STT Địa điểm
Mật độ vi nhựa (hạt/m3)
Mùa mưa Mùa khô
1 Cầu Quế (Hà Nam) 597.716 583.582
2 Cầu Đọ (Hà Nam) 958.414 767.596
3 Đị Thơng (Ninh Bình) 320.667 218.720
Kết quả nghiên cứu cho thấy, mật độ vi nhựa tại các điểm cầu Đọ và đị Thơng có sự khác biệt theo mùa. Điều đó chứng tỏ, điều kiện thời tiết (mưa) có ảnh hưởng đáng kể đến mật độ hạt vi nhựa trong thuỷ vực. Vào mùa mưa các mẫu nước có mật độ hạt vi nhựa cao hơn mùa khô. Nguyên nhân là do vào mùa mưa, nước mưa từ bề mặt kéo theo một lượng lớn các hạt vi nhựa chảy vào các dịng sơng góp phần làm tăng mật độ vi nhựa.
Sự phong phú mật độ vi nhựa trong mùa mưa cao hơn so với mùa khô cũng được ghi nhận tại sông Nakdong, Hàn Quốc. Mật độ vi nhựa tăng từ 260
đến 1410 hạt vi nhựa/m3 (mùa khô) lên 210 đến 15,560 hạt vi nhựa/m3
(mùa mưa) (Kang et al., 2015). Mật độ hạt vi nhựa cao vào mùa mưa cũng được báo cáo tại Hong Kong (Fok và Cheung, 2015). Khảo sát vi nhựa tại hai con sông ở California (Mỹ), cho thấy số hạt nhựa dao động trong khoảng 0.01 to
12.9 hạt/L. Nhóm tác giả cũng tính tốn dựa trên các kết quả thu nhận được khoảng 2.3 tỷ hạt nhựa từ các hệ thống sông này được đưa vào môi trường biển trong khoảng thời gian là 3 ngày (Moore et al., 2011).
Hình 3.7. Sự biến động mật độ vi nhựa theothời gian (mùa mưa và mùa khô) thời gian (mùa mưa và mùa khô)
Kết quả được trình bày tại đồ thị trên hình 3.7 cho thấy, sự chênh lệch lớn về mật độ vi nhựa theo mùa được biểu hiện rõ nhất tại Cầu Đọ, mật độ vi nhựa dao động 767.596 hạt/m3 (mùa khô) đến 958.414 hạt/m3 (mùa mưa); tại điểm cầu Quế, mật độ vi nhựa trong mẫu nước sông ở cả 2 mùa khơng có sự biến động lớn, chỉ dao động trong khoảng gần 600.000 hạt/m3.
3.3. ĐẶC ĐIỂM CỦA VI NHỰA TRONG MẪU NƯỚC TẠI MỘT SỐ ĐIỂM KHU VỰC HẠ LƯU SÔNG ĐÁY ĐIỂM KHU VỰC HẠ LƯU SƠNG ĐÁY
3.3.1. Đặc điểm về hình dạng, kích thước vi nhựa trong các mẫu nước
Đặc điểm hình dạng hạt và tỷ lệ các dạng hạt vi nhựa phát hiện trong các mẫu nước thu mẫu tại 3 điểm nghiên cứu: Cầu Quế, Cầu Đọ và Đị Thơng được trình bày tại hình 3.8. Trong các mẫu nước sơng ghi nhận chủ yếu ở hai dạng là dạng mảnh (fragment) và dạng sợi (line).
Hình 3.8. Tỷ lệ các dạng vi nhựa tại các điểm nghiên cứu
Các số liệu thực nghiệm thể hiện trên hình 3.8 cho thấy các dạng vi nhựa dạng sợi chiếm tỷ lệ cao tới trên 90%: cầu Quế (96,04%), cầu Đọ (92,55%), đị Thơng (94,01%); dạng mảnh chiếm tỷ lệ nhỏ, cao nhất là tại cầu Đọ (7,45%), thấp nhất là tại cầu Quế (3,965%). Dạng sợi chiếm ưu thế về số lượng trong các mẫu nước ở nghiên cứu này cũng phù hợp với các nghiên cứu trước đó thực hiện trên sơng đơ thị [31]. Ngồi ra, thành phần hình dạng sợi hơn cũng được tìm thấy trong các nghiên cứu trên bờ biển Trường Giang với 93% dạng sợi, cũng như ở trên sông Thames, Vương quốc Anh [13]. Hình dạng sợi của vi nhựa này có thể bị ảnh hưởng bởi hoạt động của con người
xung quanh sông. Các sợi vi nhựa trong sơng đơ thị cịn có thể bắt nguồn từ sự lắng đọng của vật chất trong khơng khí, nước thải sinh hoạt, dây và lưới đánh cá [33] hoặc túi đựng thực phẩm [16]. Sau đó, vi nhựa được vận chuyển đến mơi trường nước bằng dịng chảy bề mặt từ các cơ sở chế biến hoặc trạm xử lý nước thải mà khơng thể loại bỏ hồn tồn chúng khỏi nước thải [19]. Điều này cũng có thể giải thích cho thực tế là nhiều sợi vi nhựa đã được tìm thấy trong nước tại các vị trí lấy mẫu.
Hình 3.9. Sự biến động các dạng vi nhựa theo mùaa) mùa khô; b) mùa mưa a) mùa khô; b) mùa mưa
Qua đồ thị trên hình 3.9 cho thấy, trong 2 dạng vi nhựa phát hiện được trong các mẫu nước sông tại các điểm nghiên cứu ở cả mùa mưa và mùa khơ thì vi nhựa dạng sợi vẫn chiếm tỷ lệ cao, tỷ lệ dao động trong khoảng từ 92,40% đến 96,57%, trong khi đó tỷ lệ vi nhựa dạng mảnh chiếm lại chiếm tỷ lệ khiêm tốn hơn dao động trong khoảng từ 3,34% đến 7,60%.
Tỷ lệ hai dạng vi nhựa: dạng mảnh và dạng sợi tại các điểm nghiên cứu khơng có sự biến động quá lớn theo thời gian: tại cầu Đọ tỷ lệ vi nhựa dạng
mảnh của mùa khô và mùa mưa lần lượt là 7,60% và 7,29%, tại cầu Quế là 4,49% và 3,43%, tại hai điểm nghiên cứu này tỷ lệ vi nhựa dạng mảnh có xu hướng giảm nhẹ vào mùa mưa; ngược lại, tại điểm đị Thơng, tỷ lệ dạng mảnh ở mùa mưa cao (6,99%) hơn ở mùa khô (4,95%).
Tỷ lệ vi nhựa dạng sợi có xu hướng tăng lên cao hơn ở mùa mưa, riêng ở điểm đị Thơng tỷ lệ này lại có xu hướng giảm. Sự biến động không theo quy luật của các dạng vi nhựa theo mùa tại các điểm nghiên cứu được giải thích do một số ngun nhân như: q trình sa lắng của các dạng vi nhựa khác nhau, sự hấp thu các dạng vi nhựa của các động thực vật sống trong nước, quá trình đứt, vỡ của các dạng vi nhựa dưới tác động của các tác nhân: lý học, hóa học và sinh học. Wang và cộng sự, 2021 cũng báo cáo rằng các vi nhựa dạng sợi có thể bắt nguồn từ nhiều nguồn, bao gồm cả việc giặt quần áo, việc sử dụng và mài mòn các sản phẩm nhựa và chất thải nhựa được tạo ra trong sản xuất công nghiệp. Hơn nữa, vi nhựa dạng sợi có khả năng phát triển từ các khối nhựa lớn, dễ bị tác động bởi gió, dịng nước, nhiệt độ và xói mịn bởi các chất cứng trong q trình di chuyển [32].
Bên cạnh việc xác định hình dạng các hạt vi nhựa, nghiên cứu này cũng đã tiến hành thống kê kích thước vi nhựa trong các mẫu nước thu được. Kích thước các hạt vi nhựa thu được sẽ dao động trong khoảng 300 µm – 5.000 µm đối với các hạt dạng sợi (Fiber) và 50.000 µm2 – 2.100.000 µm2 đối với các hạt dạng mảnh (Fragment).
Quan sát các đồ thị cho thấy, các hạt vi nhựa cả ở dạng mảnh và dạng sợi ở các điểm nghiên cứu có nhiều kích thước khác nhau. Tại Đị Thơng, dạng mảnh có diện tích từ 46.593 µm2 đến 2.084.822 µm2, dạng sợi có kích thước từ 302 µm đến 4.927 µm; tại điểm cầu Quế dạng mảnh có diện tích từ 58.636 µm2 đến 728.580 µm2, dạng sợi có kích thước từ 302 µm đến 4.756 µm; tại điểm cầu Đọ dạng mảnh có diện tích từ 51.301 µm2 đến 922.609 µm2, dạng sợi có kích thước từ 304 µm đến 4.874 µm. Các hạt vi nhựa tại điểm Đị Thơng có kích thước lớn hơn tại điểm cầu Quế, cầu Đọ cả ở dạng mảnh và dạng sợi. Sự phân bố kích thước của sợi vi nhựa được phát hiện trong nghiên cứu này là chủ yếu được chia thành 300 – 1.000 µm, 1.000 – 2.000 µm, 2.000
– 3.000 µm, 3.000 – 4.000 µm và 4.000 – 5.000 µm như trong hình 3.10a. Các phạm vi này đại diện cho các kích thước khác nhau của vi nhựa được tìm thấy tại các địa điểm nghiên cứu.
Hình 3.10. Tần suất xuất hiện của các kích thước, dạng vi nhựa tại khu vực hạ lưu sông Đáy
a) vi nhựa dạng sợi; b) vi nhựa dạng mảnh
Tần suất xuất hiện của các sợi vi nhựa được thu thập trong nghiên cứu này bố chủ yếu là các vi nhựa có kích thước trong khoảng 300 µm – 1.000 µm (Lần lượt là 52,13% đối với cầu Đọ, 47,19% đối với cầu Quế và 35,51% ở Đị Thơng) và 1 – 2 mm (30,58%, 38,52% và 42,93%, tương ứng). Các vi nhựa dạng sợi có kích thước nằm trong các khoảng 2.000 – 3.000 µm, 3.000 – 4.000 µm và 4.000 – 5.000 µm thì tần suất xuất hiện thấp, nằm trong khoảng 1,28-15,9%.
Về sự phân bố kích thước của các mảnh vi nhựa được phát hiện trong nghiên cứu này chủ yếu được chia thành 50.000 –100.000 µ2, 100.000 – 200.000 µ2, 200.000 – 400.000 µ2, 400.000 – 900.000 µ2 và 900.000 – 2.100.000 µ2. Trong đó, tần suất xuất hiện các mảnh vi nhựa ở các vị trí cầu Đọ, cầu Quế và Đị Thơng trong các khoảng diện tích trên lần lượt là 31,25%, 25% và 26,09%; 25%, 12,5% và 43,48%; 31,25%, 31,25% và 13,04%; 12,5%, 31,25% và 15,22%; 0%, 0% và 2,17%. Nhìn chung, trong nghiên cứu này đối với dạng sợi, các hạt vi nhựa có kích thước 300 – 1.000 µm và 1.000
– 2.000 µm là các hạt vi nhựa chiếm tỷ lệ cao nhất 78,45 - 85,71%. Tương tự đối với dạng mảnh, các hạt vi nhựa có kích thước nằm trong khoảng 50.000 – 400.1 µ2 cũng chiếm tỷ lệ cao 68,72 – 87,5%. Xu hướng phân bố kích thước này tương tự như ở sông Dương Tử của Trung Quốc [38], sông Elbe của Đức nơi tần suất kích thước cao nhất là 300 – 2.000 μm, trong khi các vi hạt lớn (2.000 – 5.000 μm) hiếm khi được quan sát thấy.
3.3.2. Sự phân bố màu sắc hạt vi nhựa trong các mẫu nước tại mộtsố điểm hạ lưu sông Đáy số điểm hạ lưu sông Đáy
Trong nghiên cứu này, các mẫu vi nhựa được thu thập được phân loại theo màu sắc, với các màu trắng, đen, đỏ, xanh da trời, vàng, xanh lá và tím.
Kết quả nghiên cứu cho thấy, ở cả 3 địa điểm nghiên cứu, các mẫu vi nhựa màu tím chiếm tỷ lệ cao nhất và có sự biến động khá lớn, cụ thể là tăng dần về phía hạ lưu, tại điểm Cầu Quế là 52,31%, điểm Cầu Đọ là 55,45% và điểm Đị Thơng lên tới 61,54%. Trong nghiên cứu này màu tím là màu chủ đạo có thể do nguồn vi nhựa trong thủy vực có thể đến từ vải quần áo, sản phẩm nhựa từ dụng cụ đánh bắt cá, vật liệu đóng gói và nguồn nước thải sinh hoạt có chứa nước thải từ giặt quần áo. Ngoài ra, các màu như trắng, xanh lam, đỏ, xanh lá cây và đôi khi là màu vàng đã được quan sát thấy. Các mẫu vi nhựa màu xanh lá có xu hướng giảm, 33,19% tại điểm Cầu Quế, giảm còn 14,69% tại điểm Cầu Đọ và cịn 11,30% tại điểm Đị Thơng. Màu đỏ có sự biến động khơng theo quy luật, màu xanh da trời cũng có xu hướng giảm dần về phía hạ lưu.
Một số nghiên cứu lại chỉ ra rằng sợi màu đen và xanh lam thường xuất hiện nhiều. Mặt khác, phần lớn các sợi vi nhựa được động vật ăn vào có màu đen hoặc xanh lam. Nhìn chung, trong nghiên cứu này, màu sắc các hạt vi nhựa được thu thập được khá đa dạng và các hạt vi nhựa màu chiếm lượng khá lớn.
Hình 3.11. Sự biến động màu sắc vi nhựa theo không gian
Kết quả nghiên cứu này tương tự kết quả nghiên cứu của Wang và cộng sự, 2017, vi nhựa trong nước mặt đô thị Vũ Hán chủ yếu là các hạt màu dao động từ 50,4% đến 86,9% tổng số vi nhựa (Wang et al., 2017). Nghiên cứu của nhóm tác giả cũng chỉ ra rằng sợi màu, thường được sử dụng trong các sản phẩm tiêu dùng, là loại vi nhựa sợi nhiều nhất bắt nguồn từ nước thải đô thị (Wang et al., 2017). Điều này có thể chứng minh cho sự xuất hiện lượng lớn các hạt vi nhựa có màu ở các địa điểm nghiên cứu trên (bị ảnh hưởng nặng nề bởi nước thải đô thị).
3.3.3. Thành phần hạt vi nhựa các mẫu nước tại một số điểm hạlưu sông Đáy lưu sông Đáy
Lấy ngẫu nhiên 60 hạt vi nhựa bắt gặp trong các mẫu nước tại 3 điểm nghiên cứu: Cầu Quế, Cầu Đọ và Đị Thơng để phân tích thành phần và bản chất các hạt vi nhựa.
Hình 3.12. Phổ Raman của các hạt vi nhựa trong mẫu nước mặt
khu vực hạ lưu sơng Đáy
Kết quả phân tích thành phần vi nhựa bằng phổ Raman cho thấy hơn 90% hạt vi nhựa trong mẫu nước mặt khu vực hạ lưu sơng Đáy thuộc nhóm PE và PP. Theo nghiên cứa của Vianello et al, (2013), Polyethylene (PE) chủ yếu được sử dụng trong sản xuất hộp nhựa và bao bì. Cịn Polypropylene (PP) thường được sử dụng trong sản xuất quần áo, chăn và các sản phẩm làm từ sợi khác, ngồi bao bì thực phẩm, đường ống dẫn và thùng chứa hóa chất. Dạng PET chiếm tỷ lệ rất nhỏ, không đáng kể.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
1. Kết luận
Các kết quả nghiên cứu trong quá trình thực hiện đề tài cho thấy:
- Mật độ vi nhựa trong các mẫu nước lấy tại sông Tô Lịch rất cao lên tới trên 22 triệu hạt/m3, trong khi đó mật độ vi nhựa trong mẫu nước tại sông Nhuệ lại thấp hơn chỉ hơn 5 triệu hạt/m3. Vi nhựa phát hiện tại các mẫu nước
có dạng sợi và dạng mảnh, trong đó dạng sợi chiếm ưu thế lên tới 91,28%. Màu sắc vi nhựa trong các mẫu nước đa dạng, trong đó màu tím chiếm tỷ lệ lớn, lên tới trên 50%.
- Vi nhựa được phát hiện trong tất cả các mẫu nước sông với mật độ khá lớn tại điểm Cầu Đọ là 863.005 hạt/m3 hạt/m3, điểm Cầu Quế là 590.649 hạt/m3và tại điểm Đị Thơng là 269.693 hạt/m3. Tại các điểm có tiếp cận các nguồn nước thải sinh hoạt và sản xuất lớn sẽ có mật độ vi nhựa cao, giảm dần về phía hạ lưu. Mật độ vi nhựa vào mùa mưa thường cao hơn mùa khô.
- Các dạng vi nhựa phát hiện trong mẫu nước sông bao gồm dạng mảnh và dạng sợi, trong đó dạng sợi chiếm tỷ lệ cao lên tới trên 93%, vi nhựa dạng mảnh chiếm tỷ lệ dưới 7%. Các dạng vi nhựa khơng có sự biến động đáng kể theo không gian và thời gian. Các dạng hạt vi nhựa trong các mẫu nước sơng tồn tại ở nhiều kích thước khác nhau với biên độ dao động lớn, dạng mảnh từ 46.593 µm2 đến 2.084.822 µm2, dạng sợi từ 302 µm đến 4.927 µm.
- Màu sắc vi nhựa trong mẫu nước sông được phát hiện bao gồm: đỏ, xanh da trời, trắng, đen, vàng, xanh lá và tím. Trong đó màu tím chiếm tỷ lệ lớn (từ 52,31% - 61,54%), màu xanh lá (11,30% - 33,19%), màu xanh da trời (8,16% - 13,89%), màu đỏ (8,32% - 11,37%),… màu tím có sự tăng dần về phía hạ lưu, các màu cịn lại có sự biến động theo khơng gian tuy nhiên lượng không đáng kể và không theo quy luật cụ thể.
- Vi nhựa PE và PP chiếm ưu thế trong các mẫu vi nhựa bắt gặp trong mẫu nước tại các điểm nghiên cứu tại hạ lưu của sơng Đáy.
2. Kiến nghị
- Cần có thêm nghiên cứu vi nhựa trong mẫu trầm tích để có xác định mối tương quan/liên hệ giữa mật độ vi nhựa trong mẫu nước và trong mẫu trầm tích.
- Cần có thêm các nghiên cứu về ảnh hưởng của vi nhựa tới hệ sinh thái nước ngọt cũng như tới sức khỏe con người để có thêm các cơ sở khẳng định các tác hại của vi nhựa đối với môi trường và sức khỏe con người.
- Đề xuất ban hành các cơ chế, chính sách để hạn chế sử dụng các sản phẩm nhựa dùng một lần, túi nilon khó phân hủy; khuyến khích và hỗ trợ phân loại rác thải tại nguồn đối với các cơ sở kinh doanh, hộ gia đình, khuyến khích phát triển các cơ sở thu gom tái chế rác thải nhựa không gây ô nhiễm môi trường.
- Tăng cường công tác truyền thông nâng cao nhận thức của người dân về việc tác hại của rác thải nhựa, tăng cường phân loại rác tại nguồn, thay đổi thói quen sử dụng các sản phầm nhựa một lần sang các vật liệu thân thiện và bảo vệ môi trường.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Thompson, R.C. Plastic debris in the marine environment: consequences
and solutions. Mar. Nat. Conserv. Eur. 2006, 193, 107–115.
2. K. L. L. Jenna R. Jambeck, Roland Geyer, Chris Wilcox, Theodore R. Siegler, Miriam Perryman, Anthony Andrady, 5 Ramani Narayan et al., “Plastic waste inputs from land into the ocean,” Science (80-. )., no.
September 2014, pp. 1655–1734, 2015, doi:
10.1017/CBO9781107415386.010.
3. Jambeck, J.R.; Geyer, R.; Wilcox, C.; Siegler, T.R.; Perryman, M.; Andrady, A.; Narayan, R.; Law, K.L. Plastic waste inputs from land into
ocean. Sci. 2015, 347, 768–771. https://doi.org/10.1126/science.1260352.
4. Plastics Europe. Plastics - the Facts 2019 Plastics, An analysis of European Production, demand and waste data, 2019.
5. E.Van Sebille, M. H. England, and G. Froyland, “Origin, dynamics and