NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ THỰC TRẠNG QUẢN LÝ TÁI SỬ DỤNG, TÁI CHẾ RÁC THẢI NHỰA

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
--------------------

Trần Uyên

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ THỰC TRẠNG QUẢN LÝ
TÁI SỬ DỤNG, TÁI CHẾ RÁC THẢI NHỰA

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội, 2022


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
--------------------

Trần Uyên

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ THỰC TRẠNG QUẢN LÝ
TÁI SỬ DỤNG, TÁI CHẾ RÁC THẢI NHỰA

Chuyên ngành: Khoa học môi trường
Mã số: 8440301.01

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội, 2022

LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS. Nguyễn Minh Phương
và PGS.TS. Nguyễn Mạnh Khải đã hướng dẫn, quan tâm và tạo mọi điều kiện thuận
lợi cho em trong suốt quá trình thực hiện luận văn.
Em xin gửi lời cảm ơn đến các thầy cô trong Khoa Môi trường – Trường Đại
học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội nói chung và Bộ mơn Cơng nghệ
mơi trường nói riêng đã giảng dạy và trang bị cho em những kiến thức quý giá trong
suốt khóa học.
Em xin được gửi lời cảm ơn đến gia đình và bạn bè đã ln chia sẻ, ủng hộ
và động viên em trong suốt thời gian qua.
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong Hội đồng khoa học
đã tạo điều kiện để em bảo vệ luận văn này.
Học viên

Trần Uyên


MỤC LỤC


Danh mục hình ảnh


MỞ ĐẦU
Bước vào giai đoạn đầu của thế kỷ 21, thế kỷ của sự phát triển như vũ bão về
khoa học kỹ thuật, của những dấu ấn từ cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 4,
bên cạnh những thành tựu về kinh tế, về khoa học – kỹ thuật, …chúng ta đang phải
giải quyết những vấn đề về môi trường, biến đổi khí hậu, trong đó, một vấn đề nhức
nhối đang được Việt Nam và nhiều quốc gia trên thế giới quan tâm đó là vấn đề về
rác thải nhựa.

Nhựa là một trong những chất liệu tiện dụng nhất mà con người từng
phát minh. Tuy nhiên, sự tiện dụng từ chất liệu này dần trở thành mối đe dọa hàng
đầu đến môi trường và con người. Việc lạm dụng sử dụng túi nilon khó phân huỷ và
các sản phẩm nhựa, đặc biệt là đồ nhựa dùng một lần đã và đang để lại những hậu
quả khôn lường đối với môi trường. Trung bình để phân huỷ hồn tồn các chất thải
từ nhựa và nilon phải mất hàng trăm, thậm chí tới hàng nghìn năm. Rác thải nhựa
nằm rất nhiều dưới đáy đại dương và sẽ trở thành một phần thức ăn đầu độc các
sinh vật biển. Có rất nhiều các phương pháp để xử lý chất thải nhựa tuy nhiên chúng
đều có những ảnh hưởng nhất định tác động tới môi trường. Một trong những
phương pháp đang được các quốc gia hướng tới đó chính về việc tái sử dụng chất
thải nhựa. Do phương pháp này không những cho thấy chất thải nhựa chính là một
nguồn tài nguyên bên cạnh đó phương pháp này khơng gây ra các tác động tiêu cực
tới môi trường.
Đề tài: “Nghiên cứu đánh giá thực trạng quản lý tái sử dụng, tái chế
chất thải nhựa” được đưa ra nhằm tìm hiểu tổng quan về chất thải nhựa, hiện trạng
của việc quản lý tái sử dụng, tái chế chất thải một đô thị và nông thôn. Tìm hiểu về
các sản phẩm tái sử dụng, tái chế và khảo sát đánh giá việc sử dụng sản phẩm tái sử
dụng, tái chế của người dân tại một số cộng đồng cư dân ở đô thị và nông thôn.
Từ kết quả khảo sát phân tích các chiến lược, chính sách của các quốc gia
trong hoạt động quản lý tái sử dụng, tái chế chất thải nhựa. Đề xuất một số giải
pháp khắc phục các vấn đề về quản lý và vấn đề môi trường.


CHƯƠNG 1.

TỔNG QUAN

1.1. Khái niệm về nhựa, tái chế, tái sử dụng
1.1.1. Khái niệm về nhựa
Nhựa (hay còn gọi là chất dẻo hoặc polymer) là các hợp chất cao phân tử

và chứa các đơn vị lặp trong suốt chiều dài mạch, được dùng làm vật liệu để sản
xuất nhiều loại vật dụng trong đời sống hằng ngày cho đến những sản phẩm công
nghiệp [26].
Không giống như kim loại, nhựa không bị gỉ hoặc bị ăn mòn. Hầu hết các
loại nhựa khơng phân hủy sinh học mà thay vào đó là phân hủy quang học, nghĩa là
chúng từ từ phân hủy thành các mảnh nhỏ được gọi là vi nhựa. Sự phân mảnh của
các vật phẩm nhựa lớn thành vi nhựa phổ biến trên đất liền như bãi biển vì bức xạ
tia cực tím cao và mài mịn bởi sóng, trong khi quá trình phân hủy trong đại dương
chậm hơn nhiều do nhiệt độ thấp hơn và giảm tiếp xúc với tia cực tím [4,49].
1.1.2. Khái niệm tái chế
Tái chế là hoạt động thu hồi lại từ chất thải các thành phần có thể sử dụng để
chế biến thành các sản phẩm mới sử dụng lại cho các hoạt động sinh hoạt và sản
xuất. Có hai q trình tái chế chính là tái chế vật liệu bao gồm các hoạt động thu
gom vật liệu có thể tái chế từ rác thải, xử lý và sử dụng vật liệu này để sản xuất các
sản phẩm mới và thu hồi nhiệt bao gồm các hoạt động sản xuất năng lượng từ rác
thải nhựa [34, 60].
1.1.3. Khái niệm tái sử dụng
Tái sử dụng là một vật (thường là sẽ bị vứt bỏ) không chỉ một mà qua nhiều
lần với các mục đích sử dụng có thể khác nhau nhưng khơng cần qua q trình tái
sản xuất [36, 60].
1.2. Các loại nhựa và ứng dụng của chúng
Nhựa bao gồm nhựa nhiệt dẻo và nhựa nhiệt rắn
Nhựa nhiệt dẻo có thể làm mềm nhiều lần bằng nhiệt và làm rắn lại bằng hơi
lạnh. Khi nóng chảy, chúng giống như sáp nến và chúng đông lại khi ở nhiệt độ
phịng. Khi nóng, chúng mềm và có thể ép khn, sau đó chúng đơng cứng lại và

7


trở thành hình dạng mới khi nó nguội [42]. Q trình này có thể thực hiện nhiều lần

nhưng đặc tính hóa học của nó vẫn khơng thay đổi. Ở Châu Âu, trên 80% sản phẩm
nhựa là nhựa nhiệt dẻo.
Nhựa nhiệt rắn khơng thích hợp với cách xử lý bằng nhiệt nhiều lần do cấu
trúc liên kết giữa các phân tử của chúng. Cấu trúc này giống như một dạng lưới
mỏng khớp vào nhau. Nguyên liệu này không thể dùng để tái chế thành sản phẩm
mới như nhựa nhiệt dẻo. Nhựa nhiệt rắn được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị
điện và các máy móc tự động. Đặc trưng của nhựa nhiệt rắn là Phenol
Formaldehyde và Urea Formaldehyde [42].
Nhựa có rất nhiều ưu điểm - linh hoạt, nhẹ, bền và tiết kiệm chi phí. Do đó,
nhựa được ứng dụng trong nhiều hoạt động khác nhau.
1

Polyethylene mật độ thấp (LDPE)
Polyethylene mật độ thấp (LDPE) một loại nhựa nhiệt dẻo được làm từ
ethylene monomer. LDPE được sản xuất lần đầu tiên vào năm 1933 bởi Imperial
Chemical Industries (ICI) sử dụng quy trình áp suất cao thông qua phản ứng trùng
hợp gốc tự do [43].
Tính chất:
- Là một vật liệu có trọng lượng nhẹ
- Chống va đập tốt
- Cực kỳ linh hoạt
- Dễ dàng làm sạch
- Đáp ứng các hướng dẫn xử lý thực phẩm
- Khơng hấp thụ độ ẩm
- Chống hóa chất và chống ăn mòn
Ứng dụng: túi nhựa, hộp nước trái cây và hộp sữa, màng bao bì thực phẩm
và bao bì linh kiện máy tính [36, 60].

1.2.1.

Polyethylene mật độ cao (HDPE)
Polyethylene mật độ cao (HDPE) là một những loại polymer có nguồn gốc

khai sơ từ ethylene. Nhựa HDPE được hình thành bằng cách xâu chuỗi liên tiếp
những phản ứng của phân tử ethylene lại với nhau.

8


Tính chất:
- Vật liệu cứng và bền
- Chịu được nhiều dung môi
- Độ linh hoạt, dẻo dai cao cho phép tạo thành nhiều hình dạng khác nhau
theo ý muốn của người dùng.
- Khả năng chống cháy cực cao, có thể chịu đựng ở nhiệt độ lên đến 327 oC.
- Khi đặt trong môi trường nhiệt độ dưới 400C, nhựa HDPE vẫn giữ được
hình dáng.
Ứng dụng: đồ chơi, đồ gia dụng, chai dầu gội đầu và vật liệu gói thực phẩm [60].
1.2.2.

Polypropylene (PP)
Polypropylene (PP): PP được tổng hợp từ propylene. Propylene là một trong

những hidrocacbon không no được nghiên cứu nhiều nhất. Nguồn nguyên liệu
chính để sản xuất propylene là dầu hỏa.
Tính chất:
- Khơng màu khơng mùi, khơng vị, khơng độc
- Chịu được nhiệt độ cao hơn 100 oC, tính bền cơ học cao, khá cứng vững,
không bị kéo giãn dài do đó được chế tạo thành sợi.
- Trong suốt, độ bóng bề mặt cao cho khả năng in ấn cao, nét in rõ. Có tính

chất chống thấm O2, hơi nước, dầu mỡ và các khí khác.
Ứng dụng: bao bì thực phẩm, thiết bị gia dụng, đồ nội thất ngoài trời và trong
ngành cơng nghiệp ơ tơ [60].
1.2.3.

Polystyrene (PS)
Tính chất: Polystyrene ở nhiệt độ cao dễ dàng tạo hình khối và rất bền khi ở

nhiệt độ thường. Polystyrene là nguyên liệu chính để làm xốp. Đây là một loại nhựa rất
khó phân huỷ, không bị phân huỷ trong môi trường đất, khi đốt có rất nhiều khí độc.
Ứng dụng: vật liệu cách nhiệt tòa nhà, hộp đựng mang đi và vật liệu đóng
gói [60].

9


1.2.4.

Polyvinyl-clorua (PVC)
Polyvinyl-clorua (PVC), được trùng hợp từ monome vinyl clorua. Vật liệu có

thể được sản xuất ở dạng cứng cũng như ở dạng dẻo bằng cách thêm chất hóa dẻo
và được sử dụng.
Tính chất:
- Kháng hóa chất tốt (kể cả clo)
- Chống thủy phân (nước nóng và hơi nước)
- Chống tia cực tím
- PVC có khả năng tự chống cháy, chống nhiễm điện từ
- PVC nguyên sinh có thể được sử dụng nhiều trong việc sản xuất nguyên
liệu cung cấp thực phẩm.

- Giá thành hợp lý và tương đối rẻ
- Dễ dàng pha trộn sợi thủy tinh để tăng độ cứng, chống va đập, phụ gia kim
loại để dùng trong máy móc và chịu nhiệt độ cao >150oC
Ứng dụng:
- Vật liệu nhựa PVC được sử dụng trong vật liệu xây dựng: ống thốt nước,
van khóa, đai ốc, mái che, film cách nhiệt, la phông, Cuộn keo dán…
- Vật liệu xe ô tô: phụ tùng ô tô, vật liệu cách nhiệt ô tô, thảm da nhân tạo
- Thực phẩm: Sản xuất vật dụng đựng thức ăn dùng một lần, bao bì đóng gói.
- Thiết bị điện gia dụng, vỏ tủ lạnh, vỏ bảo vệ điện, vỏ ghế nệm …
- Thiết bị y tế: ống kim tiêm, ống truyền nước …
1.2.5.

Polyethylene terephthalate (PET)
Tính chất:
Là một loại nhựa kỹ thuật có tính năng kết hợp tốt và hiệu suất cách điện tối

ưu. PET có thể được xử lý và ứng dụng cho nhiều loại cấu hình nhựa. PET kết hợp
các loại đặc tính trượt tốt, có khả năng chống đứt gãy và ổn định về kích thước và
cung cấp các phương pháp giải quyết cho nhiều lĩnh vực.
Các sản phẩm làm từ PET thường được sử dụng ngăn hấp thụ nước (như chai
nhựa). Nó có khả năng chống dầu và chống mỡ, và khơng thích hợp với nước nóng,
dung dịch kiềm hoặc mơi trường có nồng độ cồn hơn 50%.

10


PET cũng thường được sử dụng để sản xuất bộ phận chống trơn trượt, không
hạn chế như ổ trục và ray trượt. Rất thích hợp để lắp đặt nhanh, các bộ phận có tiếp
xúc với nước và các bộ phận yêu cầu giữ cố định, tránh tình trạng trơn trượt. PET
được sử dụng để sản xuất hộp nhựa, vỉ nhựa, khay điện tử, các thiết bị văn phòng

phẩm, linh kiện điện tử… Nhờ sử dụng trong thời gian dài mà khơng bị biến dạng,
màu sắc bền, khó phai màu.
Ứng dụng: cho nước và chai nước ngọt, bao bì thực phẩm, hàng tiêu dùng
và vải [60].

Hình 1.1. Bảy mã tái chế do Ủy ban Châu Âu xác định và tỷ lệ phần trăm của tổng
số lượng được sản xuất trên toàn thế giới, 2015 [36]
Polyethylene, polypropylen và polyvinyl-clorua là những loại nhựa được sử
dụng rộng rãi nhất cho đến ngày nay. Về số lượng nhựa được sản xuất cho biết các
nhóm lớn nhất là PE (36%; 20% trong đó LDPE / LLDPE và 16% HDPE), PP
(21%) và PVC (12%), tiếp theo là PET (10%), PUR (8 %), và PS (8%) [39]. Các
chất phụ gia được sử dụng phổ biến nhất là chất hóa dẻo (34%), chất độn (28%) và
chất chống cháy (13%). Phần lớn sản lượng nhựa nguyên sinh, khoảng 45%, được
sử dụng để đóng gói. Tiếp theo là lĩnh vực xây dựng và xây dựng với 19% thị phần
và các sản phẩm tiêu dùng và tổ chức là 12% [36].

11


1.3. Quá trình sản xuất nhựa
Vào năm 1950 sản lượng nhựa và sợi tổng hợp trên toàn cầu là khoảng 2
triệu tấn và đã tăng lên 381 triệu tấn vào năm 2015 [40]. Tổng sản lượng sản xuất
nhựa từ năm 1950 đến năm 2017 ước tính là 9,2 tỉ tấn [36]. Bao gồm các chất phụ
gia, con số này lên tới 8300 triệu tấn nhựa nguyên sinh. Hơn một nửa tổng khối
lượng nhựa đã được sản xuất kể từ năm 2000 [59].

Hình 1.2. Tổng sản lượng nhựa trên tồn thế giới (2019) (triệu tấn)
Vào năm 2015 có 407 triệu tấn nhựa được sản xuất và năm 2017 con số đã
tăng lên 438 triệu tấn nhựa, tỷ trọng lớn nhất được sử dụng để sản xuất bao bì, ước
tính khoảng 146 triệu tấn (2015) và khoảng 158 triệu tấn (2017). Tiếp theo nhựa

sử dụng trong tịa nhà và cơng trình xây dựng đạt 65 triệu tấn (2015) và đạt 71
triệu tấn (2017). Hàng dệt may chiếm 47 triệu tấn (2015) và đạt 62 triệu tấn
(2017). Các sản phẩm tiêu dùng và chế tạo là 42 triệu tấn (2015) và lên đến 51
triệu tấn (2017) [36, 38, 59].
Hình 1.3. Sản phẩm nhựa theo các ngành công nghiệp 2015 và 2017 [38, 39]

12


Thời gian sử dụng hầu hết của nhựa bao bì là dưới một năm. Trong khi thời
gian sử dụng sản phẩm trung bình là 35 năm được giả định đối với các sản phẩm
nhựa được sử dụng trong lĩnh vực xây dựng. Nhìn chung thời gian trung bình đối
với các sản phẩm tiêu dùng là 3 năm và 0,5 năm [59].

Hình 1.4. Thời gian sử dụng trung bình của các sản phẩm nhựa (đơn vị: năm) [36]
1.4. Dòng chảy của nhựa
Khoảng 6300 triệu tấn chất thải nhựa được tạo ra từ năm 1950 đến năm
2015. Khoảng 9% trong số này được tái chế, trong khi 12% được đốt và 60% cuối
cùng được đưa vào các bãi chôn lấp hoặc môi trường. Geyer và cộng sự (2017) giả
định rằng, vào năm 2050, khoảng 12.000 triệu tấn chất thải nhựa sẽ được đưa vào
các bãi chôn lấp hoặc trong môi trường nếu xu hướng giảm giá thuế trong sản xuất
và quản lý chất thải khơng thay đổi [40]. Hình 1.5 dưới đây cung cấp một cái nhìn
tổng quan về dịng chảy của chất thải nhựa từ chất thải nhựa nguyên sinh được tạo
ra, các sản phẩm được tạo thành ứng dụng trong các lĩnh vực, chất thải nhựa bị loại
bỏ, chất thải nhựa đã qua lò đốt và chất thải nhựa tái chế.
Nghiên cứu kiểm tra dòng chảy nhựa sau tiêu dùng trên toàn cầu cho thấy
rằng, trong năm 2018, khoảng 360 triệu tấn nhựa nguyên sinh đã được sản xuất và
390 triệu tấn nhựa (bao gồm 30 triệu tấn vật liệu tái chế) được chuyển đổi thành các
sản phẩm nhựa [32]. Năm 2018, tổng cộng khoảng 250 triệu tấn chất thải nhựa sau
tiêu dùng được tạo ra trên toàn thế giới. Với tổng 173 triệu tấn chất thải đã được thu

gom, trong đó 72 triệu tấn được xử lý tại các bãi chôn lấp được quản lý (29% tổng
số chất thải nhựa sau tiêu dùng được tạo ra), 51 triệu tấn được sử dụng để phục hồi

13


môi trường (20%) và 50 triệu tấn được thu gom và phân loại để tái chế (20%). Việc
thu gom rác thải được thực hiện theo phương thức phân loại (thông qua thu gom rác
thải đô thị hoặc hợp đồng với các công ty tư nhân). Về vấn đề thu gom chất thải phi
chính thức, các tác giả chỉ ra: “Ở các nước kém phát triển, chất thải nhựa được thu
gom khơng chính thức đóng góp một tỷ trọng cao vào hoạt động tái chế nhựa tổng
thể (ví dụ: Ấn Độ). Những người nhặt rác thường thu gom nhựa trực tiếp từ nguồn,
ví dụ: thơng qua việc thu gom tận nơi hoặc thu hồi các phần nhỏ nhựa bán trên thị
trường từ các bãi thải. Tuy nhiên, 77 triệu tấn (31%) chất thải nhựa tồn cầu đã
khơng được thu gom đúng cách: “Khoảng [...] 63 tấn chất thải nhựa đã được xử lý
trong những điều kiện khơng thích hợp (tức là bãi chôn lấp không hợp vệ sinh, đốt
hoặc chôn lấp chất thải không đúng cách). Khoảng 14 tấn chất thải nhựa bị rị rỉ ra
mơi trường (tức là sự phân tán chất thải nhựa do lũ lụt, gió hoặc do sự quản lý yếu
kém của cá nhân) [32].

Hình 1.5. Dịng chảy nhựa [32]
Rác thải nhựa được xử lý không đúng cách hoặc vứt bừa bãi có nguy cơ xâm
nhập và gây hại cho môi trường xung quanh, bao gồm cả sơng ngịi và đại dương.
Jambeck và cộng sự (2015) đã tính tốn rằng, trong năm 2010, từ 4,8 đến 12,7 triệu
tấn chất thải nhựa từ 192 quốc gia ven biển đã đổ vào đại dương. 20 quốc gia hàng

14


đầu về rác thải nhựa không được quản lý tốt là nguyên nhân cho sự ô nhiễm môi

trường tại đây [44]. Với 60%, khu vực Đơng Á và Thái Bình Dương chiếm tỷ trọng
lớn nhất trong tổng khối lượng rác thải nhựa khơng được xử lý đúng cách trên tồn
cầu. Trong dự đoán của các nhà nghiên cứu cho năm 2025, những tỷ lệ này chỉ khác
nhau một chút [44].
Lượng tiêu thụ nhựa trên tồn cầu có thể được ước tính bằng cách quan sát
lượng rác thải nhựa được tạo ra. Bao bì nhựa chủ yếu được sử dụng một lần, đặc
biệt là trong các ứng dụng từ doanh nghiệp đến người tiêu dùng và phần lớn chúng
bị loại bỏ vào cùng năm sản xuất.

15


Trên thế giới
400 triệu
tấn/năm

Lĩnh vực
cơng
nghiệp lớn
nhất là sản
xuất bao bì

Khác 12%

Bao Bì
36%

Dệt may 14%

Máy móc

cơng
nghiệp
1%

Sản phẩm tiêu dùng 10%

Xây dựng
16%

Điện và điện tử

Phương tiện
giao thơng

4%

7%

Hình 1.6. Sản lượng nhựa tồn cầu phân theo các lĩnh vực [44]
Vào năm 2015, chất thải bao bì nhựa chiếm 47% tổng lượng chất thải nhựa
được tạo ra trên toàn cầu, với một nửa trong số đó dường như đến từ châu Á. Trong
khi Trung Quốc vẫn là nước sản xuất bao bì nhựa lớn nhất thế giớ. Hoa Kỳ là quốc
gia tạo ra chất thải bao bì nilon lớn nhất trên cơ sở bình quân đầu người, tiếp theo là
Nhật Bản và EU.
1.5. Ảnh hưởng của nhựa tới môi trường và con người
Khi nhựa vào mơi trường ở các trạng thái và kích thước khác nhau. Dưới
các tác động từ môi trường (ánh sáng, nhiệt độ, ....) chúng từ từ phân mảnh thành
các hạt nhỏ hơn, đi vào môi trường và làm ô nhiễm tất cả các mơi trường (khơng
khí, nước và đất). Những chất phụ gia độc hại được thêm vào trong quá trình sản
xuất nhựa và những hóa chất độc hại sẽ được hịa tan và đi vào mơi trường, từ đó

làm cho chúng khả dụng sinh học trở lại khi con người tiếp xúc trực tiếp hoặc gián
tiếp [30].

16


Để đánh giá đầy đủ các tác động của nhựa và rác thải nhựa đến mơi trường
và sức khỏe tồn cầu chúng ta cần xem xét từng giai đoạn của vòng đời nhựa, cũng
như tất cả các con đường tiếp xúc có thể có của các chất được sử dụng và thải ra
trong suốt vòng đời của nhựa. Tác động của các chất đối với sức khỏe con người sẽ
khác nhau tùy thuộc vào con đường tiếp xúc: hít vào - những gì chúng ta hít thở, ăn
vào - những gì chúng ta ăn và uống và tiếp xúc với da - những gì chúng ta chạm vào
hoặc tiếp xúc trực tiếp [31].
1.5.1. Tác động đến mơi trường
Nhựa có chứa các hóa chất độc hại và là chất khơng phân hủy sinh học, nhựa
gây ô nhiễm môi trường đất, môi trường khơng khí và mơi trường nước. Nhựa khi
phân hủy khơng hồn tồn sẽ đi vào chuỗi thức ăn ảnh hưởng đến môi trường, con
người và động vật [54]. Các chất phụ gia tổng hợp được sử dụng trong quá trình sản
xuất là thành phần có ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường. Các chất gây ung thư,
chất độc thần kinh và chất ảnh hưởng tới hormone là những chất có trong q trình
sản xuất nhựa, và khơng thể tránh khỏi việc xâm nhập vào thiên nhiên qua môi
trường nước, đất và khơng khí. Trong đó phần lớn bao gồm các chất vinyl clorua
(trong PVC), dioxin (trong PVC), benzen (trong polystyrene), phthalate và các chất
hóa dẻo khác nhau (trong PVC), formaldehyde, và bisphenol-A, hoặc BPA (trong
polycarbonate). Phần lớn chất trong số này là chất hữu cơ bền (POP), chúng không
tác dụng với các thành phần tự nhiên vì vậy chúng rất khó phân hủy trong mơi
trường. Mặc dù hầu hết các loại nhựa đều lành tính ở dạng sử dụng, nhưng nhiều
loại nhựa thải ra khí độc trong q trình đóng rắn tại chỗ (chẳng hạn như bọt phun)
hoặc do các chất phụ gia được thêm vào trong quá trình sản xuất (như phụ gia PVC
thốt khí trong giai đoạn sử dụng).

Việc xử lý nhựa là một trong những bước ít được quan tâm nhất và có ảnh
hưởng nghiêm trọng nhất về tác động sinh thái của nhựa. Một trong những đặc điểm
ưu việt của nhựa - độ bền và khả năng chống phân hủy - nhưng đây cũng chính là
nguồn gốc của những khó khăn trong q trình xử lý. Các sinh vật tự nhiên gặp rất

17


nhiều khó khăn trong việc phá vỡ các liên kết hóa học tổng hợp trong nhựa. Một
lượng rất nhỏ trong tổng sản lượng nhựa (dưới 10%) được tái chế một cách hiệu
quả; phần nhựa còn lại được đưa đến các bãi chôn lấp, tại đây chúng sẽ bị chôn vùi
trong hàng trăm nghìn năm, hoặc đưa đến các lị đốt, nơi các hợp chất độc hại được
đưa vào bầu khí quyển và được tích tụ trong sinh vật trên khắp các hệ sinh thái xung
quanh. Bên cạnh đó, do mật độ nhựa thấp, nó thường di chuyển "xuống hạ lưu",
thổi ra khỏi các bãi rác.
Sự phân bố của các mảnh vụn nhựa sẽ phụ thuộc vào các yếu tố như gió và
hải lưu, khu vực đơ thị và các tuyến đường. Một lượng lớn các chất hóa học độc hại
được giải phóng trong q trình sản xuất nhựa gây ra tác động tiêu cực đến môi
trường. Các chất gây ung thư, gây độc thần kinh và rối loạn hormone có trong thành
phần có trong nhựa và trong chất thải của quá trình sản xuất nhựa. Những chất này
sẽ xâm nhập vào hệ sinh thái qua môi trường nước, đất và khơng khí. Một số hợp
chất quen thuộc hơn bao gồm vinyl clorua (PVC), dioxin (PVC), benzen
(polystyrene), phthalates và các chất hóa dẻo khác (PVC), formaldehyde và
Bisphenol-A hoặc BPA (polycarbonate). Một số chất trong nhóm trên là chất ơ
nhiễm hữu cơ khó phân hủy (POP) - một trong những chất độc gây hại nhất đối với
con người và môi trường do chúng tồn tại rất lâu trong môi trường và mức độ độc
hại cao. Việc chúng ra môi trường một cách khơng có kiểm sốt gây ảnh hưởng đến
tất cả các sinh vật sống trên cạn và dưới nước mà chúng tiếp xúc. Quá trình sản xuất
các sản phẩm nhựa thải ra khơng khí một lượng lớn các hóa chất ở dạng khí độc hại
bao gồm carbon monoxide, dioxin và hydrocyanic. Các khí này gây ơ nhiễm khơng

khí nghiêm trọng. Sự hiện diện của các khí này trong khơng khí với tỷ lệ cao sẽ gây
ảnh hưởng tới sức khỏe con người và động vật. Chúng có thể gây ra các bệnh về
đường hô hấp, rối loạn hệ thần kinh và giảm khả năng miễn dịch với bệnh tật. Nhựa
clo hóa có thể giải phóng các hóa chất độc hại vào đất, sau đó có thể ngấm vào
mạch nước ngầm hoặc các nguồn nước xung quanh khác và cả hệ sinh thái. Điều
này có thể gây hại nghiêm trọng cho các sinh vật uống dưới nước và các sinh vật sử
dụng nguồn nước này. Các khu vực bãi rác chứa nhiều loại nhựa khác nhau. Trong

18


những bãi rác này, có nhiều vi sinh vật làm tăng tốc độ phân hủy sinh học của nhựa.
Các vi sinh vật bao gồm vi khuẩn như Pseudomonas, vi khuẩn ăn nylon và vi khuẩn
Flavobacteria. Những vi khuẩn này phân hủy nylon thông qua hoạt động của
enzym nylonase. Khi nhựa phân hủy sinh học bị phân hủy, khí metan được giải
phóng, đây là một loại khí nhà kính góp phần đáng kể vào sự nóng lên tồn cầu.
Ngồi những tác động trên, một số nhà khoa học tin rằng các mảnh polymer trong
đại dương có thể góp phần vào sự nóng lên tồn cầu do chúng ảnh hưởng tới q
trình quang hợp của các sinh vật phù du dẫn đến việc chúng khó phát triển. Chúng
ta đang phải đối mặt với vấn đề ô nhiễm nguồn nước nghiêm trọng bởi rác thải
nhựa. Con người thường xuyên thải bỏ các sản phẩm nhựa vào môi trường nước
như hồ, sông, ao,... Các hồ ở Dhaka có thể là ví dụ điển hình nhất về ô nhiễm do
chai nhựa, túi và các sản phẩm nhựa khác thường xuyên được khách du lịch vứt bỏ
tại đây. Sự hiện diện của chất thải nhựa trong các thủy vực làm xáo trộn dòng chảy
tự nhiên, hạn chế khả năng sinh sản của các loài cá và tiêu diệt các sinh vật có ích.
Rủi ro mơi trường là kết quả của sự tương tác giữa các hoạt động của con
người được phát triển theo cách không bền vững và môi trường [31]. Mối quan tâm
ngày càng tăng về bảo tồn chất lượng môi trường, đặc biệt là chất lượng nước đã
kích thích sự phát triển của nhiều loại công nghệ để giảm tác động môi trường của
các hoạt động của con người đối với tài nguyên không tái tạo và dễ bị tổn thương

[31]. Trong bối cảnh đó, việc sản xuất và chất thải nhựa tiếp tục làm nảy sinh nhiều
vấn đề và đe dọa đến môi trường. Bên cạnh tỷ lệ cao chất thải nhựa được chơn lấp ở
châu Âu (khoảng 50%), rất khó để tái chế chất thải nhựa do tính khơng đồng nhất
trong q trình thu gom [47]. Đốt chất thải nhựa có thể được áp dụng để thu hồi
năng lượng, nhưng đốt chất thải nhựa có thể tạo ra khí thải góp phần làm trái đất
nóng lên, trong khi một số có thể độc hại và nguy hiểm. Bên cạnh những hoạt động
này, việc thu hồi các hóa chất như monome và khí có thể được thực hiện bằng cách
phân hủy nhiệt, chẳng hạn như nhiệt phân, nhưng trong các điều kiện được kiểm
sốt [47]. Vì một phần đáng kể rác thải nhựa kết thúc vịng đời của nó dưới dạng rác
thải trong môi trường trên cạn và dưới nước, người ta thấy rằng môi trường biển đặc

19


biệt dễ tiếp xúc và đã được nghiên cứu rộng rãi nhất. Mỗi năm, nước bị ô nhiễm bởi
tương đương 100.000 xe tải nhựa (chai lọ phế thải, dao kéo dùng một lần, túi xách)
được ném xuống sông và cuối cùng đổ ra đại dương. Nước hoạt động như một lực
cơ học gây hư hỏng chất dẻo do tác động với đá hoặc sóng. Điều này có thể biến
nhựa thành các mảnh có kích thước bằng hạt gạo (mảnh vụn và vi mảnh) [50]. Hiện
tại, mật độ rác thải nhựa cao hơn gần 100 lần so với 40 năm trước. Các tác động và
rủi ro chính do rác thải nhựa gây ra đối với môi trường nước bao gồm: thay đổi mơi
trường sống của các lồi thủy sinh, thay đổi chế độ thủy văn của nước và trầm tích,
phá hủy sinh vật phù du và thực vật phù du. Do đó, ơ nhiễm đại dương ảnh hưởng
đến hệ sinh thái ở nhiều mức độ. Các rủi ro do xả chất thải khơng kiểm sốt được
như nhựa vào nước được trình bày trong các phần sau.
Các mảnh vụn nhựa là một vấn đề trên tồn thế giới, vì chúng có thể ảnh
hưởng đến tất cả các vùng nước ngầm và bề mặt, với những tác động và rủi ro
khơng thể nhìn thấy, tiêu cực đến động vật hoang dã, môi trường sống, sức khỏe của
cộng đồng ven biển. Các hạt nhựa trong nước bề mặt có khả năng phân hủy quang
học, ngày càng trở nên nhỏ hơn (lên đến cấp độ phân tử). Các chất độc hại do Sự

phân hủy nhựa (như bisphenol-A, styrene, phthalates) sau đó được sinh vật phù du
tiêu thụ, do đó cuối cùng trở thành một phần của chuỗi thức ăn, đến tay con người.
Điều quan trọng là phải biết tác động của việc hấp thụ chất độc nhựa đối với sức
khỏe con người, vì các mảnh vi nhựa có thể bị nuốt bởi cá nhỏ, là mối liên hệ giữa
sinh vật phù du và động vật có xương [35]. Những loại cá nhỏ này được ăn bởi các
loại cá thương mại như cá ngừ và cá kiếm, và các chất như bisphenol A, styrene, ...
có thể xâm nhập vào cơ thể, do đó ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Bisphenol A
và styrene, là những hợp chất độc hại thần kinh và gây ung thư, có thể gây ra các rối
loạn đối với sức khỏe con người [35].
1.5.1.1. Các mối đe dọa đối với các loài thủy sinh và môi trường biển
Một lượng lớn chất thải nhựa trong môi trường biển tạo ra những nguy cơ
vật lý đối với động vật hoang dã do ăn phải hoặc do chúng bị mắc kẹt trong những
chất thải này [41]. Nhựa vơ tình bị cá, rùa và các động vật khác nuốt phải và có thể
ảnh hưởng đến cơ quan sinh sản hoặc gây tử vong do hóa chất độc hại. Nhiều loài

20


sinh vật biển bị chết vì mắc vào lưới đánh cá [55]. Các hạt nano polystyrene sinh ra
từ sự phân hủy nhựa làm thay đổi các đặc tính của màng tế bào và hoạt động của
một số protein nhất định. Nhựa được sử dụng trong bao bì nói chung, đại diện cho
một phần đáng kể chất thải được ném ra biển.
1.5.1.2. Sự mất cân bằng trong chuỗi thức ăn
Nhựa bị phân hủy do tác động của nước, các hạt nhỏ nên dễ bị nhầm lẫn với
các đại diện của sinh vật phù du. Các loài động vật như Phoebastria nigripes (một
lồi chim hải âu) hoặc rùa biển, chết vì nuốt phải các vật bằng nhựa. Những lồi này
có thể là con mồi của các sinh vật lớn hơn và có thể góp phần vào việc tiêu hóa thứ
cấp của các loài chim biển [56].
1.5.1.3. Phá hủy cảnh quan
Rác thải nhựa lớn hơn (như thùng chứa - chai nhựa, xô,....) trôi nổi trong

nước, có thể đưa sinh vật biển đến các môi trường sống khác. Nhựa, một vật liệu
tương đối rẻ tiền và linh hoạt có nhiều ứng dụng trong cơng nghiệp, điều này giải
thích cho sự phát triển theo cấp số nhân của thế kỷ trước và xu hướng sẽ tiếp tục
tăng [49]. Túi nilon là một trong những nguồn ô nhiễm nhất. Sau khi tiếp xúc với
ánh nắng mặt trời, nhựa bị phân hủy thành các polyme nhỏ hơn, gây ô nhiễm đất và
đại dương [27].
1.5.2. Ảnh hưởng tới sức khỏe con người
Rủi ro sức khỏe từ nhựa có thể đến từ nhiều nguồn khác nhau ví dụ như từ
chất tổng hợp hữu cơ (ví dụ Bisphenol), chất phụ gia hoặc là sự kết hợp cả hai (ví
dụ: antimicrobial polycarbonate) [52]. Với các chất phụ gia và thành phần của
nhựa các nghiên cứu thường tập trung vào Bisphenol A và phthalates. Bisphenol A
(BPA) là chất tổng hợp chất hợp chất hữu cơ được sử dụng trong nhựa
polycarbonate [51]. Nó được tổng hợp lần đầu tiên vào năm 1891 và được sử dụng
thường xuyên như một chất phụ gia cho các loại nhựa khác như polyvinyl clorua
(PVC). Lượng BPA trên thế giới hàng năm lên đến 2.2 triệu tấn vào năm 2003. Phần
lớn của khối lượng này tiếp xúc với thực phẩm. Bởi vì quá trình trùng hợp của BPA
khiến một số monome không liên kết với nhau, các phân tử BPA có thể được giải
phóng từ hộp đựng đồ uống và thực phẩm theo thời gian. Quá trình rửa trôi của các

21


chất diễn ra nhanh hơn do việc rửa nhiều lần các thùng chứa và quá trình bảo quản
trong các vật dụng có tính axit hoặc bazơ làm phân hủy polyme. Do đó, các chai
nước tái sử dụng, bình sữa trẻ em và lớp lót bên trong của hộp thực phẩm, tất cả đều
được sử dụng BPA, mặc dù là có thể ngấm monomer vào thực phẩm theo thời gian,
đặc biệt là ở nhiệt độ cao [45]. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng thực phẩm và đồ uống
được đựng trong những vật chứa như vậy, bao gồm cả những chai nước trong suốt
có thể chứa một lượng nhỏ Bisphenol A (BPA) có thể gây trở ngại cho q trình
truyền thơng tin của cơ thể. Thức ăn và đường hô hấp được coi là nguồn tiếp xúc

chính với BPA trong cơ thể con người. BPA được coi là một loại hormone vì nó
giống với hormone sinh sản 'estrogen'. Trong các nghiên cứu đã đưa ra rằng BPA có
liên quan đến một số vấn đề sức khỏe như tổn thương nhiễm sắc thể buồng trứng,
giảm sản xuất tinh trùng, dậy thì nhanh, thay đổi nhanh chóng trong hệ thống miễn
dịch, bệnh tiểu đường loại 2, rối loạn tim mạch, béo phì,....[51]. Một số nghiên cứu
cũng rằng BPA làm tăng nguy cơ ung thư vú, ung thư tuyến tiền liệt, đau nhức, rối
loạn chuyển hóa, ... BPA ở phụ nữ và suy giảm sức khỏe, bao gồm béo phì, tăng sản
nội mạc tử cung, sẩy thai liên tục, vô sinh và hội chứng buồng trứng đa nang [37,
58]. Lượng BPA không liên hợp trong máu và mô nằm trong khoảng 0,1 đến 10
μg/L trong cơ thể người và được xác định trong huyết thanh và nước tiểu. Hàm
lượng BPA được ước tính hàng ngày từ mức độ tiết niệu ở nam cao hơn nữ (53,8 so
với 41 ng/kg/ngày) và cao hơn ở trẻ em và thanh thiếu niên (tương ứng là 64,6 và
71 ng/kg/ngày) so với người lớn, những người có mức độ phơi nhiễm giảm theo độ
tuổi từ 52,9 ng/kg/ngày ở người 20–39 tuổi xuống 33,5 ng/kg/ngày ở người già từ
60 tuổi trở lên [51].
Khi xác định liều tham chiếu cho người, US EPA đã tính giá trị 50 μg/ kg/
ngày bằng cách áp dụng hệ số an tồn, để tính đến việc ngoại suy từ động vật sang
người, sự thay đổi trong quần thể người và ngoại suy từ phơi nhiễm bán mãn tính
đến mãn tính [59]. Liều tham chiếu này của BPA được tính tốn trên cơ sở mức tác
dụng ngoại ý có thể quan sát được thấp nhất (LOAL) vì các phản ứng bất lợi đã
được tìm thấy ngay cả ở liều thấp nhất được thử nghiệm. Ngày nay mối quan tâm về
BPA được chú ý nhiều hơn do khi tiếp xúc với liều thấp cũng quan sát được các

22


phản ứng. Bên cạnh đó cũng nhận thấy rằng mức hoạt tính sinh học của BPA có thể
phát hiện trong máu người có thể nằm trong hoặc cao hơn nồng độ được chứng
minh trong ống nghiệm. Với trong khoảng nồng độ đó có thể để gây ra những thay
đổi trong chức năng trong mơ. Phthalates là một nhóm đa chất đại diện cho axit

phthalic, một hợp chất còn được gọi là axit benzenedicarboxylic 1, 2benzenedicarboxylic được sản xuất với số lượng lớn từ những năm 1930. Các đặc
tính của phthalate phụ thuộc vào độ dài và sự phân nhánh của các chuỗi bên dialkyl
hoặc alkyl/ aryl, tức là gốc rượu của este. Di (2-ethylhexyl) phthalate (DEHP), được
sản xuất với số lượng hàng năm là 2 triệu tấn và được sử dụng rộng rãi trong các
thiết bị y tế. Con người có thể tiếp xúc với phthalate qua nhiều con đường khác
nhau, đáng chú ý nhất là sự phơi nhiễm y tế do phthalate giải phóng trực tiếp vào cơ
thể con người qua lọc máu, truyền máu và oxy hóa màng ngồi cơ thể (ECMO); ăn
phải các chất bị ơ nhiễm, bao gồm thực phẩm bị ô nhiễm, bụi nhà, ...Phthalate
thường có tác dụng làm tăng độ dẻo và tính linh hoạt của nhựa. Đây là một ví dụ về
việc thêm một số chất dẻo như polyvinyl clorua (PVC) tan băng. Phthales như BPA
làm mất cân bằng nội tiết tố, chúng phá vỡ các hormone bình thường. Cả BPA và
phthalate đều có thể xâm nhập vào cơ thể trẻ sơ sinh khi mang thai và qua bào thai
và trong quá trình cho con bú, chúng sẽ có thể gây hại cho trẻ. Tuy nhiên, phthalate
ít gây thiệt hại cho con người hơn so với BPA. Vì vậy tất cả các loại hộp nhựa đều
có chất BPA và phthalate có hại.
1.6. Các phương pháp xử lý rác thải nhựa
Các phương pháp xử lý nhựa có sự thay đổi rõ rệt theo thời gian. Sự thay đổi
được thể hiện qua hình sau:

23


Hình 1.7. Ước tính tỉ lệ xử lý chất thải nhựa [34]
Trước năm 1980, tái chế và thiêu đốt nhựa là không đáng kể; gần như 100%
đã bị vứt bỏ. Và từ năm 1990 việc tái chế bắt đầu được thực hiện, tỷ lệ tăng trung
bình khoảng 0,7% mỗi năm. Năm 2015, ước tính 55% chất thải nhựa tồn cầu đã bị
thải bỏ, 25% được đốt và 20% được tái chế [39].
Theo một nghiên cứu, họ áp dụng phương pháp ngoại suy sử dụng dữ liệu từ
năm 1980 đến năm 2015 để đưa ra dự đoán về tỉ lệ của các phương pháp xử lý rác
thải nhựa đến năm 2050. Trong hình 1.8, vào năm 2050, tỷ lệ đốt sẽ tăng lên

50%; tái chế đến 44%; và chất thải bị thải bỏ sẽ giảm xuống cịn 6% [40].

Hình 1.8. Ngoại suy sự thay đổi của nhựa từ năm 1980 đến năm 2050 [40]

24


1.6.1. Phương pháp tận dụng, tái sử dụng
Các bước để tái chế nhựa bao gồm các cơng đoạn chính:
Phân loại: Sau khi được thu gom từ các bãi phế thải, nhựa được phân loại,
mỗi loại nhựa khác nhau sẽ có máy xử lý khác nhau.
Làm sạch: Tiếp ngay sau bước phân loại, các loại nhựa được đem đi làm sạch
bằng nước.
Nghiền nhỏ: Rác thải nhựa lúc này được đem đi nghiền nhỏ hơn để sẵn sàng
bước vào các công đoạn tiếp theo.
Công đoạn đùn: Nhựa sau khi được nghiền nhỏ, sẽ được cho vào một máy
nhiệt có tác dụng làm nhựa chảy ra rồi đưa vào máy đùn để tạo ra các thành phẩm
tiếp theo.

Hình 1.9. Quá trình tái chế nhựa và dòng thải ở các cơ sở tái chế ở Việt Nam [3]
Rác thải nhựa sau khi thu gom sẽ được phân loại, kèm theo nguồn thải là mùi
chất hữu cơ phân hủy và các chất thải được loại bỏ trong q trình phân loại. Tiếp
theo tồn bộ rác thải nhựa đã được phân loại được đem đi làm sạch bằng nước, quá
trình này tạo ra nước thải, chất thải. Sau khi làm sạch toàn bộ chỗ nhựa này được

25