B TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TR
TR

NG

NG

I H C TÀI NGUYÊN VÀ MỌI TR

NG HÀ N I

LU N V N TH C S
ÁNH GIÁ M C
M TS

TệCH L Y VÀ R I RO SINH THÁI

OCP VÀ PCB TRONG TR M TÍCH M T KHU
V C H L U SỌNG ÁY

BÙI TH PH

NG

HÀ N I, N M 2019


B TĨIăNGUYÊNăVĨăMỌIăTR
TR

NG

HÀ N I, N M 2019

NG


CỌNGăTRỊNHă
TR

NG

Cán b h

C HOÀN THÀNH T I

I H C TÀI NGUYÊN VÀ MỌI TR

NG HÀ N I

ng d n: PGS.TS. Lê Th Trinh

Cán b ch m ph n bi n 1: TS. Nguy n Hùng Minh

Cán b ch m ph n bi n 2: TS. Lê Th H i Lê
Lu năv năth căs ăđ
H Iă
TR

NGă

c b o v t i:

ng Hà N i:ăắăNghiênăc uăđ căđi m phân b , l ch s m t s kim lo i

n ng, h p ch t h uăc ăkhóăphơnăh y trong tr mătíchăvƠăđánhăgiáăr i ro môi
tr

ng khu v c h l uă sôngă áy”,ă ă mƣă s TNMT.2017.04.09, th c hi n t

2017 ậ 2019.
Hà N i,ăn măβ019
H c viên

Bùi Th Ph

ng


ii

L IC M

N

L iăđ u tiên em xin trân tr ng c mă năBanăgiámăhi u, các th y cô giáo
khoaăMôiătr ng, các th yăcôăgiáoăTr ngă i h c Tài nguyên và Môiătr ng
Hà N iăđƣăt o m iăđi u ki n t t nh t, thu n l i nh t cho em trong th i gian
h c t p, nghiên c u và hoàn thành lu năv n.
V i lòng kính tr ng và bi tă năsơuăs c, em xin trân thành g i l i c mă nă
t iăcôăgiáoăh ng d n PGS.TS. Lê Th Trinh. Trong su t th i gian h c t p và
nghiên c u,ăcôălƠăng iăluônăgiúpăđ ,ăh ng d n t n tình em trong quá trình
gi i quy t nh ng v năđ nghiên c u và ng h ,ăđ ng viên, h tr em có th

M
CH

VI T T T ...................................................................... vii

U ........................................................................................................... 1
NG I: T NG QUAN V V Nă
IăT

1.1. T NG QUAN V

NGHIÊN C U ............................. 5

NG NGHIÊN C U .................................... 5

1.1.1. Polychlorinated biphenyls ....................................................................... 5
1.1.2. Organochlorine pesticides (OCPs) ........................................................ 12
1.1.3. Hi n tr ng ô nhi m OCPs và PCBs t i Vi t Nam................................. 18
1.2. T NG QUAN V PH

NGăPHÁPăNGHIÊNăC U ............................ 22

1.β.1.ăPh

ngăphápăl y m u và b o qu n m u ............................................... 22

1.β.β.ăPh

ngăphápăx lý m u và phân tích m u ............................................ 23


ng và ph m vi đ aăđi m nghiên c u ............................................. 37
ng nghiên c u............................................................................ 37


iv

2.1.2. Ph m vi,ăđ aăđi m nghiên c u ............................................................... 37
2.2. Tình hình các ngu n th i vào sông áy................................................... 46
β.γ.ăPh

ngăphápănghiênăc u.......................................................................... 48

β.γ.1.ăPh

ngăphápăthuăth p và nghiên c u tài li u........................................ 48

β.γ.β.ăPh

ngăphápăphơnătíchăm u .................................................................. 48

β.4.ă ánhăgiáăr iăroăsinhăthái ........................................................................... 68
β.4.1.ă ánhăgiáăr iăroăsinh tháiăb ngăh ăs ăr iăro ............................................ 68
2.4.2. ánhăgiáăr i ro sinh thái theo B tiêu chu năh

ng d n ch tăl

ng tr m

tích Canada (2002) .......................................................................................... 70
CH

Hình 1.2. Công th c c u t o DDT .................................................................. 13
Hình 1.3. Công th c c u t oăLindană( -HCH) ................................................ 14
Hình 1.4. Công th c c u t o Endosulfan ........................................................ 14
Hình 1.5. Công th c c u t p Heptachlor ......................................................... 15
Hình 1.6. Công th c c u t o Aldrin ................................................................ 16
Hình 1.7. Công th c c u t o Dieldrin ............................................................. 17
Hình 1.8. Công th c c u t o Endrin................................................................ 18
Hình 1.9. S ăđ kh i h th ng s c ký khí ....................................................... 25
Hìnhă1.10.ăQúaătrìnhăđánhăgiáăr i ro sinh thái ............................................... 28
Hình 2.1.ăS ăđ ăkhuăv c nghiên c u............................................................... 38
Hình 2.2. M ngăl

i các sông chính ............................................................... 41

Hình 2.3. Thi t b l y m u tr m tích m t ........................................................ 49
Hìnhăβ.β.ăS ăđ v trí l y m u t i khu v căHƠăNam,ăNamă nh, Ninh Bình và C aă áy....... 55
Hình 2.3. S căđ h n h p chu n PCB............................................................. 60
Hìnhăβ.4.ăS căđ h n h p chu n OCP ............................................................ 62
Hình 2.5. Quy trình phân tích OCP, PCB trong tr m tích .............................. 65
Hìnhăγ.1.ăHƠmăl

ng OCP trong tr m tích khu v c h l uăsôngă áy ........... 74

Hìnhăγ.β.ăHƠmăl

ng PCB trong tr m tích m t t i khu v c h l uăsôngă áy 80

Hình 3.3. T l ph nătr măcácăPCBătrongătr m tích m t khu v c h l uă sôngă
áy .................................................................................................................. 81
Hình 3.4: H s r i ro c a PCB trong tr m tích m t....................................... 84

B ngăγ.4.ăSoăsánhăhƠmăl ng PCB, OCP v iăcácăh ng d năđánhăgiáăch tăl ng tr m tích. 86


vii

DANH M C CH
Vi t t t

VI T T T

Gi i thích - Ti ng Vi t

Gi i thích - Ti ng Anh

DCM

Diclometan

Dichlorometane

DDD

DicloDiphenylDicloetan

Dichlorodiphenyldichloroethane

DDE

Diclordiphenyldicloretylen


OCP

Thu c tr sâu h c ăClo

Organochlorinated Pesticides

PCB

Polyclo biphenyl

Polychlorinated biphenyls

POPs

Ch t

ô

nhi m

h uă

c ăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăă
Persistent Organic Pollutants

khó phân h y

QCVN

Quy chu n Vi t Nam


Ph m vi nhăh

ng trung bình

ERL

Effect range low

Ph m vi nhăh

ng th p

RQ

Risk quotient

H s r i ro

ng d n ch tăl
nhăh

ng n ngăđ

ng tr m tích
ng có th x y ra
nhăh

ng


ch tă BVTV,ă đƣă d nă đ n vi c các hóa ch t BVTV b ng mă vƠoă đ t ho c do
đi u ki năm a,ăl ăl tăđƣăphátătánăraămôiătr
nhi mămôiătr

ngăđ t,ăn

ng các lo i hóa ch t BVTV gây ô

c. Các lo i hóa ch t t năl uănày ch y u là các lo i

hóa ch tăđ c h i thu c nhóm ch t h uăc ăkhóăphơnăh yătrongămôiătr

ng.

N măβ002, Chính ph Vi tăNamăđƣăthamăgiaăvƠăphêăchu năCôngă
Stockholm v các ch t POP. Công

c

că Stockholmăquyăđ nh vi c ng ng s n

xu t, c m s d ng, h n ch s d ng và ti n t i tiêu h y hoàn toàn m t s ch t
POP do con ng

i t oăra,ăđ ng th i th c hi n các bi n pháp c n thi tăđ gi m

thi u s phát sinh liên t c không ch đ nh các ch t POP t ho t đ ng s n xu t
công nghi p, sinh ho t ho c x lý ch t th i. Tínhăđ n th iăđi m hi n t i, Công
căStockholmăquyăđ nh qu n lý an toàn trên quy mô qu c t 26 nhóm ch t
POP,ătrongăđóăcóăhƠngătr măđ năch t khác nhau, s d ng trong nhi uăl nhăv c

tr sâu kéo dài, ch t d o polylefin, v n chuy n ch tăxúcătác,ăph

ngăti nătr

t

g n cho kính hi n vi, ch t ph b m t,ă dơyă cáchă đi n và l p ph kim lo i).
Theoăcôngă
đ

c Stockholm, PCB đ

c x p vào Ph l c A ậ C m s d ng, c n

c ki m soát nghiêm ng t, s d ng s d ngăvƠoăn măβ0β0ăvƠătiêuăh y hoàn

toƠnă vƠoă n mă β0β8ă t i Vi t Nam. PCB phát th iă vƠoă môiă tr
th y h u h t

cácă môiă tr

ngă đ t,ă n

ng đ

c tìm

c, không khí, tr m tích th m chí là

trong chu i th că n,ănhi uăn iădùăkhôngăcóăcácă ho tăđ ng công nghi p v n

Sôngă áyălƠăm t trong nh ng con sông dài nh t mi n B căn
con sông chính c aăl uăv c sông Nhu - áyăn m

c ta, nó là

phía Tây Nam vùng châu

th sông H ng.ă Sôngă áyă ch y g n trong các t nh thành Hà N i, Hà Nam,
Namă

nh, Ninh Bình. D c theo h l uăsôngă áyăhi n nay có r t nhi u nhà

máy, xí nghi p, làng ngh th công. Bên c nhă đó,ă d c sông có nhi u ho t
đ ng giao thông, công nghi p, nông nghi păvƠăđơyălƠănh ngăđi măcóănguyăc ă
phát th i các ch t ô nhi măđ c h iănh ăkimălo i n ng và các h p ch t h uăc ă
khó phân h y.
Hi n nay, trên th gi i, vi căđánhăgiáăr iăroăđƣăđ
c u

nhi uăn

c,ăđánhăgiáătheoănhi u h

c ti n hành nghiên

ngăkhácănhauăvƠăđƣăthƠnhăcôngătrênă

nhi u ch s t i nhi u khu v c khác nhau.

ánhă giáă r i ro sinh thái là m t

B tiêu chu n ch tăl

ng d năđánhăgiáătr m tích và

ng tr m tích Canada (2002)


4

xu t m t s bi năphápăng năng aănguyăc ăphátăth i và tích t PCB

3.

và OCP vƠoămôiătr

ng khu v c nghiên c u.

V i m c tiêu trên n i dung nghiên c u chính c a lu năv năbaoăg m:
- N i dung 1: T ng quan tài li u: thu th p s li u v đi u ki n kinh t xã h i, ngu n th i vƠăđ a ch t ậth yăv năc a khu v c nghiên c u
- N i dung 2: L y m u tr m tích m t t i khu v c h l uăsôngă áy. X
lý m uă vƠă phơnă tíchă xácă đ nhă hƠmă l
đ

ng PCBs, OCPs trong tr m tích m t

c l y t i khu v c h l uăsôngă áy đ đánh giá m căđ t năl u PCBs và

OCPs trong tr m tích m t t i khu v c nghiên c u
- N i dung 3:


NGHIÊN C U

NG NGHIÊN C U

1.1.1. Polychlorinated biphenyls [1]
PCB là tên vi t t t c a Polychlorinated biphenyls ậ là nhóm ch t h uăc ă
khó phân h y. PCB là m t trong s 22 nhóm ch tăquyăđ nhătrongăcôngă

c

Stockholm.ă ơyălƠănhómăch t h uăc ăt ng h p c u t o c a 2 vòng benzen g n
v i nhau b i liên k t C-C.
Công th c t ng quát c a PCB là: C12H10-(x+y)Cl(x+y) v i x và y l năl
s nguyên t clo c a t ngăvòngăbenzenă(1ă≤ăx+yă≤ă10).ăS l

t là

ng và v trí các

nguyên t Clo s quy tăđ nh tính ch t và phân lo i các PCB.

Hình 1.1. Công th c c a PCB
Do s khác nhau v v trí và nhóm th Cl nên PCB bao g m 209 h p
ch t,ăđ

c g iălƠăđ ng lo iăvƠăđ

căchiaălƠmă10ănhómăđ ngăđ ng, m iăđ ng

đ ng có m t s xácăđ nhăcácăđ ng phân nh tăđ nh. Có 130 h p ch tăđ ng lo i


c t o thành khi th c hi n ph n ng

clo hóa h p ch t bisphenyl (C6H5 - C6H5), có c uătrúcăt
đ

ngăt nhau, chúng

c c u t o b i các nguyên t cacbon, hydro và clo.
PCB là nhóm ch t h uăc ăr t b n v ng,ăđóălƠănguyênănhơnălỦăgi i cho

tính ch t t năl uălơuădƠiăkhóăphơnăh y c aăchúngătrongămôiătr

ng.

nhi tăđ

cao PCB có th cháy và t o ra các s n ph m ph cóăđ c tính g nănh ăcácăch t
đ c dioxin. Nhìn chung PCB t

ngăđ iăkhóătanătrongăn

c và kh n ngăhòaă

tan gi m cùng v i s t ngăs nguyên t clo th trong phân t .ăNh ng chúng
l i d dàng tan trong các dung môi h uăc ,ăch t béo, hydrocacbon.ă
các PCB bi năđ iăt

tan c a



PCB phát tán,ătíchăl yătrongămôiătr
đ i v iămôiătr
nhi uăconăđ
quaăcácăconăđ

c s d ng r ng rãi

ng tr thành m t tác nhân gây ô nhi m

ng và s c kh eăconăng

i. PCB phátătánăvƠoămôiătr

ngăkhácă nhau,ănh ngă PCB ch y uăđ

ng b ng

căđ aă vƠoămôiătr

ng

ngăc ăb n sau:

- T ăvi căth iăb ă ch tăth iăcóăch aă PCB nh ăt ăđi n,ăbi năth ,ăgi yă
d u,ăcácăs năph mălƠmăt ăcaoăsuănhơnăt oầăraăcácăbƣiărácăr iăt ăđóă PCB
xơmănh păvƠoăn

căng m,ăraăsông,ăraăbi n.



bayăh iănênăchúngăd dƠngăkhu chătánăvƠoăkhíăquy n.ăPCB có th lan truy n
trong không khí và di chuy nă đ n nh ng khu v c cách xa ngu n phát th i.
Trongăn

c, m tăl

ng nh PCB có th b phân h y,ănh ngăph n l n nhóm


8

ch t này bám dính trên các h t v t ch tătrongăn

c và t năl uă tr mătíchăđáy,ă

PCB c ngăbámăch t vào các h tăkeoăđ t.
Bên c nhăđó,ăPCB s đ
nh vƠăcáătrongăn

c lan truy n qua chu i th că năt các sinh v t

c, t đóăchúngăxơmănh păvƠoăcácăđ ng v t khác s d ng

đ ng v t th y sinh làm th că n.ăPCB tích t trongăcáăvƠăđ ng v t bi n có vú
caoăh nănhi u l n m c có th cóătrongăn
th că năcaoănh t

c. M c tích l y PCB trong chu i


đ ătrongătr mătíchăcao.ăTrongăvùngăn

că nông,ăd

iăánhăsángă mùaă hè,ăth iă

gianăbánăh yăPCB lƠă17ăđ năβ10ăngƠy.ăCácăloƠiăcáăl nătrongăchu iăth că năvƠă
đ ngăv tăđáyătíchăl yăPCB v iăl
Trongămôiătr
cóăkhuynhăh

ngăcao.

ngăđ t:ăDoăcóăkíchăth

ngătáchăkh iăphaă n

căl năvƠăítătanătrongăn

c,ă PCB

c vƠăh păph ătrênăb ă m tăđ t,ătr mătíchă

ho căcácăh tăkeoăl ăl ng.
Trongămôiătr

ngăkhôngăkhí:ăS ădiăchuy năc aăPCB trongămôiătr

ngă



Các PCB trongă môiă tr

i [1],[2]

ngă s ă điă vƠoă c ă th ă b iă s ă tíchă l yă sinhă h c.ă

Kh ă n ngă tíchă l yă sinhă h că c aă PCBă t ngă cùngă v iă s ă t ngă hƠmă l
trongăphơnăt ăvƠătínhătanătrongăn
Nh ngăconăđ

căth p.ă

ngăPCB ph iănhi măvƠoăc ăth ăconăng

(1) Tiêu hóa: PCB đ

ngă cloă

iăch ăy u:

căđ aăvƠoăc ăth ăkhiă nău ngăth că năb ănhi mă

PCB vƠăv tăli uăcóăch aăPCB, đ căbi tăv iăngu năth că nălƠăcácălo iăh iăs nă ă
nh ngăkhuăv căvƠăcácăs năph măt ăs aăb ănhi măPCB.ăSoăv iăcácătr
nhi măPCB quaăth că n,ăcácătr
do PCB ítătanătrongăn

ngăh pănhi măPCB t ăn


quáătrìnhămangăthaiăho căchoăconăbú.ă
PCB đ

cătìmăth yătrongăgan,ămôăt ăbƠo,ănƣo,ădaăvƠămáu,ăth măchíăc ă

trongămáuă ăcu ngăr n.


10

c tính c a PCB
PCB lƠăhóaăch tăcóăđ cătínhăthu cănhómăβAătheoăT ăch căYăt ăTh ăgi iă
(WHO) - lƠănhómăcóăkh ăn ngăgơyăungăth ,ăđ
s căkh eăconăng

căcoiălƠăắsátăth ăvôăhình”ăv iă

i.ăNóălƠănguyênănhơnăgơyănênăcácăc năb nhăungăth ătrongă

h ătiêuăhóa, ungăth ăb chăhuy t, đ căbi tălƠăungăth ăganăvƠăgơyănênăcácăkh iăuă
ác tính.
PCB có liênă quană đ nă cácă ch ngă phátă bană vƠă ng a. V iă conă ng

i,ă

nhi uănghiênăc uăchoăth yăn uăph iănhi mă PCB di năraătrongăth iăk ămangă
thaiăvƠăchoăconăbúăcóăth ă nhăh

ngăđ năs ătr


ngăch m,ăb ăkhi măth ăvƠătríănh ăng năh n.ă
v năb ăthi uăh tăcơnăn ng,ăcóăhi năt

ngăph nă

năkhiă4ătu i,ăcác tr ănh ănƠyă

ngătr măc m,ătríănh ăvƠăkh ăn ngănh nă

th căc aăchúngăkémăh năsoăv iă tr ăcùngătrangăl a.


11

Cácănghiênăc uăd chăt ăh călƠmăd yălênănh ngăloăng iăv kh ăn ngăgơyă
ungă th ă c aă PCB.ă Côngă nhơnă s nă xu tă t ă đi nă ti pă xúc v iă nhi uă lo iă PCB
th

ngăm iăh năh păch aă41ăậ 54%ăcloăđƣălƠmăkh ăn ngăt ăvongăgan,ătúiăm tă

vƠăungăth ăđ

ngăm tătheoănghiênăc uăc aăBrown (1987) [7],ăungăth ăđ

ngă

tiêuăhóaătheoănghiênăc uăc aăBertazziăvƠăc ngăs ă(1987) [8],ăho căuăácătínhă
theoănghiênăc uăSinks vƠăc ngăs ă(1992) [9].ăM tăphơnătíchăv ănh ngănghiên
c u nƠyăvƠăm tănghiênăc uănh ăh năc aăGustavsson và c ng s (1986) [10]
đƣătìm th y k t qu đángăk cho gan, túi m tăvƠăungăth ăđ


v căcôngăvi căti păxúcătr căti păv iăPCB trongăquáătrìnhăs năxu t)ăvƠăb,ăNhómă
ph iănhi măgián ti p.ăK tăqu ănghiênăc uăchoăth yătu iăthaiăgi mă6,6ăngƠyăvƠă
cơnăn ngăgi mă153 gram

tr ăs ăsinhăt ăcácăbƠăm ăti păxúcătr căti păv iăPCB.

Taylor vƠăc ngăs (1989) [13],ăđƣăti năhƠnh m t nghiênăc uăti pătheoă 405
ph ăn ăs ngătrong khuăv căti păxúcătr căti păv iăngh ănghi pănƠy.ă

cătínhă

t ngăn ngăđ ăPCB trongăhuy tăthanhă ăph ăn ăcóăcôngăvi căti păxúcătr căti pă
caoăh năg pă4ăl năsoăv iăcácăph ăn ăch ăti păxúcăgiánăti păv iăPCB.
M tăs ănghiênăc uăv ăd chăt ăh cădo Kreiss và c ng s (1981) [14] ti n
hành, đƣăch ngăminhănh ngă nhăh

ngăcóăh iăchoăs căkh eăkhácăt ăvi căti pă

xúcăv iăPCB,ăbaoăg măungăth ăvƠăcác tácăđ ngălên timăm ch,ăgan,ăh ăth ngă


12

c ăx

ng,ă n iă ti t,ă đ

ngă tiêuă hóaă vƠă daă (đƣă báoă cáo).ă T ngă n ngă đ PCB


ng, có kh n ngă lană

căcaoăh n,ăcácăOCP có th h p th lên các b
c a sông và h , chúng có th chuy n sang

c Stockholm v các ch t ô nhi m h uăc ăkhóăphơnăh y

c ngăquyăđ nh v vi c gi m thi u và lo i b các lo i hóa ch tăBVTV,ăđaăph n
thu c nhóm clo h uăc ănƠy.
OCP r t b n v ngătrongă môiătr

ng và có th i gian bán phân hu r t

dài, khi OCP b phân hu thì tr thành nh ng d ng thoái bi n khác, có nh ng
ch tăcóăđ cătínhăcaoăh năr t nhi u l n so v i ch tăbanăđ u. M t khác, các h p
ch t OCP ítătanătrongăn

c, tan t t trong mô m c aăcácăloƠiăđ ng v t nên khi

xâm nh păvƠoăc ăth chúng ít b đƠoăth iăraăngoƠiămƠăđ

c tích lu l i trong

các mô d tr c a sinh v t. Do v y, OCP là nhóm ch tăcóăđ c tính cao và s
tácăđ ng c aăchúngăđ n h sinh thái, s c kh eăconăng
a) Hóa ch t b o v th c v t DDT [15]

iăth

ng kéo dài.

ngăc ăth . M căd ăl

choăphépăđ i v i t ngăDDTătrongăđ t là 0,1 mg/kgăvƠătrongăn
DDT có kh n ng hoà tan trong m cao.ă

ng t iăđaă

c là 1 µg/l.

că tínhă aă m k t h p v i

th i gian bán phân hu r t dài, làm cho các h p ch t có kh n ngătíchălu sinh
h c cao trong sinh v t s ngăd

iăn

c. S khu chăđ i sinh h c c a DDT

sinh v t trong cùng m t chu i th că n.ă Doă r t b n trongă c ă th s ng, trong
môiătr

ng và các s n ph măđ ng v t nên hi n nay h p ch tănƠyăđƣăb c m s

d ng.
b)Hóa ch t b o v th c v t Lindane ( -HCH) [16]
Lindane, v i công th c hoá h c là C6H6Cl6 đ
hexacloroxyclohexaneă( -HCH).

c bi tă đ n là gamma-


da: 1.000 mg/kg.ăLindaneăđ

c s d ng trong nông, lâm nghi p và y t giai

đo n t nh ngăn mă1950ăđ năn măβ000.ă
c)Hóa ch t b o v th c v t Endosulfan [17]
Endosulfan có công th c hóa h c là C9H6Cl6O3S

Hình 1.4. Công th c c u t o Endosulfan


15

Endosulfan là m t ch t r năth
th măvƠăr tăítătanătrongăn

ng

d ng tinh th , có màu nâu có mùi

c (0,33 mg/L). R t b nătrongămôiătr

ng ngay c

nhi tăđ cao.
Endosulfan là ch tăđ c th năkinhăđ c bi tăđ i v i c côn trùngăvƠăđ ng
v t có vú, k c conăng

i. T ch c EPA Hoa K phân lo i endosulfan vào


n

c (0,056 mg/L

c ăth ng

β5°C),ădoăđóănóăcóăxuăh

iăvƠăđ ng v t.

ng tích t trong ch t béo c a