Tài liệu So sánh sự tích tụ vi nhựa ở một số loài tôm nuôi và tôm tự nhiên tại thị xã hoài nhơn, tỉnh bình định

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN TRẦN THỊ BÍCH HẰNG SO SÁNH SỰ TÍCH TỤ VI NHỰA Ở MỘT SỐ LOÀI TÔM NUÔI VÀ TÔM TỰ NHIÊN TẠI THỊ XÃ HOÀI NHƠN, TỈNH BÌNH ĐỊNH Chuyên ngành: Sinh học thực nghiệm Mã số: 84 20 114 Người hướng dẫn: TS. VÕ VĂN CHÍ LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài “So sánh sự tích tụ vi nhựa ở một số loài tôm nuôi và tôm tự nhiên tại Thị xã Hoài Nhơn, tỉnh Bình Định” là công trình nghiên cứu của tôi, được thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học của TS. Võ Văn Chí. Các số liệu và kết quả nghiên cứu trong đề tài này là trung thực và chưa từng được công bố với bất kì công trình nghiên cứu nào. Nếu có bất kì sự gian lận nào tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm về luận văn của mình. Học viên Trần Thị Bích Hằng LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn TS. Võ Văn Chí đã tận tình giúp đỡ, hướng dẫn, chỉ bảo và động viên tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và thực hiện luận văn của mình. Tôi xin chân thành cảm ơn TS. Nguyễn Thanh Liêm - Cố vấn học tập lớp Cao học Sinh học thực nghiệm K23 đã luôn đồng hành, giúp đỡ tôi và cả lớp trong quá trình học tập và thực hiện luận văn. Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo tổ bộ môn Sinh học ứng dụng - Nông nghiệp thuộc khoa Khoa học tự nhiên, Ban Giám hiệu nhà trường, phòng đào tạo sau đại học và các ban phòng khác của trường Đại học Quy Nhơn đã hỗ trợ cho tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn của mình. Cảm ơn bạn bè lớp SHTN K23 đã đồng hành và hỗ trợ suốt quá trình học tập cũng như nghiên cứu! Dù đã cố gắng nhưng không tránh khỏi những thiếu sót và hạn chế, rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của quý thầy cô để luận văn của tôi được hoàn thiện hơn. Bình Định, tháng 09 năm 2022 Học viên Trần Thị Bích Hằng LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH MỞ ĐẦU ....................................................................................................... ..1 1. Lý do chọn đề tài ....................................................................................... 1 2. Mục tiêu nghiên cứu ................................................................................. 2 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn ................................................................... 3 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ....................................................... 4 1.1. Giới thiệu về chất thải nhựa - vi nhựa .................................................... 4 1.1.1. Nguồn gốc phát sinh rác thải nhựa ................................................... 4 1.1.2. Nguồn gốc phát sinh vi nhựa ........................................................... 6 1.2. Tác hại của ô nhiễm vi nhựa ................................................................... 9 1.2.1. Ảnh hưởng đến môi trường .............................................................. 9 1.2.2. Ảnh hưởng đến sinh vật ................................................................. 10 1.2.3. Ảnh hưởng đến sức khỏe con người .............................................. 11 1.2.4. Ảnh hưởng đến kinh tế -xã hội....................................................... 13 1.3. Những nghiên cứu về vi nhựa ở một số động vật thủy sinh ................. 13 1.3.1.Tình hình nghiên cứu ô nhiễm vi nhựa ở một số loài động vật thủy sinh trên thế giới ....................................................................................... 13 1.3.2 . Tình hình nghiên cứu ô nhiễm vi nhựa ở một số loài động vật thủy sinh ở Việt Nam........................................................................................ 16 1.4 . Sơ lược một vài đặc điểm của các loài tôm nghiên cứu ...................... 18 1.4 .1.Tôm sú (Penaeus monodon)........................................................... 19 1.4.2. Tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei)................................. 20 1.4.3. Tôm đất (Metapenaeus ensis) ........................................................ 20 1.4.4. Tôm rằn (Penaeus semisulcatus) ................................................... 21 1.5. Vài nét về vùng ven biển Thị xã Hoài Nhơn, tỉnh Bình Định .............. 22 1.5.1. Vị trí địa lý và dân số ..................................................................... 22 1.5.2. Đặc điểm tự nhiên .......................................................................... 24 CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................................................................................................ 28 2.1. Đối tượng nghiên cứu ........................................................................... 28 2.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu......................................................... 28 2.2.1. Địa điểm nghiên cứu ...................................................................... 28 2.2.2. Thời gian nghiên cứu ..................................................................... 29 2.3. Nội dung nghiên cứu ............................................................................ 29 2.4. Phương pháp nghiên cứu ...................................................................... 29 2.4.1. Phương pháp thu mẫu..................................................................... 29 2.4.2. Phương pháp xử lý và phân tích mẫu ............................................. 29 2.4.3. Kiểm soát nhiễm vi nhựa ............................................................... 30 2.4.4. Phương pháp xử lý số liệu .............................................................. 31 CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .............................................. 32 3.1. Mật độ vi nhựa trong ống tiêu hóa của các loài tôm nghiên cứu ......... 32 3.1.1. Mật độ vi nhựa tích tụ ở mỗi loài tôm trong hai mùa .................... 32 3.1.2. Mật độ vi nhựa tích tụ ở các loài tôm trong mỗi mùa .................... 36 3.2. Kích thước vi nhựa tích tụ trong ống tiêu hóa của các loài tôm nghiên cứu................................................................................................................ 43 3.2.1. Kích thước vi nhựa dạng sợi .......................................................... 43 3.2.2. Kích thước vi nhựa dạng mảnh ...................................................... 46 3.3. Màu sắc vi nhựa tích tụ ở các loài tôm ................................................. 48 3.3.1. Màu sắc sợi vi nhựa tích tụ ở các loài tôm ..................................... 48 3.3.2. Màu sắc mảnh vi nhựa tích tụ ở các loài tôm ................................ 50 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................................... 53 1. KẾT LUẬN.............................................................................................. 53 1.1. Về mật độ vi nhựa ............................................................................. 53 1.2. Về kích thước vi nhựa ....................................................................... 55 1.3. Về màu sắc vi nhựa ........................................................................... 55 2. KIẾN NGHỊ ............................................................................................. 55 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................... 57 PHỤC LỤC ..……………………………………………………………….68 DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu Bảng 3.1 Bảng 3.2 Bảng 3.3 Bảng 3.4 Bảng 3.5 Bảng 3.6 Tên bảng Kết quả so sánh mật độ sợi vi nhựa ở mỗi loài tôm theo mùa Kết quả so sánh mật độ mảnh vi nhựa ở mỗi loài tôm theo mùa Kết quả so sánh tổng số vi nhựa tích tụ ở mỗi loài tôm theo mùa Kết quả so sánh mật độ sợi vi nhựa ở các loài tôm theo từng mùa Kết quả so sánh mật độ mảnh vi nhựa ở các loài tôm theo từng mùa Kết quả so sánh mật độ tổng số vi nhựa ở các loài tôm theo từng mùa Bảng 3.7 Tương quan giữa số vi nhựa ăn vào và khối lượng tôm Trang 32 34 35 38 39 41 42 DANH MỤC CÁC HÌNH Số hiệu Hình 1.1 Hình 1.2 Tên hình Nguồn gốc phát sinh rác thải nhựa Nguồn phát sinh và các đường di chuyển của vi nhựa trong môi trường biển Trang 5 8 Hình 1.3 Tôm sú (Penaeus monodon) 19 Hình 1.4 Tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) 20 Hình 1.5 Tôm đất (Metapenaeus ensis) 21 Hình 1.6 Tôm rằn (Penaeus semisulcatus) 22 Hình 1.7 Bản đồ hành chính Thị xã Hoài Nhơn 23 Hình 1.8 Vùng ven biển Thị xã Hoài Nhơn 24 Hình 1.9 Rác thải ở khu vực triền bờ cửa biển Tam Quan 26 Hình 1.10 Hình 2.1 Hình 3.1 Hình 3.2 Hình 3.3 Hình 1.10: Rác thải nơi neo đậu tàu thuyền ở cửa biển Tam Quan Vị trí thu mẫu ở vùng ven biển thị xã Hoài Nhơn Sự phân bố kích thước sợi vi nhựa được ghi nhận ở các loài tôm trong mùa mưa Sự phân bố kích thước sợi vi nhựa được ghi nhận ở các loài tôm trong mùa khô Sự phân bố diện tích mảnh vi nhựa được ghi nhận ở bốn loài tôm trong mùa mưa 27 28 44 45 46 Số hiệu Hình 3.4 Hình 3.5 Hình 3.6 Hình 3.7 Hình 3.8 Tên hình Sự phân bố diện tích mảnh vi nhựa được ghi nhận ở bốn loài tôm trong mùa khô Sự phân bố màu sắc sợi vi nhựa được ghi nhận các loài tôm trong mùa mưa Sự phân bố màu sắc sợi vi nhựa được ghi nhận các loài tôm trong mùa khô Sự phân bố màu sắc mảnh vi nhựa được ghi nhận ở các loài tôm trong mùa mưa Sự phân bố màu sắc mảnh vi nhựa được ghi nhận ở các loài tôm trong mùa khô Trang 47 48 49 51 52 1 MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Xã hội ngày càng phát triển, quá trình đô thị hóa ngày càng tăng, lượng chất thải nhựa thải ra môi trường ngày một nhiều. Các loại rác thải nhựa chủ yếu là túi ni-lông, vỏ chai nhựa, các sản phẩm nhựa sử dụng một lần (cốc nhựa, đĩa nhựa, chén nhựa, hộp xốp, ống hút, …), dây thừng/lưới… được thải ra từ các hoạt động sản xuất, tiêu dùng, trồng trọt, chăn nuôi, … Tình trạng ô nhiễm rác thải nhựa mỗi ngày một tăng ở các quốc gia trên thế giới. Việt Nam được đánh giá là quốc gia đứng thứ 4 trên thế giới về xả rác thải nhựa ra môi trường [40]. Mỗi năm Việt Nam thải ra môi trường 1,8 triệu tấn nhựa, trong đó có khoảng 730.000 tấn bị thải ra biển. Thống kê cho thấy, trung bình mỗi gia đình Việt Nam hàng ngày sử dụng khoảng 10 túi ni-lông các loại, bình quân mỗi hộ sử dụng khoảng 1kg túi ni-lông/tháng [11]. Số lượng bao bì nhựa và túi ni-lông sử dụng ngày càng gia tăng trở thành gánh nặng cho môi trường, đe dọa nghiêm trọng đến môi trường đất, nước, không khí, thậm chí dẫn tới thảm họa “ô nhiễm trắng”. Lượng rác thải nhựa của cả nước chiếm khoảng 10-12% chất thải rắn sinh hoạt, một lượng lớn trôi nổi trên sông, hồ, vùng đất ngập nước cửa sông, ven biển [11], chúng theo dòng chảy của sông, suối ra biển và đại dương và gây ra tình trạng ô nhiễm nhựa trên phạm vi toàn cầu. Các rác thải nhựa khi đi vào môi trường nước sẽ không bị phân hủy ngay mà dưới tác dụng của các tác nhân như bức xạ cực tím hay quá trình mài mòn cơ học và các tác dụng sinh học sẽ bị chia nhỏ thành các mẫu nhựa nhỏ hơn có kích thước từ 1 µm đến 5000 µm gọi là vi nhựa [18]. Sự xâm nhập của vi nhựa vào môi trường biển gây ảnh hưởng trực tiếp đến các ngành thủy sản thương mại và nuôi trồng thủy sản [51]. Các loại động vật thủy sinh có kích thước nhỏ như tôm 2 hay các động vật giáp xác mười chân khác có nhiều khả năng bị ảnh hưởng bởi vi nhựa hơn so với cá lớn, vì vi nhựa có cùng kích thước với con mồi hoặc thức ăn của tôm hay các động vật cỡ nhỏ này. Tôm là loài ăn tạp, sử dụng các chân bò để thu lấy thức ăn và sẽ tiêu thụ mọi thứ trên đường di chuyển của chúng [59]. Kết quả là tôm ăn nhầm những vi nhựa và tích tụ trong ruột của chúng. Các vi nhựa tích tụ sẽ ảnh hưởng đến sự an toàn của hải sản [30]. Có thể thấy rằng các loài động vật thủy sinh được xem là hải sản đóng vai trò rất quan trọng trong phát triển kinh tế của Việt Nam. Trong số những loài này, các loài tôm là thức ăn ưa thích của người dân ở các vùng khác nhau trong cả nước và đồng thời cũng là sản phẩm xuất khẩu quan trọng của quốc gia. Do vậy, nghiên cứu sự tích tụ vi nhựa ở các loài tôm là rất cần thiết. Bình Định là tỉnh có đường bờ biển kéo dài, cùng với vùng ven bờ tương ứng là điều kiện thuận loại cho phát triển thủy sản. Trong tỉnh Bình Định, Hoài Nhơn là một trong những huyện/thị xã đang phát triển mạnh các hoạt động nuôi trồng và đánh bắt thủy sản, với sự chú trọng vào các loài tôm. Tuy nhiên, nằm trong thực trạng chung của quốc gia, các vùng ven bờ của Hoài Nhơn cũng có thể bị tích tụ nhiều vi nhựa, và nguồn vi nhựa này có thể đi vào cơ thể của các sinh vật thủy sinh thông qua lưới thức ăn. Thực tế, một số loài cá được thu ở khu vực này đã nhiễm vi nhựa với lượng trung bình 11,03 ± 7,1 vi nhựa/cá thể [3]. Thế nhưng thực trạng/mức độ nhiễm vi nhựa ở tôm và các đối tượng khác vẫn chưa được nghiên cứu. Trước thực tế như vậy, tôi thực hiện đề tài “So sánh sự tích tụ vi nhựa ở một số loài tôm nuôi và tôm tự nhiên tại thị xã Hoài Nhơn, tỉnh Bình Định”. 2. Mục tiêu nghiên cứu So sánh mức độ tích tụ vi nhựa cũng như những đặc điểm của vi nhựa tích tụ ở một số loài tôm nuôi và tôm tự nhiên ở vùng ven bờ Thị xã Hoài Nhơn, tỉnh Bình Định làm cơ sở khoa học để có thể đưa ra những khuyến cáo hoặc 3 giải pháp nhằm giảm thiểu ảnh hưởng của vi nhựa tích tụ trong hải sản nói chung và tôm nói riêng đến sức khỏe người dân trong tương lai. 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 3.1. Ý nghĩa khoa học - Cung cấp những chứng cứ khoa học về thực trạng nhiễm vi nhựa ở một số loài tôm nuôi và tôm tự nhiên ở vùng ven biển Thị xã Hoài Nhơn, tỉnh Bình Định, làm cơ sở cho các nghiên cứu sâu hơn về vi nhựa, như tác động của vi nhựa tích tụ ở các loài thủy sản đến con người. - Kết quả của đề tài có thể được sử dụng trong công tác giảng dạy liên quan đến sinh thái, môi trường. 3.2. Ý nghĩa thực tiễn Kết quả nghiên cứu giúp các nhà quản lý địa phương hiểu rõ hơn về thực trạng ô nhiễm vi nhựa ở vùng ven biển, từ đó có thể đưa ra các chính sách hợp lý nhằm giảm thiểu rác thải nhựa cũng như đưa ra những khuyến cáo để giảm thiểu nguy cơ ảnh hưởng đến sức khỏe con người. 4 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Giới thiệu về chất thải nhựa - vi nhựa 1.1.1. Nguồn gốc phát sinh rác thải nhựa Nhựa là thuật ngữ phổ biến chung cho các loại vật liệu rắn vô định hình tổng hợp hoặc bán tổng hợp thích hợp cho sản xuất các sản phẩm công nghiệp. Nhựa thường là các polyme có trọng lượng phân tử cao và có thể chứa các chất khác để cải thiện hiệu năng hoặc giảm chi phí. Nhựa được dùng làm nguyên liệu để sản xuất ra rất nhiều loại vật dụng để phục vụ đời sống sinh hoạt hàng ngày như: hộp đựng thực phẩm, chai lọ, áo mưa, túi nilon, cốc, chén, đĩa, ống dẫn nước… kể cả những sản phẩm công nghiệp hiện đại ứng dụng trong sản xuất, xuất nhập khẩu. Từ những năm đầu của thập niên 70 ở thế kỉ XX, nhựa trở nên phổ biến và được sử dụng rộng rãi trong đời sống. Cho đến nay nhựa đã trở thành một vật liệu không thể thiếu hàng ngày. Từ truyền thông, giải trí, sức khỏe, đến bảo tồn năng lượng trong vận tải…nhựa đang đóng vai trò chính trong cuộc sống hằng ngày của chúng ta và phúc lợi xã hội trong tương lai [8] Bên cạnh những lợi ích to lớn mà vật liệu nhựa đem lại, không thể không kể đến những tác hại do các rác thải nhựa gây ra. Ô nhiễm nhựa là một mối đe dọa đến hành tinh, ảnh hưởng đến gần như mọi hệ sinh thái: biển, nước ngọt trên toàn cầu và đã ảnh hưởng không nhỏ đến các sinh vật kể cả con người sống trong môi trường bị ô nhiễm rác thải nhựa. Các vật liệu nhựa, chẳng hạn như: PS, PE và PP, có thể hấp thụ các hợp chất hữu cơ kỵ nước, cụ thể là PCB, PBDE, PAH và hexabromocyclododecane (HBCD), sau đó, mang chúng đến các sinh vật. Hơn nữa, các nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng vi nhựa có thể là vật trung gian gây ô nhiễm kim loại nặng trong môi trường biển [68]. 5 Rác thải nhựa trong các hoạt động sinh hoạt , sản xuất và trong nước Xử lý và thải ra môi trường Rác thải nhựa trong các hoạt động sinh hoạt Phân bố trong trong môi trường ( gió, đất nước) Phát tán theo gió Tích lũy Bùn thải trong đất Lưu giữ ở trầm tích Trôi theo dòng chảy Xử lý nước thải Xử lý nước thải Tích lũy và gây suy thoái đất Trôi theo sông Nguyên liệu đầu vào của nhựa hàng hải, ngư cụ, vận chuyển phế thải, hàng hóa, thất thoát Vi nhựa có ở khắp mọi nơi Môi trường biển Lắng đọng trong nước Hình 1.1: Nguồn gốc phát sinh rác thải nhựa [66] Theo Jambeck và Law (2017), thế giới đã sản xuất ra 8,3 tỉ tấn nhựa, trong đó có 6,3 tỉ tấn là rác thải nhựa [58]. Theo báo cáo của Liên Hợp Quốc, mỗi năm thế giới thải ra môi trường khoảng 300 triệu tấn rác thải nhựa, Việt Nam thải ra khoảng 1,8 triệu tấn [8]. Trong đó, rác thải nhựa được thải ra từ rất nhiều nguồn như: Rác thải nhựa từ các hoạt động sinh hoạt: Là rác thải nhựa xuất phát chủ yếu từ các khu dân cư, chợ, cửa hàng. Những rác thải nhựa từ sinh hoạt chủ yếu là túi nilon, chai nhựa, đồ chơi, tã bỉm, ống hút, cốc sữa chua, bàn chải đánh răng [8] … 6 Rác thải nhựa từ hoạt động công nghiệp: Là rác thải phát sinh từ hoạt động sản xuất, thi công của các nhà máy, xí nghiệp, khu công nghiệp [8] … Rác thải nhựa y tế: Đây là nguồn rác thải nhựa khá lớn hiện nay, do đặc thù của ngành y tế là cần sử dụng rất nhiều đồ dùng 1 lần để giảm thiểu nguy cơ lây nhiễm, bảo đảm an toàn trong khám chữa bệnh. Các loại rác thải nhựa y tế phải kể đến: túi nilon, bao gói đựng vật tư y tế, dụng cụ đóng gói thuốc, găng tay, kim tiêm [8] … Ngoài ra rác thải nhựa còn có nguồn gốc từ các khu du lịch, dịch vụ, khu vui chơi giải trí hay các trường học [8]… Tất cả các nguồn rác thải nhựa này từ đất liền trôi theo các dòng chảy: sông, suối… đổ ra biển kết hợp với rác thải nhựa do các hoạt động trên biển của con người thải ra gây ra ô nhiễm rác thải nhựa trong đại dương. 1.1.2. Nguồn gốc phát sinh vi nhựa Vi nhựa tìm thấy trong các môi trường khác nhau: trong nước, trong không khí, trong đất. Vi nhựa xâm nhập vào môi trường biển chủ yếu thông qua các hoạt động của con người: nuôi trồng , đánh bắt, du lịch, hệ thống nước thải công nghiệp và sinh hoạt và sự phân bố của chúng khá đa dạng. Sự ô nhiễm trên diện rộng của đất với vi nhựa có liên quan đến việc sử dụng rộng rãi đồ nhựa bỏ đi [37]. Một số nghiên cứu gần đây đã liệt kê các nguồn vi nhựa có thể có trong đất [64], [63], [44], [39]. Lớp phủ màng nhựa, bãi chôn lấp bùn thải, phân trộn, tưới tiêu và lũ lụt của nước thải, lốp xe ô tô vẫn còn, và lắng đọng trong khí quyển được coi là những yếu tố đóng góp đáng kể cho vi nhựa trong môi trường đất [37]. Vi nhựa là những mẫu nhựa có kích thước nhỏ hơn 5mm [15]. Vi nhựa được đưa vào môi trường do các vật dụng bằng nhựa lớn hơn bị phá vỡ (thứ cấp) và từ các hạt ban đầu được sản xuất ở kích thước đó (sơ cấp). Các sản 7 phẩm chăm sóc cá nhân là một đóng góp quan trọng của vi nhựa thứ cấp (thường được gọi là 'microbeads'), như kem đánh răng, tẩy tế bào chết và xà phòng [13]. Các hạt vi nhựa này theo các hệ thống thoát nước đổ ra sông, suối, và cuối cùng tập trung hòa ra biển gây nên hiện tượng ô nhiễm vi nhựa ở đại dương. Sự xuất hiện của các hạt vi nhựa trong đại dương đã được phát hiện từ những năm 1970 của thế kỉ XX, nhưng mãi đến năm 2004 Richard Thompson và cộng sự mới nghiên cứu và chỉ ra rằng các hạt vi nhựa đã tích tụ trong các đại dương và hiện đã có mặt trên toàn thế giới: từ ruột cá trên đĩa của chúng ta đến những phần sâu nhất, tối nhất của đại dương. Những nghiên cứu này nhằm mô tả các hạt vi nhựa và phân biệt chúng với các mảnh vụn nhựa lớn, như của lưới đánh cá, túi ni-lon, phao nổi, dây câu... Sự phân bố của các hạt vi nhựa trong đại dương không chỉ dừng lại ở một vài quốc gia, mà hiện nay các hạt vi nhựa đã phân bố các khắp đại dương trên toàn cầu. Các nhà khoa học đã tìm thấy vi nhựa trong hơn 100 loài thủy sinh vật và hơn một nửa trong số đó được sử dụng trong bữa ăn của chúng ta [42] và có thể gây tổn hại đến sức khỏe của con người. Với những tác hại của ô nhiễm vi nhựa đến môi trường cũng như phạm vi phân bố rộng rãi của chúng đã thôi thúc các nhà khoa học mở rộng nghiên cứu về tính chất, mức độ ô nhiễm và tác động của vi nhựa vào các chu trình trong tự nhiên và của sinh vật trên Trái Đất. Trong 14 năm qua, các nhà nghiên cứu đã ghi chép và tìm hiểu các loại vi nhựa trên toàn cầu, mở rộng hiểu biết về nguồn gốc, tiến trình, tác hại của hạt vi nhựa và các hóa chất cấu tạo nên chúng. Hằng năm, nhiều nghiên cứu cho thấy vi nhựa gây ô nhiễm các đại dương trên thế giới, ảnh hưởng tiêu cực lên các loài sinh vật biển ở mọi cấp độ của chuỗi thức ăn, từ Bắc cực đến Nam cực, từ mặt biển đến đáy biển. Gần đây, nhiều công trình nghiên cứu đã mở rộng phạm vi tìm hiểu, không chỉ ở đại dương mà còn cả môi trường nước ngọt và đất liền. Điều này đóng vai trò rất quan trọng, theo ước tính khoảng 80% nguyên nhân gây ô nhiễm rác 8 thải vi nhựa trong đại dương bắt nguồn từ đất liền, sau đó được dẫn ra sông và lan ra biển. Quá trình nghiên cứu, thu thập kiến thức về tiến trình và tác hại của vi nhựa đối với môi trường đòi hỏi sự nỗ lực phối hợp giữa lĩnh vực khoa học biển và nhiều lĩnh vực liên quan khác. Vi nhựa có mặt ở khắp mọi nơi. Số lượng lớn vi nhựa đã được tìm thấy không chỉ ở đại dương và trên các bãi biển, mà còn ở các dòng sông và mặt đất khắp thế giới, điều này đã cho thấy sự ô nhiễm vi nhựa đã lan ra rất rộng. Vi nhựa bị thải ra môi trường từ bãi chôn lấp, khu công nghiệp nhựa, rác và bùn thải [28]. Hình 1.2. Nguồn phát sinh và các đường di chuyển của vi nhựa trong môi trường biển [76]. Một nghiên cứu cho thấy lượng hạt vi nhựa lắng đọng từ không khí vào các đại dương trên thế giới có thể so sánh với lượng chảy vào từ các con sông. Các nghiên cứu trước đây đã phát hiện ra rằng sự mài mòn của lốp xe là một trong những nguồn đáng kể nhất trên toàn cầu của vi nhựa trong hệ sinh thái dưới nước và là nguyên nhân gây ra ô nhiễm vi nhựa trong đại dương [28]. 9 1.2. Tác hại của ô nhiễm vi nhựa 1.2.1. Ảnh hưởng đến môi trường Tuổi thọ của vi nhựa rất cao, chúng có thể tồn tại trong môi trường và gây hại cho môi trường. Ô nhiễm nhựa có thể ảnh hưởng đến đất đai, đường thủy và đại dương. Nhựa cũng có thể xem là vật trung gian cho các chất ô nhiễm hóa học như chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy và kim loại nặng. Một số lượng lớn các sợi vi nhựa tồn tại trong môi trường nước có thể gây ra các tác động tiêu cực đến môi trường đối với hệ sinh thái và quần xã sinh vật. Sự gia tăng của rác thải nhựa, mối đe dọa của ô nhiễm nhựa đối với khí hậu trái đất đã và đang dần được coi trọng. Bằng chứng cho thấy phát thải khí nhà kính xảy ra ở mọi giai đoạn của vòng đời nhựa, bao gồm khai thác và vận chuyển nguyên liệu nhựa, sản xuất nhựa, xử lý chất thải và ra môi trường. Lượng chất thải hàng năm từ các nguồn này sẽ tăng lên 1,34 tỉ tấn vào năm 2030. Lượng khí thải nhà kính từ việc đốt các chất nhựa dẻo có thể vượt 56 tỉ tấn vào năm 2050, chiếm khoảng 10% - 13% ngân sách carbon còn lại của trái đất [67]. Ô nhiễm nhựa trên đất là mối đe dọa đối với thực vật và động vật - bao gồm cả con người sống trên đất. Ô nhiễm vi nhựa xuất hiện từ môi trường biển, nhưng môi trường trên cạn được ước tính hang năm tiếp nhận lượng chất thải gấp 4-23 lần ở đại dương [13]. Nhựa có Clo có thể giải phóng các hóa chất độc hại vào đất xung quanh, sau đó có thể ngấm vào mạch nước ngầm hoặc các nguồn nước xung quanh khác và cả hệ sinh thái của thế giới. Điều này có thể gây hại nghiêm trọng cho các loài uống nước [59]. Nồng độ vi nhựa vẫn tiếp tục gia tăng trong hệ sinh thái, tác động của vi nhựa là một vấn đề nghiêm trọng trong hầu hết các hệ thống biển trên trái đất. 10 Ô nhiễm vi nhựa đã trở thành một trong những mối đe dọa nghiêm trọng nhất đối với môi trường biển. Với kích thước nhỏ gọn dễ phát tán, chỉ trong một thời gian ngắn, vi nhựa đã có mặt khắp nơi gây ra tình trạng ô nhiễm vi nhựa ngày càn lan rộng làm ảnh hưởng không nhỏ tới môi trường sống. 1.2.2. Ảnh hưởng đến sinh vật Vi nhựa là mối đe dọa đối với các sinh vật thủy sinh, vì chúng có cùng kích thước với con mồi và bị các sinh vật thủy sinh nhầm là thức ăn. Việc các sinh vật thủy sinh tiêu thụ vi nhựa đã dẫn đến tổn thương các cơ quan tiêu hóa và giảm tốc độ tăng trưởng và sản lượng sinh sản của các sinh vật [32]. Rất nhiều động vật thủy sinh ăn phải sợi vi nhựa vì nhầm lẫn là thức ăn, dẫn đến tác động tiêu cực đến sức khỏe của chúng cũng như các sinh vật khác thông qua chuỗi thức ăn vật [40]. Vi nhựa tác động có hại đáng kể đến sự phát triển và sức khỏe của động vật, bao gồm khuyết tật đường ruột, giảm kích thước cơ thể, giảm tỷ lệ sống sót và sinh sản, giảm nhu động, thay đổi hành vi, nhiễm độc thần kinh, tăng viêm, stress oxy hóa, nhiễm độc gen, thay đổi chất béo và chuyển hóa năng lượng, và những thay đổi trong hệ vi sinh vật [48], [41], [31], [60], [17], [26], [38], [66], [73], [42], [67]. Gần 700 loài sinh vật biển đã bị tác động bởi các mảnh vụn nhựa với các hạt nhựa nhỏ được quan sát thấy trong đường tiêu hóa của các sinh vật từ các cấp độ dinh dưỡng khác nhau. Các tính chất vật lý và hóa học của vi nhựa tạo điều kiện thuận lợi cho việc hấp thụ các chất gây ô nhiễm cho các sinh vật sau khi ăn vào [24]. Gần 700 loài, bao gồm cả những loài có nguy cơ tuyệt chủng, được biết là đã bị ảnh hưởng bởi nhựa. Gần như mọi loài chim biển đều ăn nhựa. Hải cẩu, cá voi, rùa và các động vật khác bị siết cổ bằng ngư cụ bị bỏ rơi. Vi nhựa đã được tìm thấy trong hơn 100 loài thủy sinh, bao gồm cá, tôm và trai dành cho đĩa ăn tối của chúng ta [42]. Trong nhiều trường hợp, những mảnh nhỏ này đi 11 qua hệ tiêu hóa và được thải ra ngoài mà không gây ra hậu quả gì. Tuy nhiên, nhựa cũng được phát hiện là có thể gây tắc nghẽn đường tiêu hóa dẫn đến chúng chết đói. Bao tử được bao bọc bằng chất dẻo sẽ làm giảm cảm giác thèm ăn. Nhựa đã được tiêu thụ bởi các động vật trên cạn, bao gồm voi, linh cẩu, ngựa vằn, hổ, lạc đà, gia súc và các động vật có vú lớn khác, trong một số trường hợp có thể gây tử vong [69]. Sự hiện diện của vi nhựa được phát hiện ở tất cả các giai đoạn trong lưới thức ăn ảnh hưởng đến các mô và đường tiêu hóa, thay đổi theo thể loại và vị trí. Các sinh vật trong hệ sinh thái biển nhầm vi nhựa là thức ăn của chúng do kích thước tương tự của chúng. Hiện nay, các nghiên cứu liên quan đến vi nhựa chủ yếu được thực hiện trong điều kiện phòng thí nghiệm. 1.2.3. Ảnh hưởng đến sức khỏe con người Ô nhiễm vi nhựa là một vấn đề toàn cầu, ở Tây Thái Bình Dương [27], vùng Bắc Cực và cận Bắc Cực [23], Tây Bắc Địa Trung Hải [25], ở Đức [36], ở Canada [56], ở Bồ Đào Nha [55], Brazil [32], ở Ý [33], ở Trung Quốc [62] và chúng có tác động tiêu cực đến an toàn thực phẩm. Nghiên cứu của Đại học Quốc gia Singapore đã tìm thấy hơn 400 loại vi khuẩn trên 275 mảnh hạt vi nhựa được thu thập từ các bãi biển địa phương. Chúng bao gồm các vi khuẩn gây nguy hiểm có khả năng gây nhiễm trùng vết thương và gây ra bệnh viêm dạ dày ruột ở người. Việc tiêu thụ hải sản là một con đường tiếp xúc với vi nhựa của con người. Khi hạt vi nhựa hòa vào nguồn nước, chúng sẽ hấp thụ các chất độc trong nước và trở nên độc hơn. Với đặc tính khó phân hủy nên có hàng nghìn hạt vị nhựa tích tụ lại trong các loài thủy hủy sản. Các hạt vi nhựa này sẽ bị ăn qua các mắc xích của chuỗi thức ăn và con người chính là mắc xích cuối cùng. Tính đến năm 2015, lượng hải sản toàn cầu chiếm 6,7% tổng lượng Protein tiêu thụ và khoảng 17% lượng tiêu thụ protein động vật. Tiêu thụ hải