5. TÀI LIỆU ĐỌC
2.2. Ảnh hưởng của rác thải từ nhựa và nilông đến môi trường tự nhiên
2.2.4. Tác hại đến tài nguyên hệ động và thực vật
Ảnh hưởng đến động vật
Rác thải ra đại dương là chất độc đối với sinh vật biển và con người. Các chất độc trong thành phần của nhựa bao gồm diethylhexyl phthalate, là một chất độc gây ung thư, cũng như chì, cadmium và thủy ngân.
Sinh vật phù du, cá và cuối cùng là lồi người, thơng qua chuỗi thức ăn, ăn phải các chất hóa học và chất gây ung thư cực độc này. Tiêu thụ cá có chứa các chất độc này có thể gây ra sự gia tăng ung thư, rối loạn miễn dịch và dị tật bẩm sinh. Phần lớn rác thải gần và trong đại dương được tạo thành từ nhựa và là một nguồn ô nhiễm biển lan tỏa dai dẳng. Ở nhiều quốc gia, việc quản lý chất thải rắn khơng đúng cách có nghĩa là có rất ít sự kiểm sốt
nhựa đi vào hệ thống nước. Theo Tiến sĩ Marcus Eriksen thuộc Viện 5 Gyres, có 5,25 nghìn tỷ hạt ơ nhiễm nhựa nặng tới 270.000 tấn (2016). Chất dẻo này được lấy đi bởi các dòng hải lưu và tích tụ trong các xốy nước lớn được gọi là các dịng xốy đại dương. Phần lớn các con quay trở thành bãi ô nhiễm chứa đầy nhựa.
Rùa biển bị ảnh hưởng bởi ơ nhiễm nhựa. Một số lồi là người tiêu thụ sứa, nhưng thường nhầm túi nhựa với con mồi tự nhiên của chúng. Những mảnh vụn nhựa này có thể giết chết rùa biển do làm tắc nghẽn thực quản. Theo một nghiên cứu năm 2018 của các nhà khoa học Úc, rùa biển con đặc biệt dễ bị tổn thương.
Cá voi cũng vậy. Một lượng lớn nhựa đã được tìm thấy trong dạ dày của cá voi trắng. Các mảnh vụn nhựa bắt đầu xuất hiện trong dạ dày của cá nhà táng từ những năm 1970, và được ghi nhận là nguyên nhân gây ra cái chết của một số con cá voi. Vào tháng 6 năm 2018, hơn 80 túi nhựa đã được tìm thấy bên trong một con cá voi phi công đang chết trôi dạt vào bờ biển Thái Lan. Vào tháng 3 năm 2019, một con cá voi có mỏ của Cuvier đã chết trôi dạt vào Philippines với 88 con lbs nhựa trong dạ dày của nó. Vào tháng 4 năm 2019, sau khi phát hiện một con cá nhà táng chết ngoài khơi Sardinia với 48 pound nhựa trong dạ dày, Tổ chức Động vật Hoang dã Thế giới cảnh báo rằng ô nhiễm nhựa là một trong những mối đe dọa nguy hiểm nhất đối với sự sống biển, lưu ý rằng năm con cá voi đã bị giết bằng nhựa trong khoảng thời gian hai năm.
Một số mảnh nhựa nhỏ nhất đang được tiêu thụ bởi các loài cá nhỏ, trong một phần của vùng cá nổi trong đại dương được gọi là vùng Lưỡng Hà, nằm dưới bề mặt đại dương từ 200 đến 1000 mét và hồn tồn tối. Khơng có nhiều thơng tin về lồi cá này, ngồi việc có rất nhiều lồi trong số chúng. Chúng ẩn mình trong bóng tối của đại dương, tránh những kẻ săn mồi và sau đó bơi lên bề mặt đại dương vào ban đêm để kiếm ăn. Nhựa được tìm thấy trong dạ dày của những con cá này được thu thập trong quá trình một dự án nghiên cứu nhằm nghiên cứu tác động của sự thay đổi toàn cầu đối với các đại dương.
Ơ nhiễm nhựa khơng chỉ ảnh hưởng đến các lồi động vật chỉ sống trong đại dương. Các loài chim biển cũng bị ảnh hưởng rất nhiều. Vào năm 2004, người ta ước tính rằng mịng biển ở Biển Bắc có trung bình 30 mảnh nhựa trong dạ dày của chúng. Chim biển thường nhầm những thứ rác nổi trên mặt đại dương là con mồi. Nguồn thức ăn của chúng thường đã ăn phải các mảnh vụn nhựa, do đó sẽ chuyển nhựa từ con mồi sang động vật ăn
thịt. Rác ăn phải có thể cản trở và làm tổn thương hệ tiêu hóa của chim, làm giảm khả năng tiêu hóa và có thể dẫn đến suy dinh dưỡng, đói và chết. Các hóa chất độc hại được gọi là polychlorinated biphenyls (PCB) cũng tập trung trên bề mặt nhựa trên biển và được thải ra ngồi sau khi chim biển ăn chúng. Những hóa chất này có thể tích tụ trong các mơ của cơ thể và gây chết người nghiêm trọng đến khả năng sinh sản, hệ miễn dịch và sự cân bằng hormone của chim. Các mảnh vụn nhựa trơi nổi có thể gây loét, nhiễm trùng và dẫn đến tử vong. Ơ nhiễm nhựa ở biển thậm chí có thể đến được với những lồi chim chưa từng ở biển. Cha mẹ có thể vơ tình cho chim non ăn nhựa, nhầm với thức ăn. Chim biển gà con là loài dễ bị nuốt phải nhựa nhất vì chúng khơng thể nơn ra thức ăn như chim biển trưởng thành.
Sau khi quan sát ban đầu rằng nhiều bãi biển ở New Zealand có nồng độ hạt nhựa cao, các nghiên cứu sâu hơn đã phát hiện ra rằng các loài prion khác nhau ăn các mảnh vụn nhựa. Prion đói nhầm những viên cho thực phẩm, và các hạt này đã được tìm thấy nguyên vẹn trong chim mề và proventriculi. Vết mổ tương tự như vết mổ do chim sơn dương phương Bắc tạo ra ở mực nang đã được tìm thấy trong các mảnh vụn nhựa, chẳng hạn như xốp, trên các bãi biển ở bờ biển Hà Lan, cho thấy loài chim này cũng nhầm các mảnh vụn nhựa thành thức ăn.
Ước tính có khoảng 1,5 triệu con chim hải âu Laysan, sống ở đảo san hô Midway, tất cả đều có nhựa trong hệ tiêu hóa của chúng. Đảo san hơ vịng Midway nằm giữa châu Á và Bắc Mỹ, và ở phía bắc của quần đảo Hawaii. Ở vị trí hẻo lánh này, sự tắc nghẽn nhựa đã được chứng minh là gây tử vong cho những con chim này. Những con chim biển này chọn những miếng nhựa màu đỏ, hồng, nâu và xanh lam vì những điểm tương đồng với nguồn thức ăn tự nhiên của chúng. Kết quả của việc ăn phải nhựa, đường tiêu hóa có thể bị tắc nghẽn dẫn đến đói. Khí quản cũng có thể bị tắc, dẫn đến ngạt thở. Các mảnh vụn cũng có thể tích tụ trong ruột động vật và khiến chúng có cảm giác no giả, dẫn đến chết đói. Trên bờ, có thể nhìn thấy hàng nghìn xác chim với nhựa cịn sót lại nơi dạ dày từng ở. Độ bền của nhựa có thể nhìn thấy được trong số những phần còn lại. Trong một số trường hợp, những đống nhựa vẫn còn trong khi xác con chim đã phân hủy.
Ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển của thực vật
Trước hết, một điều cần khẳng định là chưa có một cơ chế tác động rõ ràng nào của vi nhựa đến cây trồng được chứng minh. Hiện có 5 giả thuyết được đưa ra, mơ tả tương đối
chính xác và tồn diện về cách thức tác động của vi nhựa đến sinh trưởng của thực vật, gồm: i) Biến đổi cấu tượng đất; ii) Bất động hóa chất dinh dưỡng; iii) Vận chuyển hoặc hấp phụ các chất gây ô nhiễm; iv) Trực tiếp gây độc cho cây; v) Ảnh hưởng đến quần xã sinh vật và vi sinh vật cộng sinh ở rễ (hình 2.9).
Biến đổi cấu tượng đất: cấu tượng đất được iểu là dạng thể của đất có được do hoạt động phân giải chất hữu cơ của các vi sinh vật trong khoảng thời gian rất dài.
Dạng thể này chứa chất mùn (chủ yếu là axit humic, ulmic và fulvic) liên kết với nhau tạo thành các hạt đất có kích thước khác nhau, nước, khơng khí và một số chất dinh dưỡng khác. Vì thế, đất có cấu tượng rất tốt cho việc canh tác nơng nghiệp nói chung. Sự tích lũy của vi sợi theo một cách nào đó có thể làm giảm mật độ khối, phá vỡ kết cấu đất nén, tăng tính thấm khí của đất, kích thích bộ rễ phát triển. Tuy vậy, sự tồn tại của vi nhựa vẫn được xem làyếu tố vật lý gây ô nhiễm trong đất. Màng nhựa tích lũy nhiều cóthểtạo ra các kênh di chuyển của nước trong đất làm tăng cường quátrình bay hơi nước, dẫn đến đất không giữ được nước, gây tác động xấu cho cây trồng. Vi nhựa làm biến đổi cấu trúc đất, sẽ gián tiếp làm thay đổi thành phần quần xã vi sinh vật trong đất. Tuy vậy, rất khó để dự đốn được thành phần lồi chuyển dịch theo hướng nào, cũng như những ảnh hưởng về mặt chức năng chúng gây ra. Nếu như những thay đổi này tác động đến hệvi sinh vật ở vùng rễ (nấm rễ và sinh vật cố định nitơ) nhiều khảnăng sẽ dẫn đến những hậu quả xấu cho sinh trưởng ở cây trồng. Ngoài ra, sự thay đổi cấu trúc đất do vi nhựa cũng được chứng minh là ảnh hưởng đến quá trình hình thành các hạt keo đất, dẫn đến thay đổi tính chất của đất.
Kìm hãm dịng vận chuyển của dinh dưỡng:các hạt nhựa có hàm lượng cacbon rất cao và hầu hết lượng cacbon này tương đối trơ. Quá trình phân giải vật liệu nhựa đã giải phóng ra lượng C:N trơ vào các hạt đất, điều này được cho là làm hạn chế sự di động của hệ vi sinh vật, thậm chí là một số lồi động vật tồn tại trong đất. Do hầu hết các vật liệu nhựa có tốc độ phân hủy rất chậm, việc kìm hãm sựdi chuyển của vi sinh vật sẽ diễn ra trong một khoảng thời gian dài, mặc dù chưa ghi nhận thấy bất cứ ảnh hưởng nào đến hoạt động sống của vi sinh vật, nhưng vơ hình chung có thể gây kìm hãm dịng vận chuyển dinh dưỡng trong đất. Một số báo cáo đã cho thấy các yếu tố cấu thành năng suất (ví dụ như diện tích lá) bị giảm khi có mặt vật liệu nhựa.
Vận chuyển hoặc hấp phụ chất gây ơ nhiễm:sựtích tụcủa vi nhựa trong đất có thể tạo ra các bề mặt kỵ nước, làm thay đổi tính chất đất. Hầu hết các chất gây ơ nhiễm mơi trường đều có tính kỵ nước có thể bám trên bề mặt các hạt vi nhựa này và có khả năng liên kết thành dạng bền vững trong một thời gian dài. Ngoài ra, một số chất độc với cây trồng có sẵn trong vi nhựa (phụgia trong q trình sản xuất) có thể được tích lũy trong đất. Việc hấp phụcác chất này sẽ ảnh hưởng tiêu cực đến rễ cây hoặc các nhóm vi sinh vật cộng sinh, từ đó gây tác động xấu đối với sự sinh trưởng của thực vật. Trong điều kiện thí nghiệm thủy canh, hạt vi nhựa dạng PS vàpolytetrafluoroethylene làm tăng hàm lượng Asen trong các mô lá và rễ lúa giai đoạn cây non. Ngược lại, sự hấp phụ của những chất gây ô nhiễm ở bề mặt vi nhựa có thể khiến các chất gây ơ nhiễm khác ít tác động lên sinh vật đất và thực vật, do đó chúng lại có tác dụng bảo vệ cây khỏi chất gây ơ nhiễm. Vì vậy, các nghiên cứu hiện nay chưa đi đến kết luận chính xác được việc vi nhựa làm tăng hay giảm ảnh hưởng của các chất gây ô nhiễm lên thực vật.
Gây độc trực tiếp cho cây trồng:hạt vi nhựa có kích thước càng nhỏ sẽcàng gây ra nhiều ảnh hưởng về mặt hóa học/độc hại hơn là những tác nhân vật lý thông thường trong đất. Mặc dù các nghiên cứu hiện nay vẫn chưa đưa ra được bằng chứng rõ ràng về sự tồn tại của dạng nhựa cókích thước nano trong đất, nhưng các nhà khoa học tin rằng hạt nhựa kích cỡ nano (<100 nm) hồn tồn có thể xâm nhập vào rễcây thơng qua lớp lông hút.
Sau khi được hấp thụ, các nano nhựa có thể gây ra những ảnh hưởng tiêu cực cho cây như làm thay đổi màng tế bào và gây nên bất lợi ơxy hóa. Vì thế, việc vi nhựa hoặc các hạt nano nhựa xâm nhập vào chuỗi thức ăn của con người làđiều hồn tồn có thể xảy ra.
Ảnh hưởng đến quần xã sinh vật, vi sinh vật cộng sinh ở rễ: sinh trưởng và phát triển của cây trồng phụ thuộc rất nhiều vào quần xãvi sinh vật trong đất, điển hình như các nhóm vi sinh vật cộng sinh ở vùng rễ, vi khuẩn gây bệnh và nấm rễ. Nếu các dạng vi nhựa gây ra những thay đổi trong cấu trúc đất, điều này có thể ảnh hưởng tới hoạt động sống của quần xã các sinh vật trong đất cũng như ảnh hưởng tới tỷ lệ khống hóa và các nhóm vi sinh vật định cư ở rễ (hình 2.9). Tương tự, các dạng nano nhựa cũng được giả thuyết có thể gây ảnh hưởng tiêu cực đến một số nhóm nấm rễ như những vật liệu nano khác. Tuy nhiên, tác động của vi nhựa hay nano nhựa đối với quần xã vi sinh vật đất, vi sinh vật định cư ở rễ vẫn chưa được chứng minh rõ ràng, cần tiếp tục nghiên cứu để làm rõ cơ chế tác động.
Khi xem xét trong hệ sinh thái đồng ruộng, năng suất cây trồng có thể bị ảnh hưởng lớn bởi vi nhựa với nhiều cơ chế tác động và hiệu ứng khác nhau (hình 2.9). Những lồi thực vật khác nhau trong cùng một hệ sinh thái đồng ruộng có thể bị ảnh hưởng ở các mức độ khác nhau (dựa trên hỗn hợp nhiều loại hoặc một loại vi nhựa).
Vì vậy, vi nhựa có khả năng ảnh hưởng tới tất cả thành phần trong quần xã sinh vật trên đồng ruộng, với một vài cơ chế chủ đạo dẫn tới những thay đổi trong quần xã. Ví dụ, màng nhựa có thể gây ra hạn do thúc đẩy sự bốc hơi nước trong đất, qua đó thúc đẩy sự sinh trưởng của các loài thực vật chịu hạn trong một quần xã. Ngoài ra, vi nhựa làm giảm đa dạng loài trong quần xãvi sinh vật đất hoặc các nhóm vi sinh vật cộng sinh, làm kìm hãm những tác động tích cực do chúng mang lại, dẫn đến ảnh hưởng tới hệ sinh thái đồng ruộng
Hình 2.9. Ảnh hưởng của hạt vi nhựa đến cây trồng