Một mẫu não người trong một lọ nhỏ bắt đầu tan chảy khi được thêm dung dịch kiềm. Trong những ngày tiếp theo, hóa chất ăn mòn (caustic chemical) này sẽ phân hủy các tế bào thần kinh và mạch máu (blood vessels) bên trong, để lại một hỗn hợp chứa hàng nghìn hạt nhựa siêu nhỏ.
Nhà độc chất học Matthew Campen đã sử dụng phương pháp này để tách và theo dõi vi nhựa — cùng với các hạt nhựa nhỏ hơn gọi là nano nhựa — trong thận, gan và đặc biệt là não người. Campen, hiện công tác tại Đại học New Mexico ở Albuquerque, ước tính rằng ông có thể tách được khoảng 10 gram nhựa từ một bộ não hiến tặng.
Vi nhựa đã được phát hiện gần như ở khắp mọi nơi mà các nhà khoa học quan sát: trên những hòn đảo xa xôi, trong lớp tuyết mới rơi ở Nam Cực, dưới đáy rãnh Mariana ở Tây Thái Bình Dương, trong thực phẩm, nước và cả trong không khí mà chúng ta hít thở. Và các nhà nghiên cứu như Campen cũng đang tìm thấy chúng lan rộng khắp cơ thể con người.
Vi nhựa trong não có nguy hiểm không?
Tuy nhiên, phát hiện sự hiện diện của vi nhựa mới chỉ là bước đầu tiên. Việc xác định chính xác chúng đang làm gì bên trong cơ thể và liệu chúng có gây hại hay không khó khăn hơn nhiều. Lý do là không có một loại “vi nhựa” cố định nào cả. Chúng có nhiều kích thước, hình dạng và thành phần hóa học khác nhau, mỗi loại có thể ảnh hưởng đến tế bào và mô theo những cách khác nhau.
Đây chính là lúc mà hỗn hợp nhầy màu be của Campen phát huy tác dụng. Mặc dù vi nhựa có mặt ở khắp nơi, nhưng việc xác định con người tiếp xúc với loại vi nhựa nào, bằng cách nào và những hạt nào có thể thâm nhập vào các ngóc ngách trong cơ thể vẫn là một thách thức.
“Nói theo cách hơi rùng rợn, nguồn vi nhựa tốt nhất và phù hợp nhất mà tôi có thể nghĩ đến là lấy nguyên một bộ não người và phân hủy nó,” Campen nói.
Tìm dữ liệu về vi nhựa
Công chúng đang khao khát dữ liệu. Ví dụ, vào năm 2023, người tiêu dùng Đức xếp vi nhựa trong thực phẩm là mối quan ngại hàng đầu về sức khỏe môi trường. Trong khi đó, các cuộc đàm phán về một hiệp ước toàn cầu nhằm hạn chế sản xuất nhựa đang được tiến hành.
Tuy nhiên, các phát hiện khoa học vẫn diễn ra chậm chạp, do phương pháp phân tích chưa đủ tiên tiến, rủi ro nhiễm tạp chất và sự thiếu hợp tác giữa các nhà khoa học thuộc các lĩnh vực khác nhau.
“Hiện tại chưa có một ‘sách hướng dẫn’ nào. Chưa có một quy trình vận hành tiêu chuẩn nào cả,” Kathleen Egan, một nhà nghiên cứu ung thư tại Trung tâm Ung thư Moffitt ở Tampa, Florida, cho biết. “Chúng tôi phải tự tạo ra nó khi làm việc, và đó là một thách thức.”
Nhưng có những dấu hiệu cho thấy các nhà khoa học đang từng bước giải quyết những vấn đề này và lĩnh vực nghiên cứu đang dần phát triển. Campen là một trong những nhà nghiên cứu đang xây dựng các phương pháp phi truyền thống và thành lập các nhóm nghiên cứu liên ngành.
Họ đang chạy đua với thời gian. Sản lượng nhựa toàn cầu, vốn chỉ bắt đầu chưa đầy một thế kỷ trước, hiện đang đạt mức cao kỷ lục mỗi năm. Nhựa mất hàng trăm, thậm chí hàng nghìn năm để phân hủy, đồng nghĩa với việc hàng nghìn tỷ hạt vi nhựa sẽ tiếp tục được tạo ra.
“Vi nhựa có mặt ở khắp mọi nơi,” Bart Koelmans, một nhà hóa học môi trường tại Đại học Wageningen, Hà Lan, nhận xét. “Chúng ta không thể trốn khỏi chúng.”
Tích tụ
Thuật ngữ vi nhựa được đặt ra cách đây 20 năm, nhưng chỉ trong 10 năm qua, các nhà nghiên cứu mới tiến từ việc nghiên cứu các hạt nhựa trong môi trường và động vật sang đánh giá tác động của chúng đối với sức khỏe con người, theo Martin Wagner, nhà sinh học tại Đại học Khoa học và Công nghệ Na Uy ở Trondheim. Ông cho biết đây vẫn là một lĩnh vực nghiên cứu còn non trẻ.
Nhóm nghiên cứu của Campen đã tìm thấy những kết quả đáng lo ngại: khi lượng nhựa được sản xuất tăng mạnh, nồng độ vi nhựa trong não, gan và thận cũng tăng theo. Theo kết quả nghiên cứu của nhóm ông được công bố trên tạp chí Nature Medicine tháng này, mức độ vi nhựa trong mẫu não năm 2024 cao hơn khoảng 50% so với mẫu năm 2016. Thậm chí, các mẫu não chứa lượng vi nhựa cao gấp 30 lần so với mẫu từ gan và thận của cùng một người.
Một nghiên cứu khác được công bố vào tháng 1 có thể cung cấp manh mối về cách các hạt nhựa tích tụ. Các nhà nghiên cứu đã cho chuột uống nước có chứa vi nhựa và theo dõi sự di chuyển của các hạt này trong cơ thể chúng. Họ phát hiện ra rằng các hạt nhựa bị các tế bào miễn dịch nuốt chửng, sau đó tích tụ và làm tắc nghẽn các mạch máu nhỏ trong não.
Tác động của vi nhựa đối với các cơ quan trong cơ thể con người đang là chủ đề nghiên cứu sôi nổi. Khi các nhà khoa học thêm vi nhựa vào mẫu mô người trong phòng thí nghiệm, kết quả có thể dẫn đến hiện tượng tế bào chết, phản ứng miễn dịch và tổn thương mô. Hàng trăm nghiên cứu trên động vật — chủ yếu là sinh vật thủy sinh — cho thấy vi nhựa có thể làm tắc ruột hoặc cản trở khả năng sinh sản của chúng. Dựa trên những phát hiện này, các nhà nghiên cứu nghi ngờ rằng vi nhựa có thể liên quan đến ung thư, bệnh tim, bệnh thận, Alzheimer hoặc các vấn đề về khả năng sinh sản ở người.
Tuy nhiên, hiện chưa có bằng chứng nào cho thấy vi nhựa trực tiếp gây ra các vấn đề sức khỏe ở người, mà chỉ có dữ liệu cho thấy mối liên hệ. Một nghiên cứu quan trọng được công bố vào tháng 3 năm 2024 cho thấy gần 60% trong số khoảng 250 người trải qua phẫu thuật tim có vi nhựa hoặc nano nhựa trong động mạch chính (main artery). Những người có vi nhựa trong động mạch có nguy cơ bị đau tim, đột quỵ hoặc tử vong trong vòng ba năm sau phẫu thuật cao gấp 4,5 lần so với những người không có vi nhựa.
Tuy nhiên, như các tác giả nghiên cứu thừa nhận, sự hiện diện của vi nhựa có thể liên quan đến các yếu tố khác ảnh hưởng đến sức khỏe, chẳng hạn như chế độ ăn uống hoặc tình trạng kinh tế xã hội.
Nhiều biến số
Lĩnh vực nghiên cứu vi nhựa đã phát triển mạnh mẽ trong thập kỷ qua. Năm 2014, chỉ có 20 bài báo với từ khóa “vi nhựa” được công bố trên cơ sở dữ liệu Scopus của Elsevier. Đến năm 2024, con số này đã lên gần 6.000. Viện Y tế Quốc gia Hoa Kỳ (NIH) chỉ mới cấp khoản tài trợ đầu tiên có chứa từ “vi nhựa” vào năm 2018. Kể từ đó, tổ chức này đã tài trợ hơn 45 dự án nghiên cứu vi nhựa.
Nhưng dù nguồn tài trợ ngày càng tăng và sự quan tâm ngày càng lớn, các nhà nghiên cứu vẫn đang phát triển phương pháp phân tích. Sự bùng nổ này rất thú vị, theo Phoebe Stapleton, nhà độc chất học tại Đại học Rutgers ở Piscataway, New Jersey, người nghiên cứu tác động của nhựa trong thai kỳ. Tuy nhiên, điều này cũng có nghĩa là mỗi nhóm nghiên cứu đang sử dụng các phương pháp khác nhau để phát hiện và phân loại vi nhựa, và vẫn chưa có nhiều nghiên cứu đánh giá mức độ tin cậy hay tính chính xác của từng phương pháp.
Sự thiếu tiêu chuẩn hóa này khiến việc so sánh trực tiếp kết quả giữa các nhóm nghiên cứu khác nhau trở nên khó khăn, theo Eliseo Castillo, nhà miễn dịch học tại Đại học New Mexico ở Albuquerque, người nghiên cứu tác động của vi nhựa đối với hệ tiêu hóa và hệ miễn dịch.
Ví dụ, nhiều nghiên cứu sử dụng vi nhựa nguyên chất — chẳng hạn như các hạt hình cầu nhỏ — vốn không phản ánh sự đa dạng của vi nhựa trong môi trường tự nhiên. Một số nhà nghiên cứu lập luận rằng đây là loại vi nhựa sẵn có và dễ tiêu chuẩn hóa nhất để nghiên cứu, trong khi những người khác cho rằng đây là sự lãng phí tiền bạc vì chúng quá khác biệt so với những gì con người tiếp xúc thực tế. Campen nhận xét rằng các nhà nghiên cứu thường bảo vệ lĩnh vực của mình một cách quyết liệt, điều này có thể cản trở việc tìm kiếm dữ liệu mang tính kết luận.
Có rất nhiều biến số trong vi nhựa, bao gồm kích thước, hình dạng và thành phần hóa học. Nhiều loại được phủ một hoặc nhiều trong số hơn 10.000 chất phụ gia hóa học để làm cho chúng linh hoạt hơn, chống cháy hoặc dễ phân hủy hơn. Hơn nữa, vi nhựa có thể ảnh hưởng đến từng cơ quan hoặc loại tế bào theo những cách khác nhau. Ví dụ, một mảnh vi nhựa sắc nhọn có thể gây tổn thương nghiêm trọng trong môi trường phổi hơn là trong cổ họng.
Liều lượng cũng quan trọng, cũng như cách vi nhựa xâm nhập vào cơ thể, theo Alison Elder, nhà độc chất học chuyên về đường hô hấp tại Trung tâm Y tế Đại học Rochester ở New York. Bà cho biết đường hô hấp là mối quan ngại lớn, vì nếu vi nhựa hít vào có thể đi sâu vào phổi và gây phản ứng viêm (inflammatory reaction), tác động xấu đến sức khỏe.
Từ vi mô đến nano
Những hạt nhựa nhỏ nhất khi hít vào và nuốt phải là mối quan tâm đặc biệt, theo Stephanie Wright, nhà độc học môi trường tại Đại học Hoàng gia London. Các hạt có đường kính dưới 1 micromet được gọi là nhựa nano (một số người cho rằng giới hạn nên nhỏ hơn, khoảng 0,1 micromet). Tùy theo đường đi vào cơ thể (ingestion route), một số dữ liệu cho thấy nhiều hạt lớn hơn kích thước này có thể đi qua hệ tiêu hóa và bị đào thải. Tuy nhiên, nhựa nano có thể bị các tế bào hấp thụ, và cơ thể không có cơ chế sẵn có để tiêu hóa hoặc loại bỏ chúng.
Stapleton và đồng nghiệp đã phát hiện rằng trong thời kỳ mang thai, nhau thai không thể ngăn chặn các hạt nano ở chuột cống, và nhựa nano có thể đi từ mẹ sang thai nhi — nhanh chóng phân tán vào các mô của bào thai. Stapleton cho rằng cần phải hiểu rõ các hạt này đang làm gì ở đó, đặc biệt vì chúng chiếm một lượng không gian không cân xứng trong cơ thể thai nhi so với ở người trưởng thành.
Các nhà khoa học có rất ít câu trả lời về nhựa nano do thiếu công cụ để quan sát và phân tích các hạt nhỏ như vậy. Với hầu hết các phương pháp hiển vi, “bạn không thể nhìn thấy các hạt nhỏ hơn khoảng 250 nanomet,” Elder nói — trong khi đây lại là kích thước quan trọng cần nghiên cứu để định lượng lượng tích tụ trong mô.
Với nhiều biến số cần xem xét, rất dễ bị sa lầy, Wagner nhận định. Nhưng “chúng ta cần những cách tiếp cận thông minh hơn” để nhanh chóng thu thập bằng chứng, chẳng hạn bằng cách phân nhóm các loại nhựa và chất phụ gia dựa trên cấu trúc của chúng để dự đoán tác động đến sức khỏe.
Để phát triển các cách tiếp cận này, cần có sự hợp tác chặt chẽ giữa các nhóm nghiên cứu, điều mà cho đến nay vẫn chưa được thực hiện rộng rãi, Elder cho biết. Bà là nhà khoa học tại Trung tâm Vi nhựa và Sức khỏe Con người trong Môi trường Biến đổi, nơi chuyên nghiên cứu cách vi nhựa di chuyển trong hệ sinh thái Ngũ Đại Hồ của Mỹ (US Great Lakes ecosystem). Các nhà thủy văn đang hợp tác với chuyên gia khí dung và nhà vật lý để tìm hiểu liệu con người tiếp xúc với các hạt vi nhựa nhiều hơn qua nước hay không khí ven hồ. Bà nói, “Chúng ta cần tăng cường hợp tác liên ngành và đào tạo lực lượng nghiên cứu.”
Những quyết định quan trọng
Sự thiếu hụt dữ liệu khiến các nhà nghiên cứu khó truyền đạt nguy cơ tiềm ẩn của vi nhựa tới công chúng và các nhà hoạch định chính sách. Đây là một tình huống quen thuộc: từ lâu, các nhà khoa học đã phải đưa ra khuyến nghị dựa trên dữ liệu chưa hoàn chỉnh về các vấn đề như ô nhiễm không khí hay hút thuốc lá.
Tuy nhiên, làn sóng quan tâm và lo ngại về vi nhựa đang thúc đẩy các nhà nghiên cứu tìm kiếm câu trả lời khẩn cấp. “Khi mọi người hỏi tôi rằng họ nên làm gì với vi nhựa, tôi cảm thấy mình cần phải có câu trả lời nào đó,” Stapleton nói. “Mọi người thực sự quan tâm.”
Thời gian không còn nhiều: trên toàn cầu, khoảng 400 triệu tấn nhựa được sản xuất mỗi năm, và con số này dự kiến sẽ hơn gấp đôi vào năm 2050. Ngay cả khi toàn bộ hoạt động sản xuất nhựa bị dừng lại ngay lập tức, số lượng nhựa hiện có trong các bãi rác và môi trường — ước tính khoảng 5 tỷ tấn — vẫn sẽ tiếp tục phân hủy thành vi nhựa vô thời hạn. Wagner cho rằng cần phải kiểm soát con số này trước khi nó tăng thêm.
Năm nay là một thời điểm quan trọng đối với quản lý nhựa toàn cầu: trong hai năm qua, các quốc gia trên thế giới đã đàm phán về một hiệp ước nhựa do Chương trình Môi trường Liên Hợp Quốc dẫn đầu tại Nairobi. Hiệp ước này nhằm chấm dứt ô nhiễm nhựa và có thể đặt giới hạn (place a cap) đối với sản lượng nhựa toàn cầu, từ đó làm chậm quá trình rò rỉ vi nhựa vào môi trường. Các cuộc đàm phán vẫn chưa đạt được hiệp ước cuối cùng, nhưng các đại biểu dự kiến sẽ họp lại trong năm nay.
Vi nhựa chỉ là một phần nhỏ trong nỗ lực toàn cầu này, nhưng sự cấp bách của vấn đề đã khiến một số nhà nghiên cứu công khai kêu gọi các chính sách giảm ô nhiễm nhựa. Wagner, người nghiên cứu tác động của nhựa đối với tế bào con người, cho biết ông đã chuyển phần lớn sự tập trung sang nhóm mà ông đồng sáng lập, có tên Liên minh Các nhà khoa học vì một Hiệp ước Nhựa Hiệu quả. Nhóm này đang vận động cho một hiệp ước đầy tham vọng nhằm giảm đáng kể ô nhiễm nhựa.
“Chúng ta đang ở thời điểm lịch sử, nơi có thể đạt được một hiệp ước hiệu quả. Một số người trong chúng tôi đã nói rằng ‘Bây giờ là lúc cần tập trung vào việc này, thay vì chỉ viết báo cáo và xin tài trợ,’” Wagner nói. Ông lo ngại rằng nếu đàm phán thất bại, sẽ rất khó để đưa các quốc gia trở lại bàn đàm phán trong nhiều thập kỷ tới. “Chúng ta đã có quá đủ bằng chứng để hành động,” ông khẳng định.
Giọng Campen trầm xuống khi ông nghĩ về những hệ lụy nếu không có hành động gì. “Điều này rất thực tế. Chúng tôi muốn tiếp tục nghiên cứu về vấn đề này, nhưng thật đáng sợ khi nghĩ rằng nồng độ vi nhựa trong não của tôi sẽ tăng thêm vài phần trăm trước khi chúng ta có câu trả lời.”
Ảnh minh họa về vi nhựa trong não. Ảnh: Ibrahim Rayintakath
