Bài viết Đánh giá sự hiện diện vi nhựa có trong nước thải sinh hoạt tỉnh Bình Dương đánh giá sự hiện diện của vi nhựa trong nước thải sinh hoạt và bùn thải. Kết quả cho thấy, nồng độ vi nhựa có trong nước thải sinh hoạt dao động từ 0,11 - 0,52 hạt vi nhựa/L.
ĐÁNH GIÁ SỰ HIỆN DIỆN VI NHỰA CÓ TRONG NƯỚC THẢI SINH HOẠT TỈNH BÌNH DƯƠNG Hồ Tống Trọn (1) Nguyễn Hiền Thân Bùi Lê Thanh Khiết TÓM TẮT Nghiên cứu thực đánh giá diện vi nhựa nước thải sinh hoạt (NTSH) bùn thải Kết cho thấy, nồng độ vi nhựa có NTSH dao động từ 0,11 - 0,52 hạt vi nhựa/L Hiệu suất xử lý vi nhựa hệ thống xử lý NTSH đạt 99,9% Mật độ vi nhựa bùn thải nhiều nước thải Vi nhựa fragment chiếm tỷ trọng lớn nhất, khoảng 55,8% nước thải 48,2% bụi thải; vi nhựa film có tỷ trọng 30,8% nước thải khoảng 39,2% bùn thải; filaments chiếm tỷ trọng 13,4% nước thải 12,6% bùn thải Vi nhựa màu xanh dương chiếm ưu 31,6% ± 15,3, màu đỏ (22,4% ± 0,91), màu hồng (11,4% ± 8,5), màu xám (10,6% ± 10,2), màu nâu (7% ± 4) Nghiên cứu cho thấy, phương pháp phân tích vi nhựa nước thải bùn thải có khả mở rộng áp dụng cho đối tượng nghiên cứu khác Từ khóa: Vi nhựa, NTSH, Bình Dương Nhận bài: 28/2/2022; Sửa chữa: 8/3/2022; Duyệt đăng: 10/3/2022 Giới thiệu Lượng tiêu thụ nhựa hàng năm giới gia tăng liên tục kể từ năm 1950 khoảng 311 triệu vào năm 2014 Nhựa bao gồm 20 dịng polymer, có dịng: polypropylene (PP), polyethylene có mật độ cao thấp (HDPE & LDPE), polyvinyl chloride (PVC), polyurethane (PUR), polyethylene terephthalate (PET) polystyrene (PS) chiếm 80% lượng nhựa sản xuất châu Âu [1] Hiện nay, sản phẩm tiêu thụ có nhựa tái sử dụng chúng vỡ thành mảnh hay phân rã tốc độ chậm Do đó, chúng tích tụ thành phần mơi trường nói chung nước thải nói riêng Gần đây, nhiều cơng trình nghiên cứu mở rộng phạm vi tìm hiểu, khơng đại dương mà cịn mơi trường nước đất liền [2] Các nguồn chủ yếu vi nhựa thường phân mảnh nhựa lớn hao mòn sản phẩm, tốc độ phân mảnh điều kiện tự nhiên không xác định [3] Thơng thường, hạt có mật độ cao chìm xuống tích tụ bùn, hạt có mật độ thấp bề mặt nước, bám tụ sinh vật, xáo trộn lượng nước đầu vào ảnh hưởng đến việc trộn lẫn theo chiều dọc [4-6] Hơn nữa, vi nhựa ăn vào bị hấp thụ tế bào biểu mô đường tiêu Đại học Thủ Dầu Một Viện Nghiên cứu Phát triển Kinh tế tuần hoàn 34 Chuyên đề I, tháng năm 2022 hóa [7], chí thành ruột để vào hệ tuần hoàn [8] Sự tiêu thụ vi nhựa không gây tác hại mặt vật lý mà chất phụ gia thêm vào trình sản xuất chất ô nhiễm hữu bị hấp thu từ nước mặt xung quanh vào sinh vật [9] Ý nghĩa mặt sinh thái vận chuyển đặt Ogata Y (2009) [10] Hiện có tài liệu khoa học nồng độ vi nhựa NTSH, đặc biệt so sánh với nồng độ bùn Ngồi ra, cơng bố tình trạng nhiễm nhựa nói chung vi nhựa NTSH nói riêng hạn chế, đặc biệt nước thải sau xử lý địa bàn Bình Dương Do đó, việc nghiên cứu diện vi nhựa NTSH cần thiết Kết nghiên cứu giúp nhà quản lý hoạch định sách phù hợp nhằm giảm thiểu lượng rác nhựa môi trường Vật liệu phương pháp nghiên cứu 2.1 Dụng cụ thu mẫu Hiện chưa có phương pháp chuẩn cho việc thu mẫu vi nhựa nước thải, nhóm nghiên cứu thiết kế hệ thống lọc đơn giản cho phép thu vi nhựa từ môi trường nước Mẫu nước bơm qua tháp lọc có màng lọc với kích thước lỗ khác (Hình 1) Kích thước lỗ màng lọc dùng nghiên cứu 25μm, 100μm 300μm KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ 2.2 Thu mẫu nước thải Khả loại bỏ vi nhựa trình xử lý nước thải (XLNT) đánh giá nhà máy XLNT sinh hoạt Thủ Dầu Một nhà máy XLNT Dĩ An Hai hệ thống áp dụng công nghệ xử lý sinh học Tiến hành thu mẫu nước thải đầu vào (sau qua bước tách mỡ) với nước thải sau xử lý Thể tích mẫu nước thải thu phụ thuộc vào vị trí thu mẫu kích cỡ mắt lưới màng lọc (Bảng 1) a) b) ▲Hình Thiết bị lọc thu vi nhựa: a) màng lọc đặt vào khớp nối; b) thiết bị lọc ráp lại với ba đầu lọc khác Bảng Thể tích thu mẫu với vị trí thu mẫu kích cỡ lỗ màng lọc thu mẫu Thể tích mẫu Thể tích mẫu Thể tích mẫu qua màng lọc qua màng lọc qua màng lọc 300 μm 100 μm 25 μm Nhà máy Dĩ An Đầu vào 0,5 L Sau xử lý 542,4 L 49,706 L 47,093 L Nhà máy Thủ Dầu Một Đầu vào 0,5 L Đầu 544,329 L 99,432 L 61,103 L Số lượng mẫu bùn thu thập gồm mẫu, mẫu lấy 30 g bùn Mỗi mẫu sàng lọc đếm lần kính hiển vi nhằm đếm triệt để số lượng vi nhựa diện bùn thải a Phương pháp thu mẫu vi nhựa Hiện chưa có phương pháp chuẩn lấy mẫu vi nhựa nước Ngồi ra, microplastic mơi trường khó xác định phương pháp tiêu chuẩn hóa khơng tồn Do đó, nhóm tác giả làm hệ thống thu mẫu vi nhựa (Hình 1) Việc lấy mẫu thực cách đổ bơm mẫu nước vào hệ thống có màng lọc với kích cỡ mắt lưới khác giảm dần từ xuống Kích cỡ mắt lưới lọc dùng nghiên cứu có kích cỡ 25 μm, 100 μm 300 μm, từ phân loại kích cỡ hạt tương ứng 20 - 100μm, 100 - 300μm > 300μm b Phương pháp xử lý mẫu Vật liệu mẫu nằm màng lọc rửa vào beaker thủy tinh nước cất lọc qua màng lọc 0,45 µm Sau đó, tiến hành đặc lượng nước có beaker cịn 100 ml cách sấy khơ tủ sấy 90oC Tiếp đến, tiến hành cho dung dịch Hydrogen Peroxide (H2O2) 30% vào để phân hủy vật liệu hữu Lượng dung dịch H2O2 cho vào tùy thuộc vào lượng vật chất hữu có mẫu Mẫu ủ 60oC lắc tay định kỳ Beaker để tủ sấy 60oC nước bay hồn tồn Sau cho 10 ml dung dịch muối bão hòa (NaCl) vào mẫu khơ để tách vi nhựa Mẫu sau chuyển vào ống ly tâm 15 ml ly tâm phút 3.500 g Dịch lọc qua giấy lọc 0,45 µm Sau lọc, đem giấy lọc sấy 40oC 48 giờ, sau giữ đĩa petri quan sát kính hiển vi để định lượng vi nhựa Sử dụng phần mềm ImageJ version 1.53C để đo kích thước hạt vi nhựa Để giảm thiểu việc nhiễm vi nhựa từ khơng khí, tất beaker đồ dùng thủy tinh tráng qua nước cất lọc (qua màng lọc 0,45 µm) trước dùng Mẫu xử lý tủ hút tất dụng cụ thủy tinh đậy giấy bạc Mẫu chứng âm tiến hành với mẫu thực để đánh giá khả nhiễm nhựa từ phịng thí nghiệm Vi nhựa từ mẫu đếm phân loại dựa theo hình dạng chúng: mảnh, tấm, hạt sợi Đồng thời, ghi nhận lại màu sắc vi nhựa Kết thảo luận 3.1 Mức độ tập trung vi nhựa NTSH bùn thải a Vi nhựa nước thải Nước thải đầu vào chứa nồng độ vi nhựa cao so với nước thải sau xử lý Kết thực nghiệm ghi nhận 180 128 vi nhựa/L trạm XLNT Dĩ An Thủ Dầu Một tương ứng (Bảng 2) Nước thải đầu có lượng vi nhựa 0,16 0,11 vi nhựa/L trạm XLNT Dĩ An Thủ Dầu Một tương ứng (Bảng 2) Vi nhựa chiếm ưu nước thải đầu vào dạng film (chiếm 75,6% 59,4% Dĩ An Thủ Dầu Một tương ứng) Tuy nhiên, nước thải đầu dạng film giảm đáng kể Dĩ An mà thay vào vi nhựa dạng hạt chiếm ưu thế, Thủ Dầu Một lại có thêm dạng film bên cạnh dạng hạt nước thải đầu Vi nhựa dạng film kết phân rã từ sản phẩm nhựa dạng màng, túi, sản phẩm có nhu cầu sử dụng cao Kết cho thấy, kích thước vi nhựa khoảng < 100 μm chiếm tỉ lệ nhiều (~80%) nước thải sau xử lý, riêng phân đoạn > 200 μm chiếm ~10%, kết phù hợp với nghiên cứu Michielssen [12] Chuyên đề I, tháng năm 2022 35 Bảng Nồng độ vi nhựa có nước thải đầu vào đầu Nhà máy Đầu vào Đầu Đầu vào Đầu Số vi nhựa Kích thước (Micron) Thủ Dầu Một 128 hạt vi nhựa/L 25 μm: 0,41 hạt vi nhựa/L 100 μm: 0,23 hạt vi nhựa/L 300 μm: 0,04 hạt vi nhựa/L Dĩ An 180 hạt vi nhựa/L 25 μm: 0,45 hạt vi nhựa/L 100 μm: 0,52 hạt vi nhựa/L 300 μm: 0,11 hạt vi nhựa/L 9,1 – 1927,2 10,4 – 643,5 50 – 879,7 169,1 - 1383 14,3 - 203,15 18 - 97,8 19,9 - 648,4 27,85 - 692,84 lợi cho chất rắn lơ lửng gắn kết lại với tạo biofilm Từ vi nhựa bị loại bỏ khỏi nước thải qua bùn lắng phần lớn vi nhựa bị lắng xuống loại bỏ thông qua bùn [14] b Vi nhựa bùn thải Sự diện vi nhựa bùn thải nhiều NTSH Kết nghiên cứu cho thấy, số lượng vi nhựa có g bùn thải 3,089 mảnh vi nhựa, tương ứng 309 mảnh vi nhựa/100 g bùn Kích thước mảnh vi nhựa có bùn thải có biến thiên lớn dao động từ 17,15 micron đến 1779,2 micron Lượng vi nhựa có nước thải phần lớn có kích thước