Đột phá KHCN - Đổi mới sáng tạo.

Bảo Hiền tổng hợp

Nước giặt chứa chất hoạt động bề mặt sinh học có phát thải khí nhà kính cao hơn sản phẩm thông thường trong điều kiện cơ sở, nhưng có thể giảm đáng kể tác động môi trường nếu kết hợp giặt ở nhiệt độ thấp và giảm lượng nước giặt.

Nghiên cứu công bố trực tuyến ngày 17/12/2025 trên tạp chí RSC Sustainability đánh giá tác động môi trường của nước giặt chứa chất hoạt động bề mặt sinh học sản xuất bằng phương pháp lên men. Kết quả cho thấy lợi ích môi trường của sản phẩm phụ thuộc đáng kể vào nhiệt độ giặt, lượng nước giặt sử dụng và nguồn điện.

Nghiên cứu sử dụng phương pháp đánh giá vòng đời, tính đến các công đoạn từ khai thác nguyên liệu, sản xuất, sử dụng đến xử lý sau khi thải bỏ, với thị trường Đức làm phạm vi tham chiếu.
Chất hoạt động bề mặt sản xuất bằng lên men

Chất được nghiên cứu là mannosylerythritol lipid (MEL), một loại glycolipid do vi sinh vật tạo ra trong quá trình lên men. Nguyên liệu đầu vào gồm dầu cải và glucose.

MEL hiện mới được sản xuất ở quy mô phòng thí nghiệm và thí điểm. Do chưa có đủ dữ liệu sản xuất công nghiệp, nhóm nghiên cứu sử dụng số liệu thực nghiệm kết hợp với mô hình dự báo quy mô hóa từ một nghiên cứu trước đó.

Trong mô hình, MEL thay thế chất hoạt động bề mặt thông thường theo tỷ lệ khối lượng 1:1.

Để so sánh, nhóm nghiên cứu xây dựng kịch bản giặt 4,5 kg vải bằng máy giặt có tải trọng 6 kg, sử dụng 75 g nước giặt và 50 lít nước mỗi lần. Điện năng tiêu thụ được giả định ở mức 0,3 kWh khi giặt ở 30 độ C, 0,5 kWh ở 40 độ C và 0,75 kWh ở 60 độ C.

Phát thải cao hơn sản phẩm thông thường trong điều kiện cơ sở

Ở nhiệt độ 40 độ C, với 75 g nước giặt mỗi lần, sản phẩm chứa MEL phát thải khoảng 0,44 kg CO₂ tương đương. Trong khi đó, mức phát thải của nước giặt thông thường dùng làm đối chứng là 0,36 kg CO₂ tương đương, thấp hơn khoảng 18% so với sản phẩm chứa MEL.

Điều này cho thấy việc sử dụng chất hoạt động bề mặt sinh học chưa đồng nghĩa với giảm phát thải trong toàn bộ vòng đời sản phẩm.

Hai nguồn phát thải chính là điện năng tiêu thụ của máy giặt, chiếm khoảng 49%, và quá trình sản xuất nước giặt chứa MEL, chiếm khoảng 33%. Xử lý nước thải chiếm khoảng 6%, bao bì khoảng 2%, còn vận chuyển trong nước đóng góp dưới 1%.

Giặt ở 30 độ C giúp giảm phát thải đáng kể

Khi thay đổi nhiệt độ giặt và lượng nước giặt, kết quả cho thấy mức phát thải có thể giảm rõ rệt.

• Giảm lượng nước giặt xuống 50 g, giữ nhiệt độ 40 độ C: phát thải giảm khoảng 15% so với kịch bản cơ sở.
• Tăng nhiệt độ lên 60 độ C: phát thải tăng khoảng 25%. Việc giảm lượng nước giặt 33% không đủ bù đắp phần phát thải tăng thêm do tiêu thụ điện.
• Giảm lượng nước giặt xuống 37,5 g và giặt ở 30 độ C: phát thải giảm khoảng 42%.
• Kết hợp giặt ở 30 độ C, dùng 37,5 g nước giặt và sử dụng điện xanh: phát thải giảm khoảng 67%.

Như vậy, lợi ích lớn nhất trong các kịch bản được mô hình hóa xuất hiện khi đồng thời giảm lượng nước giặt, hạ nhiệt độ và sử dụng nguồn điện phát thải thấp.

Nhóm nghiên cứu cũng tính toán các điều kiện để sản phẩm chứa MEL có mức phát thải tương đương nước giặt thông thường. Nếu giữ nguyên lượng nước giặt, nhiệt độ cần giảm xuống khoảng 21 độ C. Nếu giữ nguyên nhiệt độ, lượng nước giặt phải giảm 50%. Trong trường hợp kết hợp hai biện pháp, giảm lượng nước giặt 33% và hạ nhiệt độ xuống khoảng 33 độ C có thể đưa mức phát thải về ngưỡng tương đương.

Tuy nhiên, các ngưỡng này chỉ áp dụng cho chỉ số biến đổi khí hậu, không đồng nghĩa với việc hai sản phẩm có tác động môi trường tương đương ở mọi khía cạnh.

Ở kịch bản giặt 30 độ C, nghiên cứu ghi nhận tác động đến hiện tượng phú dưỡng nước ngọt giảm khoảng 20%, trong khi bảy nhóm tác động môi trường còn lại giảm khoảng 40-50%.

Hiệu quả môi trường vẫn cần được kiểm chứng

Theo nhóm tác giả, lợi thế của MEL trong mô hình không chỉ đến từ nguồn gốc sinh học của chất hoạt động bề mặt, mà còn phụ thuộc vào giả định rằng chất này có khả năng làm sạch tốt hơn, qua đó cho phép giảm nhiệt độ và lượng nước giặt.

Tuy nhiên, hiệu quả làm sạch của MEL chưa được đánh giá đầy đủ trong điều kiện sản xuất và sử dụng thực tế. Hiện cũng chưa có công thức nước giặt được thiết kế riêng cho chất này để xác định mức sử dụng tối ưu.

Nghiên cứu còn một số hạn chế. Giả định MEL thay thế chất hoạt động bề mặt thông thường theo tỷ lệ 1:1 chưa được kiểm chứng bằng thực nghiệm đối với công thức chứa nhiều loại chất hoạt động bề mặt. Khả năng phân hủy sinh học hoàn toàn cũng được giả định trong mô hình nhưng chưa chắc chắn. Ngoài ra, nghiên cứu chưa đánh giá độc tính sinh thái và chưa phản ánh đầy đủ lợi ích có thể đạt được khi mở rộng quy mô sản xuất, tích hợp quy trình hoặc thu hồi năng lượng.

Việc so sánh với nước giặt thông thường cũng mang tính ước tính sơ bộ. Mức phát thải 0,36 kg CO₂ tương đương mỗi lần giặt trong nghiên cứu thấp hơn con số 0,52 kg được dẫn từ tài liệu tham chiếu của ngành, do khác biệt về phạm vi và các giả định tính toán.

Một số số liệu trong bài cần được làm rõ thêm. Phần tóm tắt đề cập mức giảm phát thải tới 65% trong kịch bản lạc quan, nhưng phần nội dung chính không xác định rõ kịch bản tương ứng; hai kịch bản gần nhất cho mức giảm 42% và 67%. Bài báo cũng có sự khác biệt về lượng nước sử dụng giữa bảng số liệu và phần mô tả kịch bản tham chiếu, lần lượt là 9,5 lít và 39,5 lít. Tỷ lệ MEL trong công thức nước giặt không được nêu trong phần nội dung chính mà nằm ở phụ lục.

Do đó, kết quả nghiên cứu cho thấy tiềm năng giảm tác động môi trường của nước giặt chứa chất hoạt động bề mặt sinh học, nhưng lợi ích này phụ thuộc vào cách sử dụng và các giả định của mô hình. Cần có thêm dữ liệu thực nghiệm về hiệu quả giặt, công thức sản phẩm và quy trình sản xuất công nghiệp trước khi có thể kết luận về ưu thế môi trường của MEL so với các chất hoạt động bề mặt thông thường.

Nguồn tham khảo:

Gavez, L., Bippus, L., Briem, A., & Albrecht, S. (2026). “Biosurfactant-containing products from an environmental perspective – life cycle assessment of a liquid laundry detergent and a personal care product.” RSC Sustainability. https://doi.org/10.1039/D5SU00168D