Chương 1 – TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Tổng quan về rác thải nhựa 1. Các khái niệm liên quan đến rác thải nhựa Rác thải: Các chất liệu, vật thể hoặc sản phẩm mà người sử dụng vứt bỏ đi sau khi chúng đã được sử dụng, bị hư hỏng hay buộc phải vứt bỏ vì lý do khác. Rác thải được phân làm nhiều loại dựa trên đặc tính của chúng như: rác thải nhựa, rác thải giấy, rác thải kim loại, rác thải khí hay dựa trên tính chất hóa học: rác thải vô cơ hay rác thải hữu cơ, rác thải có thể phân hủy hoặc không thể phân hủy [19].
Nhựa: Thuật ngữ “nhựa” được dùng để chỉ các vật liệu được làm từ nhiều vật chất như carbon, hydro, oxi, nitơ, clo và lưu huỳnh. Nhựa được tạo thành từ những phân tử qua quá trình nhựa hóa, tạo hình bằng nhiệt và áp suất. Nhựa có thể dễ dàng được biến đổi từ hình dạng này sang hình dạng khác tùy theo công năng sử dụng. Nhựa không thể tự phân hủy, chúng chỉ có thể bị phân hủy dưới ánh sáng mặt trời hoặc bị phân rã thành các mảnh nhỏ [19].
Rác thải nhựa: Là khái niệm dùng để chỉ chung các sản phẩm làm từ nhựa đã qua sử dụng hoặc không được dùng đến, bị vứt bỏ ra môi trường. Rác thải nhựa bao gồm: túi, chai, cốc, ống hút, đồ chơi cũ… làm từ nhựa. Chúng thường có thời gian phân hủy rất lâu, có thể lên tới hàng trăm, ngàn năm [19]. Phần lớn lượng sản phẩm nhựa được sản xuất hiện nay không được xử lý đúng cách.
Khoảng 80% rác thải nhựa vẫn nằm tại các bãi rác hoặc thải bỏ trong môi trường, gây ô nhiễm nguồn nước, ô nhiễm đất, ô nhiễm không khí. Chỉ khoảng 12% được xử lý bằng cách đốt, tuy nhiên cách xử lý này gây ra nguy cơ ô nhiễm môi trường do chất độc dioxin, ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Mặc dù lợi ích của việc tái chế đã và đang được truyền thông rộng rãi bởi nhiều cơ quan, tổ chức và thông qua nhiều hình thức khác nhau, nhưng lượng rác thải nhựa được tái chế hiện nay chỉ chiếm khoảng 10% [92]. Rác thải nhựa cỡ lớn: Là rác thải nhựa có kích thước từ 2,5cm trở lên [16].
Phân loại rác thải nhựa Có nhiều cách phân loại rác thải nhựa như phân loại theo nguồn gốc phát sinh (rác thải sinh hoạt, rác thải nông nghiệp, rác thải công nghiệp, rác thải y tế.), phân loại theo mức độ nguy hại (rác thải nguy hại và rác thải không nguy hại). Nghiên cứu này sử dụng cách phân loại theo thành phần nhựa của Tổ chức Tiêu chuẩn quốc tế ASTM [24]. 4 Cách phân loại này được sử dụng phổ biến và được ký hiểu trên các sản phẩm nhựa sử dụng hàng ngày. Theo đó, nhựa được chia thành 7 loại như sau: (1) Terephtalat polyetylen (PET): một trong những loại nhựa được sử dụng phổ biến nhất, thường dùng để sản xuất) chai nước khoáng, nước ngọt, nước trái cây và một số bao bì khác.
PET là loại nhựa được khuyến cáo chỉ nên sử dụng một lần, không nên tái sử dụng để tránh gây hại cho sức khỏe. Nhựa PET có thể chứa dư lượng BPA trong quá trình sản xuất, loại nhựa này cũng rất khó để làm sạch nên khả năng tái chế rất thấp, và dễ bị biến đổi do tác dụng nhiệt. Việc tái sử dụng các sản phẩm làm từ nhựa PET nhiều lần, mà chưa qua xử lý có thể khiến giải phóng các chất độc gây ung thư, ảnh hưởng rất lớn đến sức khỏe con người. Nhựa PET thường gặp: chai nước khoáng, nước ngọt, nước chấm… (2) High Density Polyethylene (HDPE): thường được sử dụng trong sản xuất chai nhựa, bình sữa trẻ em, lọ thuốc, chai/lọ đựng thực phẩm, đường ống nước,.
Nhựa HDPE có nhiều đặc điểm nổi bật như có độ bền cao, khả năng chịu va đập tốt, có độ trơ về mặt hóa học, không bị ảnh hưởng bởi các tác động từ môi trường và không tiết ra độc tính gây hại. Nhựa HDPE thường gặp: bình sữa, nước tẩy rửa,… (3) Polyvinyl chloride (PVC): loại nhựa có độ dẻo cao, giá thành rẻ, và rất khó tái chế. Nhựa PVC thường được dùng để làm màng bọc thực phẩm, chai dầu ăn, thiết bị y tế, áo mưa và vật liệu xây dựng. Trong loại nhựa này có chứa nhiều chất phụ gia hóa học có thể gây hại cho sức khỏe.
Nhựa PVC thường gặp: đường ống nước, dây điện… (4) Low Density Polyethylene (LDPE): loại nhựa được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực do đặc tính trọng lượng nhẹ, chịu va đập tốt, dẻo dai, chống ẩm tốt, kháng được axit mạnh, rượu, bazơ và este. Đặc biệt, nhựa LDPE được sử dụng rộng rãi nhất trong ngành sản xuất bao bì, túi nhựa, vỏ bánh kẹo, giấy gói thực phẩm hoặc hộp đựng thực phẩm dùng một lần. Nhiều sản phẩm làm từ nhựa LDPE có thể tái chế và sử dụng để tạo ra các sản phẩm mới. Tuy nhiên, nhựa LDPE không bị phân hủy một cách tự nhiên mà sẽ tồn tại trong môi trường hàng trăm năm, góp phần gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng.
Nhựa LDPE thường được sử dụng trong các sản phẩm sử dụng một lần, 5 chẳng hạn như túi ni lông, và sẽ bị loại bỏ chỉ sau một lần sử dụng. Sự tích tụ rác thải nhựa LDPE tại các bãi chôn lấp và đại dương gây ra mối đe dọa đáng kể cho mô trường và hệ sinh thái hiện nay. Nhựa LDPE thường gặp: túi ni lông, vỏ bánh, găng tay nilon (5) Polypropylene (PP): loại nhựa không màu không mùi, không vị, không độc, chịu được nhiệt độ cao hơn 100 độ C. Nhựa PP thường được sử dụng để sản xuất hộp đựng sữa chua, lọ thuốc, ống hút và chai nước sốt, bao tải.
Nhựa PP được đánh giá cao về độ an toàn và khả năng tái sử dụng, tái chế. Nhựa PP thường gặp: lọ đựng thuốc, tương ớt, ống hút, bao tải dứa… (6) Polystyrene (PS): nhựa PS thường được dùng để sản xuất khay, hộp xốp đựng thức ăn hoặc dao, dĩa, cốc sử dụng một lần. Các sản phẩm làm từ nhựa PS khi tiếp xúc nhiệt độ cao và với các chất chua, nhựa PS có thể sản sinh ra độc tố gây hại sức khỏe con người. Vì vậy, loại nhựa này thường không được phép sử dụng để đựng thực phẩm trong thời gian dài, đặc biệt là thực phẩm nóng, thực phẩm có tính kiềm và acid mạnh.
Khả năng tái chế các sản phẩm nhựa PS rất thấp do khó thu gom và chi phí tái chế cao. Nhựa PS thường gặp: xốp, bát đĩa dùng 1 lần,… (7) Nhựa khác: Các nhựa không phân loại vào các loại trên. Tổng quan nghiên cứu về đánh giá thực trạng rác thải nhựa tại các bãi biển trên thế giới 1. Nghiên cứu về thực trạng rác thải nhựa tại các bãi biển Nghiên cứu về sự có mặt của rác thải nhựa trong môi trường biển lần đầu tiên được thực hiện vào đầu những năm 70 của thế kỷ XX là nghiên cứu của Carpenter và Smith (1972).
Nhóm tác giả đã xác định sự hiện diện của nhựa trong môi trường biển, ghi nhận các mảnh nhựa lớn có thể gây tổn hại cho sinh vật biển và làm thay đổi hệ sinh thái [29]. Tiếp theo, Gregory (2009) đã tiến hành tổng quan về sự tích tụ của rác thải nhựa trên bãi biển, nhấn mạnh nguồn gốc chủ yếu của rác thải nhựa là từ hoạt động của con người và việc quản lý chất thải không hiệu quả [44]. Nghiên cứu của Ryan và cộng sự (2009) đã đưa ra dữ liệu về sự phân bố và thành phần của rác thải nhựa tại các bãi biển trên toàn cầu, cho thấy rằng nhựa chiếm một tỷ lệ lớn trong tổng lượng rác thải, gây ra mối đe dọa nghiêm trọng cho sinhvật biển và môi trường [71]. 6 Đối với việc đánh giá thực trạng rác thải nhựa tại các bãi biển, nghiên cứu của Cincinelli và cộng sự (2020) cho thấy bãi biển là một trong những nơi tiếp nhận rác thải nhựa nhiều nhất, với hàng triệu mảnh nhựa bị xả thải mỗi năm, chủ yếu từ hoạt động du lịch và đô thị hóa.
Các tác giả nhấn mạnh rằng sự hiện diện của các mảnh nhựa lớn làm gia tăng nguy cơ ô nhiễm trong hệ sinh thái biển [30]. Một nghiên cứu trên quy mô toàn cầu của Jambeck và cộng sự (2015) ước tính rằng khoảng 8 triệu tấn nhựa bị xả thải vào đại dương hàng năm, trong đó một phần lớn tích tụ tại các bãi biển. Nghiên cứu chỉ ra rằng nhiều quốc gia, trong đó có Việt Nam có hệ thống quản lý chất thải chưa tốt, dẫn đến tình trạng rác thải nhựa trên bãi biển ngày càng nghiêm trọng [48]. Số liệu nghiên cứu của Jambeck còn được sử dụng cho các nghiên cứu của các nhóm tác giả về thực trạng rác thải nhựa tại các khu vực biển như nghiên cứu của Liubartseva và cộng sự (2016), Tramoy và cộng sự (2019) [55, 80].
Xét về nguồn gốc, hơn 80% tổng lượng rác thải nhựa đổ ra đại dương có nguồn gốc từ đất liền [54]. Mặc dù rác thải nhựa có thể được tìm thấy trong tất cả các thủy vực khác nhau, nhưng được ghi nhận nhiều nhất tại các bãi biển do bãi biển là hệ sinh thái chuyển tiếp liên kết môi trường biển và đất liền [59, 45]. Ô nhiễm nhựa đe dọa đáng kể đến chức năng sinh thái của các bãi biển [40, 25] cũng như giá trị của chúng đối với các hoạt động xã hội-văn hóa và giải trí [56]. Rác thải nhựa tồn lưu tại các bãi biển cũng có thể tương tác trực tiếp với động vật hoang dã biển (vướng mắc, nuốt phải) [73, 31] và rác nhựa có thể được gió, sóng và dòng hải lưu đưa trở lại vùng nước ven biển, nơi nó có thể ảnh hưởng đến nhiều loại sinh vật biển.
Có rất nhiều nghiên cứu đã đưa ra kết quả về thực trạng rác thải nhựa tích tụ tại các vùng ven biển trên toàn thế giới như nghiên cứu sự phân bố rác thải mắc cạn và chôn vùi dọc các bãi biển Nhật Bản [51], rác thải do các hoạt động của con người tại các bãi biển ở Đông Nam Thái Bình Dương (Chile) [27], sự phân bố rác thải trên đảo Saint Martin, Vịnh Bengal, Bangladesh [23]. Việc đánh giá định lượng và xét về mặt không gian của các mảnh nhựa cũng đã được đánh giá tại các bãi biển của bờ biển Địa Trung Hải của Maroc, Rio de Janeiro, Brazil [61], bờ biển Cádiz, Tây Ban Nha [85] và bờ biển miền trung California [70]. 7 Fauziah và cộng sự (2015) đã thực hiện đánh giá rác thải nhựa ở môi trường ven biển tại Malaysia.