ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------------

Nguyễn Xuân Hƣng

Đánh giá sự tích lũy Dioxin/Furan trong một số loại
thực phẩm khu vực sân bay Biên Hòa

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Hà Nội–2017


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------------

Nguyễn Xuân Hƣng

Đánh giá sự tích lũy Dioxin/Furan trong một số loại thực
phẩm khu vực sân bay Biên Hòa
Chuyên ngành: Khoa học Môi trường
Mã số: 60440301
LUẬN VĂN THẠC SĨ

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
TS. Nguyễn Hùng Minh
PGS.TS. Lê Văn Thiện

Hà Nội–2017

1.1.3 Cơ chế gây độc và độc tính của dioxin .......................................................5
1.1.4 Ô nhiễm dioxin trong môi trường ...............................................................8
1.1.5 Ô nhiễm dioxin trong thực phẩm ..............................................................11
1.2. Giới thiệu sơ lược về khu vực nghiên cứu ......................................................12
1.2.1 Vị trí địa lý ................................................................................................12
1.2.2 Tình trạng ô nhiễm dioxin tại sân bay Biên Hòa.......................................15
CHƢƠNG II : ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ .................................................... 17
PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .......................................................................... 17
2.1 Đối tượng và nội dung nghiên cứu ..................................................................17
2.1.1 Đối tượng nghiên cứu ................................................................................17
2.1.2 Nội dung nghiên cứu .................................................................................18
2.2 Phương pháp nghiên cứu .................................................................................18
2.2.1 Phương pháp lấy mẫu ................................................................................18
2.2.2 Phương pháp phân tích mẫu ......................................................................19
2.3.2 Thiết bị ......................................................................................................22
2.3.3 Chất chuẩn ..................................................................................................23
2.4 Đánh giá kết quả phân tích ..............................................................................23
2.4.1 Hiệu suất thu hồi........................................................................................23
2.4.2 Nồng độ các chất PCDD/Fs trong mẫu .....................................................24
2.4.3 Tổng độ độc tương đương .........................................................................24
CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ......................................................... 25
3.1 Sự tích lũy Dioxin/Furans trong thực phẩm ở trong sân bay...........................25
3.1.1 Dioxin trong các mẫu cá ............................................................................25
3.1.2 Dioxin trong các mẫu rau ..........................................................................27
3.2 Sự tích lũy Dioxin/Furans trong thực phẩm ở xung quanh sân bay ................29
3.2.1 Dioxin trong các mẫu gà ...........................................................................30


3.2.2 Dioxin trong các mẫu vịt ...........................................................................34
3.2.3 Dioxin trong các mẫu ốc ...........................................................................37

...................................................................................................................................39
Bảng 3.10: Hàm lượng dioxin trong mẫu rau xung quanh sân bay Biên Hòa ..........40


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1: Cấu trúc hóa học của 17 đồng loại dioxin .................................................. 3
Hình 1.2: Cơ chế gây độc của các chất dioxin ............................................................ 6
Hình 1.3: Tồn lưu Dioxin/Furan chưa bị phân hủy trong quá trình đốt...................... 9
Hình 1.4: Sự hình thành dioxin từ các tiền chất dioxin và các chất chứa Clo ............ 9
Hình 1.5: Sự hình thành dioxin từ các tiền chất dioxin trong tro bay....................... 10
Hình 1.6: Bản đồ thành phố Biên Hòa ........................................................................ 13
Hình 2.1: Bản đồ khu vực nghiên cứu ...................................................................... 17
Hình 3.1: Các loại đồng phân dioxin trong các mẫu cá trong sân bay Biên Hòa ..... 27
Hình 3.2: Tỷ lệ trung bình các loại đồng phân dioxin trong mẫu rau ....................... 28
Hình 3.3: Hàm lượng dioxin trong các mẫu thịt gà .................................................. 32
Hình 3.4: Hàm lượng dioxin trong các mẫu trứng gà ở khu vực sân bay Biên Hòa 34
Hình 3.5: Biểu đồ hàm lượng dioxin trong mẫu thịt vịt khu vực sân bay ................ 36
Hình 3.6: Biểu đồ hàm lượng dioxin trong mẫu trứng vịt khu vực sân bay ............. 36
Hình 3.7: Hàm lượng dioxin trong mẫu ốc ............................................................... 37
Hình 3.8: Hàm lượng dioxin trong mẫu cá ............................................................... 38
Hình 3.9: Hàm lượng dioxin trong các mẫu rau ....................................................... 41
Hình 3.10: Sự tích lũy dioxin trong các mẫu rau khu vực sân bay Biên Hòa........... 42
Hình 3.11: Sự tích lũy dioxin trong mẫu cá khu vực sân bay Biên Hòa .................. 43


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
GC: Gas Chromatography
HRGC: High Resolution Gas Chromatography
HpCDD: Heptaclo Dibenzo-Para Dioxin
HpCDF: Heptaclo Dibenzo Furan

Trong chiến tranh Việt Nam, một lượng khoảng 360 kg dioxin được quân đội
Mỹ phun rải xuống nhiều khu vực tại miền Nam trong suốt những năm 1962- 1971
[4]

. Trong khoảng thời gian đó, sân bay Biên Hòa là một trong số những nơi được sử

dụng làm địa điểm tập trung, lưu trữ chất diệt cỏ chứa dioxin để chuẩn bị đi phun
rải. Sân bay này đã được xác định là một “điểm nóng” về nhiễm độc dioxin tại Việt
Nam do mức độ tồn lưu dioxin rất cao được phát hiện thấy trong các mẫu đất, trầm
tích thu thập tại đây. Dioxin tại sân bay Biên Hòa là hiểm họa về môi trường và sức
khỏe của người dân xung quanh khu vực sân bay.
Nhằm góp phần đánh giá sự tích lũy dioxin trong các loại thực phẩm tại khu
vực sân bay Biên Hòa, chúng tôi thực hiện đề tài nghiên cứu “Đánh giá sự tích lũy
Dioxin/Furan trong một số loại thực phẩm khu vực sân bay Biên Hòa”. Luận văn
này được thực hiện với mục tiêu đánh giá mức độ tích lũy dioxin trong một số loại
thực phẩm trong và khu vực xung quanh sân bay Biên Hòa, thành phố Biên Hòa,
tỉnh Đồng Nai.

1


CHƢƠNG I: TỔNG QUAN
1.1. Giới thiệu chung về các hợp chất dioxin
1.1.1 Cấu tạo
Dioxin là tên gọi chung của một nhóm các hợp chất gồm 75 đồng loại PolycloDibenzo-p-Dioxin (PCDDs) và 135 đồng loại Polyclo-Dibenzofuran (PCDFs), liệt
kê trong bảng 1.1[17]. Trong đó chỉ có 17 chất độc nhất là các phân tử chứa ít nhất
bốn nguyên tử Clo được thế ở các vị trí 2,3,7,8, trong đó có 7 đồng loại độc PCDDs
và 10 đồng loại độc PCDFs.
Bảng 1.1: Số nhóm đồng loại của các hợp chất dioxin
Số nguyên tử Clo

Tri-

14

Cl3DD

28

Cl3DF

Tetra-

22

Cl4DD

38

Cl4DF

Penta-

14

Cl5DD

28

Cl5DF


Tổng số

75

135

Các hợp chất PCDD/Fs có cấu trúc cơ bản là hai vòng thơm nối với nhau qua
nguyên tử Oxy. Đối với PCDDs, các vòng được nối qua hai cầu oxy trong khi các
vòng thơm trong PCDFs được nối với nhau bằng một liên kết Cacbon và một cầu
Oxy[17]. Cấu trúc chung của hai nhóm chất cùng với cấu trúc của 17 đồng loại độc
được mô tả trong hình 1.1 và 1.2, trong đó có đánh số vị trí nhóm thế của nguyên tử
Clo trong phân tử chất dioxin[1].

2


Hình 1.1: Cấu trúc hóa học của 17 đồng loại dioxin

3


1.1.2 Tính chất
Tính chất của các đồng loại dioxin phụ thuộc chủ yếu vào số nguyên tử Clo và
vị trí thế của chúng trong phân tử. Một trong những tính chất nổi bật là độ bền vật lý
và hóa học cao[17].
a, Tính chất vật lý
Dioxin là các chất không màu, không mùi, có nhiệt độ sôi tương đối cao.Các
đồng loại này tồn tại ở trạng thái rắn ở điều kiện bình thường. Dioxin có một số đặc
điểm chính như áp suất hơi thấp, độ tan trong nước thấp. Ngoài ra, những hợp chất
này liên kết ưu tiên với các thành phần hữu cơ trong đất và trầm tích.Các tính chất


6,6

1,2 × 10-4

1,07 × 10-4

HxCDD

5,9 × 10-11

7,3

4,4 × 10-6

1,83 × 10-3

HpCDD

3,2 × 10-11

8,0

2,4 × 10-6

5,14 × 10-4

OCDD

8,3 × 10-13


7,0

1,3 × 10-5

5,87 × 10-4

HpCDF

9,9 × 10-11

7,9

1,4 × 10-6

5,76 × 10-4

OCDF

3,8 × 10-12

8,8

1,4 × 10-6

4,04 × 10-5

b,Tính chất hóa học
Dioxin rất bền vững, không bị phân huỷ bởi các axít mạnh, kiềm mạnh, các
chất oxy hoá mạnh khi không có chất xúc tác ngay ở cả nhiệt độ cao.Dioxin không

5


Hình 1.2: Cơ chế gây độc của các chất dioxin
b, Ảnh hưởng của dioxin trên động vật thí nghiệm
Một số nghiên cứu trên động vật thí nghiệm cho thấy 2,3,7,8-TCDD gây ra
một loạt các ảnh hưởng nghiêm trọng như quái thai, cản trở một số chức năng của
hệ hocmon hay tế bào. Đặc biệt, hợp chất 2,3,7,8-TCDD được biết đến là chất gây
ra khối u ở gan động vật ở liều lượng thấp hơn tất cả các hóa chất khác.
Ngoài ra, phơi nhiễm dioxin trong quá trình mang thai và cho bú ở động vật
cũng gây ra một số ảnh hưởng đến chức năng đối với đời sau ngay cả ở liều lượng
rất thấp. Một trong các thông số để phản ánh độ độc của các độc chất đối với động
vật là giá trị LD50 (Lethal dose, 50%), liều lượng gây chết 50% số động vật thí
nghiệm. Giá trị LD50 củahợp chất 2,3,7,8-TCDD đối với từng loài động vật tương
đối khác nhau, tương đối thấp với lợn (0,6-2,0µg/kg); trung bình đối với khỉ (70
µg/kg), nhưng khá cao đối với chuột đồng (80-200 µg/kg)[8].
Cơ quan quốc tế nghiên cứu về ung thư (IARC, 1997) đã đưa ra một số ảnh
hưởng có thể có đối với động vật như: giảm khả năng sinh sản ở các loài động vật
6


có vỏ, cá, chim và động vật có vú; giảm tỉ lệ sống sót ở đời sau và thay đổi chức
năng hệ miễn dịch cũng như hành vi của các loài chim và động vật có vú[32].
c, Ảnh hưởng của dioxin đến con người
Để đánh giá mức độ phơi nhiễm với các chất PCDD/Fs, khái niệm hệ số độc
tương đương (Toxicity Equivalency Factor - TEF) đã được đưa ra và gán cho từng
đồng loại dioxin, trong đó giá trị TEF của đồng loại độc nhất 2,3,7,8- TCDD là 1.
Giá trị TEF của 17 đồng loại dioxin do WHO đề xuất được đưa ra trong bảng 1.3.
Độc tính của hỗn hợp các chất Dioxin hay còn được gọi là tổng độ độc tương đương
(Toxic Equivalent - TEQ) được tính toán bằng cách lấy tổng tích số của nồng độ

2,3,7,8-TCDF

0,1

0,1

1,2,3,7,8-PeCDD

1

1

1,2,3,7,8-PeCDF

0,05

0,03

1,2,3,4,7,8-HxCDD

0,1

0,1

2,3,4,7,8-PeCDF

0,5

0,3


2,3,4,6,7,8-HxCDF

0,1

0,1

OCDD

0,0001 0,0003 1,2,3,7,8,9-HxCDF

0,1

0,1

1,2,3,4,6,7,8-HpCDF 0,01

0,01

1,2,3,4,7,8,9-HpCDF 0,01

0,01

OCDF

0,0001 0,0003

Một nhóm nghiên cứu của IARC đã phân loại TCDD là chất gây ung thư
nhóm I ở động vật cũng như ở người. Các ảnh hưởng của việc phơi nhiễm dioxin
chủ yếu được quan sát thấy trong các trường hợp phơi nhiễm do tai nạn nghề nghiệp
7

- Sự hình thành dioxin trong lò đốt thông qua các phản ứng hóa học giữa các

8


hợp chất hydrocacbon có cấu trúc nhân thơm (được biết đến như là các tiền chất
dioxin) với các hợp chất chứa clo. Các tiền chất dioxin gồm có Chlorobenzen,
Chlorophenol và Chlorobiphenyl.Các phản ứng này dễ dàng xảy ra trong các quá
trình đốt cháy không hoàn toàn .

Hình 1.3: Tồn lưu Dioxin/Furan chưa bị phân hủy trong quá trình đốt

Hình 1.4: Sự hình thành dioxin từ các tiền chất dioxin và các chất chứa Clo
Phản ứng tổng hợp từ đầu (de novo synthesis), đây là sự hình thành xuôi dòng
ở nhiệt độ thấp từ cacbon đơn giản và clo vô cơ. Quá trình này là quá trình phân
9


nhỏ và biến đổi của các phân tử có cấu trúc cacbon lớn sang các hợp chất vòng
(aromatic). Nó xảy ra trong khoảng nhiệt độ từ 250 – 4000C, thậm chí một số nhà
nghiên cứu khác còn cho rằng các phản ứng có thể xảy ra ở 10000C. Các đặc điểm
của phản ứng tổng hợp từ đầu bao gồm:
- Cacbon tạo thành dioxin có nguồn gốc từ cacbon rắn của tro bay
- Các ion Cu2+ có khả năng ảnh hưởng mạnh đến sự hình thành dioxin trong
khi các ion kim loại hóa trị 2 khác như Fe2+, Pb2+, Zn2+ ảnh hưởng rất nhỏ.
- Sự có mặt của oxy là yếu tố quyết định đến sự hình thành ban đầu (de novo
formation) và tỷ lệ tăng theo nồng độ của oxy.
Các dạng khí có chứa clo như HCl, Cl2 ảnh hưởng không đáng kể đến các
phản ứng de novo.Từ đó có thể kết luận rằng Cl và H trong dioxin dường như được
hình thành từ sự kết hợp giữa các hợp chất vô cơ với các phân tử cacbon.

kết luận rằng khoảng trên 90% lượng dioxin hấp thụ vào cơ thể là do tiêu thụ thực
phẩm bị nhiễm dioxin. Đó là kết quả của sự tích lũy các hợp chất dioxin từ môi
trường vào chuỗi thức ăn mà mắt xích cao nhất trong chuỗi thức ăn là con người, do
vậy các chất độc trong thực phẩm sẽ đi vào trong cơ thể người và được tích lũy ở
các mô mỡ[6]. Dioxin là những chất kị nước và tan tốt trong chất béo, một khi được
thải vào môi trường nước, dioxin thường tích tụ lại trong cơ thể sinh vật thủy sinh
và với nồng độ ngày càng tăng lên trong chuỗi thức ăn từ sinh vật phù du, tới cá
tôm, cua, ngao, sò, ốc,... và tới con người. Nồng độ dioxin trong cá thường cao gấp

11


hàng nghìn lần nồng độ trong nước.Một số nghiên cứu của nhà khoa học cho thấy
cho thấy nồng độ dioxin trong một số mẫu cá lấy ở các hồ trong và xung quanh khu
vực ô nhiễm dioxin là rất cao. Các động vật ăn cỏ như trâu bò, dê và các gia súc, gia
cầm chăn thả tự do tại các khu vực ô nhiễm như gà, vịt thường tích lũy dioxin với
nồng độ cao. Trong cơ thể động vật, dioxin không được chuyển hóa và thải ra ngoài
trong phân hay nước tiểu mà tích tụ lại trong các mô mỡ. Khi con người tiêu thụ
thịt, mỡ, sữa và các sản phẩm từ thịt, sữa động vật thì sẽ bị phơi nhiễm với dioxin.
Thông thường, rễ cây không hấp thụ dioxin, trừ một số loài cây như bí ngô và cà
rốt. Như vậy, tại các điểm nóng nhiễm dioxin thì cá, cua, ốc, tôm nước, thịt gà, vịt,
ngan, trứng, bí ngô và cà rốt chính là những loại thực phẩm nguy cơ cao về phơi
nhiễm dioxin.
Nhiều công trình nghiên cứu ghi nhận dioxin là một mối đe dọa cho môi
trường, hệ sinh thái, sức khỏe con người và là thách thức lớn cho ngành y tế công
cộng. Tổ chức Quốc tế Nghiên cứu về Ung thư thuộc Tổ chức Y tế Thế giới đã công
bố 2,3,7,8-TCDD (chất độc nhất trong nhóm dioxin) được xếp vào chất ung thư
nhóm 1 – nghĩa là “chất gây ung thư ở người” và không có liều phơi nhiễm an toàn
đối với dioxin. Ngoài khả năng gây ung thư, nhiễm dioxin cũng được cho là có khả
năng gây ra một loạt các vấn đề sức khỏe khác như rối loạn chức năng sinh sản,

thống ao, hồ, nhằm thoát nước cho sân bay khi có mưa to. Về phía Nam khu nhiễm
Z1 trong sân bay Biên Hòa có mương thoát nước mưa từ sân bay đổ vào hồ số 1 và
13


hồ số 2 và các ao, ruộng trồng rau xung quanh. Hồ số 1 có diện tích khoảng 6.300
m2, hồ số 2 có diện tích khoảng 21.000 m2. Từ hồ số 2, các chất độc có thể theo
nước mưa chảy qua cống vào hồ Biên Hùng 1 và Biên Hùng 2 thuộc phường Trung
Dũng, sau đó theo hệ thống cống thoát nước chảy ra sông Đồng Nai. Về phía Tây
nam khu nhiễm Z1, còn có hồ Cổng 2. Từ hồ Cổng 2 chất độc có thể lan tỏa ra khu
ruộng cạnh hồ. Ngoài ra, phía Tây Nam đường băng sân bay có hệ thống mương ao,
hồ. Nước mưa chảy từ khu vực sân bay chảy vào các ao, hồ, sau đó ra sông Đồng
Nai trên địa phận phường Bửu Long.
Do tác động của thiên nhiên và con người, trạng thái khu ô nhiễm có nhiều
thay đổi: phá bê tông, đào lấy phế liệu, chặt cây tạo dòng chảy xói mòn do mưa gió,
có vùng đất xen kẽ với khu bê tông hóa. Thảm thực vật trên khu độc nghèo nàn, cỏ
mọc từng chỗ một, phía Đông của khu độc có vườn bạch đàn thưa, đặc điểm địa
tầng lớp trên của khu vực này chủ yếu là cát vàng. Phía đầu sân đỗ lớp trên có nhiều
khối bê tông bị phá hủy với kích thước lớn, và tại đây là một nền nhà bị phá hủy với
cốt bê tông, dưới đó là một lớp đất áo trộn các thành phần có lẫn đá, gạch, chiều dày
khoảng dưới 1m.
Kết quả nghiên cứu về tính chất đất tại khu vực này cho thấy:
- Chỉ tiêu pH: pHH2O dao động từ 4,0 đến 7,9 và pHKCl từ 4,0 đến 7,8. Đất tại
vùng này hơi chua và trung tính.
- Hàm lượng mùn: Hàm lượng mùn dao động từ 1,0 đến 2,6%, theo chỉ tiêu
đánh giá thổ nhưỡng, đất trong khu vực nằm trong giới hạn nghèo mùn. Theo chiều
sâu, lượng mùn phân bố không theo quy luật giảm dần tự nhiên, đất ở đây không
phải là đất liền thổ, và có độ mùn từng lớp khác nhau.
- Hàm lượng nitơ tổng số: Hàm lượng nitơ tổng số tỷ lệ thuận với hàm lượng
mùn và chiếm không quá 10%. Đối chiếu với bảng đánh giá hàm lượng đạm tổng

(PCDD/Fs), đặc biệt là đồng phân 2,3,7,8 TCDD là đồng phân độc nhất trong số các
đồng phân của PCDD/Fs. PCDD/Fs là nhóm chất độc nhân tạo trong nhóm chất hữu
cơ khó phân hủy (POPs). Sự phơi nhiễm PCDD/Fs với nồng độ thấp ở người và
động vật được cho là có mối liên hệ trực tiếp với những ảnh hưởng xấu lên sức khỏe
như nguy cơ ung thư, khả năng sinh sản, giảm khả năng miễn dịch, làm rối loạn
hormon…[4].

15


Người ta ước tính rằng, trong chiến dịch Ranch Hand, có khoảng 2,1 đến 4,8
triệu người Việt Nam đã phơi nhiễm dioxins do tiếp xúc với chất da cam[4]. Bên
cạnh đó, những tác động môi trường và sức khỏe con người của chất độc da cam
vẫn được ghi nhận cho đến ngày nay.
Ước tính có khoảng 33 triệu lít thuốc diệt cỏ đã được vận chuyển đến sân bay
Biên Hòa trong chiến dịch Ranch Hand, trong đó chất da cam chiếm khoảng 60%
(khoảng 20,4 triệu lít hoặc 98,000 thùng, mỗi thùng 204 lít). Công tác bảo quản và
vận chuyển không tốt là nguyên nhân chính gây ra sự rò rỉ hóa chất có chứa hàm
lượng cao dioxin ra môi trường trong sân bay. Ví dụ, từ tháng 9 năm 1969 đến
tháng 4 năm 1970, đã xảy ra 4 vụ đổ tràn hóa chất ở sân bay Biên Hòa. Hai trong số
đó làm đổ 28,000 lít chất da cam từ xe bồn và 2 vụ khác làm đổ 28,000 lít chất độc
trắng. Sự cố đổ hoặc rò rỉ là nguyên nhân chính gây ô nhiễm nồng độ rất cao chất da
cam có chứa dioxin tại một số khu vực trong sân bay làm cho sân bay trở thành một
điểm nóng về ô nhiễm chất da cam/dioxin ở Việt Nam. Những lo ngại về ảnh hưởng
tiêu cực của ô nhiễm chất da cam/dioxin tới môi trường khu vực và sức khỏe người
dân, Việt Nam đã tiến hành một dự án tiến hành thu gom và chôn lấp vào khu vực
Z1 với diện tích 4ha toàn bộ khối lượng đất bị ô nhiễm nặng. Tuy nhiên, sân bay
Biên Hòa vẫn đang được sử dụng với nhiều mục đích quân sự khác nhau dẫn đến
việc khoanh vùng đánh giá ô nhiễm gặp nhiều khó khăn và hạn chế. Điều này làm
gia tăng mối quan ngại về những khu vực phơi nhiễm chất da cam/dioxin chưa được