Nước đóng chai dùng lại vỏ nhựa PET: Độc chất có ngấm vào nước?

Nhiều người có thói quen giữ lại vỏ chai nước tinh khiết làm từ nhựa PET để đựng nước lọc uống hằng ngày hoặc bỏ cốp xe, phơi nắng khi đi đường xa. Thói quen tiết kiệm này dẫn tới nỗi lo phổ biến: liệu dùng đi dùng lại và phơi nhiệt có làm chất độc thôi nhiễm vào nước uống hay không?

Câu trả lời là có hiện tượng thôi nhiễm hóa chất, đặc biệt là kim loại nặng antimon (Sb), nhưng mức độ độc hại phụ thuộc chặt chẽ vào nhiệt độ môi trường, thời gian bảo quản và tần suất tái chế vỏ chai [1, 2]. Trong điều kiện mát mẻ thông thường, lượng thôi nhiễm này vẫn nằm dưới ngưỡng an toàn theo quy định [2, 5]. Tuy nhiên, nếu chai bị phơi nắng, tiếp xúc với nhiệt độ cao hoặc lưu trữ quá lâu, mức thôi nhiễm có thể vượt giới hạn cho phép [2, 7, 8].

Nguồn gốc của antimon trong vỏ nhựa PET

Nhựa polyethylene terephthalate (PET) là loại vật liệu phổ biến nhất dùng làm vỏ chai nước uống và nước giải khát trên thế giới [4, 6]. Trong quy trình công nghiệp sản xuất hạt nhựa PET, antimon thường được sử dụng làm chất xúc tác cho phản ứng trùng ngưng ^[1]. Dù một số nhà máy tại Nhật Bản có thể dùng titan thay thế, phần lớn hạt nhựa PET thương phẩm trên thị trường vẫn chứa antimon với hàm lượng khoảng 100 đến 300 mg/kg ^[1].

Khi thành phẩm chai nhựa được thổi ra, lượng chất xúc tác này vẫn tồn dư bên trong cấu trúc polymer ^[1]. Dưới tác động cơ học từ việc tái sử dụng nhiều lần kết hợp các điều kiện vật lý bên ngoài như nhiệt độ, ánh nắng hoặc thời gian, liên kết giữa antimon và cấu trúc polymer có thể lỏng dần, khiến kim loại này rò rỉ vào nước [1, 2, 7].

Tác động của nhiệt độ: Thủ phạm chính kích hoạt thôi nhiễm

Nhiệt độ chính là yếu tố mạnh nhất thúc đẩy tốc độ thôi nhiễm kim loại vào đồ uống [2, 5, 8]. Các thí nghiệm chỉ ra rằng ở điều kiện phòng hoặc nhiệt độ thường, lượng rò rỉ diễn ra rất chậm [2, 4]. Trái lại, khi nhiệt độ tăng vọt, tốc độ giải phóng chất độc tăng theo hàm số mũ ^[2].

Một nghiên cứu năm 2008 tại vùng tây nam nước Mỹ (bang Arizona) khảo sát 9 nhãn hiệu nước đóng chai PET đã chứng minh điều này ^[2]. Ở nhiệt độ thường 22 độ C, nồng độ antimon trung bình sau 3 tháng chỉ đạt khoảng 0,226 ppb, thấp hơn nhiều so với giới hạn tối đa 6 ppb của Cơ quan Bảo vệ Môi trường Mỹ (USEPA) ^[2]. Tuy nhiên, khi tăng nhiệt độ lên 60, 65, 70, 75, 80 và 85 độ C, khoảng thời gian để nồng độ antimon vượt ngưỡng 6 ppb lần lượt rút ngắn còn 176 ngày, 38 ngày, 12 ngày, 4,7 ngày, 2,3 ngày và chỉ 1,3 ngày ^[2]. Vào mùa hè, nhiệt độ bên trong xe hơi hoặc cốp xe kín tại các khu vực nóng có thể vượt 65 độ C, tạo điều kiện thuận lợi cho antimon hòa tan vào nước ^[2].

Tương tự, nghiên cứu năm 2017 tại Qatar trên 66 mẫu chai nước nhập khẩu và nội địa cho thấy nồng độ antimon ở 24 độ C dao động từ 0,168 đến 2,263 microgam/lít, nhưng khi trữ ở 50 độ C, nồng độ này vọt lên 0,240 đến 6,110 microgam/lít ^[3]. Mức 6,110 microgam/lít ghi nhận ở 50 độ C đã vượt ngưỡng khuyến nghị 5 microgam/lít của Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) ^[3].

Nghiên cứu năm 2016 tại Mexico trên 12 nhãn hàng nước đóng chai cũng ghi nhận nhiệt độ là yếu tố có tác động tích cực lớn nhất đến giải phóng antimon trong mô hình thực nghiệm (25 và 75 độ C, pH 3 và 7, thời gian 5 và 15 ngày) ^[4]. Mức thôi nhiễm cao nhất xảy ra ở 75 độ C sau 5 ngày với nước có pH 7 ^[4]. Đáng chú ý, tính toán lượng hấp thụ mạn tính hằng ngày (CDI) từ một nhãn hiệu bảo quản ở điều kiện nhiệt độ cao khắc nghiệt đã đạt 514,3 ng/kg/ngày đối với người lớn và 566,2 ng/kg/ngày đối với trẻ em, vượt ngưỡng an toàn 400 ng/kg/ngày của USEPA ^[4].

Tần suất tái sử dụng nhiều lần ảnh hưởng thế nào?

Bên cạnh nhiệt độ, thói quen rửa đi dùng lại chai PET nhiều lần là tác nhân trực tiếp làm tăng độ thôi nhiễm hóa chất vào nguồn nước ^[5]. Nghiên cứu năm 2011 xem xét các can và chai nhựa tái sử dụng nhằm khử trùng nước bằng ánh nắng mặt trời tại các nước đang phát triển đã ghi nhận kết quả rõ ràng về vấn đề này ^[5].

Thực nghiệm cho thấy dù thời gian chiếu xạ tia cực tím (UV) là bao lâu, tần suất tái sử dụng (lên tới 27 lần) chính là yếu tố chủ yếu khiến lượng thôi nhiễm antimon từ chai PET tăng theo đường tuyến tính ở mọi dải nhiệt độ thử nghiệm từ 13 đến 47 độ C ^[5]. Chai PET tái sử dụng 27 lần rò rỉ khoảng 360 ng/lít antimon, cao hơn rất nhiều so với chai làm từ nhựa polycarbonate (PC) dưới 15 ng/lít ^[5]. Ngoài ra, nồng độ brom thôi nhiễm từ cả chai PET và PC cũng được ghi nhận lên tới khoảng 15 microgam/lít ^[5]. Dù các mức nồng độ này trong nghiên cứu chưa vượt ngưỡng nguy hại cấp tính, chúng chứng minh cấu trúc chai PET bị suy thoái vật lý sau nhiều chu kỳ sử dụng ^[5].

Một khảo sát năm 2012 tại Anh và Nigeria ghi nhận người dân tái sử dụng chai rất phổ biến ^[6]. Phân tích 47 sản phẩm nước đóng chai mới tại Anh cho thấy nồng độ ban đầu dao động từ 0,03 đến 6,61 microgam/lít ^[6]. Ở các mức nhiệt thực tế 40 và 60 độ C trong 48 giờ, nồng độ antimon vẫn dưới chuẩn Liên minh châu Âu (EU) ^[6]. Tuy vậy, khi nhiệt độ đạt 80 độ C, phần lớn các mẫu đều vượt chuẩn ^[6]. Đáng chú ý, nồng độ antimon trong một số loại đồ uống cũng vượt giới hạn EU sau 11 tháng bảo quản ở nhiệt độ phòng ^[6].

Lợi ích và giới hạn từ các bằng chứng khoa học

Nhìn chung, các nghiên cứu xác nhận việc dùng chai PET đựng nước ở điều kiện phòng, sạch sẽ và ngắn ngày là tương đối an toàn đối với sức khỏe người tiêu dùng [2, 4, 6]. Đa số nồng độ antimon đo được trong điều kiện bình thường đều thấp hơn các tiêu chuẩn an toàn thực phẩm quốc tế [2, 4, 5, 8].

Tuy nhiên, bằng chứng hiện hành cũng chỉ rõ các giới hạn nguy cơ [6, 7]. Một bài tổng quan năm 2020 nhấn mạnh rằng mặc dù đã xác định được nhiệt độ cao kích thích antimon thôi nhiễm từ PET, việc thiếu chuẩn hóa trong thiết kế thí nghiệm và kiểm nghiệm thực tế vẫn tồn tại ^[7]. Nghiên cứu năm 2023 chỉ ra rằng không chỉ nhiệt độ mà bản chất chất lỏng chứa bên trong (nước khoáng hay nước trái cây) kết hợp với từng loại phôi nhựa PET cũng tạo ra mức độ rò rỉ hóa chất rất khác nhau ^[8]. Việc lưu trữ nước ép đóng chai PET ở nhiệt độ cao trong ô tô mùa hè có thể khiến lượng antimon rò rỉ vượt xa giới hạn cho phép của cả EU và Mỹ ^[8].

Những hiểu lầm thường gặp khi dùng chai nhựa

Hiểu lầm thứ nhất là cho rằng chai nhựa PET có thể dùng bền bỉ như các loại bình nước thể thao chuyên dụng. Vỏ chai PET mỏng manh được sản xuất với mục đích dùng một lần; việc súc rửa nhiều lần, bóp méo chai và tái sử dụng liên tục sẽ làm suy yếu mạng lưới polymer, gia tăng diện tích tiếp xúc và giải phóng vi hạt cũng như kim loại ^[5].

Hiểu lầm thứ hai là để chai nước trong xe ô tô dưới trời nắng vẫn an toàn miễn là nắp còn đóng kín. Trên thực tế, khoang xe phơi nắng có thể dễ dàng chạm mốc 65 độ C ^[2]. Ở nhiệt độ này, tốc độ antimon thôi nhiễm tăng mạnh chỉ sau vài ngày hoặc vài tuần bảo quản ^[2].

Hiểu lầm thứ ba là cho rằng mọi chai nhựa trong suốt đều rò rỉ hóa chất giống nhau. Hàm lượng antimon phụ thuộc vào từng lô sản xuất và công nghệ của từng hãng [3, 5]. Nghiên cứu năm 2009 ghi nhận hàm lượng antimon trong vật liệu chai dao động từ không thể phát hiện (< 0,1 mg/kg) ở một số hãng Nhật Bản lên tới 168 đến 216 mg/kg ở các hãng khác ^[1]. Tương tự, khảo sát trên 132 nhãn hiệu nước tại 28 quốc gia cho thấy độ tăng nồng độ antimon sau 6 tháng bảo quản ở chai mua tại Canada chỉ là 19%, trong khi ở chai mua tại châu Âu lên tới 90% ^[1].

Ai nên thận trọng?

Dù cơ thể có cơ chế đào thải nhất định, trẻ nhỏ và phụ nữ mang thai là những nhóm cần đặc biệt lưu tâm ^[4]. Do trọng lượng cơ thể thấp, trẻ em có tỷ lệ phơi nhiễm hóa chất trên mỗi kilôgam cân nặng cao hơn người lớn khi sử dụng cùng một nguồn nước ô nhiễm ^[4]. Trong kịch bản xấu nhất ở thử nghiệm năm 2016, lượng antimon nạp vào cơ thể ở trẻ em đã vượt ngưỡng CDI của USEPA cao hơn so với người trưởng thành ^[4].

Những người mắc bệnh thận mạn tính hoặc rối loạn chức năng gan cũng không nên uống nước từ các chai nhựa đã tái sử dụng nhiều lần hoặc bị phơi nhiệt lâu ngày để tránh tích tụ thêm gánh nặng kim loại chuyển hóa. Người có bệnh lý nền nên tham khảo ý kiến bác sĩ chuyên khoa về các tiêu chuẩn dụng cụ chứa nước an toàn.

Hướng dẫn sử dụng đồ nhựa PET an toàn trong sinh hoạt

Để bảo vệ sức khỏe và hạn chế tối đa thôi nhiễm hóa chất, người tiêu dùng nên tuân thủ các nguyên tắc bảo quản sau:

• Không tái sử dụng chai PET dùng một lần quá nhiều lần để đựng nước uống thường xuyên ^[5]. Sau khi dùng hết nước ban đầu, nên phân loại đưa vào rác tái chế.
• Tuyệt đối không tráng hoặc rửa chai PET bằng nước sôi, không dùng đựng nước nóng, súp, trà hoặc các loại nước ép trái cây có tính axit cao [5, 7].
• Tránh để chai nước trong cốp xe máy, khoang xe ô tô đậu ngoài trời nắng, hoặc các khu vực ban công, nhà kho đóng kín có nhiệt độ cao [2, 7, 8].
• Ưu tiên chuyển sang sử dụng các loại bình làm bằng thủy tinh, gốm sứ hoặc thép không gỉ thực phẩm để đựng nước uống hằng ngày tại nơi làm việc và khi di chuyển.

Nhìn chung, vỏ chai nhựa PET vẫn là vật dụng tiện lợi và an toàn nếu được dùng đúng mục đích ban đầu và bảo quản ở môi trường thoáng mát [2, 6]. Hãy xây dựng thói quen từ bỏ việc tái dùng vỏ chai nhựa mỏng nhiều lần và tránh tuyệt đối việc để chai phơi nhiệt nhằm bảo vệ sức khỏe lâu dài cho bản thân và gia đình.