Thúc đẩy những nghiên cứu chuyên sâu về ô nhiễm vi nhựa

Phát hiện vi nhựa có trong cơ thể con người

Thống kê của các nhà khoa học cho thấy, Trái Đất đang gánh chịu 8.300 triệu tấn rác nhựa, trong đó chỉ 9% tái sử dụng, 12% xử lý (đốt), còn 79% trong bãi rác và trôi nổi trong môi trường. Dự báo đến năm 2050, khoảng 12,000 triệu tấn rác nhựa sẽ được chôn lấp hoặc đưa vào môi trường tự nhiên.

Theo Chương trình Môi trường Liên hợp quốc (UNEP), các quốc gia có rác thải nhựa không được xử lý, đổ ra môi trường nước lớn nhất, lần lượt là: Trung Quốc chiếm 8,8 triệu tấn/năm; Indonesia chiếm 3,2 triệu tấn/ năm; Philippines chiếm 1,9 triệu tấn/ năm… Có hơn 1,8 triệu tấn tác thải nhựa được thải ra, chỉ 27% trong số đó được tái chế, Việt Nam đứng thứ 4 trong thống kê của UNEP. Thực trạng này đang đặt ra cho các nhà khoa học những vấn đề nghiên cứu về công nghệ xử lý chất thải nhựa, cũng như những nghiên cứu cơ bản về vi nhựa.

Theo tác giả bài báo khoa học “Microplastics in the marine environment” (Vi nhựa trong môi trường biển: https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2011.05.030), những báo cáo đầu tiên về rác thải nhựa trong đại dương vào đầu những năm 1970. Trong những thập kỷ tiếp theo, cộng đồng khoa học đã tích cực thúc đẩy hướng nghiên cứu chuyên sâu về vi nhựa.

Nguồn gốc sản sinh ra vi nhựa là từ các hoạt động công nghiệp, các sản phẩm tiêu dùng hàng ngày và từ các hoạt động xử lý chất thải. Có thể xem, vi nhựa là sự tập kết của rác thải nhựa, ở cấp độ kích thước siêu nhỏ, chỉ vài micromet hoặc thậm chí nanomet. Trong môi trường biển, phần lớn vi nhựa đều có tỷ trọng nổi cao nên thường phát tán trên bề mặt nước với diện rộng. Một số loại vi nhựa lắng xuống bề mặt đáy biển, mật độ ngày càng gia tăng, là môi trường cho các sinh vật trú ngụ. Vi nhựa xuất hiện khắp nơi, kể cả đỉnh Everest, Nam Cực hay rãnh Mariana - rãnh đại dương sâu nhất trên Trái Đất.

Trong bài báo khoa học “Discovery and quantification of plastic particle pollution in human blood” (Phát hiện và định lượng ô nhiễm hạt nhựa trong máu người: https://doi.org/10.1016/j.envint.2022.107199), nhóm nghiên cứu đã lấy máu của 22 tình nguyện viên khỏe mạnh, sử dụng kỹ thuật nhiệt phân hai lần kết hợp sắc ký khí/khối phổ và áp dụng để đo các hạt nhựa có kích thước ≥700 nm trong máu. Lần đầu tiên, bốn loại polyme có sản lượng sản xuất cao trong công nghiệp nhựa đã được xác định và định lượng trong máu người, gồm: Polyethylene terephthalate (PET), polyethylene (PE) và các polyme của styren (gồm polystyren, polystyren giãn nở, acrylonitrile butadiene styrene, v.v.) là những loại phổ biến nhất, kế đến là methyl methacrylate (PMMA). Polypropylene (PP) cũng được phân tích nhưng giá trị thu được nằm dưới ngưỡng định lượng. Trong nghiên cứu với số lượng người tham gia nhỏ này, tổng nồng độ trung bình có thể định lượng của hạt vi nhựa trong máu là 1,6 µg/ml, đánh dấu lần đầu tiên đo lường khối lượng polyme trong máu người. Nghiên cứu tiên phong về giám sát sinh học con người đã chứng minh rằng các hạt nhựa có thể được hấp thụ và lưu thông trong máu người.

Vi nhựa đi vào cơ thể chúng ta bằng cách nào? Số lượng hạt vi nhựa trong không khí trung bình được phát hiện trong một mét vuông là 4.885 hạt/ngày. Nước đóng chai là một trong những nguồn hấp thụ hạt nhựa cao nhất, trung bình chứa khoảng 100 hạt/ lít. Vi nhựa được tìm thấy phổ biến trong các thực phẩm như: thịt, tôm, hàu, đường, gạo thương mại, muối biển, sữa mẹ, sữa hộp, mật ong thương mại, bia... Thông qua việc ăn uống và hít thở, con người có thể tiêu thụ lên tới 5 gram vi nhựa/tuần, tương đương với trọng lượng nhựa làm ra 1 thẻ ATM.

Thúc đẩy những nghiên cứu chuyên sâu về ô nhiễm vi nhựa

Con số đáng báo động về rác thải nhựa tại Việt Nam đang là một chỉ dấu nghiên cứu cho các nhà khoa học ở lĩnh vực môi trường. Hơn nữa, địa hình tự nhiên với hơn 2000 con sông dài hơn 10 km, phân bố từ Bắc tới Nam và 112 cửa sông, bờ biển dài hơn 3.260 km tạo nên mạng lưới thủy văn dày đặc, vô hình trung cũng là con đường vận chuyển vi nhựa từ đất liền ra đại dương.

Từ năm 2018, các nhà khoa học Việt Nam đã phối hợp với các chuyên gia Pháp, dẫn đầu là TS. Emilie Strady (Viện Nghiên cứu phát triển Pháp), thông qua một dự án quốc tế, đã tiến hành đánh giá cơ bản về nồng độ vi nhựa trong môi trường biển và nước ngọt của một quốc gia đang phát triển ở Đông Nam Á, trong đó có Việt Nam.

Một phương pháp thích ứng đã được phát triển để các nhà nghiên cứu trong nước áp dụng để triển khai giám sát vi nhựa trong trầm tích và nước bề mặt tại 21 điểm lấy mẫu (sông, hồ, vịnh, bãi biển) thuộc 8 tỉnh/thành phố, trải dài từ miền Bắc đến miền Nam. Nồng độ vi nhựa trong nước bề mặt dao động từ 0,35 đến 2522 hạt/m³, với nồng độ thấp nhất được ghi nhận ở các vịnh và cao nhất ở các con sông. Cứ 1 mét khối nước sông Tô Lịch có chứa tới 2.522 hạt vi nhựa (cao nhất trong số các con sông được khảo sát ở cả 3 miền). Từ sông Tô Lịch đến sông Nhuệ, nồng độ vi nhựa giảm xuống còn 93,7 hạt trong một mét khối nước. Ở dòng chính của hệ thống sông Đồng Nai là 3,9 hạt/m3, sông Hàn là 2,7 hạt/m3 và sông Hồng là 2,3 hạt/m3 . Tại các cửa biển, cửa sông và vịnh mà nhóm nghiên cứu do TS. Emilie Strady khảo sát, nồng độ cũng dao động từ 0,4 hạt/m3 ở vịnh Cửa Lục (Quảng Ninh) đến 28,4 hạt/m3 ở cửa sông Dinh (Ninh Thuận). Trong hầu hết các môi trường, sợi vi nhựa chiếm ưu thế so với các mảnh vụn nhựa (từ 47% đến 97%).

Tại Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam (Viện Hàn lâm), các nhà khoa học đã tập trung nghiên cứu về ô nhiễm vi nhựa và đã có những công bố khoa học xuất sắc. Công trình “Microplastics in sediments from urban and suburban rivers: Influence of sediment properties” do PGS. TS. Dương Thị Thuỷ và các cộng sự, Viện Khoa học công nghệ Năng lượng và Môi trường, đăng trên tạp chí Science of the Total Environment - tạp chí đa ngành quốc tế chuyên xuất bản các nghiên cứu mới về môi trường, nằm trong danh mục tạp chí ISI có uy tín, xếp hạng Q1. Nghiên cứu này điều tra sự xuất hiện và phân bố của vi nhựa trong trầm tích ven sông được thu thập tại 12 địa điểm đại diện cho các con sông có dân cư và đô thị hóa khác nhau (sông Tô Lịch, Nhuệ và Đáy) ở Đồng bằng sông Hồng (Việt Nam, trong mùa khô và mùa mưa. Nồng độ vi nhựa dao động từ 1600 cá thể kg-1 dw đến 94.300 cá thể kg-1dw. Hình dạng sợi chiếm ưu thế và vi nhựa được làm chủ yếu tố bằng polypropylen (PP) và polyetylen (PE). Công trình đã được lựa chọn là công trình công bố xuất sắc của Viện Hàn lâm năm 2023.

Năm 2024, bài báo “Evaluation of microplastic bioaccumulation capacity of mussel (Perna viridis) and surrounding environment in the North coast of Vietnam”, của nhóm tác giả: PGS. TS. Đỗ Văn Mạnh, GS. TS. Trịnh Văn Tuyên, NCS. Lê Xuân Thanh Thảo, Th.S. Nguyễn Duy Thành, đăng trên tạp chí Marine Pollution Bulletin, thuộc danh mục SCIE, xếp hạng Q1, đã được đánh giá là công trình xuất sắc của Viện Hàn lâm. Nghiên cứu này đã thành công trong việc điều tra sự ô nhiễm vi nhựa ở vẹm xanh (Perna viridis) và môi trường ven biển xung quanh (nước biển và trầm tích) tại vùng ven biển phía Bắc Việt Nam. Hàm lượng trung bình của vi nhựa trong vẹm, nước biển bề mặt và trầm tích bãi biển lần lượt là 3,67±1,20 vi nhựa/g trọng lượng ướt (ww) và 25,05±5,36 vi nhựa/cá thể; 88,00±30,88 vi nhựa/l và 4800±1776 vi nhựa/kg trọng lượng khô (dw). Các mảnh vi nhựa chiếm tỷ lệ từ 69,86% đến 82,41% và là hình dạng chính. Ngoài ra, sự phân bố kích thước của vi nhựa chủ yếu nằm trong khoảng 1–150 μm. Polyethylene terephthalate (PET) là thành phần polymer chiếm ưu thế trong tất cả các mẫu nghiên cứu. Kết quả đánh giá rủi ro (cấp II ~ III) dựa trên thành phần hóa học cho thấy mức cảnh báo tại một số địa điểm. Kết quả của nghiên cứu này có thể là cơ sở và tài liệu tham khảo cho các nghiên cứu tiếp theo về ô nhiễm nhựa, đặc biệt là các nghiên cứu về ô nhiễm nhựa trong sinh vật và tác động của chúng đến sức khỏe con người ở Việt Nam.

Sơ đồ các vị trí lấy mẫu nghiên cứu

Nồng độ vi nhựa trong mẫu nước và trầm tích

Chỉ số rủi ro polyme vi nhựa trong mẫu vẹm xanh và môi trường sống

Theo PGS. TS. Mai Hương, Trường Đại học Khoa học và Công nghệ Hà Nội, khi chọn nghiên cứu về vi nhựa, thách thức đầu tiên là việc lấy mẫu tại hiện trường để nghiên cứu. Việc lập kế hoạch để lấy được mẫu để phục vụ mục tiêu nghiên cứu luôn đòi hỏi nhà khoa học phải bám sát và linh hoạt tại hiện trường sông, hồ, kênh rạch... “Có những địa điểm lấy mẫu ngoài khơi, khi sóng lớn không thể lấy được mẫu, chúng tôi lại phải quay vào bờ và đợi đến khi sóng lặng hơn thì mới triển khai việc lấy mẫu được hoặc đôi khi phải thay đổi địa điểm thu mẫu. Trong lĩnh vực nghiên cứu vi nhựa, khi thu mẫu trên hiện trường, nam giới có nhiều ưu thế hơn về sức khỏe và kĩ năng”, bà Mai Hương kể lại.

Với PGS. TS. Mai Hương, cơ duyên được làm việc với các chuyên gia Pháp, các nhà khoa học từ các trường đại học, viện nghiên cứu của Việt Nam trong một dự án nghiên cứu về vi nhựa tại Việt Nam và các quốc gia Đông Nam Á, đã mở ra nhiều mảng nghiên cứu chuyên sâu về vi nhựa. Nhóm nghiên cứu đã có một công bố khoa học trên tạp chí Marine Pollution Bulletin, đến nay đã có 157  trích dẫn. Điều này chứng tỏ, giới nghiên cứu quốc tế đang rất quan tâm đến xu hướng nghiên cứu vi nhựa tại Việt Nam. PGS. TS. Mai Hương cùng nhóm nghiên cứu cũng đã hoàn thành nghiên cứu vi nhựa ở các hồ tại Hà Nội và ảnh hưởng của nó đến hệ sinh vật macrofauna đáy hồ. Nghiên cứu cũng đã chứng minh các hồ nội thành Hà Nội hiện nay có hàm lượng vi nhựa tương đối cao so với các hồ nội thành khác trên thế giới. Và những địa điểm có hàm lượng vi nhựa cao thì sự đa dạng và mật độ của động vật đáy hồ macrofauna cũng biến động theo. Kết quả của nghiên cứu này cũng đã được công bố ở các tạp chí quốc tế và quốc gia uy tín.

Vi nhựa đang trở thành một mối đe dọa lớn đối với môi trường và sức khỏe con người. Các hạt vi nhựa không chỉ tồn tại lâu dài trong môi trường, gây ô nhiễm đất, nước và không khí, mà còn tích lũy trong chuỗi thức ăn, ảnh hưởng đến hệ sinh thái và sức khỏe động thực vật, đặc biệt là sinh vật biển.

Theo các nhà khoa học, độc tính của vi nhựa chủ yếu đến từ hai yếu tố: tác động cơ học và hóa học. Vi nhựa có thể gây tổn thương cơ học cho sinh vật biển, làm tắc nghẽn hệ tiêu hóa. Đồng thời, vi nhựa ngoài các chất phụ gia có trong thành phần nhựa để đem lại các đặc tính mong muốn như chất hoá dẻo, chất chống cháy, chất chống oxy hoá, … thì vi nhựa còn có khả năng hấp phụ các chất độc hại từ môi trường như kim loại nặng và các chất ô nhiễm hữu cơ, cũng như mầm bệnh, có thể giải phóng vào cơ thể sinh vật khi ăn phải. Những chất này có thể gây nhiễm độc, rối loạn nội tiết và tích lũy trong chuỗi thức ăn, ảnh hưởng lâu dài đến sức khỏe con người.

Một trong những thách thức trong nghiên cứu ô nhiễm vi nhựa tại Việt Nam là sự thiếu hụt dữ liệu định lượng. Hiện nay, nhiều công trình trong nước mới dừng lại ở mức độ định tính – tức là xác định sự có mặt của vi nhựa trong môi trường mà chưa thể đưa ra con số cụ thể về hàm lượng. Điều này khiến việc đánh giá mức độ ảnh hưởng của vi nhựa đến sức khỏe con người và hệ sinh thái trở nên khó khăn hơn.

Bên cạnh đó, cần mở rộng phạm vi khảo sát trong các dự án, đề tài nghiên cứu, thay vì chỉ tập trung vào một khu vực hoặc một nhóm mẫu vật. Giới chuyên gia nhận định, để nâng cao giá trị nghiên cứu, cần có những khảo sát trên phạm vi rộng hơn, từ đất liền ra đại dương, với các đối tượng liên kết như nước, trầm tích và sinh vật.

Hơn nữa, việc hợp tác với các tổ chức quốc tế là rất quan trọng để nâng cao khả năng nghiên cứu, tiếp tục đào sâu nghiên cứu về ô nhiễm vi nhựa trong các hệ sinh thái biển ở Việt Nam, đặc biệt là những khu vực nhạy cảm như rạn san hô, vùng cửa sông và khu bảo tồn thiên nhiên.

PGS. TS. Đỗ Văn Mạnh - Viện trưởng Viện Khoa học công nghệ Năng lượng và Môi trường, VAST, nhận định: “Vi nhựa là đối tượng ô nhiễm mới nổi, để loại bỏ chúng trong môi trường hay sinh vật đều rất khó. Các công nghệ hiện nay mới chỉ giải quyết được phần nào, vẫn cần nhiều nghiên cứu để chuẩn hóa cho từng đối tượng môi trường. Tuy nhiên, tôi cho rằng giải pháp phù hợp nhất hiện nay là hạn chế sự phát tán của loại hình chất thải này ra môi trường sẽ là hướng đi hiệu quả”.

Trong bài báo “The future of plastic” (Tương lai của nhựa), xuất bản trên tạp chí Nature Communication vào năm 2018, đã có một kết luận: “Tính bền - một trong những ưu điểm lớn nhất của nhựa - giờ đây lại trở thành lời nguyền: chính độ bền đó khiến nhựa tồn tại trong môi trường hàng trăm năm”. Điều này có nghĩa, chúng ta đang đối mặt với vấn đề ô nhiễm vi nhựa một cách dai dẳng, và các nhà khoa học đang nỗ lực nghiên cứu sâu rộng với mong muốn lập được bản đồ ô nhiễm vi nhựa và chất thải nhựa tại Việt Nam.

Nguồn: Bài báo “Evaluation of microplastic bioaccumulation capacity of mussel (Perna viridis) and surrounding environment in the North coast of Vietnam”

Cung cấp tin: Trần Thị Kiều Anh - Trung tâm  Dữ liệu và Thông tin khoa học
Xử lý tin: Thanh Hà