Ô nhiễm vi nhựa trong đại dương - vấn đề thời sự toàn cầu hiện nay

Ô nhiễm vi nhựa

Sự hiện diện của vi nhựa trong đại dương đã được phát hiện vào đầu những năm 1970. Thuật ngữ về vi nhựa (microplastic, MP) mới được đề xuất vào năm 2004 và nhanh chóng thu hút sự quan tâm, chú ý của nhiều nhà khoa học. “Vi nhựa” (MP) là các hạt nhựa rất nhỏ bé, khó có thể quan sát bằng mắt thường bởi kích thước của chúng từ 1 µm - 5 mm với các kiểu hình dạng khác nhau như dạng sợi, dạng mảnh, dạng hạt. Tùy thuộc vào nguồn gốc của chúng, MP được chia thành 2 nhóm: MP nguyên sinh và thứ cấp. Vi nhựa nguyên sinh (primary microplastics) là các hạt nhựa được sản xuất và sử dụng trực tiếp như nguyên liệu thô trong sản xuất nhựa, đôi khi còn được gọi là các viên nhựa. Những viên nhựa có nguồn gốc nguyên sinh cũng được sử dụng trong quá trình sản xuất hàng tiêu dùng có kích thước hạt từ nano đến micro. Chúng được dùng trong các sản phẩm mỹ phẩm, chăm sóc sức khoẻ, chất tẩy rửa, trong công nghiệp đóng tàu, công nghệ giảm ma sát trong quá trình đúc khuôn,… MP thứ cấp (secondary microplastics) là những mảnh nhựa nhỏ có nguồn gốc từ sự phân hủy của các mảnh vụn nhựa lớn hơn, cả trên biển và trên đất liền. Theo thời gian, dưới tác động của các quá trình vật lý, sinh học và hóa học có thể làm giảm tính toàn vẹn cấu trúc của các mảnh vụn nhựa, dẫn đến sự phân mảnh. Sự phân hủy rác thải nhựa kích thước lớn chiếm tỷ lệ lớn ở biển Thái bình dương.

MP thứ cấp có nguồn gốc từ quá trình phong hóa (do tác động của yếu tố nhiệt độ, thời tiết, sóng, dòng chảy, thủy triều...) các mảnh nhựa có kích thước lớn vỡ vụn ra các kích cỡ khác nhau. Tuy nhiên, mức độ phong hóa lại phụ thuộc vào từng điều kiện cụ thể. Sự khác nhau về nhiệt độ tác động đến các mảnh nhựa trôi trên bề mặt nước và trên bãi biển là rất rõ ràng. Hấp thụ nhiệt của cát là 664J/kg-C, do đó bề mặt cát và những mảnh nhựa trên bãi biển có thể chịu nhiệt cao khoảng 40 ^oC vào mùa hè. Tốc độ oxy hóa  nhựa sẽ tăng lên khi nhiệt độ tăng cao. Với các mảnh nhựa tối màu, quá trình oxy hoá chỉ xảy ra ở bề mặt. Kết quả của quá trình này dẫn đến bề mặt các mảnh nhựa xuất hiện những vết nứt. Đối với các mảnh nhựa (chất thải nhựa) trôi nổi trong nước hoặc tích tụ trong trầm tích quá trình phong hoá diễn ra chậm hơn. MP được tạo ra từ quá trình gẫy vỡ bề mặt chủ yếu là HDPE,  LDPE, polycarbonate và polypropylene. Vi nhựa nguyên sinh là thành phần chính trong nước thải, trong khi đó MP thứ cấp là thành phần chiếm ưu thế trong nước biển.

MP được tìm thấy tồn tại trong môi trường ở mức cao, đặc biệt là trong các hệ sinh thái thủy sinh và biển. Nguồn MP xâm nhập vào môi trường nước rất phong phú theo nhiều cách khác nhau. MP được sản xuất và sử dụng trong các sản phẩm tiêu dùng, chăm sóc sức khoẻ,… là nguồn vi nhựa chính xâm nhập vào biển và đại dương qua các dòng chảy từ sông. Trong đó, MP chủ yếu là dạng sợi. Nguồn vi nhựa trên biển liên quan đến các hoạt động vận tải, công nghiệp xa bờ, nghề cá và nuôi trồng thủy sản. Nguồn MP từ đất liền đóng góp lượng MP chính tại đại dương.

Nghiên cứu vi nhựa trong nước biển

Nghiên cứu sự có mặt của chất ô nhiễm MP trong môi trường nước biển lần đầu tiên được thực hiện vào đầu những năm thập kỷ 70 của thế kỷ 20. Mục tiêu của những nghiên cứu là không gian phân bố (mức độ tập trung, khối lượng, kiểu loại và/ hoặc kích cỡ) của chất ô nhiễm MP. Do đó, các điều tra nghiên cứu đã tập trung vào xác định sự có mặt của chất ô nhiễm MP trong 3 hợp phần của môi trường biển: trầm tích, cột nước và nước mặt. Trong những nghiên cứu này, bên cạnh xác định về kích thước hình thái, phân bố số lượng, tỉ lệ hàm lượng các chất ô nhiễm MP, các nghiên cứu còn tập trung vào xác định nguồn phát sinh chất ô nhiễm MP trong môi trường biển từ đâu. MP tìm thấy ở hầu hết các vùng biển và đại dương trên thế giới nhưng chủ yếu ở Đại Tây Dương và Thái Bình Dương. Mật độ vi nhựa tại vùng Thái Bình Dương dao động đáng kể từ 27,000 đến 448,000 nhựa/km² và từ 0.004 đến 9200 nhựa/m³. Sự phong phú và phân bố của MP chịu tác động bởi các yếu tố môi trường bao gồm: sóng, thuỷ triều, lốc xoáy, hướng gió. Một số nghiên cứu chỉ ra rằng MP thường có mật độ cao ở các vùng biển gần bờ và trong trầm tích nơi đông khu vực dân cư. Ở Đại Tây Dương, mật độ vi nhựa thấp hơn so với khu vực Thái Bình Dương với 1500 hạt nhựa/km² và 2.5 hạt nhựa/m³.

Vi nhựa tích luỹ trong các loài nhuyễn thể hai mảnh vỏ

Động vật hai mảnh vỏ được nghiên cứu nhiều nhất trong số các loài động vật biển tính theo số lượng nghiên cứu đã được tiến hành. Bên cạnh nguyên nhân bởi chúng là nguồn hải sản thường có giá trị dinh dưỡng cao của con người, nguyên nhân chính để chúng được lựa chọn trong các nghiên cứu về ô nhiễm MP là do hình thức dinh dưỡng (ăn lọc) của chúng. Trong đó, loài trai xanh (M. edulis) đã được công nhận trên phạm vi toàn thế giới như một loài chỉ thị sinh học, phản ánh chất lượng của môi trường sống của chúng. Một số thực nghiệm đã chỉ ra khả năng tích lũy vi nhựa rất nhanh của loài trai xanh. Thậm chí, vi nhựa còn được quan sát thấy đi vào vòng tuần hoàn của nhuyễn thể hai mảnh khi cho tiếp xúc với các hạt vi nhựa PS có kích thước nhỏ hơn 80 µm. Sự tích lũy theo chuỗi thức ăn giữa trai xanh và cua của vi nhựa cũng đã được báo cáo. Dựa trên chế độ ăn của con người, chúng ta có nguy cơ mắc phải vi nhựa lên tới trên mười nghìn hạt vi nhựa trong một năm đến từ hai loài động vật hai mảnh vỏ là trai xanh và hàu. Trong khi đó, các mẫu động vật hai mảnh được lấy trong môi trường tự nhiên được phân tích và báo cáo với sự đa dạng về mức độ ô nhiễm cũng như các đặc trưng của vi nhựa như kích thước, màu sắc, hình dạng và bản chất của vi nhựa. Nồng độ vi nhựa trong các loài hai mảnh vỏ được báo cáo ở mức dưới 1 hạt/gam thịt tươi cho tới hàng chục hay thậm chí hàng trăm hạt vi nhựa trong 1 gam thịt tươi hoặc một cá thể hai mảnh vỏ. Sự khác biệt của các kết quả nghiên cứu một phần đến từ các vị trí lấy mẫu nơi có mức độ ô nhiễm khác nhau. Tuy vậy, nguyên nhân chủ yếu của sự khác biệt này đến từ quy trình phân tích khác nhau được sử dụng trong các nghiên cứu đã tiến hành. Một số nghiên cứu quy mô lớn ở cấp độ đa quốc gia đã đề xuất một vài quy trình tiêu chuẩn nhằm đánh giá mức độ ô nhiễm vi nhựa trong các loài động vật hai mảnh vỏ. Tuy nhiên, tính tới thời điểm này, chưa có một quy trình chuẩn nào được chấp nhận trên phạm vi toàn thế giới.

Trường Cao đẳng Y Dược Phú Thọ nghiên cứu ô nhiễm vi nhựa

Ô nhiễm vi nhựa đang là vấn đề môi trường nóng bỏng ở các quốc gia và trên toàn cầu. Việt Nam là một trong 4 quốc gia đứng đầu trong danh sách 20 nước có lượng rác thải nhựa ra đại dương nhiều nhất. Tuy nhiên, cho đến nay các nghiên cứu về ô nhiễm nhựa và vi nhựa trong các thủy vực đặc biệt là vùng cửa sông, ven biển nơi tiếp nhận các chất ô nhiễm trong đó có vi nhựa từ đất liền đổ ra còn khá hạn chế. Vì vậy, nhóm nghiên cứu Trường Cao đẳng Y Dược Phú Thọ đề xuất thực hiện đề tài: Nghiên cứu ô nhiễm vi nhựa trong một số loài hai mảnh vỏ tại một vài vùng ven biển ở miền Bắc Việt Nam, và được Quỹ Phát triển Khoa học và Công nghệ Quốc gia (Nafosted) phê duyệt thực hiện trong 03 năm (4/2020 – 4/2023). Mục tiêu của đề tài:

1) Xây dựng bộ cơ sở dữ liệu về mức độ ô nhiễm vi nhựa trong một số loài nhuyễn thể hai mảnh vỏ tại một số vùng ven biển miền Bắc Việt Nam.

2) Xác định được đặc điểm, thành phần hạt vi nhựa có trong nhuyễn thể hai mảnh vỏ.

3) Tìm hiểu mối quan hệ giữa môi trường sống và biến động theo mùa đến tích lũy vi nhựa tích lũy trong nhuyễn thể hai mảnh vỏ nhằm đưa ra các khuyến cáo để kiểm soát và giảm thiểu ô nhiễm nhựa và vi nhựa trong nuôi trồng thuỷ sản.

Nhóm nghiên cứu đã triển khai thực hiện lấy mẫu nước biển, trầm tích biển và 5 động vật hai mảnh vỏ (Ngao, Hàu, Vẹm xanh, Sò huyết, Ngán) tại 04 tỉnh Quảng Ninh, Hải Phòng, Thái Bình, Nam Định; phối hợp với Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, Trường Đại học Nantes – Cộng hòa Pháp phân tích, định tính, định lượng vi nhựa trên các đối tượng. Hiện nay, tiến độ nghiên cứu đúng yêu cầu và bước đầu, cho kết quả đáng khích lệ. Nhóm nghiên cứu đã công bố 02 bài báo trong các tạp chí uy tín trong nước, và đang hoàn thiện, gửi 03 bài báo đăng trên các tạp chí khoa học uy tín quốc tế.

Kết quả thực hiện nhiệm vụ khoa học này, là cơ sở dữ liệu quan trọng về thực trạng ô nhiễm vi nhựa trong nước biển, trầm tích biển, một số động vật hai mảnh vỏ, góp phần giúp các nhà quản lý xây dựng chính sách nhằm giảm thiểu ô nhiễm rác thải nhựa, vi nhựa ra đại dương tại các tỉnh ven biển phía Bắc Việt Nam cũng như cả nước.