Việc tìm nguyên nhân cá chết được Chính phủ giao cho Bộ Khoa học và Công nghệ (KH&CN) chủ trì. Hội đồng chuyên gia KH&CN cấp quốc gia cũng được thành lập do GS.VS  Châu Văn Minh, Chủ tịch Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam làm chủ tịch.

Bộ KH&CN cho biết gần 100 chuyên gia từ hơn 30 viện nghiên cứu, trường đại học trong nước ở nhiều lĩnh vực như nuôi trồng thủy sản, địa chất, hóa học, công nghệ vũ trụ vào cuộc tìm nguyên nhân cá chết.

 Phần nhiều trong số đó là các chuyên gia hàng đầu trên nhiều lĩnh vực của Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam.

TS Vũ Đức Lợi, Phó Viện trưởng Viện Hóa học, Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam, Phó chủ tịch Hội đồng khoa học tìm nguyên nhân cá chết kể ban đầu, quy mô và tính chất của hiện tượng hải sản chết chưa thể hiện dấu hiệu đầy đủ của một sự cố thảm họa môi trường trên diện rộng.

Hàng loạt các giả thiết được đặt ra như sự cố tràn dầu, động đất, dịch bệnh, thủy triều đỏ.

Ban đầu nhiều nhà khoa học cũng nhận định vệt nước đỏ xuất hiện tại bờ biển xã Nhân Trạch (Quảng Bình) ngày 4-5 có thể là thủy triều đỏ hoặc phù sa đỏ. 

Thế nhưng, dựa vào các kết quả phân tích ảnh vệ tinh thời gian từ ngày 6-4 đến 24-4, các nhà khoa học không phát hiện các vụ tràn dầu lớn. Kết quả phân tích số liệu về động đất cũng cho thấy không có tai biến địa chất bất thường. Giả thiết về dịch bệnh cũng được loại bỏ.

Trong họp báo ngày 27-4, Bộ Tài nguyên và Môi trường đưa ra hai nhóm nguyên nhân là thủy triều đỏ và độc tố. Với giả thiết thủy triều đỏ, kết quả phân tích mẫu vật thu được ở Hà Tĩnh, Thừa Thiên Huế ghi nhận một số thời điểm bùng phát cục bộ về số lượng vi tảo xảy ra đồng thời với hiện tượng hải sản chết hàng loạt.

Tuy nhiên, các giải đoán ảnh viễn thám cùng kết quả nghiên cứu cho thấy, không phát hiện dấu hiệu tảo nở hoa trên diện rộng.

TS Lợi cho hay lúc ấy chỉ còn giả thiết là độc tố. Thế nhưng kết quả phân tích các mẫu nước biển và trầm tích thu được ở 4 tỉnh miền Trung từ ngày 19-4 đến ngày 29-4 lại cho thấy các thông số nằm trong giới hạn cho phép, chỉ một số mẫu trầm tích có hàm lượng sắt tổng số trong có xu hướng cao hơn các năm trước đây.

Một số mẫu trầm tích có phenol với hàm lượng từ 0,2 đến 3,8 mg/kg nhưng cũng không nói lên được nhiều.

Khi quá trình tìm nguyên nhân cá chết có vẻ bế tắc thì chính vệt nước màu đỏ ở Quảng Bình đã tố cáo thủ phạm gây ra hiện tượng cá chết.

Các nhà khoa học thử nghiệm và phân tích các mẫu nước dị thường thu được từ vệt nước màu đỏ gạch xuất hiện ở Quảng Bình ngày 4-5, vệt nước màu đen sẫm xuất hiện ở Hà Tĩnh ngày 6-5 và vệt nước màu đỏ sẫm xuất hiện tại khu vực cảng Sơn Dương, Hà Tĩnh ngày 12-5.

Kết quả cho thấy tỷ lệ cá chết từ 80-100% trong thời gian từ 3-30 phút. Phân tích mẫu nước cho kết quả hàm lượng sắt trong cặn lơ lửng cao (~23-24%, tính theo hydroxit sắt là 47-49%), và có chứa phenol.

Các nhà khoa học nhận định màu nước ở các vệt nước bất thường này không phải là màu của tảo nở hoa hay màu của phù sa tự nhiên mà là dạng keo sắt hấp phụ các độc tố như phenol, xyanua, là sản phẩm do hoạt động xả thải của con người gây ra.

Phân tích màng dịch nhày bao bọc thân cá trên rạn san hô thu được ở Thừa Thiên Huế ngày 24-4 cũng thu được hàm lượng sắt cao và có chứa phenol.

Cùng thời điểm đó, kết quả phân tích độc tố (phenol, xyanua) tại Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, Bộ Y tế và Đại học Sydney, Úc chỉ ra cho biết có nhiều mẫu cá chứa hàm lượng độc tố cao.

Các nhà khoa học nhận định, phải có một nguồn phát tán có hàm lượng phenol, xyanua đủ cao để gây chết cá. Kết luận các dữ liệu khoa học có được, các nhà khoa học đã đưa ra được nguyên nhân cá chết một cách thuyết phục, được các nhà khoa học quốc tế đánh giá cao.

Nguyên nhân cá chết được các nhà khoa học luận giải: bản thân phenol và  xyanua dạng tự do tan tốt và sẽ bị nước biển pha loãng nhanh, khó có thể gây hiện tượng cá chết tức thời trên diện rộng. Tuy nhiên, phenol, xyanua đã kết hợp phức sắt ở dạng keo (Mixel) xả ra môi trường biển.

Phức sắt dạng keo sẽ hấp phụ phenol, xyanua và các độc chất khác. Các độc chất này được làm giàu tới hàm lượng có thể gây độc cấp tính để hình thành cái gọi là “ổ độc di động”.

Trên đường đi theo chiều của dòng hải lưu từ Hà Tĩnh tới Thừa Thiên Huế, “ổ độc di động” sẽ làm chết cá do lớp màng nhầy của keo sắt làm tắc mang hoặc do tác động gây độc cấp tính của phenol, xyanua.

Ngoài ra, cá chết có thể do thiếu hụt ô-xy bởi sự chuyển hoá từ dạng sắt hoá trị 2 lên sắt hoá trị 3.

Trong quá trình di chuyển, phenol và xyanua sẽ được giải phóng dần và dạng keo này có thể bị lắng xuống đáy. Khi bị tác động của thuỷ triều và sóng, tại một số địa điểm, dạng keo này bị đẩy lên mặt nước tạo thành các vệt màu bất thường.

Đó chính là vệt màu đỏ xuất đỏ dài 1,5km, rộng 10m ở xã Nhân Trạch, huyện Bố Trạch, Quảng Bình và vệt nước màu đỏ sẫm xuất hiện tại khu vực cảng Sơn Dương, Hà Tĩnh ngày 12/5/2016.

Vậy phenol và xyanua cũng như phức hợp sắt dạng keo xuất phát từ đâu?

Các nhà khoa học nhận định, Xyanua xuất hiện trong cá có thể do hoạt động đánh cá hoặc chất thải của nước thải luyện cốc nhưng Phenol chỉ xuất hiện trong nước thải của quá trình luyện cốc của nhà máy gang thép còn phức hợp sắt dạng keo chính là kết quả của chính súc rửa đường ống của công ty Fomosa.

Nhờ đó đã xác định được thủ phạm làm cá chết hàng loạt ở miền trung.