Trong phòng thí nghiệm ở Antofagasta, một thị trấn công nghiệp cách thủ đô Santiago của Chile khoảng 1.100 km về phía bắc, nhà công nghệ sinh học 33 tuổi Nadac Reales - hiện điều hành một công ty riêng có tên là Rudanac Biotec - đã có một khám phá đáng kinh ngạc về những sinh vật ăn kim loại mà cô hy vọng có thể giúp làm sạch ngành công nghiệp khai thác mỏ gây ô nhiễm của đất nước.

Reales nảy ra ý tưởng của mình từ thời sinh viên trong lúc thực hiện các thử nghiệm sử dụng vi sinh vật để cải thiện hiệu quả khai thác đồng tại một nhà máy. "Tôi nhận ra rằng có nhiều nhu cầu khác nhau trong ngành công nghiệp khai thác mỏ, ví dụ như những gì xảy ra với chất thải kim loại".

Hiện nay, một số rác thải kim loại không thể tái chế trong các nhà máy nấu chảy và bị vứt bỏ ở sa mạc Atacama của Chile, nơi tập trung phần lớn ngành khai thác của đất nước. Chile là quốc gia sản xuất đồng lớn nhất thế giới, nhưng cũng tạo ra rất nhiều chất thải khai thác gây ô nhiễm môi trường.

Trong nghiên cứu này, Reales tập trung vào vi khuẩn oxy hóa kim loại có tên là Leptospirillum. Cô thu thập chúng từ mạch nước phun Tatio nằm ở độ cao 4.200 m so với mực nước biển, cách thành phố Antofagasta ở phía bắc Chile khoảng 350 km.

Leptospirillum sống trong môi trường axit và không bị ảnh hưởng bởi nồng độ tương đối cao của hầu hết kim loại. Trong thử nghiệm ban đầu, các vi sinh vật mất tới hai tháng để phân hủy một chiếc đinh. Reales muốn tăng tốc quá trình này nên đã bỏ đói chúng và thả vào một môi trường khắc nghiệt.

Kết quả là Leptospirillum phải tìm cách thích nghi và đẩy nhanh quá trình ăn kim loại. Sau hai năm thử nghiệm, thời gian chúng ăn hết một chiếc đinh đã được rút ngắn xuống chỉ còn ba ngày.

Sau quá trình phân hủy, những gì còn lại là cặn lỏng màu đỏ "có chất lượng tốt". Khi tích hợp sinh học, sản phẩm được tạo ra có thể cải thiện việc thu hồi đồng trong một quy trình gọi là luyện kim thủy lực. Về cơ bản, cặn lỏng đó có thể dùng để chiết xuất đồng từ đá theo cách bền vững hơn so với việc sử dụng hóa chất trong quá trình rửa trôi hiện nay.

"Điều đó có nghĩa khai thác xanh là hoàn toàn khả thi", Reales nhấn mạnh. "Các thử nghiệm hóa học và vi sinh đã chứng minh vi khuẩn Leptospirillum không gây hại cho con người và môi trường. Chúng tôi nhìn thấy rất nhiều tiềm năng trong dự án này. Nó thực sự cần thiết khi chúng ta lập kế hoạch phát triển bền vững".

Reales đã gửi yêu cầu cấp bằng sáng chế quốc tế cho công nghệ của mình. Cô hy vọng nó sẽ giúp giảm thiểu chất thải kim loại đang làm xấu cảnh quan ở các khu vực khai thác của đất nước.