29/12/2021
Tóm tắt
Lần đầu tiên đánh giá hiện trạng vi nhựa (microplastic) tại đảo Cát Bà, một đảo du lịch lớn nằm ở thành phố Hải Phòng thuộc phía Bắc Việt Nam. Nghiên cứu phân tích vi nhựa trong môi trường nước biển được thực hiện ở 9 trạm quan trắc gắn liền với các địa điểm nuôi trồng thủy sản và bến tàu thuyền neo đậu. Vi nhựa được lấy bằng lưới phù dù kích thước mắt lưới 80μm, mật độ vi nhựa trong mùa khô là 12,73 ± 7,49 n/m3; mùa mưa là 17,06 ± 7,24 n/m3. Vi nhựa có nhiều màu sắc và kích thước khác nhau và chủ yếu được làm từ polyethylene, polystyrene.
Từ khóa: Đặc điểm, hiện trạng, đảo Cát Bà, thành phố Hải Phòng, vi nhựa.
Nhận bài: 2/11/2021; Chỉnh sửa: 11/11/2021; Duyệt đăng: 15/11/2021.
1. Giới thiệu
Sản lượng nhựa được sản xuất tính đến năm 2018 là khoảng hơn 359 triệu tấn và vẫn đang tăng trong những năm sau đó, với đặc tính bền, rẻ tiền và kiểu dáng phong phú nhựa được ứng dụng trong nhiều cuộc sống của con người. Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển của xã hội thì ô nhiễm rác thải nhựa cũng được quan tâm hơn; nhiều quốc gia, tổ chức thế giới đã và đang tìm ra các giải pháp quản lý lượng rác thải nhựa trong môi trường biển.
Đến nay, có rất nhiều nghiên cứu về chất thải nhựa và có rất nhiều định nghĩa về vi nhựa khác nhau, tổng hợp lại vi nhựa được định nghĩa ngắn gọn như sau: vi nhựa là các mảnh vụn nhựa hoặc các vật thể nhựa ở bất cứ hình dạng nào có kích thước nhỏ hơn 5mm (<5000 micromet) [1]. Ảnh hưởng trực tiếp của vi nhựa đến con người chưa thể xác định tuy nhiên ảnh hưởng của vi nhựa đến các loài sinh vật biển không thể không nói đến, các nghiên cứu đã chỉ ra việc ảnh phải vi nhựa ảnh hưởng trực tiếp đến sinh vật.
Nghiên cứu này là nghiên cứu đầu tiên về vi nhựa tại đảo Cát Bà được thực hiện ở 9 vị trí; ở mỗi vị trí đều có hoạt động nuôi trồng thủy sản, nơi sinh hoạt của các ngư dân. Ngành nuôi trồng thủy sản tại Cát Bà rất phát triển với nhiều loài sinh vật như: ngao, sâng, hàu, vẹm xanh, cá mú,… một phần phục vụ nhu cầu của thực khách du lịch đến với đảo, một phần khác cung cấp cho các vùng lân cận. Hoạt động sinh hoạt của các tàu thuyền neo đậu xung quanh các lồng nuôi phát sinh một lượng lớn rác thải, nước thải xuống biển gây ảnh hưởng đến chất lượng nước và cảnh quan của đảo. Mục đích chính của nghiên cứu là đánh giá sự có mặt của vi nhựa trong môi trường nước tại các điểm nuôi trồng thủy sản của đảo.
2. Phương pháp nghiên cứu
2.1. Khu vực nghiên cứu và thu thập mẫu
Hai đợt thu mẫu được thực hiện trong mùa khô (tháng 3) và mùa mưa (tháng 6) năm 2021, nghiên cứu được tiến hành tại 9 trạm được phân bố và ký hiệu từ CB1 đến CB9 (hình 1).
Hình 1: Vị trí lấy mẫu vi nhựa trong nước và trầm tích biển Cát Bà
Các mẫu vi nhựa được thu từ nước biển bề mặt bằng lưới kéo phù du với kích thước lưới 80µm, miệng lưới tròn bán kính 0,5m được cố định vào tàu. Việc kéo lưới dài trong 5 phút, lưu lượng lấy mẫu được tính bằng lưu tốc kế gắn phía trong miệng lưới. Kéo lưới và làm sạch bằng nước biển. Các mẫu thu thập được cho vào bình 500ml bảo quản lanh 4oC.
2.2. Xử lý mẫu
Quy trình xử lý mẫu gồm ba bước: rây sàng, loại bỏ chất hữu cơ và phân tách tỷ trọng [2]. Tóm lại, mẫu thu 500ml trước tiên cần loại bỏ các vật thể lớn và các vi nhựa cỡ lớn >1mm bằng rây kim loại 1mm, toàn bộ vật thể là phía trên rây được xem xét kỹ và loại bỏ, vi nhựa cỡ lớn được thu thập vào đĩa petri. Phần dung dịch được xử lý bằng 1g Natri Dodecyl Sulfate (SDS) trong 24h ở nhiệt độ 50oC; mẫu được thêm 1 ml Bioezym F và 1ml Bioezym SE; 15ml Hydro peroxide 30% ở nhiệt độ 40oC lần lượt trong 48h. Vi nhựa được phân tách tỷ trọng bằng dung dịch NaCl (1,18g/cm3) trong 24h. Phần dung dịch phía trên được thu và lọc qua màng lọc Whatman GF/C 1.6um.
Quan sát mẫu vi nhựa được quan sát, đo kích thước, đếm số lượng và xác định màu sắc bằng phần mềm Leica Application suite X trên kính hiển vi soi nổi Lieca s9i. Mỗi mẫu được kiểm tra theo hình chữ “Z”; vi nhựa được nhận diện hai loại là fragment và fiber với nhiều màu sắc và kích thước đã quy ước từ đầu. Lấy 10% tổng số vi nhựa trong 2 đợt ở cả 9 trạm quan trắc phân tích thành phần vi nhựa bằng phương pháp phổ hồng ngoại (IR) trên thiết bị Agilent Cary FTIR 630.
3. Kết quả nghiên cứu
3.1. Phân bố vi nhựa tại đảo Cát Bà
Ở cả 9 vị trí lấy mẫu đều xác định vi nhựa trong môi trường nước và trầm tích biển. Mật độ dao động từ 3,51 – 23,27 n/m3, trung bình 12,73 ± 7,49 n/m3 trong mùa khô và trong mùa mưa mật độ là 7,71 – 30,62 n/m3, trung bình 17,06 ± 7,24 n/m3; mật độ tại khu vực Cát Bà trong nghiên cứu ở mức 14,89 ± 7,49 n/m3.Nhìn chung, không có sự khác biệt về phân bố vi nhựa qua hai mùa, khu vực có mật độ vi nhựa cao là khu vực bến Bèo (CB1,CB2,CB3) với nhiều lồng bè nuôi thủy hải sản và đông dân cư sinh sống trên bè nổi nhất; mùa mưa tại trạm CB9 (39,02 n/m3) cao so với mùa khô là 9,57 n/m3 và cao hơn so với tất cả các trạm khác.
|
a |
b |
Hình 2: Phân bố vi nhựa trong nước biển mùa mùa khô (a) và mùa mưa (b)
Trong nghiên cứu của tác giả Nghị và cs, 2020 [3] và thực tế trong quá trình phân tích mẫu chúng tôi nhận định vi nhựa ở các dạng màng film, bọt khá ít gặp trong các mẫu nước biển, vì vậy chúng tôi xác định vi nhựa theo hình dạng như sau: vi nhựa có bề rộng dưới 10µm sẽ được xếp vào loại sợi (fiber) và vi nhựa có tất cả hình dạng khác nhau được cho vào 1 loại mảnh (fragment). Có thể kết luận được ngay, vi nhựa dạng sợi chiếm tỷ lệ lớn trong môi trường nước so với dạng mảnh; cụ thể trong mùa khô các sợi chiểm đến 71% và chiếm 79% trong mùa mưa, các mảnh chiếm chỉ từ 21% - 29%.
Với 2 hình dạng nhận biết, vi nhựa dạng sợi có kích thước từ 250µm trở lên và dạng mảnh từ 45*103 µm2 đến 5000*5000 µm2 được chia thành 6 khoảng kích thước với 7 màu sắc khác nhau: đỏ, xanh lam, xám, trắng đen, vàng, xanh lục. Vi nhựa dạng mảnh chiếm 1/3 trên tổng số vi nhựa được quan sát, tuy nhiên phần lớn vi nhựa có kích cỡ nhỏ (dưới 200*103 µm2 và lớn hơn 500*103 µm2), cỡ vừa từ 200*103 µm2 đến nhỏ hơn 500*103 µm2 rất ít; tương tự dạng sợi có kích cỡ nhỏ dưới 2000µm là chủ yếu, còn lại chiếm tỷ lệ rất ít. Trong số các vi nhựa được nhận diện, vi nhựa có màu đen, đỏ, trắng, xanh lam là nhóm màu chiếm phần lớn với 89% trong mùa mưa và 95% mùa khô màu vàng và màu xanh lục rất ít được quan sát, ngoài ra không có sự xuất hiện màu xám trong nghiên cứu này.
|
a |
b |
|
c |
d |
Hình 3: Phân bố kích thước vi nhựa dạng mảnh (a) dạng sợi (b); màu sắc vi nhựa mùa khô (c) và mùa mưa (d)
Vi nhựa được phân loại với 7 màu sắc chính: đỏ, xanh lam, xám, trắng, đen, vàng và xanh lục [4]. Ở đợt 1, vi nhựa chủ yếu tập trung ở các nhóm màu đen (38%), màu trắng (23%), màu xanh lam (20%), màu đỏ (15%), còn lại rất ít là màu xanh lục (3%) và màu vàng (1%); trong đợt 2 không có sự thay đổi nào khi màu sắc vẫn tập trung ở màu đỏ (34%), màu đen (28%), màu xanh lam (17%), màu xanh lục (11%), màu trắng (9%), màu vàng rất ít chỉ chiếm 1%; màu xám không xuất hiện trong cả 2 đợt thu mẫu. Màu đen, màu trắng được phát hiện chủ yếu là vi nhựa dạng mảnh như: mảnh lưới, bọt xốp,…trong khi vi nhựa có màu xanh lam, đỏ chủ yếu ở dạng sợi.
Trong số 192 mẫu phân tích xác định được 177 mẫu với các loại nhựa như: PE, PP, PS, HDPE, LDPE, PA, SBR, EPR,… trong đó nổi lên là nhựa PS (50% mùa khô, 32% mùa mưa), nhựa PE (23% mùa khô, 13% mùa mưa), và HDPE (17% mùa mưa); tỷ lệ nhựa PS, PE cao tại khu vực Cát Bà đã phản ánh rõ thực trạng nuôi trồng thủy hải sản sử dụng các vật liệu xốp, phi hay lưới, bạt.
Hình 4: Phân bố các loại nhựa trong mẫu nước biển
4. Thảo luận
So sánh kết quả vi nhựa tại khu vực nghiên cứu với một số nghiên cứu khác trên thế giới được thể hiện trong Bảng 1. Các nghiên cứu hiện nay đều sử dụng lưới kéo Manta hoặc lưới kéo phù du với các kích thước khác nhau phù hợp cho từng nghiên cứu để thu vi nhựa, xử lý mẫu đều dựa trên nguyên lý dùng các chất oxi hóa các tạp chất sau đó phân tách mật độ bằng dung dịch muối NaCl, ZnCl,... Như vậy, các yếu tố kỹ thuật tương đối đồng nhất có thể giúp ta so sánh các kết quả nghiên cứu về vi nhựa với nhau.
Vi nhựa khu vực Cát Bà là 14,89 ± 7,49 n/m3 cao hơn hầu hết các số liệu tại các; Vịnh Monterey 1,32 ± 0,7 n/m3; Vùng biển ven bờ Hàn Quốc 1,12 ± 4,74 n/m3; Vịnh Cửa Lục 1,34 ± 4,38 n/m3; Vịnh Hạ Long 1,07 ± 0,38 n/m3 là những địa điểm ít bị ảnh hưởng bởi hoạt động nuôi trồng thủy sản; khu vực có hoạt động nuôi trồng thủy sản như vịnh Vịnh Sanggou, Trung Quốc là 20,06 ± 4,73 n/L; Vịnh Xiangxi 8,9 ± 4,7 n/m3. Vi nhựa trong nước biển không thể so sánh được với vi nhựa trong khu vực nước sông như sông Sài Gòn 172.000 – 519.000 n/m3 là một nơi tập trung nước thải của hầu hết các thành phố lớn trước khi chảy ra biển.
Mặc dù hoạt động nuôi trồng thủy sản tại Cát Bà vẫn đang được quản lý tuy nhiên nếu không có những biện pháp nâng cao vật liệu nuôi trồng thì tương lai Cát Bà sẽ giống Vịnh Sanggou của Trung Quốc. Nguồn gốc vi nhựa tại Cát Bà chủ yếu là các mảnh từ các bọt xốp tại các bè nuôi do ảnh hưởng của tàu thuyền neo đậu và sóng biển khiến chúng vỡ ra và trôi lơ lửng trong nước, ngoài ra còn vi nhựa dạng sợi từ dây thừng, dây lưới đánh cá trong quá trình sử dụng được thải bỏ xuống biển.
Bảng 1: Vi nhựa trong nước biển tạ một số Vịnh trên thế giới
|
Địa điểm |
Loại mẫu |
Thiết bị |
Xử lý |
Mật độ |
|
Vịnh Sanggou |
Nước mặt |
Niskin hydrophore, rây 30µm |
H2O2 30%, NaCl 1,2 g/cm3 |
20,06 ± 4,73 n/L
|
|
Nước biển ven bờ Hàn Quốc |
Nước mặt |
Lưới Manta 300 µm |
H2O2 30%, NaCl 300g/L |
1,12 – 4,74 n/m3 |
|
Vịnh Xiangxi |
Nước mặt |
Lưới 330µm, rây 2mm |
|
8,9 ± 4,7 n/m3 |
|
Vịnh Monterey |
Nước mặt |
Lưới 355µm
|
KOH 20%, NaCl 30% |
1,32 ± 0,7 n/m3 |
|
Vịnh Cửa Lục |
Nước mặt |
Lưới 80µm, rây 250µm |
SDS+ Enzyme+H2O2 30%, NaCl 1,18 g/cm3 |
1,34 ± 4,38 n/m3 |
|
Vinh Hạ Long |
Nước mặt |
Lưới 80µm, rây 250µm |
SDS+ Enzyme+H2O2 30%, NaCl 1,18 g/cm3 |
1,07 ± 0,38 n/m3 |
|
Sông Sài Gòn |
Nước mặt |
Lưới 300µm
|
SDS+ Enzyme+H2O2 30%, NaCl 1,18 g/cm3 |
172000 – 519000 n/m3 |
|
Cát Bà |
Nước mặt |
Lưới 80µm, rây 250µm |
SDS+ Enzyme+H2O2 30%, NaCl 1,18 g/cm3 |
15,71 ± 9,19 n/m3 |
Đảo Cát Bà hướng đến du lịch xanh nên việc giảm thiểu lượng rác thải nhựa là rất cần thiết, một số giải pháp cần phải thực hiện: thứ nhất các lồng bè nuôi trồng thủy sản cần được loại bỏ, tháo giỡ; thứ hai đưa ra các quy định yêu cầu mỗi tàu thuyền phục vụ du lịch phải có thùng đựng rác tránh tình trạng nhựa được vứt xuống biển (chai, lọ, túi nilon,…); thứ ba tuyên truyền vận động người dân, các cơ sở kinh doanh, nhà hàng sử dụng những sản phẩm thân thiện môi trường thay thế các vật liệu nhựa dùng 1 lần; thứ tư cần có quy hoạch cụ thể quỹ đất trong xây dựng các bãi chôn lấp rác thải đáp ứng đủ lượng rác thải trong 10 – 20 năm tránh trường hợp không có chỗ xử lý, chôn lấp rác thải dẫn đến các trường hợp đổ rác thải trực tiếp xuống biển. Ngoài ra, Nhà nước cần xây dựng quy chuẩn, tiêu chuẩn kỹ thuật về vật liệu sử dụng làm phao nổi trong nuôi trồng thủy sản giúp quản lý nguồn vật liệu nhựa đủ tiêu chuẩn kỹ thuật đáp ứng nhu cầu sử dụng trong thời gian dài và gây ít ảnh hưởng nhất đến chất lượng môi trường; Ban hành chính sách hỗ trợ tối đa đối với các công ty sản xuất và sử dụng các vật liệu thân thiện môi trường thay thế vật liệu nhựa (túi, ống hút, bao bì). Áp dụng mức thuế cao đối với các công ty sản xuất vật liệu nhựa nhằm giảm lượng thành phẩm nhựa phát tán ra ngoài thì trường; Xây dựng các chương trình, kế hoạch hỗ trợ vay vốn đối với các hộ dân làm kinh tế du lịch sau khi tháo gỡ lồng bè nuôi trồng thủy sản. Ngoài ra, cần có những lớp tập huấn nghề nghiệp phù hợp để người dân bình ổn cuộc sống.
5. Kết luận
Nghiên cứu đã điều ra sự xuất hiện của vi nhựa tại vùng biển nước mặt Cát Bà, phần lớn vi nhựa có dạng sợi, kích thước nhỏ với các màu đỏ, xanh lam, đen, trắng là chủ yếu; ngoài ra vi nhựa dạng mảnh cũng rất phong phú tuy nhiên chủ yếu là các bọt xốp có màu trắng và mảnh nhựa bạt có màu đen. Ước tính trung bình khu vực Cát Bà có mật độ vi nhựa 14,89 ± 7,49 n/m3 tập trung ở các điểm có lồng bè nuôi trồng thủy sản, hoạt động dân sinh của ngư dân. Các loại nhựa PS, PE có nguồn gốc từ các vật liệu sử dụng nuôi trồng của người dân và nó ảnh hưởng đến các sinh vật nuôi khi chúng ăn phải và sẽ ảnh hưởng đên sức khỏe con người khi sử dụng nguồn thực phẩm này trong cuộc sống. Các vật liệu bền và thân thiện môi trường nên được nghiên cứu và phát triển trong ngành nuôi trồng thủy sản.
Lời cảm ơn: Tập thể tác giả xin cảm ơn sự hỗ trợ của Phòng Hóa môi trường biển, Viện Tài nguyên và Môi trường biển, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam cùng nhiệm vụ mã số TMB.202.NVCS2 đã hỗ trợ và cho phép sử dụng kết quả nghiên cứu trong bài báo này.
Tài liệu tham khảo
1. Anthony L.Andrady, 2011. Microplastics in the marine environment. Mar. Pollut. Bull. Elsevier Ltd 62 (8): 1596–1605. doi:10.1016/j.marpolbul.2011.05.030
2. Lahens, L., Strady, E., Kieu-Le, T.C., Dris, R., Boukerma, K., Rinnert, E., Gasperi, J., Tassin, B., 2018. Macroplastic and microplastic contamination assessment of a tropical river (Saigon River, Vietnam) transversed by a developing megacity. Environ. Pollut. Elsevier Ltd 236 661–671. doi:10.1016/j.envpol.2018.02.005
3. Nghị, D.T., Ngọc, Đ.H., Chung, K.L.T., Strady, E., Huyên, B.T.M., Cường, L.Đ., Thắng, N.H., Lịm, D.T., 2020. Đánh giá ô nhiễm microplastic trong môi trường cửa sông Bạch Đằng thuộc hệ thống sông Hồng Việt Nam. Vietnam J.Chem. 58 (6E12): 140–146.
4. Strady, E., Dang, T.H., Dao, T.D., Dinh, H.N., Do, T.T.D., Duong, T.N., Duong, T.T., Hoang, D.A., Kieu-Le, T.C., Le, T.P.Q., Mai, H., Trinh, D.M., Nguyen, Q.H., Tran-Nguyen, Q.A., Tran, Q.V., Truong, T.N.S., Chu, V.H., Vo, V.C., 2021. Baseline assessment of microplastic concentrations in marine and freshwater environments of a developing Southeast Asian country, Viet Nam. Mar. Pollut. Bull. Elsevier Ltd 162 (xxxx): 111870. doi:10.1016/j.marpolbul.2020.111870.
Đinh Hải Ngọc1,2*, Dương Thanh Nghị1, Lê Văn Nam1
1 Viện Tài nguyên và Môi trường biển, Viện Hàn lâm Khoa học và Công Nghệ Việt Nam
2 Học viện Khoa học và Công nghệ, Viện Hàn lâm Khoa học và Công Nghệ Việt Nam
(Nguồn: Bài đăng trên Tạp chí Môi trường số Chuyên đề Tiếng Việt IV/2021)
Assessment of current and characteristics microplastic in the environment marine of Cat Ba Island (Hai Phong, Viet Nam)
Dinh Hai Ngoc1,2*, Duong Thanh Nghi1, Le Van Nam1
1 Institute of Marine Environment and Resources, VAST, Vietnam
2 Graduate University of Science and Technology, VAST, Vietnam
Abstract
Assessment current of microplastics at Cat Ba Island for the first time. Cat Ba Island is a large tourist in Hai Phong city and in northern Vietnam. In this study, we conducted a study on 9 points at different locations and collected microplastics samples in the seawater by a plankton net of 80µm in mesh size. Microplastics concentration in the dry season was 12.73 ± 7.49 n/m3; the rainy season is 17.06 ± 7.24 n/m3. Microplastics were mainly made from polyethylene and polystyrene and have a variety of colors and size others.
Keywords: Features, status, Cat Ba Island, Hai Phong city, microplastics.
