3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
1.1.3. Tác động của ô nhiễm vi nhựa
Sự hiện diện của vi nhựa trong đại dƣơng đã đƣợc phát hiện vào đầu những năm 1970, nhƣng mãi đến năm 2004, các nhà khoa học mới tiến hành nghiên cứu chuyên sâu về sự phân bố và tác động của vi nhựa. Ô nhiễm vi nhựa đƣợc gây ra chủ yếu do sự phân hủy rác thải nhựa và tình trạng này đang diễn ra trên toàn cầu. Các nhà nghiên cứu tìm thấy vi nhựa ở mọi nơi: trong không khí, đất, sông hồ và kể cả những vùng biển sâu nhất trên thế giới. Các hạt vi nhựa cũng đƣợc tìm thấy trong nƣớc máy, nƣớc đóng chai, hải sản và bia. Đặc biệt, chúng đƣợc tìm thấy trong các mẫu phân ngƣời lần đầu vào tháng 10 năm 2018, bằng chứng cho thấy con ngƣời đã ăn phải vi nhựa. Nghiên cứu này đƣợc đăng tải trên tạp chí Journal of Environmental Science and Technology (Mỹ), lấy dữ liệu từ 26 nghiên cứu trƣớc đó đã đo lƣợng hạt vi nhựa trong cá, động vật có vỏ, đƣờng, muối, bia và nƣớc, cũng nhƣ không khí trong các thành phố lớn [97].
Gần 700 loài thủy sinh trên thế giới đã bị ảnh hƣởng bất lợi do sự ra đời của vi nhựa, bao gồm rùa biển, chim cánh cụt và các loài giáp xác khác [40]. Vi nhựa có thể tác động bất lợi đến các sinh vật khác nhau, vậy nên nguy cơ con ngƣời bị ảnh hƣởng bởi vi nhựa là không thể bỏ qua. Vì con ngƣời là đối tƣợng tiêu dùng cuối cùng của thực phẩm biển [72] vốn bị ảnh hƣởng nhiều bởi vi nhựa, nên có nhiều khả năng vi nhựa truyền sang ngƣời [76]. Sự hiện
diện của vi nhựa trong nƣớc máy [82], muối biển [75] và nƣớc đóng chai [55] là những nghiên cứu đã đƣợc chứng minh về cách chúng có thể tiếp cận cơ thể con ngƣời. Các nghiên cứu gần đây về vi nhựa trong phân ngƣời [91] và nhau thai [67] là những ví dụ về sự hiện diện của vi nhựa ở ngƣời.
Hình 1.1. Vòng tuần hoàn của nhựa và vi nhựa [40]
Theo Nguyễn Trung Thắng, trong Nghiên cứu thực trạng chính sách, pháp luật về quản lý ô nhiễm vi nhựa tại Việt Nam [5]:
Hạt vi nhựa là loại rác thải gây ô nhiễm môi trƣờng sống, đặc biệt là đối với các đại dƣơng, gây nguy hại cho các loài động vật dƣới nƣớc và gây ra nhiều tác hại đối với sức khỏe con ngƣời. Các hạt nhựa nhỏ này lọt qua hệ thống xử lý nƣớc thải ra sông hồ, ao và đại dƣơng, từ đó gây ảnh hƣởng lớn đến môi trƣờng cũng nhƣ ảnh hƣởng đến chuỗi thức ăn. Khi vi nhựa hòa vào nguồn nƣớc, chúng sẽ hấp thụ chất độc trong nƣớc và trở nên rất độc; vì đặc tính không tan và khó phân hủy nên có hàng nghìn phân tử vi nhựa bị tích lại trong cơ thể thực vật, động vật theo chuỗi thức ăn. Việc sử dụng các sinh vật biển và sản phẩm từ biển có chứa vi nhựa (thậm chí cả trong muối ăn) làm
thức ăn gây ảnh hƣởng nghiêm trọng đến sức khỏe con ngƣời [5].
Cơ chế thâm nhập của vi nhựa: Vi nhựa trong môi trƣờng thâm nhập vào các cá thể theo con đƣờng thực phẩm, nƣớc uống và không khí hít thở hay qua ―dây chuyền thực phẩm‖ trong hệ sinh thái. Việc con ngƣời tự dung nạp lại vi nhựa mà họ thải ra môi trƣờng vào cơ thể qua thức ăn, nƣớc uống và cả không khí đã đƣợc chứng minh qua các mẫu phân ngƣời đƣợc khảo sát lần đầu vào tháng 10/2018 và những kiểm nghiệm khoa học khác trên các mẫu vật trong phòng thí nghiệm. Sự thâm nhập của vi nhựa đang ngày càng nghiêm trọng, lan rộng đến mức theo ƣớc lƣợng vật lý của các nhà nghiên cứu, mỗi ngƣời chúng ta đƣa vào cơ thể đến 5 g nhựa mỗi tuần, tƣơng đƣơng với 1 chiếc thẻ tín dụng loại mỏng [5].
Ở đầu chuỗi thức ăn, nhựa mảnh hay vi nhựa bị các động vật phù du vô cùng bé nhỏ ăn vì dạ dày chúng đƣợc tiến hóa để xử lý những mảnh thức ăn nhỏ và bất kỳ vật gì có kích thƣớc nhỏ nhƣ vậy (kể cả nhựa), chúng sẽ đánh đồng với thức ăn. Cứ nhƣ vậy, vi nhựa tồn tại và di chuyển trong chuỗi thức ăn trong tự nhiên: dƣới biển, dƣới sông, từ thức ăn của sinh vật biển nhỏ nhất bị con lớn hơn ăn để thành con mồi của con lớn hơn nữa và cuối cùng đến con ngƣời - động vật đứng cuối chuỗi thức ăn. Trên cạn, các côn trùng, động vật nhỏ bị các con lớn hơn hay chim chóc ăn, chuyển lần lƣợt qua các mắt xích trong chuỗi thức ăn. Đồng thời đối với hệ thực vật, gió, nƣớc mƣa, nƣớc ngầm, đất và ngay cả côn trùng góp phần đƣa vi nhựa vào nguồn dinh dƣỡng cây trồng hay bu bám trên những chồi mầm, bẹ lá, cuống hoa mà từ khi thu hoạch đến lúc chế biến cũng không thể loại trừ đƣợc chúng. Tất cả những thứ đó biến thành thực phẩm cho con ngƣời một cách vô thức [3].
Một nghiên cứu của Mỹ ƣớc tính hiện có 5250 tỷ hạt nhựa có mặt ở biển và một lƣợng lớn hơn nhiều ở đất liền, trải rộng khắp hành tinh, bao gồm lƣới đánh cá, bao bì, vỏ sản phẩm, đồ đựng thức ăn, nƣớc giải khát, vật dụng
chăm sóc cá nhân, mỹ phẩm, ống hút, túi xách... Theo đó, ô nhiễm nhựa ảnh hƣởng tới ít nhất 700 loài sinh vật biển, trong đó ít nhất 180 loài động vật biển đã ăn nhựa, từ loài phiêu sinh vật bé nhỏ cho đến cá voi to lớn và có hàng triệu động vật biển có vú chết mỗi năm. Các loài sống trong nƣớc nhƣ sinh vật phù du, giáp xác, cá nhỏ, nghêu, hàu có thể ăn vi nhựa do nhầm đó là thức ăn và cũng do kiểu ăn hút vào của chúng. Theo ƣớc tính trong báo cáo của Viện Hải dƣơng học Scripps của Mỹ, chỉ riêng các loài cá sống ở vùng dƣới lớp nƣớc bề mặt đã ăn từ 12000 đến 24000 tấn nhựa/năm. Số liệu này đang đƣợc phân tích thêm và có thể đáng báo động hơn [5].
Các loài chim biển cũng nhƣ chim trên đất liền vẫn ăn phải nhựa trong khu vực săn tìm mồi và vi nhựa lẫn trong thức ăn. Theo diễn biến này, những động vật đủ chủng loại trên bờ cũng ăn phải nhựa, nhất là vi nhựa trong chuỗi thức ăn của chúng, và cứ thế vi nhựa luân chuyển tiếp theo quy luật ―cá lớn nuốt cá bé‖. Từ đó, dĩ nhiên vi nhựa sẽ đi vào cơ thể các loài sinh vật lớn hơn và đi vào cơ thể con ngƣời thông qua chuỗi thức ăn. Với ƣu thế tiến hóa làm chủ hệ sinh vật và thế giới tự nhiên, con ngƣời luôn đứng ở vị trí cuối cùng trong chuỗi thức ăn và những vi nhựa trong các ―kênh lƣu thông phân phối‖ thực phẩm từ thủy hải sản, thịt, rau cỏ, củ quả, ngũ cốc đều hiện diện trên bàn ăn của con ngƣời. Chƣa hết, chất thải tiêu hóa có vi nhựa của con ngƣời lại tuần hoàn quá trình phân hủy, qua chu trình mới, thành phân hữu cơ, rồi lại quay về thế giới loài ngƣời [3].
1.1.3.1. Tác động lên các loài sinh vật
Loại mảnh nhựa mà sinh vật nuốt phải phụ thuộc vào đặc điểm và hành vi của sinh vật cũng nhƣ phạm vi của loại hạt nhựa sinh vật đó tiếp xúc. Vi nhựa phổ biến trong ruột chim biển chết nhƣ hải âu phƣơng Bắc (Fulmarus
glacialis) và có bằng chứng cho thấy nhựa có thể đƣợc chuyển từ con mồi sang
đƣợc tìm thấy trong nhiều loài thƣơng phẩm nhƣ vẹm, trai, sò, điệp. Nhiều loài hai mảnh và nhuyễn thể ăn bằng cách lọc nƣớc, sống ở vùng nƣớc nông gần bờ và dễ tiếp xúc với nồng độ vi nhựa cao hơn các loài không sống bám và các loài di động. Vi nhựa trong động vật có vỏ (shellfish) có kích thƣớc từ 5 µm - 5 mm và có thể là các mảnh vụn, hạt hoặc sợi. Ví dụ, 8 trong 9 loài động vật có vỏ đƣợc lấy mẫu ở chợ tại Châu Á, vi nhựa sợi chiếm tới hơn 52% số vật thể bên trong ở một loài, ngoại trừ loài A. plicata trong đó hạt nhựa chiếm tỉ lệ lớn nhất, 60%. Một nghiên cứu ở Châu Âu về loài M. edulis cũng cho thấy sợi tổng hợp là loại vi nhựa phổ biến nhất với kích thƣớc trong khoảng 200 µm đến 1500 µm. Vi nhựa cũng đã đƣợc tìm thấy trong nhiều loài động vật có vỏ thƣơng phẩm, đa số chỉ có dƣới một mảnh nhƣng một số loài có thể lên đến 75 mảnh trong một cá thể tùy vào địa điểm. Tác động đặc biệt của hạt vi nhựa đang ngày đƣợc quan tâm nhiều hơn và vẫn còn chƣa đƣợc hiểu rõ vì rất khó để định lƣợng vi nhựa trong mô động vật. Nghiên cứu trên vẹm (trai) (mussel) cho thấy hạt vi nhựa di chuyển từ đƣờng tiêu hóa vào hệ thống tuần hoàn trong vòng 3 ngày và lƣu lại tới hơn 48 ngày. Nghiên cứu cũng tìm thấy nhiều hạt vi nhựa kích thƣớc nhỏ (3,0 μm) trong dịch tuần hoàn hơn là hạt lớn (9,6 μm), có nghĩa là hạt càng nhỏ càng có nhiều nguy cơ tích tụ trong mô của sinh vật. Với hệ thủy sinh, vi nhựa cũng đƣợc tìm thấy trong nhiều loài động vật khác nhau nhƣ san hô, giun nhiều tơ, động vật phù du, luân trùng, vi giáp xác, nhuyễn thể, cá, hải sâm. Sự tiêu thụ vi nhựa có thể gây nên nhiều ảnh hƣởng nhƣ việc bám dính của polymer (nhựa) vào bề mặt cơ quan nên làm giảm sự di chuyển, gây tắc nghẽn đƣờng tiêu hóa; hoặc gây ra triệu chứng viêm, stress và suy giảm sự phát triển [11]. Mặt khác, nhựa có thể trực tiếp hoặc gián tiếp ảnh hƣởng lên chất lƣợng yếu tố hóa lý của môi trƣờng nhƣ thay đổi cƣờng độ ánh sáng trong thủy vực và đặc điểm của trầm lắng [25]. Vi nhựa có thể hấp phụ lên tảo lục
qua việc giảm cƣờng độ ánh sáng hoặc cản trở chuyển hóa CO2 và dinh dƣỡng. Vi nhựa ảnh hƣởng tiêu cực lên sức sống, sự phát triển, sinh sản, kích thƣớc con non và gây nên dị dạng của vi giáp xác Daphnia magna [45]. Ảnh hƣởng tiêu cực của vi nhựa lên sự phát triển, sự lọc thức ăn và đẻ trứng của động vật phù du nƣớc mặn đã từng đƣợc ghi nhận [11],[45]. Vi nhựa có gây hiện tƣợng tự hoại một số tế bào chuyên biệt trong cầu gai và làm giảm dự trữ lipid, tăng phản ứng viêm và stress oxy hóa trong giun. Loài cá vƣợc ăn và tích lũy vi nhựa dẫn đến suy giảm sự phát triển, hạn chế sinh sản và thay đổi hành vi lẫn khứu giác, nên sẽ tăng rủi ro tổn thƣơng trƣớc kẻ thù của chúng [2],[5].
1.1.3.2. Tác động đến sức khỏe con người
Các hạt vi nhựa trong môi trƣờng nƣớc đã đƣợc hấp thu bởi cơ thể các loài sinh vật khác nhau, từ sinh vật phù du, cá, chim... Đến lƣợt con ngƣời sẽ ăn cá và đƣa hạt vi nhựa vào ngƣời. Theo một nghiên cứu tại Bỉ năm 2014, nếu ăn thƣờng xuyên những các đồ hải sản nhƣ nghêu, sò trong mỗi bữa cơm, thì số lƣợng vi nhựa vào ngƣời có thể đến khoảng 11000 hạt một năm. Nếu ăn nghêu, hàu - thì mỗi con chứa tối thiểu 8 vi nhựa trong phần thịt, thậm chí có thể nhìn thấy bằng mắt thƣờng. Một năm mỗi ngƣời hít vào 13731- 68415 vi nhựa từ các đồ đạc trong gia đình [5],[8]. Mặc dù có bằng chứng rõ ràng con ngƣời tiếp xúc với vi nhựa thông qua thực phẩm và sự có mặt của vi nhựa trong hải sản có thể đe dọa an toàn thực phẩm [85], nhƣng hiểu biết về phản ứng và độ độc hại của vi nhựa trong cơ thể ngƣời vẫn là một khoảng trống lớn. Hạt vi nhựa cũng có thể mang theo vi sinh vật gây bệnh (vi khuẩn, virus) có khả năng gây hại cho hoạt động khai thác, nuôi trồng thủy sản và sức khỏe con ngƣời [5],[85]. Mặt khác, các vi nhựa trong môi nƣớc có thể đi kèm theo kim loại nhƣ Cd, Cu, Ni, Pb, Zn, Co [45] làm gia tăng nồng độ kim loại phơi nhiễm với động vật ăn phải vi nhựa. Những mảnh vụn nhựa có thể làm tăng nồng độ chất nguy hại lên hàng triệu lần so với môi trƣờng xung quanh. Chất
ô nhiễm hữu cơ bám vào bề mặt vi nhựa có thể gây nên những ảnh hƣởng xấu đối với sinh vật tiêu thụ và chuyển lên sinh vật săn mồi cao hơn trong chuỗi thức ăn, bao gồm con ngƣời, tuy nhiên những hiểu biết về điều này còn rất hạn chế [45]. Vì vậy, vi nhựa có thể gây những bệnh xấu nhƣ ung thƣ, tổn thƣơng hoạt động sinh sản, suy giảm miễn dịch và gây dị dạng cho động vật và con ngƣời [2],[5],[11].
Trên bề mặt túi ni lông, cốc nhựa, thìa nhựa, hộp nhựa đựng thức ăn dùng một lần, luôn tồn tại các hạt vi nhựa. Vì thế khi sử dụng thức ăn để trong túi nilon, cốc nhựa, thìa nhựa, hộp đựng thức ăn một lần,… con ngƣời cũng đang đƣa một lƣợng hạt vi nhựa vào cơ thể mình. Trong khi đó, vi nhựa cũng cần 400 đến hơn 1000 năm mới phân huỷ. Khi đi vào cơ thể ngƣời, chúng có thể gây ra những tác động nguy hại đối với sức khỏe. Các nhà khoa học đã có bằng chứng rõ ràng về tác động gây ung thƣ và vô sinh của các chất phụ gia trong sản xuất nhựa (chất dẻo, chất làm tăng độ cứng, độ bền hoặc chống cháy) lên cơ thể ngƣời và các loài sinh vật kèm theo rối loạn chức năng sinh sản, rối loại hormone, biến đổi gene ở trẻ nhỏ, ung thƣ với ngƣời tiếp xúc thƣờng xuyên và các bệnh nan y khác [5],[6].
Theo Lê Hùng và Lê Huy Bá [3], tác hại của vi nhựa đối với con ngƣời đƣợc chỉ ra cụ thể: mặc dù ảnh hƣởng của vi nhựa đến sức khỏe con ngƣời và môi trƣờng sinh thái chƣa đƣợc nghiên cứu thấu đáo, nhƣng sự tồn tại của vi nhựa mọi lúc, mọi nơi trong khắp các dạng môi trƣờng và mọi hệ sinh thái là một thách thức to lớn đối với cuộc sống con ngƣời. Từ những nghiên cứu gần đây, các nhà khoa học đã đúc kết đƣợc ba nguy cơ đối với sức khỏe con ngƣời liên quan tới vi nhựa:
Nguy cơ bị tổn thương và tắc nghẽn: một nghiên cứu tháng 6 năm 2019
cho thấy, con ngƣời thu nạp vào cơ thể ít nhất 50000 vi nhựa mỗi năm (theo báo cáo của National Geographic ngày 6 tháng 6 năm 2019) và chắc chắn
chúng gây ra hậu quả rất xấu với sức khỏe. Ngoài đƣờng vào thông qua ăn uống, những vi nhựa có kích thƣớc nhỏ hơn 25 µm có thể đi vào cơ thể qua đƣờng hô hấp, trong khi những hạt nhỏ hơn 5 µm có thể lƣu lại ở mô phổi của con ngƣời. Khi đi vào cơ thể con ngƣời, vi nhựa gây tổn thƣơng một số cơ quan hoặc làm tắc nghẽn hệ tiêu hóa và hô hấp, gồm: tổn thƣơng phổi, dạ dày và thâm nhập mạch máu, hệ bạch huyết, làm tổn thƣơng tim, gan và bộ máy tuần hoàn. Điều đáng lo ngại là nếu các hạt siêu nhỏ này đạt đến quy mô nano (nhỏ hơn 1 µm), chúng có thể xâm nhập màng tế bào, hàng rào máu - não, nhau thai và di chuyển vào các cơ quan khác dễ dàng hơn nhiều so với các hạt lớn hơn, tạo ra nguy cơ cực kỳ cao đối với cơ thể con ngƣời bởi các hiện tƣợng kích ứng oxy hóa, tổn hại tế bào, ung thƣ, viêm và suy yếu các chức năng phân bổ năng lƣợng.
Nguy cơ cơ thể nhiễm độc: theo các nhà khoa học, ngoài độc tính hóa
học mang tính bản chất của một sản phẩm cao phân tử thuộc công nghiệp hóa dầu, do để cải thiện những đặc tính vật lý và hóa học của nhựa, ngƣời ta đã cho thêm nhiều chất phụ gia độc hại nhƣ bisphenol A, phthalates, phụ gia chống cháy vào quá trình sản xuất nhựa và phần lớn những chất độc này khi nhựa phân rã vỡ vụn ra sẽ phát tán ra ngoài, làm nhiễm độc môi trƣờng chúng khu trú, gây hại cho sức khỏe sinh vật và con ngƣời với các hệ lụy mất cân bằng hormone, dẫn đến các căn bệnh về thần kinh, các chứng thiểu năng hô