Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật môi trường: Đánh giá ô nhiễm vi nhựa trong sinh vật khu vực hạ nguồn sông Sài Gòn

AREA OF SAIGON RIVER

Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trường Mã số: 60520320

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP HỒ CHÍ MINH, tháng 12 năm 2019

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA –ĐHQG -HCM

Cán bộ hướng dẫn khoa học : TS Kiều Lê Thủy Chung PGS.TS Nguyễn Phước Dân

Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:

(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị của Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ) 1 PGS.TS Nguyễn Tấn Phong

2 PGS.TS Đặng Vũ Bích Hạnh 3 PGS.TS Phạm Nguyễn Kim Tuyến 4 PGS.TS Lê Anh Kiên 5 TS Huỳnh Khánh An

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có)

MÔI TRƯỜNG & TÀI NGUYÊN

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ tên học viên: Trần Quốc Việt MSHV: 1770596 Ngày, tháng, năm sinh: 26/08/1994 Nơi sinh: Bến Tre Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trường Mã số: 60520320

I TÊN ĐỀ TÀI:

Đánh giá ô nhiễm vi nhựa trong sinh vật khu vực hạ nguồn sông Sài Gòn

II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

Nghiên cứu mức độ ô nhiễm vi nhựa trong nghêu trắng ở khu vực biển Cần Giờ: • Mật độ vi nhựa trên từng cá thể nghêu, và sự thay đổi mật độ vi nhựa

theo thời gian

• Nghiên cứu đặc tính vật lý (kích thước, màu sắc) của vi nhựa

• Thu thập dữ liệu về lượng tiêu thụ nghêu và ước tính lượng vi nhựa có thể đi vào cơ thể người khi sử dụng nghêu làm thực phẩm

III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 11/02 2019

IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 08/12/2019

V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS Kiều Lê Thủy Chung, PGS.TS Nguyễn Phước Dân

LỜI CẢM ƠN

Em xin gửi lời cảm ơn đặc biệt đến TS Kiều Lê Thủy Chung - giảng viên Khoa Kỹ thuật Địa chất và Dầu khí, Đại học Bách Khoa TP.HCM, cô đã tạo mọi điều kiện thuận lợi và tận tình hướng dẫn trực tiếp cho em trong suốt thời gian thực hiện đề tài nghiên cứu này; PGS.TS Nguyễn Phước Dân - giảng viên Khoa Môi trường và Tài Nguyên, Trường Đại học Bách Khoa TP.HCM, thầy luôn nhiệt tình giúp đỡ cũng như đưa ra những ý kiến đóng góp giúp em hoàn thành tốt luận văn này

Bên cạnh đó, em xin gửi lời cảm ơn đến ThS.Nguyễn Trường An, anh đã nhiệt tình hướng dẫn em sử dụng phần mềm thống kê và xử lý số liệu Em cũng xin cảm ơn gia đình, bạn bè, người thân đã luôn bên cạnh, ủng hộ và tạo điều kiện thuận lợi để em có thể hoàn thành tốt chương trình học của mình cũng như khoảng thời gian thực hiện nghiên cứu vừa qua

Nghiên cứu được tài trợ bởi Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh (ĐHQG-HCM) trong khuôn khổ Đề tài mã số C2018-20-17 và bởi Quỹ EC2CO Em xin chân thành cảm ơn !

TP.HCM, Tháng 12 năm 2019 Học viên

Trần Quốc Việt

TÓM TẮT LUẬN VĂN

Ô nhiễm vi nhựa đang là vấn đề mới được thế giới quan tâm gần đây Vi nhựa được tạo ra từ các vật thể nhựa lớn hơn, từ quần áo làm bằng sợi tổng hợp hoặc được sản xuất làm nguyên liệu Việt Nam, nơi mà ngành nhựa là ngành công nghiệp quan trọng, được xếp thứ 4 trên thế giới về lượng rác thải nhựa thải ra biển do những yếu kém trong quản lý rác thải Do có kích thước nhỏ, vi nhựa dễ dàng được phát tán đi xa và bị ăn phải bởi sinh vật thủy sinh và gây tác động trực tiếp đến các sinh vật này cũng như các sinh vật lớn hơn và con người qua chuỗi thức ăn

Nghiên cứu này nhằm mục tiêu đánh giá mức độ ô nhiễm vi nhựa trong sinh

vật thủy sinh (nghêu trắng – Meretrix Lyrata) tại khu vực bãi biển Cần Giờ, hạ nguồn

sông Sài Gòn, đồng thời ước tính lượng vi nhựa có thể đi vào cơ thể người thông qua việc tiêu thụ nghêu Có 105 cá thể nghêu thu thập trong 7 tháng (mỗi tháng 15 cá thể nghêu) được phân tích trong nghiên cứu này Kết quả cho thấy trong một cá thể nghêu có chứa 6.75 vi nhựa (hay 4.91 vi nhựa/gam nghêu ướt) Mật độ này tương đương với mật độ vi nhựa ở một số loài 2 mảnh vỏ ở Thượng Hải (Trung Quốc), cao gấp 10 – 20 lần các nghiên cứu tương tự ở châu Âu và Thanh Hóa, Việt Nam Kết quả cho thấy không có sự thay đổi của mật độ vi nhựa theo thời gian

Có khoảng 90% vi nhựa là sợi và 10% là mảnh vi nhựa Tỉ lệ này khá tương đồng với tỉ lệ sợi và mảnh vi nhựa trong nước mặt sông Sài Gòn Vi nhựa trong nghêu có kích thước khá nhỏ, 90% sợi vi nhựa có kích thước nhỏ hơn 1300 µm Hầu hết các vi nhựa có màu xanh dương và màu đỏ (>90%) Với mức độ tiêu thụ nghêu là 1.44 kg/người/năm thì trong 1 năm, 1 người có thể đưa vào cơ thể 439 – 525 sợi và 48 – 57 mảnh vi nhựa chỉ từ việc tiêu thụ nghêu

Với mức độ ô nhiễm vi nhựa trong nghêu tương đối cao sẽ dẫn đến nguy cơ ảnh hưởng đối với sức khỏe con người Để giảm thiểu mức độ ô nhiễm vi nhựa chúng ta cần xem xét việc sử dụng nhựa cũng như cải thiện những yếu kém trong quản lý rác thải nhựa, khuyến khích sử dụng quần áo và đồ dùng làm từ vật liệu tự nhiên Ngoài ra, cần ban hành các tiêu chuẩn và đầu tư cơ sở hạ tầng để xử lý vi nhựa trong nước thải trước khi đưa ra môi trường

ABSTRACT

Microplastic pollution is an emergent issue which have been received a lot of concerns from scientists Microplastics are originated from the fragmentation of larger plastics, or released from the laundry of synthetic clothes or manufactured as reproduction materials for the plastic industries Vietnam, where the plastics is an important industry, is ranked fourth in the world among the countries that emits largest amount of plastic waste to the ocean The main factor leading to this is the

weakness in waste management Due to their small size and light weight,

microplastics can be easily dispersed far away from theirs sources and eaten by aquatic organisms and can directly impact these organisms as well as larger organisms and humans through the food chain

This study aims to assess microplastic pollution in aquatic organisms (white

clam - Meretrix Lyrata) in Can Gio beach area, downstream of the Saigon River, and

to estimate the amount of microplastics that can go into the human body through the

consumption of clams A total quantity of 105 clams collected in 7 months was used

in this study Results show that an individual clam contains 6.75 microplastics (or

4.91 microplastics/gram wet clam) This is the same to microplastic concentration in

some bivalve species in Shanghai (China) and is about 10 to 20 times higher than similar studies in Europe and Thanh Hoa, Viet Nam There is no evidence of temporal variation of microplastic concentration

About 90% of microplastic is fibers and 10% is fragments This ratio is quite

similar to the ratio of fibers and fragments in the surface water of the Saigon River

The microplastics in clams are rather small, 90% of the fibers is shorter than

1,300 µm Most microplastics are blue and red (> 90%) If the consumption of clam

is about 1.44 kg/person/year, in 1 year, 1 person can eat 439 - 525 fibers and 48 - 57 fragments from consuming clams only

The relatively high level of microplastic contamination in clams can impose a

risk to human health To reduce the level of microplastic pollution we need to

reconsider the overuse of plastics as well as encourage the use of clothing and utensils made from natural materials The current legal and institutional framework for solid waste management and wastewater treatment in terms of microplastics should be strengthened

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đề tài luận văn này là công trình nghiên cứu khoa học của riêng tôi và được sự hướng dẫn trực tiếp từ TS Kiều Lê Thủy Chung và PGS.TS.Nguyễn Phước Dân Nội dung, kết quả nghiên cứu trong đề tài này là trung thực, khách quan và chưa được công bố rộng rãi dưới bất kì hình thức nào Những tài liệu tham khảo trong báo cáo đều được trích dẫn và ghi rõ tên tác giả; kết quả nghiên cứu đề tài đều do chính tác giả trực tiếp thực nghiệm

Nếu phát hiện có bất kỳ sự gian lận nào tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về nội dung luận văn của mình

TP.HCM, Tháng 12 năm 2019 Học viên

Trần Quốc Việt

1.2 Mục tiêu nghiên cứu 1

1.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2

1.4 Nội dung nghiên cứu 2

1.5 Phương pháp nghiên cứu 2

1.6 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn 2

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN 4

2.1 Ô nhiễm rác thải nhựa 4

2.2 Ô nhiễm vi hạt nhựa 6

2.2.1 Định nghĩa 6

2.2.2 Phân loại và nguồn gốc vi nhựa 6

2.2.3 Ảnh hưởng của vi nhựa đến môi trường, sinh vật và con người 6

2.2.4 Vi nhựa trong môi trường 7

2.3 Ô nhiễm vi hạt nhựa trong sinh vật 8

2.4 Đặc điểm nghêu trắng (Meretrix Lyrata) 10

CHƯƠNG 3 NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 12

3.1 Lấy mẫu và bảo quản mẫu 12

3.2 Trích ly vi nhựa trong nghêu 13

3.2.1 Dụng cụ, hóa chất 13

3.2.2 Quy trình xử lý mẫu và trích ly vi nhựa từ nghêu 14

3.3 Quan sát vi hạt nhựa bằng kính hiển vi lập thể 17

3.4 Ước tính lượng vi nhựa có thể đi vào cơ thể người thông qua chuỗi thức ăn 19

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 21

4.1 Mật độ vi nhựa trong sinh vật 21

4.1.1 Mật độ vi nhựa trong nghêu 21

4.1.2 Mật độ vi nhựa trong từng bộ phận của nghêu 24

4.1.3 Mật độ vi nhựa trong nghêu theo thời gian 26

4.2 Kích thước vi nhựa trong nghêu 31

4.2.1 Kích thước vi nhựa trung bình trong nghêu 31

4.2.2 Kích thước vi nhựa trong các bộ phận nghêu 34

4.2.3 Kích thước vi nhựa trong nghêu theo thời gian 36

4.3 Màu sắc vi nhựa trong nghêu 38

4.3.1 Màu sắc vi nhựa trong các mẫu nghêu 38

4.3.2 Màu sắc vi nhựa trong các bộ phận nghêu 39

4.3.3 Màu sắc vi nhựa trong nghêu theo thời gian 40

4.4 Khả năng nhiễm vi nhựa từ nghêu 41

CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 43

TÀI LIỆU THAM KHẢO 45PHỤ LỤC 1 ĐẶC ĐIỂM CÁC VI NHỰA TRONG NGHÊU APHỤ LỤC 2 KHỐI LƯỢNG CÁC BỘ PHẬN TRONG CÁC MẪU NGHÊU QPHỤ LỤC 3 SỐ LƯỢNG VI NHỰA TRUNG BÌNH TRONG 1 CÁ THỂ CỦA CÁC MẪU R

PHỤ LỤC 4 SỐ LƯỢNG VI NHỰA TRUNG BÌNH THEO MÀU SẮC CỦA CÁC MẪU S

PHỤ LỤC 5 SỐ LƯỢNG SỢI, MẢNH TRUNG BÌNH/CÁ THỂ TRONG CÁC BỘ PHẬN T

DANH MỤC HÌNH

Hình 2.1 Sản lượng sản xuất nhựa thế giới từ 1950 – 2015 4

Hình 2.2 Chu trình vi nhựa trong môi trường 7

Hình 2.3 Giải phẫu nghêu trắng (Meretrix lyrata) 10

Hình 3.1 Vị trí lấy mẫu sinh vật thủy sinh 11

Hình 3.2 Quy trình tác vi nhựa từ sinh vật 14

Hình 3.3 Bộ dụng cụ lọc mẫu hút chân không 15

Hình 3.4 Màng lọc được lưu trữ trong đĩa petri 15

Hình 3.5 Quan sát vi hạt nhựa trên màng lọc bằng kính hiển vi lập thể 16

Hình 3.6 Lưới ô vuông khi quan sát màng lọc với kính hiển vi 17

Hình 3.7 Bàn trượt hỗ trợ định vị màng lọc 17

Hình 4.1 Thành phần vi nhựa trong các mẫu nghêu 20

Hình 4.2 Một số vi nhựa trong nghêu 21

Hình 4.3 Mật độ vi nhựa trong nghêu 22

Hình 4.4 Số lượng vi nhựa trong từng bộ phận của các mẫu nghêu 24

Hình 4.5 Khối lượng trung bình từng bộ phận của các mẫu nghêu 24

Hình 4.6 Mật độ vi nhựa trung bình trong các bộ phận của nghêu 25

Hình 4.7 Số lượng vi nhựa trung bình (sợi và mảnh) trong 1 cá thể nghêu theo thời gian 25

Hình 4.8 Số lượng sợi vi nhựa trung bình trong 1 cá thể nghêu theo thời gian 26

Hình 4.9 Số lượng mảnh vi nhựa trung bình trong 1 cá thể nghêu theo thời gian 26

Hình 4.10 Mật độ vi nhựa trong 1 gam khối lượng nghêu ướt theo từng tháng 28 Hình 4.11 Mật độ vi nhựa trong 1 gam nghêu ướt theo từng tháng 29 Hình 4.12 Mật độ vi nhựa trong từng bộ phận trong nghêu theo từng tháng 30 Hình 4.13 Đường cong tích lũy chiều dài sợi vi nhựa trong nghêu 31 Hình 4.14 Đường cong tích lũy đường kính sợi vi nhựa trong nghêu 32 Hình 4.15 Đường cong tích lũy diện tích sợi vi nhựa trong nghêu 33 Hình 4.16 Chiều dài trung bình của sợi vi nhựa trong từng bộ phận nghêu 34 Hình 4.17 Đường kính trung bình của sợi vi nhựa trong từng bộ phận nghêu 34 Hình 4.18 Diện tích mảnh vi nhựa trong nghêu 35 Hình 4.19 Chiều dài trung bình của sợi vi nhựa trong nghêu theo từng tháng 35 Hình 4.20 Đường kính trung bình của sợi vi nhựa trong nghêu theo từng tháng 36 Hình 4.21 Diện tích trung bình mảnh vi nhựa trong nghêu theo từng tháng 36 Hình 4.22 Số lượng vi nhựa theo từng màu 37 Hình 4.23 Phân bố màu sắc vi nhựa của sợi và mảnh vi nhựa trong nghêu 38 Hình 4.24 Tỉ lệ màu sắc vi nhựa trong các bộ phận của nghêu 39 Hình 4.25 Phân bố màu sắc vi nhựa trong nghêu theo thời gian 40

DANH MỤC BẢNG

Bảng 3.1 Danh sách mẫu sinh vật đáy ở Cần Giờ 12 Bảng 4.1 Tổng số lượng sợi và mảnh vi nhựa tìm thấy trong tất cả các mẫu nghêu (105 con) và trung bình trên 1 con nghêu, 1 gam nghêu ướt 21 Bảng 4.2 Tổng số lượng sợi và mảnh vi nhựa trong từng bộ phận của 105 cá thể nghêu và khối lượng trung bình của các bộ phận của 1 cá thể nghêu 23 Bảng 4.3 Mật độ sợi, mảnh vi nhựa trong nghêu và số lượng vi nhựa trong cá thể theo từng tháng 27 Bảng 4.4 Số lượng sợi, mảnh theo màu sắc có trong 105 cá thể nghêu 37 Bảng 4.5 Số lượng vi nhựa tìm thấy trong nghêu theo màu sắc mỗi tháng 39 Bảng 4.6 Ước tính lượng vi nhựa có thể ăn phải từ nghêu 41

CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU

1.1 Lý do chọn đề tài

Ô nhiễm rác thải nhựa đang là vấn đề môi trường nghiêm trọng trên thế giới Riêng ở Việt Nam, do nhu cầu sử dụng nhựa ngày càng tăng và sự yếu kém trong quản lý chất thải rắn, rác thải nhựa xuất hiện khắp nơi và trôi nổi trên các kênh rạch nội thành và đổ ra sông các hệ thống sông, ra biển Việt Nam đứng thứ 4 thế giới về lượng rác thải nhựa đổ ra biển Rác thải nhựa trôi nổi trên các hệ thống sông ngòi kênh rạch là một trong những nguồn chính sinh ra vi nhựa Vi nhựa đang là một nguồn ô nhiễm mới được quan tâm gần đây, là một thách thức lớn đối với môi trường thế giới và Việt Nam Với kích thước nhỏ, vi nhựa có thể được dòng nước đưa đi rất xa và bị ăn bởi sinh vật thủy sinh trên đường đi Vi nhựa đi vào cơ thể sinh vật thủy sinh gây ảnh hưởng trực tiếp đến sinh vật đồng thời cũng gây ảnh hưởng gián tiếp đến các sinh vật khác trong chuỗi thức ăn và có nguy cơ ảnh hưởng đến sức khỏe con người Ở Việt Nam mức độ ô nhiễm vi nhựa trong môi trường nước mặt tại sông Sài Gòn với mật độ vi nhựa tương đương với mật độ vi nhựa trong nước thải chưa xử lý ở Paris [19] Nguồn ô nhiễm vi nhựa này có thể tác động đến các sinh vật thủy sinh ở khu vực biển Cần Giờ Vùng biển Cần Giờ là nơi tiếp nhận nguồn nước thải, rác thải của siêu đô thị TP.HCM, đồng thời cũng là khu vực có diện tích nuôi nghêu lớn ở khu vực phía Nam Đây là một trong bốn loài thủy sản chủ lực của nước ta Tuy nhiên chưa có nghiên cứu, đánh giá nào ở nước ta về vi nhựa trong nghêu ở Việt Nam Vì vậy việc nghiên cứu đánh giá mức độ ô nhiễm vi nhựa trong nghêu ở khu vực này là vô cùng cần thiết

1.2 Mục tiêu nghiên cứu

Nghiên cứu này nhằm mục tiêu đánh giá mức độ ô nhiễm vi nhựa trong nghêu được nuôi ở khu vực cửa biển Cần Giờ, hạ nguồn sông Sài Gòn

1.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Để thực hiện các mục tiêu trên cần khảo sát ô nhiễm vi nhựa trong nghêu ở khu vực nuôi nghêu tại biển Cần Giờ, thu thập số liệu về mức độ tiêu thụ nghêu của người dân Việt Nam

1.4 Nội dung nghiên cứu

Nghiên cứu thực hiện hai nội dung chính sau đây:

• Nội dung 1: Đánh giá mức độ ô nhiễm vi nhựa trong sinh vật sống ở khu vực hạ nguồn sông Sài Gòn

• Nội dung 2: Thu thập thông tin mức độ tiêu thụ nghêu và ước tính lượng vi nhựa có thể đi vào cơ thể người

Hai nội dung trên sẽ trả lời các câu hỏi sau:

• Mật độ vi nhựa trung bình trong nghêu là bao nhiêu?

• Có sự thay đổi nào về mật độ vi nhựa trong thời gian lấy mẫu 7 tháng (từ tháng 3 đến tháng 10)?

• Có sự khác biệt về mật độ vi nhựa trong các cơ quan khác nhau của nghêu hay không?

• Kích thước và màu sắc của vi nhựa trong nghêu như thế nào? • Lượng vi nhựa từ nghêu đi vào cơ thể người ước tính là bao nhiêu?

1.5 Phương pháp nghiên cứu

Các phương pháp được sử dụng trong quá trình thực hiện đề tài: ▪ Phương pháp phân tích và tổng hợp lý thuyết

▪ Phương pháp thí nghiệm ▪ Phương pháp phân tích dữ liệu

▪ Phương pháp sử dụng phần mềm Python, Excel để thống kê, phân tích số liệu

1.6 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn

Nghiên cứu này sẽ là nghiên cứu đầu tiên ở Việt Nam về vấn đề ô nhiễm vi nhựa trong nghêu nhằm cung cấp hiểu biết mới về mức độ ô nhiễm vi nhựa trong

nghêu và khả năng đi vào cơ thể người Kết quả nghiên cứu là cơ sở để các nhà hoạch định chính sách ban hành những quy định đúng đắn về vấn đề sử dụng nhựa và quản lý rác thải nhựa cũng như xử lý nước thải Đồng thời kết quả nghiên cứu góp phần vào việc nâng cao ý thức người dân về vấn đề bảo vệ môi trường và sức khỏe con người khỏi ô nhiễm nhựa và vi nhựa

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN Ô NHIỄM VI NHỰA

2.1 Ô nhiễm rác thải nhựa

Nhựa xuất hiện đã làm thay đổi cuộc sống của con người, chúng được sử dụng ồ ạt để thay thế các vật liệu truyền thống bởi nhiều ưu điểm vượt trội Thật vậy, sản xuất nhựa trên toàn thế giới đang liên tục tăng Theo báo cáo của hiệp hội các nhà sản xuất nhựa châu Âu, tổng sản lượng nhựa toàn cầu gia tăng đáng kể từ 1,7 triệu tấn

năm 1950 lên đến 359 triệu tấn năm 2018 (Hình 2.1) Điều đó dẫn đến sự thay đổi

lớn về loại chất thải rắn do con người thải ra [11] Rác thải nhựa chỉ được xử lý bằng cách tiêu hủy từ năm 1980, và việc tái chế rác thải nhựa chỉ được tiến hành từ năm 1990 Đến năm 2015, tỉ lệ rác thải nhựa tiêu hủy là 25%, tỉ lệ tái chế rác thải nhựa đạt 20% và có tới 55% rác thải nhựa bị thải bỏ [14]

Hình 2.1 Sản lượng sản xuất nhựa thế giới từ 1950 - 2018 [11]

Sản xuất nhựa và nhu cầu sử dụng nhựa ngày càng tăng nhưng chỉ có khoảng 5% rác nhựa được tái sử dụng, phần còn lại vẫn tồn tại trong môi trường Rác nhựa

chiếm từ 80% - 85% tổng lượng rác tồn tại ở các đại dương trên thế giới [18] Nghiên cứu của Jambeck (2015) ước tính khoảng 4.8 đến 12.7 triệu tấn chất thải nhựa được đưa vào đại dương chỉ trong năm 2010 [17] Đây là một trong những nguồn chính sinh ra vi nhựa và chúng phân tán khắp nơi trên trái đất

Ngành nhựa ở Việt Nam cũng phát triển mạnh, chiếm lĩnh được thị trường nhựa của một số nước với sản lượng trung bình 7.5 triệu tấn/năm Tuy vậy hơn 80% các nhà máy xí nghiệp sản xuất nhựa tập trung ở khu vực phía Nam Đồng thời nhu cầu sử dụng nhựa cũng tăng đáng kể từ 3.8kg/năm/người (1990) lên 50kg/năm/người (2018) [15] TP.HCM là trung tâm kinh tế lớn của cả nước đã tạo ra một áp lực lớn lên môi trường của khu vực, đặc biệt là ô nhiễm rác thải Lượng rác thải được thu gom trên hệ thống kênh nội thành dao động từ 10 đến 12 tấn/ngày Trong đó rác thải nhựa chiếm khoảng 26%, chủ yếu là túi nhựa và hộp đựng thực phẩm Các loại nhựa chủ yếu được tìm thấy là PE (79%), PP (15%), PET (4%), PE/PP (2%) [19] Do những yếu kém trong quản lý chất thải, Việt Nam đứng thứ 4 trên thế giới về lượng rác thải

nhựa xả ra biển chỉ xếp sau Trung Quốc, Indonesia và Philipin (Bảng 2.1) [17] Đây

là những con số đáng báo động, nếu không có biện pháp giảm thiểu thì mức độ ô nhiễm ngày càng nghiêm trọng

Bảng 2.1 Danh sách các quốc gia có lượng rác thải nhựa thải ra biển nhiều nhất thế giới [17]

4

5 6 7 8

China Indonesia Philippines

Vietnam

Sri Lanka Thailand

Egypt Malaysia

UMI LMI LMI

LMI

LMI UMI LMI MUI

262.9 187.2 83.4

55.9

14.6 26.0 21.8 22.9

1.10 0.52 0.50

0.79

5.10 1.20 1.37 1.52

11 11 15

13

7 12 13 13

76 83 83

88

84 75 69 57

8.82 3.22 1.88

1.83

1.59 1.03 0.97 0.94

27.7 10.1 5.9

5.8

5.0 3.2 3.0 2.9

1.32 – 5.53 0.48 – 1.29 0.28 – 0.75

0.28 – 0.73

0.24 – 0.64 0.15 – 0.41 0.15 – 0.39 0.14 – 0.37

2.2 Ô nhiễm vi hạt nhựa

2.2.1 Định nghĩa

Cho đến nay, có nhiều định nghĩa khác nhau về kích thước vi nhựa Authur

(2009) cùng sự đồng quan điểm nhiều nhà nghiên cứu khác định nghĩa vi nhựa là các

hạt có kích thước từ 1µm - 5mm [4] Dù được định nghĩa như thế nào đi nữa về kích

thước thì vi nhựa là các polyme không phân hủy sinh học Các vật liệu nhựa được sử

dụng phổ biến nhất là polyetylen (PE), polypropylen (PP), polyvinyl clorua (PVC), polystyren (PS) và polyetylen terephthalate (PET) và là đại diện chính cho các nghiên cứu về vi nhựa [3]

2.2.2 Phân loại và nguồn gốc vi nhựa

Vi nhựa có thể chia làm ba dạng: sợi (fiber), mảnh (fragment) và hạt (nurdles) Sợi vi nhựa sinh ra chủ yếu từ quá trình giặt giũ quần áo làm bằng sợi nhựa tổng hợp, như polyeste Một lần giặt giũ quần áo loại này có thể làm bong ra tới 700.000 sợi vi nhựa Mảnh vi nhựa được sinh ra từ các mảnh nhựa lớn hơn, nhựa không thực sự biến mất chúng chỉ ngày càng nhỏ hơn Nhiều vật thể nhựa lớn sẽ bị vỡ ra theo thời gian do tác động bởi các tác nhân phong hóa như: sóng, gió hoặc tia UV từ ánh sáng mặt trời Các nguồn phổ biến để sinh ra các mảnh vi nhựa là bao bì nhựa, chai nhựa, ống hút nhựa… Hạt vi nhựa chủ yếu được sản xuất ra để đưa vào các sản phẩm chăm sóc cá nhân như sữa rửa mặt, kem đánh răng hoặc chúng được dùng làm nguyên liệu cho các nhà máy sản xuất vật dụng bằng nhựa [1]

2.2.3 Ảnh hưởng của vi nhựa đến môi trường, sinh vật và con người

Mặc dù ảnh hưởng của vi nhựa đến sức khỏe con người và môi trường sinh thái chưa được nghiên cứu thấu đáo, nhưng sự tồn tại của vi nhựa trong hệ thống sông ngòi và biển là một thách thức lớn đối với môi trường toàn cầu Ô nhiễm vi nhựa đã được đề xuất là một trong mười vấn đề mới nổi trong UNEP Year Book 2014, và là một yếu tố quan trọng hàng đầu làm giảm đa dạng sinh học và là mối đe dọa tiềm tàng đối với sức khỏe và hoạt động của con người [10] Với kích thước nhỏ, vi nhựa

có thể dễ dàng bị ăn bởi các sinh vật trong môi trường nước như sinh vật phù du, các loài giáp xác, cá nhỏ, nghêu, hàu có thể ăn vi nhựa do nhầm đó là thức ăn Từ đó, vi nhựa có thể đi vào cơ thể các loài sinh vật lớn hơn hoặc cơ thể con người thông qua chuỗi thức ăn [30] Vi nhựa có thể ảnh hưởng đến con người và sinh vật thông qua ba cách thức sau: (1) chúng gây tắc nghẽn hệ tiêu hóa của sinh vật, (2) các chất phụ gia có trong nhựa như kim loại nặng, hợp chất gây rối loạn hoocmon, (3) vi nhựa có thể là vật trung gian mang theo các mầm bệnh [30]

2.2.4 Vi nhựa trong môi trường

Vi nhựa phân tán trên khắp nơi trên thế giới từ các bờ biển, trầm tích đáy biển, nước mặt và thậm chí có trong băng tuyết và được vận chuyển bởi dòng hải lưu và gió [2],[13]

Hình 2.2 Chu trình vi nhựa trong môi trường [30]

Các vi nhựa từ các sản phẩm chăm sóc da, kem đánh răng, quần áo sợi tổng hợp theo nước thải công nghiệp và sinh hoạt đi vào môi trường nước thông qua các hệ thống thoát nước cũng như nước thải xử lý chưa đạt tiêu chuẩn [7] Ngoài ra, các mảnh nhựa lớn từ các bãi rác bị phân mảnh thành các mảnh nhỏ sau đó đi vào môi trường đất, chảy tràn vào môi trường nước thậm chí có thể bay vào môi trường không

khí [2] Do kích thước nhỏ và trọng lượng nhẹ, vi nhựa có thể di chuyển một khoảng cách xa các nguồn và có thể bị các sinh vật khác nhau ăn trên đường từ sông đến đại dương (Hình 2.2) Do đó, nguy cơ vi nhựa đi vào chuỗi thức ăn là hoàn toàn có thể [9]

Nhựa có kích thước micro được tìm thấy trong các hệ sinh thái biển và nước nhạt trên toàn thế giới Nhiều nghiên cứu đã được thực hiện ở Bắc Mỹ và Châu Âu, một số nghiên cứu được thực hiện ở Đông Á, Châu Mỹ Latinh, Châu Phi và Châu Đại Dương Mật độ vi hạt nhựa trong môi trường nước biển thay đổi từ 0 đến 66.305 vi nhựa/km2 [6] Nghiên cứu của Florian Faure (2015) về ô nhiễm vi nhựa trong môi trường nước và trầm tích ở các hồ tại Thụy Sĩ Kết quả nghiên cứu cho thấy mật độ vi nhựa trong nước hồ dao động từ 11.000 đến 220,000 vi nhựa/km2, vi nhựa xuất hiện trong trầm tích hồ dao động từ 20 đến 7,200 vi nhựa/m2 [12] Nghiên cứu H.A Leslie (2016) phát hiện 1400 vi nhựa/kg khối lượng khô hạt lơ lửng từ sông Rhine và Meuse Đồng thời cũng phát hiện vi nhựa trong nước và trầm tích ở kênh Amsterdam với mật độ tương ứng 48 đến 187 vi nhựa/L và 68 đến 10,500 vi nhựa/kg tính theo khối lượng khô [20] Ở Việt Nam (2018) đã có một nghiên cứu đánh giá ô nhiễm vi hạt nhựa trong môi trường nước được công bố Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng “mật độ vi nhựa trong nước kênh rạch và sông Sài Gòn thay đổi từ 270 đến 518103 sợi/m3và từ 7 đến 223 mảnh vụn/m3 Mật độ này tương đương với nước thải chưa xử lý ở Paris [19] Những kết quả trên cho thấy vi nhựa xuất hiện ở trong môi trường nước kênh, sông hồ và đại dương cũng như trong trầm tích với mật độ cao

2.3 Ô nhiễm vi hạt nhựa trong sinh vật

Trong vài năm gần đây, nghiên cứu về vi hạt nhựa trong sinh vật thủy sinh đã được nghiên cứu, đặc biệt là sinh vật thủy sinh ở vùng cửa sông và vùng ven biển Nhiều loài sinh vật được chọn làm đại diện trong các nghiên cứu về vi nhựa, bao gồm động vật phù du, hai mảnh vỏ, giáp xác, cá, chim biển và động vật có vú Cá và chim biển là những sinh vật được nghiên cứu rộng rãi nhất trong hệ sinh thái biển [5] Sợi vi nhựa được tìm thấy chủ yếu ở các loài sinh vật bậc thấp như động vật phù du, từ cá đến động vật có vú chủ yếu tìm thấy các mảnh vi nhựa [22] Bằng cách sử dụng

lưới 300 µm để thu mẫu tại 11 vị trí ngẫu nhiên của Bắc Thái Bình Dương, Moore (2001) đã chỉ ra rằng mặc dù các sinh vật phù du nhiều gấp năm lần so với các hạt nhựa, nhưng tổng khối lượng nhựa lớn gấp sáu lần so với sinh vật phù du [22] Khalida Jabeen (2016) đã khảo sát vi nhựa trong 21 loài cá biển và 6 loài cá nước ngọt Kết quả nghiên cứu cho thấy trung bình mỗi cá thể tìm thấy từ 1,1 đến 7,2 vi nhựa tương đương 0,1 đến 3,9 vi nhựa trên 1 gam khối lượng Kết quả nghiên cứu cũng chỉ ra vi nhựa ở các loài khác nhau có sự khác biệt và vi nhựa tập trung nhiều trong hệ tiêu hóa của chúng [16] Một nghiên cứu khác tại Trung Quốc (2015) tiến hành khảo sát vi nhựa có kích thươc từ 5µm – 5mm trên 9 loài hai mảnh vỏ phổ biến tại Trung Quốc Kết quả nghiên cứu này cho thấy có từ 2,1 – 10,5 vi nhựa/g và 4,3 – 57,2 vi nhựa/cá thể Vi nhựa có kích thước nhỏ hơn 250µm là phổ biến và chiếm 33

– 84% tổng số vi nhựa [21] Một nghiên cứu khác trên loài Trai xanh (Mytilus edulis)

tại Bỉ (2014) cho kết quả chỉ 2,6 -5,1 sợi vi nhựa/10g (0,26 – 0,51 sợi vi nhựa/g) với kích thước vi nhựa từ 200 - 1500µm [8] Từ kết quả nghiên cứu trên cho thấy các khu vực khác nhau có mức độ ô nhiễm vi nhựa trong sinh vật rất khác nhau Mật độ vi nhựa cao trong môi trường nước sẽ ảnh hưởng rất lớn đến hệ sinh thái thủy sinh ở khu vực này

Ở nước ta, ô nhiễm vi nhựa trong sinh vật bắt đầu được quan tâm, tuy nhiên các nghiên cứu này vẫn chưa phổ biến Nam Phuong Ngoc (2019) thực hiện nghiên

cứu mức độ ô nhiễm vi nhựa trong Vẹm vỏ xanh (Perna Viridis) tại Thanh Hóa (Việt

Nam) Kết quả nghiên cứu cho thấy trung bình 1 cá thể có 2.60 vi nhựa (hoặc 0.29 vi nhựa/gam mô ướt, kích thước vi nhựa quan sát từ 15 – 400 µm [23] Cho đến hiện tại, ở Việt Nam, chỉ có một ấn bản khoa học về ô nhiễm vi nhựa ở sinh vật 2 mảnh vỏ (cụ thể là vẹm xanh) của tác giả Phương Ngọc Nam & nnk Chưa có nghiên cứu nào về ô nhiễm vi nhựa được thực hiện trên nghêu ở Việt Nam nói chung, Cần Giờ nói riêng Ngoài ra, các nghiên cứu trên chỉ khảo sát mật độ vi nhựa trên cá thể mà không khảo sát mật độ vi nhựa trong các bộ phận khác nhau như cơ quan tiêu hóa, cơ quan hô hấp, mô cơ Nghiên cứu này khảo sát mật độ vi nhựa trong từng cá thể cũng như trong ba bộ phận chính của nghêu để so sánh mức độ nhiễm vi nhựa giữa các bộ phận

2.4 Đặc điểm nghêu trắng (Meretrix Lyrata)

Nghêu nói riêng và loài hai mảnh vỏ nói chung có vai trò quan trọng trong hệ sinh thái Chúng tiêu thụ hầu hết các chất hữu cũng như một số loài tảo giúp làm sạch môi trường và giữ cân bằng sinh thái Đồng thời, nghêu là một trong bốn loài chủ lực của ngành thủy sản nước ta Theo thống kê của Tổng Cục Thủy Sản, năm 2017 diện tích nuôi nghêu cả nước là 19,100 ha với sản lượng là 179 nghìn tấn Trong đó, sản lượng xuất khẩu đạt 44 nghìn tấn, lượng nghêu tiêu thụ nội địa đạt 135 nghìn tấn [29]

Nghêu trắng (Meretrix lyrata) thuộc Ngành nhuyễn thể, Lớp hai mảnh vỏ, Bộ

Heterodonta, Họ Veneridae, Chi Meretrix, Loài Meretrix lyrata Meretrix lyrata còn

có tên gọi khác là Lyrate Asiatic phân bố chủ yếu ở phía Tây Thái Bình Dương, từ

Đài Loan đến Việt Nam Chúng có hai mảnh vỏ, có hình dạng giống hình tam giác Mặt ngoài vỏ có màu vàng nhạt hoặc màu trắng sữa, mặt trong có màu trắng Cấu tạo bên trong nghêu bao gồm: mang, bao tử, tuyến sinh dục, chân, vòi, và các mô cơ được

mô tả ở hình 2.3 [27]

Hình 2.3 Giải phẫu nghêu trắng (Meretrix lyrata) [27]

Trong đó mang và tuyến tiêu hóa là hai cơ quan quan trọng cho sự sinh trưởng của nghêu Mang có bao gồm nhiều lá lớn thực hiện hai chức năng: một phần thực

hiện chức năng hô hấp, một phần lọc thức ăn từ nước sau đó đưa vào miệng Tuyến tiêu hóa bao gồm miệng, bao tử và gan bao quanh bao tử Thức ăn được tiêu hóa trong

bao tử nhờ các enzym Thức ăn chủ yếu của hai mảnh vỏ cũng như nghêu là vi tảo,

vi khuẩn, động vật nguyên sinh và các hạt trầm tích dưới 150 µm [27]

CHƯƠNG 3 NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM

3.1 Lấy mẫu và bảo quản mẫu

Mẫu sinh vật thủy sinh được lấy ở khu vực nuôi nghêu Cần Thạnh tại vùng biển Cần Giờ, khu vực này có diện tích nuôi nghêu lớn của TP.HCM, nằm ở khu vực hạ nguồn sông Sài Gòn nên có nguy cơ tiếp nhận nguồn ô nhiễm từ khu vực đô thị Vị trí lấy mẫu cụ thể được trình bày ở Hình 3.1

Hình 3.1 Vị trí lấy mẫu động vật thủy sinh và động vật đáy

Mẫu sinh vật đáy (nghêu) được lấy tại bãi nuôi nghêu huyện Cần Giờ mỗi tháng một lần Thời gian lấy mẫu từ tháng 3 năm 2016 đến tháng 8 năm 2016 Mỗi tháng, khoảng 30 đến 50 cá thể nghêu kích thước trung bình được lấy và bảo quản trong tủ đông -18oC để chuẩn bị cho việc phân tích Danh sách mẫu nghêu được lấy từ bãi nuôi nghêu Cần Giờ được thể hiện trong Bảng 3.1

Bảng 3.1 Danh sách mẫu sinh vật thủy sinh ở Cần Giờ (nghêu)

STT Thời gian Ký hiệu mẫu

▪ Dung dịch KOH 10% (w/w) ▪ Tủ hút, bàn gia nhiệt

3.2.2 Quy trình xử lý mẫu và trích ly vi nhựa từ nghêu

Trong hầu hết các nghiên cứu về mật độ vi nhựa trong động vật hai mảnh vỏ như hàu, vẹm, dữ liệu báo cáo cho cả cơ thể chứ không phải là dữ liệu cho các bộ phận khác nhau của sinh vật Trong nghiên cứu này, nhằm mục tiêu đánh giá mật độ vi nhựa trong các bộ phận khác nhau của nghêu, nên trước khi xử lý mẫu, các bộ phận khác nhau của cơ thể nghêu được giải phẫu và tách ra thành 3 nhóm cơ quan hô hấp (ký hiệu là G), cơ quan tiêu hóa (ký hiệu là DG) và mô cơ (ký hiệu là R) Trong đó vi nhựa trong cơ quan tiêu hóa là do nghêu ăn phải, còn cơ quan hô hấp và mô cơ là do hai phần này tiếp xúc với môi trường nước/trầm tích xung quanh Cơ quan hô hấp và cơ quan tiêu hóa là hai cơ quan có khả năng chứa nhiều vi nhựa nhất

Mẫu nghêu mỗi đợt được chia thành từng mẫu gồm 3 cá thể để tiến hành trích ly vi nhựa, mỗi đợt thực hiện 5 mẫu Tổng cộng, số lượng cá thể nghêu được phân tích trong nghiên cứu là là 105

Để tách vi nhựa từ nghêu, một quy trình xử lý mẫu được thực hiện nhằm phân hủy các mô cơ mà không gây ảnh hưởng đến vi nhựa Hiện nay vẫn chưa có quy trình xử lý mẫu sinh vật chuẩn cho việc phân tích vi nhựa trong sinh vật Mặc dù vậy đã có một số nghiên cứu sử dụng dung dịch KOH 10% để phân hủy các chất hữu cơ trong sinh vật phục vụ cho việc phân tích vi nhựa [25], [26] Quy trình xử lý mẫu sinh vật được thể hiện cụ thể ở Hình 3.2 và được mô tả chi tiết dưới đây

▪ Bước 1: Đo kích thước của nghêu

▪ Bước 2: Tách cơ thể nghêu thành 3 phần cơ quan hô hấp, cơ quan tiêu hóa và mô cơ còn lại, cân khối lượng từng phần

Dùng dao mổ tách cơ quan hô hấp, hệ tiêu hóa của sinh vật để phục vụ cho việc theo dõi con đường phơi nhiễm vi nhựa của sinh vật cũng như đánh giá khả năng giữ lại vi nhựa trong các cơ quan tiếp xúc hay chúng có thể đi vào các mô cơ của sinh vật

▪ Bước 3: 150mL KOH 10%

Cho từng phần này vào Erlen 250mL Thêm 150mL KOH 10% vào mẫu lắc đều, rồi cho vào bàn gia nhiệt nung ở 60oC trong vòng 24 giờ để loại bỏ các các chất hữu cơ có trong mẫu [25]

▪ Bước 4: Lọc mẫu

Mẫu được lấy ra khỏi tủ sấy để nguội đến nhiệt độ phòng Lọc dung dịch sau quá trình xử lý bằng bộ dụng cụ lọc mẫu bằng thủy tinh và máy hút chân không

như Hình 3.3 qua màng lọc Whatman GFA 1.6µm Sau đó màng lọc được lưu

trong đĩa petri (Hình 3.4)

Hình 3.2 Quy trình tách vi nhựa từ sinh vật

Hình 3.3 Bộ dụng cụ lọc mẫu hút chân không

Hình 3.4 Màng lọc được lưu trữ trong đĩa petri

Quá trình tách vi nhựa từ sinh vật phải được thực hiện trong phòng kín, tránh làm việc trong điều kiện đông người và có các thiết bị gây xáo trộn không khí Trong

suốt quá trình thực hiện cần chú ý đậy mẫu cẩn thận để tránh làm nhiễm mẫu bởi vi nhựa trong không khí Ngoài ra, người làm thí nghiệm phải mặc áo thí nghiệm bằng vải cotton Trong quá trình lọc mẫu cần chú ý chỉ tạo một lớp màng mỏng bên trên giấy lọc để thuận tiện cho quá trình quan sát dưới kính hiển vi Nếu lớp vật chất trên giấy lọc quá dày sẽ gây khó khăn trong quá trình quan sát cũng như các vi nhựa có thể nằm chồng lên nhau gây sai sót trong quá trình phân tích Cuối cùng, quá trình lọc mẫu chỉ được phép dùng mili-Q để tráng dụng cụ lọc mẫu

3.3 Quan sát vi hạt nhựa bằng kính hiển vi lập thể

Để xác định số lượng vi hạt nhựa, dạng sợi hoặc mảnh có trong mẫu, màng lọc sau bước xử lý mẫu trong phòng thí nghiệm sẽ được quan sát dưới kính hiển vi lập

thể Leica S6D có tích hợp camera MC170 và phần mềm hỗ trợ LAS (Hình 3.5) Mặc

dù đã có sự hỗ trợ của phần mềm đo kích thước vi hạt nhựa trên màng lọc, quy trình quan sát màng lọc vẫn tốn rất nhiều thời gian và công sức do người quan sát phải luôn luôn dùng tay giữ màng và điều chỉnh màng di chuyển trong khu vực quan sát

Hình 3.5 Quan sát vi hạt nhựa trên màng lọc bằng kính hiển vi lập thể

Màng lọc đường kính 47 mm được quan sát theo lưới ô vuông giả định, kích

thước mỗi ô vuông vào khoảng 2mm2mm (Hình 3.6), sử dụng độ phóng đại 40 lần

Trong mỗi lưới ô vuông, khi quan sát thấy có sợi hay mảnh nhựa trên màng, vị trí từng mảnh nhựa được điều chỉnh và phóng đại lên 80 lần để chụp ảnh đối với những vi nhựa có kích thước nhỏ mà độ phóng đại 40 lần vẫn khó có thể quan sát Nếu mảnh

nhựa có kích thước vượt khỏi 2mm, to hơn ô vuông 2mm x 2mm thì có thể giảm độ phóng đại xuống 10 lần hoặc 20 lần để thuận tiện cho việc quan sát Việc dịch chuyển màng lọc trong quá trình quan sát cần phải đảm bảo 3 điều kiện: (1) một vi hạt nhựa không được chụp ảnh quá một lần, (2) khi phóng to vào từng góc nhỏ trong ô vuông mà không bị mất dấu khi muốn quay lại quan sát cả ô vuông, (3) ô vuông đang quan sát không bị lệch khỏi ống kính nếu người quan sát dịch chuyển tay hoặc lấy tay ra khỏi màng khi bị mỏi Thời gian quan sát mẫu trung bình vào khoảng 3h/màng lọc

Hình 3.6 Lưới ô vuông khi quan sát màng lọc với kính hiển vi

Để hỗ trợ cho quá trình quan sát màng lọc, một bàn trượt 2 chiều đã được thiết kế để sao cho khi vặn các trục điều chỉnh vị trí, màng có thể di chuyển theo 2 chiều vuông góc nhau theo khoảng cách chính xác theo yêu cầu khoảng 1 mm (Hình 3.7)

Hình 3.7 Bàn trượt hỗ trợ định vị màng lọc

Mặc dù kích thước vi nhựa được định nghĩa là từ 1 m đến 5 mm, trong nghiên cứu này, kích thước vi nhựa quan sát trong mẫu nghêu là từ 40 µm – 5 mm Thông thường, trong các nghiên cứu về vi nhựa, sau khi quan sát các mảnh hoặc sơi trên

màng lọc được cho là vi nhựa qua kính hiển vi, một số mảnh/sợi sẽ được thí nghiệm xác định quang phổ bằng thiết bị FTIR nhằm xác định xem các mảnh hay sợi đó có đúng là nhựa hay không, và nếu là nhựa thì thành phần là gì Tuy nhiên, hiện tại, các phòng thí nghiệm ở Việt Nam chưa có thiết bị này Một giải pháp khác là gắp các vi nhựa có kích thước lớn (khoảng 500 m) để xác định quang phổ bằng thiết bị FTIR hiện có ở các phòng thí nghiệm Tuy nhiên, do kích thước các mảnh sợi có trong mẫu nghêu thường không lớn nên giải pháp này cũng không khả thi Do đó, nghiên cứu này không có bước thí nghiệm FTIR hay FTIR Việc quan sát vi nhựa bằng kính hiển vi cần tuân thủ các nguyên tắc của Noren (2007) như sau:

• Các mảnh hoặc sợi vi nhựa không có cấu trúc tế bào hoặc cấu trúc hữu cơ • Nếu là sợi vi nhựa phải có độ dày đồng nhất, có độ uốn theo 3 chiều (sợi không

thẳng hoàn toàn), không thon về phía hai đầu • Các vi nhựa phải rõ và có màu đồng nhất

• Nếu không quan sát rõ màu sắc của sợi/mảnh có thể chúng có màu trắng hoặc trong suốt, cần phải kiểm tra cẩn thận dưới kính hiển vi với độ phóng đại cao để loại các hạt có cấu trúc hữu cơ [24]

Lý do của việc không đánh giá vi nhựa có kích thước nhỏ hơn 40m là vì nếu dựa theo nguyên tắc được đề xuất bởi Norén sẽ dễ dẫn đến sai số lớn đối với mảnh/sợi có kích thước quá nhỏ

Các vi nhựa được quan sát dưới kính hiển vi sẽ được đo kích thước Đối với sợi sẽ đo chiều dài, đường kính và màu sắc Đối với mảnh vi nhựa sẽ đo diện tích bề mặt và màu sắc Sau khi có đủ các thông số về kích thước, màu sắc và loại vi nhựa, sử dụng phần mềm lập trình mã nguồn mở Python để thống kê và phân tích số liệu

3.4 Ước tính lượng vi nhựa có thể đi vào cơ thể người thông qua chuỗi thức ăn

Khi sử dụng nghêu làm thực phẩm, chúng ta thường sử dụng toàn bộ con nghêu vì vậy hầu hết lượng vi nhựa trong các sinh vật này có thể đi vào cơ thể người thông qua việc tiêu thu nghêu Những vi nhựa này có thể gây ảnh hưởng tới sức khỏe con

người như đã đề cập trong Chương 2 Do đó, việc ước tính lượng vi nhựa đi vào cơ thể người, thông qua việc sử dụng nghêu làm thức ăn là cần thiết

Để ước tính lượng vi nhựa có thể đi vào cơ thể người thông qua việc tiêu thụ nghêu, dữ liệu về lượng nghêu được tiêu thụ trong một năm sẽ được thu thập Từ đó, kết hợp với kết quả nghiên cứu về mức độ ô nhiễm vi nhựa trong nghêu từ nghiên cứu này, lượng vi nhựa trung bình có khả năng đi vào cơ thể người từ việc tiêu thụ nghêu sẽ được ước tính

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

4.1 Mật độ vi nhựa trong sinh vật

4.1.1 Mật độ vi nhựa trong nghêu

Nghiên cứu ô nhiễm vi hạt nhựa trong nghiên cứu này được thực hiện trên 105 cá thể nghêu, có kích thước từ 40µm – 5mm Có tổng cộng 709 vi nhựa được tìm thấy, trong đó có 640 sợi vi nhựa chiếm 90.3% và 69 mảnh vi nhựa chiếm 9.7% (Bảng

4.1, Hình 4.1) Một số sợi và mảnh vi nhựa được thể hiện ở hình 4.2/

Hình 4.1 Thành phần vi nhựa trong các mẫu nghêu

Tỉ lệ sợi vi nhựa trong nghêu tương đồng với kết quả nghiên cứu ô nhiễm vi nhựa trong môi trường nước mặt tại sông Sài Gòn của Lisa Lahens (2018) Trong 1m3 nước sông Sài Gòn chứa từ 172.000 – 519.000 sợi vi nhựa và 10 – 223 mảnh vi nhựa, kích thước vi nhựa từ 50µm – 5mm [19] Theo kết quả này, tỉ lệ sợi vi nhựa tìm thấy trong nước sông chiếm 99% tổng số vi nhựa Tỉ lệ sợi vi nhựa trong nghêu tương đồng với nước sông là do các mẫu nghêu được thu thập tại vùng biển Cần Giờ, đây là nơi tiếp nhận nguồn ô nhiễm từ sông Sài Gòn

FiberFragment

Bảng 4.1 Tổng số lượng sợi và mảnh vi nhựa tìm thấy trong tất cả các mẫu nghêu (105 con) và trung bình trên 1 con nghêu, 1 gam nghêu ướt

105 con nghêu Phần trăm 1 con nghêu 1 gam nghêu ướt

Trung bình trong một con nghêu có khoảng 6.75 vi nhựa trong đó có 6.10 sợi vi nhựa và 0.65 mảnh vi nhựa Trong 1 gam nghêu đã loại bỏ phần vỏ có chứa 4,91

vi nhựa trong đó có 4.59 sợi vi nhựa và 0.32 mảnh vi nhựa (Bảng 4.1, Hình 4.3), cao

gấp nhiều lần kết quả nghiên cứu của Nam Ngoc Phuong (2018) thực hiện trên Trai (Mussels) và Hàu (Oysters) ở vùng bờ biển Đại Tây Dương (Pháp) với trung bình 1 cá thể Trai có chứa 0.61 vi nhựa tương đương 0.23 vi nhựa/gam, một cá thể Hàu chứa 2.1 vi nhựa tương đương 0,18 vi nhựa/gam Tuy nhiên, kích thước vi nhựa tìm thấy trong Trai, Hàu trong nghiên cứu này chỉ giới hạn từ 50 - 100µm [25]

Mật độ vi nhựa trong nghêu ở khu vực Cần Giờ tương đồng với mật độ vi nhựa trong 9 loài hai mảnh vỏ ở Thượng Hải, Trung Quốc Mật độ vi nhựa của 9 loài này dao động từ 2,1 – 10,5 vi nhựa/g với kích thước vi nhựa từ 5µm – 5mm [21] Trung Quốc và Việt Nam là hai quốc gia đứng thứ nhất và thứ tư thế giới về lượng rác thải nhựa thải ra biển, trong khi các quốc gia ở châu Âu không nằm trong danh sách các quốc gia có lượng rác thải nhựa ra biển lớn Như vậy, mật độ vi nhựa trong các loài hai mảnh vỏ ở Cần Giờ, Trung Quốc và Pháp có thể thấy, mức độ ô nhiễm rác thải nhựa có sự tương đồng với mật độ vi nhựa trong các loài hai mảnh vỏ

Hình 4.3 Mật độ vi nhựa trong nghêu

vi nhựa/gam vi nhựa/cá thể

FragmentFiber

4.1.2 Mật độ vi nhựa trong từng bộ phận của nghêu

Số lượng vi nhựa tìm thấy trong các bộ phận khác nhau (gồm cơ quan hô hấp, cơ quan tiêu hóa, mô cơ của nghêu) là khác nhau Trong 709 vi nhựa tìm thấy trong 105 cá thể nghêu có 148 vi nhựa được tìm thấy trong bao tử chiếm 20,9% tổng số vi nhựa, 176 vi nhựa trong mang chiếm 24,8% tổng số vi nhựa, phần mô cơ còn lại có

385 vi nhựa tương đương 54,3% (Bảng 4.2, Hình 4.4) Vi nhựa được tìm thấy ở trong

mang và bao tử của nghêu là do bộ phận này thực hiện chưc năng lọc nước tiêu hóa thức ăn Mặc dù phần mô cơ không lấy thức ăn cũng như lọc nước nhưng vẫn tìm thấy vi nhựa trong các mô cơ vì chúng tiếp xúc với môi trường và vi nhựa bám vào các mô cơ này Bởi vì phần mô cơ có khối lượng và diện tích bề mặt lớn gấp nhiều lần nên số lượng vi nhựa tìm thấy trong phần mô cơ nhiều hơn hai lần so với trong bao tử và trong mang Nhưng khối lượng của bao tử và mang chỉ chiếm 7,7% và 6,1%

khối lượng của nghêu (Bảng 4.2, Hình 4.5)

Bảng 4.2 Tổng số lượng sợi và mảnh vi nhựa trong từng bộ phận của 105 cá thể nghêu và khối lượng trung bình của các bộ phận của 1 cá thể nghêu

Hình 4.4 Số lượng vi nhựa trong từng bộ phận của các mẫu nghêu

Hình 4.5 Khối lượng trung bình từng bộ phận của các mẫu nghêu (g)

Vì khối lượng các bộ phận của nghêu có khối lượng khác nhau nên rất khó để so sánh mức độ nhiễm vi nhựa trong các bộ phận Mật độ vi nhựa trung bình trong

từng bộ phận được mô tả ở Bảng 4.2 và Hình 4.6, mật độ vi nhựa trong các bộ phận

bao tử, mang, mô cơ lần lượt là 13.48; 23.70; 2.74 vi nhựa trên 1 gam khối lượng sinh khối ướt Kết quả này cho thấy mật độ vi nhựa trong mang cao gấp 8.6 lần so với vi nhựa trong phần mô cơ, mật độ vi nhựa trong bao tử cao gấp 4.9 lần so với phần mô cơ Như vậy, trong một cá thể nghêu, cơ quan tiêu hóa và cơ quan hô hấp là hai bộ phận có mật độ vi nhựa cao

0.147.7% 0.12

1.6386.2%

Hình 4.6 Mật độ vi nhựa trung bình trong các bộ phận của nghêu

4.1.3 Mật độ vi nhựa trong nghêu theo thời gian

Số lượng vi nhựa trung bình tìm thấy trong nghêu từ tháng 3 đến tháng 10

không có nhiều khác biệt (Hình 4.7) Trong mỗi cá thể nghêu trung bình có khoảng 6

vi nhựa được phát hiện Số lượng vi nhựa tìm thấy ở tháng 3 có 12.3 vi nhựa cao gấp hai lần các tháng còn lại Tuy nhiên sự khác biệt này là do khối lượng các mẫu nghêu giữa các tháng là không giống nhau Các tháng còn lại có số lượng vi nhựa trong nghêu tương đồng với nhau

Hình 4.7 Số lượng vi nhựa trung bình (sợi và mảnh) trong 1 cá thể nghêu theo thời gian

vi nhựa/g

Từ biểu đồ Hình 4.7 có thể thấy số lượng vi nhựa trung bình trong nghêu từ gần cuối mùa mùa khô (tháng 3) đến gần cuối mùa mưa (tháng 10) không phụ thuộc vào mùa Tuy nhiên, nghiên cứu này chỉ thực hiện 1 đợt lấy mẫu trong 1 tháng Để nghiên cứu chi tiết về liệu có sự khác biệt nào về mật độ vi nhựa theo mùa hay không, cần có nghiên cứu chi tiết hơn với tần suất lấy mẫu trong một tháng cao hơn và số tháng lấy mẫu ít nhất kéo dài trong 1 năm

Hình 4.8 Số lượng sợi vi nhựa trung bình trong 1 cá thể nghêu theo thời gian

Hình 4.9 Số lượng mảnh vi nhựa trung bình trong 1 cá thể nghêu theo thời gian