Các nhà khoa học từ Ohio báo cáo rằng phần tử nano hiện đang được được thêm vào mỹ phẩm, kem chống nắng, và rất nhiều loài sản phẩm chăm sóc sắc đẹp có thể có hại cho môi trường.
Báo cáo của họ là một phần của hội nghị bao gồm hàng chục bài báo tại cuộc họp lần thứ 237 của Hiệp hội Y tế Hoa Kỳ, nơi các nhà khoa học bàn luận về những tác động đối với môi trường và sức khỏe con người của công nghệ nano. Hàng trăm sản phẩm sử dụng những phần tử nhỏ bé này – 1/5000 đường kính một sợi tóc – đã được bán trên thị trường. Với nhiều sản phẩm khác đang chuẩn bị ra mắt, các nhà khoa học đang nỗ lực tìm cách tránh những tác động không mong muốn đối với sức khỏe và môi trường này.
Nghiên cứu của Tiến sĩ Cyndee Gruden, và Olga Mileyeva-Biebesheimer tập trụng vào phần tử nano titan dioxit (nano-TiO2) được phát hiện thấy trong mỹ phẩm, kem chống nắng và các loại sản phẩm chăm sóc sắc đẹp khác. Những phần tử này được thêm vào trong sản phẩm vì khả năng chặn tia cực tím trong ánh sáng mặt trời. Tuy nhiên việc sử dụng quá nhiều có thể gây lão hóa da sớm hoặc ung thư da.
Gruden, thuộc Đại học Toledo, giải thích rằng những phần tử bị trôi xuống các cống rãnh sau khi những người sử dụng tắm, và tập trung ở những nơi xử lý rác thải của thành phố. Từ đó, chúng có thể xâm nhập vào hồ, sông và các nguồn nước khác nơi các vi sinh vật đóng vai trò quan trọng trong việc giữ gìn môi trường trong lành.
Gruden đặt ra câu hỏi: “Khi những phần tử này vào sông hồ, điều gì xảy ra. Liệu chúng có xâm nhập vào sinh vật? Có thể chúng sẽ tiêu diệt sinh vật đó – hoặc không làm gì cả. Đó là những câu hỏi quan trọng để xác định tác động của phần tử nano đối với môi trường. Hiện giờ, chúng tôi vẫn chứa biết rõ câu trả lời”.
Gruden nghiên cứu khả năng sống sót của vi khuẩn Escherichia coli (E. coli) khi tiếp xúc với nhiều lượng nano-TiO2 khác nhau trong phòng thí nghiệm. Đáng ngạc nhiên, bà phát hiện sự sụt giảm mạnh trong tỷ lệ sống sót của những mẫu tiếp xúc với nồng độ phần tử nano thấp trong ít hơn một giờ đồng hồ. Bà nhận xét: “Tác động quá nhanh này đã làm tôi sửng sốt”. Phát hiện này mở ra cánh cửa cho những nghiên cứu trong tương lai, bao gồm những nghiên cứu xác định liệu những tác động đó có xuất hiện trong môi trường tự nhiên hay không.
Phương pháp xác định tổn thương từ phần tử nano của Gruden là sử dụng huỳnh quang để nhận biết khi màng tế bào ở vi khuẩn bị tổn thương. Khi màng –một phần quan trọng của vi khuẩn – bị tổn thương, các tế bào sẽ phát màu đỏ nhạt. “Phương pháp dựa trên huỳnh quang cho phép chúng ta có được kết quả nhanh hơn, và có thể với độ nhạy cao hơn”, bà cho biết, thêm vào rằng phương pháp này có thể đẩy nhanh những nỗ lực tìm hiểu ngưỡng khi phần tử nano trở nên độc hại đối với vi khuẩn.
| Hình ảnh phóng đại của E.coli khi được tiếp xúc với nồng độ phần tử nano titan đioxit thấp. Những tế bào với màng bị tổn thương có màu đỏ. (Ảnh: Đại học Toledo) |
Trong nghiên cứu thứ hai về tính độc hại của phần tử nano tại Cuộc họp của ACS, các nhà khoa ohcj từ Utah đã mô tả sự phát triển của một thiết bị cảm biến sinh học mới, nháy như một đèn hiệu khi phát hiện phần tử nano trong môi trường.
Anne Anderson và các động nghiệp tại Đại học bang Utah và Đại học Utah đã đưa gen vào một dòng Pseudomonas putida (P. putida) – một loại vi khuẩn đất có lợi – để nó phát ra ánh sáng khi tiếp xúc với phần tử nano của kim loại nặng. Vi khuẩn phát sáng rõ khi ở trạng thái bình thường. Khi tiếp xúc với những chất độc hại, ánh sáng sẽ mờ đi.
“Tính vượt trội của thiết bị cảm ứng sinh học này đó là chúng ta có kết quả rất nhanh, và chúng ta có thể có được câu trả lời khi các vắng mặt các yếu tố ràng buộc khác”, Anderson nhấn mạnh rằng những phương pháp thông thường đo sự phát triển của tế bào vi khuẩn có thể cần đến hai ngày. “Chỉ trong nháy mắt, bạn có thể quan sát thấy những gì đang xảy ra”.
Nhóm nghiên cứu của Anderson phát hiện rằng P. putida không thể chịu được phần tử nano bạc oxit, đồng oxit và kẽm oxit. Độ độc hại xuất hiện ở mức độ thấp nhất là microgram trên một lít. Tỷ lệ này tương đương với 2 đến 3 giọt nước trong bể bơi kích thước Olympic. Aderson cảnh báo rằng, đó là mối đe dọa đối với đời sống dưới nước. “Nếu bạn nhìn vào mức độ nguy cơ của đồng đối với cá và các sinh vật nước khác do Cơ quan bảo vệ môi trường quy định, thì chúng ta đang ở mức độ độc hại”.
Có rất nhiều tranh luận trong cộng đồng khoa học về tính độc hại của phần tử nano. Một số nhà khoa học tin rằng phần tử nano trong môi trường sẽ kết hợp với phù sa và các chất hữu cơ khác, làm giảm đáng kể tính độc hại của chúng. Anderson cho biết: “Chúng tôi vẫn chưa biết điều này đúng hay không”. Các thành viên khác của nhóm nghiên cứu Utah hiện đang nghiên cứu vấn đề này.
Mặc dù công chúng là những người chịu trách nhiệm cuối cùng trong việc hiểu rõ những nguy cơ của các sản phẩm, Gruden cho biết, nhưng khoa học đóng vai trò quan trọng trong việc cảnh báo những nguy cơ có thể. Bà nhận định: “Công việc của người làm khoa học là thực hiện những nghiên cứu tốt và để kết quả tự nói lên mọi điều. Cho đến giờ, vẫn chưa rõ liệu lợi ích của công nghệ nano có lớn hơn nguy cơ liên quan đến môi trường và sức khỏe hay không”.