Nghiên cứu này được tiến hành nhằm mục đích cung cấp một cách đầy đủ và tổng quan những thông tin về nguồn gốc, sự phát thải, phân bố và những tác động của vi nhựa lên hệ sinh thái và con người, giúp cho các nhà khoa học cùng cơ quan chức năng xác định rõ vấn đề và thử thách cần giải quyết cho bài toán ô nhiễm vi nhựa.
Kỷ yếu Hội nghị: Nghiên cứu “Khoa học Trái đất Môi trường” DOI: 10.15625/vap.2019.000219 VI NHỰA: NHỮNG VẤN ĐỀ VỀ MÔI TRƯỜNG, SINH THÁI VÀ SỨC KHỎE CON NGƯỜI Lê Thị Phương Dung, Võ Thị Mỹ Chi, Nguyễn Văn Tài, Thương Quốc Thịnh, Đào Thanh Sơn Trường ĐH Bách khoa, ĐH Quốc gia Tp Hồ Chí Minh Email: phuongdungbp94@gmail.com, vtmchi91@gmail.com; tai.nv96@gmail.com; 1652576@hcmut.edu.vn; dao.son@hcmut.edu.vn TÓM TẮT Với ưu điểm gọn nhẹ, độ bền cao, dễ sử dụng, nên suốt kỉ qua, sản lượng lượng tiêu dùng nhựa gia tăng nhanh chóng tồn giới Tuy nhiên, hầu hết sản phẩm nhựa sử dụng lần, điều dẫn đến phát thải vi nhựa vào môi trường nhiều số lượng đa dạng chủng loại Ô nhiễm vi nhựa nhận định vấn đề mơi trường nghiêm trọng diện chúng với số lượng lớn nơi (trong mơi trường đất, nước khơng khí) ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường, sinh thái sức khỏe người Chính vậy, nghiên cứu tiến hành nhằm mục đích cung cấp cách đầy đủ tổng quan thông tin nguồn gốc, phát thải, phân bố tác động vi nhựa lên hệ sinh thái người, giúp cho nhà khoa học quan chức xác định rõ vấn đề thử thách cần giải cho tốn nhiễm vi nhựa Từ khóa: Vi nhựa, tác động tiêu cực, môi trường, sinh thái, sức khỏe người NGUỒN GỐC, PHÁT THẢI VÀ PHÂN BỐ VI NHỰA TRONG MƠI TRƯỜNG Nhựa có nguồn gốc từ dầu mỏ, trình sản xuất, thêm vào hợp chất đa phân tử polyetylen, polypropylen, polystyren, polyvinyl chlorua Nhu cầu tiêu thụ nhựa toàn cầu lớn với lượng hàng năm vượt mức 300 triệu (Anderson cộng sự, 2016) Vi nhựa mảnh nhựa có kích thước từ 0,001 - mm Vi nhựa có hai nguồn gốc chính: (i) chúng sản xuất với mục đích cụ thể ứng dụng công nghiệp sinh hoạt (như kem đánh răng, làm bóng móng tay, thuốc nhuộm tóc, sữa tắm) gọi vi nhựa sơ cấp; (ii) vi nhựa hình thành từ việc vỡ vụn mảnh nhựa lớn môi trường gọi vi nhựa thứ cấp (Auta cộng sự, 2017) Vi nhựa tìm thấy trầm tích, tầng nước, khơng khí, hệ tiêu hóa, hơ hấp sinh vật Nhựa chiếm khoảng 80 - 85% tổng chất thải rắn có đại dương diện môi trường nước với nhiều kích cỡ khác (Auta cộng sự, 2017) Trong đó, có khoảng 80% lượng nhựa đại dương có nguồn gốc từ nội địa 18% từ hoạt động nuôi trồng đánh bắt hải sản (Anderson cộng sự, 2016) Bão, lũ, gió mạnh thời tiết cực đoan nhanh chóng mang nhựa từ đất vào thủy vực Trong đó, hầu hết nhà máy xử lý nước thải xử lý toàn vi nhựa nước thải (Anderson cộng sự, 2016) Trên tồn giới, ước tính có khoảng 269 triệu nhựa nằm 5,25 ngàn tỷ mảnh nhựa, 92% dạng vi nhựa (Auta cộng sự, 2017) Mỗi năm, người dân Mỹ thải bỏ 260 vi nhựa polyetylen thông qua sản phẩm chăm sóc sắc đẹp (Auta cộng sự, 2017) Ở Na Uy lượng thải bỏ vi nhựa hàng năm khoảng 8.000 tấn, Đan Mạch, lượng thải bỏ vi nhựa hàng năm lên đến 21.500 bao gồm khoảng 2.000 - 5.600 từ hoạt động sản xuất lốp xe dệt may (Auta cộng sự, 2017) Các nhà máy xử lý nước thải thải lượng lớn vi nhựa, lên đến 65 triệu hạt nhựa hàng ngày vào môi trường (Auta cộng sự, 2017) Waller cộng (2017) ước tính, thập niên, có khoảng 44 - 500 kg hạt vi nhựa từ sản phẩm chăm sóc sắc đẹp vào Nam Đại Dương Việt Nam nước đứng thứ toàn giới, đứng sau Trung Quốc, Indonesia Philippine, phát thải nhựa vào đại dương, (Jambeck cộng sự, 2015) Tuy nhiên, diện 620 Hồ Chí Minh, tháng 11 năm 2019 phân bố nhựa sông ghi nhận từ vài nghiên cứu gần Ở Thành phố Hồ Chí Minh, theo ước tính, bình qn người dân phát thải khoảng 20g nhựa hàng ngày, tức khoảng 7.279 g nhựa năm (Lahens cộng sự, 2018) Nhóm tác giả ghi nhận hàm lượng cao mảnh vụn sợi nhựa (với kích thước 50 - 4850 µm) nước từ sơng Sài Gịn kênh rạch khu vực Thành phố Hồ Chí Minh (> 500 sợi/ L) NHỮNG TÁC ĐỘNG CỦA VI NHỰA LÊN THỦY SINH VẬT Vi nhựa vào hệ sinh vật nhiều đường bị ăn lọc, bị nuốt, bị hút qua đường hô hấp sinh vật lớn ăn sinh vật nhỏ có chứa sẵn vi nhựa Thủy sinh vật động vật phù du, cá chim nước ăn phải chuyển vi nhựa lên bậc dinh dưỡng cao hơn, dẫn đến tích tụ sinh học chuỗi thức ăn Kích thước vi nhựa nhỏ, dễ bị động vật ăn nhiều Vi nhựa tìm thấy nhiều lồi động vật khác san hơ, giun nhiều tơ, động vật phù du, luân trùng, vi giáp xác, nhuyễn thể, cá, hải sâm Sự tiêu thụ vi nhựa gây nên nhiều ảnh hưởng việc bám dính polymer (nhựa) vào bề mặt quan nên làm giảm di chuyển, gây tắc nghẽn đường tiêu hóa; gây triệu chứng viêm, stress suy giảm phát triển (Auta cộng sự, 2017) Mặt khác, nhựa trực tiếp gián tiếp ảnh hưởng lên chất lượng yếu tố hóa lý mơi trường thay đổi cường độ ánh sáng thủy vực đặc điểm trầm lắng (EerkesMedrano cộng sự, 2015) Vi nhựa hấp phụ lên tảo lục (Scenedesmus, Chlorella) làm giảm quang hợp tăng chất oxy hóa thơng qua việc giảm cường độ ánh sáng cản trở chuyển hóa CO2 dinh dưỡng (Anderson cộng sự, 2016) Vi nhựa ảnh hưởng tiêu cực lên sức sống, phát triển, sinh sản kích thước non gây nên dị dạng vi giáp xác Daphnia magna (Anderson cộng sự, 2016) Ảnh hưởng tiêu cực vi nhựa lên phát triển, lọc thức ăn đẻ trứng động vật phù du nước mặn ghi nhận (Anderson cộng sự, 2016; Auta cộng sự, 2017) Vi nhựa có gây tượng tự hoại số tế bào chuyên biệt cầu gai làm giảm dự trữ lipid, tăng phản ứng viêm tress oxy hóa giun Lồi cá vược ăn tích lũy vi nhựa dẫn đến suy giảm phát triển, hạn chế sinh sản thay đổi hành vi lẫn khứu giác, nên tăng rủi ro tổn thương trước kẻ thù chúng SỰ HIỆN DIỆN CỦA VI NHỰA TRONG THỰC PHẨM VÀ RỦI RO SỨC KHỎE DO PHỤ GIA CỦA NHỰA ĐỐI VỚI CON NGƯỜI Tương tự loài thủy sinh vật khác, động vật sử dụng nguồn thực phẩm cho người cá lớn ăn tích tụ nhiều nhựa đường tiêu hóa, đặc biệt vào mùa xuân gây rủi ro đến sức khỏe (Beer cộng sự, 2018) Loài cá Melanotaenia fluviatilis ăn hạt vi nhựa tích tụ nhiều polybrominated diphenyl ethers (PBDEs) thịt chúng (115 pg/g khối lượng khơ) Ngồi ra, lồi cá vược Perca fluviatilis chứng minh ăn tích lũy vi nhựa dẫn đến suy giảm phát triển, hạn chế sinh sản thay đổi hành vi lẫn khứu giác, nên tăng rủi ro tổn thương trước kẻ thù chúng (Auta cộng 2017) Pittura cộng (2018) khơng tìm thấy diện vi nhựa mang quan tiêu hóa vẹm mà cịn ghi nhận ảnh hưởng tiêu cực hợp chất bám nhựa (benzo(a)pyren) lên giải mã gen kháng oxy hóa kháng stress sinh vật Vi nhựa có chứa polylactic acid làm tăng tốc độ hô hấp hàu (Auta cộng sự, 2017) Nhựa chứa lượng lớn chất phụ gia phthalates bisphenol A có đặc điểm làm rối loạn nội tiết động vật có xương sống khơng xương sống, nồng độ thấp (từ ng/L - µg/L; Anderson cộng sự, 2016) Những chất ô nhiễm khác tiết từ nhựa (như nonylphenol, triclosan, phenanthrene PBDE-47) gây phản ứng viêm, giảm sức sống thay đổi hành vi sinh vật (Anderson cộng sự, 2016) Ngược lại, vi nhựa có bề mặt rộng kỵ nước, làm cho chúng tích tụ chất nhiễm hữu bề mặt polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), polybrominated diphenylethers (PBDEs), polychlorinated biphenyls (PCBs) dichlorodiphenyltrichloroethane (DDT) dẫn đến ảnh hưởng xấu lên sinh vật tiêu thụ ăn phải mảnh vi nhựa (Anderson cộng sự, 2016) Thêm vào đó, hạt nhựa mơi trường 621 Kỷ yếu Hội nghị: Nghiên cứu “Khoa học Trái đất Mơi trường” nước kèm theo kim loại Cd, Cu, Ni, Pb, Zn, Co (Anderson cộng sự, 2016) làm gia tăng nồng độ kim loại phơi nhiễm với động vật ăn phải hạt vi nhựa Những mảnh vụn nhựa làm tăng nồng độ chất nguy hại lên hàng triệu lần so với môi trường xung quanh Chất ô nhiễm hữu bám vào bề mặt vi nhựa gây nên ảnh hưởng xấu sinh vật tiêu thụ chuyển lên sinh vật săn mồi cao chuỗi thức ăn, bao gồm người, nhiên hiểu biết điều hạn chế (Anderson cộng sự, 2016) Vì vậy, vi nhựa gây bệnh xấu ung thư, tổn thương hoạt động sinh sản, suy giảm miễn dịch gây dị dạng cho động vật người (Auta cộng sự, 2017) PHẦN KẾT CHO VẤN ĐỀ VÀ THỬ THÁCH Có nhiều nghiên cứu nhựa độc tính chúng biển nước (Eerkes-Medrano cộng sự, 2015) Tương tự vậy, nhà khoa học sử dụng sinh vật biển thường xuyên sinh vật nước thử nghiệm độc học với nhựa (Chae & An, 2017) Vi nhựa khơng thể khó làm diện lúc nơi thủy vực giới Sự diện, nguồn gốc, phát tán ảnh hưởng vi nhựa chưa hoàn toàn xác định kỹ lưỡng hiểu biết đầy đủ nước đại dương (Anderson cộng sự, 2016) Tốc độ phân hủy vỡ vụn nhựa chưa hiểu biết đầy đủ điều làm tăng quan ngại sức khỏe môi trường, sinh thái người Những biện pháp ngăn ngừa quản lý vi nhựa thật điều thử thách vi nhựa nhỏ khó nhìn thấy điều làm cho phương pháp/hướng dẫn làm chúng trở nên khó khăn (Auta cộng sự, 2017) Mặc dù độc tính hạt vi nhựa số thủy sinh vật thử nghiệm báo cáo, tác động tiêu cực nhựa phụ gia nhựa thủy sinh vật khiêm tốn rời rạc (Chae & An, 2017) Ngoài ra, đáp ứng với vi nhựa chất phụ gia nhựa thủy sinh vật nói chung động vật phù du nhiệt đới nói riêng phơi nhiễm mãn tính chưa hiểu biết đầy đủ (Eerkes-Medrano cộng sự, 2015) Nhiều nước châu Âu (Hà Lan, Áo, Bỉ, Thụy Điển) Bắc Mỹ (Canada, Hoa Kỳ) ban hành lệnh cấm đưa vi nhựa vào sản phẩm chăm sóc sắc đẹp Tuy nhiên, diện vi nhựa nước vừa quan tâm gần đây, khởi đầu sách an tồn liên quan chưa nhiều trường hợp biển, đại dương Mặc dù có nhiều hồ sơng, mảnh vi nhựa chưa đưa vào quy định an toàn dù phát thải rác nhựa cấm, nhiều người chưa cảnh báo lệnh cấm phát thải nhựa vào đại dương Nhựa phân hủy nhiều chế/ yếu tố khác sinh học, quang (ánh sáng), nhiệt, học, chất oxy hóa, thủy phân (Anderson cộng sự, 2016) Sự phân hủy nhựa có bắt đầu với q trình quang oxy hóa tia cực tím sau oxy hóa nhiệt Sản phẩm sau phân hủy có kích thước micro nano (Anderson cộng sự, 2016) Những mảnh nhỏ tiếp tục phân hủy (ví dụ sinh học) carbon cấu trúc chuyển thành CO2 gắn kết vào sinh khối (Anderson cộng sự, 2016) Tuy nhiên, phân hủy tia tử ngoại nhựa trôi nước bị ngăn trở nhiệt độ thấp hàm lượng oxy, nên phân hủy nhựa có kích thước lớn thành vi nhựa diễn bờ (cạn) nhanh chóng nước (Anderson cộng sự, 2016) Trái lại, nhiều loại nhựa có khả chịu/ kháng tốt với phân hủy vi sinh vật (Auta cộng sự, 2017) Thời gian cần cho phân hủy hồn tồn nhựa, ước tính lên đến hàng trăm, chí hàng ngàn năm (Anderson cộng sự, 2016) Như vậy, vi nhựa xem bền vững môi trường nước phân hủy nhựa phát thải phụ gia từ nhựa thường xảy bờ nước (Anderson cộng sự, 2016) Vì vậy, để giải vấn đề nhiễm vi nhựa cần có nỗ lực kết hợp nhà khoa học, quan quản lý với việc nâng cao ý thức người dân việc hạn chế sử dụng sản phẩm từ nhựa (đặc biệt sản phẩm nhựa dùng lần) Lời cảm ơn Nghiên cứu tài trợ Quỹ Phát triển khoa học công nghệ Quốc gia (NAFOSTED) đề tài mã số 106.99-2019.39 622 Hồ Chí Minh, tháng 11 năm 2019 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Anderson, J.C., Park, B.J., Palace, V.P., (2016) Microplastics in aquatic environments: implications for Canadian ecosystems Environmental Pollution, 218, 269-280 [2] Auta, H.S., Emenike, C.U., Fauziah, S.H., (2017) Distribution and importance of microplastics in the marine environment a review of the sources, fate, effects and potential solutions Environmental International, 102, 165-176 [3] Beer, S., Garm, A., Huwer, B., Dierking, J., Nielsen, T.G., (2018) No increase in marine microplastic concentration over the last three decades - a case study from the Baltic Sea Science of the Total Environment, 621, 1272-1279 [4] Eerkes-Medrano, D., Thompson, R.C., Aldridge, D.C., (2015) Microplastics in freshwater systems: a review of the emerging threats, identification of knowledge gaps and priorisation of research needs Water Research, 75, 63-82 [5] Jambeck, J.R., Geyer, R., Wilcox, C., Siegler, T.R., Perryman, M., Andrady, A., Narayan, R., Law, K.L., 2015 Plastic waste inputs from land into the ocean Science, 347, 768-771 [6] Lahens, L., Strady, E., Kieu-Le, T.C., Dris, R., Boukerma, K., Rinnert, E., Gasperi, J., Tassin, B., (2018) Macroplastic and microplastic contamination assessment of a tropical river (Saigon River, Vietnam) transversed by a developing megacity Environmental Pollution, 236, 661-671 [7] Pittura, L., Avio, C.G., Giuliani, M.E., d’Errico, G., Keiter, S.H., Cormier, B., Gorbi, S., Regoli, F., (2018) Microplastics as vehicles of environmental PAHs to marine organisms: combined chemical and physical hazards to the Mediterranean mussels, Mytilus galloprovincialis Frontiers in Marine Science, 5, 103 [8] Waller, C.L., Griffiths, H J., Waluda, C.M., Thorpe, S.E., Loaiza, I., Moreno, B., Pacherres, C.O., Hughes, K.A., (2017) Microplastics in the Antartic marine sustem: An emerging area of research Science of the Total Environment, 598, 220-227 MICROPLASTICS: PROBLEMS OF ENVIRONMENT, ECOLOGY AND HUMAN HEALTH Le Thi Phuong Dung1, Vo Thi My Chi2, Nguyen Van Tai3, Thuong Quoc Thinh4, Dao Thanh Son5 Hochiminh city University of Technology, VNU-HCM, phuongdungbp94@gmail.com; vtmchi91@gmail.com; tai.nv96@gmail.com; 1652576@hcmut.edu.vn; dao.son@hcmut.edu.vn ABSTRACT Due to numerous advantages such as portability, stability and usability, during the last century, there has been a sharp growth in the production and consumption of plastics worldwide On the other hand, most plastics are utilized once resulting in the emission has increased in both the quality and the categories Recently, plastic pollution has been considered as one of the most serious environmental issues because of their wide distribution (e.g in sediment, water bodies and atmosphere) and their negative impact on the environment, ecology and human health Therefore, this review was implemented in order to generally provide the useful information on original emission, distribution and impacts of microplastics on ecosytems and human beings, that can help not only the scientists but also the authorities understand fully on the problems and challenges which need to be solved Keywords: Microplastics, negative impact, environment, ecology, human health 623 ... sợi/ L) NHỮNG TÁC ĐỘNG CỦA VI NHỰA LÊN THỦY SINH VẬT Vi nhựa vào hệ sinh vật nhiều đường bị ăn lọc, bị nuốt, bị hút qua đường hô hấp sinh vật lớn ăn sinh vật nhỏ có chứa sẵn vi nhựa Thủy sinh vật... chưa hiểu biết đầy đủ điều làm tăng quan ngại sức khỏe môi trường, sinh thái người Những biện pháp ngăn ngừa quản lý vi nhựa thật điều thử thách vi nhựa nhỏ khó nhìn thấy điều làm cho phương... hành vi lẫn khứu giác, nên tăng rủi ro tổn thương trước kẻ thù chúng SỰ HIỆN DIỆN CỦA VI NHỰA TRONG THỰC PHẨM VÀ RỦI RO SỨC KHỎE DO PHỤ GIA CỦA NHỰA ĐỐI VỚI CON NGƯỜI Tương tự loài thủy sinh