Vi nhựa

Vi nhựa là các mảnh nhựa có chiều dài nhỏ hơn , theo định nghĩa của Cơ quan quản lý Đại dương và Khí quyển quốc gia Hoa Kỳ và Cơ quan Hóa chất châu Âu. Các nhà nghiên cứu tại Cục Bảo vệ Môi sinh Hoa Kỳ định nghĩa vi hạt nhựa là các hạt nhựa có kích thước từ 5 milimét (mm), tương đương với đầu tẩy của một cây bút chì, đến 1 nanomét (nm). Một sợi tóc có chiều ngang khoảng 80.000 nanomét.

Vi hạt nhựa gây ô nhiễm khi chúng xâm nhập vào các hệ sinh thái tự nhiên từ nhiều nguồn khác nhau, trong đó có mỹ phẩm, quần áo, hoạt động xây dựng, bao bì thực phẩm và các quá trình công nghiệp.

Thuật ngữ vi hạt nhựa được sử dụng để phân biệt chúng với các rác thải nhựa lớn hơn. Hiện có hai loại vi hạt nhựa được công nhận. vi hạt nhựa sơ cấp bao gồm bất cứ mảnh hoặc hạt nhựa nào vốn đã có kích thước từ 5,0 mm trở xuống từ trước khi chúng đi vào môi trường, bao gồm vi sợi trong quần áo, vi hạt nhựa, kim tuyến nhựa và viên nhựa. vi hạt nhựa thứ cấp có nguồn gốc từ sự phân rã của các sản phẩm nhựa lớn hơn thông qua các quá trình bào mòn tự nhiên sau khi chúng đi vào môi trường. Ví dụ cho nguồn sản sinh vi hạt nhựa thứ cấp bao gồm chai nước, túi nhựa, hộp đựng thức ăn, túi lọc trà và hao mòn lốp xe.

Cả hai loại vi hạt nhựa này đều được công nhận là tồn tại trong môi trường ở mức cao, đặc biệt là các hệ sinh thái biển và thủy sinh, nơi chúng gây ô nhiễm nước. 

35% lượng vi hạt nhựa trong các đại dương có nguồn gốc từ vải và quần áo, chủ yếu từ sự hao mòn của quần áo có chất liệu polyester, acrylic hoặc nylon, thường xảy ra khi chúng được giặt. vi hạt nhựa cũng tích tụ trong không khí và các hệ sinh thái trên cạn. vi hạt nhựa trong không khí đã được phát hiện trong khí quyển, cũng như ở trong nhà và ngoài trời. 

Nhựa phân hủy rất chậm (thường trong khoảng thời gian từ hàng trăm đến hàng nghìn năm), nên vi hạt nhựa dễ xâm nhập qua đường tiêu hóa và tích tụ trong cơ thể và mô của nhiều sinh vật. Hóa chất độc hại có nguồn gốc từ cả các đại dương và dòng nước chảy trên cạn cũng có thể khuếch đại sinh học khi di chuyển trong chuỗi thức ăn. Trên cạn, vi hạt nhựa đã được chứng minh là làm giảm khả năng sinh tồn của các hệ sinh thái đất. Tính đến năm 2023, vòng đời và sự dịch chuyển của vi hạt nhựa trong môi trường vẫn chưa được hiểu rõ.

vi hạt nhựa có thể trở thành các hạt siêu vi hạt nhựa nhỏ hơn thông qua các quá trình phong hóa hóa học, phân rã cơ học, và thậm chí là cả quá trình tiêu hóa của động vật. Siêu vi hạt nhựa có kích thước nhỏ hơn 1 µm (1 micromét hay 1000 nm) và không thể nhìn thấy được bằng mắt thường.

Nguồn gốc
Một lượng lớn vi hạt nhựa có nguồn gốc từ vải, lốp xe và bụi đô thị, mà cụ thể là hơn 80% tổng lượng vi hạt nhựa trong các đại dương và trong môi trường. vi hạt nhựa cũng là một loại vật chất dạng hạt đã được phát hiện là tồn tại phổ biến trong không khí.

Sơn có vẻ là nguồn sản sinh vi hạt nhựa lớn nhất ra các đại dương và nguồn nước (1,9 tấn/năm), hơn tất cả các nguồn khác như sợi vải và bụi lốp xe.

Sự tồn tại của vi hạt nhựa trong môi trường thường được xác định qua các hoạt động nghiên cứu môi trường thủy sinh, bao gồm việc lấy mẫu sinh vật phù du, phân tích trầm tích cát và bùn, quan sát sự nuốt vi hạt nhựa ở động vật có xương sống và không xương sống, cũng như đánh giá sự tương tác giữa các hóa chất gây ô nhiễm. Các phương pháp này cho thấy vi hạt nhựa trong môi trường có nguồn gốc từ nhiều nguồn khác nhau.

vi hạt nhựa có thể chiếm tới 30% khối lượng đảo rác Thái Bình Dương hiện đang gây ô nhiễm cho các đại dương. Ở nhiều nước phát triển, vi hạt nhựa gây ô nhiễm nhựa trong môi trường biển nhiều hơn so với các mảnh nhựa lớn, theo một báo cáo năm 2017 của IUCN.

Lượng vi hạt nhựa trôi nổi trong các đại dương là một nguồn sản sinh kim loại nặng lớn. Màu sắc của nhựa thường được tạo nên bằng cách sử dụng các kim loại nặng (hoặc hợp chất của chúng) như chromi, magiê, cobalt, đồng, kẽm, zirconi, molybden, bạc, thiếc, praseodymi, neodymi, erbi, wolfram, iridi, vàng, chì và urani.

Quần áo
Các nghiên cứu đã cho thấy nhiều loại sợi tổng hợp, chẳng hạn như polyester, nylon, acrylics và spandex, có thể rụng ra từ quần áo và tồn tại dai dẳng trong môi trường. Mỗi chiếc quần áo trong một mẻ giặt có thể rụng ra hơn 1.900 sợi vi hạt nhựa, trong đó polar fleece là loại vải sản sinh nhiều sợi nhất, hơn 170% so với các loại vải khác. Một mẻ giặt có khối lượng  có thể thải ra hơn 700.000 sợi vải trong mỗi lần giặt.

Các nhà sản xuất máy giặt cũng đã nghiên cứu xem liệu lưới lọc trong máy giặt có thể giảm thiểu lượng vi sợi mà các nhà máy xử lý nước thải phải xử lý hay không.

Các vi sợi này đã được phát hiện là tồn tại trong chuỗi thức ăn từ động vật phù du đến các loài động vật lớn hơn như cá voi. Loại sợi phổ biến nhất trong toàn bộ ngành công nghiệp dệt may là polyester, một lựa chọn thay thế có giá thành rẻ và dễ sản xuất cho vải cotton. Tuy nhiên, các loại sợi này là một nguồn sản sinh vi hạt nhựa rất lớn ra các hệ sinh thái trên cạn, trên không và dưới biển. Trung bình, quá trình giặt khiến quần áo mất đi hơn 100 sợi vải trên mỗi lít nước. Điều này đã được cho thấy là có mối liên hệ với những tác động đến sức khỏe có thể được gây ra bởi các monomer, thuốc nhuộm phân tán, mordant và chất hóa dẻo được giải phóng trong quá trình sản xuất. Sự tồn tại của các loại sợi này trong các hộ dân cư đã được cho thấy là chiếm 33% tổng lượng sợi trong các môi trường trong nhà.

Nghiên cứu đã được tiến hành để xác định lượng sợi vải mà con người tiếp xúc trong cả các điều kiện trong nhà và ngoài trời. Theo đó, nồng độ ở môi trường trong nhà là 1,0–60,0 sợi/m3, còn ở ngoài trời thì thấp hơn nhiều (0,3–1,5 sợi/m3). Trong nhà, mỗi ngày có 1,586–11,130 sợi được thải ra trên mỗi m3, nghĩa là trong mỗi mg bụi có khoảng 190-670 sợi. Mối lo ngại lớn nhất có thể được rút ra từ những con số này là các ảnh hưởng tiêu cực đến sức khỏe với trẻ em và người cao tuổi.

Hộp đựng và bao bì
Hộp đựng nhựa có thể thải ra vi hạt nhựa và siêu vi hạt nhựa vào thức ăn và nước uống.

Nước đóng chai
Theo một nghiên cứu, vi hạt nhựa được tìm thấy trong 93% sản phẩm nước đóng chai của 11 nhãn hiệu khác nhau. Trung bình, các nhà nghiên cứu tìm thấy 325 hạt vi hạt nhựa trong mỗi lít nước. Trong đó, các sản phẩm của Nestlé Pure Life và Gerolsteiner chứa lượng vi hạt nhựa cao nhất, lần lượt ở mức 930 và 807 hạt vi hạt nhựa trên một lít. Các sản phẩm của San Pellegrino thì cho thấy nồng độ vi hạt nhựa thấp nhất. So với nước máy, nước đóng chai chứa gấp đôi lượng vi hạt nhựa. Một nghiên cứu đo được nồng độ vi hạt nhựa là 240.000 mảnh trên mỗi lít nước: 10% trong số đó có đường kính từ 5 mm đến 1 μm, 90% còn lại có đường kính dưới 1 μm.

Một phần lượng vi hạt nhựa này nhiều khả năng đến từ quá trình đóng chai và đóng gói, và cũng có thể từ quá trình lọc nước.

Bình sữa trẻ em

Năm 2020, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng ở 48 khu vực, bình sữa trẻ em làm bằng polypropylen, khi được sử dụng theo cách thức phổ biến, khiến mỗi trẻ sơ sinh tiếp xúc với từ 14.600 đến 4.550.000 hạt nhựa mỗi ngày. Chất lỏng càng có nhiệt độ cao thì càng nhiều vi hạt nhựa được thải ra và điều này cũng đúng với các sản phẩm polypropylene khác như hộp đựng cơm. Một điều bất ngờ là núm vú làm bằng cao su silicon của các bình sữa này, sau nhiều lần được khử trùng bằng nước sôi, bị hao mòn theo thời gian và thải ra các vi hạt và siêu vi hạt cao su silicon, theo một nghiên cứu vào năm 2021. Các nhà nghiên cứu ước tính rằng việc sử dụng các núm vú giả như vậy trong vòng một năm khiến trẻ nuốt vào cơ thể hơn 660.000 hạt nhựa.

Sản phẩm nhựa dùng một lần

Các sản phẩm nhựa dùng một lần phổ biến, chẳng hạn như cốc nhựa và thậm chí là cốc cà phê giấy được tráng một lớp nhựa mỏng ở bên trong, thải ra hàng nghìn tỉ hạt nano vi hạt nhựa trên mỗi lít chất lỏng trong quá trình sử dụng. Các sản phẩm nhựa dùng một lần đi vào các môi trường nước and "[l]ocal and statewide policies that reduce single-use plastics were identified as effective legislative actions that
communities can take to address plastic pollution".

Xây dựng

Nhựa được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp xây dựng. Các hoạt động sửa chữa, xây dựng, các dự án cầu đường và việc sử dụng công cụ điện sản sinh ra bụi vi hạt nhựa trong không khí.

Các loại vật liệu chứa polyvinyl chloride (PVC), polycacbonat, polypropylen và acrylic có thể phân hủy từ từ và thải ra vi hạt nhựa. Trong quá trình xây dựng, các hộp đựng và giấy bọc nhựa dùng một lần được vứt đi, làm gia tăng lượng rác thải. Các loại nhựa này khó tái chế và thường được tập kết ở các bãi rác, nơi chúng phân hủy theo thời gian và có thể gây rò rỉ vi hạt nhựa vào lòng đất hoặc phát tán vi hạt nhựa vào không khí. Sự hao mòn của vật liệu xây dựng cũng sản sinh ra bụi vi hạt nhựa trong không khí.

Khoảng 20% tổng lượng nhựa và 70% tổng lượng polyvinyl chloride (PVC) được sản xuất trên toàn thế giới mỗi năm được sử dụng trong ngành công nghiệp xây dựng. Quy mô sản xuất và sử dụng nhựa được dự báo là sẽ trở nên ngày càng lớn. "Ở châu Âu, khoảng 20% tổng lượng nhựa được sản xuất được sử dụng trong lĩnh vực xây dựng, bao gồm nhiều loại nhựa, rác thải và vật liệu siêu nhỏ."

Ngành công nghiệp mỹ phẩm
Một số công ty sản xuất mỹ phẩm đã thay thế các thành phần tẩy da chết tự nhiên bằng vi hạt nhựa, thường là dưới dạng "vi hạt nhựa". Các sản phẩm này thường được chế tạo từ polyethylen, một thành phần phổ biến của nhựa, hoặc cũng có thể từ polypropylen, polyethylene terephthalate (PET) và nylon. Chúng thường được tìm thấy trong sữa rửa mặt, xà phòng và các sản phẩm chăm sóc cá nhân khác. Ngay sau khi được sử dụng, các vi hạt nhựa này thường được xả vào hệ thống nước thải. Do kích thước của chúng, các công đoạn xử lý ban đầu ở các nhà máy xử lý nước thải không thể giữ lại toàn bộ lượng vi hạt nhựa này và để lọt một phần ra các sông và biển. Trung bình, các nhà máy xử lý nước thải chỉ loại bỏ được từ 95–99,9% tổng số vi hạt nhựa và để lọt trung bình từ 0–7 vi hạt nhựa trên mỗi lít nước mà chúng xả ra. Mỗi ngày, các nhà máy xử lý nước thải trên toàn thế giới xả ra 160 nghìn tỉ lít nước, đồng nghĩa với việc khoảng 8 nghìn tỉ vi hạt nhựa đi vào các nguồn nước. Con số này chưa tính đến việc bùn thải, một sản phẩm của quá trình xử lý nước thải được cho thấy là vẫn chứa vi hạt nhựa, được tái sử dụng làm phân bón.

Mặc dù nhiều công ty đã cam kết chấm dứt việc sử dụng vi hạt nhựa trong các sản phẩm của mình, vẫn có ít nhất 80 sản phẩm tẩy da chết có thành phần chính là vi hạt nhựa đang được bán. Điều này tạo ra 80 tấn vi hạt nhựa mỗi năm chỉ tính riêng ở Vương quốc Anh và không chỉ ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường hoang dã và chuỗi thức ăn mà còn làm tăng nồng độ các chất độc hại, bởi vi hạt nhựa đã được chứng minh là hấp thụ các hóa chất nguy hiểm như thuốc trừ sâu và hydrocarbon thơm đa vòng. Theo một đề xuất hạn chế của Cơ quan Hóa chất châu Âu (ECHA) cũng như các báo cáo của Chương trình Môi trường Liên Hợp Quốc (UNEP) và TAUW, có hơn 500 thành phần chứa vi hạt nhựa đang được sử dụng phổ biến trong mỹ phẩm và các sản phẩm chăm sóc cá nhân.

Ngay cả khi các sản phẩm mỹ phẩm không còn chứa vi hạt nhựa, vẫn có các sản phẩm khác chứa nhựa gây hại. Chẳng hạn, ô nhiễm acrylate copolymer khiến nguồn nước và động vật nhiễm độc tố. Khi được dùng để sản xuất các sản phầm dùng trên cơ thể, acrylate copolymer cũng có thể sinh ra styren monomer, các chất làm tăng nguy cơ ung thư ở người. Các quốc gia đã cấm sử dụng vi hạt nhưa như New Zealand thường bỏ qua các loại polymer khác cũng độc hại với con người và môi trường không kém, chẳng hạn như acrylate copolymer.

Sau khi Hoa Kỳ thông qua Đạo luật nguồn nước không vi hạt nhưa vào năm 2015, việc sử dụng vi hạt nhựa trong kem đánh răng và các mỹ phẩm được xả trôi trong quá trình sử dụng đã bị chấm dứt ở đây. Tuy nhiên, từ năm 2015, nhiều ngành công nghiệp đã chuyển sang sử dụng kim tuyến nhựa mạ kim loại được FDA thông qua làm thành phần tạo ma sát.

Ngành công nghiệp đánh cá
Các hoạt động câu cá giải trí và đánh cá, tàu biển và các ngành công nghiệp trên biển đều sản sinh ra rác thải nhựa có khả năng trực tiếp đi vào môi trường biển, từ đó gây nguy hại đến hệ sinh vật. Rác thải biển thường thấy trên các bãi biển cũng có nguồn gốc từ việc vật chất được các dòng hải lưu đánh dạt vào bờ. Các thiết bị đánh cá, bao gồm dây câu nhựa và lưới đánh cá nylon, là một dạng rác thải nhựa có nguồn gốc từ biển. Sau khi bị vứt bỏ hoặc đánh mất, chúng thường nổi và trôi dạt ở các độ sau khác nhau trong lòng các đại dương. Nhiều quốc gia đã ghi nhận rằng vi hạt nhựa xuất phát từ ngành công nghiệp này cũng như các nguồn khác đã và đang tích tụ trong nhiều loại hải sản. Tại Indonesia, 55% tất cả loài cá được cho thấy là chứa rác thải biển trong cơ thể. Tương tự như vậy, con số này là 67% tại Bắc Mỹ. Tuy nhiên, phần lớn rác thải biển ở Indonesia là nhựa, còn ở Bắc Mỹ, phần lớn rác thải biển là sợi tổng hợp trong quần áo và một số loại lưới đánh cá. Việc cá bị nhiễm vi hạt nhựa có thể khiển vi hạt nhựa và các hóa chất có trong chúng tích tụ sinh học trong chuỗi thức ăn.

Một nghiên cứu đã phân tích một hóa chất có nguồn gốc từ nhựa đó là PBDE trong dạ dày của loài chim Puffinus tenuirostris. Nghiên cứu cho thấy cơ thể của một phần tư cá thể chim chứa các hợp chất brom hóa mạnh không tồn tại một cách tự nhiên trong các con mồi của chúng. PBDE xuất hiện trong cơ thể chúng thông qua lượng nhựa được tìm thấy trong dạ dày của chúng. Như vậy, không chỉ có nhựa là đang di chuyển qua chuổi thức ăn mà các hóa chất chứa trong chúng cũng vậy.

Ngành công nghiệp sản xuất
Quá trình sản xuất các sản phẩm nhựa sử dụng các vật liệu dạng hạt và viên nhựa cây nhỏ làm nguyên liệu thô. Tại Mỹ, sản lượng viên nhựa đã tăng từ 2,9 triệu viên vào năm 1960 lên 21,7 viên vào năm 1987. Vào năm 2019, 369 triệu tấn nhựa đã được sản xuất trên toàn thế giới, trong đó châu Á chiếm 51%. Trung Quốc, nước sản xuất nhựa lớn nhất thế giới, chiếm 31%. Các nguyên liệu thô này có thể rò rỉ ra môi trường trong quá trình vận chuyển bằng đường bộ hoặc đường biển, được sử dụng không đúng cách làm vật liệu đóng gói, hoặc được đổ thẳng ra từ các nhà máy, và qua đó đi vào các hệ sinh thái thủy sinh. Một cuộc đánh giá chất lượng nước bằng lưới lọc 80 μm ở Thụy Điển cho thấy nồng độ vi hạt nhựa 150–2.400 hạt trên mỗi m3; ở một bến cảng nằm bên cạnh một nhà máy sản xuất nhựa, con số này là 102.000 hạt trên mỗi m3.

Nhiều khu công nghiệp sử dụng nhựa thô làm nguyên liệu thường được đặt ở gần các vùng nước. Nếu bị tràn ra ngoài, các vật liệu này có thể đi vào môi trường xung quanh và làm ô nhiễm nguồn nước. "Gần đây hơn, Operation Cleansweep, một chiến dịch được Hội đồng Hóa học Hoa Kỳ và Hiệp hội Công nghiệp Nhựa phối hợp thực hiện, đặt mục tiêu khuyến khích các ngành công nghiệp cam kết không làm thất thoát viên nhựa trong quá trình hoạt động". Nhìn chung, mới chỉ có rất ít nghiên cứu được thực hiện về các ngành công nghiệp và doanh nghiệp gây ra ô nhiễm vi hạt nhựa.

Thiết bị bảo hộ cá nhân
Kể từ đại dịch COVID-19, việc sử dụng khẩu trang y tế đã tăng mạnh lên khoảng 89 triệu chiếc mỗi năm. Khẩu trang dùng một lần được làm từ các loại polymer như polypropylen, polyurethane, polyacrylonitrile, polystyren, polycacbonat, polyethylen và polyester. Sự gia tăng sản xuất, sử dụng và vứt bỏ khẩu trang đã trở thành một nguy cơ mới với môi trường do lượng rác thải hạt nhựa do các hoạt động này tạo ra. Khi đã phân hủy, khẩu trang dùng một lần có thể phân hủy thành các hạt nhỏ (dưới 5mm) và trở thành một nguồn sản sinh vi hạt nhựa. Mỗi chiếc khẩu trang phẫu thuật có thể thải ra tới 173.000 sợi vải mỗi ngày.

Một báo cáo vào tháng 2 năm 2020 của Oceans Asia, một tổ chức tuyên truyền và nghiên cứu về ô nhiễm môi trường biển, xác nhận "sự tồn tại của nhiều loại khẩu trang khác nhau trong một vùng biển ở Hồng Kông".

Nhà máy xử lý nước thải
Các nhà máy xử lý nước thải loại bỏ chất độc hại khỏi nước thải, chủ yếu từ các hộ dân cư, thông qua nhiều quá trình vật lý, hóa học và sinh học khác nhau. Phần lớn các nhà máy xử lý ở các nước phát triển, nước thải trải qua hai quá trình xử lý sơ cấp và thứ cấp. Ở giai đoạn xử lý sơ cấp, dầu, cát và các chất rắn lớn khác được loại bỏ thông qua các quá trình vật lý sử dụng lưới lọc, bể gạn và bể lắng. Ở giai đoạn xử lý thứ cấp, vật chất hữu cơ được phân hủy thông qua các quá trình sinh học sử dụng vi khuẩn và động vật nguyên sinh. Giai đoạn này thường sử dụng các công nghệ như bùn hoạt tính, lọc nhỏ giọt và đất ngập nước nhân tạo. Giai đoạn xử lý thứ ba không bắt buộc có thể bao gồm các quá trình loại bỏ chất dinh dưỡng (nitơ và phốt pho) và tẩy uế.

vi hạt nhựa đã được phát hiện trong cả hai giai đoạn xử lý sơ cấp và thứ cấp của các nhà máy xử lý nước thải. Một nghiên cứu ước tính rằng vi hạt nhựa đang bị thải ngược lại ra môi trường với nồng độ một hạt nhựa trên mỗi lít ở hiệu suất lọc khoảng 99,9%. Một nghiên cứu vào năm 2016 cho thấy thực ra hầu hết vi hạt nhựa được loại bỏ trong giai đoạn xử lý sơ cấp sử dụng các kỹ thuật gạn chất rắn và lắng bùn. Khi các cơ sở xử lý nước thải này vận hành đúng tiêu chuẩn, lượng vi hạt nhựa mà chúng thải ra các đại dương và môi trường nước là không quá lớn. Nhiều nghiên cứu cho thấy mặc dù các nhà máy xử lý nước thải rõ ràng làm giảm lượng vi hạt nhựa thải ra các nguồn nước, chúng không thể loại bỏ hoàn toàn chất gây ô nhiễm này bằng công nghệ hiện tại.

Ở một số quốc gia, bùn thải được dùng làm phân bón. Điều này khiến nhựa trong bùn thải tiếp xúc với thời tiết, ánh sáng mặt trời và các yếu tố sinh học, từ đó phân rã thành các mảnh nhỏ. vi hạt nhựa từ các chất rắn sinh học này thường chảy xuống cống thoát nước và cuối cùng đổ ra các vùng nước. Bên cạnh đó, một số nghiên cứu cho thấy các quá trình lọc ở một số nhà máy xử lý chất thải vẫn để lọt vi hạt nhựa. Theo một nghiên cứu của Vương quốc Anh, mẫu thử được lấy từ các địa điểm tập kết bùn thải trên bờ biển của sáu châu lục cho thấy bình quân mỗi lít bùn thải chứa một hạt vi hạt nhựa. Một lượng lớn các hạt này có nguồn gốc từ sợi vải được thải ra từ máy giặt quần áo.

Vận tải

Lốp xe ô tô và xe tải

Sự hao mòn của lốp xe là một nguồn sản sinh vi hạt nhựa đáng kể. Theo ước tính, tại Đan Mạch, nguồn này thải ra môi trường từ  vi hạt nhựa mỗi năm. vi hạt nhựa thứ cấp (ví dụ như từ lốp xe ô tô và xe tải hay giày dép) gây tác động lớn hơn vi hạt nhựa sơ cấp gấp hàng trăm lần. Nghiên cứu này không tính đến vi hạt nhựa được sự sản sinh từ sự phân hủy của các sản phẩm nhựa lớn hơn.

Theo ước tính, lượng phát thải bình quân đầu người rơi vào khoảng từ 0,23 đến 4,7 kg/năm và mức trung bình trên toàn cầu là 0,81 kg/năm. Lốp xe (đã hao mòn 100%) thải ra lượng vi hạt nhựa cao hơn nhiều so với các nguồn khác như lốp bánh xe máy bay (2%), cỏ nhân tạo (đã hao mòn 12–50%), phanh xe (đã hao mòn 8%) và vạch kẻ đường (đã hao mòn 5%). Trong trường hợp của vạch kẻ đường, khảo sát thực địa cho thấy chúng được bảo vệ bởi một lớp hạt thủy tinh và chỉ sản sinh ra lượng vi hạt nhựa từ 0,1 đến 4,3 g/người/năm, tương đương với khoảng 0,7% tổng lượng vi hạt nhựa thứ cấp; con số này đồng nhất với một số ước tính về phát thải vi hạt nhựa. Dung lượng và cách thức phát thải phụ thuộc vào loại đường sá hoặc hệ thống nước thải. Trong tổng lượng nhựa đổ ra các đại dương trên toàn cầu, hao mòn lốp xe được ước tính là đóng góp từ 5–10%. Bên cạnh đó, 3–7% vật chất dạng hạt (PM2.5) trong không khí cũng được ước tính là chứa chất ô nhiễm bắt nguồn từ hao mòn lốp xe. Điều này có thể là một phần của gánh nặng sức khỏe toàn cầu do ô nhiễm không khí gây ra, được Tổ chức Y tế Thế giới ước tính là 3 triệu ca tử vong trong năm 2012. Chất gây ô nhiễm từ sự hao mòn của lốp xe cũng đi vào chuỗi thức ăn, nhưng các nguy cơ đối với sức khỏe con người vẫn cần được nghiên cứu thêm.

Vận chuyển hàng hóa
Vận chuyển hàng hóa là một nguồn gây ô nhiễm môi trường biển lớn. Số liệu cho thấy vào năm 1970, tàu chở hàng thương mại trên khắp thế giới đổ hơn 23.000 tấn rác thải nhựa xuống biển. Năm 1988, một thỏa thuận quốc tế (MARPOL 73/78, Phụ lục V) đã cấm việc đổ rác thải từ tàu thuyền ra môi trường biển. Tại Hoa Kỳ, đạo luật nghiên cứu và kiểm soát ô nhiễm nhựa trong môi trường biển năm 1987 cấm việc thải nhựa ra biển, kể cả từ các tàu hải quân. Tuy nhiên, vận chuyển hàng hóa vẫn tạo ra lượng ô nhiễm nhựa lớn, mà cụ thể là khoảng 6,5 triệu tấn trong đầu thập niên 1990s. Nghiên cứu cho thấy khoảng 10% lượng nhựa trên các bãi biển ở Hawaii là các viên nhựa. Trong một sự cố xảy ra vào ngày 24 tháng 7 năm 2012, 150 tấn hạt nhựa và các vật liệu nhựa thô khác bị tràn ra khỏi một tàu chở hàng ở ngoài khơi Hồng Kông sau một cơn bão lớn. Lượng rác thải này, có nguồn gốc từ doanh nghiệp Trung Quốc Sinopec, được ghi nhận là đã trôi dạt với khối lượng lớn vào các bãi biển. Các nhà nghiên cứu phỏng đoán rằng các sự cố có quy mô nhỏ hơn cũng đã và đang xảy ra, từ đó làm trầm trọng hơn tình trạng ô nhiễm vi hạt nhựa trong môi trường biển.

Ảnh hưởng đến môi trường
Năm 2008, một hội thảo nghiên cứu quốc tế được tổ chức ở Đại học Washington tại Tacoma đã kết luận rằng vi hạt nhựa là một vấn đề đối với môi trường biển, dựa trên việc sự tồn tại của chúng đã được ghi nhận, chúng sẽ tồn tại trong thời gian dài, nhiều khả năng chúng sẽ tiếp tục tích tụ trong tương lại, và sinh vật biển đã được tìm thấy là nuốt chúng vào cơ thể.

Theo một bài đánh giá tổng quan các bằng chứng khoa học được Cơ chế Cố vấn Khoa học của Hội đồng châu Âu công bố vào năm 2019, vi hạt nhựa tồn tại trong mọi bộ phận của môi trường. Tuy vẫn chưa có bằng chứng nào cho thấy ô nhiễm vi hạt nhựa gây ra các nguy cơ sinh thái trên diện rộng, có khả năng điều đó sẽ xảy ra trong vòng một thế kỷ tới nếu tình trạng ô nhiễm tiếp diễn ở tốc độ như hiện tại.

Tính đến năm 2020, vi hạt nhựa đã đươc tìm thấy trong các hệ thống nước ngọt bao gồm đầm lầy, suối, ao, hồ và sông ở châu Âu, Bắc Mỹ, Nam Mỹ, châu Á và Úc. Các mẫu thí nghiệm được lấy từ 29 chi lưu của Ngũ Đại Hồ ở sáu tiểu bang của Hoa Kỳ đều được phát hiện là chứa các hạt nhựa, trong đó 98% là vi hạt nhựa có kích thước từ 0,355mm đến 4,75mm. Tương tự, vi hạt nhựa cũng được tìm thấy trên các vùng núi cao ở những địa điểm cách xa nơi sản sinh ra chúng.

Các cuộc khảo sát trầm tích đáy đại dương ở Trung Quốc vào năm 2020 cho thấy sự tồn tại của nhựa ở các lớp lắng đọng được hình thành sớm hơn nhiều so với thời diểm nhựa được phát minh, làm dấy lên nghi ngờ rằng những ước tính về vi hạt nhựa dựa trên việc khảo sát mặt biển là thấp hơn so với thực tế.

Tháng 9 năm 2021, Bão Larry đã đổ xuống Newfoundland, Canada 113.000 hạt nhựa/m2/ngày khi nó đang ở cường độ đỉnh điểm. Các phân tích cho thấy lượng vi hạt nhựa này có thể xuất phát từ biển bởi cơn bão đã đi qua đảo rác nằm trên vòng hải lưu Bắc Đại Tây Dương.

Đến năm 2023, số lượng nghiên cứu về ô nhiễm vi hạt nhựa đã tăng lên nhanh chóng, trong đó các môi trường biển và cửa sông được nghiên cứu nhiều nhất. Các nhà nghiên cứu đã kêu gọi sự chia sẻ dữ liệu cởi mở hơn để tạo điều kiện cho việc xây dựng những giải pháp hiệu quả.

Hậu quả của sự phân hủy và ô nhiễm nhựa trong dài hạn nhìn chung chưa được quan tâm đúng mức. Lượng nhựa khổng lồ tồn tại trong môi trường, sau quá trình phân rã và giải phóng các hợp chất độc hại kéo dài hàng năm trời, được gọi là khoản nợ chất độc.

Sinh vật biển và nước ngọt
Với kích thước nhỏ hơn 5 mm, các hạt vi hạt nhựa có thể tiếp cận với mọi loài động vật. Chúng xâm nhập vào chuỗi thức ăn khi lọt vào mô của các loài động vật ở bậc dinh dưỡng thấp nhất thông qua đường tiêu hóa hoặc hô hấp. Việc các hạt này có thể tích tụ sinh học trong cơ thể động vật được chứng minh lần đầu tiên trong điều kiện thí nghiệm bằng cách cho chúng tiếp xúc với nồng độ vi hạt nhựa cao trong khoảng thời gian dài, khiến các hạt này tích tụ trong dạ dày và mang của chúng lần lượt thông qua đường tiêu hoá và đường hô hấp. vi hạt nhựa đã được tìm thấy trong ống tiêu hóa của nhiều loài giun đốt, chẳng hạn như các loài giun cát. Tương tự, nhiều loài giáp xác, chẳng hạn như cua xanh châu Âu, cũng đã được phát hiện là bị nhiễm vi hạt nhựa ở cả đường hô hấp và tiêu hóa. vi hạt nhựa, bị các loài cá nhầm tưởng là thức ăn, có thể gây tắc nghẽn đường tiêu hóa và gửi tín hiệu ăn no sai đến não bộ của chúng. Tuy nhiên, một nghiên cứu được tiến hành vào năm 2021 cho thấy cá nuốt phải vi hạt nhựa một cách vô ý thay vì có chủ ý. Trường hợp tích tụ sinh học vi hạt nhựa và siêu vi hạt nhựa đầu tiên được ghi nhận trên động vật hoang dã là trong niêm mạc da của cá hồi. Nguyên nhân của việc này được cho là sự giống nhau giữa siêu vi hạt nhựa và lớp vỏ ngoài của những con virus thường bị niêm mạc cá hồi giữ lại. Phát hiện này xảy ra một cách hoàn toàn tình cờ, bởi đội ngũ nghiên cứu vốn phát triển một quy trình tách phân tử chi tiết dành cho các thành phần của da cá với mục đích chính là phân tách chitin từ động vật có xương sống.

Một nghiên cứu được thực hiện trên đường bờ biển của Argentina ở khu vực cửa sông Rio de la Plata phát hiện sự tồn tại của vi hạt nhựa trong ruột của 11 loài cá nước ngọt ven biển. 11 loài cá này đại diện cho bốn tập tính kiếm ăn khác nhau: ăn mùn bã, ăn sinh vật phù du, ăn tạp và ăn cá. Đây là một trong số ít nghiên cứu từng được tiến hành cho thấy việc các sinh vật nước ngọt nuốt phải vi hạt nhựa.

vi hạt nhựa có thể mất tới 14 ngày để đi qua hệ tiêu hóa của động vật (so với thời gian tiêu hóa thức ăn bình thường là 2 ngày). Tuy nhiên, nếu mắc vào mang của chúng, các hạt nhựa sẽ không được loại bỏ hoàn toàn. Khi động vật chứa vi hạt nhựa bị kẻ săn mồi ăn thịt, vi hạt nhựa di chuyển lên các bậc dinh dưỡng cao hơn trong chuỗi thức ăn. Ví dụ, các nhà khoa học đã phát hiện sự tích tụ nhựa trong dạ dày của cá đèn lồng, một loài cá ăn lọc nhỏ đóng vai trò là nguồn thức ăn chính của các loại cá được đánh bắt thương mại như cá ngừ và cá kiếm. vi hạt nhựa cũng hấp thụ các hóa chất gây ô nhiễm có thể xâm nhập vào mô của động vật. Các loài động vật nhỏ có nguy cơ tiêu thụ ít thức ăn hơn vì nhầm tưởng rằng mình đã no từ việc nuốt vi hạt nhựa, từ đó chết vì đói hoặc các vết thương do vi hạt nhựa gây ra trong cơ thể.

Động vật phù du đang nuốt các hạt vi hạt nhựa (1,7–30,6 μm) và thải ra chất thải rắn nhiễm vi hạt nhựa. Bên cạnh đó, vi hạt nhựa cũng bám vào phần phụ và bộ xương ngoài của động vật phù du. Động vật phù du, cũng như các sinh vật biển khác, nuốt vi hạt nhựa vì chúng phát ra những tín hiệu hóa học giống với thực vật phù du, mà nổi bật là dimethyl sulfide. Các loại nhựa như polyethylen mật độ cao (HDPE), polyethylen mật độ thấp (LDPE) và polypropylen (PP) có mùi dimethyl sulfide. Chúng thường được tìm thấy trong túi nhựa, hộp đựng thức ăn và nắp chai lọ. Sợi nhựa màu xanh và đỏ cũng đã được tìm thấy trong các sinh vật phù du và trên tảo biển.

Động vật ăn đáy, chẳng hạn như các loài hải sâm ở vùng đáy nước có tập tính ăn các mảnh vụn rơi xuống đáy biển một cách không chọn lọc, nuốt vào cơ thể một lượng lớn trầm tích. Bốn loài hải sâm (Thyonella gemmate, Holothuria floridana, H. grisea và Cucumaria frondosa) đã được cho thấy là nuốt phải lượng mảnh nhựa PVC lớn gấp từ 2 đến 20 lần và lượng mảnh sợi nylon lớn gấp từ 2 đến 138 lần (lên tới 517 sợi trên mỗi cá thế) so với lượng hạt cát mà chúng nuốt. Các kết quả này cho thấy các cá thể động vật có khả năng đang nuốt hạt nhựa một cách chọn lọc. Điều này trái ngược với tập tính kiếm ăn không chọn lọc của hải sâm, và có thể xảy ra ở tất cả các loài động vật vốn được xem là kiếm ăn không chọn lọc khi chúng tiếp xúc với vi hạt nhựa.

Động vật thân mềm hai mảnh vỏ, đóng vai trò là các loài ăn lọc quan trọng trong môi trường thủy sinh, cũng đã được phát hiện là nuốt vi hạt nhựa và siêu vi hạt nhựa vào cơ thể. Khi tiếp xúc với vi hạt nhựa, khả năng lọc của chúng giảm đi. Điều này dẫn đến một loại các hiệu ứng dây chuyền, chẳng hạn như nhiễm độc hệ miễn dịch và hệ thần kinh. Suy giảm chức năng miễn dịch xảy ra do thực bào và gen NF-κB giảm hoạt động. Suy giảm chức năng thần kinh xảy ra do ChE và các enzyme điều hòa chất dẫn truyền thần bị ức chế. Khi tiếp xúc với vi hạt nhựa, động vật hai mảnh vỏ cũng bị ứng kích oxy hóa, làm giảm khả năng thải độc của cơ thể, từ đó gây thương tổn tới ADN. Giao tử và ấu trùng của các loài động vật này cũng chịu tác động tiêu cực khi tiếp xúc với vi hạt nhựa. Nguy cơ chậm phát triển và dị dạng bẩm sinh tăng lên, còn tỷ lệ thụ tinh thì giảm đi. Trong môi trường thí nghiệm, khi động vật thân mềm hai mảnh vỏ tiếp xúc với vi hạt nhựa và các chất gây ô nhiễm khác như chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy, thủy ngân và hydrocarbon, ảnh hưởng độc hại được cho thấy là trở nên trầm trọng hơn.

Không chỉ cá và sinh vật di chuyển tự do mới có thể nuốt phải vi hạt nhựa. Một số loài san hô như Pocillopora verrucosa và các loài san hô cứng cũng đã được phát hiện là có thể nuốt vi hạt nhựa. Ảnh hưởng của việc này vẫn chưa được nghiên cứu, nhưng san hô rất dễ bị căng thẳng và tẩy trắng. Khi san hô tiếp xúc với vi hạt nhựa trong điều kiện thí nghiệm, vi hạt nhựa được cho thấy là bám vào thành của san hô. Điều này có thể gây hại cho san hô bởi chúng không chịu được việc trầm tích hay vật chất dạng hạt nhỏ bám vào thành của mình và sẽ cố gắng loại bỏ dị vật cách tiết mủ. Việc này buộc chúng tiêu tốn năng lượng và làm tăng nguy cơ tử vong.

Năm 2017, các nhà sinh học biển phát hiện ra rằng ba phần tư số cỏ biển ở rạn san hô vòng Turneffe ngoài khơi Belize bị dính các sợi, mảnh và hạt vi hạt nhựa. Các mảnh nhựa được bao bọc bởi ngoại ký sinh trùng vô hại (các sinh vật có tập tính bám vào cỏ biển). Cỏ biển là một phần của hệ sinh thái rạn san hô và là thức ăn của cá mó, một loài cá được con người tiêu thụ. Đây "có thể là lần đầu tiên vi hạt nhựa được phát hiện trên các loài thực vật có mạch thủy sinh... [và] lần thứ hai vi hạt nhựa được phát hiện trên các loài thực vật thủy sinh."

Năm 2023, một nghiên cứu cho thấy tiếp xúc với vi hạt nhựa làm suy giảm chức năng nhận thức ở cua ẩn sĩ và có thể gây ảnh hưởng đến khả năng sinh tồn của chúng.

Vi sinh vật, các hệ sinh thái đất và thực vật trên cạn
vi hạt nhựa có thể gây ảnh hưởng đến hệ sinh thái đất và làm chậm quá trình phát triển của các loài thực vật trên cạn bởi chúng làm tăng sự hấp thu các kim loại năng như cadmi. vi hạt nhựa cũng có thể làm giảm trọng lượng cơ thể của giun đất.

Các vi sinh vật cũng sống trên bề mặt của vi hạt nhựa và có thể hình thành trên đó một lớp màng sinh học. Theo một nghiên cứu được thực hiện vào năm 2019, những lớp màng như vậy có cấu trúc đặc biệt và là một môi trường cho các loài vi khuẩn khác nhau cùng sinh trưởng, từ đó làm lây lan các mầm bệnh và gen kháng thuốc kháng sinh thông qua chuyển gen ngang. Sau đó, các mầm bệnh này có thể di chuyển nhanh chóng qua đường thủy từ nơi sinh ra chúng đến một địa điểm khác chưa từng có sự tồn tại của chúng, qua đó làm lây lan dịch bệnh.
vi hạt nhựa được lo ngại là có thể làm trung gian lan truyền các gen và vi khuẩn kháng thuốc kháng sinh. Các loài vi khuẩn quan trọng trong y học như Eggerthella chứa lượng vi hạt nhựa ven sông cao gấp ba lần so với nước sông.

Động vật
Năm 2019, lần đầu tiên vi hạt nhựa được phát hiện trong dạ dày của động vật thân mềm mà cụ thể là loài Triturus carnifex, cho thấy vi hạt nhựa đang trở thành một mối đe dọa ngay cả ở các môi trường có độ cao đáng kể so với mực nước biển. vi hạt nhựa cũng đã được tìm thấy trên các loài chim Turdus merula và Turdus philomelos, cho thấy chúng tồn tại khắp nơi trong các môi trường trên cạn.

Năm 2023, plasticosis, một bệnh lý mới do nhựa gây ra, được phát hiện ở các loài chim biển bị sẹo hóa đường tiêu hóa sau khi nuốt phải rác thải nhựa. "Khi chim nuốt phải các mảnh nhựa nhỏ, [...] đường tiêu hóa của chúng sẽ bị viêm. Theo thời gian, tình trạng viêm kéo dài khiến các mô hình thành sẹo và bị biến dạng, gây ảnh hưởng đến khả năng tiêu hóa, phát triển và sinh tồn."

Chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy và chất ô nhiễm hữu cơ mới
Thông qua quá trình hấp phụ, hạt nhựa có thể hấp thụ ở nồng độ cao và vận chuyển trên bề mặt của chúng các hợp chất hữu cơ tổng hợp (chẳng hạn như các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy và chất ô nhiễm hữu cơ mới) tồn tại phổ biến trong môi trường và nước biển. Do đó, vi hạt nhựa có thể đóng vai trò là trung gian đưa POP từ môi trường vào các sinh vật, một hiện tượng được gọi là hiệu ứng con ngựa thành Troia. Một số nghiên cứu gần đây cũng cho thấy vi hạt nhựa có khả năng hấp thụ các hóa chất hữu cơ mới như dược phẩm và sản phẩm chăm sóc cá nhân. Khả năng hấp thụ phụ thuộc vào ma trận nước, độ pH, cường độ ion và độ tuổi của vi hạt nhựa.

Các chất phụ gia được sử dụng trong quá trình sản xuất nhựa có thể rò rỉ ra ngoài khi ở trong cơ thể một sinh vật và gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến sinh vật đó. Tình trạng rối loạn nội tiết do các chất này gây ra có thể ảnh hưởng đến sức khỏe sinh sản của cả người và động vật hoang dã.

Sức khỏe con người 

Ở thời điểm năm 2009, lượng vi hạt nhựa trung bình mà một người nuốt phải được xem là an toàn với sức khỏe. Tuy nhiên, một số đối tượng đôi khi sẽ vượt quá mức này; ảnh hưởng của việc này, nếu có, không được biết đến. Đến năm 2010, việc con người hấp thụ và giữ lại vi hạt nhựa trong cơ thể ở mức độ bao nhiêu sau khi tiếp xúc với chúng qua không khí, nước và thực phẩm ở cuối chuỗi thức ăn vẫn chưa được hiểu rõ. Đến năm 2018, vẫn chưa rõ vi hạt nhựa có tích tụ trong cơ thể người không và ở mức độ nào nếu có. 
Theo một bài đánh giá tổng quan các bằng chứng khoa học được Cơ chế Cố vấn Khoa học của Hội đồng châu Âu công bố vào năm 2019, chưa có nhiều thông tin về các nguy cơ mà siêu vi hạt nhựa và vi hạt nhựa có thể gây ra cho sức khoẻ con người, và số ít thông tin hiện có có độ chắc chắn không cao. Các hạn chế lớn nhất là chất lượng hoặc phương pháp nghiên cứu của các nghiên cứu từng được tiến hành. Bài đánh giá kết luận rằng "chúng ta cần hiểu rõ cách thức gây nhiễm độc của [siêu vi hạt nhựa (< 0,1 mm) và vi hạt nhựa] ở các kích thước, hình dạng và chủng loại khác nhau thì mới có thể đưa ra kết luận chính xác về nguy cơ 'thực sự' đối với sức khoẻ con người".
Cũng trong năm 2019, các nhà khoa học ước tính rằng hàng năm, trung bình mỗi người nuốt phải từ 39.000 đến 52.000 hạt nhựa, tùy vào độ tuổi và giới tính.

Năm 2020, một nghiên cứu cho thấy lượng vi hạt nhựa mà con người nuốt vào qua thức ăn có thể chỉ chiếm một tỷ trọng nhỏ, và con người tiếp xúc với vi hạt nhựa qua bụi trong nhà nhiều hơn qua việc ăn trai.
Tính đến năm 2022 và 2023, lượng vi hạt nhựa lọt vào cơ thể người từ môi trường, cũng như những nguy cơ mà chúng có thể gây ra với sức khỏe vẫn chưa được xác định rõ. Lĩnh vực nghiên cứu này gặp nhiều khó khăn bởi khoảng thời gian từ thời điểm tiếp xúc với chất gây ô nhiễm đến khi các ảnh hưởng tới sức khỏe trở nên rõ ràng có thể là rất dài.

Ô nhiễm vi hạt nhựa đã được cho thấy là có liên hệ với nhiều vấn đề sức khỏe nghiêm trọng ở người, trong đó có bệnh đường hô hấp và tình trạng viêm, nhưng chưa rõ liệu vi hạt nhựa có phải là nguyên nhân hay không.

Chú thích

Ô nhiễm nước