Bụi siêu mịn: Những sát thủ vô hình và nguy hiểm - Phần 2

Bụi siêu mịn: Những sát thủ vô hình và nguy hiểm - Phần 1

Đó là khoảng năm 2006, sau khi Kaur từ bỏ con đường khoa học để trở thành một nhà tư vấn quản lý, một nghiên cứu sinh tiến sĩ khác tại Đại học Cambridge đã dấn thân vào cuộc chiến.

Prashant Kumar đã từng nghiên cứu về bụi PM2.5 và PM10 trong luận văn thạc sĩ của mình tại Viện Công nghệ Ấn Độ (IIT) ở Delhi. Nhưng khi đến Anh để lấy bằng tiến sĩ, Kumar chia sẻ rằng anh đã có rất nhiều trao đổi với giáo sư hướng dẫn mình, cả hai nhận ra đang có rất ít những nghiên cứu về bụi nano, gần như không có một phương pháp nào có thể đo đạc chúng và đánh giá sự phơi nhiễm của bụi nano trong môi trường.

"Vì vậy, tôi đã bắt lấy chủ đề đó như một thử thách", Kumar nói. Những nỗ lực đã giúp anh xuất bản được một loạt các bài báo nghiên cứu từ năm 2008 cho tới nay, trong một chuỗi nghiên cứu về bụi nano giúp Kumar trở thành giáo sư tại Đại học Surrey.

"Nghiên cứu đầu tiên mà tôi thực hiện năm 2008 là một phân tích thăm dò", anh hồi tưởng lại. "Khi xe thải ra những luồng khói, chúng thoát ra dưới dạng khí và được làm lạnh thành các hạt [nano] nhỏ. Một lúc sau đó, chúng mới bắt đầu tích lũy để tạo ra các hạt lớn hơn. Từ ống xả, bạn có thể nhận được 10 mũ 6 (một triệu) hạt như vậy trên mỗi cm khối không khí. Trên đường là 100.000 ngàn hạt, bên lề đường là 10.000 hạt".

Các nghiên cứu của Kumar chỉ ra rằng 90% số lượng bụi có mặt trên những con đường bận rộn là các hạt bụi nano có kích thước dưới 100nm.

Đây thực sự là một vấn đề sức khỏe đối với chúng ta. Kumar giải thích rằng khi kích thước của các hạt bụi càng thu nhỏ, diện tích bề mặt của chúng lại càng lớn hơn. Diện tích bề mặt lớn hơn có nghĩa là độc tính [tiềm năng] của bụi sẽ mạnh hơn, vì khi xâm nhập vào cơ thể, chúng sẽ tiếp xúc với cơ thể bạn trên một diện tích lớn hơn.

Để hình dung điều này, hãy tưởng tượng một quả bóng đá so với bóng golf. Một quả bóng đá có chu vi 70cm và diện tích bề mặt khoảng 1.500 cm2. Một quả bóng golf rõ ràng là nhỏ hơn nhiều, với chu vi khoảng 13cm, và diện tích bề mặt của nó là 54cm2.

Nhưng tính theo thể tích, bạn có thể bỏ 156 quả bóng golf vào cùng một không gian chứa một quả bóng đá. Tổng diện tích bề mặt của tất cả những quả bóng golf khi đó sẽ là 8,453cm2.

Trên thang đo nano, sự khác biệt đó còn được khuếch đại hơn nữa. Một đám mây chứa một tỷ hạt 10nm có cùng khối lượng với chỉ một hạt PM10, nhưng tổng diện tích bề mặt của chúng lớn hơn gấp cả triệu lần.

Trong trường hợp bạn hỏi trên bề mặt của những hạt bụi có gì, thì đó là những hóa chất độc hại được thải ra từ khí thải của xe cộ.

Hạt bụi càng nhỏ càng có hại

Trong một nghiên cứu khác của mình, giáo sư Kumar đã xem xét kịch bản một đứa trẻ sơ sinh được đặt trong nôi và đẩy đi dọc theo lề đường của một thị trấn nhỏ.

"Chúng tôi phát hiện ra rằng độ phơi nhiễm bụi sẽ tăng cao khi bạn chờ đèn đỏ, và những em bé sẽ có độ phơi nhiễm cao hơn nhiều so với người lớn. Trong một số trường hợp, độ phơi nhiễm cao hơn tới 20-30% [ở độ cao của xe nôi so với chiều cao của người lớn]. Bởi hệ thống miễn dịch của những đứa trẻ vẫn đang phát triển, sức khỏe của chúng dễ bị ảnh hưởng hơn".

Chẳng hạn, một dự án nghiên cứu sức khỏe trẻ em ở California cho thấy: những đứa trẻ lớn lên trong khu vực 500 m cách một con đường bận rộn có chức năng phổi bị suy giảm đáng kể.

Các hạt bụi nano cũng có thể đi xuyên qua thành phổi và vào máu, theo nhiều con đường mà những hạt bụi PM2.5 lớn hơn không thể đi qua. Một khi đã vào được trong máu, chúng sẽ gây ra những hiện tượng viêm và tổn thương tương tự những gì đã gây ra ở phổi.

Hơn thế nữa, vào được máu nghĩa là bụi nano có thể tới được bất cứ động mạch cũng như cơ quan nào trong cơ thể.

Cho đến gần đây, chúng ta vẫn chưa thể biết chính xác ở kích cỡ nào thì bụi sẽ bị mắc kẹt lại phổi hay đường hô hấp trên, và ở kích thước nào thì chúng có thể đâm xuyên qua tất cả để vào máu.

Mảnh ghép cuối cùng này phải đến năm 2017 mới được hé lộ trong công việc của một nhóm nghiên cứu, dẫn đầu bởi giáo sư David Newby tại Đại học Edinburgh.

"Có nhiều ý tưởng khác nhau có thể giúp chúng tôi nhận diện được các hạt nano này [trong máu], có rất nhiều kỹ thuật hình ảnh tại thời điểm đó. Nhưng thực sự là không có bất kể một kỹ thuật hình ảnh nào đạt được tới độ phân giải nano như vậy. Cho nên, chúng tôi quyết định sử dụng vàng", tiến sĩ Jen Raftis, thành viên của nhóm nghiên cứu chia sẻ.

Nhóm nghiên cứu đã mượn một cỗ máy từ Hà Lan, nó có các điện cực để phân tán vàng thành các hạt nano có kích thước xuống tới 2nm. Đầu tiên, Họ đã cho những con chuột hít vào các hạt nano vàng này.  Tiếp đó đến lượt những người tình nguyện.

"Chúng tôi sử dụng vàng vì chúng tôi biết nó thực sự an toàn", tiến sĩ Raftis giải thích, hãy yên tâm. "Hạt nano vàng được sử dụng trong y học lâm sàng vì tính trơ của nó. Vàng không phản ứng với bất cứ thứ gì khác hoặc gây ra bất cứ căng thẳng oxy hóa nào khi đi vào bên trong cơ thể".

Nó cũng dễ dàng được phát hiện, không giống như các hạt carbon được ngụy trang hiệu quả trong cơ thể, lẩn khuất vào những phân tử chứa carbon của chính chúng ta.

Vào thời điểm 15 phút và 24 giờ sau khi các tình nguyện viên hít hạt nano, họ được đưa đi lấy mẫu xét nghiệm máu và nước tiểu. Và xem kìa, có vàng trong những mẫu đó. Nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra mức 30nm, bất cứ một thứ gì có kích thước bằng hoặc bé hơn thế đều có thể được tìm thấy trong máu. Những hạt có kích thước lớn hơn sẽ bị giữ lại, không đi xuyên qua phổi.

"Rõ ràng với con người, chúng tôi không thể thực hiện sinh thiết, nhưng với những con chuột chúng tôi đã làm xét nghiệm đó", tiến sĩ Raftis nói. "Chúng tôi đã tìm thấy sự tích lũy lớn nhất [của các hạt nano] trong phổi, kế tiếp là đến gan, bởi vì gan của bạn là nơi máu đi qua đầu tiên. Kích thước của các lỗ ở thận là 5nm, vì vậy, không có thứ gì lớn hơn thế có thể đi qua thận... Có thể hạt nano còn tích tụ ở các bộ phận khác nữa trong cơ thể, bởi vì kích thước của các lỗ bên trong các cơ quan nội tạng là rất khác nhau".

Sau 3 tháng tham gia thí nghiệm, vàng vẫn còn được tìm thấy trong nước tiểu của các tình nguyện viên.

Được tài trợ bởi Quỹ Tim mạch Anh Quốc, David Newby đã tiếp tục hướng nghiên cứu đó. Một lần nữa, tác hại của các hạt bụi nano được chỉ ra trên lý thuyết - nhưng không được chứng minh - rằng sự tích tụ hạt nano trong động mạch có thể dẫn đến đột quỵ và bệnh tim.

Newby đã tiếp cận các bệnh nhân của bệnh viện, những người phải trải qua phẫu thuật để loại bỏ một lớp mỡ (được gọi là mảng bám) động mạch. Giả thuyết là nếu họ hít vào các hạt nano vàng một ngày trước cuộc phẫu thuật, liệu những hạt vàng này có được tìm thấy trên các mảng bám bị lấy ra khỏi động mạch vào ngày hôm sau hay không?

"Có, chúng tôi đã tìm thấy vàng trong mảng bám động mạch", Raftis hào hứng chia sẻ về phát hiện này. Một lần nữa, nó xác nhận giả thuyết cho rằng các hạt ô nhiễm trong không khí, một khi đạt tới kích thước và cấu trúc nano, sẽ có thể được chuyển đến và lắng đọng tại một mảng bám thành động mạch trong vòng 24 giờ sau khi bệnh nhân hít phải chúng.

Đó là một rủi ro khá lớn đối với mọi bệnh nhân mắc bệnh tim mạch, vì ô nhiễm không khí có thể tước đoạt đi mạng sống của họ. Chúng tôi mới thực hiện thử nghiệm một lần, nhưng hiện tượng trong thử nghiệm đó đang diễn ra mỗi ngày với các bệnh nhân.

Hãy tưởng tượng, những mảng bám giống như quang cảnh của một một vụ tai nạn xe hơi, và mỗi động mạch là một con đường; các hạt bụi nano là một hàng dài ô tô chồng chất lên phía sau nó, gây ra sự tắc nghẽn ngày càng lớn.

Trên thực tế, những hạt bụi nano này cũng có thể gây ra nhiều sự cố, như làm viêm động mạch bằng cách giải phóng các hóa chất độc hại dính trên bề mặt của chúng (Giáo sư tiền nhiệm của Newby, Ken Donaldson đã nhấn mạnh độc tính của các hạt bụi nano ngay từ thập niên 1990).

Một chương trình nghiên cứu bệnh tật toàn cầu ước tính rằng, ô nhiễm không khí có thể gây ra 21% tổng số ca tử vong do động kinh và 24% số ca tử vong do bệnh tim thiếu máu cục bộ.

Từ lâu, khói xe cộ từ lâu đã được ví như những khẩu súng, nhưng viên đạn bắn ra từ họng súng ấy là đạn gì, trước đây các nhà khoa học còn chưa hiểu biết hết. Bây giờ, nhiều người nghĩ rằng đó chính là những viên đạn nano.

Theo BBC - Còn tiếp