MỞ ĐẦU Asen là nguyên tố tồn tại tự nhiên trong môi trƣờng. Asen rất cần thiết cho cơ thể ngƣời nếu ở hàm lƣợng vi lƣợng, tuy nhiên sự có mặt của chúng với hàm lƣợng lớn có thể có tác hại xấu đến sức khoẻ con ngƣời cũng nhƣ hệ sinh thái. Những năm gần đây, ƣớc tính trên thế giới có khoảng 150 triệu ngƣời có nguy cơ phơi nhiễm với asen qua nƣớc ăn uống, sinh hoạt. Việt Nam là một trong những nƣớc nằm trong bản đồ ô nhiễm asen trong nƣớc ngầm trên thế giới.
Vùng đồng bằng sông Hồng và sông Cửu Long là vùng bị ô nhiễm nặng nhất. Theo báo cáo của Quỹ Nhi đồng Liên hiệp quốc (UNICEF) có khoảng hơn 10 triệu ngƣời dân ở Việt nam có nguy cơ bị phơi nhiễm với asen do sử dụng nguồn nƣớc ngầm [10]. Đã có nhiều nghiên cứu tại Việt Nam về vấn đề ô nhiễm nƣớc ngầm do asen đƣợc tiến hành, tuy nhiên việc đánh giá tác động của asen đối với sức khỏe cộng đồng còn hạn chế và mới chỉ dừng lại ở mức đánh giá biểu hiện triệu chứng nhiễm độc asen qua hình thái ngoài, tức là giai đoạn muộn khi đã mắc bệnh. Đối tƣợng đánh giá sức khỏe là đại trà, chƣa có nghiên cứu riêng nào tập trung vào nhóm đối tƣợng dễ bị tổn thƣơng nhất là phụ nữ độ tuổi sinh đẻ, trẻ em và trẻ sơ sinh.
Điều này dẫn đến các hạn chế trong việc giám sát, phát hiện sớm nguy cơ phơi nhiễm asen và đƣa ra các can thiệp về dự phòng cũng nhƣ điều trị kịp thời nhằm giảm thiểu các rủi ro về sức khỏe cho cộng đồng. Để giải quyết các vấn đề nêu trên, cần có các nghiên cứu đánh giá sâu về mức độ phơi nhiễm với asen do sử dụng nƣớc ngầm và tìm ra mối tƣơng quan giữa phơi nhiễm và tích luỹ sinh học, sự trao đổi chất và biểu hiện bệnh ra bên ngoài; tập trung vào đối tƣợng nhạy cảm là phụ nữ độ tuổi sinh đẻ và đặc biệt là ở trẻ sơ sinh, trẻ em để cho một bức tranh tổng thể từ giai đoạn 1 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com sớm khi mẹ bị phơi nhiễm asen trong nƣớc ngầm, thâm nhiễm sang con và ảnh hƣởng tới sức khỏe của bà mẹ và đứa trẻ khi sinh ra. Việc cung cấp những bằng chứng sớm về mức độ phơi nhiễm và thâm nhiễm asen trong cộng đồng sẽ giúp y tế địa phƣơng có phƣơng pháp giám sát và can thiệp kịp thời, hiệu quả hơn về tác động của asen đến sức khỏe cộng đồng. Hà Nam là một trong một số tỉnh ở đồng bằng sông Hồng có nguồn nƣớc ngầm bị ô nhiễm asen nặng nhất và đã có các nghiên cứu chuyên đề về ô nhiễm asen tại đây.
Do vậy Hà Nam là một địa điểm phù hợp để đánh giá tình trạng phơi nhiễm asen của cộng đồng có nhiều năm sử dụng nguồn nƣớc ăn uống sinh hoạt bị ô nhiễm loại chất này, kế thừa các kết quả nghiên cứu đƣợc thực hiện từ trƣớc, từ đó có một báo cáo tổng thể về tình trạng ô nhiễm, sự phơi nhiễm và tác động đến sức khỏe. Xuất phát từ tính cấp thiết nêu trên, đề tài "Nghiên cứu đánh giá tình trạng phơi nhiễm asen của bà mẹ, trẻ em tại tỉnh Hà Nam" tập trung vào các mục tiêu sau: Mục tiêu của đề tài: 1. Đánh giá tình trạng phơi nhiễm và thâm nhiễm asen của phụ nữ độ tuổi sinh đẻ, bà mẹ mang thai tại Hà Nam; 2. Đánh giá tình trạng thâm nhiễm asen trƣớc sinh của trẻ sơ sinh; 3.
Đánh giá tình hình bệnh lý thai sản của phụ nữ độ tuổi sinh đẻ, sự biến đổi thần kinh hành vi ở trẻ em liên quan đến phơi nhiễm asen. Đóng góp mới của đề tài: • Đây là nghiên cứu đầu tiên về phơi nhiễm asen của bà mẹ và con của họ ở Việt Nam với phƣơng pháp nghiên cứu bài bản và quy mô số lƣợng mẫu lớn. Nghiên cứu đã đánh giá đƣợc mối tƣơng quan giữa phơi nhiễm asen trong nguồn nƣớc giếng khoan và tích lũy sinh học ở ngƣời mẹ (nƣớc tiểu, 2 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com tóc, máu); giữa phơi nhiễm và thâm nhiễm asen của mẹ truyền sang con tại tỉnh Hà Nam; đánh giá đƣợc đặc điểm bệnh lý thai sản ở phụ nữ độ tuổi sinh đẻ, sự biến đổi thần kinh hành vi ở trẻ em và mối liên quan đến phơi nhiễm asen với qui mô khảo sát và số lƣợng mẫu lớn. Kết quả của luận án là một cơ sở quan trọng cho các nghiên cứu cơ chế gây độc của asen ở mức phân tử và gen liên quan đến chuyển hóa asen.
• Lần đầu tiên ở Việt Nam nghiên cứu đánh giá thành công và cung cấp những số liệu phân tích hàm lƣợng asen trong máu cuống rốn và trong tóc của trẻ sơ sinh của các bà mẹ bị thâm nhiễm asen để đánh giá thâm nhiễm trƣớc sinh của trẻ sơ sinh tại khu vực nguồn nƣớc bị ô nhiễm asen tại Việt Nam. 3 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Chƣơng 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. TỔNG QUAN CHUNG VỀ ASEN 1. Nguồn gốc phát thải và quá trình vận chuyển Asen Asen tồn tại bốn dạng thù hình: dạng kim loại, dạng vàng, dạng xám, dạng nâu.
Dạng thƣờng gặp là dạng asen kim loại có màu xám bạc, tỷ trọng 5,7, nhiệt độ nóng chảy tại P = 36 atm là 8170 C, bay hơi ở 6150C (P= 1atm). Hơi asen có mùi tỏi, độc. Asen dễ nghiền thành bột, dẫn điện, dẫn nhiệt tốt. Trong tự nhiên asen có thể tồn tại ở bốn dạng hóa trị là -3, 0, +3 và +5.
Asen phân bố rộng rãi trong vỏ trái đất với hàm lƣợng trung bình khoảng 2 mg/kg. Asen có trong đất, đá, nƣớc, không khí ở dạng vết [88]. Nguồn gốc phát sinh asen trong môi trƣờng do các quá trình hoạt động tự nhiên (phun trào núi lửa, hoạt động macma, nhiệt dịch, phong hóa.) và do các hoạt động nhân sinh (đốt nhiên liệu hóa thạch, đốt rác, luyện kim, khai thác và chế biến quặng, nhất là quặng sulfua và asenua, sản xuất và sử dụng thuốc trừ sâu diệt cỏ, phân hóa học, vũ khí hóa học. Dƣới tác động của các quá trình tự nhiên và nhân sinh khác nhau, Asen có thể di chuyển từ hợp phần môi trƣờng này sang hợp phần môi trƣờng khác, dẫn tới sự phân bố phức tạp của nó trong tự nhiên [72].
Asen là một trong những nguyên tố có nhiều khoáng vật nhất. Asen là thành phần của hơn 200 khoáng vật khác nhau. Khoáng vật phổ biến nhất là arsenopyrite (FeAs0.9), tiếp đến là các khoáng Asenua (27 loại), sunfua (13 loại), muối sunfo (65 loại) và các sản phẩm oxi hóa của chúng (2 dạng oxit, 11 dạng Asenit, 116 dạng asenat và 7 dạng silicat) [72,73]. Trong nƣớc, asen tồn tại cả dạng vô cơ và asen hữu cơ với các hợp chất chủ yếu là metylasonic, dimetylassinic, asenit, asenat.
Trong môi 4 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com trƣờng nƣớc asen tồn tại chủ yếu ở hai trạng thái oxi hóa là +3 và +5, thƣờng gọi là As III và As V. Các dạng As V chủ yếu là AsO43-, HAsO42-, H2AsO4-, và H3AsO4 còn As III tồn tại chủ yếu ở các dạng As(OH)3 (hay H3AsO3) As(OH)4-, AsO2OH2-, và AsO33-. Thế oxi hóa khử và pH của môi trƣờng là yếu tố quyết định dạng nào là dạng tồn tại chủ yếu. Nếu chỉ xét trạng thái oxi hóa thì As III chiếm ƣu thế trong môi trƣờng khử yếm khí nhƣ trong nƣớc ngầm còn As V là dạng tồn tại chính và bền trong môi trƣờng hiếu khí giàu oxy.1 biểu diễn các dạng tồn tại của asen trong nƣớc phụ thuộc vào pH và thế oxi hóa khử của môi trƣờng.
Trong các quá trình xử lý, điều khiển pH và thế oxi hóa khử của môi trƣờng để chuyển asen về As III hay As V, chuyển từ dạng mang điện sang dạng trung hòa tùy thuộc vào mục đích xử lý [14,20,88]. 5 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.1: Các dạng tồn tại của asen trong nước phụ thuộc vào pH và thế oxi hóa khử Trong điều kiện khử, asen chủ yếu ở trạng thái hóa trị +3, trong điều kiện oxy hóa ở hóa trị +5, trong khoảng pH= 6 ÷ 9, As III tồn tại chủ yếu ở dạng H3AsO3, As V ở dạng H2AsO4- và HAsO42-. Do tồn tại ở dạng không phân ly nên khả năng hấp phụ của As III lên bề mặt chất hấp phụ thƣờng kém hơn As V. Mặt khác, As III khó bị oxy hóa bởi oxy không khí thành As V.
Tỷ lệ As III so với As V có thể dao động từ 0,1:1 cho đến 10:1 tùy vào từng vùng và tỉ lệ này thay đổi theo mùa [72,80,104]. Ở những vùng không ô nhiễm, nồng độ asen trong tầng nƣớc mặt có giá trị nhỏ, thƣờng từ 1- 8 µg/L. Ở khu vực ô nhiễm, đặc biệt là những vùng có hoạt động của núi lửa, khai mỏ, địa nhiệt, hàm lƣợng asen từ 50 đến vài trăm µg/L, thậm chí là vài nghìn µg/L, trong khi đó tiêu chuẩn cho phép của Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) về hàm lƣợng asen trong nƣớc sinh hoạt là 10 µg/L và trong nƣớc ngầm là 50 µg/L [103]. Tiêu chuẩn ở Việt Nam là 10 µg/L đƣợc áp dụng cho nƣớc ăn uống và 50 µg/L cho nƣớc sinh hoạt.
Asen có mặt trong nƣớc ngầm có thể do nguyên nhân tự nhiên hay do hoạt động của con ngƣời. Theo cơ chế tự nhiên, asen đƣợc giải phóng vào nƣớc ngầm qua quá trình khử hòa tan oxy hydroxit sắt chứa asen tại các tầng chứa nƣớc hay ngay tại bề mặt lớp trầm tích có chứa asen. Tại các lớp trầm tích có chứa nhiều chất hữu cơ, quá trình trao đổi chất của quần thể sinh vật sẽ 6 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com làm cho môi trƣờng đất tại đó mang tính khử cao. Môi trƣờng khử sẽ kích thích quá trình chuyển Fe(III) ở dạng rắn thành Fe(II) dễ hòa tan trong nƣớc, kéo theo quá trình này là sự giải phóng asen.
4FeOOH + CH2O + 7H2CO3 Visinh 4Fe2+ + 8HCO3- + 6H2O Trong nƣớc ngầm, asen tồn tại ở các trạng thái hóa trị +3 và +5 ở dạng vô cơ (axit arseno H3AsO3 và axit arsenic H3AsO4) hoặc hữu cơ. Dạng hữu cơ chỉ chiếm một phần nhỏ tổng lƣợng Asen trong nƣớc ngầm [72]. Asen có mặt phổ biến trong các nguồn nƣớc ngầm trên thế giới với nồng độ nhỏ hơn 5 µg/L. Tuy nhiên, ở một số nơi nƣớc ngầm chứa asen với hàm lƣợng vƣợt quá 50 µg/L nhƣ: khu vực Đông Nam Á, miền Tây nƣớc Mỹ, Ấn Độ, Banglades, Đài Loan.
Tình hình ô nhiễm asen trong nguồn nƣớc 1.