Bạn đã từng đứng trước một kệ hàng trong siêu thị và băn khoăn liệu có nên ưu tiên sản phẩm làm từ nhựa sinh học hơn nhựa thông thường? Nhiều người cho rằng tất cả các loại nhựa sinh học đều được làm từ thực vật và có thể phân hủy hoàn toàn trong môi trường. Nhưng điều đó không chính xác.

Thuật ngữ “nhựa sinh học” (bioplastics) thực tế được sử dụng cho cả hai loại nhựa riêng biệt: nhựa làm từ vật liệu sinh học (nhựa được làm từ ít nhất một phần vật liệu sinh học) và nhựa có khả năng phân hủy sinh học (nhựa có thể phân hủy hoàn toàn bởi vi sinh vật trong một khung thời gian vừa phải, với các điều kiện cụ thể). Không phải tất cả các loại nhựa làm từ vật liệu sinh học (bio-based) đều là nhựa có khả năng phân hủy sinh học (biodegradable), và không phải tất cả các loại nhựa có khả năng phân hủy sinh học là nhựa làm từ vật liệu sinh học. Và ngay cả nhựa có khả năng phân hủy sinh học cũng không thể phân hủy sinh học trong mọi môi trường. Nghe có vẻ khó hiểu nhỉ? Hẳn là vậy rồi.

Theo bà Constance Ißbrücker – trưởng ban các vấn đề môi trường tại hiệp hội công nghiệp Nhựa sinh học châu Âu: Có nhiều loại nhựa hoặc vật liệu được gọi là nhựa sinh học nhưng không có khả năng phân hủy sinh học.

Đối với một số loại nhựa, chuỗi polymer tương tự có thể được tạo ra từ các nguồn tái tạo (renewable sources). Nhựa thu được dù là nhựa sinh học nhưng vẫn có cấu trúc hóa học tương đồng với những loại được làm từ nguồn hóa thạch (fossil source). Ví dụ, PET – viết tắt của polyethylene terephthalate, chất liệu dùng để làm hầu hết các loại chai lọ, có thể được tổng hợp từ các sản phẩm nhiên liệu hóa thạch hoặc từ thực vật như mía. Vật liệu thu được không khác nhau. Các loại nhựa sinh học này không có khả năng phân hủy sinh học, và chúng sẽ tồn tại ở ngoài môi trường trong một khoảng thời gian dài không xác định hệt như nhựa thông thường.

Không chỉ vậy, việc không có những tiêu chuẩn để dán nhãn cho các loại nhựa hiện nay còn khiến cho các thuật ngữ như có khả năng phân hủy sinh học (biodegradable) hay có thể phân hủy hữu cơ (compostable) bị sử dụng tùy tiện. Cho rằng, nhựa sinh học có thể đóng vai trò trong việc giải quyết các vấn đề môi trường ư? Hay người ta chỉ đơn thuần là đang “núp bóng thân thiện môi trường” (greenwashing) để làm quảng cáo? Câu trả lời chính xác nhất là nó còn tùy.

Những loại nhựa làm từ vật liệu sinh học nhưng không có khả năng phân hủy sinh học là các chuỗi polymer dài, dưới tác dụng của nhiệt hoặc áp suất, có thể tạo thành hầu hết mọi hình dạng. Chúng thường được trộn với các chất phụ gia để mang lại một số đặc tính như độ bền, độ đàn hồi hoặc màu sắc của sản phẩm. Đến nửa cuối của thế kỷ 20, khi nhựa bắt đầu được sản xuất hàng loạt, nguồn nguyên liệu thô chủ yếu là từ dầu mỏ và khí đốt. Đối với một số loại nhựa, các chuỗi polymer tương tự có thể được tạo ra từ các nguồn tái tạo (renewable sources). Nhựa thu được mặc dù là nhựa sinh học nhưng chúng vẫn có cấu trúc hóa học giống hệt với những nhựa cùng loại được làm từ nguồn hóa thạch (fossil source). Ví dụ, PET – viết tắt của polyethylene terephthalate, chất liệu dùng để làm hầu hết các loại chai lọ, có thể được tổng hợp từ các sản phẩm nhiên liệu hóa thạch hoặc từ thực vật như mía. Vật liệu thu được là y như nhau. Việc thay thế nguyên liệu từ nguồn hóa thạch sang tái tạo có thể làm giảm lượng khí thải carbon từ nguyên liệu thô. Tuy nhiên đến cuối vòng đời sử dụng, nhựa sinh học không có khả năng phân hủy vẫn tồn tại trong môi trường ở khoảng thời gian dài không xác định như nhựa thông thường.

PLA: Có khả năng phân hủy trong điều kiện nhất định

Lấy axit polylactic (PLA) làm ví dụ. Nhựa sinh học này được sử dụng để làm túi mua sắm, cốc trong suốt, vật liệu in 3D và các sản phẩm khác. Bởi vì nó được dẫn xuất từ nguyên liệu thực vật như đường ngô, khoai tây hoặc mía, nên có thể làm giảm nhu cầu sử dụng nguồn nguyên liệu hóa thạch trong sản xuất.

PLA có khả năng tái chế, có thể phân hủy sinh học và phân hủy hữu cơ. Nhưng điều đó không có nghĩa là đại dương hay các môi trường tự nhiên khác có thể dễ dàng xử lý nó.

Với Frederik Wurm, một nhà hóa học tại Viện Nghiên cứu Polymer Max Planck (MPIP), ống hút làm từ PLA là một ví dụ hoàn hảo cho “núp bóng môi trường.” Chúng đắt hơn các loại ống nhựa khác, nhưng lại không dễ dàng phân hủy sinh học dưới lòng đại dương hoặc trên bãi biển.

“Bạn dán lên chiếc bao bì cái mác ‘có thể phân hủy sinh học,’ nhưng tại ‘mồ chôn’ những vật liệu này, chúng sẽ không phân hủy,” Wurm cho biết.

Để phân hủy sinh học, PLA cần các điều kiện ủ phân/phân hủy công nghiệp, bao gồm nhiệt độ trên 58°C (136°F). Nó phải được xử lý đúng cách và chuyển đến các cơ sở tái chế hoặc phân hủy công nghiệp chuyên dụng. Dưới quy trình phù hợp, vi khuẩn có thể biến đổi vật liệu thành carbon dioxide và nước trong một vài tuần. Tuy nhiên, nếu nó bị đổ xả một cách bừa bãi ra môi trường xung quanh, PLA sẽ tồn tại lâu hơn nhiều. PLA nguyên chất dường như không phân hủy chút nào trong nước biển.

PHA: Rất phức tạp

Các loại nhựa sinh học khác được biết là phân hủy tốt hơn trong các môi trường biển. Tuy nhiên, cho dù điều đó có thực sự diễn ra trong một vài trường hợp cụ thể, thì việc sẽ mất bao lâu, là rất khó trả lời.

HYDRA là một viện nghiên cứu tư nhân, có một trạm nghiên cứu trên đảo Elba, Ý. Tại đây, nhà sinh học biển Christian Lott và các đồng nghiệp của ông đã thực nghiệm (field-tested) các chất polymer có nguồn gốc sinh học (biopolymers) khác nhau trong một loạt các môi trường dưới nước, từ các bãi biển nhiệt đới tới đáy biển Địa Trung Hải. Họ nhận thấy các vật liệu có khả năng phân hủy trong điều kiện nước biển ở phòng thí nghiệm cũng phân hủy trong các môi trường họ đã kiểm nghiệm.

Một trong những loại nhựa sinh học được khảo sát tại HYDRA là polyhydroxyalkanoates (PHAs). Chúng được lên men và tổng hợp từ vi khuẩn và hiện nay chỉ chiếm một phần nhỏ trên tổng lượng nhựa được sản xuất toàn cầu. Tuy nhiên, nhu cầu cho loại nhựa này dự kiến sẽ tăng mạnh trong vài năm tới.

Một màng PHA mỏng sẽ phân hủy trong môi trường nhiệt đới dưới đáy biển trong từ một đến hai tháng, Lott cho biết. Nhưng ở Địa Trung Hải, nó có thể lâu hơn 10 lần. “Và hãy tưởng tượng, ở Bắc Cực, trong băng hoặc nước đá, hay ở vùng biển sâu nơi nhiệt độ chỉ từ 0^oC đến 4^oC và hầu như không có chất dinh dưỡng nào xung quanh, vi khuẩn sẽ khó tiêu hóa được những vật liệu này,” ông nói.

Theo Linda Amaral-Zettler, một nhà vi sinh vật học tại Viện Nghiên cứu Biển Hoàng gia Hà Lan (NIOZ), đây là sự cảnh báo về PHAs. “Mặc dù chúng có thể phân hủy sinh học trong môi trường biển, chúng ta vẫn cần nhận thức rõ ràng một bộ phận môi trường biển không phù hợp cho quá trình phân hủy sinh học.”

Ở một số vùng đại dương, sự phân hủy sinh học chậm đến mức ngay cả các chất hữu cơ như cá hay tảo cũng có thể để lại những dấu vết của chúng trong di tích hóa thạch.

“Cuộc sống thật phức tạp”, Lott nói, “bởi vì đó là cuộc sống – nó có thể phân hủy sinh học.” (“Life is complicated,” Lott puts it, “and it’s about life — because it’s bio-degradation.”)

Vấn đề ở thời gian – và địa điểm: Từ các bãi biển tới vùng nước nông (shallow waters) cho đến khu tầng nổi (open ocean) và vùng biển sâu (deep sea), từ vùng nước nhiệt đới tới vùng ôn đới cho đến Bắc Cực, các điều kiện trong các đại dương có thể muôn màu muôn vẻ. Một số môi trường sống thì ấm áp, một số thì lạnh như băng; một số thì sáng một số thì tối; một số thì mặn chát và số khác thì nhạt hơn. Mỗi hệ sinh thái có những sinh vật sống khác nhau, bao gồm cả các vi khuẩn có thể có hoặc có thể không có khả năng phân hủy nhựa. Tương tự như thế, đất, sông, hồ có thể cũng cung cấp các điều kiện khác nhau. Lượng thời gian cần thiết để nhựa “có khả năng phân hủy sinh học” phân hủy (và liệu nó có bị phân hủy hay không) phụ thuộc vào các điều kiện. Đây là lý do tại sao việc tuyên bố một vật liệu “có khả năng phân hủy sinh học” trong môi trường tự nhiên là rất mơ hồ. Bạn không bao giờ biết được nó sẽ đi về đâu. Một vấn đề nữa là một sản phẩm nhựa cần phân hủy sinh học hoàn toàn nhanh như thế nào để không gây hại cho môi trường xung quanh? Một con rùa có thể bị mắc kẹt vào chiếc túi nhựa sinh học khi chiếc túi này bị cuốn xuống biển. Tác hại có thể xảy ra ngay lập tức. Bởi vậy, nhựa “có khả năng phân hủy sinh học” không đồng nghĩa với một giấy phép để xả thải bừa bãi.

Phân hủy sinh học siêu cấp?

Trên thực tế, ngay cả với những hệ thống quản lý rác thải tốt nhất, một số loại nhựa sẽ luôn thoát ra ngoài môi trường. Hãy nghĩ về sự mài mòn của lốp xe hơi hoặc xe đạp, của màu sơn trên con tàu, giày thể thao hoặc quần áo làm từ sợi tổng hợp. Nếu các hạt nhựa đủ nhỏ để di chuyển trong không khí, rất khó để ngăn chúng lại.

Vậy chúng ta có thể tạo ra một loại nhựa phân hủy ở hầu hết mọi nơi không?

Wurm cho biết về mặt lý thuyết có thể gắn các kích hoạt phân tử (molecular trigger) vào các vật liệu để chúng biết khi nào thì phân hủy sinh học. “Điều này nghe có vẻ kỳ diệu. Đúng vậy, nó thật sự kỳ diệu và lại còn đắt đỏ,” ông nói. Nhưng ngay cả khi một công việc như vậy được tài trợ, việc tìm kiếm và tích hợp các kích hoạt phân tử cho mỗi-mọi vật liệu trong mỗi-mọi môi trường dường như là một nhiệm vụ bất khả thi.

Cho dù một vật liệu có khả năng phân hủy sinh học, việc phân hủy ngay lập tức vào cuối đời là “điều không thể. Không bao giờ,” Lott nói.

Mỗi hóa chất, một vấn đề

Ngoài ra, khi xem xét những ảnh hưởng của các sản phẩm nhựa lên con người và môi trường, chỉ nhìn vào bản thân vật liệu nhựa là không bao giờ đủ. Một sản phẩm nhựa đơn lẻ có thể chứa hàng tá loại hóa chất, một số trong đó có thể có những tác động xấu đến con người hoặc các sinh vật khác nếu chúng được thải ra môi trường và được hấp thụ.

Lisa Zimmermann, một nghiên cứu sinh Khoa Sinh thái học Thủy sinh tại Đại học Goethe ở Frankfurt, Đức, đã tiến hành nghiên cứu cho thấy hỗn hợp hóa chất có trong các sản phẩm nhựa làm từ vật liệu sinh học hoặc nhựa có khả năng phân hủy sinh học có thể ảnh hưởng đến hoạt động trao đổi chất của vi khuẩn phát quang sinh học Aliivibrio fischeri. Trong một vài thí nghiệm bổ sung, cô đã phát hiện ra rằng các hỗn hợp hóa học có thể gây mất cân bằng oxy hóa (oxidative stress) hoặc ảnh hưởng tới hệ thống hoóc-môn trong các sinh vật sống.

“Từ những nghiên cứu của mình, tôi cho rằng khi xét trên mức độ độc hại của các hỗn hợp hóa học thành phần, nhựa sinh học chưa hẳn đã an toàn hơn nhựa thông thường”, Zimmermann nói.

Vấn đề sử dụng đất

Nhựa làm từ vật liệu sinh học cũng có những vấn đề môi trường riêng. Một trong những chỉ trích phổ biến đó là vấn đề diện tích đất cần thiết để trồng các loại cây cung cấp cho sản xuất nhựa.

Dựa trên một báo cáo từ Viện Nghiên cứu nhựa và hợp chất sinh học (Institute for Bioplastics and Biocomposites – IfBB) đặt tại Hannover, Hiệp hội nhựa sinh học châu Âu đã ước tính nhựa làm từ vật liệu sinh học hiện đang chiếm dụng khoảng 0.02% tổng diện tích đất canh tác nông nghiệp. Theo bà Ißbrücker: “Hiện không có sự cạnh tranh nào về diện tích đất canh tác với ngành sản xuất lương thực và thức ăn chăn nuôi.”

Tuy nhiên, người đại diện nhóm nghiên cứu về chất thải và tài nguyên thiên nhiên của tổ chức Những người bạn của Trái đất đặt tại Đức (BUND), ông Chistoph Lauwigi lại lo lắng về các tác dụng phụ của sự tăng trưởng thị trường nhựa sinh học. Trên phiên bản tiếng Đức của tạp chí Plastic Atlas (Tạm dịch: Bản đồ nhựa), ông giải thích rằng sự phát triển của nhựa làm từ vật liệu sinh học có thể tạo nên sức ép với đất trồng trọt, điều này có thể dẫn tới  tình trạng  thiếu nước, sa mạc hóa, gây ra sự suy giảm môi trường sống và đa dạng sinh học. Ông cũng nhấn mạnh sự phụ thuộc vào nền nông nghiệp được công nghiệp hóa cho sản xuất loại nhựa mới có thể gia tăng hình thức trồng trọt độc canh và việc sử dụng thuốc trừ sâu.

Bà Ißbrücker cho biết nền công nghiệp đang hướng tới từng bước sử dụng ít đất hơn bằng cách dùng các phế liệu hoặc tảo. Tuy nhiên, tại thời điểm này, không thể chế biến các nguồn thay thế đó một cách hiệu quả như các nguyên liệu hiện hành, bà nói thêm.

Những ứng dụng ngách

Những loại nhựa đang được bán trên thị trường với cái nhãn “có khả năng  phân hủy sinh học,” chính chúng sẽ góp phần làm cho rác thải từ nhựa tăng lên nếu chúng bị thất lạc hoặc thải ra bừa bãi. Những vật liệu này không phân hủy nhanh và hoàn toàn trong môi trường như thuật ngữ này ám chỉ, và do đó tác động tiêu cực lên các loài động vật hoang dã và hệ sinh thái. Tuy vậy, vẫn có một vài ứng dụng mà nhựa có khả năng phân hủy sinh học đem lại những lợi ích thực sự cho môi trường.

Ở một vài quốc gia, những chiếc túi có thể phân hủy trong điều kiện ủ công nghiệp được sử dụng để thu gom rác hữu cơ. Những chiếc túi như vậy sạch sẽ và tiện lợi hơn rất nhiều các thùng chứa dùng nhiều lần trong quá trình  thu gom phế liệu thực phẩm đem đi xử lý. 

Theo ông Enzo Favoino, một chuyên gia về quản lý chất thải tại Trường Đại học Nông nghiệp ở Monza, Ý (Scuola Agraria del Parco di Monza) đồng thời là chủ tịch Hội đồng Khoa học của quỹ Zero Waste Europe (Tạm dịch: Châu Âu không rác thải), đây là một hướng đi đúng đắn. Bớt chất hữu cơ trong rác thải sẽ khiến việc lên men ít hơn, kết quả là bộ phận xử lý rác sẽ không cần phải thường xuyên đi thu gom. Điều này không chỉ tiết kiệm chi phí mà còn tăng tốc độ tái chế các vật liệu khác như giấy, thủy tinh, nhựa và kim loại, ông nói.

Việc thu gom tách biệt rác thải hữu cơ cũng làm giảm đi lượng phế liệu thực phẩm ở các bãi rác và bãi thải, nơi chúng có thể tạo ra khí mê-tan – một trong những khí nhà kính chính góp phần làm biến đổi khí hậu.

Tuy nhiên, không phải mọi quốc gia đều có cơ sở hạ tầng tại chỗ để sử dụng túi có khả năng phân hủy cho những mục đích như vậy. Ví dụ ở Đức, các túi có khả năng phân hủy được sàng lọc ra khỏi chất hữu cơ bằng công nghệ mà không thể phân biệt giữa nhựa có khả năng phân hủy và nhựa thông thường.

Nhựa có khả năng phân hủy sinh học đang được bán trên thị trường bao gồm  loại màng phủ cho nông nghiệp mà nông dân chỉ có thể bỏ lại trên các cánh đồng. Trong nhiều thập kỷ, màng phủ nhựa đã được trải trên khắp những cánh đồng nhằm hỗ trợ cây trồng phát triển, cũng như để tiết kiệm thuốc trừ sâu và nước. Nhưng với các loại nhựa thông thường, cái gọi là Ngành nhựa (Plasticulture) này có thể gây ra hiện tượng “ô nhiễm trắng” (white pollution) tích tụ trên nền đất trồng nếu những tấm phủ ấy không được gỡ bỏ.

Màng nhựa có khả năng phân hủy sinh học có phải là một sự thay thế an toàn? Nếu chúng được chứng minh là có khả năng phân hủy trong đất, chúng sẽ để lại đằng sau ít ô nhiễm hơn. Nhưng gió và động vật có thể thổi bay những tấm màng lên không trung, xuống các dòng sông hoặc đại dương, hay đến những môi trường mà chúng chẳng thể phân hủy. Một vấn đề khác đang được xem xét kỹ lưỡng là liệu các hóa chất chiết ra từ các màng nhựa có khả năng ngấm vào hệ sinh thái đất hay không.

Giải quyết nhầm lẫn

Không còn nghi ngờ gì nữa, nhựa sinh học vẫn là nhựa. Chỉ bởi vì một số trong số chúng được làm từ thực vật hoặc có khả năng phân hủy sinh học dưới những điều kiện hạn chế, chúng không thể được quảng cáo như thể “an toàn cho hành tinh.” Đối với những thứ được cho là phân hủy sinh học hay phân hữu cơ, thì một dòng in ghi chú (fine print) là vô cùng quan trọng.

Vì vậy hãy kiểm tra nhãn dán: Nó nói gì? Nó được chỉ định phân hủy sinh học ở đâu và như thế nào? Làm thế nào bạn có thể sử dụng sản phẩm một cách an toàn? 5 Gyres, một tổ chức phi lợi nhuận có trụ sở tại California hoạt động về ô nhiễm nhựa, đã công bố một bản tóm tắt tổng quan các nhãn thay thế tốt hơn hiện nay (Better Alternatives Now B.A.N.List 2.0). Tuy nhiên hãy cẩn thận: Theo bà Ißbrücker, một số nhãn được sử dụng là giả mạo.

Cuối cùng, hãy thận trọng khi bạn đọc một nhãn ghi rằng một vật liệu có khả năng phân hủy sinh học oxo (oxo-biodegradable). Đây là những loại nhựa thông thường như polyetylen, được trộn với các hợp chất kim loại (khiến cho chuỗi polymer trở nên yếu đi và dễ bị đứt gãy thành các phần nhỏ hơn) làm cho chúng phân rã nhanh hơn. Tuy nhiên, theo báo cáo của Chương trình Môi trường Liên Hợp Quốc (UNEP), người ta đã chứng minh rằng chúng không thực sự phân hủy sinh học, và e rằng chúng có thể sẽ làm gia tăng tình trạng ô nhiễm vi nhựa. Tương tự như vậy, hiệp hội Nhựa sinh học Châu Âu cảnh báo rằng cái được gọi là “nhựa có khả năng phân hủy thông qua enzyme” không thực sự có thể phân hủy sinh học.

Hạn chế sử dụng đồ nhựa vẫn là biện pháp hiệu quả nhất.

Bất chấp lời kêu gọi từ các nhà hoạt động môi trường về việc hạn chế sử dụng, ngành công nghiệp nhựa vẫn tăng trưởng mạnh.

Nhựa có khả năng phân hủy không thể là giải pháp cho sự khủng hoảng nhựa, giải pháp hiệu quả nhất vẫn là hạn chế sử dụng đồ nhựa. Theo Wurm, bằng việc giảm đi số lượng các loại túi dùng trong siêu thị, chúng ta sẽ cải thiện được rất nhiều tình hình hiện nay mà không cần phải tìm ra các loại vật liệu mới.

Ngay cả bà Ißbrücker cũng lạc quan về một tương lai như vậy, theo bà “Có thể nó sẽ không diễn ra trong 5 hoặc 10 năm tới, tuy nhiên, nếu như vấn đề này tiếp tục diễn ra, đến một ngày nào đó, lượng nhựa sản xuất ra sẽ giảm dần, đơn giản vì số lượng của chúng đã quá lớn rồi.”