TiaSang
Chủ nhật, Ngày 29 tháng 11 năm 2020
Khoa học và Công nghệ

Truy tìm tác nhân gây rối loạn nội tiết trong không khí

26/04/2020 07:45 - Thanh Nhàn

Việc lựa chọn một hướng nghiên cứu mới về ô nhiễm không khí trong nhà không chỉ đem lại cho PGS. TS Trần Mạnh Trí (Khoa Hóa học, trường ĐH Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN) những bài báo được nhiều đồng nghiệp quốc tế trích dẫn mà còn khơi gợi những ý tưởng có thể tiếp tục khai thác trong tương lai.


PGS. TS. Trần Mạnh Trí.

Cũng như nhiều nhánh nghiên cứu của lĩnh vực hóa học môi trường, ô nhiễm không khí trở nên sôi động trong những năm trở lại đây với những công bố về những chất có khả năng gây ô nhiễm như các hợp chất vô cơ, các hợp chất hữu cơ khó phân hủy (POPs), hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOCs)… và những rủi ro phơi nhiễm cho người. “Tuy vậy, việc nghiên cứu về các hợp chất hữu cơ mới nổi - những chất phụ gia được áp dụng rất nhiều trong quá trình sản xuất đồ gia dụng, đồ chơi trẻ em bằng nhựa, sản phẩm chăm sóc cá nhân… - lại chưa nhiều”, PGS. TS Trần Mạnh Trí, một nhà nghiên cứu trẻ chuyên ngành hóa phân tích hữu cơ (ĐH Khoa học Tự nhiên - ĐHQGHN), một trong những cái nôi đào tạo hàng đầu của hóa học Việt Nam, lý giải nguyên nhân vì sao lại chọn các hợp chất hữu cơ mới nổi, đặc biệt là nhóm chất phthalate diester, làm đối tượng nghiên cứu. 

Kiên nhẫn bắc từng bậc thang  

Sau những trầy trật nghiên cứu ban đầu, PGS. TS Trần Mạnh Trí nhận thấy, ngay cả trên thế giới, do nghiên cứu về các chất hữu cơ trong không khí chưa nhiều nên chưa có phương pháp phân tích mẫu chuẩn. Đây là khó khăn lớn nhất mà anh phải giải quyết, “nếu các chất vô cơ đã được nghiên cứu từ rất sớm còn với chất hữu cơ thì hơi khác về đối tượng và phương pháp: đối tượng phức tạp hơn bởi vị trí, phân bố của nó trong không khí không ổn định như kim loại dưới dạng ion còn bản thân phương pháp phân tích nó cũng khó và đòi hỏi thực hiện trên những thiết bị khác biệt”. Mặt khác, so với môi trường chất lỏng (nước) hay môi trường chất rắn (đất), không khí là một dạng môi trường mới nên việc thu nhận mẫu và tách chiết chất cần thiết cho nghiên cứu cũng đòi hỏi thiết bị thu nhận, kỹ năng thực hiện khác.

Tuy nhiên, anh cho rằng mình là người may mắn khi có được nền tảng khá vững chắc về phân tích hữu cơ, được xây dựng một cách tuần tự ngay từ những ngày học cao học, làm nghiên cứu sinh đến sau tiến sĩ dưới sự hướng dẫn của giáo sư Nguyễn Đức Huệ (ĐH Khoa học Tự nhiên) và sau là giáo sư Kurunthachalam Kannan (trường Y tế công cộng, ĐH bang New York). Chính nền tảng ấy góp phần đem lại cho anh sự tự tin và hiểu biết để có thể thiết lập một phương pháp phân tích riêng cho các hợp chất hữu cơ này. “Lúc ở Mỹ, tôi đã được hướng dẫn xây dựng một phương pháp phân tích nhưng khi đó, tôi đã cảm thấy hiệu quả của nó chưa được cao. Vì vậy khi về đến trường, tôi đã tối ưu nó, thay đổi một số điều kiện thu mẫu, chiết tách, trong đó có việc thử áp dụng tỷ lệ hệ dung môi mới dichloromethane-hexane vì về nguyên tắc thì dùng dung môi có độ phân cực càng gần với chất mình tách chiết, càng cho kết quả tốt”, anh cho biết.

Mặt khác, anh cũng có một thuận lợi mà ít đồng nghiệp nào có được, đó là kinh nghiệm tích lũy từ quãng thời gian làm việc cho Shimazu, công ty chuyên sản xuất thiết bị thí nghiệm, dụng cụ đo lường và thiết bị y tế của Nhật Bản, “nghĩa là hiểu được chất nào thì phân tích được trên máy nào, các quy trình, phần mềm cài đặt trên thiết bị như thế nào, vì thế ngay cả khi tôi đến phòng thí nghiệm rất hiện đại của giáo sư Kannan ở New York thì cũng không bỡ ngỡ”, PGS. TS Trần Mạnh Trí nói. Đây là lý do vì sao anh có thể căn chỉnh từng chi tiết nhỏ trên máy sắc ký khí ghép nối khổi phổ phân giải cao GC-MS để từng bước chuẩn hóa phương pháp. Quá trình chuẩn hóa “thử và sai” đó kéo dài trong vòng 4 đến 5 tháng, “đôi khi chỉ để xem là cách làm mình chọn, quy trình mình chọn có chuẩn hay không”, anh kể. Tuy vậy, sự kiên nhẫn, tỉ mỉ riêng có của người làm nghề hóa phân tích cộng với sự lạc quan của một người say nghề đã khiến anh cảm thấy “may mắn vì lúc mới bắt tay vào làm, tôi nghĩ là có thể thời gian thu được kết quả khả quan còn lâu hơn, có thể phải mất tới 7, 8 tháng”.

Việc kết hợp rất nhiều yếu tố ấy đã khiến anh và cộng sự hoàn thiện được một phương pháp phân tích tối ưu, không chỉ cho phép phân tích đồng thời 10 nhóm chất phthalate mà còn đem lại kết quả có độ chính xác và độ ổn định cao. "Ví dụ khi thực hiện quy trình phân tích trên máy sắc ký khí thì chỉ cần dựa vào điều kiện nhiệt độ, áp suất dòng khí mang, điều kiện về detector khối phổ… và theo từng bước hướng dẫn là có được kết quả”, anh nói. Vì thế, công trình “Occurrence of phthalate diesters in indoor air from several Northern cities in Vietnam, and its implication for human exposure” của anh và cộng sự dễ được các phản biện của tạp chí Science of the Total Environment chấp nhận đăng, đồng thời sau khi xuất bản đã có rất nhiều nhà nghiên cứu quốc tế áp dụng phương pháp này, không riêng với nhóm chất phthalate mà cả những nhóm chất hữu cơ khác. 

Việc chuẩn hóa được phương pháp không chỉ hỗ trợ những nhà nghiên cứu “hàn lâm” có được cơ sở tốt để có được những kết quả phân tích chính xác mà hơn nữa, “có thể dùng được ở nhiều phòng thí nghiệm thông thường, có thể áp dụng phương pháp của tôi để quan trắc, phân tích các mẫu thương mại, mẫu môi trường nghề nghiệp cho các nhà máy, khu sản xuất… nồng độ phthalate trong không khí chẳng hạn”, PGS. TS Trần Mạnh Trí hào hứng nói về sự khả thi trong ứng dụng phương pháp của mình.

 

Nhận diện nguy cơ ô nhiễm trong các vi môi trường

Khi lựa chọn nhóm chất phthalate, PGS. TS Trần Mạnh Trí đã nghĩ đến việc tìm hiểu sự phân bố của nó trong không khí trong nhà “vì những chất này đều có nguồn gốc là vật dụng trong gia đình, nơi làm việc… như đồ nhựa, sản phẩm chăm sóc cá nhân. Người ta đã tính được có 3% về khối lượng phthalate trong sản phẩm đồ nhựa nên tôi nghĩ là trong quá trình sử dụng thì nó sẽ ‘thôi’ ra môi trường. Trên thế giới, mới có một số quốc gia như Đức, Mỹ… nghiên cứu về phthalate trong không khí, còn ở châu Á cũng như Việt Nam thì chưa có, dù chúng ta sử dụng đồ nhựa rất nhiều”, anh giải thích lý do thôi thúc mình nộp đề xuất lên Quỹ NAFOSTED sau khi mới về nước vào cuối năm 2014. 

Có lẽ do hướng nghiên cứu cũng mới và vấn đề nghiên cứu cũng mới nên đề xuất của PGS. TS Trần Mạnh Trí lúc đó đã được NAFOSTED phê duyệt. “Tôi cảm thấy mình rất may mắn khi mạch nghiên cứu được duy trì liên tục, cái nọ có thể gối đầu cái kia”, anh đề cập đến việc thực hiện đề tài NAFOSTED ngay sau khi hoàn tất một đề tài nhỏ cấp trường về giám sát nhóm chất phthalate nên có sẵn thiết bị lấy mẫu phục vụ nghiên cứu và thiết kế được kỹ thuật thu mẫu sử dụng bơm hút tốc độ tương đương tốc độ thở của con người với ống polyurethane foam (PUF) giữ chất trong pha hơi và màng lọc thạch anh để giữ chất trong pha hạt.

Với mong muốn quan trắc sự phân bố và nồng độ của phthalate trong nhiều vi môi trường tại Việt Nam, PGS. TS Trần Mạnh Trí đã hướng vào một số nơi nhất định như hộ gia đình, salon tóc, nhà trẻ, văn phòng, phòng thí nghiệm… với một số tiêu chí nhất định về diện tích, đồ đạc, hoạt động của con người nhằm tìm được những nơi đặc trưng, mang tính đại diện, đảm bảo mẫu thu được không phải là “mẫu trắng”. 

Nhà nghiên cứu muốn có được mẫu tốt nhưng trên thực tế, việc được đồng ý cho đặt thiết bị lấy mẫu lại rất khó khăn. “Nhiều người e ngại việc lắp thiết bị trong nhà, phần vì có tiếng động phát ra trong quá trình thu mẫu, phần vì cảm thấy không thoải mái vì hoạt động ‘giám sát’ như vậy. Rút cuộc, tôi đành phải nhờ người quen, đồng nghiệp, học trò…, nói chung khi thấy những ai có thể là chúng tôi đến đặt máy lấy mẫu”, anh kể. Giữa những cái khó như thế, việc đặt thiết bị ở các salon tóc rắc rối hơn cả vì “người ta sợ ảnh hưởng đến việc kinh doanh. Thế là mình lại phải giải thích là đây là nghiên cứu của trường đều là những nghiên cứu rất cơ bản thôi và cũng hứa với họ ‘kiểm tra xem có độc hay không, sau hoàn thành sẽ thông báo lại độc tính ở mức độ như thế nào’”. 
Khi có được trên 70 mẫu đạt yêu cầu ở các vị trí khác nhau tại Hà Nội, PGS. TS Trần Mạnh Trí lại cảm thấy băn khoăn về bộ dữ liệu của mình, “thực ra đã đủ số liệu để đánh giá rồi nhưng tôi cảm thấy vẫn cần kiểm tra thêm tình hình ở một số vùng khác”. Do đó, anh tiếp tục mở rộng phạm vi quan trắc sang một số địa phương khác như Tuyên Quang, Thái Bình, Bắc Ninh. “Lẽ ra có kinh phí đề tài nhiều hơn thì tôi còn có thể làm trên rất nhiều tỉnh nữa, hoặc lấy mẫu theo mùa chẳng hạn, nhưng mỗi lần đi lại như thế thì phải có kinh phí”, anh nói có phần tiếc nuối. 


Các nhà sản xuất dùng phthalate diester làm chất phụ gia trong quá trình sản xuất đồ gia dụng, đồ chơi trẻ em bằng nhựa, sản phẩm chăm sóc cá nhân. Nguồn: Báo Sài Gòn tiếp thị.

Sau những kiên trì thu thập mẫu như vậy, chỉ trong vài tháng, anh đã có trong tay gấp rưỡi số mẫu mình cần, đủ để chọn được những mẫu “đẹp nhất” và loại những mẫu không đủ chất lượng như không đủ thời gian lấy mẫu từ 12 đến 24 tiếng, mẫu thu vào lúc trời mưa… 

Trên quy trình phân tích đã được chuẩn hóa, anh và cộng sự đã thực hiện những phép đo đạc để xác định được một bộ số liệu nồng độ phthalate đo được trong cả pha hơi và pha hạt từ của mẫu không khí ở những vi môi trường khác nhau với hằng số phân bố trong điều kiện thực. PGS. TS Trần Mạnh Trí giải thích, anh và cộng sự đã tính toán được hằng số phân bố lỏng-hơi (Kp) và hằng số phân bố octanol-khí (KOA) – những hằng số hóa-lý trong điều kiện môi trường thực của phthalate. “Dựa vào hằng số phân bố này, tôi có thể dự đoán được trong 10 chất phthalate thì những chất có khối lượng phân tử nhỏ sẽ đi lên pha hơi nhiều, ngược lại chất có khối lượng phân tử lớn sẽ ở pha hạt và rất dễ rơi xuống thành bụi”, anh nói.  

Kết quả thu được sau hơn hai năm thực hiện đề tài của PGS. TS Trần Mạnh Trí và cộng sự là trong số các loại vi môi trường khảo sát, các salon tóc có nồng độ phthalates cao nhất (khoảng 596 đến 16.000 ng/m3) do bị ‘thôi’ ra từ đồ đạc, dầu gội đầu, thuốc nhuộm tóc và các loại hóa mỹ phẩm khác, tiếp theo lần lượt là vườn trẻ, hộ gia đình và văn phòng. Về địa điểm thì trong số các tỉnh thành được khảo sát, mức độ phân bố phthalate trong mẫu thu tại Hà Nội cao hơn so với các tỉnh thành khác. Vậy kết quả này có ý nghĩa gì với chúng ta? Anh trả lời, “nó cho ta thấy khả năng rủi ro phơi nhiễm phthalate qua con đường hít thở không khí dựa trên nồng độ phthalate, tốc độ hít thở và trọng lượng cơ thể. Liều lượng phơi nhiễm trung bình cho các phthalate theo các nhóm lứa tuổi khác nhau: trẻ sơ sinh, trẻ chập chững đi, nhi đồng, thiếu niên và người trưởng thành tương ứng là 780, 485, 416, 292 và 213 ng/kg-bw/ngày”.

Câu chuyện về một nghiên cứu bước đầu về ô nhiễm không khí trong nhà có lẽ không dừng lại ở một vài con số và một vài công trình xuất bản trên các tạp chí quốc tế. Với PGS. TS Trần Minh Trí, anh luôn nghĩ đến việc “những số liệu này có ích gì, mình có thể làm được gì với nó” khi nghĩ đến một tương lai nào đó, nó sẽ thật sự hữu dụng: là căn cứ để các nhà quản lý môi trường đưa ra những quy chuẩn, tiêu chuẩn trong các vi môi trường khác nhau nhằm giúp hạn chế tác động của các nhóm chất có hại đến sức khỏe con người. “Tại Việt Nam mới có tiêu chuẩn về hạn chế hàm lượng của DEHP (thuộc nhóm phthalate) trong đồ uống do Bộ Y tế ban hành vào năm 2011. Có lẽ sau này, sau khi cân nhắc đến các rủi ro thì chúng ta sẽ có những quy định mới. Đường đến đó còn cần thời gian vì ngay cả châu Âu, Mỹ, Canada cũng mới có quy định hạn chế việc sử dụng phthalate, trong đó di(2-ethylhexyl)phthalate (DEHP) bị cấm sử dụng trong nhiều sản phẩm đồ chơi trẻ em có thành phần nhựa”.


PGS. TS. Trần Mạnh Trí hướng dẫn sinh viên quy trình làm thí nghiệm.

Biết mình mới ở những bước đầu, PGS. TS Trần Mạnh Trí cho rằng, cần phải thực hiện được những nghiên cứu sâu hơn và đa dạng hơn trên nhiều nhóm chất khác, không gian/thời gian khác và những phạm vi khác trong tương lai, ví dụ như với nồng độ các chất silicon trong làm đẹp và vi mạch điện tử, triclosan chất kháng khuẩn, parapen trong dược phẩm, mỹ phẩm… “Khi có đầy đủ thông tin xác thực và tin cậy thì những tư vấn của mình mới có giá trị”, anh chia sẻ suy nghĩ của mình. 

Những ý tưởng sáng tạo khác từ khuyến khích của giáo sư Kannan còn đưa anh tới những ý tưởng mới hơn, ví dụ hướng đến giải pháp giảm thiểu nguy cơ rủi ro phơi nhiễm cho con người bằng cách chuyển hóa các độc chất đó thành chất khác không độc hại. “Tôi mới suy nghĩ về hướng này, có thể trước hết là thử nghiệm giảm thiểu độc hại của thuốc trừ sâu - một loại hợp chất POPs. Muốn làm được điều này, phải có những bước chuẩn bị, ví dụ hợp tác nghiên cứu với một nhà khoa học làm về xúc tác chuyển hóa bởi mình mới chỉ có kỹ năng phân tích hữu cơ và thiết bị thôi. Việc hợp tác sẽ phát huy khả năng của nhau và giải quyết được vấn đề lớn hơn”, anh chia sẻ một phần dự định của mình.   

Có thể từ nay đến lúc đó sẽ còn một chặng đường rất dài nữa nhưng với PGS. TS Trần Mạnh Trí, điều đó không hẳn là thách thức. “Trí là người hết sức cần cù, chăm chỉ và kiên trì đi theo hướng nghiên cứu của mình”, lời nhận xét của PGS. TS Dương Hồng Anh (Phòng thí nghiệm trọng điểm phân tích môi trường và an toàn thực phẩm ĐHQGHN) cho thấy anh có đủ phẩm chất làm nghề. Hơn cả như vậy, trong “lưng vốn” của anh còn có cả bài học kinh nghiệm từ những người đi trước: “Chín năm theo thầy Nguyễn Đức Huệ, người thuộc thế hệ đầu tiên làm dioxin ở Việt Nam, điều tôi học nhiều nhất ở thầy là tính nghiêm túc, tỉ mỉ và sự tập trung cao độ trong nghiên cứu. Lúc đầu, tôi cũng chưa thực sự hiểu thầy lắm đâu, sau rồi mới ‘vỡ’ ra rằng, trong ‘nghề’ của thầy mà làm việc không nghiêm túc thì hậu quả sẽ rất lớn. Lĩnh vực của tôi cũng vậy, cần thận trọng và nghiêm túc ngay trong phòng thí nghiệm”.□

PGS. TS Trần Mạnh Trí là một trong số 5 nhà nghiên cứu được đề cử giải chính Giải thưởng Tạ Quang Bửu 2020. Công trình nghiên cứu của anh và cộng sự “Occurrence of phthalate diesters in indoor air from several Northern cities in Vietnam, and its implication for human exposure” (Sự xuất hiện của nhóm chất phthalate diester trong không khí trong nhà tại nhiều thành phố phía Bắc Việt Nam và sự liên quan của nó với khả năng phơi nhiễm cho người) xuất bản trên Science of the Total Environment, một tạp chí đa ngành uy tín hàng đầu trong lĩnh vực hóa phân tích, khoa học môi trường thuộc nhóm Q1 của nhà xuất bản Elservier. Sau hơn 2 năm xuất bản, công trình đã được 22 trích dẫn.
Tags: