Đặt vấn đề Với sự phát triển không ngừng của xã hội, con người ngày càng có nhu cầu sử dụng những sản phẩm tiện lợi để tiết kiệm thời gian. Các sản phẩm sử dụng một lần từ nhựa như: túi nilon, ống hút nhựa, ly nhựa, hộp nhựa, màng bọc thực phẩm,… chính là những sản phẩm tiện lợi được sử dụng hằng ngày. Những sản phẩm này, một mặt tiết kiệm được chi phí, thời gian cho người sử dụng, tuy nhiên, sau khi sử dụng xong và thải bỏ, những sản phẩm này trở thành mối nguy hại to lớn cho môi trường, cho hệ sinh thái và cả con người. Theo thống kê của Tổ chức Conservancy Ocean, các loại nhựa khác nhau có thời gian phân hủy khác nhau.
Túi nhựa mất 10 – 20 năm để phân hủy, bao bì, hộp đựng thức ăn bằng nhựa mất từ 20 – 30 năm, và thời gian trung bình để một chai nhựa phân hủy hoàn toàn là ít nhất 450 năm. Cá biệt, một vài loại chai/ nắp nhựa thậm chí có thể mất khoảng 1.000 năm để phân hủy, và 90% chai nhựa thậm chí không được tái chế. Chai được làm bằng Polyetylen Terephthalate (PET hoặc PETE) sẽ không bao giờ phân hủy sinh học. Chai nước nhựa lần đầu tiên được tạo ra và sử dụng thương mại vào năm 1947, điều đó có nghĩa là, nếu chai nước bằng nhựa đó được thả xuống đại dương vào năm mà nó được tạo ra, với điều kiện bình thường, nó vẫn sẽ trôi nổi trên đại dương đến năm 2397.
Những sản phẩm từ nhựa không được xử lý đúng cách sau khi sử dụng, được thải ra môi trường dưới dạng rác thải và tồn tại trong môi trường đất, nước,… gây ảnh hưởng trực tiếp tới hệ sinh thái và con người. Rác thải có kích thước nhỏ dễ bị các loài chim, thú, cá,. nhầm lẫn thành thức ăn và nuốt phải, các loại có kích thước lớn khác dễ làm tắc nghẽn cống thoát nước, ngăn cản sự tiếp xúc của rễ cây với chất dinh dưỡng trong đất. Ngoài những tác động này, độc tố từ lớp tráng phủ trên bề mặt nhựa cũng là một tác động quan trọng cần phải được xem xét.
1 Phát thải nhựa đang là một trong những mối lo ngại lớn nhất hiện nay của những nhà khoa học môi trường. Ảnh hưởng trực tiếp của mảnh nhựa lên thủy sinh vật và động vật hoang dã ngày càng được ghi nhận phổ biến và thường xuyên hơn. Tuy vậy, độc tính của chất tráng bề mặt nhựa (phụ gia trong sản xuất nhựa) lên sinh vật vẫn chưa được tìm hiểu và đánh giá đúng mức. Các nghiên cứu về lĩnh vực này vẫn còn ở bước khởi đầu và cho đến nay chỉ có vài công bố về ảnh hưởng cấp tính của chất tráng phủ trên bề mặt nhựa lên động vật phù du (LC50, hành vi sinh vật).
Trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu về ảnh hưởng cấp tính/ mãn tính của chất tráng phủ trên bề mặt nhựa lên sinh vật, điển hình như nghiên về sự rối loạn nội tiết của cá ở sông Po (Miền Bắc nước Ý). Theo đó, Mandich và cộng sự (2007) đã tiến hành thí nghiệm mãn tính trên cá chép 1 năm tuổi với BPA và ghi nhận được những thay đổi cấu trúc tinh hoàn nghiêm trọng trong cá đực, dù phơi nhiễm ở nồng độ chỉ 1 µg BPA/L. Bên cạnh đó, nghiên cứu còn ghi nhận thấy sự xuất hiện của các u nang. Ở cá cái, bắt đầu phát hiện được u xơ tế bào.
Nghiên cứu của Chan và cộng sự (2012) đã tiến hành thí nghiệm cấp tính trên phôi của cá ngựa vằn Danio rerio với Bisphenol A (BPA), Tetrabromobisphenol A (TBBPA) và 2,2’, 4,4’-tetrabromodiphenil ether (BDE-47). rerio sau thí nghiệm được tiến hành phân tích RNA, và cho thấy BDE-47 gây ảnh hưởng nghiệm trọng đến nhiều gen của D. rario trong khi đó TBBPA chỉ gây ảnh hưởng đến gen quy định thụ thể tuyến giáp, hornone kích thích tuyến giáp). BPA còn gây ảnh hưởng đến hormone kích thích tuyến giáp.
Năm 2015, Bejgarn và cộng sự cũng đã nghiên cứu về ảnh hưởng của chất tráng phủ trên nhựa đến loài Copepod là Nitocra spinipes, trong nghiên cứu này, 21 mẫu dịch chiết thu được từ các loại nhựa (plastic leachates) khác nhau được sử dụng để tiến hành thí nghiệm, ghi nhận được 08 trong số 21 mẫu (38%) gây ra ảnh hưởng cấp tính trên sinh vật thí nghiệm,. Với những ghi nhận về ảnh hưởng chất tráng phủ từ nhựa (được định nghĩa là phụ gia dùng trong sản xuất nhựa) lên sinh vật đã được công bố, đề tài “Ảnh hưởng của chất tráng phủ trên bề mặt plastic lên vi giáp xác” được thực hiện nhằm tìm hiểu những ảnh 2 hưởng mãn tính, của độc tố từ nhựa sử dụng một lần và phụ gia của nhựa (chất phthalate) lên loài vi giáp xác Daphnia magna, nhóm sinh vật tiêu thụ đầu tiên trong chuỗi thức ăn. Tổng quan về các nghiên cứu 1. Trên thế giới Năm 1993, Comber và cộng sự đã nghiên cứu về ảnh hưởng cấp tính của phụ gia nhựa là nonylphenol lên D.
magna, kết quả nghiên cứu ghi nhận được giá trị EC50 của nonylphenol với D. magna trong 24 giờ và 48 giờ với giá trị lần lượt là 0,3 và 0,19 mg/L. Zhang và cộng sự (2003) cũng nghiên cứu về ảnh hưởng cấp tính của 4-nonylphenol lên D. magna, trong nghiên cứu này, nhóm tác giả tiến hành thí nghiệm với 2 nhóm của 4- nonylphenol là (1) 4- nonylphenol sử dụng methanol làm dung môi và (2) 4-nonylphenol không sử dụng methanol làm dung môi.
Kết quả ghi nhận giá trị EC50 của 4- nonylphenol sử dụng methanol làm dung môi lên D. magna trong 48 giờ là 155 mg/L và giá trị EC50 của nhóm còn lại là 281 mg/L. Giá trị EC50 trong 96 giờ ghi nhận hiện tượng chết phôi (trứng nghỉ) là 738 mg/L và ghi nhận các hiện tượng thay đổi hình thái (gai cong hoặc không có vỏ bọc, râu thứ 2 chưa phát triển) trong phơi nhiễm ở nồng độ 263 mg/L. Lithner và cộng sự (2009) đã nghiên cứu về ảnh hưởng của dịch chiết nhựa (nước rỉ nhựa, plastic leachates) lên loài vi giáp xác D.
Trong nghiên cứu này, 32 mẫu dịch chiết từ các loại nhựa khác nhau được tiến hành thử nghiệm về độc tính cấp tính trên D. Kết quả của nghiên cứu ghi nhận được 09 trong số 32 mẫu dịch chiết, với nồng độ 5 – 80 g nhựa/L, gây ảnh hưởng đến 50% D. magna tiến hành thí nghiệm. Bên cạnh đó, 23 mẫu dịch chiết còn lại không gây ảnh hưởng đến sinh vật trong thí nghiệm ngay cả ở nồng độ cao nhất (100 g/ L).
Từ những ảnh hưởng lên sinh vật thí nghiệm là D. magna được ghi nhận, kết hợp với các xét nghiệm được cấp tính của dịch chiết nhựa có thể kết luận được, trong số 32 mẫu nhựa được tiến hành thu mẫu dịch chiết, đĩa compact được xem là sản phẩm nhựa độc hại nhất nhưng độc tính của mẫu dịch chiết được ghi nhận là bắt nguồn từ lớp bạc tráng phủ trên bề mặt. Các sản phẩm từ nhựa PVC 3 (polyvinyl chlorua, có nhiều trong da nhân tạo, đồ chơi trong phòng tắm, phao bơi, khăn trải bàn), các hợp chất kỵ nước từ chất tạo màu cho da nhân tạo, có chứa độc tố. Nghiên cứu của Vroom và cộng sự (2016) về ảnh hưởng cấp tính của vi nhựa (microplastic) lên động vật phù du (Acartia longiremis, Calanus finmarchicus và Pseudocalanus sp.
Sinh vật thí nghiệm được cho ăn với microplastic (có ba3n chất là Polystyrene) có kích thước từ 15 – 30 µm, nồng độ microplastic là 0,33 mg/L trong vòng 24 giờ. Kết thúc thí nghiệm, ghi nhận được các hạt nhỏ (kích thước 15 µm) được sinh vật tiêu thụ nhiều hơn so với hạt có kích thước lớn (30 µm). Sinh vật Pseudocalanus sp. không ăn các hạt vi nhựa.
finmarchicus ghi nhận được hiện tượngsinh vật thí nghiệm bị nghẹn đường tiêu hóa, khi ăn một số lượng lớn microplastic. Cũng trong năm 2016, Jeong và cộng sự đã nghiên cứu về độc tính của microplastic lên loài luân trùng (rotifer) là Brachionus korus. Nghiên cứu chỉ ra rằng, với kích thước microplastic càng nhỏ, ảnh hưởng hay độc tính của microplastic càng gia tăng. Thử nghiệm còn cho thấy, các enzyme chống oxy hóa được kích hoạt để đáp ứng với phơi nhiễm tùy thuộc vào kích thước của microplastic.
Các biểu hiện như giảm kích thước, giảm tốc độ sinh sản, giảm tốc độ tăng trưởng, giảm tuổi thọ và tăng thời gian sinh sản (giữa các lứa) của B. korus được ghi nhận trong suốt quá trình tiến hành thí nghiệm. Năm 2018, Wang và cộng sự đã nghiên cứu về ảnh hưởng cấp tính của Di (2-ethylhexyl) phthalate (DEPH) lên D. Kết quả cho thấy giá trị LC50 trong 24 giờ và 48 giờ của DEPH ở con non lần lượt là 0,83 và 0,56 mg/L, và các giá trị LC50 này ở D.
magna trưởng thành lần lượt là 0,48 và 0,35 mg/L. Hoạt tính của enzyme kháng oxy hóa catalase (CAT) và enzyme giải độc glutathione S- transferase(GST) sụt giảm hoặc tăng đáng kể khi sinh vật tiếp xúc với DEHP. Những phát hiện này cho thấy DEHP có thể gây ra các tác động về sinh hóa và sinh lý ở cả con non và con trưởng thành của vi giáp xác (VGX) D. magna bằng cách ức chế enzyme, tăng mức độ peroxid hóa lipid và thay đổi hoạt tính của enzyme (CAT, GST).
4 Knowles và cộng sự (1987) đã tiến hành thí nghiệm phơi nhiễm mãn tính DEPH lên loài VGX là D. magna trong 21 ngày ở các nồng độ 0 (đối chứng), 12; 27; 72; 158 và 811 µg/L. Vào ngày thứ 7 của thí nghiệm, nồng độ thấp nhất không gây ảnh hưởng (NOEC) ghi nhận được là 72 µg/L, căn cứu trên chỉ tiêu hàm lượng DNA và tỷ lệ RNA/DNA trên mỗi cá thể D. magna trong thí nghiệm.
Sự tăng trưởng protein của D. magna trong thí nghiệm sụt giảm có liên quan đến sự gia tăng của tỷ lệ RNA/DNA và tỷ lệ Protein/RNA/DNA. Andersen và cộng sự (1999) nghiên cứu ảnh hưởng của bisphenol A (BPA) đến loài copepod nước mặn là Acartia tonsa và ghi nhận được sự gia tăng số lượng trứng của A. Tương tự, nghiên cứu của Oehlmann và cộng sự (2009) cũng chỉ ra rằng, nồng độ BPA từ 10 – 60 µg/L trong nước, kích thích sự phát triển của A.
tonsa, trong khi nồng độ 100 µg/L ghi nhận được sự ức chế phát triển của loài A. Giraudo và cộng sự (2015) tiến hành đánh giá độc tính của phụ gia chống cháy trong nhựa là tris (2-butoxyethyl) phosphate (TBOEP) lên D. Kết quả ghi nhận TBOEP tác động lên hoạt động giải mã gen liên quan đến phân hủy protein, tổng hợp protein và sinh tổng hợp năng lượng trong thí nghiệm phơi nhiễm mãn tính (21 ngày) với D. Đến năm 2017, Giraudo và cộng sự tiếp tục ghi nhận những ảnh hưởng lên D.