ý với quan điểm của Perkol-Finkel. Beth Strain, giảng viên ngành sinh học đại dương của Trung tâm Bờ biển và Khí hậu Australia nhận định còn quá sớm để nói ECOncrete tạo môi trường tốt hơn cho sinh vật biển cư ngụ.

"Số lượng thí nghiệm được tiến hành để kiểm định độ thân thiện với đại dương của bê tông ECOncrete còn quá ít. Chúng ta mới chỉ có kết quả từ 15 khu vực, thế nên chưa thể công nhận", Strain lý giải. Ngoài ra ở một vài khu vực như Penang (Malaysia), ECOncrete cho thấy nó không giúp sinh vật sống tốt hơn là bao so với bê tông thông thường. Việc này có thể còn liên quan đến nhiệt độ, khí hậu, cũng như tần suất xảy ra bão ở từng khu vực khác nhau, do đó cần tìm một vật liệu thay thế khác.

Xi măng sinh học ra đời dựa trên nhu cầu đó. Không giống như các loại xi măng thông thường khác, thành phần chủ yếu của nó là cát và urê, và còn được cấy thêm một vài loại vi khuẩn đặc biệt vào trong quá trình sản xuất. Với cấu trúc phức tạp đó, khi bê tông được đổ vào khuôn, urê sẽ kích hoạt vi khuẩn sản sinh calcite, một chất tương tự calcium carbonate nhưng có độ pH thấp hơn nhiều. Bằng cách đó, các sinh vật biển có thể phát triển trên bề mặt xi măng sinh học. Một ưu điểm khác là lượng CO2 phát ra trong quá trình sản xuất nó chỉ bằng một phần ba so với xi măng thông thường.

Trong trường hợp xi măng sinh học không thể thuyết phục những người khó tính, bê tông sinh học sẽ là một lựa chọn tân tiến hơn. Bề mặt xù xì của nó kết hợp với loại vi khuẩn Bacillus pasteurii được cấy vào trong quá trình sản xuất sẽ tạo nên những lỗ khí để các loại tảo và rêu phát triển. Bê tông sinh học là lựa chọn tối ưu để xây đê, kè biển trước viễn cảnh mực nước biển toàn cầu sẽ dâng lên hơn 1 mét trong vòng 80 năm tới, nhưng một vài người thích mơ mộng lại muốn có một giải pháp hoà hợp tối ưu với thiên nhiên.

Với những người cực đoan, xi măng sinh học hay bê tông sinh học vẫn phá vỡ kết cấu tự nhiên của môi trường biển với tảo, rừng ngập mặn và rạn san hô. Vì thế, cách tốt nhất để chống lại hiện tượng nước biển dâng là xây dựng những rào chắn tự nhiên thay vì những khối bê tông nhân tạo. Đó là cách tốt nhất để con người hoàn trả những thứ họ đã vay, đã phá huỷ từ tự nhiên cho cuộc sống tiện nghi như ngày nay.