Tổng quan nghiên cứu

Ô nhiễm vi nhựa (microplastics) đã trở thành một vấn đề môi trường nghiêm trọng toàn cầu với ước tính hàng năm khoảng 269 triệu tấn nhựa được sản xuất, trong đó chỉ khoảng 9% được tái chế. Vi nhựa, với kích thước từ 1 đến 5000 µm, có thể xâm nhập vào các hệ sinh thái nước ngọt và biển, gây tác động tiêu cực đến sinh vật và sức khỏe con người. Việt Nam là quốc gia phát thải nhựa ra đại dương lớn thứ tư thế giới, trong đó các dòng sông đóng vai trò quan trọng trong việc vận chuyển vi nhựa từ nội địa ra biển. Thành phố Đà Nẵng, với dân số đông và phát triển kinh tế nhanh, đang đối mặt với nguy cơ ô nhiễm vi nhựa nghiêm trọng tại các lưu vực sông, đặc biệt là sông Phú Lộc.

Nghiên cứu này nhằm đánh giá hiện trạng ô nhiễm vi nhựa trong môi trường nước và trầm tích tại sông Phú Lộc, đồng thời đề xuất các giải pháp kiểm soát ô nhiễm phù hợp. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào hai quận Liên Chiểu và Thanh Khê, với dữ liệu thu thập trong hai đợt lấy mẫu vào mùa khô năm 2020 và mùa mưa năm 2021. Kết quả nghiên cứu không chỉ cung cấp thông tin khoa học tin cậy về mức độ ô nhiễm vi nhựa mà còn góp phần nâng cao hiệu quả quản lý tài nguyên và môi trường, hỗ trợ phát triển bền vững cho thành phố Đà Nẵng.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình về ô nhiễm vi nhựa, bao gồm:

  • Khái niệm vi nhựa sơ cấp và thứ cấp: Vi nhựa sơ cấp là các hạt nhựa tổng hợp nhỏ được sử dụng trong mỹ phẩm và sản phẩm chăm sóc cá nhân, trong khi vi nhựa thứ cấp hình thành từ sự phân mảnh của các vật liệu nhựa lớn do các cơ chế sinh học, quang học, nhiệt học, cơ học và hóa học.
  • Chu trình tuần hoàn và tích lũy sinh học: Vi nhựa có thể tích tụ trong sinh vật và khuếch đại sinh học qua các bậc dinh dưỡng, gây nguy hại cho hệ sinh thái và sức khỏe con người.
  • Mô hình phân bố vi nhựa trong hệ sinh thái thủy vực: Vi nhựa phân bố trong nước mặt và trầm tích, với các hình dạng chính gồm sợi, mảnh, viên, tấm mỏng và xốp, ảnh hưởng đến khả năng vận chuyển và tác động sinh học.
  • Khung pháp lý và chính sách quản lý vi nhựa: Tổng hợp các công cụ pháp luật quốc tế, khu vực và quốc gia nhằm kiểm soát ô nhiễm vi nhựa, bao gồm các nghị quyết của Liên Hợp Quốc, các chỉ thị của Liên minh Châu Âu và các chính sách quốc gia như Luật Bảo vệ môi trường Việt Nam 2020.

Phương pháp nghiên cứu

  • Nguồn dữ liệu: Dữ liệu được thu thập từ 10 điểm lấy mẫu dọc sông Phú Lộc, bao gồm 7 điểm trên sông và 3 điểm tại các hồ thượng nguồn. Mẫu nước mặt (100L mỗi điểm) và trầm tích đáy (1kg mỗi điểm) được lấy trong hai đợt: tháng 7/2020 (mùa khô) và tháng 12/2021 (mùa mưa).
  • Phương pháp phân tích: Mẫu nước và trầm tích được xử lý bằng các bước tách vi nhựa qua enzyme, oxy hóa H2O2, sàng lọc và tách tỷ trọng bằng dung dịch NaCl. Vi nhựa được quan sát dưới kính hiển vi soi nổi và xác định thành phần polyme bằng phổ Raman. Kích thước, hình dạng và màu sắc vi nhựa được phân loại chi tiết.
  • Cỡ mẫu và chọn mẫu: 10 điểm lấy mẫu được chọn đại diện cho các khu vực chịu ảnh hưởng của hoạt động đô thị và công nghiệp tại hai quận Liên Chiểu và Thanh Khê, với mật độ dân số lần lượt là 196.631 và 186.661 người/km2 năm 2019.
  • Phân tích số liệu: Dữ liệu được xử lý bằng phần mềm R, sử dụng phân tích phương sai (ANOVA) để đánh giá sự khác biệt về kích thước vi nhựa giữa các vị trí và giữa nước và trầm tích với mức ý nghĩa p < 0,01.
  • Timeline nghiên cứu: Nghiên cứu được thực hiện trong giai đoạn 2020-2021, với hai đợt lấy mẫu chính nhằm so sánh hiện trạng ô nhiễm vi nhựa giữa mùa khô và mùa mưa.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Mật độ vi nhựa cao trong nước và trầm tích sông Phú Lộc: Mùa khô, mật độ vi nhựa trong nước trung bình đạt 1232 ± 607 vi nhựa/m³, trong khi trầm tích đạt 6070 ± 1770 vi nhựa/kg. Mùa mưa, mật độ giảm đáng kể với trung bình 395 ± 95 vi nhựa/m³ trong nước và 3300 ± 1137 vi nhựa/kg trong trầm tích.
  2. Hình dạng vi nhựa chủ yếu là sợi và mảnh: Vi nhựa dạng sợi chiếm ưu thế với 89,12% trong nước và 86,82% trong trầm tích mùa khô, tương tự mùa mưa cũng chủ yếu là sợi, mảnh và xốp. Điều này cho thấy nguồn gốc vi nhựa chủ yếu là thứ cấp, từ sự phân mảnh các sản phẩm nhựa lớn.
  3. Màu sắc vi nhựa đa dạng nhưng trắng và xanh lam chiếm ưu thế: Trong cả nước và trầm tích, vi nhựa màu trắng chiếm khoảng 40%, xanh lam chiếm khoảng 30-38%, tiếp theo là màu đỏ và các màu khác chiếm tỷ lệ nhỏ hơn.
  4. Kích thước vi nhựa chủ yếu dưới 1500 µm: Chiều dài trung bình vi nhựa trong nước là 1176 ± 80 µm, trong trầm tích là 1396 ± 80 µm, với khoảng 77% vi nhựa có kích thước dưới 1500 µm.
  5. Thành phần polyme đa dạng: Các loại nhựa phổ biến gồm polyetylen (PE), polyetylen terephthalate (PET) và polypropylene (PP), cùng một số loại khác như PVC, PS, HDPE, nylon và LDPE.

Thảo luận kết quả

Mật độ vi nhựa tại sông Phú Lộc cao hơn nhiều so với một số cửa sông trong khu vực Đông Nam Á và tương đương hoặc cao hơn các cửa sông ở các quốc gia phát triển, phản ánh mức độ ô nhiễm nghiêm trọng do hoạt động đô thị và công nghiệp. Sự giảm mật độ vi nhựa vào mùa mưa có thể do pha loãng và dòng chảy mạnh hơn, tuy nhiên lượng vi nhựa vẫn ở mức đáng báo động.

Hình dạng và kích thước vi nhựa chủ yếu là sợi và mảnh nhỏ cho thấy nguồn gốc chính từ các sản phẩm nhựa tiêu dùng và phân hủy vật liệu nhựa lớn. Màu sắc đa dạng phản ánh sự đa dạng nguồn phát thải, trong đó màu trắng và xanh lam thường liên quan đến các sản phẩm nhựa phổ biến trong sinh hoạt.

So sánh với các nghiên cứu quốc tế, kết quả phù hợp với xu hướng vi nhựa chủ yếu là sợi và mảnh, đồng thời cho thấy sự cần thiết của các biện pháp kiểm soát ô nhiễm vi nhựa tại các lưu vực sông đô thị. Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ phân bố hình dạng, màu sắc và kích thước vi nhựa, cũng như bảng so sánh mật độ vi nhựa giữa mùa khô và mùa mưa để minh họa rõ ràng hơn.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Tăng cường chính sách quản lý chất thải nhựa tại nguồn: Ban hành và thực thi các quy định hạn chế sử dụng nhựa dùng một lần, đặc biệt là các sản phẩm chứa vi nhựa trong mỹ phẩm và sản phẩm tiêu dùng, nhằm giảm thiểu phát thải vi nhựa vào môi trường. Thời gian thực hiện: 2023-2025; Chủ thể: UBND thành phố, Sở Tài nguyên và Môi trường.
  2. Nâng cao hiệu quả hệ thống thu gom và xử lý nước thải: Đầu tư cải tạo, mở rộng hệ thống thu gom và xử lý nước thải đô thị tại các quận Liên Chiểu và Thanh Khê, đảm bảo xử lý vi nhựa trước khi thải ra sông. Thời gian: 2023-2027; Chủ thể: Sở Xây dựng, các đơn vị quản lý hạ tầng.
  3. Ứng dụng công nghệ kỹ thuật xử lý vi nhựa: Nghiên cứu và áp dụng các công nghệ tiên tiến như lọc vi nhựa trong nước thải, sử dụng vật liệu hấp phụ sinh học để loại bỏ vi nhựa trong môi trường nước và trầm tích. Thời gian: 2023-2026; Chủ thể: Các viện nghiên cứu, trường đại học, doanh nghiệp công nghệ.
  4. Tuyên truyền, giáo dục nâng cao nhận thức cộng đồng: Triển khai các chương trình truyền thông, giáo dục về tác hại của vi nhựa và cách giảm thiểu sử dụng nhựa, khuyến khích phân loại rác tại nguồn và sử dụng sản phẩm thân thiện môi trường. Thời gian: liên tục; Chủ thể: UBND các quận, trường học, tổ chức xã hội.
  5. Xây dựng hệ thống giám sát ô nhiễm vi nhựa định kỳ: Thiết lập mạng lưới giám sát ô nhiễm vi nhựa tại các điểm nóng trên sông Phú Lộc để đánh giá hiệu quả các biện pháp kiểm soát và điều chỉnh chính sách kịp thời. Thời gian: 2023 trở đi; Chủ thể: Sở Tài nguyên và Môi trường, các cơ quan khoa học.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Cơ quan quản lý nhà nước về tài nguyên và môi trường: Sử dụng kết quả nghiên cứu để xây dựng chính sách, quy định và kế hoạch hành động kiểm soát ô nhiễm vi nhựa tại địa phương, nâng cao hiệu quả quản lý môi trường nước.
  2. Các nhà nghiên cứu và học giả trong lĩnh vực môi trường: Tham khảo dữ liệu thực nghiệm và phương pháp phân tích vi nhựa để phát triển các nghiên cứu tiếp theo về ô nhiễm vi nhựa và tác động sinh thái.
  3. Doanh nghiệp và nhà sản xuất vật liệu nhựa: Áp dụng các giải pháp kỹ thuật và đổi mới sản phẩm thân thiện môi trường, đồng thời thực hiện trách nhiệm xã hội trong quản lý chất thải nhựa.
  4. Tổ chức phi chính phủ và cộng đồng dân cư: Nâng cao nhận thức về ô nhiễm vi nhựa, tham gia các hoạt động bảo vệ môi trường, thúc đẩy phong trào giảm thiểu sử dụng nhựa và phân loại rác thải tại nguồn.

Câu hỏi thường gặp

  1. Vi nhựa là gì và tại sao nó nguy hiểm?
    Vi nhựa là các hạt nhựa có kích thước từ 1 đến 5000 µm, có thể xâm nhập vào sinh vật và chuỗi thức ăn, gây tác động tiêu cực đến sức khỏe con người và hệ sinh thái do khả năng tích tụ và khuếch đại sinh học.

  2. Nguồn gốc chính của vi nhựa tại sông Phú Lộc là gì?
    Nguồn gốc chủ yếu là vi nhựa thứ cấp từ sự phân mảnh các sản phẩm nhựa lớn do hoạt động sinh hoạt, công nghiệp và xử lý chất thải chưa hiệu quả tại các quận Liên Chiểu và Thanh Khê.

  3. Phương pháp nào được sử dụng để phát hiện và phân tích vi nhựa trong nghiên cứu?
    Nghiên cứu sử dụng phương pháp lấy mẫu nước và trầm tích, xử lý bằng enzyme và oxy hóa, tách tỷ trọng bằng dung dịch muối, quan sát dưới kính hiển vi và xác định thành phần polyme bằng phổ Raman.

  4. Mật độ vi nhựa tại sông Phú Lộc có cao không so với các khu vực khác?
    Mật độ vi nhựa tại sông Phú Lộc cao hơn nhiều so với một số cửa sông trong khu vực Đông Nam Á và tương đương hoặc cao hơn các cửa sông ở các quốc gia phát triển, cho thấy mức độ ô nhiễm nghiêm trọng.

  5. Các giải pháp kiểm soát ô nhiễm vi nhựa hiệu quả nhất hiện nay là gì?
    Các giải pháp bao gồm giảm thiểu sử dụng nhựa tại nguồn, nâng cao hiệu quả thu gom và xử lý nước thải, ứng dụng công nghệ xử lý vi nhựa, tuyên truyền nâng cao nhận thức cộng đồng và xây dựng hệ thống giám sát định kỳ.

Kết luận

  • Nghiên cứu đã xác định mật độ vi nhựa trung bình trong nước sông Phú Lộc là 1232 vi nhựa/m³ mùa khô và giảm xuống 395 vi nhựa/m³ mùa mưa, trong khi trầm tích có mật độ trung bình 6070 vi nhựa/kg và 3300 vi nhựa/kg tương ứng.
  • Vi nhựa chủ yếu có hình dạng sợi và mảnh, kích thước dưới 1500 µm, với thành phần polyme phổ biến là PE, PET và PP.
  • Màu sắc vi nhựa đa dạng, trong đó màu trắng và xanh lam chiếm ưu thế, phản ánh nguồn phát thải đa dạng từ hoạt động đô thị.
  • Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học quan trọng để đề xuất các giải pháp chính sách, quản lý và kỹ thuật nhằm kiểm soát ô nhiễm vi nhựa tại sông Phú Lộc.
  • Các bước tiếp theo bao gồm triển khai các giải pháp đề xuất, xây dựng hệ thống giám sát ô nhiễm vi nhựa định kỳ và mở rộng nghiên cứu sang các lưu vực sông khác tại Đà Nẵng nhằm bảo vệ môi trường và sức khỏe cộng đồng.

Luận văn này kêu gọi các cơ quan chức năng, nhà nghiên cứu và cộng đồng cùng chung tay hành động để giảm thiểu ô nhiễm vi nhựa, góp phần xây dựng Đà Nẵng trở thành thành phố môi trường bền vững.