Quan điểm: 0 Tác giả: Trình chỉnh sửa trang web Thời gian xuất bản: 2025-01-19 Nguồn gốc: Địa điểm
Titanium dioxide (TIO₂) là một hợp chất hóa học được sử dụng rộng rãi đã tìm được đường vào nhiều sản phẩm trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta. Nó nổi tiếng với màu trắng sáng và độ mờ tuyệt vời, làm cho nó trở thành một lựa chọn phổ biến trong sản xuất sơn, lớp phủ, nhựa, giấy tờ, mực và thậm chí trong một số sản phẩm thực phẩm và mỹ phẩm. Được sử dụng rộng rãi, hiểu được những ảnh hưởng tiềm năng của nó đối với sức khỏe con người đã trở thành một chủ đề của nghiên cứu và mối quan tâm quan trọng. Bài viết này nhằm cung cấp một phân tích toàn diện về các khía cạnh khác nhau liên quan đến tác động của titan dioxide đối với sức khỏe con người, đi sâu vào cả kiến thức khoa học hiện có và các cuộc tranh luận đang diễn ra trong lĩnh vực này.
Titanium dioxide tồn tại ở ba dạng tinh thể chính: rutile, anatase và brookite. Rutile là dạng phổ biến và ổn định nhất, trong khi anatase thường được sử dụng trong các ứng dụng quang xúc tác do khả năng phản ứng cao hơn của nó trong một số điều kiện nhất định. TiO₂ có một số tài sản làm cho nó rất mong muốn trong các ngành công nghiệp khác nhau. Chỉ số khúc xạ cao của nó cung cấp cho nó khả năng tán xạ ánh sáng tuyệt vời, đó là lý do tại sao nó được sử dụng để tăng cường độ trắng và độ sáng của các sản phẩm như sơn và giấy tờ. Ví dụ, trong ngành công nghiệp sơn, Titanium dioxide có thể chiếm tới 25% tổng khối lượng của một số loại sơn trắng, cải thiện đáng kể sức mạnh bao phủ và sức hấp dẫn thẩm mỹ của chúng.
Trong ngành nhựa, nó được thêm vào các polyme để cung cấp độ mờ và độ ổn định màu sắc. Nhiều sản phẩm nhựa phổ biến, chẳng hạn như hộp đựng thực phẩm và đồ chơi, có thể chứa titan dioxide. Trong ngành công nghiệp thực phẩm, nó được sử dụng như một tác nhân tô màu thực phẩm (E171 ở châu Âu) với mục đích chính là truyền màu trắng cho một số sản phẩm như kẹo, nhai nướu và một số sản phẩm sữa. Trong mỹ phẩm, nó được sử dụng trong các sản phẩm như kem chống nắng, nền móng và bột để cung cấp khả năng bảo vệ tia cực tím và tăng cường sự xuất hiện của da bằng cách tạo cho nó một tông màu mịn và thậm chí.
Con người có thể được tiếp xúc với titan dioxide thông qua nhiều tuyến đường. Một trong những cách phổ biến nhất là thông qua hít vào. Công nhân trong các ngành công nghiệp như sản xuất sơn, khai thác (nơi titan dioxide thường được khai thác dưới dạng sản phẩm phụ) và sản xuất các hạt nano titan dioxide có nguy cơ cao hơn khi hít vào hợp chất dưới dạng bụi hoặc khí dung. Ví dụ, trong một nhà máy sản xuất sơn, trong quá trình trộn và nghiền của nguyên liệu thô có chứa titan dioxide, các hạt mịn có thể được đưa vào không khí và được các công nhân hít vào.
Một con đường tiếp xúc khác là thông qua việc ăn vào. Điều này có thể xảy ra khi titan dioxide có trong các sản phẩm thực phẩm và được tiêu thụ. Như đã đề cập trước đó, nó được sử dụng như một phụ gia thực phẩm trong các ứng dụng khác nhau. Mặc dù số lượng được sử dụng trong thực phẩm thường được quy định, nhưng vẫn có khả năng tiếp xúc tích lũy theo thời gian. Ngoài ra, trẻ em có thể có nguy cơ ăn cao hơn vì chúng có nhiều khả năng đặt các vật thể vào miệng và nếu những vật thể đó được phủ bằng vật liệu chứa titan dioxide, chẳng hạn như một số đồ chơi hoặc bề mặt sơn, chúng có khả năng ăn một lượng nhỏ của hợp chất.
Phơi nhiễm da cũng có thể. Điều này đặc biệt có liên quan trong trường hợp các sản phẩm mỹ phẩm có chứa titan dioxide. Khi các sản phẩm này được áp dụng cho da, có khả năng một số hạt titan dioxide có thể xâm nhập vào da, mặc dù mức độ thâm nhập này vẫn là một chủ đề nghiên cứu. Ví dụ, trong trường hợp kem chống nắng, thường được áp dụng tự do cho các vùng lớn của da, khả năng tiếp xúc với da với titan dioxide là rất đáng kể.
Các nghiên cứu in vitro, được thực hiện trong môi trường phòng thí nghiệm sử dụng nuôi cấy tế bào, đã cung cấp những hiểu biết có giá trị về tác động tiềm năng của titan dioxide đối với sức khỏe con người. Nhiều nghiên cứu trong số này đã tập trung vào độc tính tế bào của các hạt titan dioxide. Độc tính tế bào đề cập đến khả năng của một chất gây tổn thương cho các tế bào. Một số thí nghiệm in vitro đã chỉ ra rằng các hạt nano titan dioxide có thể gây ra stress oxy hóa trong các tế bào.
Stress oxy hóa xảy ra khi có sự mất cân bằng giữa việc sản xuất các loại oxy phản ứng (ROS) và hệ thống phòng thủ chống oxy hóa của cơ thể. Khi các hạt nano titan dioxide tương tác với các tế bào, chúng có thể tạo ra ROS, sau đó có thể làm hỏng các thành phần tế bào như DNA, protein và lipid. Ví dụ, một nghiên cứu sử dụng các tế bào biểu mô phổi của con người cho thấy rằng việc tiếp xúc với một nồng độ nhất định của các hạt nano titan dioxide đã dẫn đến sự gia tăng sản xuất ROS và tổn thương tiếp theo đối với tính toàn vẹn của màng tế bào.
Ngoài căng thẳng oxy hóa, các nghiên cứu in vitro cũng đã nghiên cứu độc tính gen tiềm năng của titan dioxide. Độc tính gen đề cập đến khả năng của một chất gây tổn thương DNA. Một số thí nghiệm đã gợi ý rằng các hạt nano titan dioxide có thể có khả năng gây ra sự phá vỡ hoặc đột biến chuỗi DNA. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng kết quả của các nghiên cứu in vitro không phải lúc nào cũng trực tiếp chuyển thành các tình huống in vivo, vì môi trường sinh học phức tạp trong cơ thể có thể sửa đổi hành vi và ảnh hưởng của hợp chất.
Các nghiên cứu in vivo, liên quan đến các thí nghiệm về các sinh vật sống như động vật và, ở một mức độ hạn chế, con người, rất quan trọng trong việc tìm hiểu các tác động trong thế giới thực của titan dioxide đối với sức khỏe. Các nghiên cứu trên động vật đã là nền tảng chính của nghiên cứu in vivo trong lĩnh vực này. Ví dụ, trong các nghiên cứu của loài gặm nhấm, các nhà nghiên cứu đã nghiên cứu ảnh hưởng của việc hít phải bụi titan dioxide lên hệ hô hấp.
Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc hít phải nồng độ cao của các hạt dioxide titan có thể dẫn đến viêm trong phổi. Viêm này có thể tiến triển đến các tình trạng nghiêm trọng hơn như xơ hóa, trong đó mô phổi bình thường được thay thế bằng mô sẹo, làm suy giảm chức năng phổi. Trong một nghiên cứu cụ thể về chuột, việc tiếp xúc với các hạt nano titan dioxide trong vài tháng đã dẫn đến sự gia tăng đáng kể các dấu hiệu viêm trong phổi, chẳng hạn như interleukin-6 và yếu tố hoại tử khối u.
Ngoài tác dụng hô hấp, các nghiên cứu in vivo cũng đã khám phá các tác động tiềm năng đối với các hệ thống cơ quan khác. Một số nghiên cứu đã gợi ý rằng các hạt nano titan dioxide có thể có khả năng tích lũy ở gan và thận sau khi ăn hoặc hít vào. Trong một nghiên cứu về chuột, người ta đã phát hiện ra rằng sau một thời gian tiếp xúc với các hạt nano titan dioxide thông qua đường uống, đã có sự gia tăng mức độ của một số enzyme nhất định trong gan có liên quan đến tổn thương gan hoặc căng thẳng. Tuy nhiên, tầm quan trọng của những phát hiện này liên quan đến sức khỏe con người vẫn đang được đánh giá, vì có sự khác biệt trong sinh lý và chuyển hóa giữa động vật và con người.
Các nghiên cứu dịch tễ học ở người đóng một vai trò quan trọng trong việc đánh giá tác động thực sự của titan dioxide đối với sức khỏe con người. Những nghiên cứu này liên quan đến việc quan sát và phân tích các mô hình bệnh và kết quả sức khỏe trong quần thể người đã tiếp xúc với titan dioxide theo nhiều cách khác nhau.
Một lĩnh vực trọng tâm là vào các công nhân trong các ngành công nghiệp nơi tiếp xúc với titan dioxide cao, chẳng hạn như sản xuất sơn và khai thác. Một số nghiên cứu dịch tễ học đã báo cáo tăng nguy cơ mắc các bệnh về đường hô hấp ở những người lao động này. Ví dụ, một nghiên cứu về công nhân nhà máy sơn cho thấy những người tiếp xúc với bụi chứa titan dioxide lâu hơn có tỷ lệ mắc bệnh phổi tắc nghẽn mạn tính (COPD) cao hơn so với những người ít phơi nhiễm hơn.
Tuy nhiên, điều quan trọng cần lưu ý là các yếu tố gây nhiễu có thể làm phức tạp việc giải thích các nghiên cứu này. Các yếu tố như thói quen hút thuốc, tiếp xúc với các chất ô nhiễm khác và sự khác biệt di truyền riêng lẻ đều có thể ảnh hưởng đến sự phát triển của các bệnh về đường hô hấp và có thể khó tách biệt với tác động của phơi nhiễm titan dioxide. Ví dụ, nhiều công nhân trong các ngành này cũng có thể là người hút thuốc và hút thuốc là một yếu tố rủi ro nổi tiếng đối với COPD. Do đó, thật khó khăn khi gán chắc chắn sự gia tăng nguy cơ mắc các bệnh về đường hô hấp chỉ đối với phơi nhiễm titan dioxide trong các nghiên cứu dịch tễ học này.
Tình trạng quy định của titan dioxide khác nhau giữa các vùng và ứng dụng khác nhau. Ví dụ, tại Liên minh châu Âu, titan dioxide được sử dụng làm phụ gia thực phẩm (E171) đã được xem xét kỹ lưỡng trong những năm gần đây. Năm 2021, Cơ quan An toàn Thực phẩm Châu Âu (EFSA) đã đánh giá lại sự an toàn của E171 và kết luận rằng cần phải nghiên cứu thêm để làm rõ độc tính gen tiềm năng và các tác động sức khỏe khác.
Do kết quả của việc đánh giá lại này, một số nước châu Âu đã thực hiện các bước để hạn chế hoặc cấm sử dụng titan dioxide làm phụ gia thực phẩm. Ngược lại, tại Hoa Kỳ, Cơ quan Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm (FDA) thường coi Titanium dioxide là an toàn để sử dụng trong thực phẩm, mỹ phẩm và thuốc khi được sử dụng theo thực hành sản xuất tốt. Tuy nhiên, FDA cũng thừa nhận rằng cần nhiều nghiên cứu hơn để hiểu đầy đủ các tác động sức khỏe lâu dài tiềm năng của nó.
Trong lĩnh vực sức khỏe nghề nghiệp, các cơ quan quản lý ở nhiều quốc gia đã đặt ra giới hạn phơi nhiễm đối với bụi titan dioxide tại nơi làm việc. Ví dụ, Cơ quan Quản lý Sức khỏe và An toàn Nghề nghiệp (OSHA) tại Hoa Kỳ đã thiết lập các giới hạn phơi nhiễm (PEL) cho phép đối với titan dioxide, được thiết kế để bảo vệ người lao động khỏi tiếp xúc với đường hô hấp quá mức. Những giới hạn này dựa trên kiến thức khoa học tốt nhất có sẵn tại thời điểm thành lập, nhưng khi nghiên cứu mới xuất hiện, chúng có thể cần phải được sửa đổi.
Mặc dù phần lớn nghiên cứu đã tập trung vào các rủi ro tiềm ẩn của titan dioxide, nhưng điều quan trọng là phải xem xét các lợi ích sức khỏe tiềm năng của nó. Trong bối cảnh của kem chống nắng, titan dioxide là một thành phần quan trọng trong việc cung cấp bảo vệ chống lại bức xạ cực tím (UV).
Bức xạ tia cực tím từ mặt trời có thể gây ra các vấn đề về da khác nhau, bao gồm cháy nắng, lão hóa sớm và tăng nguy cơ ung thư da. Titanium dioxide hoạt động bằng cách tán xạ và phản xạ các tia UV, ngăn chúng xâm nhập vào da. Kem chống nắng với nồng độ đủ của titan dioxide có thể cung cấp bảo vệ phổ rộng chống lại cả tia UVA và UVB. Ví dụ, một loại kem chống nắng có nồng độ 10% titan dioxide có thể chặn khoảng 95% tia UVB và một phần đáng kể của tia UVA.
Ngoài việc sử dụng trong kem chống nắng, titan dioxide cũng đã được nghiên cứu vì sử dụng tiềm năng của nó trong các ứng dụng quang xúc tác để khắc phục môi trường. Trong các ứng dụng này, các hạt nano titan dioxide có thể được sử dụng để phá vỡ các chất ô nhiễm như các hợp chất hữu cơ và một số loại khí dưới ảnh hưởng của ánh sáng. Điều này có khả năng có tác động tích cực đến chất lượng không khí và nước, mặc dù việc thực hiện thực tế các ứng dụng như vậy trên quy mô lớn vẫn đang được phát triển.
Tóm lại, titan dioxide là một hợp chất được sử dụng rộng rãi với các ứng dụng đa dạng trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta. Nghiên cứu về ảnh hưởng của nó đối với sức khỏe con người là phức tạp và đang diễn ra. Mặc dù các nghiên cứu in vitro và in vivo đã cung cấp một số dấu hiệu cho các rủi ro tiềm ẩn, chẳng hạn như độc tế bào, độc tính gen và tác động đến hô hấp và các hệ thống cơ quan khác, việc dịch các phát hiện này sang các tình huống dịch tễ học ở người không phải lúc nào cũng đơn giản do các yếu tố gây nhiễu.
Tình trạng điều tiết của titan dioxide cũng khác nhau, với các khu vực khác nhau thực hiện các phương pháp khác nhau dựa trên các bằng chứng khoa học có sẵn. Rõ ràng là cần nhiều nghiên cứu hơn để hiểu đầy đủ các tác động sức khỏe lâu dài của titan dioxide, đặc biệt là liên quan đến việc sử dụng nó như một phụ gia thực phẩm và trong các thiết lập nghề nghiệp trong đó mức độ phơi nhiễm có thể tương đối cao.
Mặt khác, Titanium dioxide cũng mang lại lợi ích sức khỏe tiềm năng, đặc biệt là trong bối cảnh bảo vệ tia cực tím trong kem chống nắng và các ứng dụng tiềm năng của nó trong việc khắc phục môi trường. Nhìn chung, một cách tiếp cận cân bằng và toàn diện có tính đến cả các rủi ro và lợi ích tiềm năng là rất cần thiết trong việc đưa ra các quyết định sáng suốt về việc tiếp tục sử dụng và điều chỉnh titan dioxide trong các ngành công nghiệp và sản phẩm khác nhau.
