(Luận văn thạc sĩ) bước đầu đánh giá ô nhiễm vi nhựa trong môi trường trầm tích vịnh đà nẵng

i ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA DỖN THỊ THÙY LINH BƢỚC ĐẦU ĐÁNH GIÁ Ơ NHIỄM VI NHỰA TRONG MƠI TRƢỜNG TRẦM TÍCH KHU VỰC VỊNH ĐÀ NẴNG C C R L T DU LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT MÔI TRƢỜNG Đà Nẵng – Năm 2020 i ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - DỖN THỊ THÙY LINH BƢỚC ĐẦU ĐÁNH GIÁ Ơ NHIỄM VI NHỰA TRONG MƠI TRƢỜNG TRẦM TÍCH KHU VỰC VỊNH ĐÀ NẴNG C C R L T Chuyên ngành : Kỹ thuật môi trƣờng DU Mã số: 8520320 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS ĐỖ VĂN MẠNH Đà Nẵng – Năm 2020 i LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực phép sử dụng số liệu lấy từ đề tài “Xây dựng phương pháp đánh giá hàm lượng hạt vi nhựa (microplastic) trầm tích vịnh Đà Nẵng” (có Đơn đính kèm) để phục vụ cho việc hồn thiện luận văn Người cam đoan C C R L T DOÃN THỊ THÙY LINH DU ii BƢỚC ĐẦU ĐÁNH GIÁ Ô NHIỄM VI NHỰA TRONG MÔI TRƢỜNG TRẦM TÍCH KHU VỰC VỊNH ĐÀ NẴNG Học viên: Doãn Thị Thùy Linh Chun ngành: Kỹ thuật mơi trường Mã số: 8520320 Khóa: K36 Trường Đại học Bách khoa – ĐHĐN Tóm tắt - Ngày nay, rác thải nhựa, đặc biệt vi nhựa trở thành vấn đề nghiêm trọng ảnh hưởng đến chất lượng môi trường hệ sinh thái biển Mục đích nghiên cứu nhằm xây dựng phương pháp phân tích đánh giá mức độ tích tụ vi nhựa trầm tích biển Phương pháp đề xuất nghiên cứu áp dụng để phân tích vi nhựa trầm tích vịnh Đà Nẵng Kết hàm lượng vi nhựa đạt giá trị cao vị trí ven bờ, dao động khoảng 77,5 đến 84,4 mg vi nhựa/kg trầm tích Tại vị trí lấy mẫu vịnh, hàm lượng vi nhựa dao động khoảng 1,2 đến 49,3 mg vi nhựa/kg trầm tích Hình dạng hạt vi nhựa chủ yếu dạng sợi (microfiber, 48,4%), tiếp đến hình dạng khác (microfragments, 26,2%), dạng màng (microfilm, 12,5%) dạng cầu (microbead, 12,9%) Kết phân tích quang phổ cho thấy hạt vi nhựa thu thuộc nhóm polymer PP, PE, PA, PVC, PS HDPE, loại nhựa có mặt sản phẩm phổ biến đời sống vỏ chai, bao bì, Nghiên cứu cung cấp liệu ban đầu mức độ tích tụ vi nhựa trầm tích vịnh Đà Nẵng Nghiên cứu mức độ ô nhiễm vi nhựa nước biển tác động vi nhựa sinh vật biển hướng tiềm nghiên cứu C C R L T DU Từ khóa – Vi nhựa; rác thải nhựa; phân tích vi nhựa; trầm tích; vịnh Đà Nẵng INVESTIGATION OF MICROPLASTIC POLLUTION IN SEDIMENT OF DA NANG BAY Abstract - In recently, not only plastic waste but also microplastics has become a serious problem affecting to the ocean ecosystems, this has indicated in the numerous recently published works in over the world The study aims to focus on developing a method for microplastics analysis in sediment and evaluating how the microplastic contaminantion in sediment of Da Nang Bay The proposed method is then applied for analysis of microplastics pollution in sediment The obtained results show that microplastic density in sediment which were sampled at coastal area are ranging from 77.5 to 84.4 g of microplastics/kg of sediment, while the figures for the baseline samples ranging from 1.2-49.30 g of microplastics/kg of sediment Microplastics’ shapes are mainly microfiber (48.4%), microfragments (26.2%), microfilm (12.5%), and microbead (12.9%) The results of spectrum analysis show that the microplastics are mainly compomnents of Polypropylen (PP), Polystyrene (PS), Polyamide ( PA), Polyvinyl chloride(PVC), which are popular in the our daily life, such as bottles, jars, plastic packages, etc This is the primary investigated the microplastic contamination in sediment of Da Nang Bay, further works need to discover the microplastic in sea water as well as the impact of microplastics in the ocean ecosystems Key words - microplastics; plastic waste; microplastics analysis; sediments; Danang Bay iii MỤC LỤC Trang LỜI CAM ĐOAN i TÓM TẮT LUẬN VĂN iii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT v DANH MỤC CÁC BẢNG vi DANH MỤC CÁC HÌNH vii MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục tiêu nghiên cứu C C Đối tượng phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu R L T Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Cấu trúc luận văn DU Chƣơng - TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan vi nhựa 1.1.1 Khái niệm vi nhựa 1.1.2 Nguồn gốc phát sinh vi nhựa 1.1.3 Đặc điểm tác động vi nhựa 10 1.2 Tổng quan kỹ thuật phân tích vi nhựa 12 1.2.1 Tách hạt vi nhựa 12 1.2.2 Phân đoạn kích thước hạt vi nhựa 13 1.2.3 Tinh chế mẫu vi nhựa 14 1.2.4 Kỹ thuật xác định thành phần tính chất hạt vi nhựa 14 1.3 Tình hình nghiên cứu nước vi nhựa 18 1.3.1 Tình hình nghiên cứu giới 18 1.3.2 Tình hình nghiên cứu Việt Nam 21 1.4 Tổng quan vịnh Đà Nẵng 22 Chƣơng - ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG, PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 26 2.1 Đối tượng nghiên cứu 26 2.2 Nội dung nghiên cứu 26 iv 2.2.1 Nội dung 1: Nghiên cứu xây dựng phương pháp phân tích vi nhựa mẫu trầm tích 26 2.2.2 Nội dung 2: Tiến hành lấy mẫu trầm tích vịnh Đà Nẵng 26 2.2.3 Nội dung 3: Phân tích vi nhựa mẫu trầm tích phịng thí nghiệm 28 2.3 Phương pháp nghiên cứu 28 2.3.1 Phương pháp kế thừa 28 2.3.2 Phương pháp điều tra, khảo sát trường 28 2.3.3 Phương pháp lấy mẫu trường 29 2.3.4 Phương pháp phân tích phịng thí nghiệm 31 2.3.5 Phương pháp tính tốn, xử lý số liệu 35 Chƣơng 3- KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 37 3.1 Kết nghiên cứu xây dựng phương pháp phân tích vi nhựa trầm tích 37 C C 3.1.1 Các bước xử lý mẫu trầm tích phịng thí nghiệm 37 3.1.2 Xây dựng quy trình phân tích vi nhựa trầm tích 38 R L T 3.2 Đánh giá mức độ phân tán vi nhựa điểm lấy mẫu vịnh Đà Nẵng 40 3.2.1 Mẫu trầm tích phục vụ nghiên cứu 40 DU 3.2.2 Hàm lượng vi nhựa mẫu trầm tích 41 3.2.3 Hình dạng kích thước vi nhựa mẫu trầm tích 44 3.2.4 Chủng loại vi nhựa mẫu trầm tích 46 3.3 Đánh giá vấn đề liên quan đến nguồn phát sinh biện pháp giảm thiểu vi nhựa Đà Nẵng 49 3.3.1 Các vấn đề liên quan đến nguồn phát sinh vi nhựa 49 3.3.2 Biện pháp giảm thiểu lượng vi nhựa phát sinh môi trường 50 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 52 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 54 PHỤ LỤC QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN (bản sao) v DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT DDT Dichloro Diphenyl Trichloroethane EU European Union (Liên minh châu Âu) FTIR IR NOAA Fourier-transform infrared spectroscopy (Máy quang phổ chuyển đổi hồng ngoại Fourier) Infrared (Phổ hồng ngoại) National Oceanic and Atmospheric Administration (Cơ quan Khí Đại dương Quốc gia Hoa Kỳ) PA Polyamide PAHs Polycyclic aromatic hydrocarbons PCBs Polychlorinated biphenyl PE Polyethylene PET Polyethylene terephthalate PP Polypropylene PS Polystyrene PVC Polyvinyl chloride UNEP United Nations Environment Programme VN Vi nhựa R L T C C DU vi DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu bảng Tên bảng Trang 1.1 Tần suất xuất loại polyme khác 42 nghiên cứu hạt vi nhựa lấy mẫu biển trầm tích biển [11] 1.2 Danh sách loại nhựa sản xuất phổ biến chất phụ gia nhựa liên quan chúng [18] 10 2.1 Toạ độ điểm xác định phạm vi không gian vịnh Đà Nẵng 26 2.2 Tọa độ địa điểm lấy mẫu trầm tích vịnh Đà Nẵng 27 3.1 Độ ẩm mẫu trầm tích 41 3.2 Số lượng hạt vi nhựa 18 mẫu trầm tích 42 3.3 So sánh số lượng hạt vi nhựa trầm tích Vịnh Đà Nẵng số khu vực khác 42 3.4 Định tính loại nhựa 18 mẫu trầm tích 48 DU R L T C C vii DANH MỤC CÁC HÌNH Số hiệu hình vẽ Tên hình Trang 1.1 Nguồn phát sinh rác thải nhựa biển 1.2 (a) Vi nhựa nguyên sinh sản phẩm chăm sóc sức khỏe (b) vi nhựa thứ sinh hình thành từ phân rã nhựa [13] 1.3 Nguồn phát sinh đường di chuyển vi nhựa môi trường biển [17] 1.4 Hình dạng vi nhựa: (a) Dạng sợi, (b) Dạng mảnh, (c) Dạng màng (d) Dạng cầu [33] 15 1.5 Địa điểm nghiên cứu vịnh Đà Nẵng 23 1.6 Các nguồn thải vào vịnh Đà Nẵng 24 2.1 Các vị trí lấy mẫu nghiên cứu vịnh Đà Nẵng 27 2.2 Công tác chuẩn bị lấy mẫu trầm tích vịnh Đà Nẵng (a)- Thiết bị định vị GPS, (b)- Thuyền lấy mẫu, (c)- Bình đựng mẫu trầm tích, (d)- Dụng cụ lấy mẫu bùn thùng bảo ôn mẫu, (e)- Kiểm tra lại dụng cụ, (f)- Trao đổi phương thức tiến hành lấy mẫu 29 2.3 Các mẫu trầm tích lấy đưa phịng thí nghiệm 30 2.4 Quy trình phân tích hạt vi nhựa 31 2.5 Xử lý chất hữu mẫu 32 2.6 Lọc mẫu sàng lọc mm 33 2.7 Tách tỷ trọng phương pháp sử dụng dung dịch ZnCl2 33 2.8 Lọc chân không (a)-Lọc mẫu lọc chân không (b)-Mẫu sau q trình lọc chân khơng 33 2.9 (a) Xác định vi nhựa kính hiển vi (b) Thu nhặt hạt vi nhựa 34 2.10 Xác định vi nhựa máy quang phổ hồng ngoại 34 3.1 Sơ đồ hướng phân tích vi nhựa nghiên cứu 38 3.2 Quy trình phân tích hạt vi nhựa 39 C C R L T DU viii 3.3 Mẫu trầm tích thu dạng bột nhỏ bột lớn 40 3.4 (a)-Mẫu trầm tích tủ sấy (b)- Mẫu trầm tích sau sấy khơ 40 3.5 (a) Vị trí lấy mẫu ven bờ (vị trí khoanh đỏ) (b) Tiến hành lấy mẫu 41 3.6 Hàm lượng vi nhựa thu vị trí khác 43 3.7 Hình ảnh vi nhựa vịnh Đà Nẵng 44 3.8 Thành phần hạt vi nhựa vịnh Đà Nẵng 45 3.9 Hình dạng pic phổ 18 mẫu vi nhựa phân tích 46 3.10 Hình ảnh phổ số mẫu vi nhựa phân tích FTIR 46 3.11 Hình ảnh phổ chuẩn polymer: PP, PS, HDPE, PVC, PA PE 48 C C DU R L T C C DU R L T C C DU R L T C C DU R L T C C DU R L T C C DU R L T C C DU R L T C C DU R L T C C DU R L T C C DU R L T C C DU R L T C C DU R L T C C DU R L T C C DU R L T C C DU R L T C C DU R L T ... loại vi nhựa mức độ phân tán môi trường trầm tích vịnh Đà Nẵng; Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: - Vi nhựa tích tụ mơi trường trầm tích vịnh Đà Nẵng; Phạm vi nghiên cứu: - Mơi trường. .. mơi trường vịnh Hiện nay, ngồi vi? ??c thực đợt quan trắc môi trường nước biển, chưa có nghiên cứu cụ thể vi nhựa mơi trường khu vực vịnh Đà Nẵng Vì vậy, đề tài ? ?Bước đầu đánh giá ô nhiễm vi nhựa. .. nhiễm vi nhựa mơi trường trầm tích vịnh Đà Nẵng? ?? thực với mục tiêu đưa phương pháp đánh giá hàm lượng vi nhựa trầm tích đưa số liệu liên quan đến vi nhựa trầm tích khu vực vịnh Đà Nẵng Mục tiêu nghiên