ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
*******

NGUYỄN THỊ MƠ

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH SÀNG LỌC
CALUX TRONG ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ Ô NHIỄM DIOXIN TRONG
MÔI TRƯỜNG TẠI MỘT SỐ KHU VỰC Ô NHIỄM NẶNG Ở VIỆT
NAM VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP XỬ LÝ Ô NHIỄM TẠI KHU VỰC NÀY

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

HÀ NỘI – 2014

1


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
*******

NGUYỄN THỊ MƠ

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH SÀNG LỌC
CALUX TRONG ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ Ô NHIỄM DIOXIN TRONG
MÔI TRƯỜNG TẠI MỘT SỐ KHU VỰC Ô NHIỄM NẶNG Ở VIỆT
NAM VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP XỬ LÝ Ô NHIỄM TẠI KHU VỰC NÀY
Chuyên ngành: Hóa môi trƣờng
Mã số: 60440120


vững của Nhật Bản (Science and Technology Research Partnership for Sustainable
Development -SATREPS)đã giúp đỡ em hoàn thành luận văn này.

Hà nội, 24/11/2014
Học viên
Nguyễn Thị Mơ
3


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Cấu trúc hóa học của các chất dioxin và các hợp chất tiêu biểu về độ độc.....3
Hình 1.2. Sơ đồ tác động sinh học của dioxin…………..……………..…….….8
Hình 1.3. Cơ chế hình thành dioxin trong sản xuất chất diệt cỏ……………….9
Hình 1.4. Sơ đồ nguyên tắc của phƣơng pháp CALUX …………………....….24
Hình 2.1. Các khu vực ô nhiễm tại sân bay Biên Hòa ……………….………...31
Hình 2.2. Các khu vực ô nhiễm tại sân bay Đà Nẵng………………..………....32
Hình 2.3. Phƣơng pháp lấy mẫu đất dƣới bề mặt …………………………........34
Hình 2.4. Sơ đồ quy trình chiết tách và làm sạch mẫu đất……… ………….....37
Hình 2.5. Quy trình làm sạch mẫu bằng hệ làm sạch bán tự động ………….....38
Hình 2.6. Quy trình thí nghiệm CALUX…………………………………….....39
Hình 3.1. Đƣờng chuẩn phân tích CALUX ………………………………..…..41
Hình 3.2. Đồ thị tƣơng quan ln[TCDD*100] và RLU của tế bào …………..…43
Hình 3.3. Đồ thị so sánh hai phƣơng pháp HRGCMS và CALUX…….……....46
Hình 3.4. Sơ đồ vị trí lấy mẫu tại khu vực Pacer Ivy, sân bay Biên Hòa ……..48
Hình 3.5. Biểu diễn nồng độ dioxin tại các vị trí lấy mẫu …………………….50
Hình 3.6. Sơ đồ vị trí lấy mẫu tại sân bay Đà Nẵng …………………….…......52
Hình 3.7. Biểu diễn vị trí đất bị nhiễm dioxin vƣợt ngƣỡng cho phép ……......53
Hình 3.8. Phân bố giá trị nồng độ TEQ tại khu vực phía Tây/Pacer Ivy…...…..55
Hình 3.9. Biểu đồ biểu diễn nồng độ phân bố theo chiều sâu của mẫu……..….56
Hình 3.10. Sơ đồ tiến trình xử lý bằng công nghệ giải hấp nhiệt …………..….62

Giải thích

ADN

Axit DeoxyriboNucleic

ARNT

Thể vận chuyển AhR trong nhân

AhR

Aryl hydrocarbon Receptor

CALUX

Chemical-Activated LUciferase gene eXpression

DRE

Yếu tố đáp ứng dioxin (Dioxin Responsive Element)

HRGC

High Resolution Gas Chromatography

HRMS

High Resolution Mass Spectrometry


Polychlorinated dibenzofuran

TCDD

Tetrachlorodibenzo-p-dioxin

TEF

Hệ số độc (Toxic Equivalency Factor)

TEQ

Độ độc tƣơng đƣơng (Toxic Equivalency Quantity)

6


MỞ ĐẦU
Dioxin là một nhóm các hợp chất hóa học đƣợc đƣa vào danh sách các chất ô
nhiễm hữu cơ khó phân hủy (Persistant Organic Pollutant-POP)[39]. Dioxin đƣợc
sinh ra một cách không chủ định và tồn tại nhƣ là một sản phẩm phụ của các quá
trình hoạt động, sản xuất công nghiệp khi cómặt chấtclo. Do phân tử của các chất
dioxin có cấu trúc gồm hai mạch vòng và có sự góp mặt của clo nên chúng rất ổn
định và do đócó thểtồn tại một cách bền vững trong môi trƣờng. Mặt khác, các phân
tửdioxin đều không phân cực; vì thế, chúng không tan trong nƣớc và các dung dịch
điện ly, nhƣng lại tan trong dung môi hữu cơ và trong mỡ. Đặc trƣng này làm cho
dioxin có một tính chất vô cùng nguy hiểm đối với con ngƣời và động vật là khả
năng tích tụ sinh học.Nếu dioxin đi vào cơ thể, chúng sẽ không bị bài tiết ra ngoài
mà sẽ tích tụ lại trong các mô mỡ và tế bào cơ thể sống gây ra các tác động đến các
quá trình sinh hóa của cơ thể.[10]

Vì vậy, với đề tài “Nghiên cứu ứng dụng phương pháp phân tích sàng lọc
CALUX trong đánh giá mức độ ô nhiễm dioxin trong môi trường tại một số khu
vực ô nhiễm nặng tại Việt Nam và đề xuất giải pháp xử lý ô nhiễm tại khu vực
này”, tôi hi vọngcác kết quả đạt đƣợc sẽ đóng góp một phần nhỏ vào lĩnh vực
nghiên cứu và xử lý ô nhiễm dioxin tại Việt Nam hiện nay.

8


CHƯƠNG 1 – TỔNG QUAN

1.1. TỔNG QUAN VỀ DIOXIN VÀ CÁC TÁC ĐỘNG CỦA DIOXIN
TỚI SỨC KHOẺ CON NGƯỜI VÀ MÔI TRƯỜNG
1.1.1. Khái niệm về Dioxin
Các tính chất lý – hóa của dioxin
Dioxin đƣợc biết đến nhƣ là tên gọi chung của một nhóm các hợp chất hóa
học có cấu tạo chung gồm các nhóm hydrocacbon mạch vòng liên kết với clotồn tại
bền vững trong môi trƣờng cũng nhƣ trong cơ thể con ngƣời và các sinh vật khác.
Dioxin bao gồm 75 chất đồng loại PCDD (Polyclorodibenzo-p-dioxin) và 135 chất
đồng loại PCDF (Polychlorodibenzofuran).[17]

Hình 1.1. Cấu trúc hóa học của các chất dioxin và các hợp chất tiêu biểu về độ độc.
Tùy thuộc vào số nhóm thế clo trong phân tử mà ngƣời ta chia các hợp chất
PCDD/PCDF thành 8 nhóm chất nhƣ sau:

9


Bảng 1.1.Các nhóm đồng loại PCDD và PCDF [17]


DCDF

Triclo-

14

TrCDD

28

TrCDF

Tetraclo-

22

TCDD

38

TCDF

Pentaclo-

14

PeCDD

28


OCDF

Tổng số

75

135

Các chất dioxin là những hợp chất có tính bền vững cao và đƣợc tìm thấy
trong không khí, đất, nƣớc, trầm tích, động vật và thức ăn. Độc tính của chúng rất
khác nhau tùy vào cấu trúc của mỗi phân tử, các phân tử có độ độc cao là các phân
tử chứa nguyên tử clo ở các vị trí thế 2,3,7,8, trong đó bao gồm 7 chất PCDD và 10
chất PCDF.
Khái niệm về hệ số độc (Toxicity Equivalency Factor-TEF) của các chất
dioxin đƣợc Tổ chức Y tế thế giới (WHO) đƣa ra, hệ số độcđƣợc xác định dựa
trêndựa trên những nghiên cứu vềtác dụng của chất dioxin với cơ thể sống và những
biểu hiện xấu do nó gây ra. Chất 2,3,7,8-TCDD là chất đƣợc cho là có độc tính cao
nhất đƣợc biết đến và đƣợc quy ra hệ số độc cao nhất là 1, tính độc của các dioxin
và các hợp chất liên quan khác đƣợc biểu thị dƣới dạng một phân số của độc tính
qui cho TCDD.

10


TÀI LIỆU THAM KHẢO

A. TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT
1. GS.TS. Vũ Dũng (2010), Chất độc da cam/dioxin tại Việt Nam và những tổn
thương tâm lý ở con người, Nhà xuất bản Trƣờng ĐHKHXH&NV –
ĐHQGHN.

B. TÀI LIỆU TIẾNG ANH
11. Allen H. L.and Fong V.S.(2009), Agent orange/dioxin extent of
contamination, Unpublished presentation, Da Nang, Vietnam, 22 pp.
12. Baker R. S., Tarmasiewicz D., Bierschenk J. M., King J., Landler T. and
Sheppard D. (2007), Completion of In-situ Thermal Remediation of PAHs,
PCP and dioxins at a Former Wood Treatment Facility. International
Conference on Incineration and Thermal treatment technologies (IT3),
Phoenix, AZ. Air &waste management Association, Pittsburgh, PA.
13. Baker R.S. and Kuhlman M. (2002), A description of the mechanisms of insitu thermal destruction (ISTD) reactions, Oxidation and Reduction
Technologies for Soil and Groundwater, ORTs-2, Toronto, Ontario, Canada.
14. Baker R.S. andJohn L.C. (2003), Performance relative ti dioxin of the In-Situ
Thermal Destruction (ISTD) Soil remediation techlogy, Proceeding of the
23rd International Dioxin Symposium - Boston, MA.
15. Baker R.S., Smith G.J, Braatz H. (2009), In-Pile Thermal Destruction of
dioxin contaminated soil and sediment.Proceeding of the 29th International
Dioxin Symposium - Beijing, China.
16. Birke V., Mattik J., Runne D. (2004),Mechanochemical reductive
dehalogenation of hazardous polyhalogenated contaminants,Journal of
Materials Science, Volume 39, Issue 16-17, pp 5111-5116.
17. Fiedler H.(2003), Dioxins and Furans (PCDD/PCDF),UNEP Chemicals, 1113,Switzerland.

12


18. Heron G., Baker R.S., Smith G. (2009), In-pile thermal treatment of dioxin
and furans contaminated soil and sediment. Presented at the 10th
International HCH and Pesticides forum, Brno, Czech Republic.
19. Heron G., Baker R.S., Galligan J.P., Tawara K. and Braatz (2010), In-pile
thermal desorption for treatment of dioxin-contaminated soil in Japan.
Proceedings of the Seventh international Conference on Remediation of

Human Environment, SIPRI Y.B.
29. Wenjing T., Heidi Q. X, Hualing F., Xinhui P. and Bin Z. (2012),
Immunoanalysis Methods for the Detection of Dioxins and Related
Chemicals, Sensors,12, 16710-16731.
30. Young A.L. (2009), The History Use and Disposition and Environmental
Fate of Agent Orange,Science and Business Media, New York, USA.
31. ATSDR 1998. Toxicological profile for chlorinated dibenzo-p-dioxins. US
department of health and human services, Public health services, Atlanta,
GA, P678.
32. BEM Systems, Inc. (2007), Mitigating the Impact of dioxin-contaminated
“Hot Spots” in Vietnam – Assessment of Alternative remediation
technologies and Work plan for a future feasibility study for Da Nang
airport, Report number 07-GSA34CNEF, 40 pp, Vietnam.
33. Center ofAdvanced Technology for the Environment (2012),Operation
Manual for Extraction of Dioxinsderived from “Agent Orange” in
Soil,Ehime University, Japan.
34. Center ofAdvanced Technology for the Environment (2012), Operation
Manual on thePurification andConcentration for Measurement of Dioxins
derived from “Agent Orange” in Soil using Semi-automated Cleanup Device
SZ-DXN-PT050, Ehime University, Japan.
35. Hatfield/Office

33

(2009),

Comprehensive

assessment