Lần đầu tiên tại Việt Nam, một hệ thống dự báo hành trình rác thải nhựa trôi dạt trên biển đã được phát triển, kết hợp dữ liệu khí tượng hiện đại và công nghệ mô phỏng dòng chảy.
Công cụ này cho phép truy vết nguồn phát thải, dự báo chính xác khu vực tích tụ, mở ra giải pháp hiệu quả cho công tác quản lý rác thải nhựa đại dương.
Rác thải nhựa đại dương, đặc biệt là các mảnh vụn nhựa kích thước lớn (macro plastic debris – MPD), đang trở thành hiểm họa đối với hệ sinh thái biển và an ninh môi trường toàn cầu. Vấn đề này liên tục được đưa ra tại Hội đồng Môi trường Liên Hợp Quốc, phản ánh tính chất xuyên biên giới và cấp bách.
Tuy nhiên, dữ liệu chi tiết về nguồn gốc, hướng vận chuyển và cơ chế phát tán của MPD, nhất là tại các cửa sông và ven biển ở các nước đang phát triển, vẫn còn rất hạn chế. Đây cũng là khoảng trống khiến việc quản lý rác nhựa gặp nhiều khó khăn.
Rác thải nhựa đang là vấn đề nghiêm trọng với địa dương (ảnh minh hoạ).
Trước yêu cầu đó, ThS. Nguyễn Đức Thịnh cùng nhóm nghiên cứu Viện Hải dương học (Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam) đã triển khai 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”.
Khác với nhiều nghiên cứu chỉ dựa vào mô phỏng máy tính, nhóm đã kết hợp đồng thời dữ liệu thực địa và mô hình số hiện đại. Các phao trôi gắn GPS được thả tại cửa sông, vịnh và biển mở để theo dõi trực tiếp hành trình rác thải, kết hợp bản đồ dòng chảy thực tế cùng dữ liệu khí tượng quốc tế. Đây là lần đầu tiên tại Việt Nam phương pháp Lagrangian – vốn chỉ áp dụng trong nghiên cứu quốc tế quy mô lớn – được triển khai đồng bộ, nâng cao độ chính xác trong dự báo.
Tự chế thiết bị, giải bài toán chi phí
Ban đầu, nhóm sử dụng phao nhập khẩu từ châu Âu và Hàn Quốc nhưng chi phí quá cao, dễ mất tín hiệu xa bờ. Để khắc phục, nhóm đã tự chế phao bằng ống nhựa PVC, gắn thiết bị định vị GPS nhập từ Pháp. Giá thành mỗi bộ chỉ khoảng 80 USD, rẻ gấp nhiều lần so với phao ngoại nhập, nhưng vẫn đảm bảo theo dõi chính xác. Đây là sáng tạo đáng chú ý, cho thấy khả năng thích ứng với điều kiện nghiên cứu tại Việt Nam.
Trên cơ sở dữ liệu thu được, nhóm đã xây dựng mô hình thủy động lực học kết hợp, sử dụng mã nguồn mở OpenDrift và Delft3D. Dữ liệu gió từ bộ khí tượng ERA5, dòng chảy biển và số liệu từ phao thực địa được tích hợp để tái hiện chính xác hành trình, tốc độ và khu vực tích tụ rác.
Một số hình ảnh thực địa của nhóm nghiên cứu.
Đặc biệt, mô hình đã được đóng gói thành chương trình độc lập mang tên VAST-PlasticDrift. Người dùng chỉ cần nhập vị trí và thời gian phát thải là có thể dự báo nhanh hành trình trôi dạt của rác nhựa. Công cụ này hỗ trợ thiết thực cho thu gom rác theo mùa, ứng phó sự cố tràn rác, quản lý vùng ven biển, cũng như phục vụ giáo dục cộng đồng và hoạch định chính sách.
Khảo sát tại Nam Trung Bộ cho thấy, gần 90% điểm lấy mẫu phát hiện rác nhựa trôi nổi, trong đó 45% bị ô nhiễm nặng. Các khu vực có nguy cơ tích tụ cao gồm đầm Nha Phu, Bãi Dài, bãi biển Nha Trang, Cam Ranh và Hòn Tre – nơi áp lực du lịch, đô thị hóa ngày càng lớn.
Những phát hiện này đã được công bố trên nhiều tạp chí quốc tế uy tín, trong đó có Ocean Science (SCI-Q1, IF: 5.9), góp phần cung cấp cơ sở khoa học quan trọng để Việt Nam và khu vực xây dựng chiến lược giảm thiểu ô nhiễm nhựa biển.
Hướng đi tiếp theo nhóm sẽ tiếp tục mở rộng nghiên cứu không chỉ với rác thải nhựa mà còn với các loại vật chất khác trôi dạt từ lục địa ra biển. Mục tiêu là hiểu rõ hơn mối liên hệ giữa quá trình tự nhiên và tác động của con người, từ đó đề xuất giải pháp phát triển bền vững hệ sinh thái ven bờ.
Sự ra đời của công cụ VAST-PlasticDrift cho thấy năng lực nghiên cứu trong nước hoàn toàn có thể tạo ra công nghệ tiên phong, bắt kịp xu thế quốc tế và đóng góp vào nỗ lực toàn cầu chống ô nhiễm nhựa và “chữa lành” cho đại dương.