MỤC LỤC
MỞ ĐẦU 1
TỔNG QUAN 3
1.1 Mức độ ô nhiễm các hợp chất hữu cơ trong nước ở các sông trên Thế giới và
Việt Nam 3
1.1.1 Mức độ ô nhiễm các hợp chất hữu cơ trong nước ở các sông trên Thế giới 3
1.1.2 Mức độ ô nhiễm các hợp chất hữu cơ trong nước trong các sông ở Việt
Nam 11
1.2 Ảnh hưởng của các chất ô nhiễm hữu cơ đến sức khỏe con người và các loài
thủy sinh 12
1.2.1 Ảnh hưởng của các chất ô nhiễm hữu cơ đến sức khỏe con người 12
1.2.2 Ảnh hưởng của các chất ô nhiễm hữu cơ đến các loài thủy sinh 15
1.3 Các biện pháp quản lý, giảm thiểu các chất ô nhiễm hữu cơ ở một số nước
trên thế giới và Việt Nam 16
1.3.1 Các biện pháp quản lý, giảm thiểu các chất ô nhiễm hữu cơ ở Mỹ 16
1.3.2 Các biện pháp quản lý, giảm thiểu các chất ô nhiễm hữu cơ ở Châu Âu 19
1.3.3 Biện pháp quản lý, giảm thiểu các chất ô nhiễm hữu cơ ở Việt Nam 20
1.4 Các tiêu chuẩn quy định đối với các chất ô nhiễm ưu tiên ở một số nước trên
CHƯƠNG 3 35
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 35
3.1 Đánh giá nguy cơ ô nhiễm hợp chất hữu cơ qua khảo sát nguồn thải và mức
độ ô nhiễm trong nước sông Tô Lịch 35
3.1.1 Đánh giá nguy cơ ô nhiễm hợp chất hữu cơ trong nước sông Tô Lịch qua
khảo sát nguồn thải 35
3.1.2 Đánh giá mức độ ô nhiễm hợp chất hữu cơ trong nước sông Tô Lịch 38
3.2 Đánh giá khả năng tự làm sạch của sông 51
3.3 Đề xuất một số biện pháp giảm thiểu ô nhiễm 55
3.3.1 Các biện pháp quản lý 55
3.3.2 Các biện pháp xử lý 56
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 59
TÀI LIỆU THAM KHẢO 60
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1. PAHs trong nước một số sông ở Trung Quốc 4
Bảng 1.2. PPCPs trong nước một số sông trên thế giới 7
Hình 3.5. Sự phân bố 4-nonylphenol trong nước sông Tô Lịch 47
Hình 3.6. Sự phân bố diethyl phthalate trong nước sông Tô Lịch 47
Hình 3.7. Sự phân bố dimethyl phthalate trong nước sông Tô Lịch 48
Hình 3.8. Sự phân bố fenobucarb trong nước sông Tô Lịch 49
Hình 3.9. Sự phân bố benzo(k)fluoranthene trong nước sông Tô Lịch 49
DANH MỤC VIẾT TẮT
Tiếng Anh Tiếng Việt
AHc Aliphatic hydrocarbons
AIQS-DB Automated identification and
quantification database system
BBP Butylbenzyl phthalate
DBP Di-n-butyl phthalate
DDT Dichlorodiphenyltrichloroethane
DEHP Bis(2-ethylhexyl)phthalate
DEP Diethyl phthalate
DMP Dimethyl phthalate
DOP Di–n-octyl phthalate
GC-MS Gas chromatography - mass
spectroscopy
Sắc ký khí-khối phổ
HCH Hexachlorocyclohaxane
LOEC Lowest observed effect
RSD Relative standard deviation Độ lệch chuẩn tương đối
US EPA United States Environmental
Protection Agency
Cơ Quan Bảo vệ Môi
trường Mỹ
USEPA IRIS USEPA Integrated Risk
Information System
Hệ thống thông tin tích hợp
rủi ro của cơ quan bảo vệ
môi trường Mỹ
VOCs Volatile Organic Compounds Các hợp chất hữu cơ dễ bay
hơi
1 MỞ ĐẦU
1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU
Sự bùng nổ dân số cùng với tốc độ đô thị hóa, công nghiệp hóa đang tạo ra
sức ép lớn tới môi trường. Vấn đề ô nhiễm môi trường ở nước ta đã và đang tạo ra
sức ép lớn cho xã hội đặc biệt ở các thành phố lớn. Ở Hà Nội, trung bình mỗi ngày
đêm xả ra 450.000 m
3
nước thải sinh hoạt chưa qua xử lý và 400 cơ sở sản xuất đổ
trắc và đo đạc tại nhiều nước trên thế giới. Các phương pháp phân tích thường được
sử dụng nhiều là phương pháp sắc ký khí và sắc ký lỏng sử dụng đầu dò khối phổ,
các phương pháp này thường có độ nhạy, độ chọn lọc cao. Mặc dù vậy, các phương
2 pháp phân tích thông thường sẽ không thể phân tích được đồng thời tất cả các hợp
chất, chính vì vậy khiến cho giá thành, chi phí xác định các hợp chất rất cao và đòi
hỏi nhiều thời gian.
Phương pháp phân tích hợp chất hữu cơ sử dụng phần mềm AIQS-DB trên
thiết bị GC-MS có thể phân tích được đồng thời hơn 900 hợp chất ô nhiễm trong
môi trường. Phương pháp này có ưu điểm vượt trội so với các phương pháp khác là
chi phí thấp (không cần sử dụng chất chuẩn mà chỉ sử dụng qua chất nội chuẩn), là
công cụ hữu ích trong đánh giá ô nhiễm.
Vì thế, với những lợi thế của phương pháp phân tích hợp chất hữu cơ trên
thiết bị GC-MS sử dụng phần mềm AIQS-DB, việc “Đánh giá nguy cơ ô nhiễm
hợp chất hữu cơ ở sông Tô Lịch và đề xuất các biện pháp giảm thiểu” là rất cần
thiết để kiểm soát và bảo vệ nguồn nước mặt đang ngày càng bị ô nhiễm.
2. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI
Đánh giá nguy cơ ô nhiễm của một số hợp chất hữu cơ đặc thù qua khảo sát
nguồn thải. Từ đó, đề xuất các biện pháp giảm thiểu ô nhiễm nước sông Tô Lịch.
3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
Tổng quan tài liệu
Phân tích đồng thời các hợp chất hữu cơ bằng phần mềm AIQS-DB tích hợp
trên thiết bị GC-MS
Đánh giá nguy cơ ô nhiễm hợp chất hữu cơ qua khảo sát nguồn thải và mức
độ ô nhiễm trong nước sông Tô Lịch
Đánh giá khả năng tự làm sạch của sông Tô Lịch theo kịch bản giả định
Đề xuất các biện pháp giảm thiểu ô nhiễm nước sông Tô Lịch
Nam, Trung Quốc của Jian-Hui Sun và nhóm nghiên cứu cho thấy các PAHs có
4 khối lượng phân tử nhỏ (PAH 2 và 3 vòng) chiếm chủ yếu trong nước sông (92%).
Các điểm có nồng độ PAHs cao trong nước do ảnh hưởng của nguồn nước thải công
nghiệp, dòng thải đô thị và sự phát xạ của các hạt trong khí quyển. Nồng độ PAHs
trong nước vào mùa khô cao hơn so với mùa mưa. Vì vào mùa mưa, nước sông bị
pha loãng, nồng độ PAHs giảm [35]. Tuy nhiên, một nghiên cứu về mức độ PAHs
trong nước sông Hun, Trung Quốc lại chỉ ra rằng nồng độ PAHs trong nước sông
Hun vào mùa mưa cao hơn mùa khô. Trong mùa khô nồng độ cao nhất ở các điểm
thượng lưu. Do vào mùa khô, dòng chảy bị hạn chế, làm giảm sự vận chuyển các
chất ô nhiễm từ thượng lưu đến hạ lưu. Trong khi đó, mùa lũ nồng độ PAHs cao tại
các điểm hạ lưu [29].
Nồng độ tổng PAHs trong nước sông Songhua, Trung Quốc dao động từ
163,54 đến 2746,25 ng/l với giá trị trung bình của 934,62 ng/l, trong đó chủ yếu
là PAHs 2 và 3 vòng. Nồng độ PAHs cao nhất vào mùa hè, từ 105,49 đến 2603,64
ng/l với giá trị trung bình là 1423,65 ng/l và thấp nhất vào mùa thu, từ 86,15 đến
1001,64 ng/l [72].
Yongli Li và nhóm nghiên cứu đã đánh giá PAHs trong nước lưu vực sông
Luanhe, Trung Quốc. Kết quả nghiên cứu cho thấy, PAHs trong nước sông lưu vực
sông Luanhe từ 9,75 đến 309,75 ng/l. Từ Guojiatun nồng độ PAHs tăng từ thượng
nguồn đến hạ nguồn Panjiakou. Tuy nhiên, từ Panjiakou đến Jianggezhuang nồng
độ PAHs lại giảm [73].
Bảng 1.1.
PAHs trong nước một số sông ở Trung Quốc
Sông Số lượng PAHs Nồng độ trung bình
(ng/l)
Nguồn
Hình 1.1.
Tổng nồng độ PAHs trong nước sông Menderes, Thổ Nhĩ Kỳ
Jiamo Fu và nhóm nghiên cứu có thực hiện những nghiên cứu về các chất
hữu cơ bền vững trong đất, không khí, nước mặt, trầm tích, cá và động vật có vỏ
cứng ở đồng bằng châu thổ sông Châu, Trung Quốc. Nghiên cứu về nước mặt được
thực hiện ở 3 sông chính đổ vào sông đồng bằng châu thổ sông Châu Giang. Kết
quả nghiên cứu cho thấy mức độ tổng OCPs trong nước sông từ 130-1200ng/l.
PCBs được tìm thấy trong tất cả các mẫu nước Châu Giang là: Tây Giang, Bắc
Giang, Đông Giang và 7 nhánh đường thủy trong sông mặc dù nồng độ phát hiện
thấp hơn 5ng/l [33].
Ở sông Chenab ở Pakistan nồng độ PCBs trong trầm tích cao hơn trong
nước. Thượng nguồn bao gồm khu vực nông thôn và vùng nông nghiệp. Khu vực
giữa sông bao gồm các khu đô thị và khu công nghiệp. Hạ nguồn là vùng ven đô. Vì
vậy, nồng độ PCB cao nhất tại các điểm ở giữa sông, tiếp theo là hạ nguồn và
thượng nguồn. Nồng độ PCB từ các khu công nghiệp và đô thị đóng góp hơn 40%
tổng PCB trong trầm tích và nước khu vực nghiên cứu [9].
Sông Sarno được mệnh danh là sông ô nhiễm nhất ở châu Âu. Nồng độ
PCBs trong nước hòa tan ở sông này từ 1,00 đến 5,20 ng/l với giá trị trung bình là
3,04 ng/l. Tetra-PCBs, penta-PCBs và hexa-PCBs xuất hiện phổ biến trong ở các vị
7 trí. Điều đó, được giải thích là do nồng độ của các congeners chứa trong chất lỏng
trong các máy móc cao. Ngoài ra, nồng độ thuốc trừ sâu cơ clo trong nước hòa tan ở
sông Sarno cũng dao động từ 0,44 đến 3,52 ng/l với giá trị trung bình 1,12 ng/l [51].
Hiện nay, xã hội phát triển nên con người ngày càng chú ý đến sức khỏe.
Con người sử dụng nhiều hơn các sản phẩm chăm sóc sức khỏe. Tuy nhiên, chính là
sản phẩm đó lại gây ô nhiễm nguồn nước. Một nghiên cứu được thực hiện tại
Singapore nhằm đánh giá sự có mặt của dược phẩm và các sản phẩm chăm sóc sức
−416
[69]
Sông Pearl, Trung Quốc Triclosan 0,6–347 [77]
Sông Hoàng Hà, Trung
Quốc
Chất kháng khuẩn ND
−
64,7 [78]
Sông Seine, Pháp Thuốc kháng sinh ND-544 [60]
Sông Choptank, Mỹ Thuốc kháng sinh ND-694 [11]
Sông Youngsan, Hàn Quốc Hoocmon 1,7–5,0 [39]
Sông Llobregat, Tây Ban
Nha
Hoocmon 2–5 [13]
Ngoài các nghiên cứu về thuốc trừ sâu, PCBs, PAHs, PPCPs còn có các
nghiên cứu về PCDDs, PCDFs… như một nghiên cứu ở Trung Quốc đó là:
“polychlorinated dibenzo-p-dioxins (PCDDs) and dibenzofurans (PCDFs) and
polychlorinated biphenyls (PCBs) trong các mẫu nước sông từ các nhánh giữa sông
Trường Giang, Trung Quốc”. Nghiên cứu này cho thấy nồng độ PCDD/Fs và PCBs
trong sông Trường Giang là rất thấp. Nguồn thải PCDD/Fs chủ yếu từ nước thải của
nhà máy sản xuất bột giấy. Ngoài ra, do đốt củi trong sinh hoạt và đốt than cũng là
nguyên nhân dẫn đến sự có mặt của PCDD/Fs [53].
Hậu quả của thảm họa rò rỉ khí methyl isocyanate từ nhà máy sản xuất thuốc
trừ sâu ở Bhopal-Ấn Độ khiến hàng nghìn người chết. Ngày nay, các chất hóa học
độc hại tiếp tục bị rò rỉ gây ô nhiễm nguồn nước, ảnh hưởng đến sức khỏe của
người dân. Vì thế, ngày càng có nhiều nghiên cứu về thuốc trừ sâu ở đất nước sản
9
Bảng 1.3.
Nồng độ (ng/l) các phthalate trong nước ở một số sông trên thế giới
Sông DMP DEP DBP BBP DEHP DOP Nguồn
Dommel,
Hà Lan
<4,5-
190
<70-2300
<66-
3100
<10-1800
<900-5000 <2-78 [67]
Yangtze,
Trung
Quốc
<10-25 <10-211 105-286 10-21 <10-836 <10-20
[30]
Seine,
Pháp
26-184 71-181 67-319 ND 160-314 ND [19]
Selangor,
Malaysia
2-15 10-49 47-213 4-13 6-389 ND-9 [56]
Kaveri,
Ấn Độ
Đề tài nghiên cứu khoa học cấp cơ sở của Phạm Thị Hường – Viện Công
nghệ Môi trường: “Ứng dụng phần mềm AIQS-DB trên thiết bị GC-MS để phân tích
định tính 900 hợp chất hữu cơ trong nước” sử dụng phần mềm AIQS-DB tích hợp
trên thiết bị GC-MS để phân tích các mẫu nước tại sông Tô Lịch, sông Lừ, sông
Nhuệ. Kết quả phân tích cho thấy mẫu nước sông Tô Lịch tại cầu Mọc phát hiện
được 54 chất (tổng nồng độ là 25µg/l), mẫu nước sông Lừ tại cầu Định Công là 71
chất (tổng nồng độ là 69µg/l), mẫu nước sông Nhuệ tại cầu Noi là 77 chất (tổng
nồng độ là 130µg/l). Các hợp chất phát hiện trong 3 mẫu trên bao gồm nhóm: chất
béo, PCBs, PAHs, phenol, PPCPs và thuốc trừ sâu [6].
Trong hội thảo: “Sự ô nhiễm các chất bẩn rất nhỏ và các tác động của nó tới
môi trường nước ở Việt Nam” có đề cập đến các nghiên cứu về sự ô nhiễm các chất
hữu cơ ở 4 thành phố của Việt Nam như: Hà Nội, Huế, Đà Nẵng và Thành phố Hồ
Chí Minh. Kết quả phân tích nước mặt thành phố Hà Nội phát hiện có 11 hợp chất
12 (7 PPCPs và 4 thuốc trừ sâu) trong cả 2 mẫu mùa khô và mùa mưa. Nồng độ PPCPs
khu vực nội thành cao hơn 2-5 lần khu vực ngoại thành và do có sự pha loãng bởi
nước mưa nên mùa mưa nồng độ giảm so với mùa khô. Trong khi đó, số lượng và
tổng nồng độ thuốc trừ sâu ở thành phố Hồ Chí Minh trong mùa mưa ở khu vực
ngoại thành lại cao hơn so với mùa khô do ảnh hưởng của các hoạt động nông
nghiệp. Các mẫu nước mặt ở Huế đều phát hiện có thuốc trừ sâu nhưng đều ở nồng
độ thấp. PPCPs và thuốc trừ sâu cũng được phát hiện thấy trong mẫu nước mặt ở Đà
Nẵng [28].
Nghiên cứu đầu tiên về: “Sự xuất hiện của các axit perfloalkyl (PFAAs)
trong môi trường nước ở Việt Nam” được thực hiện ở Việt Nam bởi Dương Thị
Hạnh và nhóm nghiên cứu. Hai mươi tám nước sông và 22 mẫu nước ngầm trong
bốn thành phố lớn và 14 mẫu nước sông từ sông Hồng đã được sàng lọc để điều tra
sự xuất hiện và các nguồn của 16 PFAAs. Axit perfluorooctane sulfonic (PFOS),
acid perfluorooctanoic (PFOA), và acid perfluorononanoic (PFNA) thường gặp nhất
độc hại đối với hệ thần kinh [82].
- Các hợp chất hydrocacbon đa vòng thơm (PAHs) được các hạt keo hấp thụ
hoặc bám dính trên các chất hoạt tính bề mặt, do vậy chúng có khả năng tích tụ lớn
và cũng có khả năng gây ung thư. Chúng cũng gây ức chế hệ thống miễn dịch và
đang nghi ngờ là chất gây rối loạn nội tiết.
- Các hợp chất polyclobiphenyl (PCB) được đưa vào nhóm các chất ô nhiễm
hữu cơ bền vững POPs trong công ước Stockholm. Các PCB có độ bền hóa học,
nhiệt và sinh học rất cao. PCBs gây ảnh hưởng đến con người:
Ảnh hưởng đến sinh sản: phụ nữ có thai tiếp xúc với PCBs thì trẻ sinh ra sẽ
bị giảm cân nặng sau sinh và giảm đáng kể tuổi thai.
Ảnh hưởng đến nội tiết: PCBs đã được chứng minh gây ra ảnh hưởng đến
nồng độ hooc môn tuyến giáp ở động vật và con người. Nồng độ hooc môn tuyến
giáp là rất quan trọng cho sự tăng trưởng và phát triển bình thường.
Ngoài ra, PCBs còn làm tăng nồng độ huyết thanh ở người.
14 Ảnh hưởng đến miễn dịch: người bị nhiễm virus Epstein-Barr do tiếp xúc
PCBs nhiều sẽ có nguy cơ bị ung thư hạch bạch huyết cao hơn so với những người
không bị nhiễm virus Epstein-Barr [80].
- Bis (2-ethylhexyl)phthalate: là chất được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp
sản xuất chất dẻo. Tuy nhiên, hiện nay chất này đã bị cấm ở châu Âu và được đưa
vào nhóm các chất ô nhiễm ưu tiên ở Mỹ bởi các ảnh hưởng bất lợi đối với con
người và các loài thủy sinh. Nhiều nghiên cứu đã chứng minh rằng DEHP có tính
chất phá vỡ nội tiết và có thể gây ung thư [38]. DEHP tiếp xúc với con người qua
đường nước uống, thực phẩm, các bao bì và đường hô hấp.
Bảng 1.4. Ảnh hưởng có hại của bis(2-ethylhexy)phthalate
Đối tượng Nồng độ và thời gian
tiếp xúc
Các ảnh hưởng có hại Nguồn
môi trường nước, gây ảnh hưởng xấu đến một số loài thủy sinh.
Bảng 1.5. Các ảnh hưởng có hại của PPCPs
Chất Ảnh hưởng
có hại
Nồng độ
tiếp xúc
(µg/l)
Thời gian
tiếp xúc
(ngày)
Nguồn
Caffeine Phá vỡ nội tiết
của cá vàng
2000 7 [44]
Triclosan và
triclocarban
Ức chế sự phát
triển của tảo
0,4÷10 3 [71]
Gemfibrozil Ức chế sự phát
triển của tảo
4420 1 [54]
Carbamazepine
Mất cân bằng
oxy hóa của cá
hồi vân
200 42 [79]
16
nhuận, các ngành công nghiệp và người dân để giúp giảm bớt chất độc trong lưu
vực sông Columbia
.
Các kế hoạch hành động giảm thiểu các chất độc hại lưu vực
sông Columbia ở Mỹ năm 2010 là:
- Gia tăng sự hiểu biết và sự cam kết giảm thiểu các chất độc hại trong lưu vực sông
Columbia.
- Tăng các hành động giảm thiểu các chất độc hại
- Hướng dẫn giám sát các nguồn thải xác định và sau đó giảm các chất độc hại
17 - Xây dựng khu vực, chương trình nghiên cứu và giám sát đa quốc gia
- Xây dựng một hệ thống quản lý dữ liệu để chia sẻ thông tin về các chất độc hại
trong lưu vực sông [64].
b. Kế hoạch quản lý các chất độc hại trong sông Niagara
Trên con đường từ hồ Erie vào hồ Ontario, sông Niagara đi qua một phức hợp
của thép, hóa dầu và các ngành công nghiệp sản xuất hóa chất. Trong lịch sử, quyết
định về sự phát triển của Niagara Frontier chỉ tập trung vào các yếu tố kinh tế,
chẳng hạn như việc tạo ra công ăn việc làm và sản xuất vật liệu rẻ hơn. Những
quyết định này đã được chứng minh là nguyên nhân của các vấn đề về môi trường ở
sông Niagara và các khu vực xung quanh. Gần đây hơn, suy thoái môi trường và tác
động của nó đối với sức khỏe con người đã trở thành một xem xét hiện hành trong
các quyết định về việc sử dụng và quản lý của các sông Niagara. Trong thập kỷ qua,
phenol, dầu, sắt, phốt pho, clo, thủy ngân, và màu sắc đã được giảm đáng kể. Hiện
nay, các chất độc hại và ảnh hưởng của chúng đối với sức khỏe con người và hệ
sinh thái đang được tập trung nghiên cứu. Các vùng xử lý chất thải độc hại chính đã
được xác định dọc theo hành lang sông Niagara, và các chất độc hại đã được phân
tích trong nước thải công nghiệp ở các cơ sở trong thành phố xả ra sông [81]. Các
nguồn gây ô nhiễm nước sông Niagara là: nước thải, nước ngầm, nước mưa, đất bị ô
thuốc trừ sâu cũ với lựa chọn thay thế ít gây tổn hại
• Thúc đẩy nông nghiệp bền vững
• Tìm kiếm sự ưu tiên đặc biệt cho hội nghị sông Mississippi
• Quy định trại chăn nuôi
• Kiểm soát sử dụng đất như dải đệm
• Tính toán lại các tiêu chuẩn chất lượng nước với việc xem xét đến những loài dễ
bị tổn thương tác động
• Xây dựng kiểm soát các nguồn thải đô thị không xác định và giáo dục
Copyright: Tài liệu đại học ©