Điểm mới của đề tài này là lần đầu tiên áp dụng theo dõi quan sát chuyển động của các vật thể trôi theo dòng nước bằng phao trôi GPS kết hợp mô hình thủy động lực.
Rác thải nhựa đang là một trong những mối đe dọa lớn nhất đối với môi trường biển và đại dương trên toàn cầu trong đó có Việt Nam. Rác thải nhựa ảnh hưởng trực tiếp đến hệ sinh thái biển, phát triển du lịch, các hoạt động ngư nghiệp và nuôi trồng thủy sản cũng như chất lượng cuộc sống người dân ven biển. Mặc dù vậy, các dữ liệu thực địa chi tiết phục vụ việc xác định nguồn gốc, hướng vận chuyển và cơ chế phát tán của rác thải nhựa đại dương, đặc biệt là các mảnh vụn kích thước lớn tại các khu vực ven sông, cửa biển vẫn còn rất hạn chế, nhất là tại các quốc gia đang phát triển.
Trước yêu cầu cấp thiết đó, Thạc sĩ Nguyễn Đức Thịnh và nhóm nghiên cứu Viện Hải dương học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã triển khai thực hiện đề tài: “Nghiên cứu, đánh giá quá trình vận chuyển và phát tán rác thải nhựa kích thước macro ở các vùng cửa sông ven biển Nam Trung Bộ” (mã số: VAST06.05/22-23). Nghiên cứu đã góp phần cung cấp dữ liệu thực địa và mang lại cơ sở khoa học quan trọng cho việc xây dựng chính sách và giải pháp giảm thiểu ô nhiễm rác thải nhựa khu vực ven biển Việt Nam.
Vị trí thu thập dữ liệu ban đầu cũng được nhóm nghiên cứu bố trí các trạm quan trắc trong khu vực vịnh Nha Trang (Khánh Hòa), Bình Thuận (nay là Lâm Đồng), bao gồm cửa sông Cái, cửa sông Tắc và các khu vực biển mở chịu ảnh hưởng trực tiếp của chế độ gió mùa.
Trên cơ sở khảo sát, thu thập và phân tích thực địa đã cho thấy, tình trạng ô nhiễm các mảnh vụn kích thước lớn đang hiện diện với mật độ cao, đặc biệt nghiêm trọng tại các điểm nóng như cảng Phan Rí, bãi Chí Công (Lâm Đồng), Phan Thiết, Sa Kỳ và Mỹ Á (Quảng Ngãi), Ninh Thuận (nay là Khánh Hòa). Gần 90% số điểm khảo sát phát hiện có các mảnh vụn kích thước lớn trong đó 45% điểm bị ô nhiễm nặng, 33% ô nhiễm nhẹ và chỉ 9% được đánh giá là khá sạch.
Kết quả nghiên cứu đã được công bố trên các tạp chí khoa học uy tín trong nước và quốc tế, khẳng định giá trị thực tiễn trong việc mô phỏng, theo dõi và dự báo hành trình trôi dạt của rác thải nhựa. Tiêu biểu là 2 bài báo quốc tế chất lượng cao được đăng trên tạp chí Ocean Science thuộc danh mục SCI-Q1 (IF: 5.9), trong đó nhóm tập trung mô tả đặc điểm dòng chảy bề mặt tại vùng biển Nam Trung Bộ dựa trên dữ liệu radar tần số cao kết hợp với mô hình số, cung cấp những luận giải về cơ chế vận chuyển và tích tụ rác thải nhựa trong khu vực. Ngoài ra, các nghiên cứu này cũng làm rõ vai trò của dòng chảy, thủy triều và sông trong việc hình thành hiện tượng nước trồi ngoài khơi miền Nam Việt Nam, yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến quá trình phát tán hoặc tích tụ rác thải nhựa trên biển.
Thạc sĩ Nguyễn Đức Thịnh cho biết, điểm mới của đề tài này là lần đầu tiên áp dụng theo dõi Lagrangian (quan sát chuyển động của các vật thể trôi theo dòng nước) bằng phao trôi GPS kết hợp mô hình thủy động lực để phân tích chi tiết quỹ đạo, phạm vi phát tán và các vùng tích lũy mảnh vụn nhựa kích thước lớn.
Ngoài ra, nhóm cũng xây dựng bản đồ dòng chảy thực tế từ dữ liệu đo đạc ngoài hiện trường và kết hợp với mô hình tính toán dòng chảy biển dựa trên dữ liệu khí tượng quốc tế. Phân tích sự khác biệt rõ rệt giữa mùa gió Đông Bắc và Tây Nam đối với cơ chế vận chuyển và tích tụ các mảnh vụn kích thước lớn, đồng thời liên kết với nguồn phát thải cụ thể (nuôi trồng thủy sản, du lịch, cảng biển).
Nhóm đã phối hợp với Tiến sĩ Vũ Duy Vĩnh (Viện Khoa học công nghệ Năng lượng và Môi trường, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam) dưới sự hướng dẫn của Giáo sư, Tiến sĩ Alexei Sentchev (Viện Nghiên cứu vì Phát triển, Cộng hòa Pháp) để tự chế tạo thân vỏ bảo vệ thiết bị GPS. Nhóm đã sử dụng ống nhựa PVC làm thân phao và lắp đặt thiết bị định vị GPS Trace nhập khẩu từ Cộng hòa Pháp. Chi phí mỗi bộ phao tự chế khoảng 80 đô la Mỹ nhưng vẫn đảm bảo theo dõi chính xác hành trình rác thải nhựa ngoài thực địa.
“Trong khi nhiều nước trên thế giới sử dụng từng phương pháp riêng lẻ thì lần đầu tiên tại Việt Nam, cả 2 phương pháp kết hợp đó là sử dụng dữ liệu thực địa và công nghệ mô hình hóa hiện đại, được tích hợp đồng bộ để mô phỏng hành trình của rác thải nhựa đại dương theo từng mùa và theo từng cửa sông. Cách làm này không chỉ tăng độ chính xác cho kết quả mà còn mở ra khả năng ứng dụng trực tiếp trong công tác dự báo và quản lý rác thải nhựa vùng ven biển nước ta”, Thạc sĩ Nguyễn Đức Thịnh chia sẻ.
Thạc sĩ Nguyễn Đức Thịnh cho biết, nhóm cũng gặp không ít khó khăn, các phao trôi thường xuyên bị ngư dân vớt lên hoặc vô tình mắc vào lưới đánh cá. Phần lớn các phao này bị hư hỏng trước khi nhóm kịp tiếp cận để thu hồi, một phần do sự tò mò của người dân, mặc dù trên phao đã ghi rõ thông tin về đề tài và liên hệ. Điều này khiến lượng dữ liệu thu thập được bị hạn chế đáng kể, đồng thời làm tăng chi phí vì phải nhiều lần triển khai thả phao mới.
Qua quá trình nghiên cứu và khảo sát thực địa, tình trạng ô nhiễm rác thải nhựa trên biển, đặc biệt tại các vùng ven bờ, đang ở mức đáng lo ngại. Rác thải nhựa xuất hiện không chỉ ở các khu vực gần bờ, nơi tập trung hoạt động nuôi trồng thủy sản, du lịch và cảng biển, mà còn trôi dạt ra xa, phân tán rộng dưới tác động của gió mùa và dòng chảy.
“Đáng chú ý, phần lớn rác nhựa là các vật dụng dùng một lần và ngư cụ hư hỏng từ hoạt động khai thác, nuôi trồng thủy sản. Nhiều loại rác bị phân rã thành các mảnh nhỏ khó thu gom và tiềm ẩn tác động lâu dài tới hệ sinh thái biển. Điều này cho thấy ô nhiễm rác thải nhựa không chỉ là vấn đề môi trường mà còn là thách thức về quản lý và nhận thức cộng đồng. Nếu không có các biện pháp đồng bộ từ giảm nguồn phát thải, thu gom hiệu quả đến nâng cao ý thức người dân, tình trạng này sẽ tiếp tục gia tăng và khó kiểm soát trong tương lai”, Thạc sĩ Nguyễn Đức Thịnh nhấn mạnh.
Về định hướng tiếp theo, nhóm sẽ tiếp tục mở rộng nghiên cứu sang các khu vực ven biển khác có đặc điểm hải văn tương đồng, nhằm so sánh và đánh giá tính khái quát của mô hình. Tích hợp dữ liệu thực địa với ảnh viễn thám và dữ liệu mở quốc tế để nâng cao khả năng dự báo phát tán các mảnh vụn kích thước lớn. Cùng với đó, tiếp tục bổ sung các tính năng mới cho bộ mô hình mã nguồn mở, bao gồm mô phỏng tràn dầu và lan truyền các chất ô nhiễm khác, nhằm mở rộng phạm vi ứng dụng; đặc biệt là việc phối hợp với chính quyền địa phương và cộng đồng ngư dân để triển khai hệ thống giám sát rác thải nhựa diện rộng, kết hợp truyền thông nâng cao nhận thức. Cuối cùng là chuyển giao kết quả và công nghệ cho các cơ quan quản lý môi trường, cũng như các trường đại học và viện nghiên cứu để phục vụ công tác giảng dạy, nghiên cứu và quản lý tài nguyên biển. Từ đó xây dựng bản đồ cảnh báo sớm các khu vực tiềm năng tích lũy các mảnh vụn kích thước lớn, phục vụ quản lý môi trường biển và quy hoạch hoạt động kinh tế – xã hội vùng ven biển./.
