BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ
ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ TÍCH LŨY VÀ RỦI RO SINH THÁI
MỘT SỐ OCP VÀ PCB TRONG TRẦM TÍCH MẶT KHU
VỰC HẠ LƢU SÔNG ĐÁY

BÙI THỊ PHƢƠNG

HÀ NỘI, NĂM 2019


BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ
ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ TÍCH LŨY VÀ RỦI RO SINH THÁI
MỘT SỐ OCP VÀ PCB TRONG TRẦM TÍCH MẶT KHU
VỰC HẠ LƢU SÔNG ĐÁY
BÙI THỊ PHƢƠNG

CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƢỜNG
MÃ SỐ: 8440301

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC
PGS.TS. LÊ THỊ TRINH

HÀ NỘI, NĂM 2019



Học viên

Bùi Thị Phƣơng


ii

LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên em xin trân trọng cảm ơn Ban giám hiệu, các thầy cô giáo
khoa Môi trƣờng, các thầy cô giáo Trƣờng Đại học Tài nguyên và Môi trƣờng
Hà Nội đã tạo mọi điều kiện tốt nhất, thuận lợi nhất cho em trong thời gian
học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn.
Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc, em xin trân thành gửi lời cảm ơn
tới cô giáo hƣớng dẫn PGS.TS. Lê Thị Trinh. Trong suốt thời gian học tập và
nghiên cứu, cô là ngƣời luôn giúp đỡ, hƣớng dẫn tận tình em trong quá trình
giải quyết những vấn đề nghiên cứu và ủng hộ, động viên, hỗ trợ em có thể
hoàn thành luận văn này.
Để hoàn thành đƣợc luận văn này, em đã nhận đƣợc rất nhiều sự giúp
đỡ của cô giáo TS.Trịnh Thị Thắm, các thầy cô trong Tổ Quản lý phòng thí
nghiệm môi trƣờng, khoa Môi trƣờng, Trƣờng Đại học Tài nguyên và Môi
trƣờng Hà Nội đã tạo điều kiện thuận lợi để em đƣợc tiến hành thực nghiệm
cho nghiên cứu của mình.
Xin cảm ơn sự hỗ trợ kinh phí từ đề tài nghiên cứu ứng dụng và phát
triển công nghệ cấp Bộ Tài nguyên và Môi trƣờng Hà Nội: “Nghiên cứu đặc
điểm phân bố, lịch sử một số kim loại nặng, hợp chất hữu cơ khó phân hủy
trong trầm tích và đánh giá rủi ro môi trƣờng khu vực hạ lƣu sông Đáy”, mã
số TNMT.2017.04.09 cho các kết quả nghiên cứu của đề tài.
Cuối cùng, em muốn gửi lời cảm ơn sâu sắc tới gia đình, bạn bè và
đồng nghiệp đã luôn bên cạnh, ủng hộ và động viên em hoàn thành công việc
học tập và nghiên cứu một cách tốt nhất.



iv

2.1.2. Phạm vi, địa điểm nghiên cứu ............................................................... 37
2.2. Tình hình các nguồn thải vào sông Đáy................................................... 46
2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu.......................................................................... 48
2.3.1. Phƣơng pháp thu thập và nghiên cứu tài liệu........................................ 48
2.3.2. Phƣơng pháp phân tích mẫu .................................................................. 48
2.4. Đánh giá rủi ro sinh thái ........................................................................... 68
2.4.1. Đánh giá rủi ro sinh thái bằng hệ số rủi ro ............................................ 68
2.4.2. Đánh giá rủi ro sinh thái theo Bộ tiêu chuẩn hƣớng dẫn chất lƣợng trầm
tích Canada (2002) .......................................................................................... 70
CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .................................................. 73
3.1. Hàm lƣợng OCPs, PCBs trong trầm tích mặt tại khu vực nghiên cứu .... 73
3.1.1. Hàm lƣợng OCP trong trầm tích mặt tại khu vực nghiên cứu .............. 73
3.1.2. Hàm lƣợng PCB trong trầm tích mặt tại khu vực nghiên cứu .............. 77
3.2. Đánh giá rủi ro sinh thái OCP, PCB tại khu vực nghiên cứu .................. 83
3.3. Đề xuất một số giải pháp giảm thiểu ô nhiễm PCB và OCP tại khu vực
nghiên cứu ....................................................................................................... 88
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ......................................................................... 92
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 94
PHỤC LỤC ..................................................... Error! Bookmark not defined.


v

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Công thức của PCB ........................................................................... 5
Hình 1.2. Công thức cấu tạo DDT .................................................................. 13

Bảng 2.5. Thời gian lƣu của các PCB trong dung dịch chuẩn gốc ................. 60
Bảng 2.6. Thời gian lƣu của các OCP trong dug dịch chuẩn OCP gốc .......... 63
Bảng 2.7. Giá trị giới hạn theo QCVN 43:2017/BTNMT .............................. 69
Bảng 2.8. Giá trị so sánh với Bộ hƣớng dẫn chất lƣợng trầm tích và Bộ tiêu
chuẩn đánh giá trầm tích của Canada.............................................................. 72
Bảng 3.1. Hàm lƣợng một số OCP tại khu vực hạ lƣu sông Đáy ................... 73
Bảng 3.2. So sánh kết quả một số nghiên cứu về OCP trong trầm tích .......... 76
Bảng 3.3. Hàm lƣợng PCB trong trầm tích mặt khu vực hạ lƣu sông Đáy .. 787
Bảng 3.4. So sánh kết quả một số nghiên cứu về PCB trong trầm tích .......... 81
Bảng 3.4. So sánh hàm lƣợng PCB, OCP với các hƣớng dẫn đánh giá chất lƣợng trầm tích. 86


vii

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
Viết tắt

Giải thích - Tiếng Việt

Giải thích - Tiếng Anh

DCM

Diclometan

Dichlorometane

DDD

DicloDiphenylDicloetan


HCH

Hexacloxiclohexan

HexachloroCycloHexane

OCP

Thuốc trừ sâu họ cơ Clo

Organochlorinated Pesticides

PCB

Polyclo biphenyl

Polychlorinated biphenyls

POPs

Chất

ô

nhiễm

hữu

cơ Persistent Organic Pollutants


Ngƣỡng nồng độ ảnh hƣởng

ERM

Effect range median

Phạm vi ảnh hƣởng trung bình

ERL

Effect range low

Phạm vi ảnh hƣởng thấp

RQ

Risk quotient

Hệ số rủi ro


1

MỞ ĐẦU
Việt Nam là một quốc gia có nền nông nghiệp phát triển mạnh mẽ, và
đây là một trong những ngành có đóng góp tích cực trong phát triển kinh tế xã hội của đất nƣớc. Hóa chất bảo vệ thực vật (BVTV) đóng góp vai trò quan
trọng trong phát triển nông nghiệp đối với nƣớc ta, hóa chất BVTV đƣợc sử
dụng trong việc phòng trừ dịch hại bảo vệ cây trồng, phòng chống sốt rét và
quân đội… Trong những năm của thập kỷ 60 – 90 do sự hiểu biết về hóa chất

trừ sâu kéo dài, chất dẻo polylefin, vận chuyển chất xúc tác, phƣơng tiện trƣợt
gắn cho kính hiển vi, chất phủ bề mặt, dây cách điện và lớp phủ kim loại).
Theo công ƣớc Stockholm, PCB đƣợc xếp vào Phụ lục A – Cấm sử dụng, cần
đƣợc kiểm soát nghiêm ngặt, sẽ dừng sử dụng vào năm 2020 và tiêu hủy hoàn
toàn vào năm 2028 tại Việt Nam. PCB phát thải vào môi trƣờng đƣợc tìm
thấy hầu hết ở các môi trƣờng đất, nƣớc, không khí, trầm tích thậm chí là
trong chuỗi thức ăn, nhiều nơi dù không có các hoạt động công nghiệp vẫn
tìm thấy PCB. Cơ thể con ngƣời có thể bị phơi nhiễm PCB qua nhiều con
đƣờng nhƣ hô hấp, chuỗi thức ăn, tiêu hóa hay thậm chí là qua da. Nhiễm độc
mãn tính đối với nồng độ PCB dù nhỏ cũng có khả năng dẫn đến phá hủy gan,
rối loạn sinh sản và đặc biệt là gây ra biến đổi gen, ung thƣ,…
OCP – Organochlorine pesticides là một nhóm hợp chất hữu cơ thuộc
nhóm hóa chất BVTV tổng hợp, điển hình của nhóm này là DDT, Lindane,
Endolsunfan. Hầu hết các loại hóa chất BVTV thuộc nhóm này đã bị cấm sử
dụng vì chúng là các chất hữu cơ khó phân hủy, tồn lƣu lâu trong môi trƣờng.
Việc sử dụng hóa chất này tích lũy theo thời gian dẫn đến chúng có mặt trong
hầu hết các môi trƣờng đất, nƣớc, không khí, trầm tích và đƣợc tích lũy sinh
học trong chuỗi thức ăn.


3

Sông Đáy là một trong những con sông dài nhất miền Bắc nƣớc ta, nó là
con sông chính của lƣu vực sông Nhuệ - Đáy nằm ở phía Tây Nam vùng châu
thổ sông Hồng. Sông Đáy chảy gọn trong các tỉnh thành Hà Nội, Hà Nam,
Nam Định, Ninh Bình. Dọc theo hạ lƣu sông Đáy hiện nay có rất nhiều nhà
máy, xí nghiệp, làng nghề thủ công. Bên cạnh đó, dọc sông có nhiều hoạt
động giao thông, công nghiệp, nông nghiệp và đây là những điểm có nguy cơ
phát thải các chất ô nhiễm độc hại nhƣ kim loại nặng và các hợp chất hữu cơ
khó phân hủy.

- Nội dung 3: Đánh giá rủi ro sinh thải của một số hợp chất ô nhiễm
OCPs, PCBs trong trầm tích mặt lƣu vực sông Đáy thông qua Hƣớng dẫn
đánh giá chất lƣợng trầm tích của Canada (2002)
- Nội dung 4: Đề xuất một số giải pháp ngăn ngừa nguy cơ phát thải
và tích tụ PCBs và một số hóa chất bảo vệ thực vật họ clo hữu cơ vào môi
trƣờng nƣớc mặt khu vực nghiên cứu.


5

CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. TỔNG QUAN VỀ ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU
1.1.1. Polychlorinated biphenyls [1]
PCB là tên viết tắt của Polychlorinated biphenyls – là nhóm chất hữu cơ
khó phân hủy. PCB là một trong số 22 nhóm chất quy định trong công ƣớc
Stockholm. Đây là nhóm chất hữu cơ tổng hợp cấu tạo của 2 vòng benzen gắn
với nhau bởi liên kết C-C.
Công thức tổng quát của PCB là: C12H10-(x+y)Cl(x+y) với x và y lần lƣợt là
số nguyên tử clo của từng vòng benzen (1 ≤ x+y ≤ 10). Số lƣợng và vị trí các
nguyên tử Clo sẽ quyết định tính chất và phân loại các PCB.

Hình 1.1. Công thức của PCB
Do sự khác nhau về vị trí và nhóm thế Cl nên PCB bao gồm 209 hợp
chất, đƣợc gọi là đồng loại và đƣợc chia làm 10 nhóm đồng đẳng, mỗi đồng
đẳng có một số xác định các đồng phân nhất định. Có 130 hợp chất đồng loại
của PCB đƣợc đƣa vào sử dụng với mục đích thƣơng mại. Các đồng loại PCB
bền với nhiệt độ, ánh sáng và các quá trình phân hủy sinh học, hóa học, dễ
bay hơi, khả năng phát tán xa.



7

Sự lan truyền của PCB [1],[2]
Do các tính chất hóa học rất đặc biệt nên PCB đƣợc sử dụng rộng rãi
trong thời gian dài ở nhiều ngành công nghiệp. Đây là nguyên nhân làm cho
PCB phát tán, tích lũy trong môi trƣờng trở thành một tác nhân gây ô nhiễm
đối với môi trƣờng và sức khỏe con ngƣời. PCB phát tán vào môi trƣờng bằng
nhiều con đƣờng khác nhau, nhƣng PCB chủ yếu đƣợc đƣa vào môi trƣờng
qua các con đƣờng cơ bản sau:
- Từ việc thải bỏ chất thải có chứa PCB nhƣ tụ điện, biến thế, giấy
dầu, các sản phẩm làm từ cao su nhân tạo… ra các bãi rác rồi từ đó PCB
xâm nhập vào nƣớc ngầm, ra sông, ra biển.
- Từ quá trình thiêu đốt không hoàn toàn chất thải nguy hại có chứa
PCB khiến PCB có thể phân tán vào khí quyển.
- Sự rò rỉ PCB từ các thiết bị điện nhƣ biến thế, tụ điện (có thể bay
hơi từ các biến thế, tụ điện đã quá hạn sử dụng).
- Từ các cơ sở xử lý lƣu trữ, sự cố tràn và rò rỉ PCB trong các nhà
máy sản xuất tụ điện, sản xuất sơn, sản xuất giấy copy…
- PCB cũng đƣợc tạo ra khi đốt cháy dầu đèn PCB.
Quá trình phân bố PCB trong môi trƣờng đƣợc quyết định bởi bản thân
các đồng loại PCB. Do PCB có tính tƣơng thích cao với các hợp chất hữu cơ
nên PCB sẽ tập trung vào nơi có hàm lƣợng chất hữu cơ cao. Đặc biệt, hàm
lƣợng clo trong PCB càng cao thì chúng càng dễ dàng đƣợc phân bố vào trong
đất, trầm tích, chất hữu cơ. Trái lại, những PCB có hàm lƣợng clo thấp lại dễ
bay hơi nên chúng dễ dàng khuếch tán vào khí quyển. PCB có thể lan truyền
trong không khí và di chuyển đến những khu vực cách xa nguồn phát thải.
Trong nƣớc, một lƣợng nhỏ PCB có thể bị phân hủy, nhƣng phần lớn nhóm


8

đất, nƣớc bởi sự lắng đọng qua bụi, mƣa, tuyết. Trong không khí thì chủ yếu
là các PCB có hàm lƣợng clo thấp.
Con đường PCB phơi nhiễm vào cơ thể con người [1],[2]
Các PCB trong môi trƣờng sẽ đi vào cơ thể bởi sự tích lũy sinh học.
Khả năng tích lũy sinh học của PCB tăng cùng với sự tăng hàm lƣợng clo
trong phân tử và tính tan trong nƣớc thấp.
Những con đƣờng PCB phơi nhiễm vào cơ thể con ngƣời chủ yếu:
(1) Tiêu hóa: PCB đƣợc đƣa vào cơ thể khi ăn uống thức ăn bị nhiễm
PCB và vật liệu có chứa PCB, đặc biệt với nguồn thức ăn là các loại hải sản ở
những khu vực và các sản phẩm từ sữa bị nhiễm PCB. So với các trƣờng hợp
nhiễm PCB qua thức ăn, các trƣờng hợp nhiễm PCB từ nƣớc uống ít gặp hơn
do PCB ít tan trong nƣớc. Tuy nhiên PCB có thể bị rò rỉ vào nguồn nƣớc uống
nếu sử dụng các máy bơm dùng dầu cũ có chứa PCB (khi máy bơm hỏng, dầu
có PCB có thể rò rỉ làm ô nhiễm nƣớc uống) hoặc nguồn nƣớc đó tiếp nhận
PCB do rò rỉ, tràn đổ.
(2) Hô hấp: PCB đƣợc đƣa vào cơ thể khi hít phải khí, bụi bị nhiễm
PCB.
(3) Tiếp xúc qua da: PCB đƣợc đƣa vào cơ thể khi tiếp xúc trực tiếp với
dầu, vật liệu có PCB.
(4) Truyền từ mẹ sang con: PCB cũng đƣợc truyền từ mẹ sang con qua
quá trình mang thai hoặc cho con bú.
PCB đƣợc tìm thấy trong gan, mô tế bào, não, da và máu, thậm chí cả
trong máu ở cuống rốn.


10

Độc tính của PCB
PCB là hóa chất có độc tính thuộc nhóm 2A theo Tổ chức Y tế Thế giới
(WHO) - là nhóm có khả năng gây ung thƣ, đƣợc coi là “sát thủ vô hình” với

theo nghiên cứu Sinks và cộng sự (1992) [9]. Một phân tích về những nghiên
cứu này và một nghiên cứu nhỏ hơn của Gustavsson và cộng sự (1986) [10]
đã tìm thấy kết quả đáng kể cho gan, túi mật và ung thƣ đƣờng mật, và u ác
tính (Nicholson và cộng sự, 1994) [11].
PCB có thể đƣợc phơi nhiễm vào cơ thể con ngƣời qua con đƣờng ăn
uống, nhƣng bên cạnh đó chúng cũng có thể bị phơi nhiễm qua con đƣờng
tiếp xúc nghề nghiệp. Theo nghiên cứu của Taylor và cộng sự (1984) [12],
một nghiên cứu sức khỏe nghề ngiệp đƣợc tiến hành ở New York liên quan
đến việc tiếp xúc với PCB. Nghiên cứu này điều tra mối quan hệ giữa tiếp xúc
PCB với trọng lƣợng trẻ sơ sinh và tuổi thai ở 338 trẻ sơ sinh của bà mẹ tiếp
xúc với PCB trong quá trình sản xuất tụ điện ở ngoại ô New York. Hai nhóm
phụ nữ đƣợc tiến hành điều tra: a, Nhóm tiếp xúc trực tiếp (làm việc tại khu
vực công việc tiếp xúc trực tiếp với PCB trong quá trình sản xuất) và b, Nhóm
phơi nhiễm gián tiếp. Kết quả nghiên cứu cho thấy tuổi thai giảm 6,6 ngày và
cân nặng giảm 153 gram ở trẻ sơ sinh từ các bà mẹ tiếp xúc trực tiếp với PCB.
Taylor và cộng sự (1989) [13], đã tiến hành một nghiên cứu tiếp theo ở 405
phụ nữ sống trong khu vực tiếp xúc trực tiếp với nghề nghiệp này. Ƣớc tính
tổng nồng độ PCB trong huyết thanh ở phụ nữ có công việc tiếp xúc trực tiếp
cao hơn gấp 4 lần so với các phụ nữ chỉ tiếp xúc gián tiếp với PCB.
Một số nghiên cứu về dịch tễ học do Kreiss và cộng sự (1981) [14] tiến
hành, đã chứng minh những ảnh hƣởng có hại cho sức khỏe khác từ việc tiếp
xúc với PCB, bao gồm ung thƣ và các tác động lên tim mạch, gan, hệ thống


12

cơ xƣơng, nội tiết, đƣờng tiêu hóa và da (đã báo cáo). Tăng nồng độ PCB
trong huyết thanh có liên quan đáng kể với tăng huyết áp tâm thu và huyết áp
tâm trƣơng. Mối quan hệ giữa nồng độ PCB trong huyết thanh và tâm thu
huyết áp biến mất khi nồng độ cholesterol trong máu và triglyceride đƣợc

DDT là loại bột màu trắng, mùi thơm. Nó rất ít tan trong nƣớc, khi hòa
tan trong nƣớc nó tạo thành huyền phù. Nhiệt độ nóng chảy: 108,5-109ºC ; P
=1,5.10 mmHg ở nhiệt độ 20 . Sản phẩm phân hủy của DDT là DDD và
DDE.
DDT có tác dụng diệt trừ sâu bệnh, duy trì hoạt tính trong vài tháng, nó
rất bền vững trong môi trƣờng. DDT thuộc nhóm độc II, có LD50 qua miệng :
113-118 mg/kg, LD50 qua da: 2.510 mg/kg. Lƣợng DDT hấp thụ hàng ngày
tối đa cho phép không quá 5µg/kg trọng lƣợng cơ thể. Mức dƣ lƣợng tối đa
cho phép đối với tổng DDT trong đất là 0,1 mg/kg và trong nƣớc là 1 µg/l.
DDT có khả năng hoà tan trong mỡ cao. Đặc tính ƣa mỡ kết hợp với
thời gian bán phân huỷ rất dài, làm cho các hợp chất có khả năng tích luỹ sinh
học cao trong sinh vật sống dƣới nƣớc. Sự khuếch đại sinh học của DDT ở
sinh vật trong cùng một chuỗi thức ăn. Do rất bền trong cơ thể sống, trong
môi trƣờng và các sản phẩm động vật nên hiện nay hợp chất này đã bị cấm sử
dụng.
b)Hóa chất bảo vệ thực vật Lindane (γ-HCH) [16]
Lindane, với công thức hoá học là C6H6Cl6 đƣợc biết đến là gammahexacloroxyclohexane (γ-HCH).


14

Hình 1.3. Công thức cấu tạo Lindan (γ-HCH)
Trạng thái và màu sắc: dạng rắn, kết tinh màu trắng. Khối lƣợng riêng:
1,89 g/cm ở 19ºC, nhiệt độ nóng chảy: 112,5ºC, nhiệt độ sôi: 323,4ºC ở 760
mmHg. Áp suất bay hơi ở 20ºC: 4,2.10-5 mm Hg, độ tan trong nƣớc: 10 mg/l
ở 20°C. Tính ổn định: rất bền vững trong điều kiện bình thƣờng, bền với các
tác động của ánh sáng, nhiệt độ, khí carbon dioxide và axit mạnh. Phân hủy
trong môi trƣờng kiềm hoặc tiếp xúc kéo dài với nhiệt.
Lindan có tác dụng trừ đƣợc nhiều loại nhóm sâu hại thực vật, vị độc,
xông hơi, tiếp xúc, nhóm độc II. Giá trị LD50 qua miệng: 88-125 mg/kg, qua