Luận văn thạc sĩ khảo sát tình trạng nhiễm vi nhựa ở một số loài cá nhỏ nước mặn khu vực ven bờ tỉnh bình định

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN NGUYỄN VŨ HỌA KHẢO SÁT TÌNH TRẠNG NHIỄM VI NHỰA Ở MỘT SỐ LOÀI CÁ NHỎ NƢỚC MẶN KHU VỰC VEN BỜ TỈNH BÌNH ĐỊNH Chuyên ngành: Sinh học thực nghiệm Mã số: 8420114 Ngƣời hƣớng dẫn: TS TRẦN THANH SƠN e LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu tơi dƣới hƣớng dẫn khoa học TS Trần Thanh Sơn Các nội dung nghiên cứu, kết đề tài trung thực chƣa đƣợc công bố dƣới hình thức Luận văn sử dụng thông tin, số liệu từ báo nguồn tài liệu tác giả khác có trích dẫn thích nguồn gốc đầy đủ Nếu có gian lận tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm nội dung luận văn Ngƣời cam đoan Nguyễn Vũ Họa e LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn TS Trần Thanh Sơn – Phó trƣởng khoa Khoa học Tự nhiên, trƣờng Đại học Quy Nhơn tận tình hƣớng dẫn, bảo động viên, giúp đỡ tơi q trình học tập, nghiên cứu thực luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn TS Võ Văn Chí – Cố vấn học tập lớp Cao học Sinh học thực nghiệm K22 đồng hành, giúp đỡ lớp q trình học tập thực luận văn Tơi xin trân trọng cảm ơn Ban giám hiệu nhà trƣờng, Phòng Đào tạo sau Đại học, Ban chủ nhiệm khoa Khoa học tự nhiên – Trƣờng Đại học Quy Nhơn hỗ trợ cho nhiều suốt trình học tập, nghiên cứu; tồn thể q Thầy, Cô giáo truyền đạt cho kiến thức quý báu suốt thời gian học tập rèn luyện trƣờng để tơi thực đề tài luận văn thạc sĩ thời hạn bị ảnh hƣởng nhiều dịch bệnh Covid-19 Dù cố gắng học tập nghiên cứu, nhƣng kiến thức, kỹ thời gian thực hạn hẹp, nên khó tránh khỏi thiếu sót, mong nhận đƣợc ý kiến đóng góp quý thầy để luận văn tơi đƣợc hồn thiện Tơi xin chân thành cảm ơn! Bình Định, tháng 10 năm 2021 Học viên Nguyễn Vũ Họa e MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH MỞ ĐẦU ………………………………………………………………… 1 Lý chọn đề tài Mục tiêu nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Chƣơng TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU 1.1 Vật liệu nhựa vi nhựa (Microplastics) 1.1.1 Giới thiệu nhựa vi nhựa 1.1.2 Một số loại nhựa phổ biến tính chất 19 1.1.3 Tác động ô nhiễm vi nhựa 23 1.2 Thực trạng vấn đề nghiên cứu 33 1.2.1 Thực trạng ô nhiễm vi nhựa giới 33 1.2.2 Thực trạng ô nhiễm vi nhựa Việt Nam 36 1.3 Giới thiệu vùng ven biển Bình Định 38 1.3.1 Vị trí địa lý 38 1.3.2 Khí hậu 38 1.3.3 Hệ thống thủy văn 39 1.3.4 Dòng chảy 39 1.3.5 Đặc điểm kinh tế - xã hội 40 1.4 Thông tin địa điểm thu mẫu 40 Chƣơng ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 42 2.1 Đối tƣợng nghiên cứu 42 e 2.2 Thời gian, địa điểm nghiên cứu 42 2.3 Nội dung nghiên cứu 42 2.4 Phƣơng pháp nghiên cứu 42 2.4.1 Phƣơng pháp thu mẫu 42 2.4.2 Phƣơng pháp bảo quản mẫu 43 2.4.3 Phƣơng pháp mổ khảo sát ô nhiễm vi nhựa ống tiêu hóa cá 43 2.4.4 Phƣơng pháp phân tích mẫu 44 2.4.5 Phƣơng pháp kiểm soát chất lƣợng 45 2.4.6 Phƣơng pháp xác định vi nhựa quan sát mẫu qua kính hiển vi soi Leica S9i 46 2.4.7 Phƣơng pháp xử lý số liệu 47 Chƣơng KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 48 3.1 Kết nghiên cứu 48 3.1.1 Số lƣợng vi nhựa 48 3.1.2 Mật độ vi nhựa 50 3.1.3 Màu sắc vi nhựa 53 3.1.4 Kích thƣớc vi nhựa 56 3.1.5 Kết kiểm soát chất lƣợng 66 3.2 Thảo luận 67 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 75 Kết luận 75 Kiến nghị 76 DANH MỤC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CƠNG BỐ CỦA TÁC GIẢ 77 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 82 PHỤ LỤC QUYẾT ĐỊNH GIAO TÊN ĐỀ TÀI LUẬN VĂN THẠC SĨ (BẢN SAO) e DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT STT Tên viết tắt Tên đầy đủ km kilometer m meter mm milimeter µm micrometer nm nanometer kg kilogram g gram POPs Persistent Organic Pollutants (Chất nhiễm hữu khó phân hủy) e DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu Bảng 1.1 Tên bảng Nguồn gốc vi nhựa sơ cấp vi nhựa thứ cấp Bảng 1.2 Ảnh hƣởng hạt vi nhựa số sinh vật khác Bảng 1.3 Một số loại nhựa thƣờng sử dụng tính chất, ứng dụng chúng Bảng 1.4 Thông tin điểm thu mẫu Bảng 3.1 Số lƣợng vi nhựa thấp cao quan sát đƣợc loài cá Trang 18 20 40 48 Bảng 3.2 Số lƣợng vi nhựa theo thời điểm thu mẫu 49 Bảng 3.3 Mật độ vi nhựa xuất theo loài 51 Bảng 3.4 Mật độ vi nhựa xuất điểm thu mẫu 52 Bảng 3.5 Số lƣợng tỷ lệ phần trăm vi nhựa theo màu sắc 53 Bảng 3.6 Chiều dài diện tích trung bình vi nhựa điểm thu mẫu Bảng 3.7 Vi nhựa xuất mẫu đối chứng e 56 67 DANH MỤC CÁC HÌNH Số hiệu Tên hình Trang Hình 1.1 Vịng tuần hồn nhựa vi nhựa 24 Hình 1.2 Sơ đồ vùng biển thu mẫu 41 Hình 3.1 Màu sắc vi nhựa phân bố điểm thu mẫu 54 Hình 3.2 Vi nhựa quan sát đƣợc ống tiêu hóa số lồi cá có kích thƣớc nhỏ Bình Định Hình 3.3 Màu sắc vi nhựa cá thu vào tháng 12.2020 (mùa mƣa) Hình 3.4 Màu sắc vi nhựa cá thu vào tháng 3.2021 (mùa khơ) Hình 3.5 Sự phân bố số lƣợng vi nhựa dạng sợi theo kích thƣớc (tổng cộng) Hình 3.6 Sự phân bố số lƣợng vi nhựa dạng mảnh theo kích thƣớc (tổng cộng) Hình 3.7 Sự phân bố số lƣợng vi nhựa dạng sợi theo kích thƣớc điểm thu Z1 Hình 3.8 Sự phân bố số lƣợng vi nhựa dạng mảnh theo kích thƣớc điểm thu Z1 Hình 3.9 Sự phân bố số lƣợng vi nhựa dạng sợi theo kích thƣớc điểm thu Z2 Hình 3.10 Sự phân bố số lƣợng vi nhựa dạng mảnh theo kích thƣớc điểm thu Z2 Hình 3.11 Sự phân bố số lƣợng vi nhựa dạng sợi theo kích thƣớc điểm thu Z3 Hình 3.12 Sự phân bố số lƣợng vi nhựa dạng mảnh theo kích e 55 56 56 58 58 59 60 60 61 61 62 thƣớc điểm thu Z3 Hình 3.13 Sự phân bố số lƣợng vi nhựa dạng sợi theo kích thƣớc điểm thu Z4 Hình 3.14 Sự phân bố số lƣợng vi nhựa dạng mảnh theo kích thƣớc điểm thu Z4 Hình 3.15 Sự phân bố số lƣợng vi nhựa dạng sợi theo kích thƣớc thu vào tháng 12.2020 (µm) Hình 3.16 Sự phân bố số lƣợng vi nhựa dạng mảnh theo kích thƣớc thu vào tháng 12.2020 (µm2) Hình 3.17 Sự phân bố số lƣợng vi nhựa dạng sợi theo kích thƣớc thu vào tháng 3.2021 (µm) Hình 3.18 Sự phân bố số lƣợng vi nhựa dạng mảnh theo kích thƣớc thu vào tháng 3.2021 (µm2) Hình 3.19 Đối sánh tỷ lệ nhiễm vi nhựa đƣờng tiêu hóa cá mẫu với nghiên cứu khác e 62 63 64 64 65 65 69 MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Thực trạng ô nhiễm rác thải nhựa môi trƣờng năm gần đáng báo động nhận đƣợc nhiều quan tâm xã hội Một nguồn gây nhiễm rác thải nhựa kể đến sản phẩm nhựa mà ngƣời thải môi trƣờng nhƣ túi nylon, chai nhựa dùng lần, ống hút nhựa hay sản phẩm làm từ nhựa khác, Nhựa từ lâu đƣợc biết đến thành phần gây nhiễm mơi trƣờng biển sản phẩm phân hủy nhựa đƣợc ghi nhận vấn đề tiềm ẩn môi trƣờng, sinh vật biển đặc biệt ngƣời Rất nhiều chứng cho thấy vi nhựa gây rủi ro cho hệ sinh thái biển, việc sinh vật biển nhƣ ngƣời tiếp xúc lâu dài với vi nhựa dẫn đến tích tụ sinh học hạt siêu hiển vi, gây tác động lớn đến sức khỏe nhƣ mơi trƣờng [79] Tình trạng nhiễm rác thải nhựa xảy khắp nơi giới, Việt Nam đƣợc đánh giá quốc gia xả rác thải nhựa nhiều giới, với khoảng 1,8 triệu thải môi trƣờng năm [43] Ở Việt Nam, ô nhiễm chất thải nhựa đại dƣơng vấn đề đƣợc Chính phủ quan tâm thời gian gần Một nguồn mang rác thải nhựa đại dƣơng từ dịng sơng, đó, với 100 cửa sông đổ biển nhƣ Việt Nam thách thức lớn cho nhà quản lý nhà nghiên cứu Có nhiều chất thải nhựa trơi khắp vùng biển nƣớc ta, đặc biệt tỉnh thành nhƣ Quảng Ninh, Thanh Hố, Hải Phịng, Đà Nẵng, Quảng Nam, Bà Rịa-Vũng Tàu thành phố Hồ Chí Minh Các chất thải có nguồn gốc từ chất thải đô thị, sinh hoạt, nông nghiệp, bệnh viện, nuôi trồng thủy sản giao thông vận tải biển Các sản phẩm nhựa thải vào môi trƣờng gần nhƣ không bị phân hủy mà bị phá hủy cách học e 93 seafood and the implications for human health Curr Environ Heal Reports 5: 375–386 https://doi.org/10.1007/s40572-018-0206-z [77] Stephens B., Azimi P., El Orch Z., Ramos T (2013), Ultrafine particle emissions from desktop 3D printers, Atmos Environ 79: 334-339 https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2013.06.050 [78] Tayler S Hebner and Melissa A Maurer-Jones (2020), Characterizing microplastic size and morphology of photodegraded polymers placed in simulated moving water conditions, Environ Sci.: Processes Impacts, 22: 398-407 [79] Teresa A.P Rocha-Santos, Armando C Duarte (2017), Characterization and Analysis of Microplastics, Publisher: Zoe Kruze, Elsevier [80] Thetford D., Chorlton A., Hardman J (2003) Synthesis and properties of some polycyclic barbiturate pigments Dyes Pigments 59: 185–191 https://doi.org/10.1016/S0143-7208(03)00104-9 [81] Thompson Richard C., Moore Charles J., Frederick S vom Saal and Shanna H Swan (2009), Plastics, the environment and human health: current consensus and future trends http://dx.doi.org/10.1098/rstb.2009.0053 [82] Tong H., Jiang Q., Hu X., Zhong X (2020), Occurrence and identification of microplastics in tap water from China Chemosphere 252:126493 https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2020.126493 [83] Trang Nguyen Thu, Thu Hien Bui Thi, Cuong Chu The (2020), Initial assessment of plastic waste pollution status at some Vietnamese beaches, Environmental Journal No 06/2020 [84] Ugolini A., Ungherese G., Ciofini M., Lapucci A., Camaiti M (2013), Microplastic debris in sandhoppers Estuar Coast Shelf Sci 129:19– 22 https://doi.org/10.1016/j.ecss.2013.05.026 e 94 [85] UNEP (2016) Marine plastic debris and microplastics - Global lessons and research to inspire action and guide policy change [86] Vannela R (2012), Are we ‗Digging our own grave‘ under the oceans? Environ Sci Technol 46: 7932–7933 (2012) https://doi.org/10.1021/es302584e [87] Wang J., Tan Z., Peng J., Qiu Q., Li M (2016), The behaviors of microplastics in the marine environment, Mar Environ Res 113: 717 https://doi.org/10.1016/j.marenvres.2015.10.014 [88] World Economic Forum, The Ellen MacArthur Foundation & Company M (2016), The new plastics economy: Rethinking the future of plastics [89] Wright S.L., Thompson R.C., Galloway T.S (2013), The physical impacts of microplastics on marine organisms: a review, Environ Pollut 178: 483-492 https://doi.org/10.1016/j.envpol.2013.02.031 [90] Zalasiewicz J., Waters C.N., Ivar Sul J.A., Corcoran P.L., Barnosky A.D., Cearreta A., Edgeworth M., Gałuszka A., Jeandel C., Leinfelder R., McNeill J.R., Steffen W., Summerhayes C., Wagreich M., Williams M., Wolfe A.P., Yonan Y (2016), The geological cycle of plastics and their use as a stratigraphic indicator of the Anthropocene, Anthropocene 13, 4-17 https://doi.org/10.1016/j.ancene.2016.01.002 [91] Zhang N., Bin L.Y., He H.R., Zhang J F., Ma G S (2021), You are what you eat: microplastics in the feces of young men living in Beijing Sci Total Environ 767:144345 https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.144345 [92] Zhao S., Zhu L., Wang T., Li D (2014), Suspended microplastics in the surface water of the Yangtze Estuary System, China: first e 95 observations on occurrence, distribution Mar Pollut Bull 86: 562– 568 https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2014.06.032 Tài liệu internet [93] http://www.baobinhdinh.vn/viewer.aspx?macm=5&macmp=5&mab b=70757, ngày truy cập: 07/7/2021 [94]https://www.binhdinh.gov.vn/inetcloud/portal/main/page/intro/dieukientu nhien.ivt?intl=vi, ngày truy cập: 07/7/2021 [95] https://baotainguyenmoitruong.vn/binh-dinh-xu-ly-o-nhiem-triet-de-doivoi-cac-co-so-gay-o-nhiem-moi-truong-321707.html, ngày truy cập: 07/7/2021 [96] https://cucthongke.binhdinh.gov.vn/vi/news/tinh-hinh-kinh-te-xa-hoi/ketqua-so-bo-tong-dieu-tra-dan-so-va-nha-o-nam-2019-tinh-binh-dinhco-1-486-9-nghin-dan-xep-thu-20-ca-nuoc-ve-quy-mo-dan-so99.html, ngày truy cập: 15/7/2021 [97] https://kinhtemoitruong.vn/o-nhiem-hat-vi-nhua-tham-hoa-moi-truongva-suc-khoe-con-nguoi-9044.html, ngày truy cập: 02/8/2021 [98] https://suckhoedoisong.vn/90-muoi-an-tren-the-gioi-nhiem-hat-vi-nhuanguy-hai-gi-cho-suc-khoe-n150155.html, ngày truy cập: 02/08/2021 [99] https://www.sciencehistory.org/science-of-plastics, ngày truy cập: 10/8/2021 e PHỤ LỤC e PHỤ LỤC Một số hình ảnh trình thu mẫu Hình 1.1 Thu mẫu biển Đề Gi Hình 1.2 Thu mẫu biển Tam Quan Bắc Hình 1.3 Thu mẫu biển Xuân Thạnh Hình 1.5 Thu mẫu Đầm Thị Nại Hình 1.4 Rác thải ven bờ Đầm Thị Nại Hình 1.6 Ghe thu mẫu Đầm Thị Nại e Một số hình ảnh q trình phân tích mẫu phịng thí nghiệm Hình 2.1 Cá nục thu biển Tam Quan Bắc Hình 2.2 Cá cơm thu Đầm Thị Nại Hình 2.3 Cá phèn thu biển Đề Gi Hình 2.4 Cá trích thu Đầm Thị Nại Hình 2.5 Cá bống thệ thu biển Hình 2.6 Cá bống cát thu biển Xuân Thạnh Tam Quan Bắc e Hình 2.7 Mổ cá Hình 2.8 Tách nội tạng ống tiêu hóa cá Hình 2.9 Cá sau mổ Hình 2.10 Mẫu nội tạng ống tiêu hóa cá đƣợc tách riêng Hình 2.11 Ngâm mẫu KOH 10% Hình 2.12 Mẫu sau ngâm KOH 10% bọc kín giấy bạc 3-5 ngày nhiệt độ 60oC e Hình 2.13 Bộ lọc chân khơng Hình 2.14 Mẫu sau lọc qua màng lọc sợi thủy tinh (GF/A, kích thƣớc 1.6 µm) Hình 2.15 Thực lọc mẫu Hình 2.16 Bảo quản riêng mẫu đĩa petri có nắp đậy ghi nhãn Hình 2.17 Quan sát mẫu kính hiển vi soi Leica S9i đo kích thƣớc vi nhựa phần mềm LAXS ® e Một số hình ảnh vi nhựa quan sát đƣợc dƣới kính hiển vi 3.1 Một số vi nhựa dạng sợi e e 3.2 Một số vi nhựa dạng mảnh e e Số liệu nghiên cứu e e e ... tài: ? ?Khảo sát tình trạng nhiễm vi nhựa số loài cá nhỏ nƣớc mặn khu vực ven bờ tỉnh Bình Định? ?? Mục tiêu nghiên cứu - Đánh giá hàm lƣợng mật độ vi nhựa ống tiêu hóa số lồi cá có kích thƣớc nhỏ vùng... vi nhựa ống tiêu hóa số lồi cá nhỏ ven bờ tỉnh Bình Định + Cung cấp kết nghiên cứu thành phần vi nhựa, số lƣợng, tỷ lệ, kích thƣớc, màu sắc, hình dạng, mật độ vi nhựa ống tiêu hóa số lồi cá nhỏ. .. biển ven bờ tỉnh Bình Định - Khảo sát màu sắc, kích thƣớc hình dạng vi nhựa ống tiêu hóa số loài cá khảo sát e 3 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài - Ý nghĩa khoa học: + Đánh giá đƣợc thực trạng nhiễm