BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM
----------------------
QUÁCH THỊ THANH MAI
ĐÁNH GIÁ RỦI RO SỨC KHỎE DO PHƠI
NHIỄM POLYCYCLIC AROMATIC
HYDROCARBONS (PAHs) TRONG KHÔNG
KHÍ GIAO THÔNG TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH
PHỐ HỒ CHÍ MINH
LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên
ngành: Kỹ Thuật Môi Trường Mã số
ngành: 60520320
TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 3 năm
2017
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM
----------------------
QUÁCH THỊ THANH MAI
ĐÁNH GIÁ RỦI RO SỨC KHỎE DO PHƠI
NHIỄM POLYCYCLIC AROMATIC
HYDROCARBONS (PAHs) TRONG KHÔNG
KHÍ GIAO THÔNG TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH
C
h
G
TS
P P
G biệ
P P
S biệ
T
S
T Ủ
S viên
Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá Luận sau Xác nhận của Chủ tịch
Hội đồng đánh giá Luận sau khi Luận văn đã được sửa chữa (nếu có).
Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV
TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ TP.
HCM
VIỆN ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT
NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
TP. HCM, ngày …… tháng …… năm 2017
NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên
(Họ tên và chữ ký)
(Họ tên và chữ
ký)
i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết
quả nêu trong Luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ
công trình nào khác.
Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện Luận văn này
đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong Luận văn đã được chỉ rõ nguồn
gốc.
Học viên thực hiện Luận văn
(Ký và ghi rõ họ tên)
ii
LỜI CẢM ƠN
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật môi trường với đề tài “Đánh giá rủi ro về sức khỏe
do phơi nhiễm PAHs trong không khí giao thông trên địa bàn Thành phố
HCM” là kết quả của quá trình cố gắng không ngừng của bản thân và được sự giúp
đỡ, động viên khích lệ của các thầy, bạn bè đồng nghiệp và người thân. Qua trang
viết này tôi xin gửi lời cảm ơn tới những người đã giúp đỡ tôi trong thời gian học
tập - nghiên cứu khoa học vừa qua.
mặt của Naphthalene là chiếm tỷ lệ nhiều nhất 56,6 – 67,0 % làm ô nhiễm không khí.
PAHs được biết đến là hợp chất gây ung thư và đột biến gen cao ở người. Hàm lượng
PAHs được nghiên cứu thấy vào mùa mưa cao hơn so với mùa khô. Xe máy và xe ô tô
chạy bằng xăng được xem là nguồn gốc gây ô nhiễm không khí trong giao thông trên địa
bàn Thành phố HCM.
PAHs trong không khí giao thông trên địa bàn Thành phố HCM có rủi ro trung bình
cho những người tham gia giao thông nếu tính rủi ro dựa vào mức rủi ro cho phép của
3
PAHs ở nồng độ BaPeq 1ng/m và phơi nhiễm trong 70 năm. Trường hợp rủi ro tính đến
tần suất tiếp xúc và thời gian tiếp xúc, nếu dừng ở đèn đỏ 30s thì có mức rủi ro thấp, nếu
dừng ở đèn đỏ 30 phút hoặc 1 tiếng có mức rủi ro trung bình. Đây là một lời cảnh báo cho
vấn đề bảo vệ sức khỏe cho con người khi tham gia giao thông. Đặc biệt cần có những
nghiên cứu sâu rộng hơn để các nhà quản lí kiểm soát và bảo vệ chất lượng môi trường
không khí trên địa bàn Thành phố Hồ Chí Minh.
Từ khóa: PAHs; Khí thải xe cộ; Pha khí; Pha hạt; Rủi ro về sức khỏe; Chỉ số độc TEF
4
ABSTRACT
In the atmosphere, the air is split into two phases: particle phase and dust
phase. PAHs are present in the air in both phases. In this study, the topic has
determined the concentration of PAHs in air traffic in HCMC at the 6 gateways.
Analytical methods to determine PAH concentrations are gas chromatography mass
spectrometry combined with sampling and sampling techniques for PAHs analysis,
NIOSH 5515.
Research results indicate that concentrations of PAHs in the form of dust
collected by individual pumps of 2 liters per minute aren’t detected, whereas PAHs
TÓM TẮT ............................................................................................................... iii
ABSTRACT .............................................................................................................iv
MỤC LỤC.................................................................................................................v
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ..........................................................................ix
DANH MỤC CÁC BẢNG ........................................................................................x
DANH MỤC CÁC HÌNH ...................................................................................... xii
MỞ ĐẦU...................................................................................................................1
1.
TÍNH CẤP THIẾT ĐỀ TÀI .........................................................................1
2.
TÍNH MỚI ĐỀ TÀI......................................................................................5
3.
MỤC TIÊU ĐỀ TÀI .....................................................................................5
4.
NỘI DUNG ĐỀ TÀI ....................................................................................6
5.
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................................................6
6.
ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU ............................................10
1.2.2. Tình hình nghiên cứu trong nước ........................................................27
1.2.2.1. Nghiên cứu PAHs ở các lề đường ở Hà Nội, Việt Nam ................27
1.2.2.2. Nghiên cứu PAHs ở các lề đường ở TP. Hồ Chí Minh, Việt Nam 30
CHƯƠNG 2: NỘI DUNG, VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ......35
2.1. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU.......................................................................35
2.1.1. Nội dung 1: Xác định hàm lượng PAHs có trong không khí trên địa bàn
Thành phố Hồ Chí Minh. .................................................................................35
2.1.2. Nội dung 2: Đánh giá nồng độ PAHs có trong giao thông ở các cửa ngõ
tại Thành phố Hồ Chí Minh. ............................................................................35
2.1.4. Nội dung 3: Đánh giá rủi ro về sức khỏe do phơi nhiễm không khí giao
thông với nồng độ PAHs. .................................................................................36
vii
2.1.6. Nội dung 4: Đề xuất một số biện pháp nhằm làm giảm ô nhiễm PAHs,
kiểm soát PAHs trong không khí bởi PAHs. ....................................................37
2.2. VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU ........................................................................37
2.2.1. Vật liệu để bắt PAHs trong không khí .................................................37
2.2.2. Dụng cụ lấy mẫu, đo đạc và bảo quản mẫu .........................................39
2.2.3. Thiết bị phân tích mẫu GCMS TSQ 8000 ...........................................40
2.2.4. Chất chuẩn và hóa chất........................................................................43
2.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..............................................................43
2.3.1. Phương pháp lấy mẫu không khí .........................................................43
2.3.1.1. Khu vực lấy mẫu...........................................................................43
2.3.1.2. Thời gian lấy mẫu .........................................................................45
2.3.1.3. Phương pháp lấy mẫu ...................................................................45
2.3.2. Phương pháp bảo quản mẫu ................................................................47
2.3.3. Phương pháp chiết mẫu .......................................................................48
2.3.4. Phương pháp phân tích trên máy GCMS .............................................49
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................84
PHỤ LỤC
9
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
AQI
: Air quality index (Chỉ số chất lượng không khí)
BaP
: Benzo (a) pyrene
BaPeq
: Nồng độ của BaP tương đương
GC-MS/MS
: Gas chromatography mass spectrometry (Sắc ký khí ghép
khối phổ hai lần liên tiếp)
GC-ECD
: Sắc ký khí đầu dò bắt điện tử
GC-FID
:
The
Office
of
Environmental
Health
Hazard
Assessment (Văn phòng đánh giá rủi ro về sức khỏe môi
trường)
PAHs
: Polycyclic Aromatic Hydrocarbons
QFF
: Giấy lọc sợi thạch anh
TEF
: The toxicity equivalency factor (Hệ số tiềm năng gây ung
thư)
WHO
11
Bảng 2.10: Hiệu suất thu hồi của PAHs từ ống hấp thu và giấy lọc ở nồng độ 80ppb
............................................................................................................................... .55
Bảng 2.11: Giới hạn đo của PAHs...........................................................................56
Bảng 3.1: Kết quả PAHs ở dạng khí tại các vị trí ở Thành phố Hồ Chí Minh .........61
Bảng 3.2: Nồng độ PAHs trung bình ở Thành phố Hồ Chí Minh............................63
Bảng 3.3: Nồng độ PAHs một số nước trên thế giới ...............................................70
Bảng 3.4: Hệ số tiềm năng tương đương (TEF) cho PAHs thông qua B[a]P (Nisbet
và Lagoy 1992)[65] .................................................................................................73
Bảng 3.5: Kết quả LCR đánh giá rủi ro PAHs.........................................................74
Bảng 3.6: Mức độ rủi ro PAHs ở các cữa ngõ giao thông chính TP. HCM theo
phương pháp 2.........................................................................................................77
Bảng 3.7: Mối liên quan giữa tỷ lệ của một số PAHs (Nguồn Ravindra và các cộng
sự 2008)...................................................................................................................79
Bảng 3.8: Kết quả tỷ lệ của một số PAHs ở các cữa ngõ giao thông chính TP.HCM
............................................................................................................................... .79
xii
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1: Các nguồn phát sinh PAHs ......................................................................17
Hình 1.2: Phát thải PAHs trên toàn thế giới ............................................................19
Hình 1.3: Các con đường đi của PAH vào cơ thể người..........................................21
Hình 2.1: Ống hấp thu Orbo 43, Supleco ................................................................38
Hình 2.2: Giấy lọc GFF (Advantec, Ø 47mm, Nhật Bản) .......................................38
Hình 2.3: Máy GCMS TSQ 8000 ............................................................................40
Do đó, PAHs đã và đang là mối quan tâm của rất nhiều nhà nghiên cứu trên thế
giới. Trong quản lí về chất lượng thực phẩm, đất, bùn, thực phẩm thì PAHs đã được
đưa vào rất nhiều nước trên thế giới, tuy nhiên đối với PAHs trong không khí đang
còn bỏ ngỏ ở nhiều nước và chưa thực sự là mối quan tâm của các nhà quản lí môi
trường.
PAHs đã được quan trắc tại nhiều thành phố lớn và các khu vực trên thế giới. Ô
nhiễm PAHs trong không khí đã nhận được sự quan tâm từ nhiều quốc gia và các
nhà khoa học (Bảng 1). Hầu như tất cả các nghiên cứu đều đưa ra các cảnh báo về
nồng độ của PAHs có trong không khí ở các đô thị trên thế giới có thể ảnh hưởng
đến sức khỏe của con người khi tiếp xúc.
Tp. HCM là một trong các thành phố lớn nhất Việt Nam, là một trung tâm văn
hóa, khoa học, kinh tế, thương mại và giao lưu quốc tế quan trọng của cả nước.
Trong những năm qua, được sự quan tâm của Đảng và Nhà nước, thành phố đã phát
triển mạnh mẽ để trở thành một thành phố công nghiệp lớn nhất phía nam. Quá
trình công nghiệp hóa và đô thị hóa đã mang lại những thay đổi tích cực, nhưng mặt
khác nó cũng đặt thành phố đứng trước hàng loạt vấn đề, trong đó đáng quan tâm
nhất là vấn đề ô nhiễm môi trường đặc biệt là về không khí. Việc phát triển ngày
càng nhiều các khu công nghiệp, khu chế xuất và các nhà máy mới tập trung làm
cho mật độ dân số gia tăng mạnh mẽ. Hiện nay, Tp.HCM đã trở thành một thành
phố có mật độ dân cư đứng hàng thứ 7 trên thế giới.
2
Do vậy, mối quan tâm về sức khỏe và quản lý về ô nhiễm không khí rất cần
thiết cho các cấp chính quyền. Từ nhiều năm nay, Tp. HCM đã triển khai chương
trình giám sát ô nhiễm không khí do các hoạt động giao thông vận tải. Tuy nhiên, vì
lý do kinh phí chương trình này mới chỉ tập trung vào một số chỉ tiêu ô nhiễm chính
như CO, NOx, bụi, tiếng ồn, chì. Hiện tại có rất ít các nghiên cứu về các hợp chất
của PAHs trong không khí ở Thành phố Hồ Chí Minh.
M 6,88
T.
(bụi)(2010)
T
216 Chen
h
(bụ (201
Ý 33,4Perr
(bụi)one
T
1 S
u
0 h
H
1 S
ạ
, h
N
46, Di
in
0 Lui
3
Se
rb
A
kk
Trong nghiên cứu này, cũng đưa ra kết quả nồng độ PAHs so sánh
3
với nồng độ ở Thành phố Osaka, Nhật Bản từ 1,1 đến 9,8 ng/m ,
trung
3
bình là 4,0 ng/m .
Từ đó cũng đưa ra kết luận rằng nồng độ PAHs trong không khí ở Thành phố
Hồ Chí Minh, Việt Nam cao hơn gấp hai lần so với ở Nhật Bản. Tuy nhiên, nghiên
cứu này cũng chỉ phân tích PAHs ở dạng hạt bụi chưa quan tâm tới dạng pha khí
của PAHs.
Cùng với sự phát triển của xã hội, giao thông ngày càng gia tăng nên vấn đề
kiểm soát ô nhiễm ngày càng quan tâm hơn nữa trong vấn đề quản lý. Các nghiên
cứu này cũng nói lên được cái mối nguy hại của PAHs có trong không khí ngày
càng gia tăng và làm ảnh hưởng đến sức khỏe của những người phải thường xuyên
tiếp xúc như những người tham gia giao thông và đặc biệt hơn nữa là đối với người
cảnh sát giao thông hay những người chạy xe ôm hay người bán rong dọc đường.
Do họ là người phải tiếp xúc với thời gian lâu mà không có đồ bảo hộ lao động nên
rủi ro về sức khoẻ là lớn nhất. Bên cạnh đó, các hợp chất hydrocarbon thơm đa
vòng (Polycyclic Aromatic hydrocarbons – PAHs) và các dẫn xuất của chúng trong
5
không khí chưa được quan tâm mặc dù chúng là nhóm những chất ô nhiễm môi
trường quan trọng. Ngoài ra, ở Việt Nam còn rất ít các nghiên cứu về PAHs trong
không khí.
Do vậy việc thực hiện đề tài “Đánh giá rủi ro sức khỏe do phơi nhiễm PAHs
địa bàn Thành phố Hồ Chí Minh.
Nội dung 2: Đánh giá nồng độ PAHs có trong giao thông ở các
cửa
ngõ
tại Thành phố Hồ Chí Minh.
Nội dung 3: Đánh giá rủi ro về sức khỏe do phơi nhiễm không
khí giao thông với nồng độ PAHs.
Nội dung 4: Đề xuất một số biện pháp nhằm làm giảm ô nhiễm
không khí bởi PAHs
5. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
5.1. Nội dung 1: Xác định hàm lượng PAHs có trong không khí trên địa
bàn Thành phố Hồ Chí Minh
5.1.1. Phương pháp điều tra thực địa
Trong nghiên cứu này lựa chọn các nơi tập trung giao thông đông đúc trên
địa bàn Thành phố HCM để lấy mẫu. Tham khảo với các nghiên cứu trước và các
vị trí quan trắc của Chi cục Bảo vệ Môi trường Thành phố Hồ Chí Minh và một
phần do khinh phí có hạn nên trong nghiên cứu này bước khởi đầu chọn địa điểm
lấy mẫu tại 6 cửa ngõ ra vào của Thành phố Hồ Chí Minh.
5.1.2. Phương pháp tổng hợp và biên hội tài liệu
Nghiên cứu cần đọc các tài liệu trong nước đã nghiên cứu về PAHs trong
không khí giao thông trong nước và các nước khác trên thế giới. Qua đó nghiên
cứu xem xét mối quan tâm về nồng độ PAHs trong không khí có hay không? Sau
đó tổng hợp tài liệu, xem ưu nhược điểm và khả năng áp dụng được các nghiên
7
cứu vào điều kiện thực tế của phòng thí nghiệm. Từ đó lựa chọn phương pháp
phân tích hàm lượng PAHs phù hợp với phòng thí nghiệm.
5.1.3. Phương pháp kế thừa
5.2. Nội dung 2: Đánh giá nồng độ PAHs có trong giao thông ở các cửa
ngõ tại Thành phố Hồ Chí Minh
5.2.1. Phương pháp thống kê và xử lý số liệu
Thống kê, xử lý số liệu sau khi đã phân tích để khai thác có hiệu quả
những số liệu thực tế, nhằm rút ra những nhận xét và kết luận khoa học, khách
quan đối với những vấn đề cần nghiên cứu. Lập được bảng tiêu chuẩn PAHs của
một số quốc gia. Từ kết quả nồng độ PAHs có được để so sánh các số liệu.
5.2.2. Phương pháp so sánh
Dùng số liệu nghiên cứu được so sánh với các số liệu có được của các
quốc gia khác để so sánh và đánh giá mức độ ô nhiễm không khí về PAHs trên
địa bàn Thành phố Hồ Chí Minh. Một số quốc gia lấy tiêu chuẩn với BaP
Bảng 2: Tiêu chuẩn nồng độ PAHs ở một số quốc gia trên thế giới
S
Q N
T u ồ
T ố n
1 T 1
r đ
u ố
2
1
dia đ
ố
3
1
q
u
D
ạ
phủ có thể đặt ra những tiêu chuẩn điều chỉnh để giảm bớt sự phơi nhiễm của
người dân với những chất độc gây ô nhiễm môi trường và giảm bớt rủi ro sức
khỏe (trang 29, HRA) [3].
Từ đánh giá nguy cơ phơi nhiễm, sau đó ta đi vào đánh giá rủi ro khi phơi
nhiễm với PAHs cho người tiếp xúc. Trong các hợp chất của PAHs thì BaP được
biết đến là chất gây ung thư mạnh nhất. Do đó, BaP được chọn là chất đại diện
cho PAHs. Trong các tiêu chuẩn qui định của các quốc gia cũng chọn chỉ số BaP
để đánh giá mức độ ô nhiễm của hợp chất PAHs. Giá trị BaP được đánh giá dựa
3
theo tiêu chuẩn của EPA, 2002 là 1,0 ng/m . Tiềm năng gây ung thư của phơi
nhiễm PAH thông qua đường hô hấp có thể được ước tính qua nồng độ của BaP
tương đương (BaPeq).
5.3.2. Phương pháp thống kê và xử lý số liệu
Trong nội dung này, nghiên cứu ứng dụng của phương pháp nghiên cứu
này để tính toán rủi ro gây ung thư.
5.3.3. Phương pháp kế thừa
Trong nội dung nghiên cứu này, ứng dụng phương pháp này để kế thừa lại
chỉ số độc TEF của các nhà nghiên cứu trước để có thể đánh giá được rủi ro về
sức khỏe.