Nguy cơ rủi ro cho hệ sinh thái dưới nước do dư lượng kháng sinh và sản phẩm chăm sóc cá nhân
Ngoài vi nhựa, dư lượng thuốc bảo vệ thực vật và chất thải sinh hoạt chưa qua xử lý, nhiều hệ sinh thái nước ngọt châu Á đang phải đối mặt với nguy cơ rủi ro do sự phát thải thuốc kháng sinh và sản phẩm chăm sóc cá nhân vào nước mặt, theo một công bố của một nhóm nghiên cứu quốc tế gồm các nhà nghiên cứu Việt Nam, Ấn Độ, Indonesia và Nhật Bản.
Một hiện trạng đáng lo ngại
Việc phát hiện dư lượng nhiều loại thuốc và sản phẩm chăm sóc cá nhân (PPCPs) – các loại mỹ phâm chăm sóc da, các sản phẩm làm sạch như dầu gội đầu, sữa tắm, sữa rửa mặt, kem đánh răng, các loại kem chống nắng, nước hoa… – trong môi trường nước ngọt trên toàn thế giới làm dấy lên lo ngại về những hệ quả tiềm năng cho các hệ sinh thái dướ nước và sức khỏe con người. Vì PPCPs thường được được đưa vào vào môi trường nước thông qua việc xả thải từ các nhà máy xử lý nước thải (WWTPs), các sinh vật sống dưới nước đều có nguy cơ bị phơi nhiễm các hóa chất trong suốt vòng đời của chúng. Thậm chí, vô số loại PPCPs đã được dò thấy trong các sinh vật cư ngụ ở các dòng sông chịu nhiều tác động của nước thải sinh hoạt.
Ngày nay, các loại thuốc được thiết kế để tương tác với các phân tử cụ thể được hướng đích trong các cơ thể sinh vật đích (ví dụ như người hoặc vật nuôi). Vì các phân tử đích của nhiều loại thuốc được bảo toàn đối với vô số loài trong thế giới động vật nên các thành phần thuốc có thể tác động hiệu quả ngày đối với những loài nằm ngoài mục tiêu ban đầu của thuốc. Trên thực tế, phần lớn các phòng thí nghiệm nghiên cứu về cá đã phát hiện ra thuốc kháng viêm không steroid (NSAID) làm thay đổi mô ở màng, gan và thận và các loại thuốc thích thích thần kinh làm thay đổi hành vi của cá.
Ở nhiều quốc gia đang phát triển ở châu Á, tình trạng ô nhiễm nước trầm trọng do PPCPs xuất phát từ việc các hệ thống thoát nước không đầy đủ. Ví dụ, các nồng độ kháng sinh trong nước mặt ở nhiều quốc gia ở mức cao hơn nhiều so với các quốc gia phát triển. Ở Ấn Độ, người ta đã tìm thấy nồng độ rất cao của thuốc kháng sinh ciprofloxacin – điều trị nhiều bệnh nhiễm khuẩn như: nhiễm khuẩn đường hô hấp, đường tiết niệu, sinh dục – trong nước thải của một nhà máy xử lý nước thải khi tiếp nhận nước thải từ 90 nhà máy dược phẩm.
Sự hiện diện của kháng sinh trong môi trường nước ngọt và vai trò tiềm năng của nó trong khuếch đại sự xuất hiện của vi khuẩn kháng kháng sinh trở thành một mối lo ngại lớn. Lượng PPCPs được sử dụng ở Nam Á và Đông Nam Á được dự đoán là sẽ tăng lên, như một hệ quả của sự phát triển kinh tế nhanh chóng, tốc độ tăng trưởng dân số cao và sự lưu hành của các bệnh nhiệt đới.
Nhóm nghiên cứu Việt Nam – Ấn Độ – Indonesia và Nhật Bản nhận thấy, bất chất nguy cơ rủi ro đó, vẫn còn nhiều giới hạn trong dữ liệu về sự tích tụ sinh học của PPCPs trong các sinh vật dưới nước ở châu Á trong khi một số quốc gia như Việt Nam và Indonesia được ghi nhận như điểm nóng đa dạng sinh học với trên 700 đến 1.200 loài cá nước ngọt và số lượng các loài bị đe dọa rất cao. Vì vậy họ thực hiện nghiên cứu với mục đích: i) làm sáng tỏ tình trạng ô nhiễm; ii) đánh giá tích tụ sinh học; và iii) đánh giá nguy cơ tiềm năng của dư lượng PPCP trong nước mặt và cá nước ngọt.
Đánh giá nguy cơ rủi ro sinh thái
Để thực hiện nghiên cứu, các nhà khoa học đã lấy mẫu nước mặt và cá ở Việt Nam – Ấn Độ – Indonesia, trong đó ba địa điểm ở Chennai, năm địa điểm ở Bengaluru, Ấn Độ từ tháng 9/2014 đến tháng 9/2015, bảy địa điểm ở Jakarta, hai địa điểm ở Tangerang, Indonesia vào tháng 1/2015 và một địa điểm ở hồ Yên Sở, Hà Nội, một địa điểm ở sông Đà, Hòa Bình, Việt Nam vào tháng 9/2015 (các loại cá lấy mẫu là cá rô phi, cá mè trắng, cá trắm cỏ, cá trôi đen, cá trê, cá chép).
Họ hướng đến 43 loại thuốc và sản phẩm chăm sóc cá nhân được sử dụng phổ biến ở các quốc gia này, trong đó bốn loại thuốc kháng viêm, ba loại thuốc chống mỡ máu, 11 loại thuốc kích thích thần kinh, ba loại thuốc kháng histamine chống dị ứng, ba loại hạ huyết áp, một loại giảm ngứa do côn trùng cắn, giảm đau do bỏng nhẹ, trầy xước da, một thuốc chống đông máu, 10 loại kháng sinh, hai kháng vi sinh, và bốn loại chất bảo quản, một loại tinh dầu chống côn trùng, và các đặc tính lý hóa của chúng.
Họ đã đo đạc dư lượng của 43 loại thuốc và sản phẩm chăm sóc cá nhân trong huyết tương của các mẫu cá cũng như mẫu nước ngọt thu thập được. Thông thường, việc đánh giá rủi ro độc học sinh thái thường có so sánh các nồng độ dự đoán hoặc nồng độ đo đạc với nồng độ không bị ảnh hưởng dự đoán về nước dựa trên dữ liệu độc học sinh thái thu được. Do đó, họ đo đạc các nồng độ trong huyết tương cá và dự đoán nồng độ trong huyết tương từ nồng độ có sẵn trong nước bằng mô hình phân chia máu cá – hóa học nước.
Kết quả phân tích cho thấy các nồng độ cao PPCPs ở sông Vrishabhavathi, hồ Vrishabhavathi, Varthur Kere ở Ấn Độ, và hạ lưu sông Sunter, sông đào Cakung, Indonesia. Trong số các dược chất, thuốc kháng viêm không steroid như NSAIDs diclofenac, mefenamic acid, và ibuprofen đều ở mức cao tại các địa điểm này, ví dụ nồng độ diclofenac, mefenamic acid, và ibuprofen trên sông Vrishabhavathi cao gấp xấp xỉ từ 10 đến 100 lần so với nồng độ trên sông Taff của Anh, sông Elbe của Đức, sông Ebro ở Tây Ban Nha hay thậm chí sông Mankyung Hàn Quốc và nhiều sông ở Thượng Hải, Trung Quốc. Các nhà nghiên cứu lý giải nguyên nhân là do mật độ dân số cao, các nhà máy xử lý nước kém hiệu quả và việc sử dụng thường xuyên thuốc kháng viêm không steroid không chỉ của con người mà còn của gia súc, vật nuôi ở Ấn Độ. Một số loại thuốc kháng sinh khác cũng được phát hiện có nồng độ cao ở các sông hồ Ấn Độ.
Với sản phẩm chăm sóc cá nhân, các loại chất kháng vi sinh như triclosan, chất bảo quản như methyl paraben và propyl paraben, và chất chống côn trùng DEET có nồng độ cao nhất, trong đó nồng độ cực cao của DEET ở nước sông Jakarta. Nguyên nhân có thể là do ở đây thường xuyên sử dụng hóa chất chứa DEET để kiểm soát bệnh do muỗi gây ra như sốt xuất huyết, sốt rét, Zika, sốt vàng da. Nồng độ của DEET ở sông Jakarta cao gấp 10 đến 100 lần so với nồng độ trong nước mặt ở châu Mỹ, châu Âu, Australia, và Nhật Bản. Các nồng độ cao của methyl paraben và propyl paraben trên sông chảy qua những khu vực có mật độ dân số cao ở Bengaluru, Jakarta. Do các loại paraben có thể được các nhà máy xử lý nước thải thông thường và dễ dàng phân hủy sinh học trong môi trường nước nên sự hiện diện của các hợp chất này có thể chỉ dấu nước thải sinh hoạt không được xử lý.
Trong khi đó, tỉ lệ methyl paraben trên carbamazepine được coi như một chỉ thị về nước không qua xử lý đã được thấy trong tất cả các mẫu, nhiều mẫu có tỉ lệ cao hơn so với ở Nhật Bản, chỉ dấu hệ thống xử lý nước thải không hiệu quả và/hoặc nước thải sinh hoạt chưa được xử lý đã được đổ ra sông.
Nồng độ của PPCPs trong huyết tương cá cho thấy mức cao của các thuốc chống dị ứng không steroid ở huyết tương cá trê từ hồ Vrishabhavathi, cho thấy dư lượng của các thuốc này trong nước. Dư lượng thuốc chống tăng lipid máu được phát hiện với nồng độ cao ở huyết tương cá trê ở Ấn Độ, cá rô phi và cá mè ở hồ Yên Sở, cho thấy nồng độ cao của hợp chất này trong nước. Các chất chống côn trùng DEET có nồng độ cao ở huyết tương cá và nước ở hầu hết các địa điểm của Ấn Độ và Indonesia.
Các mức chlorpheniramine trong huyết tương cá rô phi cho thấy nguy cơ rủi ro tiềm năng lớn nhất, sau đó là các chất triclosan, haloperidol, triclocarban, diclofenac, diphenhydramine có thể ảnh hưởng cho các chức năng của cá.
Về nguy cơ rủi ro tiềm năng cho hệ sinh thái dưới nước, các nhà nghiên cứu đã chỉ ra nồng độ sáu loại chất (diclofenac, ibuprofen, carbamazepine, diphenhydramine, triclosan, và propyl paraben), trong đó nguy cơ rủi ro cao là carbamazepine, diclofenac, và triclosan.
Các loài động vật không xương sống ở nước ngọt, bao gồm các loại ốc nước ngọt, ốc sên và nhiều loài sinh vật phù du nhạy cảm với carbamazepine hơn tảo, động vật giáp xác và cá nên có thể các loài này sẽ chịu ảnh hưởng nhiều nhất. Do sự nhạy cảm với sulfamethoxazole và erythromycin theo các bậc rong tảo (nhất là vi khuẩn lam) > động vật giáp xác > cá, những hệ quả xấu của các thuốc kháng sinh lên cộng đồng tảo ở sông hồ Bengaluru và Jakarta rất đáng lo ngại.
Các nhà nghiên cứu cho rằng, kết quả nghiên cứu thêm một bằng chứng quan trọng với việc xây dựng và quản lý các hệ thống nước thải, các nhà máy xử lý nước thải cần được chú trọng nhiều hơn để giảm thiểu nguy cơ ô nhiễm cho môi trường sống.
Anh Hiền
Nguồn: “Pharmaceuticals and personal care products (PPCPs) in surface water and fish from three Asian countries: Species-specific bioaccumulation and potential ecological risks”, xuất bản trên tạp chí Science of The Total Environment.
