Vi nhựa trong đất nông nghiệp: Nhiều câu hỏi cần được trả lời

Việt Nam có nên giám sát tình trạng ô nhiễm vi nhựa trong đất nông nghiệp không? Nếu có thì cần phải làm gì trước tiên?

Một hiện trạng đáng quan tâm 

Có lẽ, cho đến hiện nay, không ai là không biết về chất thải nhựa và vi nhựa. Nghiên cứu gần đây đã làm nổi bật tính phổ biến toàn cầu của chất thải nhựa, các mảnh vụn nhựa, bao gồm các hạt vi nhựa, trên khắp hành tinh. Hầu hết các sản phẩm nhựa được làm từ nhựa không phân hủy, chẳng hạn như polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyvinylchloride (PVC), polystyrene (PS), và polyethylene terephthalate (PET), và polyurethane (PUR) và phải mất hàng trăm năm để những loại nhựa này có thể được phân rã trong môi trường tự nhiên. Quá trình phong hóa khiến chúng trở thành các hạt nhựa siêu nhỏ, vi nhựa với kích thước từ 1μm đến 5 mm. 

Trước đây, chúng ta thường quan tâm đến chất thải nhựa đại dương và vi nhựa trong các dòng chảy. Tuy nhiên trong một vài năm gần đây, nhiều câu hỏi khác tiếp tục dấy lên mà một trong số đó là liệu vi nhựa trong đất, đặc biệt là đất trồng trọt thì sao? Rõ ràng là một khi đã xâm nhập vào đất, sự tích tụ của chúng có thể gây ra một số tác động bất lợi đến môi trường đất và hệ sinh thái. 

Đó là một trong những thôi thúc cộng đồng khoa học trên khắp thế giới nghiên cứu về vi nhựa trong đất, đặc biệt là đất nông nghiệp, để tìm câu trả lời một cách thấu đáo. Các nhà nghiên cứu đã cảnh báo tác động của vi nhựa trong đất, trầm tích khi phát hiện ra ô nhiễm vi nhựa trong đất cao hơn so với ô nhiễm vi nhựa đại dương – ước tính gấp từ bốn đến 23 lần, phụ thuộc vào môi trường. Bởi trên thực tế từ 80 đến 90% vi nhựa từ chất thải nhựa tồn tại trong bùn mà bùn thường được dùng để bón cho các cánh đồng như một dạng phân bón. Điều đó có nghĩa là hàng trăm tấn vi nhựa có mặt trong đất mỗi năm. 

Và họ cũng tìm thấy các câu trả lời ban đầu trên những đồng bằng châu thổ quan trọng ở châu Á, nơi cung cấp một lượng lương thực thực phẩm như lúa gạo cho châu lục này và toàn cầu. Đó là có vi nhựa, bao gồm PS, PP, ethyl vinyl acetate (EVA), PVC, latex, cellulose acetate (CA), acrylonitrile butadiene styrene (ABS), high-density polyethylene (HDPE) và low-density polyethylene (LDPE), có trong đất nông nghiệp ở Bangladesh, với hàm lượng 2,13 × 10⁴ hạt/kg. Điều này cho thấy tình trạng ô nhiễm vi nhựa đã bắt đầu lan rộng trong đất nông nghiệp. Ở Ấn Độ, hạt nhựa rất phổ biến trong lớp phủ thực vật và đất canh tác, xuống đến lớp đất ở sâu tầm 21–30 cm vẫn chiếm 36,9%. Trong các cánh đồng trồng trọt ở Trung Quốc, vi nhựa chủ yếu bao gồm PE và PP có nồng độ 0,54 mg/kg. Hầu hết các vi nhựa này lớn hơn 100 µm, cho thấy sự phổ biến của các mảnh nhựa lớn ở trong đất. 

Châu Phi cũng không ngoại lệ. Tại các điểm nóng trong đất nông nghiệp Tunisia được xác định có nồng độ cao, các phát hiện cho thấy số lượng vi nhựa khác nhau, dao động từ 13,2 ± 0,9 hạt/kg đến 852,2 ± 124,2 hạt/ kg, chủ yếu bao gồm các hạt có kích thước nhỏ (0,22–1,22 μm). Đáng chú ý, polybutylene adipate terephthalate (PBAT) và PE nổi lên là các loại vi nhựa chiếm ưu thế hiện có.

Khi vi nhựa đã xâm nhập vào đất, sự tích tụ của chúng có thể gây ra một số tác động bất lợi đến môi trường đất và hệ sinh thái.

Tuy nhiên, không chỉ các quốc gia đang phát triển mới phải lo ngại về vi nhựa trong đất nông nghiệp. Ở Vương quốc Anh, từ năm 1997 đến năm 2005, có một kết quả đáng ngạc nhiên là ô nhiễm liên quan đến nhựa đã tăng 350%, tiếp theo là mức tăng thêm 183% từ năm 2010 đến năm 2022. Tại sao lại dẫn đến hiện trạng này? Sự tích tụ ô nhiễm nhựa trong các hệ thống nông nghiệp ở Vương quốc Anh tăng theo thời gian và việc sử dụng phân bón nông nghiệp cũng góp phần vào xu hướng này. Mặt khác, trong hệ sinh thái nông nghiệp, rác thải nhựa và lớp phủ nhựa là tác nhân đáng kể dẫn đến sự tích tụ của vi nhựa trong đất. Các nghiên cứu cho thấy sự gia tăng đáng kể về mức độ vi nhựa theo thời gian ở những khu vực thường xuyên áp dụng màng phủ, cụ thể, mức độ trong đất ruộng trong 5, 15 và 24 năm phủ liên tục được xác định 80,3 ± 49,3, 308 ± 138,1 và 1075,6 ± 346,8 hạt/kg. 

Việt Nam là một trong những quốc gia Đông Nam Á có mức tiêu thụ nhựa cao. Vậy tình trạng ô nhiễm vi nhựa trong đất nông nghiệp trên khắp Việt Nam như thế nào? Có rất nhiều nguyên nhân khiến cho đến bây giờ, các nghiên cứu đánh giá rác thải nhựa và vi nhựa trong đất nông nghiệp ở nước ta còn rất hạn chế và rải rác. Ví dụ, một nhóm nghiên cứu ở trường ĐH Tài nguyên và Môi trường và Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam cho thấy mật độ vi nhựa trong đất nông nghiệp dao động từ 1700 hạt/kg đến 38.800 hạt/kg, trung bình là 11716 ±10726 hạt/kg. 

Các nhà khoa học cũng phát hiện thấy vi nhựa ở vùng ngoại thành Hà Nội  với hàm lượng dao động từ 494 ± 292 hạt/kg đến 1031 ± 379 hạt/kg trọng lượng khô. Về hình dạng, các hạt dạng mảnh chiếm phần lớn vi nhựa được tìm thấy trong đất (65% – 86% tổng số vi nhựa). Ngoài ra, 15 loại polyme vi nhựa đã được xác định trong các mẫu đất, trong đó PET là polyme phổ biến nhất với 38%, tiếp theo là nhựa urê-formaldehyd với 15% và nylon với 13%. 

Làm gì để hạn chế vi nhựa?

Có một câu hỏi đặt ra là các mảnh vi nhựa này từ đâu tới? Liệu nguồn gốc của chúng có khác biệt so với các loại vi nhựa trong đất ở các đồng bằng khác trên thế giới không? Nếu nhìn vào kết quả của nhóm nghiên cứu ở trường ĐH Tài nguyên và Môi trường và Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam có thể tiên lượng được một phần: các hạt nhựa màu đen chiếm ưu thế, tiếp theo là màu trắng, tím, đỏ và xanh lam. Về cơ bản, màu sắc của vi nhựa phản ánh nguồn gốc và mức độ phân hủy của chúng trong môi trường. Vi nhựa màu đen thường bắt nguồn từ săm/lốp xe, hoặc màng phủ nông nghiệp bị phong hóa, trong khi màu trắng có thể đến từ bao bì phân bón hoặc túi nhựa. Các hạt màu tím, đỏ và xanh lam có thể liên quan đến sợi vải tổng hợp hay dây thừng. Sự phân bố màu sắc này cho thấy vi nhựa trong đất nông nghiệp có nguồn gốc đa dạng và bị tác động bởi các hoạt động nông nghiệp và sinh hoạt của con người. Tất nhiên, để đi đến một kết luận chính xác về nguồn thì chúng ta vẫn cần tiến hành nghiên cứu cụ thể hơn. 

Hình 1 cho thấy các nguồn chính gây ô nhiễm vi nhựa trong hệ thống đất nông nghiệp. Đánh giá tổng quan trước đây của nhóm tác giả Hoang, et al. trong đất nông nghiệp cho thấy các sản phẩm nhựa được sử dụng rộng rãi trong các hoạt động canh tác (ví dụ: phân bón gốc polyme, sử dụng chất thải rắn và phân hữu cơ, tưới tiêu nước thải và lớp phủ/màng nhựa) và lắng đọng từ khí quyển. Có nhiều công đoạn trong quá trình trồng, chăm sóc và thu hoạch sử dụng các loại vật liệu hoặc sản phẩm làm bằng nhựa. Đồng thời, các loại rác thải nhựa từ các hoạt động con người cũng có thể xâm nhập vào vùng đất canh tác. Do đó, việc gây ra sự ô nhiễm nhựa và vi nhựa trong đất nông nghiệp không thể tránh khỏi. 

Mật độ vi nhựa trong đất nông nghiệp của Việt nam dao động từ 1700 hạt/kg đến 38.800 hạt/kg, trung bình là 11716 ±10726 hạt/kg. 

Vậy ô nhiễm nhựa và vi nhựa trong đất có thể dẫn đến hệ quả gì? Một điều dễ nhận thấy là với chất thải nhựa đều khiến cả động vật và thực vật đều bị ảnh hưởng, ví dụ như các loài động vật đối mặt với nguy cơ nuốt phải hoặc bị mắc kẹt. Bên cạnh đó, nhựa còn có thể phát ra các chất hóa học độc hại, ảnh hưởng đến sinh quyển và con người khi nhựa và chất độc hại xâm nhập vào các chuỗi thức ăn. Với vi nhựa, có thể vấn đề còn lớn hơn nữa bởi nhìn chung với kích thước nhỏ, diện tích bề mặt riêng lớn và đặc tính kỵ nước giúp vi nhựa có khả năng hấp phụ đáng kể đối với nhiều chất gây ô nhiễm khác nhau, bao gồm kháng sinh, thuốc trừ sâu, kim loại nặng, polychlorinated biphenyls (PCBs) và polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs). Vi nhựa trong đất nông nghiệp có thể gây ra những phản ứng đáng kể trong cây trồng, ảnh hưởng đến cả số lượng và chất lượng sản xuất nông nghiệp. Chúng có thể làm tắc nghẽn lỗ chân lông của rễ, làm giảm khả năng hấp thụ chất dinh dưỡng và nước từ đất của cây. Những phát hiện gần đây nhấn mạnh sự hiện diện/xảy ra phổ biến và lâu dài của các mảnh vụn vi nhựa trong hệ sinh thái đất, cùng với những tác động có hại của chúng đối với khả năng sinh sản, tăng trưởng, thói quen ăn uống, tỷ lệ sống sót và phản ứng miễn dịch của sinh vật đất, bao gồm động vật, thực vật/rau củ và hệ vi sinh vật đất như vi khuẩn. Quan trọng nhất, có thể thấy sự tích tụ vi nhựa trong môi trường đất các canh tác nông nghiệp đặt ra thách thức nghiêm trọng đối với đời sống sinh vật, các hệ sinh thái, và sức khỏe con người. 

Ở Việt Nam, những thông số ban đầu về ô nhiễm vi nhựa cho thấy các hoạt động sinh hoạt, công nghiệp và nông nghiệp có thể là nguồn gây gây ô nhiễm. Điều này làm nổi bật nguy cơ ô nhiễm tiềm ẩn có thể ảnh hưởng đến môi trường và gây ra mối đe dọa đối với sức khỏe con người. Với những tác động tiềm ẩn nhưng hệ trọng này, việc khảo sát hiện trạng ô nhiễm, đánh giá rủi ro của chúng càng thêm phần cấp thiết, đặc biệt với các đồng bằng canh tác nông nghiệp quan trọng, trong đó có cả các đồng bằng của Việt Nam.

Việt Nam cần thực hiện các nghiên cứu quan trắc, lập bản đồ phân bố mức độ nhiễm bẩn vi nhựa trong đất nông nghiệp trên phạm vi toàn quốc, đặc biệt ở các điểm nóng và tại các vùng chuyên canh nông nghiệp. 

Rõ ràng, những thông tin về ô nhiễm nhựa ở các diện tích canh tác nông nghiệp Việt Nam vẫn còn quá sơ khởi, không chỉ ở hiện trạng mà còn những thông số quan trọng liên quan để tiến tới trả lời được những câu hỏi bao quát lẫn cụ thể: những nơi nào tích tụ nhiều vi nhựa nhất? sự phân bố của vi nhựa theo không gian và thời gian như thế nào? hàm lượng vi nhựa cao hay thấp so với một số đồng bằng trong và ngoài khu vực Đông Nam Á? nguồn nào là tác nhân ô nhiễm nghiêm trọng nhất? độc chất trong vi nhựa ảnh hưởng đến hệ vi sinh vật đất như thế nào? liệu vi nhựa có ảnh hưởng đến cây trồng không, nếu có thì cơ chế gì? Có vô vàn câu hỏi cần được trả lời và để trả lời được, cần có nhiều nghiên cứu theo cả chiều rộng lẫn chiều sâu.

Tuy nhiên, trước khi đi đến những câu trả lời thấu đáo như mong muốn, trước hết chúng ta cần xây dựng dựng bức tranh toàn diện về mức độ ô nhiễm vi nhựa trong môi trường đất nông nghiệp ở Việt Nam, một mục tiêu mà những bước đi đầu là thực hiện các nghiên cứu quan trắc, lập bản đồ phân bố mức độ nhiễm bẩn vi nhựa trong đất nông nghiệp trên phạm vi toàn quốc, đặc biệt ở các điểm nóng và tại các vùng chuyên canh nông nghiệp. Đó cũng là cơ sở quan trọng để tiến hành các bước đi tiếp theo như xác định nguồn gốc ô nhiễm, dựa vào đặc điểm ở từng địa phương và đánh giá, phân hạng rủi ro của vi nhựa đối với môi trường sinh thái và sức khỏe con người. Chẳng hạn như tập trung xem xét các nguồn phát thải chính từ phân bón, màng phủ nông nghiệp và hiện trạng tưới tiêu nông nghiệp để hiểu rõ hơn cơ chế lan truyền cũng như tác động đến chất lượng đất, cây trồng và các vấn đề rủi ro sức khỏe. Cuối cùng, như một giải pháp rất quan trọng cần phải đề xuất các biện pháp giảm thiểu ô nhiễm và nâng cao nhận thức cộng đồng về chủ đề này.

Có thể thấy, cũng như nhiều quốc gia đang phát triển khác, Việt Nam chưa có hệ thống quản lý rác thải nông nghiệp hiệu quả để thu gom, xử lý lượng lớn rác thải nhựa. Do đó, chất thải nhựa thường xuyên bị vứt bỏ không kiểm soát và cuối cùng tích tụ vào môi trường và các hệ sinh thái. Chất thải nhựa và sự phân hủy thành vi nhựa có nguồn gốc từ các hoạt động sản xuất nông nghiệp ngày càng đáng báo động. Để hạn chế phát thải nhựa và vi nhựa trong đất nông nghiệp, chúng ta có thể quan tâm nhiều hơn đến kiểm soát các nguồn rác thải nhựa tại nguồn, tăng cường nâng cao nhận thức cộng đồng và thay đổi hành vi của người nông dân. Xa hơn, cần thiết các hoạt động đánh giá rủi ro sinh thái và nghiên cứu đề xuất các nhóm giải pháp quản lý, chiến lược phòng ngừa và giảm thiểu phù hợp các địa phương, hướng tới các mục tiêu phát triển bền vững của Liên Hiệp Quốc (SDGs), đặc biệt trong bối cảnh phát triển nông nghiệp bền vững ở Việt Nam.□

* TS. Đại học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh

Bài đăng Tia Sáng số 5/2025