Trong những năm gần đây, ngày càng có nhiều lo ngại rằng các hạt nhỏ gọi là vi nhựa đang xuất hiện ở khắp mọi nơi trên Trái đất, từ băng ở vùng cực đến đất, nước uống và thực phẩm. Được hình thành khi nhựa phân hủy thành các mảnh nhỏ dần, những hạt này đang được con người và các sinh vật khác tiêu thụ, với những ảnh hưởng tiềm tàng đến sức khỏe và hệ sinh thái chưa được biết đến. Một trọng tâm nghiên cứu lớn là nước đóng chai, được chứng minh là có chứa hàng chục nghìn mảnh vỡ có thể nhận dạng được trong mỗi thùng chứa.
Bằng cách sử dụng công nghệ mới được cải tiến, các nhà nghiên cứu đã bước vào một thế giới nhựa hoàn toàn mới: lĩnh vực nhựa nano còn ít được biết đến, sự xuất hiện của các vi nhựa thậm chí còn bị phân hủy sâu hơn. Lần đầu tiên họ đếm và xác định được những hạt nhỏ này trong nước đóng chai. Họ phát hiện ra rằng, trung bình, một lít chứa khoảng 240.000 mảnh nhựa có thể phát hiện được, gấp 10 đến 100 lần so với ước tính trước đó, chủ yếu dựa trên kích thước lớn hơn.
Nghiên cứu vừa được công bố trên tạp chí Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia Hoa Kỳ.
Nhựa nano nhỏ đến mức, không giống như vi nhựa, chúng có thể đi qua ruột và phổi trực tiếp vào máu và từ đó đi đến các cơ quan, bao gồm cả tim và não. Chúng có thể xâm nhập vào các tế bào riêng lẻ và xuyên qua nhau thai để đến cơ thể thai nhi. Các nhà khoa học y tế đang chạy đua để nghiên cứu những tác động có thể có trên nhiều hệ thống sinh học.
Đồng tác giả nghiên cứu Beizhan Yan, nhà hóa học môi trường tại Đài quan sát Trái đất Lamont-Doherty của Đại học Columbia , cho biết: “Trước đây đây chỉ là một khu vực tối tăm, chưa được khám phá. Các nghiên cứu về độc tính chỉ đoán xem có gì trong đó”. “Điều này mở ra một cửa sổ nơi chúng ta có thể nhìn vào một thế giới mà trước đây chúng ta chưa từng thấy.”
Trên toàn thế giới, sản lượng nhựa đang đạt gần 400 triệu tấn mỗi năm. Hơn 30 triệu tấn được thải ra môi trường nước hoặc trên đất liền mỗi năm, và nhiều sản phẩm làm từ nhựa, bao gồm cả vải dệt tổng hợp, thải ra các hạt khi vẫn đang sử dụng. Không giống như chất hữu cơ tự nhiên, hầu hết nhựa không phân hủy thành các chất tương đối lành tính; chúng phân chia và phân chia lại thành các hạt ngày càng nhỏ hơn có cùng thành phần hóa học. Ngoài các phân tử đơn lẻ, không có giới hạn lý thuyết nào về mức độ nhỏ mà chúng có thể đạt được.
Vi nhựa được định nghĩa là các mảnh có kích thước từ 5 mm (dưới 1/4 inch) đến 1 micromet, 1 phần triệu mét hoặc 1/25.000 inch. Một sợi tóc của con người có chiều ngang khoảng 70 micromet. Nhựa nano, các hạt có kích thước dưới 1 micromet, được đo bằng phần tỷ mét.
Nhựa trong nước đóng chai đã trở thành một vấn đề chung sau khi một nghiên cứu năm 2018 phát hiện trung bình 325 hạt mỗi lít; các nghiên cứu sau này đã nhân con số đó lên gấp nhiều lần. Các nhà khoa học nghi ngờ thậm chí còn nhiều hơn những gì họ chưa đếm được, nhưng những ước tính hợp lý chỉ dừng lại ở kích thước dưới 1 micromet – ranh giới của thế giới nano.
Tác giả chính của nghiên cứu mới, Naixin Qian, một sinh viên tốt nghiệp ngành hóa học ở Columbia, cho biết: “Người ta đã phát triển các phương pháp để nhìn thấy các hạt nano, nhưng họ không biết mình đang nhìn thấy gì”. Cô lưu ý rằng các nghiên cứu trước đây có thể cung cấp ước tính khối lượng lớn về khối lượng nano nhưng phần lớn không thể đếm từng hạt riêng lẻ hoặc xác định đâu là nhựa hay thứ gì khác.
Nghiên cứu mới sử dụng một kỹ thuật gọi là kính hiển vi tán xạ Raman kích thích, được đồng sáng chế bởi đồng tác giả nghiên cứu Wei Min , một nhà sinh lý học ở Columbia. Điều này liên quan đến việc thăm dò các mẫu bằng hai tia laser đồng thời được điều chỉnh để tạo ra các phân tử cụ thể cộng hưởng. Nhắm mục tiêu vào bảy loại nhựa phổ biến, các nhà nghiên cứu đã tạo ra một thuật toán dựa trên dữ liệu để diễn giải kết quả. “Phát hiện là một chuyện, nhưng biết bạn đang phát hiện điều gì lại là chuyện khác,” Min nói.
Các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm ba nhãn hiệu nước đóng chai phổ biến được bán ở Hoa Kỳ (họ từ chối nêu tên nhãn hiệu nào), phân tích các hạt nhựa có kích thước chỉ 100 nanomet. Họ phát hiện 110.000 đến 370.000 hạt trong mỗi lít, 90% trong số đó là nhựa nano; phần còn lại là hạt vi nhựa. Họ cũng xác định chúng là loại nhựa nào trong số bảy loại nhựa cụ thể và lập biểu đồ về hình dạng-chất lượng của chúng có thể có giá trị trong nghiên cứu y sinh.
Một loại phổ biến là polyethylene terephthalate hoặc PET. Điều này không có gì đáng ngạc nhiên vì đó là vật liệu làm nên nhiều chai nước. (Nó cũng được sử dụng cho nước ngọt đóng chai, đồ uống thể thao và các sản phẩm như sốt cà chua và sốt mayonnaise.) Nó có thể hòa vào nước khi các mảnh bong ra khi chai bị ép hoặc tiếp xúc với nhiệt. Một nghiên cứu gần đây cho thấy rằng nhiều hạt xâm nhập vào nước khi bạn mở hoặc đóng nắp liên tục và các mảnh nhỏ sẽ bị mài mòn.
Tuy nhiên, PET lại kém hơn polyamit, một loại nylon. Trớ trêu thay, Beizhan Yan nói, điều đó có lẽ xuất phát từ các bộ lọc nhựa được cho là dùng để lọc nước trước khi đóng chai. Các loại nhựa phổ biến khác mà các nhà nghiên cứu tìm thấy là polystyrene, polyvinyl clorua và polymethyl methacrylate, tất cả đều được sử dụng trong các quy trình công nghiệp khác nhau.
Một suy nghĩ có phần đáng lo ngại: bảy loại nhựa mà các nhà nghiên cứu tìm kiếm chỉ chiếm khoảng 10% tổng số hạt nano mà họ tìm thấy trong các mẫu; họ không biết phần còn lại là gì. Nếu tất cả chúng đều là nhựa nano, điều đó có nghĩa là chúng có thể lên tới hàng chục triệu mỗi lít. Nhưng chúng có thể là hầu hết mọi thứ, “biểu thị thành phần hạt phức tạp bên trong mẫu nước tưởng chừng như đơn giản”, các tác giả viết. “Sự tồn tại chung của chất hữu cơ tự nhiên chắc chắn đòi hỏi sự phân biệt thận trọng.”
Các nhà nghiên cứu hiện đang vươn xa hơn nước đóng chai. Min cho biết: “Có một thế giới nhựa nano khổng lồ cần được nghiên cứu”. Ông lưu ý rằng nhựa nano có khối lượng nhỏ hơn nhiều so với nhựa vi mô, nhưng “kích thước không phải là vấn đề quan trọng. Đó là những con số vì những thứ càng nhỏ thì chúng càng dễ dàng xâm nhập vào bên trong chúng ta.”
Trong số những thứ khác, nhóm nghiên cứu có kế hoạch xem xét nước máy, loại nước cũng được chứng minh là có chứa vi hạt nhựa, mặc dù ít hơn nhiều so với nước đóng chai. Beizhan Yan đang thực hiện một dự án nghiên cứu nhựa vi mô và nhựa nano có trong nước thải khi mọi người giặt giũ. Theo tính toán của ông, hàng triệu chiếc mỗi tải 10 pound được làm từ vật liệu tổng hợp bao gồm nhiều mặt hàng. Ông và các đồng nghiệp đang thiết kế các bộ lọc để giảm ô nhiễm từ máy giặt thương mại và dân dụng. Nhóm nghiên cứu sẽ sớm xác định được các hạt trong tuyết mà các cộng tác viên người Anh đi bộ qua phía tây Nam Cực đang thu thập. Họ cũng đang hợp tác với các chuyên gia sức khỏe môi trường để đo nhựa nano trong các mô khác nhau của con người và kiểm tra tác động phát triển và thần kinh của chúng.
“Không có gì đáng ngạc nhiên khi tìm thấy nhiều thứ như thế này”, Qian nói. “Ý tưởng là những thứ càng nhỏ thì càng có nhiều.”
Nghiên cứu này được đồng tác giả bởi Xin Gao và Xiaoqi Lang thuộc Khoa Hóa học Columbia, Huipeng Deng và Teodora Maria Bratu của Lamont-Doherty, Qixuan Chen của Trường Y tế Công cộng Mailman của Columbia; và Phoebe Stapleton của Đại học Rutgers.
Nguồn news-medical.net