Luận án tiến sĩ nghiên cứu sự phân bố và đánh giá nguy cơ rủi ro sức khỏe của asen và cadimi trong nuôi trồng thủy sản có sử dụng nước thải đô thị tại hà nội

Luận án tiến sĩ phân tích sự phân bố và đánh giá nguy cơ sức khỏe từ asen, cadimi trong nuôi trồng thủy sản sử dụng nước thải tại Hà Nội.

• Tác giả: Lê Thái Hà
• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Thị Hà
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Khoa học môi trường
• Đề tài: Nghiên Cứu Rủi Ro Sức Khỏe Từ Asen Và Cadimi Trong Nuôi Trồng Thủy Sản Tại Hà Nội
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. MỞ ĐẦU
• 1.1. Hiện trạng sử dụng nước thải đô thị cho nuôi trồng thủy sản trên thế giới và Việt Nam
• 1.2. Sử dụng nước thải đô thị cho nuôi trồng thủy sản trên thế giới
• 1.3. Hiện trạng sử dụng nước thải đô thị cho nuôi trồng thủy sản ở Việt Nam
• 1.4. Hình thái và chuyển hóa của asen và cadimi trong ao nuôi trồng thủy sản sử dụng nước thải đô thị
• 1.5. Nguồn, dạng tồn tại và chuyển hóa của asen trong tự nhiên
• 1.6. Nguồn, dạng tồn tại và chuyển hóa của cadimi trong tự nhiên
• 1.7. Đánh giá rủi ro liên quan đến sử dụng nước thải đô thị trong nuôi trồng thủy sản
• 1.8. Phương pháp đánh giá rủi ro và đánh giá nguy cơ, rủi ro của độc chất đến hệ thủy sinh vật
• 1.9. Nguy cơ, rủi ro và ảnh hưởng gây độc của asen
• 1.10. Nguy cơ, rủi ro và ảnh hưởng gây độc của cadimi
• 1.11. Các yếu tố ảnh hưởng đến sự tích lũy kim loại và á kim ở thủy sinh vật
• 1.12. Giải pháp sử dụng an toàn nước thải đô thị cho nuôi trồng thủy sản
• 1.12.1. Kiểm soát tại nguồn thải
• 1.12.2. Kỹ thuật xử lý, cải thiện chất lượng nước thải đô thị
• 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Đối tượng nghiên cứu. Địa điểm, phạm vi nghiên cứu
• 2.2. Phương pháp nghiên cứu
• 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Khảo sát đánh giá nguồn và mức độ ô nhiễm asen và cadimi trong ao nuôi cá sử dụng nước thải đô thị
• 3.1.1. Nguồn và thực trạng phát sinh nước thải công nghiệp vào sông Kim Ngưu và sông Tô Lịch
• 3.1.2. Đánh giá mức độ ô nhiễm kim loại nặng trong nước thải công nghiệp
• 3.2. Dạng tồn tại và phân bố của asen và cadimi trong ao nuôi
• 3.2.1. Trong nước ao nuôi
• 3.2.2. Nồng độ trong bùn ao nuôi
• 3.2.3. Hàm lượng asen và cadimi trong cá
• 3.2.4. Hàm lượng asen và cadimi trong rau muống
• 3.2.5. Tương quan các dạng tồn tại và phân bố của asen và cadimi
• 3.2.6. Tính toán cân bằng khối lượng của asen và cadimi trong hệ ao nuôi
• 3.3. Kết quả đánh giá rủi ro trong tái sử dụng nước thải đô thị
• 3.3.1. Đánh giá rủi ro hệ sinh thái ao nuôi
• 3.3.2. Đánh giá nguy cơ, rủi ro sức khỏe
• 3.4. Đề xuất giải pháp sử dụng an toàn nước thải đô thị
• 3.4.1. Kỹ thuật kiểm soát ô nhiễm nguồn nước
• 3.4.2. Xây dựng kế hoạch cải thiện chất lượng nước ao nuôi khu vực nghiên cứu
• 3.4.3. Đề xuất tận dụng bùn ao nuôi cá
• 3.4.4. Đề xuất giải pháp quản lý
• 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Tóm tắt

I. Giới thiệu

Nghiên cứu này tập trung vào việc đánh giá rủi ro sức khỏe từ asen và cadimi trong nuôi trồng thủy sản tại Hà Nội, đặc biệt là trong bối cảnh sử dụng nước thải đô thị. Việc sử dụng nước thải chưa qua xử lý trong nuôi trồng thủy sản đã trở thành một vấn đề cấp bách, khi mà nguồn nước sạch ngày càng khan hiếm. Nghiên cứu này nhằm làm rõ sự phân bố và tác động của các kim loại nặng này đến sức khỏe con người và hệ sinh thái. Theo các nghiên cứu trước đây, ô nhiễm môi trường do kim loại nặng có thể gây ra nhiều vấn đề nghiêm trọng cho sức khỏe con người, bao gồm cả nguy cơ ung thư và các bệnh mãn tính khác.

II. Tình hình sử dụng nước thải đô thị

Việc sử dụng nước thải đô thị cho nuôi trồng thủy sản đã trở thành một thực tiễn phổ biến tại nhiều quốc gia, trong đó có Việt Nam. Tại Hà Nội, nước thải từ các khu vực đô thị thường được dẫn vào các ao nuôi cá mà không qua xử lý. Điều này dẫn đến sự tích tụ của các chất độc hại như asen và cadimi trong môi trường nước và trong các sản phẩm thủy sản. Theo một nghiên cứu gần đây, nồng độ kim loại nặng trong nước thải đô thị có thể vượt quá mức cho phép, gây ra những rủi ro nghiêm trọng cho sức khỏe người tiêu dùng. Việc đánh giá nguy cơ sức khỏe từ việc tiêu thụ các sản phẩm này là rất cần thiết để bảo vệ sức khỏe cộng đồng.

III. Phân tích sự phân bố và tác động của asen và cadimi

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng asen và cadimi có thể tồn tại dưới nhiều dạng khác nhau trong môi trường nước. Sự phân bố của chúng phụ thuộc vào nhiều yếu tố như pH, nhiệt độ và các chất hữu cơ có trong nước. Các nghiên cứu cho thấy rằng nguy cơ sức khỏe từ việc tiêu thụ cá nuôi trong môi trường ô nhiễm có thể cao hơn so với các nguồn thực phẩm khác. Đặc biệt, tác động sức khỏe từ việc tiêu thụ cá có chứa kim loại nặng có thể dẫn đến các vấn đề nghiêm trọng như suy giảm chức năng gan, thận và hệ thần kinh. Do đó, việc theo dõi và kiểm soát nồng độ của các chất độc hại này trong môi trường nuôi trồng thủy sản là rất quan trọng.

IV. Đề xuất giải pháp sử dụng an toàn nước thải

Để giảm thiểu rủi ro sức khỏe từ việc sử dụng nước thải đô thị trong nuôi trồng thủy sản, cần có các biện pháp kiểm soát và xử lý nước thải hiệu quả. Các giải pháp như cải thiện quy trình xử lý nước thải, kiểm soát tại nguồn thải và áp dụng các công nghệ tiên tiến trong xử lý nước thải có thể giúp giảm thiểu nồng độ kim loại nặng trong nước. Ngoài ra, việc giáo dục cộng đồng về an toàn thực phẩm và các nguy cơ từ việc tiêu thụ sản phẩm thủy sản ô nhiễm cũng là một phần quan trọng trong việc bảo vệ sức khỏe người tiêu dùng. Các nghiên cứu tiếp theo cần tập trung vào việc phát triển các phương pháp xử lý nước thải hiệu quả và bền vững hơn.

V. Kết luận

Nghiên cứu này đã chỉ ra rằng việc sử dụng nước thải đô thị trong nuôi trồng thủy sản tại Hà Nội tiềm ẩn nhiều rủi ro sức khỏe do sự hiện diện của asen và cadimi. Cần có các biện pháp cụ thể để giảm thiểu tác động của các kim loại nặng này đến sức khỏe con người và môi trường. Việc đánh giá và quản lý rủi ro là cần thiết để đảm bảo an toàn cho người tiêu dùng và bảo vệ hệ sinh thái. Các giải pháp đề xuất trong nghiên cứu này có thể giúp cải thiện tình hình hiện tại và hướng tới một tương lai bền vững hơn cho ngành nuôi trồng thủy sản tại Việt Nam.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU. Hiện trạng sử dụng nước thải đô thị cho nuôi trồng thủy sản trên thế giới và Việt Nam. Sử dụng nước thải đô thị cho nuôi trồng thủy sản trên thế giới. Hiện trạng sử dụng nước thải đô thị cho nuôi trồng thủy sản ở Việt Nam.

Hình thái và chuyển hóa của asen và cadimi trong ao nuôi trồng thủy sản sử dụng nước thải đô thị. Nguồn, dạng tồn tại và chuyển hóa của asen trong tự nhiên. Nguồn, dạng tồn tại và chuyển hóa của cadimi trong tự nhiên. Đánh giá rủi ro liên quan đến sử dụng nước thải đô thị trong nuôi trồng thủy sản.

Phương pháp đánh giá rủi ro và đánh giá nguy cơ, rủi ro của độc chất đến hệ thủy sinh vật. Nguy cơ, rủi ro và ảnh hưởng gây độc của asen. Nguy cơ, rủi ro và ảnh hưởng gây độc của cadimi. Các yếu tố ảnh hưởng đến sự tích lũy kim loại và á kim ở thủy sinh vật.

Giải pháp sử dụng an toàn nước thải đô thị cho nuôi trồng thủy sản. Kiểm soát tại nguồn thải. Kỹ thuật xử lý, cải thiện chất lượng nước thải đô thị. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.

Đối tượng nghiên cứu. Địa điểm, phạm vi nghiên cứu. Phương pháp nghiên cứu. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.

Khảo sát đánh giá nguồn và mức độ ô nhiễm asen và cadimi trong ao nuôi cá sử dụng nước thải đô thị. Nguồn và thực trạng phát sinh nước thải công nghiệp vào sông Kim Ngưu và sông Tô Lịch. Đánh giá mức độ ô nhiễm kim loại nặng trong nước thải công nghiệp. Dạng tồn tại và phân bố của asen và cadimi trong ao nuôi.

Trong nước ao nuôi. Nồng độ trong bùn ao nuôi. Hàm lượng asen và cadimi trong cá. Hàm lượng asen và cadimi trong rau muống.

Tương quan các dạng tồn tại và phân bố của asen và cadimi. Tính toán cân bằng khối lượng của asen và cadimi trong hệ ao nuôi. Kết quả đánh giá rủi ro trong tái sử dụng nước thải đô thị. Đánh giá rủi ro hệ sinh thái ao nuôi.

Đánh giá nguy cơ, rủi ro sức khỏe. Đề xuất giải pháp sử dụng an toàn nước thải đô thị. Kỹ thuật kiểm soát ô nhiễm nguồn nước. Xây dựng kế hoạch cải thiện chất lượng nước ao nuôi khu vực nghiên cứu106 3.

Đề xuất tận dụng bùn ao nuôi cá. Đề xuất giải pháp quản lý. 111 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ. 115 z DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Nồng độ trung bình của một số kim loại nặng trong nước thải đô thị.2 Hàm lượng kim loại nặng trong nước sông Kim Ngưu .3 Nguy cơ tử vong bởi ung thư do sử dụng nước cấp có nhiễm As .4 Các công nghệ xử lý và hiệu quả xử lý Asen .5 Đề xuất giải pháp xử lý và quay vòng, tái sử dụng nước thải đô thị .1 Một số thông tin về ao nuôi thả cá lựa chọn nghiên cứu .2 Sỗ mẫu lấy phân tích.2 Hóa chất sử dụng để xử lý các loại mẫu nghiên cứu .3 Chương trình xử lý áp dụng cho các loại mẫu nghiên cứu .4 Thông số và phương pháp phân tích nguồn nước thải công nghiệp vào sông nghiên cứu.

Hàm lượng As và Cd trong các mẫu đối chứng so sánh nồng độ khô (mg/kg) .7 Giá trị các thông số sử dụng trong tính toán nguy cơ, rủi ro (cho người lớn)……………………………………………………………………………….1 Các ngành sản xuất có nguy cơ gây ô nhiễm sông Tô lịch, Kim Ngưu khi xả thải…………………………………………………………………………….2 Các cơ sở công nghiệp chính thải kim loại nặng vào sông Tô Lịch và Kim Ngưu…………………………………………………………………………….3 Hiện trạng sản xuất và xả nước thải của các cơ sở công nghiệp nghiên cứu……………………………………………………………………………….4 Mức độ ô nhiễm kim loại nặng trong nước thải một số cơ sở công nghiệp…………………………………………………………………………….5 Mức độ ô nhiễm kim loại trong nước thải của ngành công nghiệp lựa chọn (mẫu qua lọc).6 Mức độ ô nhiễm kim loại trong nước thải của ngành công nghiệp lựa chọn (mẫu không lọc) .7 Nồng độ As của mẫu nước lọc và không lọc và ở dạng lơ lửng.8 Nồng độ Cd trong mẫu nước sau lọc, chưa qua lọc và trong SPM .9 Nồng độ As và Cd trong các mẫu bùn .10 Hàm lượng As và Cd trong mẫu cá .11 Hàm lượng Cd trong mẫu rau .12 Đánh giá về dạng As thành phần. Đánh giá mối tương quan về nồng độ As giữa ao đối chứng và ao nghiên cứu……………………………………………………………………………….14 Đánh giá mối tương quan về nồng độ As giữa ao đối chứng và ao nghiên cứu giữa hai đợt lấy mẫu .15 Kết quả phân tích hàm lượng Cd trong mẫu nghiên cứu .16 Kết quả đánh giá hàm lượng của Cd trong mẫu nghiên cứu (2 đợt lấy mẫu)……………………………………………………………………………… 91 Bảng 3.17 Giá trị tương quan r về hàm lượng của Cd trong các mẫu nghiên cứu. Giá trị hàm lượng As và Cd lựa chọn để đánh giá nguy cơ, rủi ro tới hệ thủy sinh vật của ao nghiên cứu và ao đối chứng .21 Chỉ số BCF và BAF của As và Cd đối với cá. 6 Kết quả tính toán nguy cơ, rủi ro sức khỏe khi bị phơi nhiễm As và Cd từ cá nuôi trong ao sử dụng nước thải đô thị .23 Các giải pháp kiểm soát ô nhiễm nước .24 Nồng độ As và Cd trong nước sông Tô Lịch và nước mương lắng .25 Mức độ giảm nồng độ As và Cd trong nước ao nhờ qua mương lắng 109 Bảng 3.26 So sánh hàm lượng các chất trong bùn ao với các tiêu chuẩn và nghiên cứu khác.

111 z DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Hệ thống thường gặp của ao/hồ nuôi cá bằng nước thải .2 Quản lý nước thải sinh hoạt ở Việt Nam .3 Chu trình của As trong môi trường .4 Các nguồn thải Cd và dòng di chuyển trong môi trường vùng ven biển 24 Hình 1.5 Phân loại và nội dung của Đánh giá rủi ro môi trường .6 Quy trình đánh giá rủi ro môi trường tổng quát .7 Nguồn ô nhiễm As, sự tích tụ trong cá gây nguy cơ, rủi ro đến sức khỏe 36 Hình 1.8 Sơ đồ dòng và quá trình tích tụ Cd vào thủy sinh vật .9 Các phương pháp thông thường ứng dụng trong xử lý nước thải đô thị.1 Sơ đồ vị trí nghiên cứu .3 Quy trình chuẩn bị và phân tích mẫu nước. Quy trình phân tích mẫu bùn.5 Quy trình phân tích mẫu rau muống và mẫu cá .6 Lò vi sóng đa tần 3000 .7 Chương trình xử lý mẫu .1 Vị trí khu vực nghiên cứu nguồn thải công nghiệp.2 Nồng độ của một số kim loại trong mẫu nước thải công nghiệp nghiên cứu……………………………………………………………………………….3 Hàm lượng kim loại nặng trong nước thải của một số ngành công nghiệp……………………………………………………………………………. Nồng độ As trong mẫu nước lấy ở các vị trí khác nhau của ao nghiên cứu……………………………………………………………………………….5 Hàm lượng As trong mẫu rau muống .6 Đánh giá mối tương quan về nồng độ As giữa ao đối chứng và ao nghiên cứu……………………………………………………………………………….7 Tương quan hàm lượng As trong nước đầu vào và trong các loại mẫu nghiên cứu .8 Đánh giá về mức độ tương quan giữa hàm lượng As trong các mẫu nghiên cứu .9 Đánh giá về mức độ tương quan giữa hàm lượng As ở phần ăn được và không ăn được trong mẫu rau nghiên cứu.10 Hàm lượng Cd trong mẫu nước thải vào ao nuôi và ao đối chứng .12 So sánh hàm lượng Cd trong các mẫu nghiên cứu theo đợt lấy mẫu .13 Đánh giá về mức độ tương quan giữa hàm lượng Cd trong các mẫu nghiên cứu……………………………………………………………………………….14 Sơ đồ tổng hợp các biện pháp kỹ thuật bảo vệ nguồn nước. 105 z DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ADI Lượng hấp thụ hàng ngày trung bình Acceptable Daily Intake AT Thời gian phơi nhiễm trung bình Average Time BAF Chỉ số tích lũy sinh học Bioaccumulation Factor BCF Chỉ số nồng độ sinh học Bioconcentration Factor BOD Nhu cầu oxy sinh hóa Biochemical Oxygen Demand BW Trọng lượng cơ thể Body Weight COD Nhu cầu oxy hoá học Chemical oxygen demand CR Tốc độ phơi nhiễm Contact Rate CRM Vật liệu (mẫu) đối chứng đã được Certified Reference Material công nhận DO Oxy hòa tan Dissolved Oxygen DW Trọng lượng khô Dry Weight EC Nồng độ hiệu ứng Effective Concentration ED Khoảng thời gian phơi nhiễm Exposure Dose EEC Nồng độ nguyên tố trong môi trường Environmental Element Concentration EF Tần suất phơi nhiễm Exposure Frequency JECFA Hội đồng chuyên gia về phụ gia Joint Expert Committee on Food thực phẩm Additive FW Trọng lượng tươi Fresh Weight HI Chỉ số rủi ro Hazard Index HQ Thương số rủi ro Hazard Quotient HRA Đánh giá rủi ro sức khỏe Health Risk Assessment ILCR Rủi ro gây ung thư cả đời Incremental Lifetime Cancer Risk KLN Kim loại nặng NOAEL Ngưỡng không quan sát được tác None Observed Adverse Effect động bất lợi Level z NTĐT Nước thải đô thị PVC Polyvinyl clorua Polyvinyl chloride PEC Nồng độ dự báo gây tác động Predicted Effect Concentration PNEC Nồng độ dự báo không gây tác động Predicted No-Effect Concentration PSES Tiêu chuẩn tiền xử lý cho các nguồn Pretreatment Standards for nước sẵn có Existing Sources PTMI Provisional tolerable monthly intake Giới hạn hấp thụ có thể chấp nhận hàng tháng PTEs Các nguyên tố có khả năng gây độc Potentially Toxic Elements QCVN Quy chuẩn Việt Nam Vietnamese National Technique Regulation SPM Thành phần rắn lơ lửng Suspended Particulate Matter SD Độ lệch chuẩn Standard Deviation SS Chất rắn lơ lửng Suspended Solid TCCP Tiêu chuẩn cho phép TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam TDS Tổng chất rắn hòa tan Total Dissolved Solid TNMT Tài nguyên môi trường WSP Ao ổn định chất thải Waste Stabilization Pond z MỘT SỐ THUẬT NGỮ SỬ DỤNG TRONG LUẬN ÁN Dạng tồn tại (Form): Dạng tồn tại vật lý của các thành phần As và Cd (tan, không tan) và các dạng tồn tại hóa học (ion, hợp chất vô cơ, hữu cơ, trạng thái hóa trị) Đánh giá rủi ro (Risk Assessment): Một quá trình để tính toán một tác động tiềm năng của một chất nguy hại về mặt hóa học, lý học, vi sinh vật học và sinh lý lên một quần thể người hay hệ sinh thái trong một điều kiện đặc thù, trong một khoảng thời gian nhất định.

Liều lượng (Dose): Lượng độc chất đưa vào cơ thể qua các con đường khác nhau tính trên 1 kg thể trọng trong 1 ngày. Lượng đưa vào cơ thể hàng ngày chấp nhận được (ADI - Acceptable Daily Intake). Lượng độc chất hàng ngày đưa vào cơ thể trong suất thời gian sống (lifetime) mà không gây ra bất cứ tác động bất lợi /nguy cơ nào cho sức khỏe (mg/kg/day) (WHO, 1989). Phân bố (Distribution): Sự tồn tại (phân bố) của As và Cd trong các pha (thành phần môi trường) của hệ ao nuôi gồm: nước ao, trầm tích ao, mẫu rau, mẫu cá.