Mở bài

Trong bối cảnh hiện đại, nhựa và sản phẩm nhựa được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực từ đóng gói, xây dựng, ô tô, điện tử đến nông nghiệp. Sản lượng nhựa toàn cầu tăng nhanh chóng tạo ra các vấn đề nghiêm trọng về ô nhiễm môi trường với vi nhựa (Microplastic, MPs) và nano nhựa (Nanoplastics, NPs). Các hạt vi và nano nhựa không chỉ tồn tại lâu trong môi trường mà còn chứa, hấp phụ nhiều hóa chất độc hại như các chất phụ gia (plasticizers, flame retardants...), các hợp chất hữu cơ bền (persistent organic pollutants - POPs), gây ảnh hưởng đến hệ sinh thái và sức khỏe con người. Sự phân tán rộng rãi của các hạt nhựa này đã tạo ra một nguy cơ sinh học toàn cầu cần được nghiên cứu sâu và áp dụng những chiến lược giảm thiểu bền vững.

1. Tổng quan về các hóa chất độc hại liên quan đến vi và nano nhựa

     Các tấm nhựa và hạt vi, nano nhựa chủ yếu được tạo thành từ các polymer khác nhau như polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyvinyl chloride (PVC), polyethylene terephthalate (PET), polyurethane (PUR), v.v. (Ahamad et al., 2022). Đặc biệt, các chất phụ gia được thêm vào để cải thiện tính chất cơ học, hóa học của nhựa, nhưng lại tiềm ẩn nguy cơ độc hại nghiêm trọng. Các nhóm hóa chất chính bao gồm:

• Plasticizers (như phthalates, adipates, trimellitates): tăng độ dẻo dai của nhựa, dễ di chuyển từ polymer ra môi trường bên ngoài, ảnh hưởng đến chuyển hóa tế bào, hệ nội tiết, sinh sản, phát triển thần kinh và gây ung thư (Vaughn 2010; Behairy et al., 2021).
• Flame retardants halogen hóa (PBDEs, HBCD, TBBPA, v.v.) nhằm tăng khả năng chống cháy của vật liệu nhưng lại gây ô nhiễm, tích lũy sinh học và tác động tiêu cực đến gan, hệ sinh dục, thần kinh và khả năng miễn dịch (Shaw et al., 2010; Hakk & Letcher, 2003).
• Chất màu, chất kháng tĩnh điện, và các chất bổ trợ khác cũng tham gia làm nhiễm bẩn môi trường và gia tăng phức tạp về độc tính (Pfaff, 2021).

     Sự tích tụ và tiếp xúc lâu dài với các hóa chất này qua tiêu thụ, hít thở hay tiếp xúc da có thể gây ra stress oxy hóa, viêm, đột biến gen và rối loạn nội tiết, gây nhiều bệnh lý mạn tính ở người và động vật (Duan et al., 2017).

2. Tác động sinh học và nguy cơ sức khỏe

2.1 Stress oxy hóa và viêm nhiễm

     Các phthalates và flame retardants gây tăng sinh các gốc tự do (ROS), làm tổn thương DNA, lipid và protein, dẫn đến mất cân bằng tế bào, kích hoạt các phản ứng viêm kéo dài (Kim et al., 2013; Duan et al., 2017).

2.2 Rối loạn nội tiết và sinh sản

     Các chất này có khả năng ngăn chặn hoặc kích thích quá mức các receptor hormone (estrogen, androgen, thyroid), làm gián đoạn các quá trình sinh sản và phát triển thần kinh, gây tác hại cho sự phát triển thai nhi, chất lượng tinh trùng và chu kỳ kinh nguyệt (Fiocchetti et al., 2021; Hales & Robaire, 2020).

2.3 Độc tính tế bào, đột biến gen và ung thư

     Sự tiếp xúc kéo dài với các hợp chất này có thể gây tổn thương DNA, phá hủy hệ thống sửa chữa gen, gây ung thư các cơ quan như gan, thận, tuyến giáp, và làm tổn hại chức năng miễn dịch (Chen et al., 2018; Al-Harbi et al., 2021).

2.4 Tác động thần kinh

     Các hợp chất halogen hóa flame retardants ảnh hưởng hệ thống dopaminergic, serotonin dẫn đến rối loạn hành vi và suy giảm nhận thức (Mariussen & Fonnum, 2001). Ngoài ra, stress nội tiết và viêm trong não có thể góp phần làm tăng nguy cơ bệnh Alzheimer, Parkinson và các rối loạn thần kinh khác.

2.5 Nguy cơ cho trẻ em và nhóm nhạy cảm

     Trẻ em, thai nhi, phụ nữ mang thai và người già có nguy cơ cao chịu ảnh hưởng do tiếp xúc trong giai đoạn phát triển nhạy cảm hoặc do suy giảm khả năng đào thải, tích lũy hóa chất độc trong cơ thể (Zhu et al., 2018).

3. Môi trường và sinh thái

     Việc phát tán rộng rãi vi nhựa, nano nhựa kèm các hóa chất phụ gia vào môi trường đất, nước và không khí là nguồn gây ô nhiễm lâu dài, có thể tích tụ trong chuỗi thức ăn thủy sản và sinh vật trên cạn (Bergmann et al., 2022; Rocha-Santos & Duarte, 2017). Quá trình tố chất phụ gia rò rỉ và phát tán dẫn đến giảm đa dạng sinh học, tổn hại các quần thể sinh thái, cũng như chất lượng tài nguyên thiên nhiên.

4. Chiến lược giảm thiểu bền vững

     Việc xử lý và giảm thiểu ô nhiễm vi nhựa, nano nhựa và phụ gia hóa học đòi hỏi tiếp cận đa ngành. Các giải pháp xanh, thân thiện môi trường là ưu tiên bao gồm:

• Phát triển các vật liệu nanomaterials xanh thay thế chất phụ gia độc hại.
• Tăng cường quản lý chất thải nhựa, tái chế hiệu quả.
• Nghiên cứu phát triển các phương pháp phân tích đánh giá chính xác thành phần vi nhựa và độc chất đi kèm.
• Triển khai công nghệ lọc, phân hủy an toàn các vi nhựa trong môi trường (Pichtel & Simpson, 2023).

Hình 1. Sơ đồ các nguồn và tác động của hóa chất độc hại trong vi và nano nhựa tới sức khỏe con người và môi trường

Kết luận

     Vi nhựa và nano nhựa kèm theo các hóa chất phụ gia độc hại như phthalates, adipates, trimellitates và flame retardants halogen gây ra nhiều hậu quả nghiêm trọng cho sức khỏe con người, động vật và hệ sinh thái. Tác động bao gồm stress oxy hóa, rối loạn nội tiết, đột biến gen, ung thư và các bệnh thần kinh. Việc phát triển giải pháp giảm thiểu bền vững, hướng tới sử dụng các vật liệu thân thiện môi trường và kiểm soát nghiêm ngặt nguồn phát thải là cấp thiết nhằm bảo vệ sức khỏe toàn cầu và duy trì cân bằng sinh thái.

TS. Phạm Thị Hải Hà^1,* Khoa Kỹ thuật Công nghệ, Trường Đại học Văn Hiến.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Ahamad, A., Singh, P., Tiwary, D. (2022). Plastic and microplastic in the environment: Management and health risks. Environmental Pollution, 324.
2. Bergmann, M., et al. (2022). Plastic pollution in the Arctic. Nature Reviews Earth & Environment, 3(5), 323-337.
3. Duan, Y., Wang, L., Han, L., et al. (2017). Exposure to phthalates in patients with diabetes and its association with oxidative stress, adiponectin, and inflammatory cytokines. Environment International, 109, 53-63.
4. Fiocchetti, M., Bastari, G., Cipolletti, M., et al. (2021). The peculiar estrogenicity of diethyl phthalate: Modulation of estrogen receptor activities. Toxics, 9(10), 237.
5. Kim, J.H., Park, H.Y., Bae, S., et al. (2013). Diethylhexyl phthalates is associated with insulin resistance via oxidative stress. PLoS One, 8(8), e71392.
6. Shaw, S.D., Blum, A., Weber, R., et al. (2010). Halogenated flame retardants: Do the fire safety benefits justify the risks? Reviews on Environmental Health, 25(4), 261-305.
7. Zhu, Y., Gao, H., Huang, K., et al. (2018). Prenatal phthalate exposure and placental size and shape at birth. Environmental Research, 160, 239-246.
8. Rocha-Santos, T.A.P, Duarte, A.C. (2017). Characterization and analysis of microplastics. Comprehensive Analytical Chemistry, 75, 239-280.
9. Pichtel, J., Simpson, M. (2023). Microplastics: Behavior, fate, and remediation. Bernan Press.