Ô nhiễm vi nhựa trong thủy vực ở một số đô thị trên thế giới

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:10

Thêm vào BST

Báo xấu

49
lượt xem 7
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nghiên cứu được thực hiện để đánh giá về các hướng nghiên cứu, phương pháp thu mẫu và tách mẫu, và các đặc điểm của hạt vi nhựa ở trong hệ thống nước ngọt. Các thông tin liên quan thu được từ tài liệu được tổng hợp trong các bảng và hình bằng phần mềm Excel.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Ô nhiễm vi nhựa trong thủy vực ở một số đô thị trên thế giới

Ô NHIỄM VI NHỰA TRONG THỦY VỰC Ở MỘT SỐ ĐÔ THỊ TRÊN THẾ GIỚI Hồ Tú Cƣờng(1), Dƣơng Thị Thủy(1), Lê Thị Phƣơng Quỳnh(2), Hoàng Minh Thắng(1), Dƣơng Hồng Phú(3)(4), Trịnh Văn Tuyên(1) và Đoàn Thi Oanh(5) (1) Viện Công nghệ Môi trường, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam (2) Viện Hóa học các Hợp chất Thiên nhiên, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam (3) Trung tâm Nước sạch và Vệ sinh Môi trường nông thôn, Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn Ninh Bình (4) Khoa Công nghệ Môi trường, Học Viện Khoa học và Công nghệ, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam (5) Khoa Môi trường, Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Sự hiện diện của nhựa trong đại dƣơng đ đƣợc ph t hiện và công ố lần đầu tiên vào đầu những năm 1970, tuy nhiên, kh i niệm về vi nhựa (microplastic – MP) mới đƣợc đề xuất vào những năm đầu của thế kỷ XXI và nhanh chóng thu hút sự quan tâm, chú ý của nhiều nhà khoa học. Thuật ngữ vi nhựa (MP) đƣợc định nghĩa là c c hạt nhựa có kích thƣớc từ 1 µm đến 5 mm (Arthur et al., 2009; Andrady, 2011), với sự phong phú về hình dạng, kích thƣớc, màu sắc. Tùy thuộc vào nguồn gốc của chúng, vi nhựa đƣợc chia thành 2 nhóm: vi nhựa sơ cấp và thứ cấp. Vi nhựa sơ cấp ao gồm: (i) c c viên nhựa (kích thƣớc 3,5-5 mm), đƣợc sử dụng làm nguyên liệu thô trong sản xuất nhựa. Ngoài ra, c c viên nhựa cũng đƣợc sử dụng trong c c ứng dụng công nghiệp kh c nhau, nhƣ là thành phần trong mực in, phun sơn (Espinosa et al., 2016); (ii) c c hạt vi nhựa, ao gồm c c hạt polyethylene (PE), polypropylene (PP) và polystyrene (PS), đƣợc sử dụng trong c c sản phẩm dệt may, thuốc hay c c sản phẩm mỹ phẩm và chăm sóc cơ thể (kem tẩy tế ào chết, kem đ nh răng); (iii) c c hạt nhựa đƣợc sử dụng trong mài mòn ề mặt (acrylic, melamine và polyester) (Leslie, 2014). Vi nhựa thứ cấp là sản phẩm của qu trình g y vỡ của c c mảnh r c nhựa trong môi trƣờng, dƣới c c t c động cơ học ( ào mòn), hóa học (quang ôxy hóa) và sinh học (phân hủy do vi sinh vật) (Teuten et al., 2009; Andrady, 2011; Zettler et al., 2013). Nguồn gốc của nhựa thứ cấp ao gồm c c mảnh lƣới câu c , viên nhựa công nghiệp, vật dụng nhựa gia đình và c c mảnh nhựa ị g y hoặc vỡ kh c (Eerkes-Medrano et al., 2015). Quá trình phân hủy kh c nhau d n đến sự phân mảnh của nhựa thành c c hạt vi nhựa, tích tụ trong môi trƣờng (Lahens et al., 2018). Vi nhựa có nguồn gốc thứ cấp đƣợc cho là nguồn đóng góp chủ yếu lƣợng vi nhựa trong môi trƣờng (Van Se ille et al., 2015). Vi nhựa có mặt khắp nơi và đ đƣợc đƣợc tìm thấy từ c c vùng cực đến vùng xích đạo, từ thềm lục địa, ven iển đến đại dƣơng và chúng có mặt trong cột nƣớc, trầm tích iển và trong c c loài động vật iển (Bergmann et al., 2017; Sun et al., 2017). Tuy nhiên cho đến nay, nghiên cứu vi nhựa trong c c thủy vực nƣớc ngọt ít hơn so với môi trƣờng iển. Một số nghiên cứu chủ yếu tập trung vào vi nhựa trong c c sông và hồ lớn. Rech et al. (2014) cho rằng, lƣu vực sông là nơi chuyển tải chính c c mảnh nhựa từ đất liền ra đại dƣơng. Chính vì vậy, trong nghiên cứu này, c c phƣơng ph p và hƣớng nghiên cứu hạt vi nhựa trong hệ thống nƣớc mặt đô thị trên thế giới sẽ đƣợc tổng hợp và đ nh gi . Ngoài ra, đặc điểm và ảnh hƣởng của c c hạt vi nhựa trong hệ Hội thảo CRES 2020: Môi trường và phát triển bền vững | 523
thống nƣớc ngọt này cũng đƣợc nhóm t c giả trình ày, nhằm cung cấp thông tin tham khảo cho c c nghiên cứu hạt vi nhƣa trong hệ thống nƣớc ngọt ở Việt Nam. 2. PHƯƠNG PHÁP VÀ CÁCH TI P CẬN Nghiên cứu đƣợc thực hiện dựa trên tổng hợp tài liệu về nghiên cứu vi nhựa trong hệ thống nƣớc mặt đô thì và sông trên thế giới. Tài liệu tham khảo đƣợc tra cứu với c c từ khóa “microplastic in rivers”, “microplastics in freshwater”, “microplastics in watershed”, “microplastic in domestic water”, trên we site https://scholar.google.com/; https://www.sciencedirect.com/; https:// pu med.nc i.nlm.nih.gov. Nhóm nghiên cứu tham khảo tập trung vào c c tài liệu trong 5 năm gần đây (tính đến 2020), nhằm đƣa ra xu hƣớng nghiên cứu và phƣơng ph p nghiên cứu tối ƣu. Nghiên cứu đƣợc thực hiện để đ nh gi về c c hƣớng nghiên cứu, phƣơng ph p thu m u và t ch m u, và c c đặc điểm của hạt vi nhựa ở trong hệ thống nƣớc ngọt. Các thông tin liên quan thu đƣợc từ tài liệu đƣợc tổng hợp trong c c ảng và hình ằng phần mềm Excel. 3. T QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Hư ng nghiên cứu hạt vi nhựa trong hệ thống nư c mặt đô thị và sông trên th gi i Hƣớng nghiên cứu phổ iến về ô nhiễm vi nhựa trong hệ thống sông là hƣớng mô tả ô nhiễm c c loại vi nhựa và sự phân ố của chúng (Lin et al., 2018; Rodrigues et al., 2018; Ding et al., 2019; Zhang et al., 2019; Slootmaekers et al., 2019; Rowley et al., 2020). Trong c c nghiên cứu này, nhóm tác giả tập trung vào phân tích hàm lƣợng và loại vi nhựa có trong hệ thống sông, m u nƣớc hoặc m u. Số liệu thu đƣợc nhằm mục đích cảnh o và mô tả sự hiện hữu của c c hạt vi nhựa, cảnh o khả năng truyền tải hạt vi nhựa, cũng nhƣ điểm ph t thải hạt vi nhựa. Một hƣớng nghiên cứu kh c là xem xét c c yếu tố ảnh hƣởng đến sự phân ố, chủng loại hạt vi nhựa, có trong hệ thống sông. Barrows et al. (2018) đ sử dụng phƣơng ph p quy mô lƣu vực sông (watershed-scale approach) để đ nh gi sự phân ố theo không gian và thời gian của hạt vi nhựa trong lƣu vực sông Gallatin, Mỹ. Nghiên cứu đ chỉ ra rằng, c c m u nƣớc ở gần khu dân cƣ đông ngƣời có mật độ vi nhựa cao hơn ở thời điểm dòng xả thải cao nhất (Barrows et al., 2018). Cũng theo hƣớng nghiên cứu này, nhóm nghiên cứu vi nhựa trên sông Bris ane, Ôxtrâylia cho thấy, yếu tố mùa (mùa khô và mƣa) cũng ảnh hƣởng đến mật độ vi nhựa trong sông (He et al., 2020 ). Ngoài ra, một số t c giả cũng đ cho thấy, tốc độ dòng chảy ảnh hƣởng đến sự phân ố theo không gian về độ phong phú của vi nhựa (Kataoka et al., 2019; He et al., 2020b). Nghiên cứu ở Nhật Bản đ đ nh gi khối lƣợng và số lƣợng hạt vi nhựa tại nhiều vị trí kh c nhau trên một số hệ thống sông, nhằm hỗ trợ quản lý ô nhiễm vi nhựa dựa trên việc x c định c c nguồn gây ô nhiễm và sau đó, mô hình hóa dòng vận chuyển của c c hạt vi nhựa (Kataoka et al., 2019). C c t c giả đ thu m u và đ nh gi c c m u theo 4 đặc tính của lƣu vực sông và 6 thông số chất lƣợng nƣớc, kết quả cho thấy, có mối tƣơng quan có ý nghĩa giữa khối lƣợng và số lƣợng hạt vi nhựa với hàm lƣợng BOD. Cùng hƣớng nghiên cứu này, Shruti et al. (2019) đ tiến hành nghiên cứu ảnh hƣởng của khu vực dân cƣ, thƣơng mại và công nghiệp đối với mật độ hạt vi nhựa trong ùn lắng của sông Atoyac, Mêhicô. Nghiên cứu cho thấy, mật độ hạt vi nhựa cao hơn đ ng kể ở hạ lƣu sông và khu vực đông dân cƣ và khu công nghiệp có t c động lớn đối với hàm lƣợng vi nhựa trong ùn lắng (Shruti et al., 2019). Khi nghiên cứu đất ngập mặn vùng cửa sông Châu Giang, Zuo và cộng sự (2020) đ đ nh gi mối tƣơng quan giữa vi nhựa và c c chất ô nhiễm kh c, đặc iệt là chất chống ch y nhóm halogen. Trong nghiên cứu này, c c t c giả đ tính to n lý thuyết khối lƣợng của hạt vi nhựa theo tỷ trọng của từng loại vi nhựa và tính to n tƣơng quan giữa khối lƣợng hạt vi nhựa với hàm 524 | Hội thảo CRES 2020: Môi trường và phát triển bền vững
lƣợng chất chống ch y nhóm halogen, đo đƣợc ở vùng cửa sông. C c tính to n cho thấy, hai nhóm này có tƣơng quan dƣơng trung ình, ví dụ hạt vi nhựa tƣơng quan với chất polybrominated diphenyl ethers (PBDEs) (r = 0,537, p = 0,000), decabromodiphenyl ethane (DBDPE) (r = 0,300, p = 0,046), 1,2-bis(2,4,6-tribromophenoxy)ethane (BTBPE) (r = 0,544, p = 0,000) và hexabromocyclododecane (HBCDD) (r = 0,538, p = 0,000). Ngoài ra, mối tƣơng quan giữa vi nhựa và c c yếu tố môi trƣờng kh c cũng đƣợc đ nh gi nhƣ tƣơng quan phi tuyến tính giữa hạt vi nhựa với chất rắn lơ lửng (TSS) trong thời điểm lũ lụt (Constant et al., 2020). Khi xem xét tƣơng quan giữa độ phong phú và chỉ số tƣơng quan của vi nhựa với c c kim loại và chất dinh dƣỡng, He et al. (2020a) đ cho thấy hàm lƣợng của c c kim loại và dinh dƣỡng trong sông có nguồn gốc độc lập với vi nhựa (He et al., 2020a). Ảnh hƣởng của vi nhựa với môi trƣờng và hệ sinh th i cũng đang ắt đầu đƣợc một số nhóm nghiên cứu quan tâm. Sử dụng số liệu vi nhựa có trong ùn đ y của hệ thống sông đô thị trong c c thành phố lớn, Peng et al. (2018) đ tiến hành nghiên cứu đ nh gi rủi ro sinh th i của vi nhựa. Nhóm đ dựa trên chỉ số độc của polyme trong vi nhựa để đƣa ra công thức tính rủi ro nhƣ sau: = / (1) =∑ (2) (3) Trong đó, và : Các nồng độ chất ô nhiễm (ở đây là vi nhựa) trong m u ô nhiễm và m u không ô nhiễm; : Nồng độ polyme cụ thể trong m u vi nhựa; : Chỉ số độc của các polyme nhựa (mức cao nhất); : Hệ số độc tính đặc trƣng cho mức độ độc và độ nhạy sinh học. Dựa trên cách tính hệ số rủi ro sinh thái này, tác giả đ chỉ ra c c điểm có vi nhựa thân thiện và không thân thiện với hệ sinh thái, ví dụ nhƣ khu vực dân cƣ thuộc quận Songjiang, sông Beishagang có độ phong phú hạt vi nhựa đạt 160 loại/100 g trọng lƣợng khô, trầm tích có chỉ số rủi ro sinh thái cao nhất và không thân thiện với môi trƣờng. Khác với nhóm tác giả Peng et al. (2018), Nel et al. (2018) đ thực hiện nghiên cứu trực tiếp về mối quan hệ giữa vi nhựa với sinh vật ăn mùn trong sinh cảnh đ y sông, loài Chironomus spp. Nhóm tác giả đ ph t hiện mối quan hệ dƣơng, mặc dù có ý nghĩa thống kê thấp, giữa nhóm sinh vật ăn mùn này với vi nhựa trong ùn. Điều này cho thấy, nhóm sinh vật này có thể đƣợc sử dụng làm chỉ thị cho tải trọng vi nhựa trong ùn đ y (Nel et al., 2018). Nhìn chung, đây là những hƣớng nghiên cứu đối với ô nhiễm vi nhựa trong c c hệ thống sông và nƣớc đô thị trên thế giới trong những năm gần đây. Một số nghiên cứu mang tính chất cung cấp dữ liệu ô nhiễm vi nhựa và là hƣớng nghiên cứu mới, ƣớc đầu đ có những kết quả, có thể giúp c c nhà hoạch định chính s ch cân nhắc p dụng trong quản lý ô nhiễm vi nhựa. 3.2. Phương pháp lấy mẫu và tách mẫu trong hệ thống nư c mặt đô thị và sông trên th gi i Việc nghiên cứu vi nhựa trong hệ thống sông có sự kh c iệt so với nghiên cứu vi nhựa trên iển và đại dƣơng về phƣơng ph p thu m u. Đa số c c phƣơng ph p thu m u nƣớc trên sông đƣợc thực hiện ằng gàu múc thép không rỉ với thể tích cố định và lọc qua rây lọc và màng lọc 6/14 ài (Bảng 3.1), c c m u nƣớc kh c đƣợc thu thông qua phƣơng ph p thu m u trên iển (sử dụng lƣới manta, neuton hoặc lƣới thu động vật phù du hoặc ơm phụt), có tính to n lƣu lƣợng nƣớc. C c m u ùn đƣợc thu ở tầng nông và sử dụng gàu múc (Bảng 3.1). M u nƣớc thu ằng gàu thép không rỉ đƣợc cho là thu đƣợc tối đa c c thành phần vi nhựa đối với những dòng sông có độ sâu nông và tr nh đƣợc x o trộn của ùn. Hội thảo CRES 2020: Môi trường và phát triển bền vững | 525
Bảng 3 1 Phương pháp thu và phân tích m u vi nhựa trong hệ thống sông của một số nghiên cứu gần ây Dạng Phương pháp thu Phương pháp Phương pháp phân Tài liệu Sông m u m u tách m u tích m u tham khảo Nƣớc Hoàng Hà, Bề mặt 0-30 cm, Ly tâm - tuyển SEM, ATR-FTIR, Han et al., Trung Quốc gàu thép không rỉ nổi theo tỷ kính hiển vi quang 2020 trọng (NaCl) - học rây lọc Bùn Brisbane, Bề mặt 0-3 cm, Tuyển nổi theo μ-FTIR He et al., lắng Ôxtrâylia gàu múc bùn tỷ trọng (NaCl) 2020b - lọc qua màng Nƣớc Fengshan, Đài Nƣớc: 0-50 cm, Tuyển nổi theo μ-ATR-FTIR Tien et al., bùn Loan (Trung gàu không rỉ, ùn: tỷ trọng. 2020 lắng Quốc) 0-15 cm - ống thu (ZnCl2) rây lọc m u Cole Palmer (nƣớc) và màng lọc Nƣớc Sông Hàn, Hàn 0-30 cm và 2 m, Lƣới manta, μ-FTIR Park et al., Quốc lƣới manta và rây lọc và 2020 ơm phụt (jet màng lọc pump) Nƣớc Sông Châu Nƣớc: 0-50 cm, Rây lọc, màng μ-FTIR, kính hiển vi Lin et al., Giang, Trung gàu không rỉ, ùn: lọc soi nổi 2018 Quốc gàu thu m u Van- Veen Nƣớc Hồ, sông Manas Bề mặt 0-20 cm, Màng lọc Kính hiển vi huỳnh Wang et al., xô múc không rỉ quang đảo ngƣợc, 2020b SEM, μ-FTIR Bùn Lƣu vực sông Bùn lắng, xẻng và Tuyển nổi theo Kính hiển vi quang Shruti et lắng Zahuapan và gầu múc Van- tỷ trọng, màng học, SEM-EDX al., 2019 Atoyac, Mêhicô Veen lọc (ZnCl2) Nƣớc Sông Ofanto, Lƣới plankton Rây lọc, tuyển Kính hiển vi quang Campanale và Italia nổi theo tỷ học, Pyrolysise gas et al., 2020 bùn trong (NaCl, chromatography/mass lắng ZnCl2) spectrometry (Py- GC/MS) Nƣớc Lƣu vực thƣợng Nƣớc: lƣới drift Rây lọc, tuyển Kính hiển vi quang Donoso and và nguồn sông nets, bùn: gàu nổi theo tỷ học Rios- bùn Guayllabamba, múc bùn ponar trong (NaCl), Touma, lắng Ecuado grab màng lọc 2020 Nƣớc Sông Đạm Lƣới manta Rây lọc Kính hiển vi quang Wong et Thủy, Đài Loan học, μ-FTIR và μ- al., 2020 (Trung Quốc) ATR-FTIR Nƣớc Sông Ebro, Tây Nƣớc: 0-15 cm, Nƣớc: màng μ-ATR-FTIR Simon- và Ban Nha bùn: 0-10 cm, lƣới lọc; ùn: tuyển Sánchez et bùn neuston và gàu nổi theo tỷ al., 2019 lắng Van-Veen trọng (NaCl) Bùn Sông Hằng, Ấn Tầng thu 10-15 Tuyển nổi theo Kính hiển vi quang Sarkar et lắng Độ cm, xẻng xúc tỷ trọng học và μ-ATR-FTIR al., 2019 (ZnCl2) 526 | Hội thảo CRES 2020: Môi trường và phát triển bền vững
Dạng Phương pháp thu Phương pháp Phương pháp phân Tài liệu Sông m u m u tách m u tích m u tham khảo Nƣớc Sông Antua, Bồ Nƣớc: mặt và đ y, Nƣớc: rây lọc, Kính hiển vi quang Rodrigues và Đào Nha ùn: ~12 cm; ơm ôxy hóa H2O2, học và μ-ATR-FTIR et al., 2018 bùn qua lƣới, gầu tuyển nổi với lắng Van-Veen ZnCl2 và màng lọc; ùn: rây lọc, tuyển nổi với ZnCl2, ôxy hóa ƣớt và màng lọc Nƣớc Sông Rhine, Lƣới manta Rây lọc và Kính hiển vi quang Mani and Thụy Sĩ tuyển ằng học đèn led, μ-ATR- Burkhardt- dầu, màng lọc FTIR Holm, 2020 Nƣớc Sông Theme, Nƣớc ề mặt và Rây lọc, màng Kính hiển vi quang Rowley et Vƣơng Quốc độ sâu 2 m; lƣới lọc học, μ-FTIR và μ- al., 2020 Anh ichthyoplankton ATR-FTIR Nƣớc 29 sông ở Nhật Lƣới plankton Lọc qua lƣới Kính hiển vi quang Kataoka et học và FTIR al., 2019 M u sau khi thu đƣợc sẽ đƣợc xử lý trong phòng thí nghiệm. Bảng 3.1 cho thấy, c c nhóm nghiên cứu đều có c c phƣơng ph p xử lý chung, gồm lọc qua rây lọc rồi màng lọc để có m u sạch để phân tích. Hình 3.1 trình ày quy trình xử lý m u thƣờng gặp ở m u nƣớc và m u ùn lắng trong c c nghiên cứu trên. M u nƣớc thông thƣờng đƣợc lọc qua rây lọc, với c c kích thƣớc lỗ kh c nhau, để loại ỏ c c vật liệu kích thƣớc lớn (rây 500 mesh), rồi sau đó qua c c rây lọc kích thƣớc nhỏ hơn, để tiến hành phân loại kích thƣớc của vi nhựa (Constant et al., 2020; Han et al., 2020; Park et al., 2020; Tien et al., 2020). Ngoài ra, c c m u có thể đƣợc lọc thô qua lƣới lọc và màng lọc kích thƣớc lớn, rồi đƣợc làm khô ở nhiệt độ ~60oC, hoặc tuyển nổi ằng NaCl hoặc ZnCl2 bão hòa (Kataoka et al., 2019; Wang et al., 2020a). Sau đó, c c m u sẽ đƣợc xử lý c c chất hữu cơ l n trong m u vi nhựa ( ằng H2O2 (Constant et al., 2020; Liu et al., 2020; Wang et al., 2020b; Wong et al., 2020), hoặc dùng ùn to sau dịch HCl lo ng (Wang et al., 2020 ), kiềm (Lin et al., 2018), enzim thủy phân (Wong et al., 2020) và đƣợc rửa và lọc ằng màng lọc để soi dƣới kính hiển vi hoặc màng lọc cho phân tích -FTIR. M u ùn ƣớt thƣờng đƣợc lọc thô để loại ỏ c c hạt đó làm khô, chuẩn ị cho tuyển nổi theo tỷ trọng, với NaCl hoặc ZnCl 2 (Peng et al., 2018; Rodrigues et al., 2018; Sarkar et al., 2019; Shruti et al., 2019; He et al., 2020a, 2020b). Sau khi tuyển nổi, vi nhựa trong dung dịch o hòa sẽ đƣợc t ch theo rây lọc hoặc màng lọc và đƣợc xử lý loại ỏ chất hữu cơ nhƣ ở trong m u nƣớc (với H2O2 hoặc kiềm, dung dịch HCl loãng) (Hình 3.1). 3.3. Đặc điểm về hình dạng và độ phong phú (mật độ các dạng vi nhựa) vi nhựa trong các hệ thống nư c mặt đô thị và sông trên th gi i Nghiên cứu ở c c sông cho thấy, vi nhựa trong c c hệ thống nƣớc mặt đô thị và sông trên thế giới đều có c c dạng cơ ản giống nhau. C c hình dạng tìm thấy thƣờng ở dạng sợi, mảnh vỡ, màng, cầu, cục và ọt (Bảng 3.2). Tuy nhiên, tỷ lệ c c dạng vi nhựa này không giống nhau ở c c sông. Theo Phillips and Bonner (2015), tại c c hệ thống sông đô thị, dạng vi nhựa phổ iến nhất là dạng màng, trong khi đó, tại c c hệ thống sông ở c c khu vực ít dân cƣ, vi nhựa dạng sợi lại phổ iến hơn. Tại c c khu vực đông dân cƣ và khu công nghiệp, có nhiều hạt vi nhựa hơn. Rodrigues et al. (2018) nhận thấy, dạng ọt và dạng sợi chiếm tỷ lệ lớn, nhƣng thay đổi theo mùa, th ng 3 dạng sợi chiếm ƣu thế và th ng 10 dạng ọt chiếm ƣu thế trong nghiên cứu về Hội thảo CRES 2020: Môi trường và phát triển bền vững | 527
sông. T c giả cũng cho rằng, tỷ lệ c c dạng vi nhựa này ảnh hƣởng ởi khu vực nghiên cứu (khu đông dân cƣ) và mùa (mùa mƣa) (Rodrigues et al., 2018). M u nƣớc Bùn lắng Rây lọc (với kích thƣớc lỗ kh c nhau) Rây lọc (với kích thƣớc lỗ kh c nhau) Hoặc tuyển nổi theo tỉ trọng (NaCl hoặc ZnCl2) Tuyển nổi theo tỉ trọng (NaCl hoặc ZnCl2) Xử lý chất hữu cơ (Kiềm hoặc H2O2) Xử lý chất hữu cơ (Kiềm hoặc H2O2) Màng lọc Màng lọc Hình 3.1. Các ư c xử lý m u nư c trái và ùn lắng phải Vị trí địa lý cũng có ảnh hƣởng đến c c dạng hạt vi nhựa. Khi so s nh c c dạng hạt vi nhựa ở c c địa điểm kh c nhau, Mani and Burkhardt-Holm (2020) nhận thấy, có sự kh c iệt về tỷ lệ nhựa dạng ọt giữa thƣợng nguồn và hạ nguồn sông ở Thụy Sĩ, thƣợng nguồn có tỷ lệ dạng ọt cao hơn so với hạ nguồn. Ngoài ra, c c t c giả cũng nhận thấy, c c vị trí quan trắc ở Đức có dạng hạt mảnh vỡ cứng cao hơn so với c c vị trí ở Thụy Sĩ, do có sự kh c iệt về nguồn ph t thải (Mani and Burkhardt-Holm, 2020). Độ phong phú (mật độ c c dạng vi nhựa) trong c c hệ thống nƣớc mặt đô thị và sông trên thế giới dao động từ 0-18.000 vi nhựa/m3 và có sự kh c iệt đ ng kể và phụ thuộc vào nhiều yếu tố (Bảng 3.2). Nghiên cứu của Kataoka et al. (2019) cho thấy, mật độ c c dạng vi nhựa có mối tƣơng quan đ ng kể với đô thị hóa và mật độ dân số. Bảng 3 Đặc i m của vi nhựa trong hệ thống sông ô thị ở một số nơi trên thế gi i Loại Độ phong phú mật ộ các Tài liệu tham Sông Dạng vi nhựa m u ạng vi nhựa) khảo Nƣớc Hoàng Hà, Trung Sợi, mảnh vỡ, và 380-582 vi nhựa/l (mƣa) Han et al., 2020 Quốc hạt 623-1.392 vi nhựa/l (khô) Bùn lắng Brisbane, Ôxtrâylia Hạt, sợi, mảnh vỡ, 10-520 (vi nhựa/kg) He et al., 2020b que, màng Nƣớc Sông Qing, Trung Sợi, mảnh vỡ, 0,1-0,45 vi nhựa/l Wang et al., Quốc màng và cục 2020a Nƣớc Sông Hàn, Hàn Quốc Sợi và mảnh vỡ 1,2-234,5 vi nhựa/m3 Park et al., 2020 Nƣớc Sông Châu Giang, Sợi, màng, mảnh Nƣớc: 379-7924 vi Lin et al., 2018 Quảng Châu, Trung vỡ nhựa/m3; bùn: 80-9.597 vi Quốc nhựa/kg Nƣớc Hồ, sông Manas Sợi, mảnh vỡ, 21-49 vi nhựa/l Wang et al., màng và dạng kh c 2020b Nƣớc Sông Haihe, Trung Sợi, màng, mảnh 0,69-74,95 vi nhựa/l Liu et al., 2020 Quốc vỡ, cầu Bùn lắng Lƣu vực sông Sợi, màng và mảnh Zahuapan: 66-400 vi Shruti et al., 528 | Hội thảo CRES 2020: Môi trường và phát triển bền vững
Loại Độ phong phú mật ộ các Tài liệu tham Sông Dạng vi nhựa m u ạng vi nhựa) khảo Zahuapan và Atoyac, vỡ nhựa/kg; Atoyac: 100-400 2019 Mêhicô vi nhựa/kg Nƣớc và Sông Ofanto, Italia Mảnh vỡ, ông 0,9-13 vi nhựa/m3 Campanale et ùn lắng tuyết, que, sợi, cục al., 2020 Nƣớc và Thƣợng nguồn sông Sợi, mảnh vỡ và Nƣớc: 0,72-3074 vi Donoso and ùn lắng Guayllabamba, màng nhựa/m3; bùn: 14,2-186 vi Rios-Touma, Ecuado nhựa/kg 2020 Nƣớc Sông Đạm Thủy, Đài Mảnh vỡ, màng, 2,5-83,7 vi nhựa/m3 Wong et al., Loan (Trung Quốc) dạng ọt, cục, que 2020 và sợi Nƣớc và Sông Ebro, Tây Ban Sợi, mảnh vỡ, Nƣớc: TB 3,5±1,4 vi Simon-Sánchez bùn lắng Nha màng và dạng kh c nhựa/m3; bùn: TB et al., 2019 2052±746 vi nhựa/kg Bùn lắng Sông Hằng, Ấn Độ Sợi, màng và dạng 99,27-409,86 vi nhựa/kg Sarkar et al., ọt 2019 Nƣớc và Sông Antua, Bồ Đào Dạng ọt, sợi, cục Nƣớc: 58-1.265 vi Rodrigues et ùn lắng Nha và màng nhựa/m3; bùn: 2,6-514 vi al., 2018 nhựa/kg Nƣớc Sông Rhine, Thụy Sĩ Màng, dạng ọt, 0,04-9,97 vi nhựa/m3; Mani and cục, cầu, sợi, mảnh meso Burkhardt- vỡ, trụ Holm, 2020 Nƣớc Sông Theme, Vƣơng Màng, mảnh vỡ, 3-40 vi nhựa/m3 Rowley et al., Quốc Anh hạt cầu, trụ 2020 Nƣớc 29 sông ở Nhật Mảnh vỡ, cục 0-12 vi nhựa/m3 Kataoka et al., 2019 Nghiên cứu cho thấy, khối lƣợng và số lƣợng c c dạng vi nhựa có tƣơng quan dƣơng có ý nghĩa thống kê, với mật độ dân số và tỷ lệ đô thị hóa, với mức tin cậy 95%. Cũng trong nghiên cứu này, c c t c giả nhận thấy, mối tƣơng quan dƣơng giữa khối lƣợng và số lƣợng c c dạng vi nhựa với BOD và tƣơng quan âm với DO, tuy nhiên không có ý nghĩa thống kê (Kataoka et al., 2019). Ngoài ra, số liệu nghiên cứu của Sarkar et al. (2019) trên sông Hằng (Ấn Độ) cho thấy, độ phong phú của vi nhựa tƣơng quan dƣơng với hàm lƣợng BOD (r ~ 0,8) và phôtphat (r ~ 0,7). 4. T LUẬN Nghiên cứu về ô nhiễm vi nhựa trong nƣớc mặt đô thị và sông trên thế giới đang ngày càng đƣợc chú trọng. C c nghiên cứu cho thấy, ô nhiễm vi nhựa mang tính đặc trƣng khu vực về hình dạng vi nhựa, cũng nhƣ độ phong phú của vi nhựa trong nƣớc cũng nhƣ ùn. C c đặc tính này có tƣơng quan với một số yếu tố, nhƣ mật độ dân số, tốc độ đô thị hóa, cũng nhƣ một số thông số chất lƣợng nƣớc, nhƣ hàm lƣợng BOD và phôtphat. Ngoài ra, hƣớng nghiên cứu đ nh gi rủi ro sinh th i của vi nhựa cũng đang đƣợc tiến hành và còn là khoảng trống trong học thuật, để có thể ứng dụng trong quản lý môi trƣờng trong tƣơng lai. Lời cảm ơn Nghiên cứu này đƣợc tài trợ ởi Quỹ Ph t triển Khoa học và Công nghệ Quốc gia (NAFOSTED), đề tài m số 11/2020/TN NAFOSTED và Mạng lƣới Châu Á – Th i Bình Dƣơng nghiên cứu những iến đổi toàn cầu (APN) (CRRP2019-10MY-Le). Hội thảo CRES 2020: Môi trường và phát triển bền vững | 529
TÀI LIỆU THAM HẢO 1. Andrady A.L., 2011. Microplastics in the marine environment. Mar. Pollut. Bull., 62: pp. 1596-1605. 2. Arthur C, J. Baker and H. Bamford (Eds.), 2009. Proceedings of the international research workshop on the occurrence, effects and fate of microplastic marine debris. Sept. 9-11, 2008. NOAA Technical Memorandum NOS-OR&R-30. 3. Barrows A.P.W., K.S. Christiansen, E.T. Bode and T.J. Hoellein, 2018. A watershed-scale, citizen science approach to quantifying microplastic concentration in a mixed land-use river. Water Res., 147: pp. 382-392. 4. Bergmann M. et al., 2017. High quantities of microplastic in Arctic Deep-Sea sediments from the HAUSGARTEN observatory. Environ. Sci. Technol., 51: pp. 11000-11010. 5. Campanale C. et al., 2020. Microplastics and their possible sources: The example of Ofanto River in Southeast Italy. Environ. Pollut.. 258: 113284. 6. Constant M. et al., 2020. Microplastic fluxes in a large and a small Mediterranean River catchments: The Têt and the Rhône, Northwestern Mediterranean Sea. Sci. Total Environ., 716: 136984. 7. Ding L. et al., 2019. Microplastics in surface waters and sediments of the Wei River, in the Northwest of China. Sci. Total Environ., 667: pp. 427-434. 8. Donoso J.M. and B. Rios-Touma, 2020. Microplastics in tropical Andean Rivers: A perspective from a highly populated Ecuadorian basin without wastewater treatment. Heliyon, 6: e04302. 9. Eerkes-Medrano D., R.C. Thompson and D.C. Aldridge, 2015. Microplastics in freshwater systems: A review of the emerging threats, identification of knowledge gaps and prioritisation of research needs. Water Res., 75: pp. 63-82. 10. Espinosa C., M.Á. Esteban and A. Cuesta, 2016. Microplastics in aquatic environments and their toxicological implications for fish. In: Larramendy M.L. (Ed.). Toxicology – New aspects to this scientific conundrum: pp. 113-145. DOI:10.5772/64815. 11. Han M. et al., 2020. Distribution of microplastics in surface water of the lower Yellow River near estuary. Sci. Total Environ., 707: 135601. 12. He B., G.O. Duodu, L. Rintoul, G.A. Ayoko and A. Goonetilleke, 2020a. Influence of microplastics on nutrients and metal concentrations in river sediments. Environ. Pollut., 263: 114490. 13. He B., A. Goonetilleke, G.A. Ayoko and L. Rintoul, 2020b. Abundance, distribution patterns, and identification of microplastics in Brisbane River sediments, Australia. Sci. Total Environ., 700: 134467. 14. Kataoka T., Y. Nihei, K. Kudou and H. Hinata, 2019. Assessment of the sources and inflow processes of microplastics in the river environments of Japan. Environ. Pollut., 244: pp. 958-965. 15. Lahens L. et al., 2018. Macroplastic and microplastic contamination assessment of a tropical river (Saigon River, Vietnam) transversed by a developing megacity. Environ. Pollut., 236: pp. 661-671. 530 | Hội thảo CRES 2020: Môi trường và phát triển bền vững
16. Leslie H.A., 2014. Review of microplastics in cosmetics: Scientific background on a potential source of plastic particulate marine litter to support decision-making. Vrije Universiteit Amsterdam (VU). 17. Lin L. et al., 2018. Occurrence and distribution of microplastics in an urban river: A case study in the Pearl River along Guangzhou City, China. Sci. Total Environ. 644: pp. 375- 381. 18. Liu Y. et al., 2020. Occurrence and characteristics of microplastics in the Haihe River: An investigation of a seagoing river flowing through a megacity in northern China. Environ. Pollut., 262: 114261. 19. Mani T. and P. Burkhardt-Holm, 2020. Seasonal microplastics variation in nival and pluvial stretches of the Rhine River – From the Swiss catchment towards the North Sea. Sci. Total Environ., 707: 135579. 20. Nel H.A., T. Dalu and R.J. Wasserman, 2018. Sinks and sources: Assessing microplastic abundance in river sediment and deposit feeders in an Austral temperate urban river system. Sci. Total Environ., 612: pp. 950-956. 21. Park T.J. et al., 2020. Occurrence of microplastics in the Han River and riverine fish in South Korea. Sci. Total Environ., 708: 134535. 22. Peng G., P. Xu, B. Zhu, M. Bai and D. Li, 2018. Microplastics in freshwater river sediments in Shanghai, China: A case study of risk assessment in mega-cities. Environ. Pollut., 234: pp. 448-456. 23. Phillips M.B. and T.H. Bonner, 2015. Occurrence and amount of microplastic ingested by fishes in watersheds of the Gulf of Mexico. Mar. Pollut. Bull., 100: pp. 264-269. 24. Rech S. et al., 2014. Rivers as a source of marine litter – A study from the SE Pacific. Mar. Pollut. Bull., 82: pp. 66-75. 25. Rodrigues M.O. et al., 2018. Spatial and temporal distribution of microplastics in water and sediments of a freshwater system (Antuã River, Portugal). Sci. Total Environ., 633: pp. 1549-1559. 26. Rowley K.H., A.C. Cucknell, B.D. Smith, P.F. Clark and D. Morritt, 2020. London‟s river of plastic: High levels of microplastics in the Thames water column. Sci. Total Environ., 740: 140018. 27. Sarkar D.J. et al., 2019. Spatial distribution of meso and microplastics in the sediments of River Ganga at Eastern India. Sci. Total Environ., 694: 133712. 28. Shruti V.C., M.P. Jonathan, P.F. Rodriguez-Espinosa and F. Rodríguez-González, 2019. Microplastics in freshwater sediments of Atoyac River basin, Puebla City, Mexico. Sci. Total Environ., 654: pp. 154-163. 29. Simon-Sánchez L., M. Grelaud, J. Garcia-Orellana and P. Ziveri, 2019. River deltas as hotspots of microplastic accumulation: The case study of the Ebro River (NW Mediterranean). Sci. Total Environ., 687: pp. 1186-1196. 30. Slootmaekers B. et al., 2019. Microplastic contamination in gudgeons (Gobio gobio) from Flemish rivers (Belgium). Environ. Pollut., 244: pp. 675-684. 31. Sun X. et al., 2017. Ingestion of microplastics by natural zooplankton groups in the Northern South China Sea. Mar. Pollut. Bull., 115: pp. 217-224. Hội thảo CRES 2020: Môi trường và phát triển bền vững | 531
32. Teuten E.L. et al., 2009. Transport and release of chemicals from plastics to the environment and to wildlife. Philos. Trans. R. Soc. B Biol. Sci., 364: pp. 2027-2045. 33. Tien C.J., Z.X. Wang and C.S. Chen, 2020. Microplastics in water, sediment and fish from the Fengshan River system: Relationship to aquatic factors and accumulation of polycyclic aromatic hydrocarbons by fish. Environ. Pollut., 265: 114962. 34. Van Sebille E. et al., 2015. A global inventory of small floating plastic debris. Environ. Res. Lett., 10: 124006. 35. Wang C. et al., 2020a. Microplastics profile in a typical urban river in Beijing. Sci. Total Environ., 743: 140708. 36. Wang G. et al., 2020b. Occurrence and pollution characteristics of microplastics in surface water of the Manas River Basin, China. Sci. Total Environ., 710: 136099. 37. Wong G., L. Löwemark and A. Kunz, 2020. Microplastic pollution of the Tamsui River and its tributaries in Northern Taiwan: Spatial heterogeneity and correlation with precipitation. Environ. Pollut., 260: pp. 1-12. 38. Zettler E.R., T.J. Mincer and L.A. Amaral-Zettler, 2013. Life in the „plastisphere‟: Microbial communities on plastic marine debris. Environ. Sci. Technol., 47: pp. 7137-7146. 39. Zhang C. et al., 2019. Microplastics in offshore sediment in the Yellow Sea and East China Sea, China. Environ. Pollut., 244: pp. 827-833. Abstract Th t rm “microplastics” MPs hav n propos in th arly y ars of st c nt ry ut quickly got attention by researchers and scientists. Currently the origin and transportation of the microplastics into the ocean were focussed all over the world. Thereby, in this study, the investigations about the microplastics in the domestic water system and riverine systems were summarized and analyzed to understand the microplastics methodology and properties. Our review found that microplastics the different riverine systems were characterized by shapes, nature, density and dispersion properties. The density of microplastics in the systems varied in the range from 0-18,000 litters/m3, due to different methods of sampling and sample treatments. The size of the microplastics in the riverine systems in the world changed from 3-800 m. The most observed shapes were film, but the fiber form was only found in most of the samples from less residential area. 532 | Hội thảo CRES 2020: Môi trường và phát triển bền vững