thẩm định phương pháp xác định hạt vi nhựa trong mẫu nước ứng dụng phân tích mẫu nước biển cần giờ

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐINH VĂN HIỆP THẨM ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH HẠT VI NHỰA TRONG MẪU NƯỚC, ỨNG DỤNG PHÂN TÍCH MẪU NƯỚC BIỂN CẦN GIỜ Chuyên n

Trang 1

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

ĐINH VĂN HIỆP

luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop

luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop

luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop

luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop

Trang 2

Công trình được hoàn thành tại phòng thí nghiệm Khoa Công nghệ Hóa học Trường Đại học Công nghiệp TP Hồ Chí Minh và Trung tâm dịch vụ phân tích và thí nghiệm thành phố Hồ Chí Minh (CASE)

Người hướng dẫn khoa học: TS Lê Đình Vũ Luận v n thạc s được ảo vệ tại Hội đồng ch m ảo vệ Luận v n thạc s Trường Đại học Công nghiệp thành phố Hồ Chí Minh ngày 22 tháng 11 n m 2021

Thành phần Hội đồng đánh giá luận v n thạc s gồm:

(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị của Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ)

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

PGS.TS Nguyễn V n Cường PGS.TS Nguyễn V n Cường

Trang 3

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ tên học viên: ĐINH VĂN HIỆP MSHV: 18104931 Ngày, tháng, n m sinh: 21/10/1983 Nơi sinh: Đồng Nai Chuyên ngành: Hóa phân tích Mã chuyên ngành: 60440118

I TÊN ĐỀ TÀI:

Thẩm định phương pháp xác định hạt vi nhựa trong mẫu nước, ứng dụng phân tích mẫu nước iển Cần Giờ

NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

Đánh giá các tiêu chí thẩm định phương pháp phân tích hạt vi nhựa trong nước Ứng dụng phương pháp phân tích để xác định hạt vi nhựa trong mẫu nước iển Cần giờ

Phân tích kết quả thực nghiệm

II NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: Theo QĐ số 1119/QĐ-ĐHCN ngày 14/06/2019 III NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 14/09/2021

IV NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS Lê Đình Vũ

Tp Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2021

Trang 4

i

LỜI CẢM ƠN

Luận v n thạc s với đề tài ―Thẩm định phương pháp xác định hạt vi nhựa trong mẫu nước, ứng dụng phân tích mẫu nước iển Cần Giờ‖ là kết quả quá trình học tập, cố gắng không ngừng của ản thân Để có được kết quả này tôi đã được sự giúp

đỡ, động viên khích lệ của thầy, cô, đồng nghiệp và người thân trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu vừa qua

Tôi xin tỏ lòng kính trọng và iết ơn sâu sắc đối với TS Lê Đình Vũ đã trực tiếp tận tình hướng dẫn tôi thực hiện đề tài này

Xin chân thành cảm ơn Lãnh đạo Khoa Công nghệ Hóa học, Trường Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện cho tôi hoàn thành tốt luận v n này

Sau cùng, tôi gửi lời chân thành cảm ơn tới Ban giám đốc Trung tâm dịch vụ phân tích thí nghiệm Thành phố Hồ Chí Minh cùng các đồng nghiệp ở Phòng Công nghiệp Tài nguyên và các ạn học đã giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và thực hiện luận v n này

Học viên

Đinh Văn Hiệp

Trang 5

ii

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ

Trong nghiên cứu này, chúng tôi thực hiện thẩm định phương pháp phân tích hạt vi nhựa trong mẫu nước ằng phương pháp hiển vi huỳnh quang kết hợp quang phổ hồng ngoại FTIR, ứng dụng phương pháp để xác định hạt vi nhựa trong mẫu nước iển Cần Giờ

Phương pháp hiển vi huỳnh quang với thuốc nhuộm Nile red kết hợp quang phổ FTIR được đánh giá có độ đặc hiệu, độ thu hồi và độ lặp lại cao Các vi nhựa như polyamide nylon 6 (PA 6), polyethylen (PE), polyetylen terephtalat (PET), polyvinyl chloride (PVC), poly(methyl methacrylate) (PMMA) sau khi nhuộm Nile red cho hình ảnh huỳnh quang sáng, rõ nét và dễ phân iệt so với polyme tự nhiên như chitin Quang phổ FTIR được kết hợp cho phép xác định c u trúc từng loại polyme với các dao động đặc trưng Độ thu hồi của phương pháp đạt từ 88,3 - 100%, với độ lặp lại nhỏ hơn 19,4 % (n = 6)

Tổng số 60 mẫu nước ở 3 vị trí của iển Cần Giờ được phân tích, kết quả PE (4,3 ± 0,6 MPs/L), PET (3,5 ± 0,7 MPs/L), PA (1,6 ± 0,4 MPs/L), PVC (1,2 ± 0,3 MPs/L),

PP (1.5 ± 0.3 MPs/L), PS (0,9 ± 0,3 MPs/L) và PMMA hầu như không có Về mặt hình thái phần lớn nhựa tìm được có dạng sợi Kiểm định thống kê ANOVA và Tukey (post - hoc test) với độ tin cậy 95% cho th y nồng độ vi nhựa tại 3 vị trí là tương đồng

Phương pháp hiển vi huỳnh quang kết hợp với quang phổ hồng ngoại cho phép phân tích vi nhựa trong nước iển một cách dễ dàng, chính xác và có thể ứng dụng trong thực tế để kiểm soát ô nhiễm vi nhựa trong nước iển Ngoài ra phương pháp này còn có thể được phát triển để phân tích vi nhựa trong các nền mẫu khác

Từ Khóa: hạt vi nhựa, nile red, hiển vi huỳnh quang

123docz.net - File bi loi xin lienhe: lethikim34079@hotmail.com

Trang 6

iii

ABSTRACT

An analytical method has been validated in this project for detemining marine microplastics by fluorescence microscopy combined with FTIR infrared spectroscopy The procedure was applied to analyse microplastics pollution in Can Gio seawater

Fluorescence microscopy method with Nile red dye combined with FTIR spectroscopy showed high specificity, recovery and repeatability After staining with Nile red, microplastics such as polyamide nylon 6 (PA 6), polyethylen (PE), polyetylen terephtalat (PET), polyvinyl chloride (PVC), poly(methyl methacrylate) (PMMA) gave bright, clear and easily distinguishable fluorescence images These images were different to natural polymers such as chitin This method combined FTIR spectroscopy allows the identification structure of each type of polymer with characteristic vibrations The obtained recovery of the method ranges from 88.3 - 100%, and the repeatability is less than 19.4 % (n = 6)

A total of 60 water samples in three locations of Can Gio Sea were analysed The results showed that PE was 4.3 ± 0.6 MPs/L; PET: 3.5 ± 0.7 MPs/L; PA: 1.6 ± 0.4 MPs/L; PVC: 1.2 ± 0.3 MPs/L; PP: 1.5 ± 0.3 MPs/L, PS: 0.9 ± 0.3 MPs/L; and there wasn‘t almost PMMA Microplastics morphologically were the most of fibres ANOVA and Tukey statistical tests (post-hoc test) at 95% confidence showed that the concentrations of microplastics at 3 locations were similar

The fluorescence microscopy method combined with infrared spectroscopy allows the analysis of microplastics in seawater easily, accurately This method and can be applied to control microplastic pollution in seawater and can be developed for microplastic analysis in other matrice samples

Keywords: microplastic, nile red, fluorescence microscopy

123docz.net - File bi loi xin lienhe: lethikim34079@hotmail.com

Trang 7

iv

LỜI CAM ĐOAN

Tôi tên là Đinh Văn Hiệp học viên cao học ngành Hóa phân tích, lớp CHHOPT8B,

Trường Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh

Tôi cam đoan những kết quả nghiên cứu được trình ày trong luận v n là công trình của riêng tôi và giảng viên hướng dẫn của TS Lê Đình Vũ, Khoa Công nghệ Hóa học, Trường Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh Những kết quả nghiên cứu của các tác giả khác được sử dụng trong luận v n đều có trích dẫn đầy đủ

Học viên

Đinh Văn Hiệp

Trang 8

v

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ ii

ABSTRACT iii

LỜI CAM ĐOAN iv

MỤC LỤC v

DANH MỤC HÌNH ẢNH vii

DANH MỤC BẢNG BIỂU viii

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ix

MỞ ĐẦU 1

1 Đặt v n đề 1

2 Mục tiêu nghiên cứu 2

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3

4 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu 3

5 Ý ngh a thực tiễn của đề tài 3

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU 5

1.1 Tổng quan về vi nhựa 5

1.1.1 Giới thiệu chung về nhựa 5

1.1.2 Nguồn phát sinh và sự phân ố vi nhựa trong môi trường 6

1.1.3 Tác động của MPs đến hệ sinh thái và sức khỏe con người 11

1.1.4 Hiện trạng sử dụng nhựa và phát thải nhựa tại Việt Nam 19

1.2 Tổng quan về các phương pháp phân tích vi nhựa 21

1.2.1 Phương pháp hiển vi huỳnh quang với thuốc nhuộm Nile Red 21

1.2.2 Phương pháp quang phổ hồng ngoại iến đổi Fourier FTIR 23

1.2.3 Phương pháp quang phổ Raman 24

1.2.4 Phương pháp Py – GC/MS 25

1.3 Tình hình nghiên cứu trong nước và quốc tế 26

1.3.1 Tình hình nghiên cứu trong nước 26 luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop

luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop

luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop

luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop

Trang 9

vi

1.3.2 Tình hình nghiên cứu ngoài nước 28

CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM 32

2.1 Hóa ch t, dụng cụ, thiết ị 32

2.1.1 Hóa ch t 32

2.1.2 Thiết ị và dụng cụ 34

2.2 Nội dung nghiên cứu 35

2.2.1 Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến ảnh huỳnh quang 35

2.2.2 Thẩm định phương pháp phân tích 38

2.2.3 Phân tích mẫu thực 44

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 45

3.1 Kết quả khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến ảnh huỳnh quang 45

3.1.1 Kết quả khảo sát dung môi mang Nile red 45

3.1.2 Kết quả khảo sát nồng độ Nile red 46

3.1.3 Kết quả khảo sát độ nhạy của các ộ lọc huỳnh quang 50

3.2 Mô tả quy trình phân tích 55

3.3 Kết quả thẩm định phương pháp phân tích 58

3.3.1 Kết quả khảo sát độ đặc hiệu của phương pháp 58

3.3.2 Kết quả khảo sát độ thu hồi và độ lặp lại của phương pháp 65

3.4 Kết quả phân tích mẫu thực 71

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 77

DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA HỌC VIÊN 79

TÀI LIỆU THAM KHẢO 80

PHỤ LỤC 91

Phụ lục 1: Kết quả khảo sát dung môi mang Nile red 92

Phụ lục 2: Số liệu khảo sát độ thu hồi và độ lặp lại 95

Phụ lục 3: Số liệu phân tích vi nhựa trong mẫu nước iển Cần Giờ 97

LÝ LỊCH TRÍCH NGANG CỦA HỌC VIÊN 110

Trang 10

vii

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Sơ đồ nguồn gốc và phân loại polyme 6

Hình 1.2 Cánh đồng phủ PMF và cánh đồng mùn nhựa [17] 8

Hình 1.3 Minh họa mô tả ái lực của các MPs đối với các ch t ô nhiễm [45] 15

Hình 1.4 Chu trình của MPs và tác động của nó đối với hệ sinh thái iển [58] 18

Hình 1.5 Biểu đồ nguyên liệu nhập khẩu theo khối lượng n m 2015 20

Hình 1.6 Biểu đồ iểu diễn tỷ phần các l nh vực chủ yếu của sản phẩm nhựa 20

Hình 1.7 Công thức c u tạo của Nile red (nguồn Sigma - Aldrich) 21

Hình 1.8 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của kính hiển vi huỳnh quang [69] 22

Hình 1.9 Sơ đồ khối của ộ lọc huỳnh quang [69] 23

Hình 2.1 Kính hiển vi huỳnh quang và hệ thống ATR-FTIR 35

Hình 2.2 Số hạt PE thêm vào: 3 – 5 – 10 hạt 41

Hình 2.3 Số hạt PVC thêm vào: 3 – 5 – 10 hạt 42

Hình 2.4 Mẫu trắng thêm chuẩn 3 hạt PE 42

Hình 2.5 Vị trí l y mẫu dự kiến 44

Hình 3.1 Nhựa PA 6 được nhuộm với nồng độ NR t ng dần 47

Hình 3.2 Màng lọc GF chứa PA 6 nhuộm với nồng độ NR t ng dần 47

Hình 3.3 Ảnh huỳnh quang nhựa PA 6 ở nồng độ NR 0,05 mg/L, ộ lọc 1 49

Hình 3.6 Sơ đồ quy trình phân tích MPs trong nước 57

Hình 3.7 Phổ ATR – FTIR của PA 6 sau khi nhuộm NR 60

Hình 3.8 Phổ ATR – FTIR của PE sau khi nhuộm NR 60

Hình 3.9 Phổ ATR – FTIR của PET sau khi nhuộm NR 61

Hình 3.10 Phổ ATR – FTIR của PVC sau khi nhuộm NR 61

Hình 3.11 Phổ ATR – FTIR của PMMA sau khi nhuộm NR 62

Hình 3.12 Phổ ATR – FTIR của Chitin sau khi nhuộm với NR 62

Hình 3.13 Một số hình ảnh MPs nước iển Cần Giờ 72

Hình 3.14 Phổ ATR – FTIR của MPs iển Cần Giờ 73

Hình 3.15 Biểu đồ iểu diễn nồng độ MPs trong mẫu nước iển Cần Giờ 74

Trang 11

viii

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 Rác thải nhựa được tìm th y trong môi trường iển [1] 10

Bảng 1.2 Tác dụng của vi nhựa đến một số loài sinh vật [1] 13

Bảng 1.3 Ch t ô nhiễm MPs h p phụ được tích lũy trong các sinh vật iển 17

Bảng 2.1 Bố trí thí nghiệm khảo sát dung môi mang NR 36

Bảng 2.2 Bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của nồng độ NR 37

Bảng 2.3 Bố trí thí nghiệm khảo sát độ nhạy của các ộ lọc huỳnh quang 38

Bảng 2.4 Bố trí thí nghiệm khảo sát độ đặc hiệu 39

Bảng 2.5 Bố trí thí nghiệm khảo sát độ thu hồi và độ lặp lại 43

Bảng 3.1 Ảnh huỳnh quang nhựa PE nhuộm ởi NR trong 3 loại dung môi 46

Bảng 3.2 Ảnh huỳnh quang của nhựa PA 6 theo nồng độ NR 48

Bảng 3.3 Ảnh huỳnh quang của nhựa PA 6 theo thời gian phơi sáng 51

Bảng 3.4 Ảnh huỳnh quang của nhựa PE theo thời gian phơi sáng 51

Bảng 3.5 Ảnh huỳnh quang của nhựa PET theo thời gian phơi sáng 52

Bảng 3.6 Ảnh huỳnh quang của nhựa PVC theo thời gian phơi sáng 52

Bảng 3.7 Ảnh huỳnh quang của nhựa PMMA theo thời gian phơi sáng 53

Bảng 3.8 Ảnh huỳnh quang của 3 ộ lọc ở mốc thời gian phơi sáng 10 ms 54

Bảng 3.9 Kết quả khảo sát độ đặc hiệu 58

Bảng 3.10 Ảnh huỳnh quang mẫu hỗn hợp gồm nhựa và chitin 59

Bảng 3.11 Dao động đặc trưng của các polyme 63

Bảng 3.12 Ảnh huỳnh quang của các hạt PE tìm lại 66

Bảng 3.13 Ảnh huỳnh quang của các hạt PVC tìm lại 67

Bảng 3.14 Kết quả khảo sát độ thu hồi và độ lặp lại vi nhựa PE 68

Bảng 3.15 Kết quả khảo sát độ thu hồi và độ lặp lại vi nhựa PVC 69

Bảng 3.16 Vị trí l y mẫu khu vực iển Cần Giờ 71

Bảng 3.17 Sồ liệu tổng quát mẫu nước iển Cần Giờ 74

Bảng 3.18 Kết quả kiểm định Anova 75

Bảng 3.19 Kết quả kiểm định Tukey (post - hoc test) 76

Trang 12

ix

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

%R Recovery – Độ thu hồi

FTIR Fourier-transform infrared spectroscopy – Quang phổ hồng ngoại iến

đổi Fourier

MPs Microplastic – Vi nhựa

NPs Nanoplastic – Vi nhựa kích thước nano

khí quyển và đại dương Hoa Kỳ

NR Nile red – Thuốc nhuộm huỳnh quang Nile red

PAH Polycyclic Aromatic Hydrobon – Hydrocac on thơm đa vòng

PE Polyethylen – Nhựa PE PET Polyetylen Terephtalat – Nhựa PET

POP Persistent Organic Pollutants – Ch t ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy

PP Polypropylen – Nhựa PP

PS Polystyren – Nhựa PS PVC Polyvinyl Chloride – Nhựa PVC RSD Relative Standard Deviation –Độ lệch chuẩn tương đối

SD Standard Deviation – Độ lệch chuẩn

Trang 13

x

SE Standard Error – Sai số chuẩn

Trang 14

lý hóa, nhựa r t khó ị phân hủy trong điều kiện môi trường tự nhiên và chỉ ị phân mảnh thành những phần nhỏ hơn đến mức mà chúng ta có thể gọi là vi nhựa, những mảnh nhựa có kích thước nhỏ hơn 5 mm, chúng tồn tại khắp mọi nơi, trong đ t, trong nước và cả trong không khí [1-3]

Việt Nam là một trong n m quốc gia có lượng rác thải nhựa nhiều nh t trên thế giới

Mỗi n m, Việt Nam phát thải ra khoảng 1,8 triệu t n nhựa, và xả ra đại dương khoảng 0,73 triệu t n rác thải nhựa, chiếm 6 % toàn thế giới [4] Thành phố Hồ Chí Minh là vùng trọng điểm kinh tế lớn nh t của Việt Nam, mỗi ngày Thành phố thải

ra khoảng 1800 t n rác thải nhựa Đây là nguồn gây ô nhiễm trực tiếp đến môi trường iển Cần Giờ [5]

Ô nhiễm vi nhựa trong môi trường, đặc iệt là môi trường iển đang trở nên là một thách thức toàn cầu Ngày càng có nhiều sự quan tâm đến việc giám sát vi nhựa trong môi trường iển vì tác động có hại tiềm tàng của vi nhựa tới hệ sinh thái iển

Tuy nhiên việc giám sát vi nhựa gặp nhiều khó kh n do các phương pháp phân tích vẫn chưa được tiêu chuẩn hóa và đồng ộ hóa một cách cụ thể Độ chính xác trong việc xử lý mẫu và phân tích mẫu chưa được đánh giá một cách đầy đủ Các phương pháp phân tích phổ iến đã được sử dụng để phân tích định tính và định lượng vi nhựa ao gồm kính hiển vi soi nổi, kính hiển vi điện tử quét ề mặt (SEM), kính hiển vi huỳnh quang, quang phổ hồng ngoại iến đổi Fourier với chế độ đo tổng phản xạ suy giảm (ATR-FTIR), quang phổ Raman…Mỗi phương pháp đều có những hạn chế nh t định Để xác định chính xác vi nhựa với kích thước, hình dạng luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop

Trang 15

2

và c u trúc một cách đầy đủ và đáng tin cậy cần có sự kết hợp của nhiều hơn một kỹ thuật phân tích Trong nghiên cứu này chúng tôi kết hợp phương pháp hiển vi huỳnh quang và quang phổ FTIR để xác định vi nhựa trong mẫu nước với mục đích khai thác ưu điểm của kinh hiển vi huỳnh quang trong định lượng và hình thái của hạt vi nhựa, trong khi quang phổ FTIR ổ trợ cho phép định danh các loại vi nhựa

Nhằm đánh giá độ chính xác của quy trình phân tích vi nhựa trong nước iển ằng phương pháp hiển vi huỳnh quang kết hợp quang phổ FTIR, ứng dụng khảo sát mức

độ ô nhiễm vi nhựa tại iển Cần Giờ, chúng tôi thực hiện đề tài nghiên cứu ―Thẩm định phương pháp xác định hạt vi nhựa trong mẫu nước, ứng dụng phân tích mẫu nước iển Cần Giờ"

2 Mục tiêu nghiên cứu

Nghiên cứu của luận v n tập trung vào việc đánh giá các thông số đặc trưng của phương pháp phân tích xác định hạt vi nhựa trong mẫu nước bằng phương pháp hiển vi huỳnh quang với thuốc nhuộm Nile red kết hợp quang phổ hồng ngoại FTIR Đề tài đặt ra các mục tiêu như sau:

Mục tiêu tổng quát:

- Thẩm định phương pháp phân tích hạt vi nhựa trong mẫu nước

- Đánh giá ô nhiễm vi nhựa trong nước biển khu vực Cần Giờ

Mục tiêu cụ thể:

- Khảo sát các yếu tố cơ ản quy trình phân tích

- Đánh độ đặc hiệu của phương pháp

- Đánh giá độ thu hồi của phương pháp

- Đánh giá độ lặp lại của phương pháp

- Ứng dụng được phương pháp phân tích để xác định hạt vi nhựa trong mẫu nước iển Cần Giờ

Trang 16

Phạm vi nghiên cứu: Đề tài ―Thẩm định phương pháp xác định hạt vi nhựa trong

mẫu nước, ứng dụng phân tích mẫu nước iển Cần Giờ‖ được thực hiện từ tháng 12

n m 2019 đến tháng 06 n m 2021 tại:

- Phòng thí nghiệm Trường Đại Học Công Nghiệp TP.HCM Địa chỉ: 02, Nguyễn

V n Bảo, phường 4, quận Gò V p, Thành phố Hồ Chí Minh

- Trung tâm Dịch vụ Phân tích và Thí nghiệm TP.HCM (CASE) Địa chỉ: 02, Nguyễn V n Thủ, phường Đakao, quận 1, Thành phố Hồ Chí Minh

- Trung tâm Công Nghệ Sinh Học TP.HCM Địa chỉ: Số 2374 quốc lộ 1, khu phố

2, phường Trung Mỹ Tây, quận 12, Thành phố Hồ Chí Minh

4 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

Hạt vi nhựa trong nước được nhuộm với thuốc nhuộm huỳnh quang Nile red Số lượng, hình dạng và kích thước hạt vi nhựa được xác định ằng phương pháp hiển

vi huỳnh quang C u trúc hóa học hạt vi nhựa được xác định ằng phương pháp quang phổ hồng ngoại ATR-FTIR

Các thông số của phương pháp phân tích được thẩm định dựa trên các hạt vi nhựa chuẩn như: PA 6, PE, PET, PVC, PMMA Phương pháp sau thẩm định sẽ được áp dụng để phân tích hàm lượng hạt vi nhựa trong mẫu nước iển Cần Giờ

Kết quả được xử lý thống kê ằng các phần mềm như Excel, SPSS với các thuật toán ANOVA, Tukey

5 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài

Đề tài này thực hiện việc khảo sát và đánh giá tính đặc hiệu, độ chính xác của phương pháp xác định hạt vi nhựa ằng kính hiển vi huỳnh quang kết hợp phương luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop

Trang 17

4

pháp IR cung c p những thông tin cần thiết của một phương pháp phân tích Từ đó

có thể ứng dụng phương pháp này cho các khảo sát về mức độ ô nhiễm hạt vi nhựa trong môi nước iển trong thực tế

Phương pháp phân tích sau khi được đánh giá được áp dụng để khảo sát nồng độ hạt

vi nhựa trong nước iển tại 3 vị trí khu vực iển Cần Giờ Kết quả khảo sát cung

c p thông tin hữu ích về mức độ ô nhiễm hạt vi nhựa trong nước iển Cần Giờ

Những thông tin này là cần thiết cho việc kiểm soát mức độ ô nhiễm vi nhựa trong môi trường iển và các v n đề liên quan đến khai thác và sử dụng môi trường nước iển tại khu vực Thành phố Hồ Chí Minh

Trang 18

5

1.1 Tổng quan về vi nhựa

1.1.1 Giới thiệu chung về nhựa

Thuật ngữ 'nhựa' hay "plastic", như thường được dùng để chỉ một nhóm các polyme tổng hợp, là các phân tử hữu cơ lớn, c u trúc của nó ao gồm các đơn vị hoặc chuỗi cac on lặp lại một cách tự nhiên hoặc nhân tạo Các polyme tự nhiên phổ iến ao gồm chitin ( ộ xương ngoài của côn trùng và giáp xác), lignin (thành tế ào của thực vật), cellulose (thành tế ào của thực vật), polyester (cutin) và sợi protein (len, tơ) [1]

Nhựa thường được sản xu t từ nhiên liệu hóa thạch, nhưng sinh khối (ví dụ: ngô, dầu thực vật) ngày càng được sử dụng nhiều hơn Một khi polyme được tổng hợp, các đặc tính của vật liệu sẽ giống nhau cho dù loại nguyên liệu thô được sử dụng là khác nhau Nhựa được phân thành hai lớp chính: nhựa nhiệt dẻo và nhựa nhiệt rắn [1]

Nhựa nhiệt dẻo là nhựa khi nung nóng đến nhiệt độ nóng chảy sẽ ị iến đổi về hình dạng vật lý và giữ lại hình dạng đó khi giảm nhiệt độ Quá trình này có thể áp dụng nhiều lần khiến cho nhựa nhiệt dẻo là loại vật liệu có khả n ng tái sinh r t cao Một

số loại nhựa nhiệt dẻo phổ iến là PE, PP, PS, PVC, … Nhựa nhiệt dẻo có đặc tính linh hoạt, khả n ng tái sinh tốt và chi phí sản xu t rẻ hơn tương đối so với nhựa nhiệt rắn và các loại vật liệu dẻo khác Nhựa nhiệt dẻo chiếm khoảng 75% trong cơ

c u tiêu thụ ch t dẻo toàn cầu

Nhựa nhiệt rắn là loại vật liệu nhựa khi nung nóng đến nhiệt độ nh t định sẽ iến đổi cả về hình dạng vật lý lẫn tính ch t hóa học tạo ra c u trúc không gian a chiều

và không thể nóng chảy lại được nữa Do đó nhựa nhiệt rắn không có khả n ng tái sinh Một số loại nhựa nhiệt rắn phổ iến là Epoxy, Vinyl Este, Melamine, PolyUrethane,

Việc sản xu t nhựa quy mô lớn ắt đầu từ những n m 1950 Sản xu t gia t ng nhanh chóng đáp ứng nhu cầu ngày càng t ng đối với hàng hóa sản xu t và ao ì luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop

Trang 19

6

để chứa hoặc ảo vệ thực phẩm và hàng hóa Điều này đi kèm với sự đa dạng hóa

về chủng loại và ứng dụng của polyme tổng hợp Khoảng 311 triệu t n nhựa đã được sản xu t trên toàn cầu trong n m 2014 Theo số liệu thống kê n m 2010, ốn loại nhựa chiếm tỷ trọng lớn nh t là: PE (73 triệu t n), PET (53 triệu t n), PP (50 triệu t n) và PVC (35 triệu t n) Cũng có một lượng đáng kể PS ( ao gồm cả EPS

mở rộng) và PUR được sản xu t Bốn khu vực dẫn đầu về sản xu t nhựa ao gồm Trung Quốc, Châu Á (trừ Trung Quốc), Châu Âu và Bắc Mỹ Nếu xu hướng sản

xu t và sử dụng hiện tại tiếp tục không suy giảm thì sản lượng ước tính sẽ t ng lên đến gần 2.000 triệu t n vào n m 2050 [1]

1.1.2 Nguồn phát sinh và sự phân bố vi nhựa trong môi trường

1.1.2.1 Vi nhựa và cơ chế hình thành vi nhựa

Vi nhựa (MPs) được định ngh a là những mảnh nhựa nhân tạo mà kích thước của chúng lớn nh t nhỏ hơn 5 mm, chúng được phân thành hai nhóm chính: MPs nổi ật (kích thước 1–5 mm) và MPs nhỏ (kích thước 0,1–1 mm) [1-3], chúng có nhiều hình dạng, chủng loại và nguồn gốc khác nhau Do kích thước nhỏ, vi nhựa có thể

Nguồn gốc hóa thạch Nguồn gốc sinh khối

Nhựa nhiệt dẻo Nhựa nhiệt rắn

- Sơn phủ

- Ch t kết dính,

Cellulose, chitin, lignin, protein, DNA,

Hình 1.1 Sơ đồ nguồn gốc và phân loại polyme

Trang 20

7

được vận chuyển ằng gió và các dòng hải lưu, từ đó chúng có thể được phân phối rộng rãi trong môi trường toàn cầu Có hai nguồn phát sinh vi nhựa được hình thành

và đi vào môi trường gồm vi nhựa sơ c p và vi nhựa thứ c p [1-3]

Vi nhựa sơ c p, hay còn gọi là vi nhựa nguyên sinh, đây là nguồn MPs được sản

xu t có chủ đích Trong một số hoạt động công nghiệp, MP được cố ý thêm vào một loạt các sản phẩm ao gồm phân ón, thuốc ảo vệ thực vật, mỹ phẩm, ch t tẩy rửa gia dụng và công nghiệp, sản phẩm tẩy rửa, sơn và các sản phẩm được sử dụng trong ngành công nghiệp dầu khí Trong các sản phẩm tiêu dùng, các hạt vi nhựa được iết đến nhiều nh t với vai trò là ch t mài mòn, t ng độ ma sát (ví dụ như hạt microbead trong kem đánh r ng, kem tẩy tế ào chết), đôi khi chúng cũng có thể có các chức n ng khác, chẳng hạn như kiểm soát độ dày, ề ngoài và độ ổn định của sản phẩm Chúng thậm chí còn được sử dụng làm ph n l p lánh hoặc trang điểm

Trong hoạt động thể thao, một lượng lớn vi nhựa cũng được sử dụng làm vật liệu chèn mềm trên sân cỏ nhân tạo [1][2][6]

Vi nhựa thứ c p, được hình thành sau quá trình phân mảnh từ các mảnh nhựa lớn thành các mảnh nhựa nhỏ hơn dưới tác động của các yếu tố tự nhiên như vật lý, hóa học, sinh học, và tác động của con người Nguồn phát sinh vi nhựa thứ c p r t đa dạng, ví dụ như túi nhựa, hộp nhựa, chai nhựa, lưới đánh cá, dây neo tàu thuyền, [1][2][6-9]

1.1.2.2 MP trong môi trường đất

Vi nhựa có thể phân tán vào đ t theo nhiều con đường khác nhau từ rác thải nhựa đến các hoạt động sản xu t nông nghiệp như việc sử dụng ùn thải từ các trạm xử lý nước thải tập trung, t m phủ nhựa, tưới tiêu…đều là những nguồn trung gian truyền

vi nhựa vào trong môi trường đ t [10]

Một trong những nguồn phát sinh vi nhựa trong môi trường đ t là việc tái sử dụng

ùn thải từ các nhà máy xử lý nước thải làm phân bón Nước thải trong hoạt động của con người chứa một lượng lớn vi nhựa đến từ nhiều nguồn khác nhau, từ nước chảy tràn đô thị đến sợi rơi ra từ quần áo trong quá trình giặt và cả những hạt

Trang 21

8

microbeads trong các sản phẩm mỹ phẩm Quá trình xử lý nước thải dẫn đến việc tích tụ một lượng lớn vi nhựa trong ùn thải [11-13], người ta ước tính rằng tải lượng hàng n m của vi nhựa cho t t cả các nhà máy xử lý nước thải của Đan Mạch

là từ 3000 (t n/n m), trong đó chỉ có khoảng 10 t n được thải ra cùng với nước thải

đã qua xử lý và phần còn lại được đưa vào ùn thải [14] Điều đó cho th y hầu như toàn ộ lượng vi nhựa trong nước thải được tập kết vào trong ùn thải

Ngoài việc tái sử dụng ùn thải để làm phân ón, các hoạt động tưới tiêu trong nông nghiệp cũng gián tiếp đưa vi nhựa vào môi trường đ t Nguồn nước xử dụng trong nông nghiệp chủ yếu đến từ nước ề mặt, nước sông, nơi tiếp nhận nguồn vi nhựa

từ nước thải đô thị và nước thải sau khi xử lý từ các nhà máy Ngoài ra trong thời gian lũ lụt, các hạt vi nhựa từ các nguồn nước ngọt cũng có thể được lắng đọng ở các khu vực ven sông và vùng đồng ằng ngập lụt [15]

Bên cạnh đó việc sử dụng lớp phủ màng nhựa trong sản xu t nông nghiệp (Plastic film mulching, PFM) cũng là một nguồn phát sinh vi nhựa trong đ t Lớp phủ được

áp dụng phổ iến để nâng cao n ng su t cây trồng và hiệu quả tiêu thụ nước ằng cách tiết kiệm nước, ng n chặn cỏ dại, giữ độ ẩm cho đ t, t ng nhiệt độ và t ng cường khả n ng chống rét [16][17] Hơn 80% màng nông nghiệp được làm ằng polyetylen mật độ th p (LDPE) Sau quá trình sử dụng, lớp màng PE còn sót lại trong đ t chiếm khoảng 10% tổng diện tích đ t canh tác [18] Lớp phủ nhựa này khi tiếp xúc với đ t, nó trải qua nhiều quá trình, như nghiền vật lý, lão hóa hóa học và phân hủy sinh học, và được phân mảnh thành vi nhựa [16]

Hình 1.2 Cánh đồng phủ PMF và cánh đồng mùn nhựa [17]

Trang 22

1.1.2.3 MPs trong môi trường nước và trầm tích

Trong hệ thống trầm tích - nước, về mặt logic, MPs chỉ tích tụ trong trầm tích khi tỷ trọng của chúng vượt quá tỷ trọng của nước iển, nếu không nó có xu hướng nổi trên mặt iển hoặc phân ố trong cột nước [21] Nói chung, MPs được tìm th y ở các đại dương xa ờ đến từ các con tàu và các giàn khoan trên iển, trong khi MPs

ở các khu vực gần ờ chủ yếu ắt nguồn từ đ t liền ởi nước thải, các dòng chảy từ sông, suối, và gió [22] Hơn nữa, các mảnh nhựa có thể dễ dàng ị loại ỏ theo dòng chảy khi chúng chảy từ đ t liền xuống các cửa sông th p hơn, và lượng MPs cao

nh t thường được quan sát th y trong trầm tích và nước sau khi lắng tụ [23] Do đó, trầm tích là ể chứa MPs lâu dài, nồng độ MPs có liên quan nhiều đến môi trường trên cạn, và MPs trong trầm tích gần các ến cảng và các ngành công nghiệp có thể

là nguồn chính gây ô nhiễm MPs trong đại dương [24][25]

Nguồn MPs từ đ t liền phát sinh từ các hoạt động con người Nó ao gồm các hạt micro ead trong các sản phẩm ch m sóc cá nhân như xà phòng, kem đánh r ng, sữa rửa mặt tẩy tế ào chết ) [6][7] Ngoài ra sợi rơi ra từ quần áo và dây thừng (tổng hợp) ị tác động cơ học (giặt) cũng làm phát sinh vi nhựa dạng sợi Nhiều vi nhựa,

vi hạt và sợi này đủ nhỏ để đi qua các nhà máy xử lý nước thải và đi vào lưu vực đổ

ra iển [6] Tuy nhiên nguồn phát sinh vi nhựa chủ yếu trên iển đến từ lượng lớn rác thải nhựa trên iển, ở đó chúng trải qua các quá trình phân hủy cơ học do sự va đập ởi sóng iển, gió, tia UV mặt trời, nhiệt độ…Các mảnh nhựa này dần dần ị phá vỡ thành các mảnh nhựa nhỏ hơn đến khi không còn được nhìn th y ằng mắt thường [6-9] Bên cạnh đó các hoạt động trên iển của con người cũng góp phần tạo

Trang 23

10

ra vi nhựa chẳng hạn như lưới đánh cá của ngư dân, sự xuống c p của lớp vỏ tàu thuyền, sợi từ dây thừng cột neo

Bảng 1.1 Rác thải nhựa được tìm th y trong môi trường iển [1]

PS

Đồ dùng (muỗm, n a, ), hộp đựng 1 lần 1,04 – 1,09

dù phần lớn ch t thải nhựa được chôn trong các ãi chôn l p, đốt hoặc tái chế, luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop

Trang 24

1.1.3 Tác động của MPs đến hệ sinh thái và sức khỏe con người

1.1.3.1 Tác động từ MPs

Hiện nay, những tác động của MPs đối với hệ sinh thái vẫn chưa được nghiên cứu

và đánh giá đầy đủ Tuy nhiên, một số sinh vật, cả động vật có xương sống và động vật không xương sống đã được phát hiện n MPs Những phát hiện này đại diện cho nhiều sinh vật với các cơ chế n khác nhau ao gồm động vật n mùn ã (hay còn gọi là detritivores, thể thực khuẩn mảnh vụn), động vật n các ch t cặn lắng (deposit feeders), động vật n lọc ( n các loại thức n thông qua việc lọc các hạt vật ch t và thực phẩm trôi nổi từ nước) Chúng được tìm th y ở một số loài như san hô (scleractinian) [28], trai [6] cá [29], cũng như giun iển (lugworms), động vật giáp xác có giáp mềm (amphipods) và các loài động vật chân khớp như Hà ( arnacles) [7]

Một số nghiên cứu cho th y khi động vật nuốt phải các hạt MPs sẽ tác động đến hệ

hô h p, làm tắc khí quản gây ngạt thở, hoặc tác động x u đến hệ tiêu hóa làm giảm khả n ng n dẫn đến giảm tốc độ t ng trưởng và phát triển của động vật, chẳng hạn như PVC (1 µm) có thể ức chế gần 40% tốc độ sinh trưởng của vi tảo

iển (Skeletonema costatum) sau 96 giờ tiếp xúc [30], vi nhựa PS làm tốc độ t ng

cân của cá giảm 65%, tốc độ t ng trưởng giảm 66% và n ng lượng thô giảm 9%

[31]

Trang 25

12

Kích thước MPs ảnh hưởng đến sự n vào của sinh vật MPs từ 1 µm đến 500 µm

có thể gây ra tác động tiêu cực đến động vật, nhỏ hơn 6 µm có thể ảnh hưởng đến thực vật, và các hạt NPs thậm chí có thể gây hại cho hệ vi sinh vật Đặc iệt MPs có kích thước nhỏ và NPs, có thể xâm nhập vào ruột, ống tiêu hóa, dạ dày, tuyến tiêu hóa, gan, tuyến tụy, uồng trứng, phiến mang, có thể gây tổn thương cơ thể [32][33] Hơn nữa, MPs được động vật n vào có thể được vận chuyển vào các mô

và tế ào khi kích thước của MPs đủ nhỏ Nó được tìm th y trong cơ quan tiêu hóa của giun đ t (Lumbriculs terrestris)và có thể tích tụ trong tế ào Trai xanh (Mytilus edulis L.) (<80 µm) [34], MPs cũng đã được quan sát th y ở mức độ dưới tế ào ở Vẹm xanh (Mytilus edulis L.) 96 giờ sau khi n, và những thay đổi mô học đáng chú ý khi h p thu và phản ứng viêm mạnh và sự m t ổn định màng lysosome được tìm th y sau 6 giờ, t ng đáng kể khi kéo dài số lần tiếp xúc Với thời gian tiếp xúc lâu hơn với MPs, sự hình thành ạch cầu hạt và phản ứng gây m t ổn định màng lysosome đối với phản ứng viêm mạnh chứng tỏ MPs được đưa vào tế ào và gây ra các tác động chính ở c p độ mô và tế ào [35]

Đối với thực vật, MPs có thể được chuyển vào nhụy hoa khi kích thước MPs nhỏ hơn 6 µm [36] Sự h p phụ ên ngoài của MPs có thể gây hại cho các loài tảo trong nước vì liều lượng cao có thể ức chế quá trình quang hợp ằng cách ng n cản sự truyền photon vào tảo [37] Trong khi đó các hạt Microbeads có thể ảnh hưởng đáng

kể đến sự phát triển rễ của èo t m (Lemna nhỏ) thông qua sự ng n chặn cơ học, và các hạt sắc nhọn làm giảm khả n ng sống của tế ào rễ [38]

Nồng độ MPs cũng có ảnh hưởng đến tác dụng sinh học của MPs Ở các sinh vật sống trên cạn, MPs đã được tìm th y trong hệ tiêu hóa của giun đ t và gà, khi cho

n liều lượng cao dẫn đến giun đ t chết do thiếu ch t dinh dưỡng và n ng lượng [39] Trong môi trường nước, hiệu ứng nồng độ của NPs cũng xảy ra, khi nồng độ NPs (52 nm) lên đến 0,025 g /L, t t cả các loài Rận nước (Daphnia) vẫn sống sau 24 giờ, khi nồng độ lớn hơn 0,075 g/L thì t t cả đều chết trong vòng 13 giờ [40]

Trang 26

13

Các MPs và NPs n vào đã được quan sát th y có thể gây ra các phản ứng viêm và các phản ứng khác ở một số loại sinh vật trong điều kiện phòng thí nghiệm (Bảng 1.3)

Bảng 1.2 Tác dụng của vi nhựa đến một số loài sinh vật [1]

đường trung chuyển

Tác dụng

tế ào iểu mô lót ruột của M edulis (Trai xanh)

Thay đổi mô học

thành ruột của M

edulis (Trai xanh)

Chuyển các hạt từ ruột đến hệ tuần hoàn

động vật phù du

Thay đổi hành vi, thay đổi chuyển hóa lipid

1.1.3.2 Tác động từ các chất phụ gia có trong vi nhựa

Trong quá trình sản xu t, các ch t phụ gia đã được thêm vào để cải thiện các đặc tính của thành phẩm Ví dụ, những ch t này có thể giúp làm cho polyme dẻo hơn, chống lại sự phân hủy của tia cực tím, thêm màu hoặc làm chậm cháy Các ch t phụ gia được trộn vào nhựa trong quá trình sản xu t có thể được thải ra môi trường theo thời gian, đặc iệt là khi nhựa ắt đầu phân hủy Những hóa ch t này sau đó có thể được tái h p thụ vào các hạt nhựa khác hoặc vào lipid (ch t éo) và do đó đi vào chuỗi thức n ằng con đường thứ c p [1] Một số ch t phụ gia có hại cho sinh vật như nonylphenol, phthalates (axit kali phthalate), bisphenol A, polybromated biphenyls ete, trilosan và các kim loại nặng Chẳng hạn, phthalates và bisphenol làm luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop

Trang 27

14

t ng hoạt động của estrogen và thúc đẩy sự phá vỡ nội tiết tiềm ẩn ở động vật có xương sống và một số loài động vật không xương sống, thậm chí ảnh hưởng đến hoạt động sinh sản của con người và gây ung thư [10]

1.1.3.3 Tác động từ các chất độc hại hấp phụ trên vi nhựa

Các tính ch t vật lý và hóa học của MPs đã được chứng minh là ảnh hưởng đến khả

n ng h p thụ ch t ô nhiễm của nó [41-45] Các nghiên cứu cho th y MPs có màu sáng hơn chứa PAH có trọng lượng phân tử th p hơn và nồng độ PAHs hoặc PCBs

th p hơn vi nhựa có màu tối hơn [41][[46] Hơn nữa, MPs có mật độ cao hơn được

áo cáo là có chứa hàm lượng PAHs, PCBs và phenanthrene th p hơn [42][47][48]

Bên cạnh đó sự lão hóa của MPs cũng ảnh hưởng đến khả n ng h p phụ ch t độc hại, vì MPs ị phong hóa không chỉ làm t ng diện tích ề mặt mà còn tạo ra các nhóm chứa Oxy, t ng độ xốp, độ nhám, điện tích và tính phân cực [49]

Bên cạnh các tính ch t vật lý, các tính ch t hóa học của MPs và các ch t ô nhiễm, chẳng hạn như thành phần, phương pháp tổng hợp, kết tinh, độ ổn định, độ phân cực, nhóm chức và liên kết hóa học, cũng ảnh hưởng đến khả n ng h p phụ của MPs [50-52] C u trúc hóa học có diện tích ề mặt lớn hoặc độ xốp có thể dẫn đến khả n ng h p phụ cao hơn Ví dụ, khả n ng h p phụ của PE là cao nh t, nhưng tỷ lệ

h p thụ của PET là cao nh t Diện tích ề mặt lớn hơn, khoảng cách giữa các chuỗi polyme lớn hơn và thể tích tự do dẫn đến khả n ng h p thụ và khuếch tán ch t ô nhiễm vào PE tương đối cao hơn [47][53][54] Ngược lại, tốc độ h p thụ nhanh hơn trên PET có thể là do diện tích ề mặt nhỏ hơn và c u trúc cao phân tử thủy tinh, điều này không tạo điều kiện cho sự khuếch tán vào vật liệu (so với PE h p thụ nhiều ch t ô nhiễm hơn vào các khoảng trống c u trúc ên trong polyme) [53][55]

Ái lực của ch t ô nhiễm với MPs thay đổi như nó phụ thuộc vào các tương tác hóa học, ao gồm tương tác t nh điện, lực van der Waals, tương tác kỵ nước, tương tác π – π hoặc liên kết hydro Ái lực của các MPs khác nhau đối với các ch t ô nhiễm khác nhau như kim loại nặng, hợp ch t ưa nước và hợp ch t kỵ nước được mô tả trong hình 1.3 [45]

Trang 28

15

Hình 1.3 Minh họa mô tả ái lực của các MPs đối với các ch t ô nhiễm [45]

Cho đến nay, một số loại ch t gây ô nhiễm đã được tìm th y trong các sinh vật sống cùng với các mảnh vụn nhựa, điều này cho th y MPs có thể hoạt động như vật trung gian truyền các ch t ô nhiễm hóa học từ nước iển sang sinh vật ( ảng 1 4) Do ề mặt kỵ nước của MPs, hợp ch t hữu cơ kỵ nước là loại đáng chú ý nh t trung chuyển qua con đường này Vật liệu nhựa, chẳng hạn như PS, PE và PP, có thể h p thụ các hợp ch t hữu cơ kỵ nước, cụ thể là PCB, PBDE, PAHs và hexa romocyclododecane (HBCD), và sau đó, mang chúng đến các sinh vật

Trong môi trường iển, diethylhexyl phthalate (DEHP), dibutyl phthalate (DBP), diethyl phthalate, diisobutyl phthalate, dimethyl phthalate, benzaldehyde và 2,4-di-tert-butylphenol đã được tìm th y trong các mảnh vụn nhựa POPs được MPs h p thụ có thể thay đổi các quá trình sinh lý và trao đổi ch t Ngay cả MPs ô nhiễm liều lượng th p cũng có thể gây ra các tác động tiêu cực Với 1 mg PE ị ô nhiễm trong một gam trầm tích làm t ng đáng kể sự tích tụ phenanthrene trong loài giun iển (Arenicola marina) [54] Hơn nữa, hỗn hợp MPs và PAH có thể làm t ng khả dụng luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop

Trang 29

của châu âu (Dicentrarchus la rax) cho th y MPs góp phần làm t ng sự h p thu

thủy ngân trong mang và gan cá g p lần lượt g p 2,0 và 1,6 lần [56] Một nghiên

cứu khác trên loài cá Sóc (Oryzias latipes) cho th y với sự hiện diện của vi nhựa PE

đã làm t ng tích lũy sinh học của hydrocar on thơm đa vòng (PAHs) g p 2,4 lần, với polychlorinated iphenyls (PCBs) g p 1,2 lần và với poly rominated diphenyls (PBDEs) là 1,8 lần, ao gồm cả sự suy giảm glycogen, gây hại cho gan, và chức

n ng hệ thống nội tiết có thể ị thay đổi đối với cá trưởng thành đực và cái [57]

Một số ch t ô nhiễm được MPs h p phụ và tích lũy trong các sinh vật iển, ảng 1.3 [58]

Trang 30

Tảo iển đơn ào (Marine unicellular alga (Tetraselmis chuii))

Tảo lục (Chlorodendrophyceae)

Copper PE

Giun iển (Lugworm (Arenicola marina))

Giun lông (Polychaeta) PCBs PS

Giun iển (Lugworm (Arenicola marina))

Giun lông (Polychaeta) Triclosan or

nonylphenol

PVC

Động vật phù du, chân khớp (Marine amphipod

(Allorchestes Compressa))

Giáp mềm (Malacostraca)

Động vật phù du, chi ve giáp (Marine copepod (Acartia tonsa) )

Chân hàm (Maxillopoda)

Động vật phù du, chi ve giáp (Marine copepod (Acartia tonsa) )

Chân hàm (Maxillopoda)

Triclosan PE

Cá Sóc Nhật ản (Japanese medaka (Oryzias latipes))

Cá vây tia (Actinopterygii)

PHAs, PCBs, and PBDEs

LDPE

Cá cầu vồng (Rainbow fish (Melanotaenia fluviatilis))

PBDEs PP, PS

Cá ngựa vằn (Zebrafish (Danio rerio) )

Trang 31

18

1.1.3.4 Ảnh hưởng của MPs đến sức khỏe con người

Như đã phân tích, MPs được xem là nơi chứa đựng một nguồn các ch t ô nhiễm độc hại Khi các loài sinh vật n phải MPs, chúng sẽ là vật trung gian tích tụ ch t ô nhiễm, và thông qua chuỗi thức n chúng sẽ lan truyền, tích lũy MPs cũng như các

ch t độc hại từ các sinh vật ậc th p đến sinh vật ậc cao và cuối cùng là con người [58]

Hình 1.4 Chu trình của MPs và tác động của nó đối với hệ sinh thái iển [58]

Vi nhựa có thể được đưa vào con người qua đường hô h p hoặc đường n uống thông qua việc tiêu thụ hải sản và muối iển Nghiên cứu cho th y có khoảng 700 MPs/Kg muối iển (chủ yếu là PET và PE) đã được tìm th y trong 15 nhãn hiệu muối iển thương mại [59] Một nghiên cứu gần đây đã áo cáo sự hiện diện chủ yếu của vi nhựa PET và PP trong t t cả tám mẫu ch t thải của những người được

l y mẫu [60]

Ảnh hưởng của vi nhựa đối với sức khỏe của sinh vật đã được nghiên cứu cách đây hơn a thập kỷ Các tài liệu chỉ ra khả n ng vi nhựa có thể tránh được cơ chế thanh thải, xâm nhập vào đường thở của người hoặc động vật có vú, chúng xâm nhập và tích tụ lại gây ra tình trạng viêm mãn tính hoặc c p tính [61] Một áo cáo cũ hơn luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop

Trang 32

19

mô tả MPs dạng sợi là ch t độc đối với tế ào phổi và gây ung thư [62] Các cuộc điều tra về vi nhựa trong hệ thống động vật có vú mô hình đã chỉ ra khả n ng chuyển vị từ tế ào sống sang hệ thống cơ quan của con người, chẳng hạn như hệ thống ạch huyết và tuần hoàn, và do đó, khả n ng tác động gián tiếp đến hệ thống miễn dịch [62-64] Các tài liệu hiện có cho th y vi nhựa đang gây nguy hiểm cho an toàn và an ninh thực phẩm của chúng ta vì nó làm ô nhiễm thực phẩm dùng cho con người, nhưng vẫn còn thiếu các nghiên cứu về tác động lâm sàng trực tiếp của nó đối với cơ thể con người

Theo WWF (tổ chức quốc tế về ảo tồn thiên nhiên) thì trung ình mỗi người trên thế giới có thể n vào ít nh t 5 (g) nhựa mỗi tuần, tương đương trọng lượng của một thẻ tín dụng, tương ứng với 2000 mảnh nhựa nhỏ [65] Khoa học đã chứng minh độc tính t ng lên từ sự kết hợp giữa MPs và các hóa ch t liên quan Tuy nhiên, r t khó để đánh giá liệu các tác động độc tính này có chuyển sang con người hay không, các công trình nghiên cứu về tác hại của vi nhựa đối với con người còn hạn chế Tổ chức y tế thế giới (WHO) cho rằng, cần tìm hiểu thêm về tác động của MPs đối với sức khỏe con người [66]

1.1.4 Hiện trạng sử dụng nhựa và phát thải nhựa tại Việt Nam

Theo Hiệp hội nhựa Việt Nam, n m 2015 ngành nhựa Việt Nam tiêu thụ khoảng 5 triệu t n sản phẩm nhựa, tương đương tỷ lệ tiêu thụ ch t dẻo ình quân đầu người ở mức 41 kg/người/n m Tỷ lệ này của Việt Nam trong n m 1990 chỉ ở mức 3,8 kg/người/n m; như vậy trong giai đoạn từ 1990 đến 2015, tỷ lệ tiêu thụ ch t dẻo ình quân đầu người của Việt Nam t ng trưởng trung ình 10 % một n m Khối lượng nguyên liệu nhựa nhập khẩu của ngành nhựa của Việt Nam liên tục t ng trưởng trong giai đoạn 2010 – 2015 Khối lượng nguyên liệu nhựa nhập khẩu n m

2015 ước đạt 4 triệu t n Trong đó chủ yếu là PE với 30.7%, PP 22,8% , PP cùng với PE là hai nguyên liệu chính được sử dụng trong mảng nhựa ao ì, mảng tiêu thụ nguyên liệu nhựa nhiều nh t Tiếp theo là nhựa PET 9 %, PVC 5.7%, PS 3.4%

và EVA 3 % [67]

Trang 33

20

Hình 1.5 Biểu đồ nguyên liệu nhập khẩu theo khối lƣợng n m 2015 Các sản phẩm chủ yếu của ngành nhựa tập trung vào 4 mảng chính, dẫn đầu là nhựa bao bì với 37.43 %, tiếp sau là nhựa gia dụng, nhựa xây dựng và nhựa kỹ thuật với

Trang 34

21

mỗi n m Theo dự áo, đến n m 2050, iển Việt Nam có nguy cơ chứa nhiều rác thải nhựa hơn sinh vật iển [4]

1.2 Tổng quan về các phương pháp phân tích vi nhựa

Các phương pháp phân tích phổ iến đã được sử dụng để xác định định tính và định lượng vi nhựa ao gồm kính hiển vi soi nổi, kính hiển vi điện tử quét ề mặt (SEM), kính hiển vi huỳnh quang, quang phổ tia X (EDS ), Quang phổ hồng ngoại iến đổi Fourier với chế độ đo tổng phản xạ suy giảm (ATR-FTIR), quang phổ Raman, các phương pháp phân tích nhiệt như nhiệt phân sắc ký khí với đầu dò khối phổ Py-GC/MS [68] Tuy nhiên mỗi phương pháp đều có những mặt ưu và nhược điểm riêng, trong phần tổng quan này chúng tôi trình ày một số phương pháp thường được sử dụng để xác định MPs trong những n m gần đây

1.2.1 Phương pháp hiển vi huỳnh quang với thuốc nhuộm Nile Red

Nile red (C20H18N2O2), là một loại thuốc nhuộm phenoxazone NR là một ch t nhuộm màu quan trọng, thường được sử dụng để phát hiện các giọt lipit và protein nội ào Trong hầu hết các dung môi phân cực, NR sẽ không phát huỳnh quang

Tuy nhiên, khi ở trong môi trường giàu lipid, nó có thể phát huỳnh quang mạnh, với nhiều màu sắc khác nhau Thuốc nhuộm có tính solvatochromic cao và ước sóng phát xạ và kích thích của nó thay đổi tùy thuộc vào độ phân cực của dung môi và trong môi trường phân cực sẽ hầu như không phát huỳnh quang

Hình 1.7 Công thức c u tạo của Nile red (nguồn Sigma - Aldrich) luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop

Trang 35

22

Phương pháp hiển vi huỳnh quang (fluorescence microscopy) với thuốc nhuộm Nile red dựa trên quá trình nhuộm huỳnh quang Nile red lên ề mặt MPs, tín hiệu huỳnh quang được ghi nhận sau quá trình kích thích/phát xạ MPs, từ đó xác định các tính

ch t của vi nhựa như hình dạng, kích thước và số lượng vi nhựa [69]

Hình 1.8 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của kính hiển vi huỳnh quang [69]

Kính hiển vi huỳnh quang hoạt động dựa trên nguyên lý sử dụng ánh sáng có ước sóng ngắn, n ng lượng cao để kích thích các điện tử nội tại trong phân tử của mẫu nhảy lên quỹ đạo cao hơn (có mức n ng lượng cao hơn) Khi các điện tử này quay trở lại quỹ đạo cũ (có mức n ng lượng an đầu) chúng phát ra một ánh sáng có ước sóng dài hơn, n ng lượng th p hơn (thường nằm trong phổ ánh sáng nhìn

th y) để tạo ra hình ảnh huỳnh quang

Hệ thống hiển vi huỳnh quang sử dụng nguồn sáng từ đèn xenon hoặc thủy ngân, nguồn sáng này được lọc qua ộ lọc ánh sáng kích thích để kích thích huỳnh quang nội tại trong các phân tử của mẫu Vật kính sẽ thu lại những ánh sáng có ước sóng huỳnh quang được tạo ra đi đến gương lưỡng hướng sắc và thông qua một ộ lọc huỳnh quang phát xạ đến thị kính để tạo ảnh huỳnh quang

Trang 36

23

Hình 1.9 Sơ đồ khối của ộ lọc huỳnh quang [69]

Ưu điểm của phương pháp là nhanh và rẻ hơn so với phương pháp quang phổ hồng ngoại hoặc sắc ký, nó cho phép xác định định lượng số MPs, hình dạng, kích thước

MP có trong mẫu Tuy nhiên nhược điểm của phương pháp này là không định danh được thành phần vi nhựa và kết quả thường phát sinh dương tính giả do một số vật liệu hữu cơ tự nhiên cũng được nhuộm ởi Nile red

1.2.2 Phương pháp quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier FTIR

Phổ hồng ngoại (IR) được sinh ra khi các phân tử, nhóm phân tử, nhóm nguyên tử

h p thu ức xạ hồng ngoại làm cho chúng quay và dao động xung quanh vị trí cân ằng Trong phân tử của các ch t, các nguyên tử có thể có các liên kết đơn, liên kết đôi, liên kết a khác nhau nên phổ IR của chúng cũng khác nhau, các nhóm chức khác nhau sẽ có tần số h p thụ IR khác nhau Vì vậy, dựa vào các tần số phổ IR đặc trưng của các nhóm chức trong phân tử, ta có thể xác định được c u trúc phân tử của ch t

Quang phổ FTIR cung c p thông tin về các liên kết hóa học của các hạt vi nhựa

Các polyme dễ dàng được xác định ằng phương pháp này, các liên kết khác nhau

Trang 37

1.2.3 Phương pháp quang phổ Raman

Quang phổ Raman là một kỹ thuật phân tích hóa học không phá hủy, phương pháp này cung c p thông tin chi tiết về c u trúc hóa học và các tương tác phân tử của vật liệu Nó lý tưởng cho phép phân tích định tính và định lượng Phương pháp hoạt động ằng cách chiếu một nguồn ánh sáng đơn sắc (thường là tia laser) vào vật liệu

và phát hiện ánh sáng tán xạ Hầu hết ánh sáng tán xạ có cùng tần số với nguồn kích thích và không cung c p thông tin hữu ích, điều này được gọi là tán xạ Rayleigh hoặc tán xạ đàn hồi Một lượng nhỏ ánh sáng tán xạ ị dịch chuyển n ng lượng (khác với n ng lượng của nguồn kích thích), quá trình này gọi là tán xạ không đàn hồi hay hiệu ứng Raman

Trang 38

có kích thước nhỏ đến vài μm [77] Phân tích không tiếp xúc của quang phổ Raman mang lại lợi ích là các mẫu vi nhựa vẫn còn nguyên vẹn để có thể phân tích thêm

Tuy nhiên, quang phổ Raman r t nhạy cảm với các ch t phụ gia có trong vi nhựa, điều này gây trở ngại cho việc xác định các loại polyme [75]

1.2.4 Phương pháp Py – GC/MS

Nhiệt phân sắc ký khí / khối phổ (Py-GC / MS) là một phương pháp phân tích hiện đại cho phép phân tích lượng vết các ch t có nền mẫu phức tạp mà không cần thông qua giai đoạn xử lý mẫu Quá trình phân tích Py-GC/MS có 3 công đoạn chính:

nhiệt phân – tách – xác định [78]

Quá trình nhiệt phân: Sự phân hủy nhiệt của vật liệu xảy ra ở nhiệt độ cao (trên 600°C) trong điều kiện không có oxy Thông thường, mẫu được tiếp xúc ằng dây cầu chì ạch kim hoặc đặt trong ống thạch anh Nhiệt độ cao từ 600 – 1000° C Mẫu được gia nhiệt r t nhanh và đạt đến nhiệt độ 700°C trong khoảng 10 giây Các phương pháp gia nhiệt ằng điện trở, lò đẳng nhiệt và phương pháp gia nhiệt cảm ứng thường được sử dụng trong các thiết ị này Các phân tử lớn ị phân hủy (phân cắt) và tạo ra các mảnh dễ ay hơi hơn Thuốc thử metyl hóa đôi khi hỗ trợ tạo ra các mảnh dễ ay Quá trình nhiệt phân và sắc ký khí / khối phổ (GC / MS) có thể diễn ra trong một thiết ị hoặc quá trình nhiệt phân được thực hiện riêng iệt trước giai đoạn GC/MS

Quá trình tách: Khi mẫu ị phân hủy thành các phân tử nhỏ hơn, một phần nhỏ ch t

dễ ay hơi được tạo ra sẽ được ơm vào GC ở 300 ° C, cùng với khí mang trơ (như heli) Các phân tử sau đó được đưa vào một cột GC 30 m Cột GC được đặt trong tủ

Trang 39

26

s y duy trì nhiệt độ 40 – 320°C Bên trong cột được phủ một lớp polyme đặc iệt

Hỗn hợp được tách ra tùy thuộc vào độ ay hơi của chúng Các hạt ay hơi cao hơn

di chuyển nhanh hơn qua cột và các hạt ay hơi th p hơn di chuyển chậm hơn

Quá trình định tính và định lượng: Các phân tử dễ ay hơi sau đó được ion hóa ằng cách tích điện, sau đó được di chuyển đến một trường điện từ lọc các ion dựa trên khối lượng của chúng Sau đó, một máy dò ion sẽ phát hiện số lượng các ion có khối lượng cụ thể, kết quả là cho ra một phổ khối lượng

Ngoài Py-GC/MS, các phương pháp phân tích nhiệt khác như TGA (nhiệt trọng lượng), DSC (nhiệt lượng quét vi sai) cũng thường được sử dụng để phân tích MPs [24][79-81], chúng cung c p một phương pháp thay thế cho quang phổ để xác định hóa học của một số loại polyme nh t định Tuy nhiên, phân tích nhiệt là một phương pháp phân hủy, ng n cản các phân tích ổ sung tiếp theo của các mẫu vi nhựa Phân tích nhiệt kết hợp với GC-MS có thể phân tích đồng thời các hóa ch t phụ gia trong vi nhựa [24] Tuy nhiên, thông tin liên quan đến số lượng, kích thước

và hình dạng của vi nhựa không được phân tích Phương pháp này đòi hỏi người vận hành được đào tạo ài ản và có kinh nghiệm cũng như tốn nhiều thời gian và công sức hơn cho việc chạy thiết ị và xử lý dữ liệu so với quang phổ FTIR và Raman

1.3 Tình hình nghiên cứu trong nước và quốc tế

1.3.1 Tình hình nghiên cứu trong nước

Tại Việt Nam, thời gian qua có nhiều công trình nghiên cứu về vi nhựa được công

ố trên các tạp chí trong nước và quốc tế

N m 2020, Lưu Việt Dũng và cộng sự [82] nghiên cứu xác định hạt vi nhựa trong môi trường trầm tích ãi triều ven iển tại khu vực xã Đa Lộc, huyện Hậu Lộc, tỉnh Thanh Hóa Trong nghiên cứu của mình tác giả sử dung thuốc thử Fenton để phân hủy vật ch t hữu cơ, dung dịch ZnCl2 được sử dụng để tách tỷ trọng vi nhựa Khối lượng vi nhựa được xác định ằng phương pháp trọng lượng, hình thái vi nhựa được xác định ằng kính hiển vi soi nổi Kết quả nghiên cứu cho th y hàm lượng của các

Trang 40

27

hạt vi nhựa dao động từ 6,41 ± 1,27 mg/kg đến 53,05 ± 5,27 mg/kg với giá trị trung ình là 22,95 ± 8,9 mg/kg với hình thái chủ yếu là dạng mảnh (65 %) và dạng sợi (24 %)

N m 2021, Võ Thị Kim Khuyên [83] và cộng sự đã nghiên cứu xác định hạt vi nhựa trong các nền mẫu cát và nước iển khu vực Cần Giờ và khu vực mũi Đồng Tranh

Trong nghiên cứu này, tác giả sử dụng dung dịch NaCl để tách vi nhựa từ cát tại bãi iển Cần Giờ, và quy trình lọc kép được phát triển để thu hồi vi nhựa từ nước iển tại ãi iển Cần Giờ và mũi Đồng Tranh Hình thái và c u trúc của vi nhựa được phân tích ằng quang phổ Raman Kết quả cho th y vi nhựa được tích lũy ở nồng

độ từ 31,99 đến 92,56 MPs/g tại các lớp cát khác nhau Nước iển tại bãi iển Cần Giờ và mũi Đồng Tranh lần lượt chứa 6,44 và 3,75 MPs/L vi nhựa Các mảnh PE màu trắng chiếm ưu thế, kích thước tối thiểu là 25 µm và kích thước tối đa là 260

µm đối với các mảnh và chiều dài 640 µm đối với sợi

N m 2021, Đặng Thị Hà [84] với nghiên cứu đánh giá mức độ ô nhiễm vi nhựa đối với các sản phẩm muối iển của Việt Nam Kết quả thu được từ 9 mẫu muối n tinh iodat và 4 mẫu muối iển thô được l y từ các vùng sản xu t muối khác nhau dọc Việt Nam cho th y 9/9 mẫu muối có mặt vi nhựa Hàm lượng trung ình của vi nhựa là 878 ± 101 MPs/kg và 340 ± 26 MPs/kg tương ứng đối với muối iển thô và mịn Trong đó, dạng sợi là hình thái chủ yếu, chiếm hơn 60% tổng số vi nhựa Kỹ thuật FTIR được sử dụng để xác định c u trúc vi nhựa, kết quả nghiên cứu cho th y

a loại vi nhựa chủ yếu là polyethylene (PE), polypropylene (PP) và polystyrene (PS), trong đó phổ iến nh t là PE (chiếm 67%)

N m 2021, Đoàn Thị Oanh và cộng sự [85] nghiên cứu MPs ở sông Đáy Kính hiển

vi soi nổi và quang phổ Raman được sử dụng để xác định nồng độ vi nhựa, hình thái

và thành phần các loại vi nhựa Kết quả nồng độ của vi nhựa trong nước mặt dao động từ 269,693 ± 60,624 đến 863,005 ± 131,925 MPs/m3 Hình dạng vi nhựa được thu thập trong các mùa khác nhau không thay đổi đáng kể, trong đó vi nhựa dạng sợi là chủ yếu (trên 92%) với kích thước từ 300-1000 µm và 1000-2000 µm, chiếm 78,5 đến 85,7% tổng số vi nhựa Màu tím là màu phổ iến nh t của vi nhựa

Tiêu đề	Thẩm Định Phương Pháp Xác Định Hạt Vi Nhựa Trong Mẫu Nước, Ứng Dụng Phân Tích Mẫu Nước Biển Cần Giờ
Tác giả	Đinh Văn Hiệp
Người hướng dẫn	TS. Lê Đình Vũ
Trường học	Trường Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh
Chuyên ngành	Hóa Phân Tích
Thể loại	Luận Văn Thạc Sĩ
Năm xuất bản	2021
Thành phố	Thành Phố Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	123
Dung lượng	6,17 MB