Chương 1 là những kiến thức tong quan về sự hiện diện của EDCs và NPEs trong môi trường nước và tổng quan về các quá trình xử lý NPEs. Chương 2 thể hiện phương pháp nghiên cứu sử dụng trong nghiên cứu khảo sát sự hiện diện của EDCs và công nghệ xử lý EDCs chọn lựa. Chương 3 kết qua và thảo luận bao gồm 3 phan: Phan 1 là các kết quả nghiên cứu và những thảo luận về nông độ của các EDCs trong nguồn nước từ quá trình khảo sát EDCs cũng như mối tương quan của nó với các thông số hóa lý (pH, DOC, COD, độ đục, EC và N-ammonia); Phan 2 cho thay các kết quả về loại bỏ NPEs bằng công nghệ PAC kết hợp mang MF; Phan 3 thé hiện kết quả và thảo luận về các thí nghiệm xác định thông số thích hợp (pH, thời gian tiếp xúc và liều lượng ozone) cho quá trình loại bỏ NPEs băng ứng dụng công nghệ ozone cũng như các sản phẩm tạo thành trong quá trình tiền ozone. Chương 4 là phần kết luận các kết quả có được trong nghiên cứu và đề xuất những hướng nghiên cứu trong tương lai.
“oi DUNG NGHIÊN cứu `) àÁ Nội dung 1: Khảo sát sự hiện diện của EDCs ở lưu vực sông Sải Gòn - Đồng Nai Vv Thuc nghiém cac qua trinh Ỷ Ỳ Nội dung 3: Nội dung 2: Quá trình PAC kết hợp màng MF Quá trình ozone cho xử lý NPEs cho xử lý NPEs Vv Vv ‘ | Thí nghiêm M1: Thi Thi nghiém M2: Thi Thi nghiệm OI: Thi nghiém O2: Thi nghiém O3: l he , nh van nghiệm trên mô hình Xác định nông độ | | Xác định thời gian | ¡Xác định pH thích nghiệm theo me PAC két hop mang MF ozone thich hop tiếp xúc thích hop hợp | | | Ỳ 2 / Ỷ Ỳ J Ỳ Thi nghiệm O4: Dánh gia sự hình thành sản phầm phụ ho _ ene bổ sung bơm we tạitrạm rma sông N2 - ân có và khôong Phúl ae TN MIa:Xác | |TN MIb:Xác | |TN Mle: Xác || TNM2a: TN M2b: Xác định mẫu nước Hòa dinh thoi định khối định hệ số Xác định dung lượng hấp phụ và i gian tiếp xúc || lượng than phương trình thông lượng hiệu quả xử lý DOC và P = SAA: > _ h theo hợp thích mà theo hợp thích ma đăng nhiệt hâp| |thích hợp cho NPEs của mô hình ikhi nghiệm 05: Xác định hiệu quả tiền ozone cho loại phụ mộng NE PAC Te hop mang MF bỏ EDCs mục tiêu của nước sông Sai Gon tại tram bom Hòa Phú Hình 1. Sơ đồ tóm tắt nội dung nghiên cứu của dé tài 5 CHUONG 1. HOP CHAT GAY ROI LOAN NỘI TIẾT (EDCs) Chat 6 nhiễm vi lượng là các hợp chất cacbon tự nhiên hoặc tổng hợp được tim thay trong môi trường ở nồng độ thấp (ng/l) đến nồng rất thấp (pg/l) [9]. Hầu hết các chat 6 nhiễm vi lượng có nguồn gốc nhân tạo.
Da số các chất hữu co tong hợp được sinh ra với một lượng lớn mỗi ngày qua việc sử dụng các chất như thuốc bảo vệ thực vật, chất bảo quản, dược phẩm, thuốc nhuộm, chất làm lạnh, dầu bôi trơn v.Các hợp chất này được gọi chung là hợp chất hữu cơ tong hợp (SOCs) [10]. Tuy thuộc vào đặc tính mà các hợp chất hữu co tong hợp (SOCs) có thé được chia thành các nhóm khác nhau bao gồm: các hop chất hữu cơ bền vững (POPs), thuốc bảo vệ thực vật, các hợp chất có hoạt tính dược (PhACs) và hoá chất phá huỷ nội tiết (EDCs) [11]. EDCs là các chất ô nhiễm ngoại sinh ở nồng độ thấp có thé gây trở ngại sự tong hop, bài tiết, vận chuyền, liên kết, hoạt động, hoặc loại bỏ các hocmon tự nhiên trong cơ thé mà có nhiệm vụ duy tri sự cân bằng trao đôi chất, sinh sản, phát triển, và/hoặc hành vi [12]. Một số EDCs đã được kết luận là nguyên nhân gây rối loạn sinh sản ở người và động vật hoang dã [13].
Con người tiếp xúc với các hoá chất này qua thực phẩm, nước và môi trường là môi quan tâm lớn với những tác động lâu dài chưa được biệt đên. Estrogenic EDCs (e-EDCs) là một nhánh phụ của các hoá chất gây rối loạn nội tiết (EDCs), chúng là các hoá chất có tính bắt chước hoặc gây ra các phản ứng giống với estrogen trong cơ thé sinh vật. e-EDCs là các chất ô nhiễm môi trường có hoạt tính estrogen ở nồng độ thấp và đang nỗi lên như một mối quan tâm chính về chất lượng nước. e-EDCs bao gồm các estrogen tự nhiên và nhân tao [1], ví dụ cụ thé vé các e- EDCs bao gồm: thuốc bảo vệ thực vật như atrazine, deildrin, và toxaphene [14], các chat hoat dong bé mat nhu alkyphenol ethoxalates [15, 16], các hocmon tự nhiên va các estrogen dược phẩm 17B-estradiol và 17a-ethynylestradiol [15] cũng như các hợp chất công nghiệp khác như bisphenol A [14, 17].
Nhiều e-EDCs được xác định có tiềm năng gây ra phản ứng estrogen ở nồng độ rất thấp (phan ty đến phan nghìn ty), đây là nguyên nhân tao ra mối quan tâm trong việc xác định nồng độ các hoá chất đã đề cập ở trên, các hoá chất nảy được tìm thấy trong nước thải, nước mặt, trầm tích, nước ngầm thậm chí trong cả nước cấp [2. Các nha máy xử lý nước thai đã được nghiên cứu như một nguồn e-EDCs chính [15, 19, 20]. Nguôn phát sinh và vòng đời EDCs 1. Cac nguôn phát sinh EDCs Dòng thải đầu nguồn của các công trình xử lý nước thai là nguôn phát sinh chính của e-EDCs.
Một số dòng đầu nguồn bao gồm hocmon tự nhiên va estrogen, chất tây rửa hộ gia đình có chứa NP, trong một số nganh công nghiệp có sử dụng chat tay rửa có chứa NP và nhựa có chứa BPA, hoặc có chứa hóa chất nông nghiệp alkylphenol và nonylphenol ethoxylate [16, 19]. Các nhà máy xử lý nước thải được xem như nguồn thải điểm nếu việc giảm thiểu tại nguồn không thực hiện (ví dụ loại bỏ e-EDCs từ nhà máy sản xuất hay giảm estrogen dược phẩm trong chất thai dan dụng). Nếu việc kiểm soát tại nguồn được yêu cầu, các nguồn thải đầu nguồn như công nghiệp chất dẻo, cơ sở y tế, hộ gia đình đòi hỏi chất lượng nước thải cao hơn. Khi đó, chỉ phí và lợi ích của việc thay thế các hóa chất công nghiệp có e-EDC cân phải được xem xét.
Chất bé mặt để thay thé nonylphenol ethoxylates đã được dé xuất và thử nghiệm boi Fernandez et al. Tất nhiên, nếu kiểm soát tại nguồn là không kha thi, thì cần phải xem xét thực hiện xử lý bậc cao. Các nghiên cứu về vòng đời và vận chuyển e-EDCs ở các hệ thống xử lý nước thải đã cho thay việc loại bỏ các estrogen và các nonylphenol ethoxylates ở các hệ thống này [22-24]. Các hoạt động nông nghiệp cũng được xác định là nguồn không điểm của e-EDCs chắng hạn như nước thải ngành chăn nuôi bò sữa và nuôi trồng thủy sản [25].
Ngành nuôi cá giống có thé làm tăng nông độ estrogen của sông [25]. Trại chăn nuôi gia súc cũng là nguôn phat sinh các hợp chất estrogen từ phân và nước tiểu [26, 27]. Những nguôn thải từ các hoạt động nông nghiệp, bài tiết của trại chăn nuôi và hóa chất trong thuốc trừ sâu va phân bón, có thé góp phan vào nguồn EDCs không điểm (non-point e- EDCs). Nông độ của EDCs trong nguồn nước mặt, nước ngâm, nước thải, trầm tích và bùn thải được trình bay trong Bang 1.1 Nông độ EDCs trong các môi trường khác nhau EDC Nước mặt Bùn lắng Nước ngầm Nướccấp Nướcthải Bùnthải Không khí (ng/L) (ug/g) (Nhigmban) (ng/L) (ng/L) (ug/g) (mg/m) (ng/L) E2 <0,1-6,0 0,9-2.520 NA 0,20-0,60 <0,1-19 0,00143 NA EE2 0,1-5,1 <50-500 NA 0,15-0,50 <0,4-8,9 0,00061 NA E3 1,0-2,5 0,5-1,5 NA NA 5,0-73 NA NA BPA 0,5-250 NA 3-1.410 0,50-44 4,8-258 NA NA NP 6,7-15.570 <0,5-254 <0,001-14 OP and OPEO 0,8-13.000 <0,005-8,8 NA 0,20-4,9 22-358 <0,5-12,6 0,01-2,5 Nguôn: [28] NA: không san có 1.
Con đường chuyên hoá và vận chuyên e-EDCs Cấp nước N sinh hoạt Nước thái đô thị và : : công nghiệp Dong chay nguon AT Mưa Bay hơi và không điểm / : : Tải thoáng khí Als te 4 Bi Ty da tòa | + z— = Sự lắng đọng >> tr th A Sự di chuyén va lang can barre “ Nguồn nước ngam Nguồn: [1] Hình 1.1 Sơ đồ minh hoa các con đường vận chuyển EDCs trong môi trường EDCs tổn tại trong môi trường và có thể tích tụ sinh học. Nhiều EDCs thải vào môi trường thông qua các nguồn nước thải đã xử lý, nguồn không điểm, nước mưa và sol khí [1]. Một số EDCs (ví dụ: sản phẩm chăm sóc con người (personal care products) phân huỷ một cách nhanh chóng nhưng vẫn hiện diện trong môi trường do việc sử dụng rộng rãi và liên tục của chúng, còn một số khác (ví dụ : kháng sinh, thuốc tránh thai, thuốc cho gia cầm) thì có tính bền vững. Thông thường, ước tính khoảng 50 — 90% liễu lượng thuốc chưa được chuyển hóa khi thải ra khỏi cơ thé và có thé tồn tại trong nhiều năm trong môi trường xung quanh.
Các quá trình vận chuyền, biến đối (vật lý, hoá học, sinh học) hoặc tích tụ trong một hoặc nhiều môi trường của các chất này được kiểm soát bởi các tính chất vật lý, hoá học của hợp chất và bản chất của môi trường mà các hợp chất đi qua [28]. Quá trình phân bố EDCs trong môi trường được minh hoa trong Hình 1. Nghiên cứu boi Chang et ai. quan sát thay tốc độ phân huỷ ki khí cho NPEs là 0.029 I/ngay trong bể phân huỷ bùn thải [29].
Sự loại bỏ các estrogen dược phẩm (170- estradiol, 17B-ethylylestradiol, va estrone) bang ozone cũng được quan sát bởi Huber et al. Quá trình phan huỷ quang hoá cua NP và NPEs được quan sát bởi Ahel et al. với chu kỳ bán rã 10 — 15 h [31]. Nghiên cứu thí nghiệm về sự hấp thụ va phân huỷ các vật liệu tang nước được tiễn hành bởi Ying et al.
nhận thay chu kỳ bán rã cua 17B- estradiol và 4-n-nonylphenols là 2 — 7 ngày ở điều kiện hiếu khí. Nghiên cứu nay cũng nhận thay chu ky bán rã của 17a-ethynylestradiol là 81 ngày, con với BPA hoặc OP thì có it sự thay đổi [32]. Tích tụ sinh học NP và NPEs được quan sát thay trong cá và tao, với hệ số cô đọng sinh học (bioconcentration factors) cho cá là 1 — 300, và trên 10000 cho tảo [33]. Tuy nhiên, mặc dù nồng độ cao trong các sinh vật sản xuất cấp 1 (tao) của chuỗi thức ăn, nhưng sự khuếch đại sinh học (tích tụ trong sinh vật tiêu thụ) không quan sát thay trong các sinh vật tiêu thụ (cá) [33].
Điều này đã được khang định bởi Hu et al.