I. Tổng Quan Về Phân Bố Dược Phẩm Tại Sông Cầu Nghiên Cứu
Nghiên cứu về sự phân bố dược phẩm và sản phẩm chăm sóc cá nhân (PPCPs) trong môi trường nước ngày càng trở nên cấp thiết. Sự gia tăng sử dụng dược phẩm trên toàn cầu, kết hợp với hệ thống xử lý nước thải chưa hoàn thiện, dẫn đến sự xuất hiện của các chất này trong nguồn nước. Đặc biệt, sự có mặt của PPCPs có thể gây ra những tác động tiêu cực đến hệ sinh thái, đặc biệt là khả năng gây rối loạn nội tiết. Việt Nam, với sự tăng trưởng nhanh chóng của thị trường dược phẩm, đối mặt với nguy cơ ô nhiễm PPCPs ngày càng gia tăng. Nghiên cứu này tập trung vào sông Cầu, một trong những lưu vực sông quan trọng và chịu nhiều áp lực ô nhiễm, nhằm đánh giá hiện trạng và sự phân bố của các dược phẩm tồn dư và sản phẩm chăm sóc cá nhân tồn dư trong nước và trầm tích.
1.1. Tầm quan trọng của việc nghiên cứu ô nhiễm sông Cầu
Sông Cầu, với vai trò quan trọng trong khu vực, đang chịu áp lực lớn từ nước thải đô thị chưa qua xử lý. Việc đánh giá ô nhiễm dược phẩm sông Cầu và ô nhiễm sản phẩm chăm sóc cá nhân sông Cầu là cần thiết để có cơ sở khoa học cho các biện pháp quản lý và bảo vệ môi trường nước. Nghiên cứu này sẽ cung cấp thông tin quan trọng về sự phân bố và mức độ ô nhiễm của PPCPs trong sông Cầu, góp phần vào việc xây dựng các giải pháp hiệu quả để giảm thiểu tác động tiêu cực đến hệ sinh thái và sức khỏe cộng đồng.
1.2. Mục tiêu và phạm vi nghiên cứu về PPCPs
Nghiên cứu này tập trung vào việc rà soát mức độ ô nhiễm PPCPs trong sông Cầu, xác định các chất PPCPs gây ô nhiễm điển hình, xây dựng quy trình phân tích các PPCPs điển hình trong mẫu nước và trầm tích sông, xác định mức độ ô nhiễm các PPCPs điển hình và sự phân bố của chúng trong nước và trầm tích khu vực trọng điểm của Sông Cầu. Phạm vi nghiên cứu giới hạn ở khu vực sông Cầu đoạn chảy qua Thái Nguyên, tập trung vào 56 hợp chất PPCPs bao gồm thuốc kháng sinh, thuốc giảm đau, thuốc chống động kinh, thuốc giãn mạch máu và các PPCPs khác.
II. Thách Thức Ô Nhiễm Dược Phẩm PPCPs Tại Trầm Tích Sông
Sự hiện diện của dược phẩm và sản phẩm chăm sóc cá nhân trong môi trường nước đặt ra nhiều thách thức lớn. Các chất này có thể gây ảnh hưởng đến hệ sinh thái, sức khỏe con người và chất lượng nguồn nước. Việc xác định nguồn gốc, quá trình vận chuyển và biến đổi của PPCPs trong môi trường là vô cùng quan trọng để đưa ra các biện pháp quản lý hiệu quả. Đặc biệt, sự tích lũy của PPCPs trong trầm tích sông có thể tạo ra nguồn ô nhiễm tiềm ẩn, ảnh hưởng lâu dài đến chất lượng nước và hệ sinh thái.
2.1. Nguồn gốc ô nhiễm dược phẩm và sản phẩm chăm sóc cá nhân
Nguồn gốc ô nhiễm dược phẩm và sản phẩm chăm sóc cá nhân rất đa dạng, bao gồm nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp dược phẩm, bệnh viện và hoạt động nông nghiệp. Dược phẩm sau khi sử dụng có thể được thải ra môi trường qua đường bài tiết, hoặc do vứt bỏ không đúng cách. Các cơ sở sản xuất dược phẩm cũng có thể là nguồn thải quan trọng nếu không có hệ thống xử lý nước thải hiệu quả. Theo [3], việc thải bỏ thuốc quá hạn không đúng quy định cũng là một nguyên nhân gây ô nhiễm.
2.2. Ảnh hưởng của PPCPs đến hệ sinh thái và sức khỏe con người
Sự có mặt của PPCPs trong môi trường nước có thể gây ra những ảnh hưởng tiêu cực đến hệ sinh thái, bao gồm ảnh hưởng đến sinh vật thủy sinh, gây rối loạn nội tiết và làm thay đổi cấu trúc quần xã. Đối với sức khỏe con người, việc tiếp xúc với PPCPs qua đường nước uống hoặc thực phẩm có thể gây ra những tác động lâu dài, đặc biệt là đối với trẻ em và phụ nữ mang thai. Mối quan tâm chính là khả năng chúng can thiệp vào hệ thống nội tiết để tạo ra các tác động xấu [7].
III. Phương Pháp Phân Tích Dược Phẩm Trong Trầm Tích Sông Cầu
Để đánh giá chính xác mức độ ô nhiễm dược phẩm và sản phẩm chăm sóc cá nhân trong sông Cầu, việc áp dụng các phương pháp phân tích hiện đại và hiệu quả là vô cùng quan trọng. Nghiên cứu này tập trung vào việc xây dựng và tối ưu hóa quy trình phân tích các PPCPs điển hình trong mẫu nước và trầm tích sông, sử dụng các kỹ thuật chiết tách và phân tích tiên tiến như chiết pha rắn (SPE) và sắc ký lỏng ghép nối khối phổ hai lần (LC-MS/MS).
3.1. Quy trình chiết tách và làm giàu PPCPs trong mẫu nước
Quy trình chiết tách và làm giàu PPCPs trong mẫu nước đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao độ nhạy và độ chính xác của phương pháp phân tích. Kỹ thuật chiết pha rắn (SPE) được sử dụng để loại bỏ các chất gây nhiễu và tập trung các PPCPs trong mẫu nước. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả chiết tách như loại vật liệu pha rắn, dung môi rửa giải và tốc độ dòng chảy được tối ưu hóa để đạt được hiệu suất cao nhất.
3.2. Phân tích PPCPs bằng sắc ký lỏng ghép nối khối phổ hai lần LC MS MS
Sắc ký lỏng ghép nối khối phổ hai lần (LC-MS/MS) là một kỹ thuật phân tích mạnh mẽ, cho phép định tính và định lượng các PPCPs trong mẫu nước và trầm tích với độ nhạy và độ chọn lọc cao. Các thông số của hệ thống LC-MS/MS như loại cột sắc ký, chương trình pha động, điện áp và năng lượng va chạm được tối ưu hóa để đạt được độ phân giải và độ nhạy tốt nhất cho từng chất phân tích.
3.3. Xác định các điều kiện tối ưu phân tích PPCPs
Dựa trên một số hướng dẫn kỹ thuật chỉ dẫn chung về phân tích PPCPs cũng như xác định các yếu tố tác động đến phương pháp phân tích, Luận án tiến hành xác định các điều kiện tối ưu cho phân tích các PPCPs điển hình trong điều kiện ở Việt Nam.
IV. Phân Bố Ô Nhiễm Dược Phẩm Điển Hình Tại Sông Cầu Thái Nguyên
Nghiên cứu đã tiến hành khảo sát và đánh giá hiện trạng ô nhiễm PPCPs điển hình trong mẫu nước và trầm tích sông Cầu tại thành phố Thái Nguyên. Vị trí lấy mẫu được lựa chọn dựa trên nguyên tắc đánh giá sự ảnh hưởng từ các dòng nhánh nằm dọc theo sông đến nồng độ PPCPs trong nước và trầm tích. Mẫu được lấy theo hai mùa là mùa khô và mùa mưa, đồng thời xem xét các yếu tố ảnh hưởng khác như tốc độ dòng chảy và độ sâu.
4.1. Sự biến đổi nồng độ PPCPs theo không gian và thời gian
Kết quả nghiên cứu cho thấy nồng độ PPCPs trong nước và trầm tích sông Cầu có sự biến đổi đáng kể theo không gian và thời gian. Nồng độ PPCPs thường cao hơn ở các khu vực gần khu dân cư và khu công nghiệp, và có xu hướng giảm dần khi di chuyển về phía hạ lưu. Sự khác biệt về nồng độ PPCPs giữa mùa mưa và mùa khô cũng được ghi nhận, có thể do ảnh hưởng của lượng mưa và dòng chảy.
4.2. Tải lượng ô nhiễm PPCPs đổ vào sông Cầu
Nghiên cứu đã bước đầu xác định tải lượng ô nhiễm các PPCPs đổ vào sông Cầu (TP. Thái Nguyên). Thông tin này rất quan trọng để đánh giá mức độ ô nhiễm và xác định các nguồn thải chính, từ đó đưa ra các biện pháp kiểm soát và giảm thiểu ô nhiễm hiệu quả.
4.3. Sự phân bố của PPCPs điển hình trong nước và trầm tích
Sự tồn tại của các hợp chất PPCPs trong nước và trầm tích phụ thuộc vào sự phân bố trầm tích-nước. Sự phân bố này thường phức tạp và phụ thuộc vào các đặc điểm hóa lý của các hợp chất PPCPs, các đặc tính hóa lý của nước và trầm tích. Sự phân bố của PPCPs trong nước và trầm tích có vai trò quan trọng trong việc hiểu biết cơ chế vận chuyển và biến đổi của các hợp chất này trong môi trường.
V. Đánh Giá Rủi Ro Ô Nhiễm Dược Phẩm Đến Hệ Sinh Thái Sông
Đánh giá rủi ro môi trường là một bước quan trọng để xác định các tác động tiềm ẩn của PPCPs đến hệ sinh thái và sức khỏe con người. Nghiên cứu này đã tiến hành đánh giá rủi ro môi trường do sự tồn tại của PPCPs điển hình trong nước và trầm tích sông Cầu, sử dụng các phương pháp đánh giá rủi ro tiêu chuẩn và các dữ liệu về độc tính của các chất PPCPs.
5.1. Xác định các thông tin cơ bản về rủi ro ô nhiễm PPCPs
Đánh giá rủi ro môi trường nhằm xác định các thông tin cơ bản về các rủi ro gây ra tại một địa điểm là sự hiện diện chất ô nhiễm trong khu vực và khả năng tác động, kiểu tác động của các chất ô nhiễm đến môi trường và con người.
5.2. Đề xuất các biện pháp kiểm soát và quản lý ô nhiễm PPCPs
Kết quả đánh giá rủi ro môi trường do sự hiện diện của PPCPs trong nước và trầm tích là cơ sở để đưa ra các quyết định kiểm soát và quản lý nhằm ngăn ngừa, giảm thiểu và loại trừ các tác động có hại của các hợp chất này trong tương lai.
VI. Kết Luận Hướng Nghiên Cứu Về Dược Phẩm Tại Sông Cầu
Nghiên cứu về sự phân bố dược phẩm và sản phẩm chăm sóc cá nhân trong sông Cầu đã cung cấp những thông tin quan trọng về hiện trạng ô nhiễm và các yếu tố ảnh hưởng. Kết quả nghiên cứu là cơ sở khoa học cho việc xây dựng các biện pháp quản lý và bảo vệ môi trường nước hiệu quả. Trong tương lai, cần tiếp tục nghiên cứu sâu hơn về quá trình vận chuyển và biến đổi của PPCPs trong môi trường, cũng như đánh giá tác động của chúng đến các sinh vật thủy sinh và sức khỏe con người.
6.1. Tổng kết các kết quả chính của nghiên cứu
Nghiên cứu đã rà soát mức độ ô nhiễm PPCPs trong sông Cầu, xác định các chất PPCPs gây ô nhiễm điển hình, xây dựng quy trình phân tích các PPCPs điển hình trong mẫu nước và trầm tích sông, xác định mức độ ô nhiễm các PPCPs điển hình và sự phân bố của chúng trong nước và trầm tích khu vực trọng điểm của Sông Cầu.
6.2. Đề xuất các hướng nghiên cứu tiếp theo về PPCPs
Trong tương lai, cần tiếp tục nghiên cứu sâu hơn về quá trình vận chuyển và biến đổi của PPCPs trong môi trường, cũng như đánh giá tác động của chúng đến các sinh vật thủy sinh và sức khỏe con người. Cần có những nghiên cứu chuyên sâu hơn về độc tính của các PPCPs đối với các loài sinh vật bản địa, cũng như đánh giá rủi ro đối với sức khỏe con người thông qua các đường tiếp xúc khác nhau.
