Tổng quan nghiên cứu

Ô nhiễm vi nhựa (microplastics - MPs) đã trở thành một thách thức môi trường nghiêm trọng trên toàn cầu, đặc biệt là trong môi trường biển. Ước tính đến năm 2014, có hơn 15 nghìn tỷ hạt vi nhựa tồn tại trong đại dương toàn cầu, với trọng lượng lên đến 93 nghìn tấn. Vi nhựa có kích thước nhỏ hơn 5 mm, có thể bị các sinh vật biển như động vật hai mảnh vỏ vô tình ăn phải, gây ảnh hưởng tiêu cực đến hệ sinh thái và sức khỏe con người. Tại Việt Nam, các nghiên cứu cho thấy mật độ vi nhựa trong môi trường nước và trầm tích ven biển đang gia tăng, đặc biệt tại các khu vực có hoạt động kinh tế và du lịch phát triển mạnh.

Luận văn tập trung nghiên cứu sự tích tụ vi nhựa trong loài Vẹm xanh (Perna canaliculus) tại một số khu vực ven biển tỉnh Quảng Ninh, nơi có đường bờ biển dài 250 km và hoạt động nuôi trồng thủy sản phát triển. Mục tiêu chính là hoàn thiện quy trình kỹ thuật phân tích vi nhựa trong vẹm xanh và đánh giá mức độ ô nhiễm vi nhựa tại các điểm lấy mẫu gồm Hạ Long, Vân Đồn, Cô Tô và Móng Cái. Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc cảnh báo ô nhiễm vi nhựa, bảo vệ môi trường biển và đảm bảo an toàn thực phẩm thủy sản xuất khẩu cũng như tiêu thụ nội địa. Thời gian nghiên cứu tập trung vào năm 2022, với phạm vi khảo sát tại tỉnh Quảng Ninh, một trong những vùng biển có mật độ dân cư và hoạt động kinh tế biển cao.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết về ô nhiễm vi nhựa trong môi trường biển và tích tụ sinh học trong sinh vật hai mảnh vỏ. Hai mô hình nghiên cứu chính được áp dụng gồm:

  • Mô hình tích tụ sinh học vi nhựa: Vi nhựa được hấp thu qua chuỗi thức ăn, tích tụ trong các mô của sinh vật hai mảnh vỏ do đặc tính ăn lọc của chúng, từ đó phản ánh mức độ ô nhiễm môi trường.
  • Mô hình phân hủy và phân bố vi nhựa trong môi trường biển: Quá trình phân hủy nhựa lớn thành vi nhựa dưới tác động vật lý, hóa học và sinh học, cùng với sự vận chuyển qua các dòng hải lưu và hoạt động con người.

Các khái niệm chính bao gồm: vi nhựa nguyên sinh và thứ cấp, các loại polymer phổ biến (polypropylene, polyethylene, polystyrene, nylon), hình dạng vi nhựa (sợi, mảnh, hạt), và các nguồn phát sinh vi nhựa (rác thải sinh hoạt, công nghiệp, nuôi trồng thủy sản).

Phương pháp nghiên cứu

  • Nguồn dữ liệu: Tổng hợp từ các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước, báo cáo ngành, tài liệu khoa học và khảo sát thực địa tại tỉnh Quảng Ninh.
  • Phương pháp lấy mẫu: 60 cá thể vẹm xanh được thu thập ngẫu nhiên từ 4 khu vực ven biển gồm Hạ Long, Vân Đồn, Cô Tô và Móng Cái. Mỗi điểm lấy mẫu gồm 15 cá thể vẹm có kích thước đồng đều (6-9 cm chiều dài).
  • Phương pháp phân tích: Mẫu vẹm được xử lý bằng dung dịch KOH và H2O2, tách vi nhựa bằng dung dịch ZnCl2 có tỷ trọng 1,55 g/ml, lọc qua giấy lọc GF/A kích thước lỗ 1,6 µm. Vi nhựa được phân tích định dạng và nhận diện polymer bằng máy quang phổ hồng ngoại µFTIR với phần mềm chuyên dụng Onmic Picta.
  • Phương pháp thống kê: Mật độ vi nhựa được tính theo số hạt trên cá thể và trên gam trọng lượng ướt. Phân tích tỷ lệ phần trăm phân bố theo kích thước, hình dạng và loại polymer. Dữ liệu được xử lý bằng Microsoft Excel 2019.
  • Timeline nghiên cứu: Thu thập mẫu và phân tích trong năm 2022, với các bước xử lý mẫu, phân tích phổ và thống kê dữ liệu được thực hiện liên tục trong vòng 6 tháng.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Hoàn thiện quy trình phân hủy mẫu vẹm xanh: Sử dụng dung dịch ZnCl2 thay cho NaCl giúp tách được vi nhựa có tỷ trọng cao hơn, tăng độ chính xác và đa dạng chủng loại vi nhựa thu nhận. Thời gian phân hủy mẫu được điều chỉnh theo khối lượng mô, giảm hiện tượng trào bọt và tăng hiệu quả phân hủy.

  2. Mật độ vi nhựa trong vẹm xanh: Tổng cộng 243 hạt vi nhựa được phát hiện trên 60 cá thể vẹm, trung bình 4,05 ± 3,06 hạt/con. Mật độ vi nhựa tính theo trọng lượng ướt dao động từ 0,44 ± 0,41 hạt/g tại Hạ Long đến 0,93 ± 0,78 hạt/g tại Cô Tô. Móng Cái có mật độ vi nhựa cao nhất với 5,33 ± 4,6 hạt/con. So sánh với các nghiên cứu trong khu vực như Thái Lan (7,32 ± 8,33 hạt/con) và Hồng Kông (0,21 – 1,83 hạt/g), mật độ vi nhựa tại Quảng Ninh tương đối thấp nhưng vẫn đáng báo động.

  3. Phân bố kích thước vi nhựa: Kích thước vi nhựa trong vẹm xanh chủ yếu nằm trong khoảng 20 – 617 µm, với nhóm 20 – 150 µm chiếm tỷ lệ lớn nhất. Sự phân bố kích thước này phản ánh quá trình phân hủy nhựa và khả năng tích tụ của các hạt nhỏ trong sinh vật.

  4. Hình dạng và chủng loại polymer: Vi nhựa dạng mảnh chiếm ưu thế (khoảng 70-75%), tiếp theo là dạng sợi (khoảng 25-30%). Các loại polymer phổ biến gồm polypropylene (PP), polyethylene (PE), polystyrene (PS) và nylon, tương đồng với các nghiên cứu quốc tế.

Thảo luận kết quả

Mật độ vi nhựa trong vẹm xanh tại Quảng Ninh phản ánh mức độ ô nhiễm vi nhựa trong môi trường biển ven bờ, chịu ảnh hưởng từ các hoạt động kinh tế như du lịch, đánh bắt thủy sản và giao thông biển. Khu vực Móng Cái có mật độ vi nhựa cao nhất có thể do mật độ dân cư và hoạt động kinh tế biển tập trung hơn, dẫn đến lượng rác thải nhựa xả ra môi trường lớn hơn.

So với các nghiên cứu tại Thái Lan và Hồng Kông, mật độ vi nhựa tại Quảng Ninh thấp hơn nhưng vẫn cho thấy sự hiện diện phổ biến của vi nhựa trong sinh vật hai mảnh vỏ. Kích thước vi nhựa chủ yếu nhỏ cho thấy khả năng tích tụ lâu dài và tiềm ẩn nguy cơ sinh học cao. Hình dạng mảnh và sợi vi nhựa phổ biến phù hợp với nguồn gốc từ rác thải sinh hoạt và công nghiệp.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ phân bố mật độ vi nhựa theo khu vực, biểu đồ tỷ lệ phần trăm kích thước và hình dạng vi nhựa, cũng như bảng tổng hợp chủng loại polymer phát hiện trong mẫu vẹm. Những kết quả này góp phần làm rõ mối liên hệ giữa ô nhiễm vi nhựa và môi trường sống của vẹm xanh, đồng thời cung cấp cơ sở khoa học cho các biện pháp quản lý.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Tăng cường quản lý và thu gom rác thải nhựa ven biển: Đề xuất các chính sách kiểm soát rác thải nhựa tại các khu vực ven biển trọng điểm như Móng Cái, Hạ Long trong vòng 2 năm tới nhằm giảm thiểu nguồn phát sinh vi nhựa.

  2. Phát triển công nghệ xử lý nước thải và bùn thải: Áp dụng các công nghệ tiên tiến để loại bỏ vi nhựa trong nước thải sinh hoạt và công nghiệp, đặc biệt tại các nhà máy xử lý nước thải gần khu vực nuôi trồng thủy sản.

  3. Nâng cao nhận thức cộng đồng và ngư dân: Tổ chức các chương trình đào tạo, tuyên truyền về tác hại của vi nhựa và cách giảm thiểu rác thải nhựa trong hoạt động đánh bắt, nuôi trồng thủy sản trong vòng 1 năm.

  4. Xây dựng hệ thống giám sát vi nhựa định kỳ: Thiết lập mạng lưới giám sát vi nhựa trong sinh vật hai mảnh vỏ và môi trường biển tại Quảng Ninh, thực hiện đánh giá hàng năm để cập nhật tình hình ô nhiễm và hiệu quả các biện pháp can thiệp.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Nhà quản lý môi trường và chính sách: Sử dụng kết quả nghiên cứu để xây dựng các chính sách quản lý rác thải nhựa và vi nhựa, bảo vệ môi trường biển và an toàn thực phẩm thủy sản.

  2. Ngành nuôi trồng và khai thác thủy sản: Áp dụng kiến thức về tích tụ vi nhựa để cải thiện quy trình nuôi trồng, giảm thiểu ô nhiễm và đảm bảo chất lượng sản phẩm xuất khẩu.

  3. Các nhà nghiên cứu và học giả: Tham khảo phương pháp phân tích vi nhựa trong sinh vật hai mảnh vỏ, phát triển các nghiên cứu chuyên sâu về tác động sinh học và môi trường của vi nhựa.

  4. Cộng đồng ngư dân và người tiêu dùng: Nâng cao nhận thức về ô nhiễm vi nhựa, từ đó thay đổi hành vi tiêu dùng và bảo vệ nguồn lợi thủy sản bền vững.

Câu hỏi thường gặp

  1. Vi nhựa là gì và tại sao nó nguy hiểm?
    Vi nhựa là các hạt nhựa nhỏ hơn 5 mm, có thể xâm nhập vào chuỗi thức ăn biển và tích tụ trong sinh vật, gây ảnh hưởng tiêu cực đến sức khỏe sinh vật và con người. Ví dụ, vi nhựa có thể mang theo các chất độc hại và vi sinh vật gây bệnh.

  2. Tại sao chọn vẹm xanh làm đối tượng nghiên cứu?
    Vẹm xanh là loài hai mảnh vỏ có đặc tính ăn lọc, dễ tích tụ vi nhựa, đồng thời là nguồn thực phẩm phổ biến và có giá trị kinh tế cao tại Quảng Ninh, giúp phản ánh mức độ ô nhiễm môi trường biển.

  3. Phương pháp phân tích vi nhựa trong vẹm xanh như thế nào?
    Mẫu vẹm được xử lý bằng dung dịch hóa học để phân hủy mô, tách vi nhựa bằng dung dịch có tỷ trọng cao, sau đó lọc và phân tích bằng máy quang phổ hồng ngoại µFTIR để xác định loại polymer và hình dạng vi nhựa.

  4. Mật độ vi nhựa trong vẹm xanh tại Quảng Ninh so với các khu vực khác ra sao?
    Mật độ vi nhựa tại Quảng Ninh trung bình khoảng 4,05 hạt/con, thấp hơn so với Thái Lan (7,32 hạt/con) và Hồng Kông (0,21 – 1,83 hạt/g), nhưng vẫn cho thấy sự ô nhiễm đáng kể cần được quan tâm.

  5. Các biện pháp nào có thể giảm thiểu ô nhiễm vi nhựa?
    Bao gồm quản lý rác thải nhựa hiệu quả, nâng cao công nghệ xử lý nước thải, tuyên truyền nâng cao nhận thức cộng đồng và thiết lập hệ thống giám sát vi nhựa định kỳ để kiểm soát và giảm thiểu ô nhiễm.

Kết luận

  • Hoàn thiện quy trình phân hủy mẫu vẹm xanh giúp tăng hiệu quả và độ chính xác trong phân tích vi nhựa.
  • Mật độ vi nhựa trong vẹm xanh tại Quảng Ninh dao động trung bình 4,05 ± 3,06 hạt/con, phản ánh mức độ ô nhiễm vi nhựa trong môi trường biển ven bờ.
  • Vi nhựa chủ yếu có kích thước nhỏ (20 – 150 µm), dạng mảnh và sợi, với các polymer phổ biến như PP, PE và PS.
  • Môi trường sống và hoạt động kinh tế biển ảnh hưởng rõ rệt đến mức độ tích tụ vi nhựa trong vẹm xanh.
  • Cần triển khai các giải pháp quản lý rác thải nhựa, nâng cao nhận thức và giám sát định kỳ để bảo vệ môi trường và sức khỏe cộng đồng.

Hành động tiếp theo: Khuyến khích các cơ quan chức năng và cộng đồng thực hiện các biện pháp giảm thiểu ô nhiễm vi nhựa, đồng thời mở rộng nghiên cứu đánh giá tác động lâu dài của vi nhựa đến hệ sinh thái và sức khỏe con người.