MỞ ĐẦU "Ô nhiễm môi trường là sự làm thay đổi tính chất của môi trường, vi phạm tiêu chuẩn môi trường" (Theo Luật Bảo vệ Môi trường của Việt Nam). Trên thế giới, ô nhiễm môi trường được hiểu là việc chuyển các chất thải hoặc năng lượng vào môi trường đến mức có khả năng gây hại đến sức khoẻ con người, đến sự phát triển sinh vật hoặc làm suy giảm chất lượng môi trường. Các tác nhân ô nhiễm bao gồm các chất thải ở dạng khí (khí thải), lỏng (nước thải), rắn (chất thải rắn) chứa hoá chất hoặc tác nhân vật lý, sinh học và các dạng năng lượng như nhiệt độ, bức xạ. Ô nhiễm môi trường đang trở thành hiểm họa đối với đời sống của sinh giới và cả đối với con người ở bất kỳ phạm vi nào, từ quốc gia, khu vực đến toàn cầu.
Ô nhiễm môi trường là sản phẩm của quá trình công nghiệp hóa và đô thị hóa diễn ra trên 200 năm nay. Ô nhiễm hiện nay đã lan tràn vào mọi nơi, từ đất, nước đến khí quyển, từ bề mặt đất đến các lớp sâu của đất và của đại dương. Giá nhiên liệu tăng cao và các vấn đề về môi trường hiện là mối bận tâm hàng đầu của nhân loại. Việc sử dụng các sản phẩm từ nhựa polymer có nguồn gốc sinh học để thay thế dần các loại nhựa polymer tổng hợp đang là một hướng rất triển vọng.
Các sản phẩm từ polymer sinh học có ưu điểm là khả năng tự phân hủy thành các thành phần cơ bản không gây ô nhiễm môi trường. Tuy nhiên khả năng tự phân hủy của chúng trong đất diễn ra chậm và phải mất nhiều thời gian để quá trình phân hủy bắt đầu xảy ra. Vi sinh vật phân hủy polymer sinh học nói chung luôn tồn tại trong các môi trường tự nhiên khác nhau như đất, nước, bùn. Số lượng, chủng loại các vi sinh vật có khả năng phân hủy polymer sinh học phụ thuộc vào các điều kiện tự nhiên [37, 48, 57].
Kết quả nghiên cứu của Song và cộng sự cho thấy trong 1g đất chứa từ 1,6104 đến 8,7105 tế bào, trong đất bùn là 5,1105 tế bào còn nước biển cũng có từ 102 đến 103 Nguyễn Thị Thanh Lịch 1 Khóa 2009-2011 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn Thạc sĩ Khoa học tế bào/ml vi sinh vật có khả năng sử dụng hay phân hủy các loại polymer sinh học khác nhau [44]. Trên thế giới đã có nhiều công bố về các chủng vi sinh vật có khả năng phân hủy polymer sinh học như vi khuẩn, nấm sợi và xạ khuẩn. Ô nhiễm môi trường ở Việt Nam đang là một trong những vấn đề gây nhức nhối với toàn xã hội, trong đó có ô nhiễm do rác thải từ các sản phẩm nhựa. Viê ̣c phát triể n và ứng dụng các sản phẩm polymer si nh ho ̣c vào đời số ng nhằ m giảm thi ểu ô nhiễm môi trường đang ngày càng được quan tâm.
Việc phân lập, tuyển chọn và nghiên cứu các chủng vi sinh vật có khả năng phân hủy polymer sinh học là công việc rất có ý nghĩa góp phần xử lý làm sạch môi trường. Tuy nhiên ở Việt Nam số lượng các công bố điều tra nghiên cứu về vi sinh vật có khả năng phân huỷ các polymer sinh học là không nhiều. Từ những lí do trên, chúng tôi đã tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên cứu đánh giá khả năng phân hủy poly lactic axit (PLA) của một số chủng vi sinh vật phân lập ở Việt Nam” làm cơ sở cho việc ứng dụng trong việc tạo các chế phẩm chủ động trong việc tăng nhanh quá trình phân huỷ tự nhiên và giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Nguyễn Thị Thanh Lịch 2 Khóa 2009-2011 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn Thạc sĩ Khoa học CHƢƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.
Tình hình ô nhiễm môi trƣờng trên thế giới và Việt Nam 1. Tình hình ô nhiễm môi trƣờng trên thế giới Trong những năm gần đây, nhân loại đã và đang đối đầu với những hiểm họa do ô nhiễm môi trường gây ra. Vấn đề ô nhiễm môi trường không còn là riêng của bất kì quốc gia nào, mà nó đã trở thành mối quan tâm của toàn thế giới. Các nhà hoạt động môi trường tại Anh đã gọi xứ sở sương mù là “hố rác của châu Âu”.
Hiện tại, số lượng rác thải tại Anh mỗi năm tăng trung bình khoảng 3%. Nếu không có những biện pháp hữu hiệu, các bãi rác hiện có tại Anh sẽ hết chỗ chứa sau 9 năm nữa, dẫn tới nguy cơ một cuộc khủng hoảng tương tự như ở Napoli vừa qua. Nguy cơ quá tải của các bãi chứa rác không chỉ là vấn đề của riêng Italia và Anh, mà là của nhiều quốc gia. Liên minh châu Âu (EU) đã buộc phải ra một quy định, bắt buộc các nước thành viên phải giảm bớt nhanh chóng lượng rác thải, cũng như hạn chế đáng kể việc sử dụng lại các bãi rác.
Theo Quyết định số 99/31/EU ngày 26-4- 1999, các thành viên EU đến năm 2010 phải giảm được 25% lượng chất thải chở đến các bãi rác so với mốc thời điểm năm 1995 và đến năm 2020 là 65% [69]. Ngoài những nước đã có được những chiến lược xử lý rác đúng đắn như Đức, Hà Lan và Áo; các quốc gia vùng Bắc Âu cũng đặc biệt coi trọng vấn đề này. Tại Thụy Điển hiện đang rất phổ biến sản xuất phân bón từ rác thải sinh hoạt. Chính vì nhờ biện pháp trên, Thụy Điển đã tăng tỷ lệ rác thải được tái chế lên 49%, đồng thời giảm số lượng rác nói chung xuống tới 19% [69].
Theo số liệu của Cơ quan Bảo vệ môi trường Mỹ chỉ có 55% tổng số rác tại Mỹ được chở tới các bãi rác trong năm 2006. Theo một nghiên cứu của Tổ chức “Hòa Bình Xanh”, đại dương trên khắp thế giới đã trở thành một bãi rác khổng lồ chứa đựng gần 6,5 triệu tấn rác thải (hình 1) [69]. Nguyễn Thị Thanh Lịch 3 Khóa 2009-2011 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn Thạc sĩ Khoa học Hình 1. Rác thải xâm lấn đại dương 1.
Tình trạng ô nhiễm môi trƣờng ở Việt Nam Trong khi các nước tiên tiến trên thế giới như Nhật, Mỹ, Anh đầu tư hàng triệu USD tái chế rác thải, thì ở Việt Nam lại nằm trong số những quốc gia đang lãng phí nguồn năng lượng này. Tình hình ô nhiễm trong thời gian gần đây đã trở nên bức xúc, đặc biệt ở 3 thành phố lớn là Hà Nội, TP. Hồ Chí Minh và Đà Nẵng. Theo thống kê tại Hà Nội, khối lượng rác thải sinh hoạt tăng trung bình 15%/năm, vởi tổng lượng ước tính 5.000 tấn/ngày đêm, và dự đoán chỉ năm 2012 có thể không còn chỗ để đổ rác (hình 2) [5].
Thành phố Hồ Chí Minh mỗi ngày có trên 7.000 tấn rác thải sinh hoạt. Thời gian gần đây, tình hình xả rác bừa bãi cũng như những bất cập trong khâu xử lý chôn lấp rác thải trở thành vấn nạn ở nước ta [5]. Nguyễn Thị Thanh Lịch 4 Khóa 2009-2011 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn Thạc sĩ Khoa học Hình 2. Hà Nội ngập tràn rác thải [5] Theo kết quả khảo sát của Bộ Tài nguyên và Môi trường phối hợp với Đại sứ quán Đan Mạch tại Việt Nam cho biết: Ô nhiễm môi trường gia tăng ngày càng mạnh như: ô nhiễm hữu cơ ở các lưu vực sông; ô nhiễm tại các đô thị, các khu, cụm công nghiệp, làng nghề; sản xuất nông nghiệp; vùng ven biển.
Môi trường nước mặt ở hầu hết các đô thị và ở nhiều lưu vực sông bị ô nhiễm chất hữu cơ và các thông số ô nhiễm đặc trưng đều vượt tiêu chuẩn cho phép nhiều lần, nổi cộm nhất là các lưu vực sông Nhuệ-Đáy, sông Đồng Nai [76]. Tình trạng ô nhiễm rác thải nilon Ngày nay, túi nilon được sử dụng rộng rãi và có phần không kiểm soát được. Tuy nhiên, bên cạnh những lợi ích mà nó mang lại thì những ảnh hưởng của nó đến môi trường và sức khỏe con người cũng không hẳn là nhỏ. Các tác hại chính có thể kể đến là: Thứ nhất: túi nilon gây tác hại ngay từ khâu sản xuất bởi vì việc sản xuất túi nilon phải sử dụng nguyên liệu đầu vào là dầu mỏ và khí đốt, do đó trong quá trình sản xuất nó sẽ tạo ra khí CO2 làm tăng hiệu ứng nhà kính, thúc đẩy biến đổi khí hậu toàn cầu [4].
Nguyễn Thị Thanh Lịch 5 Khóa 2009-2011 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn Thạc sĩ Khoa học Thứ hai: việc sử dụng túi nilon sẽ gây tác hại xấu tới sức khoẻ của con người. Túi nilon được làm từ nhựa PVC (poly vinyl clorua) không độc nhưng các chất phụ gia thêm vào để làm cho túi nilon mềm, dẻo, dai lại vô cùng độc hại. Các chất phụ gia chủ yếu được sử dụng là chất hoá dẻo, kim loại nặng, phẩm màu… là những chất cực kỳ nguy hiểm. Chất phụ gia hóa dẻo TOCP (triorthocresylphosphat) có thể làm tổn thương và làm thoái hoá thần kinh ngoại biên và tuỷ sống; chất BBP (butyl benzyl phthalate) có thể gây độc cho tinh hoàn và gây ra một số dị tật bẩm sinh nếu thường xuyên tiếp xúc với nó [4].
Những loại túi nilon tái chế hoặc hộp nhựa, bình nhựa, túi nhựa có thể chứa DOP (dioctin phatalat) cực độc, ảnh hưởng đến cơ quan sinh dục nam. Trẻ em bị nhiễm chất này lâu dài có thể thay đổi giới tính: các bé trai có thể bị nữ tính hóa, vô sinh nam; còn bé gái có nguy cơ dậy thì sớm [4]. Các loại nilon màu nếu sử dụng để đựng thực phẩm tươi sống, đồ ăn chín có thể khiến thực phẩm nhiễm các kim loại như chì, clohydric gây tác hại cho não và là nguyên nhân gây ung thư phổi, gây ngộ độc và ung thư. Thứ ba: Các túi nilon chủ yếu được sử dụng một lần rồi bị thải ra môi trường.
Theo ước tính số nilon con người thải ra trong một năm sẽ phủ kín bề mặt trái đất tấm nilon khổng lồ dày tới 0,8 mm. Chỉ tính riêng nước ta, với con số ướng lượng như trên thì trong một năm số lượng túi trải ra trên bề mặt cả nước là 9,1 chiếc/1m2. Theo khảo sát sơ bộ, năm 2010 trung bình một ngày, Việt Nam xả khoảng 2.500 tấn rác nhựa ra môi trường. Tuy nhiên chỉ một phần nhỏ trong số này được thu gom, tái chế, còn phần lớn bị vứt bỏ khắp nơi.
Việc này không chỉ gây lãng phí về kinh tế mà còn là hiểm hoạ môi trường cho con người [4]: Túi nilon kẹt sâu trong cống rãnh, kênh rạch còn làm tắc nghẽn cống, rãnh, kênh, rạch gây ứ đọng nước thải và gây ngập úng.