Tài liệu Luận văn đánh giá mức độ tích lũy và rủi ro sinh thái một số ocp và pcb trong trầm tích mặt khu vực hạ lưu sông đáy

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 CÔNG TRÌNH ĐƢỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƢỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG HÀ NỘI Cán bộ hƣớng dẫn: PGS.TS. Lê Thị Trinh Cán bộ chấm phản biện 1: TS. Nguyễn Hùng Minh Cán bộ chấm phản biện 2: TS. Lê Thị Hải Lê Luận văn thạc sĩ đƣợc bảo vệ tại: HỘI ĐỒNG CHẤM LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƢỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG HÀ NỘI Ngày 21 tháng 01 năm 2019 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu đƣợc thực hiện bởi chính học viên trong quá trình học tập, nghiên cứu. Các số liệu, kết quả nghiên cứu trong luận văn đều đảm bảo tính trung thực, khoa học và chƣa đƣợc công bố trong bất kỳ nghiên cứu nào khác bởi một tác giả nào khác. Mọi số liệu thừa kế trong luận văn đều đƣợc trích dẫn nguồn gốc rõ ràng, chính xác. Một số kết quả nghiên cứu của luận văn thuộc nội dung nghiên cứu của 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, thực hiện từ 2017 – 2019. 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. Hà Nội, năm 2019 Học viên Bùi Thị Phƣơng iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .............................................................................................. i LỜI CẢM ƠN ................................................................................................... ii MỤC LỤC ........................................................................................................ iii DANH MỤC BẢNG ........................................................................................ vi DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ...................................................................... vii MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1 CHƢỞNG I: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ............................. 5 1.1. TỔNG QUAN VỀ ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU .................................... 5 1.1.1. Polychlorinated biphenyls ....................................................................... 5 1.1.2. Organochlorine pesticides (OCPs) ........................................................ 12 1.1.3. Hiện trạng ô nhiễm OCPs và PCBs tại Việt Nam................................. 18 1.2. TỔNG QUAN VỀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................ 22 1.2.1. Phƣơng pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu ............................................... 22 1.2.2. Phƣơng pháp xử lý mẫu và phân tích mẫu ............................................ 23 1.2.3. Phƣơng pháp đánh giá rủi ro sinh thái .................................................. 26 1.3. MỘT SỐ NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƢỚC ........................ 29 1.3.1. Các nghiên cứu trên thế giới ................................................................. 29 1.3.2. Các nghiên cứu trong nƣớc ................................................................... 33 CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .............. 37 2.1. Đối tƣợng và phạm vi địa điểm nghiên cứu ............................................. 37 2.1.1. Đối tƣợng nghiên cứu............................................................................ 37 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 Hình 1.3. Công thức cấu tạo Lindan (γ-HCH) ................................................ 14 Hình 1.4. Công thức cấu tạo Endosulfan ........................................................ 14 Hình 1.5. Công thức cấu tạp Heptachlor ......................................................... 15 Hình 1.6. Công thức cấu tạo Aldrin ................................................................ 16 Hình 1.7. Công thức cấu tạo Dieldrin ............................................................. 17 Hình 1.8. Công thức cấu tạo Endrin................................................................ 18 Hình 1.9. Sơ đồ khối hệ thống sắc ký khí ....................................................... 25 Hình 1.10. Qúa trình đánh giá rủi ro sinh thái ............................................... 28 Hình 2.1. Sơ đồ khu vực nghiên cứu............................................................... 38 Hình 2.2. Mạng lƣới các sông chính ............................................................... 41 Hình 2.3. Thiết bị lấy mẫu trầm tích mặt ........................................................ 49 Hình 2.2. Sơ đồ vị trí lấy mẫu tại khu vực Hà Nam, Nam Định, Ninh Bình và Cửa Đáy....... 55 Hình 2.3. Sắc đồ hỗn hợp chuẩn PCB............................................................. 60 Hình 2.4. Sắc đồ hỗn hợp chuẩn OCP ............................................................ 62 Hình 2.5. Quy trình phân tích OCP, PCB trong trầm tích .............................. 65 Hình 3.1. Hàm lƣợng OCP trong trầm tích khu vực hạ lƣu sông Đáy ........... 74 Hình 3.2. Hàm lƣợng PCB trong trầm tích mặt tại khu vực hạ lƣu sông Đáy 80 Hình 3.3. Tỷ lệ phần trăm các PCB trong trầm tích mặt khu vực hạ lƣu sông Đáy .................................................................................................................. 81 Hình 3.4: Hệ số rủi ro của PCB trong trầm tích mặt....................................... 84 Hình 3.5: Hệ số rủi ro RQ của OCP trong trầm tích mặt tại khu vực hạ lƣu sông Đáy 85 vi DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1. Mô tả khu vực lấy mẫu tại Hà Nam, Nam Định, Ninh Bình và Cửa Đáy ..........49 Bảng 2.2. Hỗn hợp chuẩn PCB ....................................................................... 56 Bảng 2.3. Hỗn hợp chuẩn OCP ....................................................................... 57 Bảng 2.4. Hóa chất dùng trong phân tích........................................................ 58 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 Dichlorodiphenyldichloroethane DDE Diclordiphenyldicloretylen Dichlorodiphenyldichloroethylene DDT Diclodiphenyltricloetan Dichlorodiphenyltrichloroethane ECD Detector bắt electron Electron Capture Detector Sắc ký khí Gas Chromatography GC HCBVTV Hóa chất bảo vệ thực vật Protectant Chemicals 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 khó phân hủy QCVN Quy chuẩn Việt Nam National technical regulation WHO Tổ chức Y tế thế giới World Health Organization SQG Sediment Quality Guideline Hƣớng dẫn chất lƣợng trầm tích PEL Probable Effect Level Nồng độ ảnh hƣởng có thể xảy ra TEL Threshold Effects level 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 BVTV còn hạn chế, coi trọng về mặt tích cực của chúng là phòng, diệt dịch hại mà đã không quan tâm tới vấn đề bảo vệ môi trƣờng, công tác quản lý còn lỏng lẻo nên để lại nhiều kho, nền kho, địa điểm lƣu giữ hóa chất. Hậu quả của việc quản lý lỏng lẻo, không thu gom đúng cách các vỏ bao bì đựng hóa chất BVTV, đã dẫn đến việc các hóa chất BVTV bị ngấm vào đất hoặc do điều kiện mƣa, lũ lụt đã phát tán ra môi trƣờng các loại hóa chất BVTV gây ô nhiễm môi trƣờng đất, nƣớc. Các loại hóa chất tồn lƣu này chủ yếu là các loại hóa chất độc hại thuộc nhóm chất hữu cơ khó phân hủy trong môi trƣờng. Năm 2002, Chính phủ Việt Nam đã tham gia và phê chuẩn Công ƣớc Stockholm về các chất POP. Công ƣớc Stockholm quy định việc ngừng sản xuất, cấm sử dụng, hạn chế sử dụng và tiến tới tiêu hủy hoàn toàn một số chất POP do con ngƣời tạo ra, đồng thời thực hiện các biện pháp cần thiết để giảm thiểu sự phát sinh liên tục không chủ định các chất POP từ hoạt động sản xuất công nghiệp, sinh hoạt hoặc xử lý chất thải. Tính đến thời điểm hiện tại, Công ƣớc Stockholm quy định quản lý an toàn trên quy mô quốc tế 26 nhóm chất POP, trong đó có hàng trăm đơn chất khác nhau, sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, nhƣ hóa chất BVTV, hóa chất công nghiệp, hóa chất hình thành và phát sinh không chủ định từ các hoạt động sản xuất, kinh doanh và đời sống. 2 Theo công ƣớc Stockholm, các chất POP đƣợc xác định có 4 tính chất sau: (i) rất khó phân hủy nên tồn tại bền vững trong môi trƣờng, (ii) có khả năng phát tán rộng, (iii) tích tụ sinh học cao trong các mô của sinh vật, (iv) có tính chất độc cao. PCB – Polychlorinated Bi-phenyls đƣợc sử dụng cho các ứng dụng đóng (ví dụ: tụ điện và máy biến áp, truyền nhiệt và các chất lỏng thủy lực) và trong các ứng dụng mở (ví dụ: chất chống cháy, mực, chất kết dính, microencapsulation thuốc nhuộm cho nhân bản giấy cacbonless, sơn, thuốc 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. Hiện nay, trên thế giới, việc đánh giá rủi ro đã đƣợc tiến hành nghiên cứu ở nhiều nƣớc, đánh giá theo nhiều hƣớng khác nhau và đã thành công trên nhiều chỉ số tại nhiều khu vực khác nhau. Đánh giá rủi ro sinh thái là một công cụ giúp các nhà quản lý dự đoán hoặc đánh giá những rủi ro có nguồn gốc từ con ngƣời, cũng nhƣ các tác nhân tự nhiên. Đánh giá rủi ro sinh thái giúp các nhà quản lý xác định đƣợc vấn đề nào cần đƣợc ƣu tiên giải quyết trƣớc và đƣa ra các quyết định phù hợp. Tuy nhiên, tại nƣớc ta hầu hết các nghiên cứu mới chỉ dừng lại ở việc phân tích, đánh giá mức độ tích lũy, hiện trạng ô nhiễm của hóa chất BVTV. Từ những lý do đó mà tôi quyết định lựa chọn đề tài “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” Mục tiêu nghiên cứu của đề tài: 1. Đánh giá mức độ tồn lƣu ô nhiễm của một số hợp chất OCP, PCB trong trầm tích mặt tại khu vực hạ lƣu sông Đáy 2. Đánh giá rủi ro sinh thái của một số chất ô nhiễm OCP, PCB trong trầm tích mặt khu vực hạ lƣu sông Đáy theo hƣớng dẫn đánh giá trầm tích và Bộ tiêu chuẩn chất lƣợng trầm tích Canada (2002) 4 3. Đề xuất một số biện pháp ngăn ngừa nguy cơ phát thải và tích tụ PCB và OCP vào môi trƣờng khu vực nghiên cứu. Với mục tiêu trên nội dung nghiên cứu chính của luận văn bao gồm: - Nội dung 1: Tổng quan tài liệu: thu thập số liệu về điều kiện kinh tế xã hội, nguồn thải và địa chất –thủy văn của khu vực nghiên cứu - Nội dung 2: Lấy mẫu trầm tích mặt tại khu vực hạ lƣu sông Đáy. Xử lý mẫu và phân tích xác định hàm lƣợng PCBs, OCPs trong trầm tích mặt đƣợc lấy tại khu vực hạ lƣu sông Đáy để đánh giá mức độ tồn lƣu PCBs và OCPs trong trầm tích mặt tại khu vực nghiên cứu - 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. 6 Tính chất vật lý Các đồng loại của PCB thƣờng là các hợp chất rắn kết tinh không màu, không có mùi vị. Khi tạo thành hỗn hợp thƣơng mại thƣờng có màu vàng nhạt, trong suốt, có thể ở dạng lỏng dầu, sáp mềm hoặc trạng thái rắn. PCB có hằng số điện môi và độ dẫn điện cao, nhiệt độ sôi 325 – 3800C. Tỷ trọng từ 1,3 – 1,9. Tính chất hóa học PCB là nhóm hóa chất nhân tạo, đƣợc tạo thành khi thực hiện phản ứng clo hóa hợp chất bisphenyl (C6H5 - C6H5), có cấu trúc tƣơng tự nhau, chúng đƣợc cấu tạo bởi các nguyên tử cacbon, hydro và clo. PCB là nhóm chất hữu cơ rất bền vững, đó là nguyên nhân lý giải cho tính chất tồn lƣu lâu dài khó phân hủy của chúng trong môi trƣờng. Ở nhiệt độ cao PCB có thể cháy và tạo ra các sản phẩm phụ có độc tính gần nhƣ các chất độc dioxin. Nhìn chung PCB tƣơng đối khó tan trong nƣớc và khả năng hòa tan giảm cùng với sự tăng số nguyên tử clo thế trong phân tử. Nhƣng chúng lại dễ dàng tan trong các dung môi hữu cơ, chất béo, hydrocacbon. Độ tan của các PCB biến đổi tƣơng đổi phức tạp, không theo một quy luật nào cả. Chúng dễ bị hấp thụ vào các mô mỡ. Đây chính là những lí do khiến các hợp chất này càng trở nên nguy hiểm đối với các loài sinh vật. Do đặc tính điện môi tốt, rất bền vững, chịu nhiệt và chịu đƣợc sự ăn mòn hóa học, PCB đƣợc sử dụng nhƣ một chất điện môi phổ biến trong máy biến thế và tụ điện, chất lỏng dẫn nhiệt trong hệ thống truyền nhiệt và nƣớc, chất làm dẻo trong PVC và cao su nhân tạo, là thành phần phụ gia trong sơn, mực in, chất dính, chất bôi trơn, chất bịt kín, chất để hàn; là chất phụ gia của thuốc trừ sâu, chất chống cháy và trong dầu nhờn (trong dầu kính hiển vi, phanh, dầu cắt…) 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 chất này bám dính trên các hạt vật chất trong nƣớc và tồn lƣu ở trầm tích đáy, PCB cũng bám chặt vào các hạt keo đất. Bên cạnh đó, PCB sẽ đƣợc lan truyền qua chuỗi thức ăn từ các sinh vật nhỏ và cá trong nƣớc, từ đó chúng xâm nhập vào các động vật khác sử dụng động vật thủy sinh làm thức ăn. PCB tích tụ trong cá và động vật biển có vú cao hơn nhiều lần mức có thể có trong nƣớc. Mức tích lũy PCB trong chuỗi thức ăn cao nhất ở các động vật bậc cao. Các chu trình chuyển hóa PCB [1],[2] Trong nƣớc: Do PCB ít tan trong nƣớc nên hàm lƣợng PCB trong nƣớc không cao. Vì vậy, trong môi trƣờng nƣớc PCB sẽ phân tán vào đất, trầm tích với hàm lƣợng tƣơng đối cao và chủ yếu là các PCB có hàm lƣợng clo cao. PCB có thể chuyển từ nƣớc vào không khí khi gặp nhiệt độ cao và khi nồng độ trong trầm tích cao. Trong vùng nƣớc nông, dƣới ánh sáng mùa hè, thời gian bán hủy PCB là 17 đến 210 ngày. Các loài cá lớn trong chuỗi thức ăn và động vật đáy tích lũy PCB với lƣợng cao. Trong môi trƣờng đất: Do có kích thƣớc lớn và ít tan trong nƣớc, PCB có khuynh hƣớng tách khỏi pha nƣớc và hấp phụ trên bề mặt đất, trầm tích hoặc các hạt keo lơ lửng. Trong môi trƣờng không khí: Sự di chuyển của PCB trong môi trƣờng không khí là quan trọng nhất do sự phát tán toàn cầu của PCB. Chúng đi vào không khí do sự bay hơi bề mặt của đất và nƣớc. Trong không khí, PCB có thể bị phát thải rất xa và nó đã đƣợc tìm thấy trong tuyết và nƣớc biển ở những nơi rất xa so với nơi chúng phát thải vào môi trƣờng nhƣ ở Bắc Cực – nơi không có các hoạt động công nghiệp. PCB ở trong không khí có thể tồn tại ở dạng hơi hoặc hấp thụ vào các hạt rắn lơ lửng, sau đó chúng quay trở lại 9 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 sức khỏe con ngƣời. Nó là nguyên nhân gây nên các căn bệnh ung thƣ trong hệ tiêu hóa, ung thƣ bạch huyết, đặc biệt là ung thƣ gan và gây nên các khối u ác tính. PCB có liên quan đến các chứng phát ban và ngứa. Với con ngƣời, nhiều nghiên cứu cho thấy nếu phơi nhiễm PCB diễn ra trong thời kỳ mang thai và cho con bú có thể ảnh hƣởng đến sự trƣởng thành và phát triển của trẻ sơ sinh, dẫn đến phát triển chậm, cũng nhƣ làm giảm khả năng miễn dịch. Theo nghiên cứu của Fein và cộng sự (1984) [3]; Jacobson và các cộng sự (1985, 1990) [4],[5],[6], nghiên cứu đƣợc thực hiện trên một nhóm hệ trẻ sơ sinh ở Michigan, để đánh giá ảnh hƣởng của việc ăn cá bị ô nhiễm lên phụ nữ mang thai và trẻ sơ sinh của họ. Có 242 trẻ sinh ra từ những phụ nữ đã tiêu thụ một lƣợng lớn cá vừa phải ở hồ Michigan và có 71 trẻ sơ sinh có mẹ không ăn cá ở hồ Michigan. Các nhà nghiên cứu của cả 2 nhóm nghiên cứu đều báo cáo rằng, nhóm trẻ sơ sinh từ các bà mẹ ăn cá của hồ Michigan trong sáu năm trƣớc khi mang thai và họ tiếp tục ăn trong khoảng thời gian mang thai, thì những đứa trẻ đó đều bị rối loạn phát triển và nhận thức chậm hơn so với các trẻ cùng trang lứa. Những trẻ em này có trọng lƣợng sinh nhỏ hơn bình thƣờng 160 -190 gram. Sau 7 tháng sau sinh, trẻ nhỏ có hiện tƣợng phản ứng chậm, bị khiếm thị và trí nhớ ngắn hạn. Đến khi 4 tuổi, các trẻ nhỏ này vẫn bị thiếu hụt cân nặng, có hiện tƣợng trầm cảm, trí nhớ và khả năng nhận thức của chúng kém hơn so với trẻ cùng trang lứa.