Theo ước tính, một nhà máy xử lý nước thải trung bình phục vụ khoảng 400.000 người có thể thải ra môi trường 2.000.000 hạt vi nhựa mỗi ngày. Những hạt nhựa siêu mịn với chiều dài chưa đến 5mm được tìm thấy trong mỹ phẩm, kem đánh răng, sợi quần áo, thực phẩm, không khí và nước uống. Chúng tác động thế nào lên môi trường và sức khỏe con người?
Nghiên cứu mới đây từ Viện Công nghệ New Jersey (NJIT) cho thấy hạt vi nhựa có thể trở thành “điểm trung chuyển” cho vi khuẩn kháng kháng sinh và mầm bệnh phát triển. Trôi theo cống rãnh gia đình vào nhà máy xử lý nước thải, chúng tích tụ thành một lớp màng sinh học, theo đó, vi khuẩn gây bệnh và chất thải kháng sinh bám vào phát triển.
Theo các kết quả công bố trên Chuyên đề về Vật liệu Nguy hiểm Journal of Hazardous Materials Letters, một số chủng vi khuẩn được tìm thấy trên hạt vi nhựa trong bùn nhà máy xử lý nước thải. Chúng có khả năng kháng kháng sinh lên tới 30 lần.
Mengyan Li, Phó Giáo sư Hóa học và Khoa học Môi Trường tại NJIT cũng là tác giả của nghiên cứu cho biết: “Các nghiên cứu gần đây chú trọng phân tích tác động tiêu cực của chất thải vi nhựa đối với môi trường nước ngọt và đại dương, mà chưa xét đến tác động của chất thải vi nhựa từ các nhà máy xử lý nước thải trong thành phố. Nhà máy xử lý nước thải là nơi tích tụ nhiều loại hóa chất, vi khuẩn kháng kháng sinh và mầm bệnh.Hạt vi nhựa chính là bề mặt thích hợp để những thứ nguy hiểm trên bám vào. Lọt qua quá trình xử lý nước, chất thải vi nhựa gây ra những rủi ro khôn lường cho hệ sinh vật thủy sinh và sức khỏe con người”.
“Hầu hết các nhà máy xử lý nước thải đều không có chức năng tiêu huỷ hạt vi nhựa, chúng sẽ liên tục được thải ra môi trường”, Dung Ngoc Pham, nghiên cứu sinh chương trình tiến sĩ tại NJIT và cũng thuộc nhóm tác giả nghiên cứu chia sẻ: "Mục tiêu của chúng tôi là điều tra xem liệu vi nhựa có phải là môi trường giúp gia tăng hoạt động của vi khuẩn kháng kháng sinh hay không, và nếu có, thì phải tìm hiểu nghiêm túc về sự phát triển của vi sinh vật".
Nhóm nghiên cứu đã thu thập các mẫu bùn từ ba nhà máy xử lý nước thải sinh hoạt ở phía bắc New Jersey, cấy vào hai loại vi nhựa thương mại phổ biến — polyethylene (PE) và polystyrene (PS). Nhóm nghiên cứu kết hợp sử dụng kỹ thuật thí nghiệm theo dõi sự khuếch đại của gen trong thời gian thực (phương pháp phản ứng chuỗi polymerase PCR định lượng) và các kỹ thuật giải trình để theo dỗi quá trình phát triển và thay đổi di truyền của vi khuẩn trên hạt vi nhựa.
Thí nghiệm tìm thấy ba gen của vi khuẩn bám trên chất thải vi nhựa: sul1, sul2 và intI1 là các chất kháng kháng sinh sulfonamides thông thường. Đáng chú ý là khả năng gen sinh trưởng trên màng sinh học vi nhựa lớn gấp 30 lần so với trên màng sinh học cát.
-
- Hình ảnh hiển vi cho thấy màng sinh học hình thành trên hạt vi nhựa polyethylene. Các mũi tên màu trắng chỉ vào màng sinh học. Hình ảnh hiển thị chiều dài 10 μm. Nguồn ảnh: NJIT
Khi nhóm nghiên cứu gia tăng kháng sinh sulfamethoxazole (SMX), họ nhận thấy các gen kháng kháng sinh càng khuếch đại lên 4 đến 5 lần.
"Đương nhiên, sự hiện diện của kháng sinh cũng tăng cường các gen kháng kháng sinh trong vi khuẩn vi nhựa, nhưng có vẻ như vi nhựa cũng là môi trường thu hút các gen kháng kháng sinh này." Pham nói.
Tám loài vi khuẩn khác nhau đã được tìm thấy trên vi nhựa. Đặc biệt trong số đó có hai mầm bệnh liên quan đến nhiễm trùng đường hô hấp: vi khuẩn Raoultella ornithinolytica và vi khuẩn Stenotrophomonas maltophilia bám trên các màng sinh học vi nhựa.
Nhóm nghiên cứu cho biết chủng vi sinh vật phổ biến nhất được tìm thấy là Novosphingobium pokkalii, tác nhân chính trong việc hình thành màng sinh học thu hút các mầm bệnh. Vi khuẩn này sinh sôi nảy nở phá vỡ bề mặt nhựa và mở rộng màng sinh học. Đồng thời, nghiên cứu cũng cho thấy vai trò của gen intI1, một yếu tố di truyền di động cho phép trao đổi các gen kháng kháng sinh giữa các vi khuẩn bám trên vi nhựa.
Li giải thích: “Chúng ta thường coi vi nhựa là những hạt nhỏ, nhưng ở mức cực vi quan, chúng tạo ra bề mặt rất lớn cho vi khuẩn cư trú. Khi những vi nhựa này đi vào nhà máy xử lý nước thải và trộn lẫn với bùn, vi khuẩn như Novosphingobium có thể vô tình bám vào bề mặt vi nhựa và tiết ra các chất ngoại bào giống như keo. Khi các vi khuẩn khác bám vào bề mặt và phát triển, chúng thậm chí có thể hoán đổi DNA với nhau. Đây là cách mà các gen kháng thuốc kháng sinh đang được lan truyền trong cộng đồng".
Pham cho biết thêm: “Chúng tôi có bằng chứng cho thấy vi khuẩn đã phát triển để kháng với các loại kháng sinh khác, bao gồm aminoglycoside, beta-lactam và trimethoprim.
Li cho biết phòng thí nghiệm đang nghiên cứu sâu hơn về vai trò của Novosphingobium trong việc hình thành màng sinh học trên vi nhựa. Nhóm nghiên cứu cũng đang tìm hiểu cách thức vi nhựa mang mầm bệnh có thể vượt qua quy trình xử lý nước, họ nghiên cứu khả năng màng sinh học vi nhựa kháng lại chất khử trùng như tia UV và chlorine trong quá trình xử lý nước thải.
Li cho biết: "Một số bang đang xem xét quy định mới về việc sử dụng vi nhựa trong các sản phẩm tiêu dùng. Qua nghiên cứu này, chúng tôi kêu gọi giới chức nghiên cứu và chính quyền tìm hiểu nghiêm túc về tác động của hạt vi nhựa trong hệ thống xử lý nước thải cũng như phương pháp hiệu quả để loại bỏ hạt vi nhựa trong môi trường thuỷ sinh”.
Nguyễn Hảo
Theo Phys.org
