Nghiên cứu đề xuất giải pháp kiểm soát ô nhiễm vi nhựa (microplastics) ở sông phú lộc, thành phố đà nẵng 1

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TRẦN QUỐC TUẤN NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP KIỂM SOÁT Ô NHIỄM VI NHỰA (MICROPLASTICS) Ở SÔNG PHÚ LỘC, THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG Chuyên ngành Quản lý Tài nguyên và Môi tr[.]

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

TRẦN QUỐC TUẤN

NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP KIỂM SOÁT

Ô NHIỄM VI NHỰA (MICROPLASTICS)

Ở SÔNG PHÚ LỘC, THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG

Chuyên ngành : Quản lý Tài nguyên và Môi trường

Mã số : 8850101

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG

Đà Nẵng - Năm 2022

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

Người hướng dẫn khoa học:

Giảng viên hướng dẫn 1: PGS TS Võ Văn Minh Giảng viên hướng dẫn 2: TS Trần Bá Quốc

Phản biện 1:

TS KIỀU THỊ KÍNH Phản biện 2:

TS PHAN QUỐC TOẢN

Luận văn được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ ngành Quản

lý Tài nguyên và Môi trường tại Trường Đại học Sư Phạm vào ngày 6 tháng 8 năm

2022

Có thể tìm hiểu luận văn tại:

Thư viện Trường Đại học Sư Phạm - ĐHĐN

Khoa Sinh – Môi trường, Trường Đại học Sư Phạm - ĐHĐN

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Nhựa là vật liệu được sử dụng phổ biến trên phạm vi toàn cầu với nhiều ưu điểm như tính đa năng, gọn nhẹ, bền và rẻ Tuy nhiên việc sử dụng nhựa cũng để lại mối nguy hại lớn cho môi trường và sức khỏe con người Nhựa trong môi trường có thể được phân hủy bởi nhiều cơ chế khác nhau như cơ chế sinh học, quang học, nhiệt học, cơ học, hóa học Nhựa sau khi phân hủy tồn tại với kích thước nhỏ ở micro hoặc nano Ước

tính trên thế giới hằng năm có khoảng 269 triệu tấn nhựa (Auta và cs., 2017) Tuy nhiên vật liệu nhựa được tái

sử dụng không quá 9% (Coppock và cs., 2017; Geyer và cs., 2017) Điều này dẫn đến nhựa có mặt trong các

môi trường sống như biển, sông, hồ, kênh, mương và trên cạn với nhiều kích cỡ khác nhau từ dưới 1µm cho

đến khoảng trên 1m (Chatterjee và Sharma, 2019) Tùy vào kích thước của các vật liệu nhựa mà nó sẽ có các

tác động khác nhau đến môi trường, sinh vật và con người Khi ở kích thước 10 - 5000 µm, nhựa dễ dàng được hấp thụ và tiêu hóa, trong khi nhựa có kích thước < 1 µm có thể đi qua màng tế bào Động vật không xương sống sẽ tiêu thụ các vật liệu nhựa siêu nhỏ có kích thước < 2000 µm và các loài chim biển thường nuốt những

vật liệu nhựa < 5000 µm (Bancin và cs., 2019) Những vật liệu nhựa có kích thước lớn có thể gây thiệt hại,

nguy hiểm cho tàu thuyền khi bị vướng với cánh quạt, neo hoặc sinh vật khi chúng bị mắc hoặc nuốt phải Nhựa có kích thước lớn dưới các tác động của môi trường có thể phân hủy thành các vật liệu nhựa có kích thước nhỏ hơn như dạng macro (> 25000µm), meso (> 5000 – 25000µm), micro (1 – 5000µm) và nano (< 1

µm) (Anderson và cs., 2016; Bancin và cs., 2019) Nhựa với kích thước từ 1 – 5000µm được gọi là vi nhựa

(microplastic) Vi nhựa có thể đi vào môi trường trực tiếp thông qua các sản phẩm như sữa rửa mặt, kem đánh

răng, mỹ phẩm, hoặc gián tiếp thông qua sự phá vỡ và phân hủy từ các vật liệu nhựa lớn (Cole và cs., 2011,

Andrady, 2011; Thompson, 2015) Sự phân hủy nhựa có kích thước lớn thành vi nhựa diễn ra trên bờ (cạn)

nhanh chóng hơn trong nước vì vậy khoảng 80% lượng vi nhựa trong đại dương có nguồn gốc từ nội địa và

18% từ hoạt động nuôi trồng và đánh bắt hải sản (Anderson và cs., 2016; Rochman, 2018) Hầu hết các nhà máy xử lý nước thải không thể xử lý toàn bộ vi nhựa trong nước thải (Anderson và cs., 2016)

Sự có mặt của vi nhựa với số lượng lớn trong môi trường gây ra những tác động lớn và là một mối lo ngại thực sự cho sức khỏe môi trường, hệ sinh thái và con người Vi nhựa chứa đựng rủi ro vì chúng bền vững

trong môi trường và có thể đi vào sinh vật qua chuỗi, lưới thức ăn (Anderson và cs., 2016) Theo cơ chế tích

lũy sinh học và khuếch đại sinh học thì vấn đề ô nhiễm vi nhựa càng đáng báo động hơn Vi nhựa có thể là tác nhân trực tiếp hoặc gián tiếp và gây nên những căn bệnh nguy hiểm như ung thư, suy giảm miễn dịch, rối loạn hormone; cản trở các hoạt động trao đổi chất, tổn thương hoạt động sinh sản và có thể gây dị tật cho động vật

và cả con người (Auta và cs., 2017)

Việt Nam được xác định là quốc gia phát thải nhựa ra đại dương lớn thứ 4 trên thế giới (chỉ sau Trung

Quốc, Indonesia và Philippines) (Jambeck và cs., 2015) Nghiên cứu của Anderson và cộng sự (2016) chỉ ra

rằng khoảng 80% vi nhựa trong đại dương có nguồn gốc từ nội địa và những thủy vực nước ngọt (sông, hồ)

có thể chứa đầy vi nhựa Theo chu trình tuần hoàn nước, các dòng chảy mang vi nhựa cũng như các chất ô nhiễm khác sẽ chảy ra biển, thông qua vùng cửa sông Do đó, các cửa sông đã được đánh giá là một trong

những điểm nóng về ô nhiễm vi nhựa (Browne và cs., 2010) Trong khi đó, khu vực cửa sông ven biển có vai

trò rất quan trọng đối với cân bằng các chu trình sinh thái tự nhiên, tiếp nhận và giảm thiểu ô nhiễm, đồng thời thúc đẩy sự phát triển kinh tế - văn hóa - xã hội của các cộng đồng thông qua việc cung cấp rất nhiều các chức năng, dịch vụ sinh thái khác nhau

Đà Nẵng là thành phố nằm ở miền Trung Việt Nam với dân số là 1.134.310 người (Cục Thống kê thành phố Đà Nẵng, năm 2019), hiện tại trên thành phố có 06 khu công nghiệp (KCN Liên Chiểu, KCN Hòa Khánh, KCN Hòa Khánh mở rộng, KCN Hòa Cầm, KCN Đà Nẵng, KCN dịch vụ Thủy sản) Do đó, sẽ không thể tránh khỏi có một lượng lớn vi nhựa được thải ra sông - hồ từ các hoạt động sinh hoạt và sản xuất trên địa bàn thành phố

Ở Đông Nam á, các nghiên cứu về vi nhựa còn rất hạn chế mặc dù khu vực này chiếm tới một nửa số

quốc gia trong danh sách 10 quốc gia hàng đầu phát hành nhựa ra đại dương (Jambeck và cs., 2015); tại thành

phố Đà Nẵng có rất ít công trình khoa học nghiên cứu về ô nhiễm vi nhựa ở các lưu vực sông, cũng như nghiên cứu về tác động của vi nhựa đến sức khỏe của con người và động vật

Trong bối cảnh như vậy, việc thực hiện nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu đề xuất giải pháp kiểm soát ô

nhiễm vi nhựa (microplastics) ở sông Phú Lộc (hay còn gọi là kênh Phú Lộc), thành phố Đà Nẵng” là hết

sức cần thiết Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ góp phần cung cấp thông tin khoa học tin cậy và các giải pháp phù hợp nhằm giảm thải ô nhiễm vi nhựa, bảo vệ môi trường, phục vụ phát triển bền vững của thành phố Đà Nẵng

2 Mục tiêu nghiên cứu

- Chương 1 Tổng quan tài liệu

- Chương 2 Đối tượng, Nội dung, Phạm vi và Phương pháp nghiên cứu

- Chương 3 Kết quả nghiên cứu và Bàn luận

- Kết luận và Kiến nghị

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Nhựa và vi nhựa

Nhựa bao gồm một nhóm rộng các hợp chất hữu cơ đa phân tử (polymers) được chiết xuất từ khí thiên

nhiên, dầu mỏ và than (Chatterjee và Sharma, 2019) Các loại nhựa như polyethylene (PE), polypropylene

(PP), polystyrene (PS), polyethylene terephthalate (PET), polyvinyl chloride (PVC), polyethylene mật độ thấp

(LDPE), và polyethylene mật độ cao (HDPE) chiếm 90% sản lượng nhựa trên toàn thế giới (Chatterjee và

Sharma, 2019)

Vi nhựa (microplastic) là những vật liệu nhựa có kích thước từ 1 - 5000µm (Bancin và cs, 2019) Dựa

vào nguồn gốc, vi nhựa được chia thành hai nhóm là vi nhựa sơ cấp và vi nhựa thứ cấp Vi nhựa sơ cấp là các polyme tổng hợp có kích thước siêu nhỏ, thường có dạng hình cầu hoặc hình trụ được sử dụng trong các mỹ

phẩm và các sản phẩm chăm sóc sức khỏe hoặc để sản xuất ra các sản phẩm nhựa lớn (GESAMP, 2019;

Wagner, 2017) Vi nhựa thứ cấp được hình thành từ sự phân mảnh của các vật liệu nhựa có kích thước lớn bởi

nhiều cơ chế khác nhau như sinh học, quang học, nhiệt học, cơ học, hóa học (Chatterjee và Sharma, 2019) Sự

phân mảnh có thể xảy ra trong suốt các giai đoạn của quá trình sản xuất, sử dụng hoặc khi các sản phẩm được thải ra môi trường Vi nhựa có hình dạng rất đa dạng và thường được xếp vào 5 nhóm chính: sợi (fibers), mảnh

(fragments), viên (pellets), xốp (foams), và dạng tấm mỏng (films) (GESAMP, 2019)

1.2 Tình hình nghiên cứu vi nhựa trong và ngoài nước

1.2.1 Các nghiên cứu trên thế giới

Ở cấp độ toàn cầu, ô nhiễm vi nhựa đã trở thành một vấn đề nghiêm trọng trên toàn thế giới Vi nhựa được phát hiện có mặt ở khắp các hệ sinh thái từ nội địa cho đến biển khơi Trong nội địa, vi nhựa được báo

cáo xuất hiện tại nhiều loại hình thủy vực nước ngọt trên thế giới như sông (Vermaire và cs., 2017; Park và

cs., 2020), kênh đào (Leslie và cs., 2017) và hồ (Xiong và cs., 2018; Vaughan và cs., 2017) Tại khu vực ven

biển, vi nhựa cũng được phát hiện với mật độ cao ở các vùng nước và trầm tích ven bờ (Desforges và cs.,

2014; Aytan và cs., 2016), trầm tích bãi biển (Claessens và cs., 2011; Filho và cs., 2019), vịnh (Falahudin và cs., 2019), đầm phá (Bayo và cs., 2019; Vianello và cs., 2013), rừng ngập mặn (Nor và Obbard, 2014; Zhou

và cs., 2020), thảm cỏ biển (Huang và cs., 2020; Seng và cs., 2020), Trong các đại dương trên toàn cầu, ước

tính có khoảng 92,4% trong số 5,25 nghìn tỷ mảnh nhựa trôi nổi là vi nhựa (Eriksen và cs., 2014)

Phần lớn vi nhựa tại các hệ sinh thái ven biển và trong các đại dương được cho là bắt nguồn từ các các

hoạt động trong đất liền (Anderson và cs., 2016) mà các dòng sông và kênh rạch là những con đường vận

chuyển vi nhựa quan trọng Các nghiên cứu gần đây ước tính sự phát thải nhựa từ các dòng sông vào đại dương

vào khoảng 0,4 - 2,75 triệu tấn nhựa/năm và khoảng 33.431 - 1.469.481 tấn vi nhựa (Lebreton và cs., 2018;

Schmidt và cs., 2018) Các khu vực cửa sông tại một số khu vực đã được phát hiện một lượng lớn vi nhựa

trong nước và trầm tích và đã được xác định là những điểm nóng ô nhiễm vi nhựa (Ivar do Sul và Costa, 2013;

Zhao và cs., 2015) Tuy nhiên, các nghiên cứu về ô nhiễm vi nhựa tại khu vực này vẫn còn khá ít ỏi, dẫn đến

đặc điểm phân bố và và các tác động của vi nhựa tại các hệ sinh thái cửa sông vẫn còn chưa được hiểu rõ ràng

(Ivar do Sul và Costa, 2013; Zhao và cs., 2015; Yonkos và cs., 2014) Tại Anh, trầm tích vùng triều cửa sông Tamar, Plymouth được nghiên cứu bởi Browne và cs (2010) đã ghi nhận 65% tổng số mảnh nhựa thu hồi

được là vi nhựa có nguồn gốc từ nhựa sử dụng trong bao gói, chất thải từ cống rãnh, từ nghề cá và hoạt động hàng hải Trong đó, hơn 50% vi nhựa là polyolefins, và hơn 25% là nhựa EPS Bốn cửa sông ở vịnh Chesapeake, Hoa Kỳ cũng được báo cáo có sự xuất hiện của vi nhựa trong nước với mật độ từ dưới 1,0 đến trên 560g/km2, đặc biệt mật độ vi nhựa trong nước được phát hiện có mối tương quan dương chặt chẽ với mật

độ dân số và tỷ lệ đô thị hóa của lưu vực sông (Yonkos và cs., 2014) Severini và cs (2019) khi nghiên cứu vi

nhựa tại cửa sông Bahía Blanca, Tây Nam Đại Tây Dương đã ghi nhận mật độ vi nhựa trong nước sông đạt 42,6 – 113,6 vi nhựa/m3, trong đó 72,7% là vi nhựa dạng sợi Nguồn gốc của vi nhựa tại khu vực này được quy cho từ các hoạt động của cảng biển và từ các dòng thải sinh hoạt và công nghiệp trong nội địa Nghiên

cứu này cũng phát hiện ra sự xuất hiện của vi nhựa trong ruột loài hàu Crassostrea gigas với 91% là sợi vi

nhựa, cảnh báo nguy cơ gây nguy hiểm cho các sinh vật khác tại vùng cửa sông và cho sức khỏe con người thông qua lưới thức ăn cũng như ảnh hưởng đến toàn bộ hệ sinh thái cửa sông và các dịch vụ do nó đem lại

Tại cửa sông Goiania, Brazil, mật độ vi nhựa trong nước chiếm đến một nửa tổng mật độ ấu trùng của cá (Lima

và cs., 2014) Tại các cửa sông Tagus ở Bồ Đào Nha và sông Po ở Ý, vi nhựa cũng được tìm thấy trong loài

sò Mytilus galloprovincialis với mật độ trong khoảng 0,05 - 0,34 vi nhựa/g mô ướt (Vandermeersch và cs.,

2015) Ngoài ra, vi nhựa cũng được phát hiện trong nhiều loài thủy sản có giá trị kinh tế và giá trị sinh thái

khác như loài cua Neohelice granulata ở cửa sông Tây Nam Đại Tây Dương (Villagran và cs., 2019), 24 loài

cá ở khu vực cửa sông Brazil (Vendel và cs., 2017), loài hàu Crassostrea virginica và cua Panopeus herbstii

ở cửa sông Florida (Waite và cs., 2018)

1.2.2 Tình hình nghiên cứu về vi nhựa tại Việt Nam

Tại thành phố Hồ Chí Minh, Lahens và cộng sự (2018) đã ghi nhận được một lượng lớn sợi (172.000 -

519.000 sợi/m3 nước) và các mảnh vi nhựa (10 - 233 mảnh/m3 nước) trong nước sông Sài Gòn và các kênh rạch trong thành phố, chủ yếu là các loại polyethylene, polypropylene, và polyester Mật độ các sợi vi nhựa tại sông Sài Gòn cao gấp 2 lần so với sông Dương Tử và Hàn Giang ở Trung Quốc, cao gấp 3 - 5 lần sợi vi nhựa

tại sông Seine ở Pháp, và gấp đến 6 lần mật độ sợi vi nhựa ở các con sông Thụy Sĩ (Lahens và cs., 2018)

Tương tự, mật độ vi nhựa dạng mảnh tại sông Sài Gòn cũng cao hơn hẳn so với mật độ vi nhựa tại các con sông ở các nước phát triển như Thụy Sĩ, cửa sông Tamar ở Anh, nhưng lại khá tương đồng với mật độ mảnh

vi nhựa ở kênh đào Amsterdam ở Hà Lan và các cửa sông ở Trung Quốc (Lahens và cs., 2018) Theo ước tính của Strady và cộng sự (2020), sông Sài Gòn hàng năm vận chuyển khoảng 115 - 164 x 1012 sợi nhân tạo xuống khu vực hạ lưu đổ ra biển

Tại Đà Nẵng, vi nhựa trong bụi đường đã được phát hiện với nồng độ 19,7 ± 13,7 mảnh/m2, cao hơn hai khu vực cùng nghiên cứu là Kusatsu (Nhật Bản) và Kathmandu (Nepal), với thành phần chủ yếu là vi nhựa từ

các bao gói và cao su (Yukioka và cs., 2020) Bên cạnh đó, nghiên cứu đầu tiên về vi nhựa trong cơ thể sinh vật đã được thực hiện bởi Phuong và cộng sự (2019) đối với loài động vật hai mảnh vỏ Perna viridis Nồng

độ vi nhựa trung bình được phát hiện là 2,6 mảnh vi nhựa/cá thể và 0,29 mảnh/g mô ướt với chủ yếu là nhựa polypropylene và polyester Như vậy, mặc dù các nghiên cứu về vi nhựa tại Việt Nam chưa nhiều, nhưng từ các kết quả nghiên cứu trên có thể thấy nồng độ vi nhựa trong môi trường tại Việt Nam là khá cao, tiềm ẩn nhiều nguy cơ đến sức khỏe con người và môi trường

1.3 Quản lý ô nhiễm vi nhựa trên thế giới và Việt Nam

1.3.1 Trên thế giới

Các chính sách, giải pháp thường tập trung vào 4 nhóm vấn đề chính: (1) Ngăn ngừa chất thải nhựa từ nguồn theo cách tiếp cận chuỗi giá trị cũng như địa lý (từ nguồn tới biển): Các biện pháp đề ra thường là giảm thiểu tại nguồn, tái sử dụng và tái chế chất thải, chuyển hóa năng lượng từ tái chế chất thải, phát triển các điểm,

cơ sở tiếp nhận chất thải nhựa,… đề xuất các sáng kiến quản lý chất thải trên đất liền (2) Giảm thiểu sự thất thoát nhựa ra môi trường: Các biện pháp chủ yếu là đưa ra các nguyên tắc, quy định có tính pháp lý về xử lý, thải bỏ nhựa trong quá trình sản xuất, kinh doanh, thương mại, sử dụng và thải bỏ nhựa; các quy định về cấm thải bỏ chất thải nhựa tại các khu vực nhạy cảm với hệ sinh thái,… (3) Loại bỏ rác thải nhựa khỏi môi trường thể hiện dưới dạng các chương trình, sáng kiến, hoạt động làm sạch các vùng biển, bãi biển, đáy biển, thu hồi ngư cụ đánh bắt cá bị hỏng, giám sát các rác thải nhựa trôi nổi trên biển (4) Thay đổi thái độ, hành vi của con người, nhấn mạnh sự cần thiết và đưa ra các chương trình, biện pháp thúc đẩy giáo dục, tuyên truyền, truyền thông làm thay đổi cách ứng xử của con người trong việc sử dụng và thải bỏ nhựa

1.3.2 Ở Việt Nam

Thời gian qua, Đảng và Nhà nước đã ban hành một số văn bản định hướng nhằm nâng cao hiệu quả quản lý rác thải nhựa, góp phần kiểm soát nguồn gốc phát sinh vi nhựa Điển hình là các văn bản dưới đây:

- Nghị quyết 36-NQ/TW ngày 22/10/2018 của Hội nghị lần thứ 8 Ban Chấp hành Trung ương Đảng khóa XII về Chiến lược phát triển bền vững kinh tế biển Việt Nam đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2045 đặt mục tiêu đến năm 2030

- Nghị quyết số 26/NQ-CP ngày 05/03/2020 ban hành Kế hoạch tổng thể và kế hoạch 5 năm của Chính phủ thực hiện Nghị quyết số 36-NQ/TW đặt ra yêu cầu: đến 2025, thực hiện Kế hoạch hành động quốc gia về quản lý rác thải nhựa đại dương

- Chỉ thị số 33/CT-TTg ngày 20/8/2020 về tăng cường quản lý, tái sử dụng, tái chế, xử lý và giảm thiểu rác thải nhựa nhằm tiếp tục tăng cường hiệu quả các hoạt động quản lý, xử lý, tái sử dụng, tái chế nhựa

đã qua sử dụng, giảm thiểu phát thải rác thải nhựa ra môi trường

- Quyết định 582/QĐ-TTg ngày 11/4/2013 của Thủ tướng Chính phủ phê duyệt Đề án tăng cường kiểm soát ô nhiễm môi trường do sử dụng túi ni lông khó phân hủy trong sinh hoạt đến năm 2020

- Quyết định số 491/QĐ-TTg ngày 07/5/2018 phê duyệt điều chỉnh Chiến lược quốc gia về quản lý tổng hợp rác thải rắn đến năm 2025, tầm nhìn đến năm 2050

- Quyết định số 1746/QĐ-TTg ngày 04/12/2019 của Thủ tướng Chính phủ ban hành Kế hoạch hành động quốc gia về quản lý rác thải nhựa đại dương đến năm 2030

1.4 Đặc điểm chung vùng nghiên cứu

Nội dung cụ thể được trình bày tại trang 16 của Luận văn

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG, PHẠM VI VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu chính của đề tài là các giải pháp kiểm soát ô nhiễm vi nhựa trong môi trường nước, trầm tích đáy tại sông Phú Lộc, ở địa bàn 2 quận Liên Chiểu và Thanh Khê, thành phố Đà Nẵng; Vi nhựa trong nghiên cứu này được xác định có kích thước từ 300 đến 5000μm

2.2 Nội dung nghiên cứu

- Tổng quan tình hình nghiên cứu vi nhựa trên thế giới và Việt Nam cũng như đặc điểm của khu vực nghiên cứu

- Đánh giá hiện trạng ô nhiễm vi nhựa trong môi trường nước và trầm tích tại sông Phú Lộc, thành phố

Đà Nẵng

- Đề xuất giải pháp kiểm soát ô nhiễm vi nhựa ở sông Phú Lộc, thành phố Đà Nẵng

2.3 Phạm vi nghiên cứu

2.3.1 Phạm vi không gian

Hình 2.1 Địa điểm lấy mẫu ở sông Phú Lộc

Nghiên cứu này được thực hiện hai đợt Cả hai đợt đều được thực hiện lấy mẫu tại 10 điểm, trong đó

7 điểm (PL02, PL04, PL05, PL07 – PL10) dọc theo sông Phú Lộc và 3 điểm (PL01, PL03, PL06) ở các điểm giao nhau của sông và từng hồ trong số ba hồ ở thượng nguồn (Hình 2.1) Tại mỗi vị trí, nước mặt (50cm trên)

và trầm tích đáy (5cm trên) được lấy mẫu ở giữa sông Thể tích nước mặt được lấy tại mỗi vị trí là 100L, bằng cách sử dụng một xô thép không gỉ và lọc qua lưới sinh vật phù du (đường kính: 50cm, kích thước mắt lưới: 80μm) để thu lượng nước mặt khoảng 300mL cho mỗi vị trí Các mẫu được bảo quản trong chai thủy tinh có nắp đậy ở 40C Lấy mẫu trầm tích đáy được tiến hành bằng dụng cụ lấy mẫu có lõi cặn bằng thép không gỉ (đường kính: 5cm) Tại mỗi vị trí, năm mẫu phụ được thu thập và trộn để thu được 1kg trầm tích ướt Các mẫu được bảo quản trong túi giấy nhôm ở 40C trước khi tiền xử lý

2.3.2 Phạm vi thời gian

- Đợt lấy mẫu 1: tháng 7 năm 2020 (mùa khô trong năm)

- Đợt lấy mẫu 2: tháng 12 năm 2021 (mùa mưa trong năm)

2.4 Phương pháp nghiên cứu

2.4.1 Lấy mẫu và phân tích mẫu

Để chiết xuất vi nhựa từ các mẫu nước, các mẫu nước (300mL mỗi vị trí) lần đầu tiên được sàng qua rây kim loại có kích thước mắt lưới 5mm trước khi được xử lý bằng 1g natri dodecyl sulfat (SDS) ở 500C trong

24 giờ Sau đó, 1mL bioenzyme F (lipase) và 1mL bioenzyme SE (protease và amylase) được thêm vào các mẫu và ủ ở 400C trong 48 giờ tiếp theo Bước phân hủy được hoàn thành bằng cách thêm 15mL H2O2 30% vào các mẫu và một lần nữa được giữ ở 400C trong 48 giờ (Strady và cộng sự, 2021) Sau đó, mẫu được sàng

qua sàng có cỡ mắt lưới 300μm để thu được phần lớn hơn 300μm, tiếp theo là bước tách tỷ trọng bằng dung dịch NaCl (1,18 g mL− 1) đậm đặc đã lọc Bước tách được lặp lại ít nhất năm lần để đảm bảo vi nhựa phục hồi tối ưu Cuối cùng, các mẫu được lọc qua bộ lọc sợi thủy tinh Whatman (GF/A, kích thước lỗ 1,6μm), và bộ lọc được giữ trong các đĩa Petri đậy kín để làm khô ở nhiệt độ phòng

Hình 2.2 Quy trình tách, thu hồi vi nhựa trong môi trường nước

Đối với các mẫu trầm tích, quy trình xử lý bao gồm đặt mẫu vào tủ sấy ở nhiệt độ 550C trong 72 giờ

để thu được mẫu phụ gồm 10g trầm tích khô và sau đó thêm 20 mL H2O2 30%; các bước xử lý tiếp theo (bao gồm sàng, tách tỷ trọng và lọc) được thực hiện tương tự đối với các mẫu nước mặt

Hình 2.3 Quy trình tách, thu hồi vi nhựa trong môi trường trầm tích

Các vi nhựa được giữ lại trên các bộ lọc được quan sát bằng kính hiển vi soi nổi (Leica S9i) được trang

bị một máy ảnh Các mẫu vi nhựa được xác định dựa trên các tiêu chí của Hidalgo-Ruz và cs (2012) và GESAMP (2019) và sau đó được phân loại thành năm nhóm hình thù: mảnh, sợi, viên, tấm mỏng và xốp (Free

và cs., 2014; Strady và cs., 2021) Ngoài ra, chúng tôi đã phân loại màu sắc của các vi nhựa Kích thước của

các hạt vi nhựa được đo (đối với sợi là chiều dài và đường kính; đối với mảnh, màng và xốp là diện tích; và đối với viên là đường kính và diện tích) bằng phần mềm LASX® với dải kích thước xác định là 300–5000μm Mật độ vi nhựa được biểu thị bằng số lượng hạt trên m3 đối với nước và số hạt trên kg trầm tích khối lượng khô đối với trầm tích

Thành phần của các vi nhựa được xác định dựa trên phổ Raman của nó Một kính hiển vi Raman đồng tiêu (XploRA ™ PLUS, HORIBA Scientific) đã được sử dụng để thực hiện các phép đo Bước sóng laser 785nm được chọn để giảm thiểu tín hiệu huỳnh quang nền trong phổ đo được Sau khi loại bỏ nền huỳnh quang, phổ đo được so sánh với phổ chuẩn trong thư viện phần mềm KnowItAll Từ đó, vật liệu vi nhựa đã được xác định

Trong toàn bộ quy trình xử lý và phân tích mẫu trong phòng thí nghiệm, các nguyên tắc ngăn ngừa nhiễm bẩn mẫu từ môi trường làm việc và dụng cụ thủy tinh được tuân thủ nghiêm ngặt theo khuyến nghị bởi

GESAMP (2019) và Dehaut và cs (2019) Nước lọc (nước máy đã được lọc qua bộ lọc sợi thủy tinh GF/A)

được sử dụng để làm sạch đồ đựng và đồ thủy tinh Các mẫu được bọc lại ngay sau mỗi bước lấy mẫu và phân tích Thử nghiệm trắng được thực hiện với bộ lọc GF/A mới tiếp xúc với không khí và mẫu nước đã lọc trong thời gian tất cả các bước được tiến hành Kết quả cho thấy không có hạt vi nhựa nào xuất hiện trong mẫu trắng đối với trầm tích nhưng có 5 sợi nhỏ (hai xanh lam, hai trắng và một đỏ) xuất hiện trong mẫu trắng đối với nước, chiếm 0,34% tổng số vi nhựa được thu hồi từ các mẫu nước Bởi vì con số này là rất nhỏ nên những sợi nhỏ này đã bị bỏ qua trong kết quả cuối cùng Ngoài ra, một thử nghiệm kiểm soát chiết xuất dương tính đã được thực hiện bằng cách thêm 10 miếng vi nhựa MPs (hộp cá vàng mài PE có gai, CRT 171, Carat GmbH) vào mẫu nước và mẫu trầm tích Cuối cùng, khả năng thu hồi của chúng đã được xác minh sau toàn bộ quy trình phân tích Tỉ lệ thu hồi trong các thí nghiệm là 90 ± 10% (n = 3) đối với mẫu trầm tích và 96,7 ± 5,8% (n

= 3) đối với mẫu nước, đảm bảo độ tin cậy của phương pháp và việc thực hiện

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN 3.1 Hiện trạng ô nhiễm vi nhựa trong môi trường nước và trầm tích tại sông Phú Lộc

3.1.1 Mùa khô

a) Mật độ và sự phân bố hình dạng của vi nhựa

Vi nhựa có mặt ở tất cả mười điểm lấy mẫu ở sông Phú Lộc Mật độ vi nhựa trong nước dao động từ

530 đến 3070 vi nhựa/m3 và đạt mật độ trung bình là 1232,0 ± 606,8 vi nhựa/m3 (Hình 3.1) Trong khi đó, vi nhựa tích tụ trong trầm tích sông với mật độ trung bình là 6070,0 ± 1770,0 vi nhựa/kg (tối thiểu - tối đa: 2800 – 9600 vi nhựa/kg)

Kết quả phân tích mẫu nước và trầm tích thu được đã nhận diện được 5 dạng vi nhựa khác nhau: sợi, mảnh, tấm mỏng, xốp và viên Vi nhựa dạng tấm mỏng chỉ xuất hiện ở điểm PL02, PL07, PL08, PL09, PL10 đối với mẫu nước, và không xuất hiện ở mẫu trầm tích Dạng xốp chỉ xuất hiện tại bốn điểm lấy mẫu nước (PL04, PL05, PL06, PL07), và ba điểm lấy mẫu trầm tích (PL02, PL05, PL10) Dạng viên chỉ xuất hiện duy nhất tại điểm PL07 ở mẫu trầm tích mà không xuất hiện ở mẫu nước

Ở vùng nước, sợi là hình dạng chủ yếu, chiếm 89,12% tổng số vi nhựa, tiếp theo là dạng mảnh (9,98%) Các hình dạng khác được tìm thấy với các phần rất nhỏ, chỉ từ 0,49% (dạng viên) đến 0,49% (tấm mỏng, xốp) Tương tự, trong trầm tích đáy vi nhựa dạng sợi cũng được phát hiện có chứa tỷ lệ sợi cao (86,82%) so với mảnh (11,86%), xốp (1,15%) và viên (0,17%) Điều này cho thấy rằng các vi nhựa ở sông Phú Lộc chủ yếu là

vi nhựa thứ cấp, do sự phân mảnh và tan rã của các sản phẩm nhựa lớn hơn

Hình 3.1 Biểu đồ sự tập trung và phân bố hình dạng vi nhựa trong mẫu nước tại từng vị trí thu mẫu

b) Màu sắc và loại polyme của vi nhựa

Kết quả nghiên cứu cho thấy màu sắc của vi nhựa trong mẫu nước tại các vị trí nghiên cứu được xác định có 8 màu sắc chính: màu đen, xanh lam, xanh lục, cam, tím, đỏ, trắng và vàng Về phân bố màu sắc, trắng

và xanh lam là màu chủ đạo cho vi nhựa dạng sợi ở cả nước mặt (tương ứng là 42,61% và 37,91%), tiếp theo

là màu đỏ với 8,04% (Hình 3.2 và 3.3) Các màu còn lại chỉ xuất hiện với tỷ lệ dưới 12% mỗi màu, màu tím

là màu chiếm tỉ lệ thấp nhất trong tổng số mẫu được ghi nhận ở Kênh Phú Lộc là 3%

Hình 3.2 Biểu đồ sự phân bố màu sắc vi nhựa trong mẫu nước tại từng vị trí thu mẫu

Hình 3.3 Biểu đồ phần trăm sự phân bố màu sắc vi nhựa trong mẫu nước tại từng vị trí thu mẫu

Kết quả nghiên cứu cho thấy màu sắc của vi nhựa trong mẫu trầm tích tại các vị trí nghiên cứu có kết quả tương đương với mẫu nước, bao gồm 8 màu sắc chính: màu đen, xanh lam, xanh lục, cam, tím, đỏ, trắng

và vàng Về phân bố màu sắc, trắng và xanh lam vẫn là màu chủ đạo cho vi nhựa dạng sợi ở cả nước mặt (tương ứng là 39,54% và 31,3%), tiếp theo là màu đỏ với 11,86% (Hình 3.4 và 3.5) Các màu còn lại chỉ xuất hiện với tỷ lệ dưới 12% mỗi màu, màu cam là màu chiếm tỉ lệ thấp nhất trong tổng số mẫu được ghi nhận ở Kênh Phú Lộc là 0,49%