NGHIÊN CỨU MÔ PHỎNG LAN TRUYỀN RÁC THẢI NHỰA KHU VỰC VEN BIỂN ĐỒ SƠN – HẢI PHÒNG BẰNG MÔ HÌNH SỐ

Đỗ Văn Cường1, Đỗ Trung Kiên2, , Trần Gia Ninh1
1 Khoa Hàng hải, Trường Đại học Hàng hải Việt Nam
2 Phòng Quan hệ quốc tế, Trường Đại học Hàng hải Việt Nam

Nội dung chính của bài viết

Tóm tắt

Ô nhiễm rác thải nhựa đang trở thành vấn đề môi trường cấp bách tại các vùng biển và ven biển, đặc biệt ở những khu vực tập trung đông dân cư, du lịch và hoạt động hàng hải. Nghiên cứu này tập trung xây dựng và ứng dụng mô hình mô phỏng số nhằm phân tích quá trình lan truyền rác thải nhựa tại khu vực ven biển Đồ Sơn – Hải Phòng. Điểm mới của nghiên cứu là tiếp cận trực tiếp rác thải nhựa như một đối tượng ô nhiễm độc lập thông qua mô hình số hiện đại, góp phần bổ sung cơ sở dữ liệu khoa học còn hạn chế phục vụ quản lý môi trường biển địa phương. Mô hình được thiết lập trên nền tảng MIKE 21/3 Coupled FM, tích hợp các yếu tố hải văn, khí tượng và đặc tính vật lý của rác thải nhựa. Kết quả mô phỏng làm rõ quy luật di chuyển, phân tán và tích tụ rác thải theo không gian – thời gian, đồng thời xác định các khu vực có nguy cơ tích lũy cao. Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học cho việc dự báo xu thế ô nhiễm và đề xuất các giải pháp quản lý, thu gom và giảm thiểu rác thải nhựa, hướng tới bảo vệ môi trường ven biển và phát triển kinh tế biển bền vững. 

Plastic waste pollution has become an urgent environmental issue in marine and coastal areas, particularly in regions with high population density, tourism activities, and maritime operations. This study focuses on the development and application of a numerical simulation model to analyze the transport and dispersion of plastic waste in the Do Son – Hai Phong coastal zone. A key contribution of the research lies in treating plastic waste as an independent pollution source using advanced numerical modeling techniques, thereby supplementing the limited scientific data available for local coastal environmental management. The model was established on the MIKE 21/3 Coupled Flexible Mesh platform, integrating hydrodynamic conditions, meteorological forcing, and the physical characteristics of plastic waste. Simulation results clarify the spatial–temporal patterns of transport, dispersion, and accumulation of plastic waste, while identifying areas with a high potential for accumulation. The study provides a scientific basis for predicting pollution trends and for proposing effective strategies for plastic waste management, collection, and mitigation, contributing to coastal environmental protection and the sustainable development of the marine economy. 

Chi tiết bài viết

Tài liệu tham khảo

[1] UNEP (2018). Single-Use Plastic - A Roadmap for Sustainability.
[2] WWF (2020). Addressing marine plastic pollution in ASIA: Potential key elements of a global agreement. Workshop summary report.
[3] UNEP (2024). Report of the intergovernmental negotiating committee to develop an international legally binding instrument on plastic pollution, including in the marine environment, on the work of its fourth session, Ottawa, p.23–29.
[4] E. van Sebille et al. (2020). “The physical oceanography of the transport of floating marine debris”. Environmental Research Letters, vol. 15, no. 2, p. 023003.
[5] J. Jiang, L. He, S. Zheng, J. Liu, and L. Gong (2024). “A review of microplastic transport in coastal zones”. Marine Environmental Research, vol. 196, p. 106397.
[6] GESAMP (2019). “Guidelines for the monitoring and assessment of plastic litter in the ocean”. In: Rep. Stud. GESAMP No. 99. IMO, London, 123 p.
[7] Watson-Wright, Wendy M., et al. (2024). “The UN Joint Group of Experts on the Scientific Aspects of Marine Environmental Protection (GESAMP)—An ocean science-policy interface standing the test of time”. Marine Pollution Bulletin, vol. 199, p. 115917.
[8] H. G. Hoang, N. S. H. Nguyen, T. Zhang, H.-T. Tran, S. Mukherjee, and R. Naidu (2025). “A review of microplastic pollution and human health risk assessment: current knowledge and future outlook”. Frontiers in Environmental Science, vol. 13, p. 1606332.
[9] L. Lebreton, S.-J. Royer, A. Peytavin, W. J. Strietman, I. Smeding-Zuurendonk, and M. Egger (2022). “Industrialised fishing nations largely contribute to floating plastic pollution in the North Pacific subtropical gyre”. Scientific Reports, vol. 12, no. 1.
[10] M. Parsamanesh and M. Izadi (2024). “Global stability and bifurcations in a mathematical model for the waste plastic management in the ocean”. Scientific Reports, vol. 14, no. 1.
[11] R. Ramaswamy, G. Mani, S. Palanisamy, and O. Ege (2025). “Mathematical Model of the Waste Plastic Management via ABC Fractional Order Derivative”. International Journal of Mathematics and Mathematical Sciences, vol. 2025, no.1.
[12] Nguyễn Thanh Bình, Nguyễn Lê Tuấn, Nguyễn Thị Bích Phương, Bùi Ngọc Quỳnh, Đinh Kim Ngân (2022). Tổng quan ảnh hưởng vi nhựa tới động vật đáy biển trên thế giới và những nghiên cứu đầu tiên ở Việt Nam. Tạp chí Khoa học Đại học Tân Trào, tập 8, số 2, tr.123-130.
[13] Hà Thị Hiền, Nguyễn Thị Hằng Nga, Nguyễn Thị Kim Cúc (2023). Kết quả nghiên cứu mật độ vi nhựa trong mẫu cát biển khu vực bờ biển bãi dài, tỉnh Khánh Hòa. Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Thủy lợi và Môi trường, số 85, tr.27-34.
[14] Đỗ Thị Phương Thảo, Nguyễn Gia Trọng, Dương Anh Quân, Nghiêm Văn Tuấn (2024). Nghiên cứu phân tích khả năng ước tính lượng rác thải nhựa phát tán trực tiếp ra môi trường biển từ các hoạt động kinh tế-xã hội trên Biển Đông. Tạp chí Khoa học đo đạc và bản đồ, số 61, tr.41-48.
[15] Mai Trọng Hoàng, Trần Văn Thụy, Mai Thị Huyền (2025). Nghiên cứu sự phân bố, tích lũy rác thải nhựa tại một số cửa sông, bãi biển tại tỉnh Thanh Hóa. Tạp chí Khoa học biến đổi khí hậu, số 34, tr.81-89.
[16] Nguyễn Quốc Trinh và cộng sự (2022). Ứng dụng mô hình 2D cho bài toán truyền tải rác thải nhựa theo đặc trưng mùa tại vùng biển Đà Nẵng–Quảng Nam. Tạp chí Khí tượng Thủy văn, số 743, tr.36-51.
[17] DHI, MIKE 21 & MIKE 3 Flow Model FM – Hydrodynamic Module Scientific Documentation. Hørsholm, Denmark: Danish Hydraulic Institute, 2014.
[18] DHI, MIKE 21 & MIKE 3 Flow Model FM – Particle Tracking Module Scientific Documentation. Hørsholm, Denmark: Danish Hydraulic Institute, 2014.
[19] Dương Thanh Nghị và cộng sự (2023). Ô nhiễm vi nhựa trong vùng biển ven bờ phía Bắc Việt Nam. Nhà xuất bản Khoa Học Tự Nhiên & Công Nghệ; 286 trang.
[20] Tổng Cục Biển và Hải đảo Việt Nam (2020). Hồ sơ rác thải nhựa đại dương, 187 trang.
[21] Nguyễn Công Sơn và cộng sự (2024). Tổng quan một số nghiên cứu về chất thải nhựa biển ở Việt Nam và đề xuất hướng nghiên cứu trong tương lai. Tạp chí Môi trường, chuyên đề 1, 7 trang.