Luận văn thạc sĩ về ô nhiễm thuốc trừ sâu và PCBs tại vùng ven biển Việt Nam

Nghiên cứu sự phân bố và xu hướng ô nhiễm thuốc trừ sâu cơ clo, polyclobiphenyl cbs trong trầm tích ven biển Việt Nam từ Thanh Hóa đến Bình Thuận.

• Tác giả: Trần Thị Duyên
• Người hướng dẫn: PGS. Từ Bình Minh
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Hóa phân tích
• Đề tài: Nghiên cứu sự phân bố và xu hướng ô nhiễm của các hợp chất thuốc trừ sâu cơ clo và các hợp chất polyclobiphenyl (PCBs) trong trầm tích tại vùng ven biển từ Thanh Hóa đến Bình Thuận, Việt Nam
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2013
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ THUỐC TRỪ SÂU CƠ CLO VÀ POLYCLOBIPHENYL
• 1.1. Giới thiệu về một số thuốc trừ sâu cơ clo (OCPs)
• 1.2. Giới thiệu về DDT, DDD, DDE
• 1.3. Giới thiệu về Hexacloxyclohexan (HCH)
• 1.4. Những tác động của OCPs đối với động vật và con người
• 1.5. Giới thiệu về polyclobiphenyl (PCBs)
• 1.6. Cách gọi tên
• 1.7. Sản xuất và sử dụng
• 1.8. Các hợp chất Polyclobiphenyl hay gặp trong trầm tích
• 1.9. Sự xâm nhập, di chuyển và chuyển hóa của OCPs và PCBs trong môi trường
• 1.9.1. Sự xâm nhập và di chuyển của OCPs trong môi trường
• 1.9.2. Sự chuyển hoá của OCPs
• 1.9.3. Sự xâm nhập, di chuyển và chuyển hóa PCBs trong môi trường
• 1.9.4. Sự xâm nhập và di chuyển của PCBs trong môi trường
• 1.9.5. Sự chuyển hóa của các PCBs trong môi trường
• 1.10. Giới thiệu sơ lược về vùng lấy mẫu và trầm tích
• 1.10.1. Giới thiệu sơ lược về vùng lấy mẫu
• 1.10.2. Giới thiệu về trầm tích
• 1.11. Một số phương pháp phân tích OCPs và PCBs trong mẫu trầm tích
• 2. CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH
• 2.1. Đối tượng nghiên cứu
• 2.2. Chỉ tiêu phân tích
• 2.3. Đối tượng phân tích
• 2.4. Phương pháp nghiên cứu
• 2.5. Phương pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu
• 2.6. Phương pháp phân tích
• 2.7. Thiết bị, dụng cụ, hóa chất
• 2.8. Chất chuẩn PCBs
• 2.9. Chất chuẩn OCPs
• 2.10. Nghiên cứu trên thiết bị GC-ECD
• 2.11. Khảo sát bước chiết mẫu
• 2.12. Khảo sát bước chuyển dung môi
• 2.13. Khảo sát bước làm sạch mẫu bằng axit sunfuric đặc
• 2.14. Khảo sát bước làm sạch mẫu bằng chất hấp phụ
• 2.15. Khảo sát độ chính xác của phương pháp phân tích
• 2.16. Phân tích mẫu thực tế
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Sắc đồ và thời gian lưu
• 3.1.1. Sắc đồ của các PCBs
• 3.1.2. Sắc đồ của các OCPs
• 3.2. Giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng của thiết bị và của phương pháp phân tích
• 3.3. Qui trình phân tích
• 3.3.1. Điều kiện chiết mẫu và làm sạch mẫu
• 3.3.1.1. Điều kiện chiết mẫu
• 3.3.1.2. Điều kiện chuyển dung môi
• 3.3.1.3. Điều kiện làm sạch mẫu bằng axit sunfuric đặc
• 3.3.1.4. Điều kiện làm sạch mẫu bằng chất hấp phụ
• 3.3.2. Kiểm tra độ đúng và độ lặp lại của phương pháp
• 3.4. Kết quả phân tích mẫu thực tế
• 3.4.1. Kết quả phân tích mẫu trầm tích biển
• 3.4.2. Sơ bộ cho nhận xét về kết quả phân tích
• 3.4.3. Đánh giá xu hướng và lịch sử ô nhiễm
• 3.4.4. Đánh giá hiện trạng ô nhiễm và tác động đối với môi trường
• 3.4.5. So sánh kết quả phân tích mẫu của luận văn với một số nghiên cứu trước đó
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về ô nhiễm thuốc trừ sâu và PCBs tại Việt Nam

Ô nhiễm môi trường do thuốc trừ sâu và các hợp chất polyclobiphenyl (PCBs) đang trở thành vấn đề nghiêm trọng tại Việt Nam. Các hợp chất này không chỉ ảnh hưởng đến sức khỏe con người mà còn gây hại cho hệ sinh thái. Nghiên cứu cho thấy rằng việc sử dụng thuốc trừ sâu cơ clo (OCPs) và PCBs đã gia tăng đáng kể trong những năm qua, dẫn đến sự tích lũy trong môi trường và chuỗi thức ăn.

1.1. Ô nhiễm thuốc trừ sâu cơ clo OCPs tại Việt Nam

OCPs là nhóm hợp chất hữu cơ bền vững, được sử dụng rộng rãi trong nông nghiệp. Chúng có khả năng tồn tại lâu dài trong môi trường và dễ dàng tích lũy trong cơ thể sinh vật. Nghiên cứu cho thấy rằng nồng độ OCPs trong đất và nước tại nhiều vùng nông thôn Việt Nam vượt quá giới hạn cho phép, gây ra những tác động tiêu cực đến sức khỏe cộng đồng.

1.2. Tác động của PCBs đến môi trường và sức khỏe

PCBs là nhóm hợp chất hóa học độc hại, được sử dụng trong nhiều ứng dụng công nghiệp. Chúng có khả năng gây ra các bệnh lý nghiêm trọng như ung thư, rối loạn nội tiết và các vấn đề về sinh sản. Việc phát hiện và phân tích nồng độ PCBs trong môi trường là rất cần thiết để đánh giá mức độ ô nhiễm và đưa ra các biện pháp khắc phục.

II. Vấn đề ô nhiễm thuốc trừ sâu và PCBs tại Việt Nam

Ô nhiễm do thuốc trừ sâu và PCBs đang trở thành một thách thức lớn cho Việt Nam. Các nghiên cứu cho thấy rằng nồng độ của các hợp chất này trong môi trường nước và đất đang ở mức báo động. Điều này không chỉ ảnh hưởng đến sức khỏe con người mà còn đến sự phát triển bền vững của nông nghiệp và môi trường.

2.1. Nguyên nhân chính gây ô nhiễm

Việc sử dụng thuốc trừ sâu không đúng cách, thiếu quy định và giám sát là những nguyên nhân chính dẫn đến ô nhiễm. Nông dân thường sử dụng thuốc trừ sâu mà không tuân thủ hướng dẫn, dẫn đến dư lượng cao trong môi trường.

2.2. Hệ quả của ô nhiễm thuốc trừ sâu và PCBs

Ô nhiễm thuốc trừ sâu và PCBs gây ra nhiều hệ quả nghiêm trọng, bao gồm suy giảm sức khỏe cộng đồng, giảm đa dạng sinh học và ảnh hưởng đến an toàn thực phẩm. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng nồng độ cao của OCPs và PCBs có thể dẫn đến các bệnh lý nghiêm trọng ở người và động vật.

III. Phương pháp nghiên cứu ô nhiễm thuốc trừ sâu và PCBs

Để đánh giá mức độ ô nhiễm thuốc trừ sâu và PCBs, nhiều phương pháp nghiên cứu đã được áp dụng. Các phương pháp này bao gồm phân tích mẫu trầm tích, nước và đất để xác định nồng độ của các hợp chất này.

3.1. Phương pháp phân tích mẫu trầm tích

Phân tích mẫu trầm tích là một trong những phương pháp hiệu quả để xác định nồng độ OCPs và PCBs. Sử dụng sắc ký khí (GC) kết hợp với detector bắt giữ điện tử (ECD) cho phép phát hiện chính xác các hợp chất này trong mẫu trầm tích.

3.2. Phương pháp lấy mẫu và bảo quản

Việc lấy mẫu và bảo quản đúng cách là rất quan trọng để đảm bảo độ chính xác của kết quả phân tích. Mẫu cần được lấy từ các vị trí khác nhau và bảo quản trong điều kiện thích hợp để tránh sự phân hủy của các hợp chất.

IV. Kết quả nghiên cứu ô nhiễm thuốc trừ sâu và PCBs

Kết quả nghiên cứu cho thấy nồng độ OCPs và PCBs trong mẫu trầm tích tại nhiều khu vực ven biển Việt Nam đang ở mức cao. Điều này cho thấy sự cần thiết phải có các biện pháp quản lý và kiểm soát ô nhiễm hiệu quả.

4.1. Đánh giá nồng độ OCPs trong trầm tích

Nghiên cứu cho thấy rằng nồng độ OCPs trong trầm tích tại các khu vực ven biển có thể đạt tới 70% tổng nồng độ OCPs. Điều này cho thấy sự tích lũy của các hợp chất này trong môi trường và cần có các biện pháp khắc phục kịp thời.

4.2. Đánh giá nồng độ PCBs trong trầm tích

Nồng độ PCBs trong trầm tích cũng cho thấy sự gia tăng đáng kể. Các mẫu phân tích cho thấy rằng nồng độ PCBs vượt quá giới hạn cho phép, gây ra những lo ngại về sức khỏe cộng đồng và môi trường.

V. Kết luận và hướng đi tương lai trong nghiên cứu ô nhiễm

Kết luận từ nghiên cứu cho thấy rằng ô nhiễm thuốc trừ sâu và PCBs là một vấn đề nghiêm trọng tại Việt Nam. Cần có các biện pháp quản lý hiệu quả để giảm thiểu ô nhiễm và bảo vệ sức khỏe cộng đồng.

5.1. Đề xuất biện pháp giảm thiểu ô nhiễm

Cần có các chính sách và quy định chặt chẽ hơn về việc sử dụng thuốc trừ sâu và PCBs. Việc giáo dục cộng đồng về tác hại của các hợp chất này cũng là rất cần thiết.

5.2. Hướng nghiên cứu trong tương lai

Nghiên cứu cần tiếp tục được thực hiện để theo dõi xu hướng ô nhiễm và đánh giá hiệu quả của các biện pháp quản lý. Việc phát triển các phương pháp phân tích mới cũng sẽ giúp nâng cao độ chính xác trong việc xác định nồng độ OCPs và PCBs.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Ô nhiễm môi trường do các hợp chất thuốc trừ sâu cơ clo (OCPs) và các hợp chất polyclobiphenyl (PCBs) là vấn đề nghiêm trọng toàn cầu, đặc biệt tại các vùng ven biển có hoạt động kinh tế và nông nghiệp phát triển. Tại Việt Nam, vùng ven biển từ Thanh Hóa đến Bình Thuận là khu vực có đa dạng sinh học phong phú, nguồn lợi hải sản dồi dào nhưng cũng đang chịu áp lực ô nhiễm từ các chất hữu cơ bền vững như OCPs và PCBs. Theo ước tính, các hợp chất này tồn tại lâu dài trong môi trường, tích tụ sinh học và gây tác động tiêu cực đến sức khỏe con người và hệ sinh thái. Mục tiêu nghiên cứu là khảo sát sự phân bố và xu hướng ô nhiễm của các hợp chất OCPs và PCBs trong trầm tích biển tại vùng ven biển miền Trung Việt Nam, đồng thời tối ưu hóa quy trình phân tích nhằm nâng cao độ nhạy và độ chính xác trong phát hiện các hợp chất này ở hàm lượng vết và siêu vết. Nghiên cứu được thực hiện trên các mẫu trầm tích mặt và lõi lấy từ độ sâu 0-160 cm, phản ánh lịch sử ô nhiễm trong nhiều thập kỷ. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc đánh giá hiện trạng ô nhiễm, hỗ trợ công tác quản lý môi trường và bảo vệ nguồn lợi thủy sản tại khu vực.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên lý thuyết về các chất ô nhiễm hữu cơ bền vững (POPs), trong đó OCPs và PCBs là nhóm hợp chất có tính bền vững cao, khó phân hủy sinh học, dễ tích tụ sinh học và có khả năng lan truyền rộng trong môi trường. Lý thuyết về sự xâm nhập, di chuyển và chuyển hóa của OCPs và PCBs trong các thành phần môi trường như không khí, nước, đất và trầm tích được áp dụng để giải thích cơ chế phân bố và tích tụ. Mô hình phân tích sắc ký khí với detector bắt giữ điện tử (GC-ECD) được sử dụng làm nền tảng kỹ thuật phân tích nhằm xác định chính xác hàm lượng các hợp chất trong mẫu trầm tích. Các khái niệm chính bao gồm:

• Thuốc trừ sâu cơ clo (OCPs): gồm các hợp chất như DDT, DDE, DDD, HCH và các đồng phân của chúng.
• Polyclobiphenyl (PCBs): hỗn hợp các đồng phân biphenyl clo hóa với 209 đồng phân lý thuyết, trong đó 7 đồng phân chỉ thị phổ biến được nghiên cứu.
• Tích tụ sinh học và lan truyền toàn cầu của POPs.
• Phân tích trầm tích lõi để đánh giá xu hướng lịch sử ô nhiễm.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu bao gồm các mẫu trầm tích mặt và lõi được thu thập tại vùng ven biển miền Trung Việt Nam, từ Thanh Hóa đến Bình Thuận, với thành phần bùn sét chiếm trên 50%. Mẫu trầm tích mặt lấy ở độ sâu 0-40 cm, mẫu lõi lấy theo 4 lớp độ sâu (0-40 cm, 40-80 cm, 80-120 cm, 120-160 cm). Mẫu được bảo quản ở nhiệt độ -20°C trước khi phân tích. Phương pháp phân tích sử dụng kỹ thuật sắc ký khí ghép detector bắt giữ điện tử (GC-ECD) với cột tách Equity®-5, Shimadzu GC-2010. Quy trình chiết mẫu áp dụng phương pháp chiết lỏng-rắn với dung môi axeton, chuyển dung môi sang n-hexan, làm sạch mẫu bằng axit sunfuric đặc và cột florisil để loại bỏ tạp chất. Các bước khảo sát điều kiện chiết mẫu, chuyển dung môi, làm sạch mẫu được tối ưu hóa nhằm đạt độ thu hồi trên 80% và độ lặp lại tốt. Cỡ mẫu khảo sát khoảng 10 g mẫu trầm tích khô. Phân tích mẫu thực hiện trên hệ thống GC-ECD với các dung dịch chuẩn PCBs và OCPs được chuẩn bị từ dung dịch gốc 10 ppm, pha loãng đến các nồng độ từ 1 ppb đến 200 ppb để xây dựng đường chuẩn và xác định giới hạn phát hiện (IDL) cũng như giới hạn định lượng (LOQ). Thời gian nghiên cứu kéo dài trong nhiều tháng, đảm bảo thu thập đủ mẫu và thực hiện phân tích lặp lại để đảm bảo độ tin cậy.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Phân bố PCBs và OCPs trong trầm tích mặt: Tổng hàm lượng PCBs dao động từ khoảng 5 đến 50 ng/g khô, trong khi tổng hàm lượng OCPs (bao gồm DDTs và HCHs) chiếm khoảng 10-70 ng/g khô, trong đó DDTs chiếm tới 70% tổng OCPs. Các đồng phân PCB 28, PCB 52 và PCB 101 là phổ biến nhất, chiếm trên 60% tổng PCBs.
2. Xu hướng ô nhiễm theo độ sâu trầm tích lõi: Hàm lượng PCBs và OCPs giảm dần theo độ sâu, phản ánh xu hướng giảm sử dụng các hợp chất này trong những thập kỷ gần đây. Ví dụ, hàm lượng tổng PCBs giảm từ khoảng 40 ng/g ở lớp 0-40 cm xuống còn dưới 10 ng/g ở lớp 120-160 cm. Tỉ lệ (DDE + DDD)/DDT trong các lớp trầm tích lõi tăng dần, cho thấy sự phân hủy DDT theo thời gian.
3. So sánh với quy chuẩn và các nghiên cứu khác: Hàm lượng PCBs và OCPs trong trầm tích tại vùng nghiên cứu thấp hơn so với quy chuẩn Việt Nam (QCVN 43:2012/BTNMT) và các khu vực ô nhiễm nặng trên thế giới, nhưng vẫn vượt mức an toàn ở một số điểm lấy mẫu gần khu vực công nghiệp và nông nghiệp tập trung.
4. Độ nhạy và độ chính xác của phương pháp phân tích: Độ thu hồi của các hợp chất PCBs và OCPs đạt trên 85%, độ lệch chuẩn dưới 10%, giới hạn phát hiện của thiết bị đạt khoảng 0,1 ng/g mẫu khô, phù hợp để phát hiện các hợp chất ở hàm lượng vết và siêu vết.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của sự phân bố PCBs và OCPs trong trầm tích là do hoạt động sử dụng thuốc trừ sâu và các sản phẩm công nghiệp chứa PCBs trong quá khứ, cùng với quá trình vận chuyển và tích tụ qua các thành phần môi trường. Sự giảm dần hàm lượng theo độ sâu trầm tích lõi phản ánh hiệu quả của các chính sách cấm sử dụng và quản lý các chất POPs tại Việt Nam từ những năm 2000. So với các nghiên cứu quốc tế, mức độ ô nhiễm tại vùng ven biển miền Trung Việt Nam tương đối thấp, tuy nhiên vẫn cần chú ý đến các điểm nóng ô nhiễm do hoạt động công nghiệp và nông nghiệp. Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ phân bố hàm lượng PCBs và OCPs theo vị trí địa lý và độ sâu trầm tích, bảng so sánh với quy chuẩn QCVN và các nghiên cứu trước đó để minh họa xu hướng và mức độ ô nhiễm. Kết quả cũng cho thấy phương pháp phân tích GC-ECD với quy trình chiết và làm sạch mẫu được tối ưu là phù hợp, có thể áp dụng thường xuyên trong quan trắc môi trường.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Tăng cường giám sát và quan trắc định kỳ: Thực hiện quan trắc thường xuyên các hợp chất OCPs và PCBs trong trầm tích ven biển nhằm phát hiện sớm các biến động ô nhiễm, đặc biệt tại các khu vực có hoạt động công nghiệp và nông nghiệp cao. Thời gian thực hiện: hàng năm; chủ thể: các cơ quan quản lý môi trường địa phương và trung ương.
2. Xây dựng và áp dụng quy trình phân tích tiêu chuẩn: Áp dụng quy trình phân tích GC-ECD đã được tối ưu trong nghiên cứu để nâng cao độ chính xác và hiệu quả trong phân tích các hợp chất POPs tại các phòng thí nghiệm môi trường. Thời gian: 6 tháng để đào tạo và triển khai; chủ thể: các phòng thí nghiệm môi trường.
3. Kiểm soát và hạn chế nguồn phát thải: Tăng cường kiểm soát việc sử dụng thuốc trừ sâu cơ clo và các sản phẩm chứa PCBs, đồng thời xử lý triệt để các thiết bị điện cũ chứa PCBs để giảm thiểu phát thải vào môi trường. Thời gian: liên tục; chủ thể: các cơ quan quản lý nông nghiệp, công nghiệp và môi trường.
4. Nâng cao nhận thức cộng đồng và đào tạo chuyên môn: Tổ chức các chương trình đào tạo, tuyên truyền về tác hại của OCPs và PCBs, hướng dẫn sử dụng thuốc trừ sâu an toàn và các biện pháp bảo vệ môi trường. Thời gian: hàng năm; chủ thể: các tổ chức phi chính phủ, trường học và cơ quan quản lý.
5. Nghiên cứu bổ sung về tác động sinh thái và sức khỏe: Tiến hành các nghiên cứu sâu hơn về ảnh hưởng của OCPs và PCBs đến đa dạng sinh học và sức khỏe cộng đồng tại vùng ven biển miền Trung. Thời gian: 1-2 năm; chủ thể: các viện nghiên cứu và trường đại học.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Nhà quản lý môi trường và chính sách: Sử dụng kết quả nghiên cứu để xây dựng các chính sách quản lý, kiểm soát ô nhiễm POPs, đồng thời thiết lập các chương trình quan trắc môi trường hiệu quả.
2. Các nhà nghiên cứu và học viên ngành hóa phân tích, môi trường: Áp dụng phương pháp phân tích và dữ liệu thực nghiệm làm cơ sở cho các nghiên cứu tiếp theo về ô nhiễm hữu cơ bền vững trong môi trường biển và trầm tích.
3. Cơ quan kiểm soát chất lượng và phòng thí nghiệm môi trường: Tham khảo quy trình phân tích tối ưu để nâng cao độ chính xác, độ nhạy trong phát hiện các hợp chất OCPs và PCBs, phục vụ công tác quan trắc và đánh giá môi trường.
4. Người làm trong lĩnh vực nông nghiệp và công nghiệp: Hiểu rõ tác động của việc sử dụng thuốc trừ sâu và các sản phẩm chứa PCBs đến môi trường, từ đó áp dụng các biện pháp giảm thiểu ô nhiễm và bảo vệ nguồn lợi thủy sản.

Câu hỏi thường gặp

1. OCPs và PCBs là gì và tại sao chúng nguy hiểm?
   OCPs là các thuốc trừ sâu cơ clo bền vững, PCBs là hợp chất công nghiệp chứa clo. Cả hai nhóm này rất khó phân hủy, tích tụ sinh học và có thể gây ung thư, rối loạn nội tiết, ảnh hưởng đến hệ thần kinh và sinh sản. Ví dụ, DDT và các đồng phân của nó có thể tồn tại trong môi trường hàng chục năm và tích tụ trong mô mỡ sinh vật.

2. Phương pháp phân tích GC-ECD có ưu điểm gì trong nghiên cứu này?
   GC-ECD có độ nhạy cao với các hợp chất chứa clo như OCPs và PCBs, cho phép phát hiện ở hàm lượng vết và siêu vết. Phương pháp này cũng có độ chính xác và độ lặp lại tốt, phù hợp cho phân tích mẫu trầm tích phức tạp.

3. Tại sao nghiên cứu trầm tích lõi lại quan trọng?
   Trầm tích lõi lưu giữ thông tin lịch sử ô nhiễm theo từng lớp thời gian, giúp đánh giá xu hướng và nguồn gốc ô nhiễm trong quá khứ. Qua đó, có thể đánh giá hiệu quả các biện pháp quản lý và dự báo xu hướng ô nhiễm trong tương lai.

4. Các hợp chất OCPs và PCBs được tìm thấy phổ biến nhất trong nghiên cứu là gì?
   Các đồng phân phổ biến của PCBs gồm PCB 28, PCB 52, PCB 101; trong nhóm OCPs, DDT và các sản phẩm phân hủy DDE, DDD chiếm tỷ lệ lớn, cùng với các đồng phân HCH như α-HCH và β-HCH.

5. Làm thế nào để giảm thiểu ô nhiễm OCPs và PCBs tại vùng ven biển?
   Cần kiểm soát chặt chẽ việc sử dụng thuốc trừ sâu, xử lý các thiết bị chứa PCBs đúng cách, tăng cường giám sát môi trường, đồng thời nâng cao nhận thức cộng đồng về tác hại của các chất này và áp dụng các biện pháp canh tác bền vững.

Kết luận

• Nghiên cứu đã xác định được sự phân bố và xu hướng giảm dần của các hợp chất OCPs và PCBs trong trầm tích ven biển miền Trung Việt Nam, với hàm lượng tổng PCBs dao động 5-50 ng/g và OCPs 10-70 ng/g.
• Quy trình phân tích GC-ECD được tối ưu hóa cho phép phát hiện chính xác các hợp chất ở hàm lượng vết và siêu vết, phù hợp cho quan trắc môi trường thường xuyên.
• Kết quả phản ánh hiệu quả của các chính sách cấm sử dụng OCPs và PCBs, đồng thời cảnh báo các điểm nóng ô nhiễm cần được kiểm soát.
• Đề xuất các giải pháp quản lý, giám sát và nâng cao nhận thức nhằm giảm thiểu ô nhiễm và bảo vệ môi trường ven biển.
• Các bước tiếp theo bao gồm mở rộng nghiên cứu tác động sinh thái, phát triển kỹ thuật phân tích hiện đại và triển khai chương trình quan trắc định kỳ.

Hành động ngay hôm nay để bảo vệ môi trường biển và sức khỏe cộng đồng!

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1. Giới thiệu về thuốc trừ sâu cơ clo và polyclobiphenyl 1. Giới thiệu về một số thuốc trừ sâu cơ clo (OCPs) Nhóm thuốc trừ sâu họ cơ clo (OCPs) là các dẫn xuất clo của một số hợp chất hữu cơ như diphenyletan, xyclodien, benzen, hexan. Đây là những hợp chất có tác dụng diệt trừ sâu bệnh rất tốt.

Thuộc nhóm này có các chất điển hình như aldrin, dieldrin, DDT, endrin, heptaclo, clodan, hexaclobenzen, mirex. Trước đây, DDT được xem như là một trong số các thuốc trừ sâu quan trọng nhất dùng trong nông nghiệp để diệt sâu bông, đậu, lúa, ngoài ra nó còn có tác dụng diệt bọ gậy, muỗi. HCH đã được sử dụng để chống lại châu chấu, sâu bọ, côn trùng, sâu ăn lá và các loại sâu bọ khác trong đất. HCH cũng được sử dụng để bảo vệ hạt giống, trị bệnh cho gia cầm, vật nuôi, bảo vệ đồ gỗ, và còn được dùng để chống loài gặm nhấm [22].

Nhưng do OCPs rất bền vững trong môi trường tự nhiên và có thời gian phân huỷ rất dài, khi OCPs bị phân huỷ thì trở thành những dạng thoái biến khác với độc tính cao hơn rất nhiều lần so với chất ban đầu. Mặt khác, chúng tan rất ít trong nước nhưng lại tan tốt trong mô mỡ của các loài động vật nên khi xâm nhập vào cơ thể chúng ít bị đào thải ra ngoài mà được tích luỹ lại trong các mô dự trữ của sinh vật, vì vậy tác dụng độc hại của các hợp chất này kéo dài [10,13,22]. Kết quả phân tích một số mẫu môi trường cho thấy các chất DDTs và HCHs thường tồn tại trong các mẫu môi trường với nồng độ lớn hơn các OCP khác, tùy theo từng mẫu mà tổng nồng độ của chúng có thể chiếm tới 70% trên tổng số OCPs trong mẫu. Giới thiệu về DDT, DDD, DDE DDT có công thức phân tử C14H9Cl5, lần đầu tiên được tổng hợp là năm 1874.

DDT là sản phẩm của phản ứng giữa cloran (CCl3CHO) và clobenzen (C6H5Cl) trong môi trường H2SO4 đặc. DDT bị chuyển hóa trong môi trường tạo ra hai sản phẩm chính có tính chất hóa học và vật lý tương tự DDT là DDE và DDD, các sản phẩm này độc hơn và thường đi kèm DDT trong các thành phần của môi trường. DDE 4 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Luận văn Thạc sĩ Trần Thị Duyên và DDD bền với sự phân huỷ sinh học trong cả điều kiện hiếu khí và yếm khí (Strompl and Thiele 1997). Hàng năm sự phân huỷ DDT thành DDE và DDD trong môi trường chỉ chiếm vài phần trăm.

Do sự khác nhau về vị trí của nguyên tử clo trong vòng benzen nên mỗi chất DDT, DDE, DDD lại có 3 đồng phân. Trong các đồng phân đó, phổ biến và độc nhất là p,p'-DDT, p,p'-DDD và p,p'-DDE [10, 21].1: Cấu tạo, tính chất vật lý của p,p'-DDT, p,p'-DDD và p,p'-DDE [10, 21] Đồng phân p, p'- DDT p, p'-DDD p, p'-DDE CTPT C14H9Cl5 C14H10Cl4 C14H8Cl4 KLPT 345,50 320,05 318,03 Tên hóa học 1,1,1-triclo-2,2-đi(p- 1,1-diclo-2,2-đi(p- 1,1-diclo-2,2-đi(p- clophenyl)etan clophenyl)etan clophenyl)etylen CTCT Trạng thái Tinh thể không màu Kết tinh màu trắng, Kết tinh màu trắng tồn tại hoặc bột màu trắng hoặc không màu Nhiệt độ o o o o o 108,5 C - 109 C 109 C - 110 C 89 C nóng chảy o o o Nhiệt độ sôi 260 C 350 C 336 C -7 -6 -6 Áp suất hơi 1,6.10 (mmHg) bão hòa ở 20°C ở 20°C ở 20°C Khả năng tan -Tan rất ít trong nước, Tan ít trong nước, độ -Tan ít trong nước, độ o o độ tan 0,025 mg/l ở tan 0,09 mg/l ở 25 C tan 0,12 mg/l ở 25 C o 25 C -Tan tốt trong chất -Tan rất tốt trong các béo và hầu hết các dung môi hữu cơ dung môi hữu cơ LogKOW 6,91 6,02 6,51 5 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Luận văn Thạc sĩ Trần Thị Duyên DDT có nhiều tên thương mại khác nhau như: Genitox, Anofex, Detoxan, Neocid, Gesarol, Pentachlorin, Dicophane, Chlorophenothaneb. Các sản phẩm DDT kĩ thuật có khoảng 14 hợp chất, trong đó p,p'-DDT chiếm khoảng 65-80%, các thành phần khác bao gồm 15-21% o,p'-DDT, 4% p,p'-DDD, và khoảng hơn 1,5% 1-(p- clophenyl)-2,2,2-tricloetanol [21]. DDT thuộc nhóm độc loại II, có tác dụng vị độc và tiếp xúc [13].

Tính độc của DDT được thể hiện ở bảng 1.2 sau đây: Bảng 1.2: Tính độc của DDT đối với người và động vật có xương sống [10] LD50, mg/kg Động vật Qua miệng Qua da Tiêm mạch máu Chó 60 - 75 Chuột (các loại) 113 - 400 2.500 10 lần nhỏ hơn Thỏ 250 - 500 Cừu, gà, dê 1000 - 2000 Khỉ (người) 150 Chim (các loại) 841 - 4000 1. Giới thiệu về Hexacloxyclohexan (HCH) HCH là sản phẩm của phản ứng clo hoá benzen dưới tác dụng của tia tử ngoại, được Micheal Faraday tổng hợp lần đầu tiên vào năm 1825. HCH bền với ánh sáng, nhiệt độ, không khí và với các axit mạnh, nhưng khi tác dụng với kiềm hoặc bị đun nóng với nước thì nó bị phân huỷ thành triclobenzen và giải phóng HCl [22]. Công thức phân tử: C6H6Cl ; KLPT: 290,85 Tên hoá học: 1,2,3,4,5,6 - hexacloxyclohexan CTCT Một số đồng phân phổ biến của HCHs [22] 6 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Luận văn Thạc sĩ Trần Thị Duyên HCH có tám đồng phân cấu hình.

Trong đó, các đồng phân -HCH, -HCH, - HCH, -HCH là bốn đồng phân có tỉ lệ cao nhất trong hỗn hợp kĩ thuật và thường được tìm thấy nhiều trong môi trường. Sản phẩm HCH kĩ thuật được điều chế ở dạng rắn gồm từ 60-70% -HCH, 5-12% -HCH, 10-15% -HCH, 6-10% -HCH, 3-4% -HCH [18]. Khi phân tích các đối tượng mẫu, hàm lượng HCH tổng bao gồm -HCH, -HCH, -HCH, -HCH, -HCH sẽ được xác định Bảng 1.3: Một số tính chất vật lý của các đồng phân HCHs [22] Đồng phân -HCH -HCH -HCH -HCH Trạng thái tồn tại Kết tinh dạng Kết tinh Kết tinh dạng Kết tinh rắn, màu trắng dạng rắn rắn, màu trắng dạng rắn hoặc nâu Nhiệt độ nóng chảy 159-160 °C 314-315 °C 112,5 °C 141-142 °C Nhiệt độ sôi 288 °C ở 60 °C ở 323,4 °C ở 60 °C ở 760 mmHg 0,5 mmHg 760 mmHg 0,36 mmHg Áp suất hơi bão -5 -7 -5 -5 4,5.10 hòa (mmHg) ở 25°C Khả năng tan Tan ít trong nước, tan tốt hơn trong các dung môi hữu cơ như benzen, ete. LogKOW 3, 8 3,78 3,72 4,14 Trong số các đồng phân của HCH, đồng phân -HCH là có đặc tính trừ sâu rõ rệt nên từng được sử dụng rộng rãi để làm thuốc trừ sâu.

Khi đồng phân -HCH chiếm 99% trong HCH kỹ thuật gọi là Linđan [10]. Linđan thuộc nhóm độc loại II, có tác dụng vị độc, xông hơi và tiếp xúc [13]. HCH thuộc vào loại chất ô nhiễm hữu cơ khó phân huỷ (thời gian bán phân huỷ trong đất là 2 năm) và có tác dụng gây ung thư ở động vật. Tuy các -HCH độc hơn các đồng phân khác, nhưng -HCH bị phân huỷ nhanh, trong khi đó đồng phân β-HCH lại bền vững tích tụ lâu trong mô mỡ và gây ra độc tính mãn.

Chẳng hạn, 7 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Luận văn Thạc sĩ Trần Thị Duyên đối với β-HCH làm chậm sự lớn của chuột ở nồng độ 100 ppm, trong khi đó không quan sát thấy ảnh hưởng này đối với linđan ở nồng độ thấp hơn 400 ppm [10].4: Tính độc của HCHs đối với người và động vật có xương sống [10] Loại HCH Đối tượng Liều độc mg/kg -HCH Người 300 -HCH Mèo, cừu, gà, chim 100 - 130 HCH kĩ thuật bồ câu Liều gây chết qua 1.500 - HCH miệng 500 - HCH Chuột 1000 - HCH >6000 LD50 (qua miệng) 59 - 270 -HCH Chuột LD50 (qua da) 900 - 1000 1. Những tác động của OCPs đối với động vật và con người Con người thường bị nhiễm độc thuốc trừ sâu qua hai phương thức: tiếp xúc nghề nghiệp (xâm nhập chủ yếu qua da và đường hô hấp) và tiếp xúc môi trường (chủ yếu qua đường tiêu hóa do thức ăn, nước uống đã bị nhiễm thuốc trừ sâu). Những nghiên cứu về ảnh hưởng của TTS đến sức khỏe con người đặt trọng tâm vào hai khía cạnh: độc tính cấp tính là kết quả từ việc phơi nhiễm trong thời gian ngắn, và độc tính mãn tính là kết quả từ việc phơi nhiễm kéo dài. Trong môi trường cũng như chuỗi thức ăn, OCPs chủ yếu tồn tại ở mức dư lượng (tức là ở nồng độ rất nhỏ).

Do đó, mối quan tâm chủ yếu đối với thuốc trừ sâu là khả năng gây các ảnh hưởng mãn tính đến sức khỏe như suy giảm chức năng của các cơ quan trong cơ thể (như gan, thận), rối loạn hệ thần kinh, khiếm khuyết về sinh sản, rối loạn nội tiết tố hoặc gây ung thư. Các ảnh hưởng cụ thể của OCPs đến sức khỏe do sự phơi nhiễm tùy thuộc vào nồng độ, khả năng hấp thu của cơ thể, thời gian các hợp chất bị đồng hoá, thải ra khỏi cơ thể và một số yếu tố khác. DDT có tiềm năng lớn để tích lũy sinh học, đặc biệt là trong các loài chim ăn thịt, gây ra vỏ trứng mỏng làm giảm nghiêm trọng các loài chim. DDT và DDE có khả năng chống lại sự trao đổi chất trong con người gây ra một số bệnh như tiểu 8 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Luận văn Thạc sĩ Trần Thị Duyên đường, sẩy thai, ung thư.

DDT có hại với một loạt các sinh vật sống, bao gồm cả động vật biển như tôm và nhiều loài cá [25]. Nói chung HCHs đỡ độc hơn DDTs. Các dấu hiệu về triệu chứng gây độc của Linđan cũng giống như của DDT, Linđan có dấu hiệu nhiễm độc cấp là thở gấp, giảm nhịp tim. OCPs thường gây độc cấp theo cơ chế điều biến kênh ion.

Sự vận chuyển ion là trung tâm của sự truyền xung thần kinh cả dọc theo dây thần kinh trục và ở khớp thần kinh. Thế tác dụng của dây thần kinh trục được duy trì bởi sự chênh lệch nồng độ cao của ion natri ở bên ngoài so với nồng độ thấp của ion natri ở bên trong tế bào. Các chất vận chuyển natri hoạt động (các Na+K+ATPaza) vận chuyển natri ra ngoài tế bào thiết lập nên thế tác dụng này. Một tác động của thuốc trừ sâu DDT gây ra độc tính cấp của nó là ức chế các Na+K+ATPaza dẫn đến làm mất khả năng thiết lập thế tác dụng của các chất này.

DDT cũng ức chế các Ca2+Mg2+ ATPaza là những chất vận chuyển ion quan trọng để làm phân cực hoá lại thần kinh và làm dừng sự truyền xung qua các khớp [10]. Sự truyền xung thần kinh theo trục thần kinh [10] 1. Giới thiệu về polyclobiphenyl ( PCBs) 1.