Luận văn thạc sĩ nghiên cứu phân tích hóa chất diệt côn trùng trong bụi không khí tại quận nam từ liêm hà nội hiện trạng nguồn gốc và độc tính đối với sức khỏe con người

Luận văn thạc sĩ phân tích hóa chất diệt côn trùng trong bụi không khí tại quận Nam Từ Liêm, Hà Nội, nguồn gốc và độc tính với sức khỏe.

• Tác giả: Nguyễn Ngọc Long
• Người hướng dẫn: TS. Dương Thị Hạnh
• Trường học: Học viện Khoa học và Công nghệ
• Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trường
• Đề tài: Nghiên Cứu Phân Tích Hóa Chất Diệt Côn Trùng Trong Bụi Không Khí Tại Quận Nam Từ Liêm, Hà Nội: Hiện Trạng, Nguồn Gốc Và Độc Tính Đối Với Sức Khỏe Con Người
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC HÌNH
• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Tổng quan về hiện trạng ô nhiễm các hợp chất hóa học trong môi trường không khí và bụi không khí tại Hà Nội
• 1.1.1. Thực trạng ô nhiễm bụi trong môi trường không khí tại Hà Nội
• 1.1.2. Hiện trạng ô nhiễm các hợp chất hóa học trong bụi không khí
• 1.2. Tổng quan hiện trạng các hóa chất diệt côn trùng hiện đang được phép sử dụng tại Việt Nam
• 1.2.1. Đặc điểm của các hóa chất diệt côn trùng đang được phép sử dụng tại Việt Nam: Tính chất, chủng loại, mục đích sử dụng
• 1.2.2. Hiện trạng sử dụng các HCDCT tại Việt Nam
• 1.2.3. Đánh giá nguy cơ tác động của hóa chất diệt côn trùng đối với sức khoẻ con người
• 1.3. Tổng quan hiện trạng, nguồn gốc của hóa chất diệt côn trùng trong môi trường không khí tại Việt Nam và trên thế giới
• 1.3.1. Tổng quan hiện trạng, nguồn gốc của HCDCT trong bụi không khí xung quanh trên thế giới
• 1.3.2. Tổng quan hiện trạng, nguồn gốc của HCDCT trong bụi không khí xung quanh tại Việt Nam
• 2. CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Đối tượng nghiên cứu
• 2.2. Nguyên vật liệu
• 2.2.1. Nguyên vật liệu, hóa chất
• 2.3. Phương pháp nghiên cứu
• 2.3.1. Phương pháp thu thập số liệu
• 2.3.2. Phương pháp điều tra thực địa
• 2.3.3. Phương pháp thu thập mẫu bụi không khí
• 2.3.4. Phương pháp triết tách
• 2.3.5. Phương pháp phân tích
• 2.3.6. Phương pháp đánh giá độc tính
• 2.3.7. Phương pháp xử lý số liệu
• 2.4. Hóa chất, dụng cụ, thiết bị
• 2.5. Thu thập và phân tích mẫu
• 2.6. Kiểm soát chất lượng quá trình phân tích
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Kết quả kiểm soát chất lượng quy trình phân tích
• 3.2. Kết quả tổng quan các HCDCT phát hiện trong mẫu bụi không khí tại khu vực dân cư của Hà Nội
• 3.3. Mối tương quan của các HCDCT trong mẫu bụi không khí thu thập ban ngày và ban đêm
• 3.4. Kết quả phân tích một số HCDCT đặc trưng trong bụi không khí
• 3.5. Bước đầu đánh giá phơi nhiễm của một số HCDCT trong bụi không khí đối với sức khỏe con người qua đường hô hấp
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về phân tích hóa chất diệt côn trùng trong bụi không khí

Nghiên cứu về hóa chất diệt côn trùng trong bụi không khí tại quận Nam Từ Liêm, Hà Nội, là một vấn đề cấp thiết trong bối cảnh ô nhiễm môi trường ngày càng gia tăng. Bụi không khí chứa nhiều hợp chất độc hại, trong đó có các hóa chất diệt côn trùng (HCDCT) đang được sử dụng rộng rãi. Việc phân tích và đánh giá hiện trạng ô nhiễm này không chỉ giúp nhận diện các nguy cơ sức khỏe mà còn cung cấp dữ liệu quan trọng cho các cơ quan quản lý nhà nước.

1.1. Tình hình ô nhiễm không khí tại quận Nam Từ Liêm

Quận Nam Từ Liêm là một trong những khu vực có mật độ dân cư cao và hoạt động kinh tế sôi động. Theo báo cáo, nồng độ bụi PM2.5 tại đây thường vượt mức cho phép, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe cộng đồng. Các nguồn ô nhiễm chủ yếu đến từ giao thông, xây dựng và hoạt động sinh hoạt hàng ngày.

1.2. Tác động của hóa chất diệt côn trùng đến sức khỏe

Các hóa chất diệt côn trùng có thể gây ra nhiều vấn đề sức khỏe nghiêm trọng, từ các triệu chứng nhẹ như dị ứng đến các bệnh lý nghiêm trọng như ung thư. Việc phơi nhiễm lâu dài với các hóa chất này có thể dẫn đến các bệnh mãn tính, đặc biệt là ở trẻ em và người già.

II. Vấn đề ô nhiễm hóa chất diệt côn trùng trong bụi không khí

Ô nhiễm bụi không khí tại quận Nam Từ Liêm không chỉ do bụi mịn mà còn chứa nhiều hóa chất diệt côn trùng. Việc sử dụng các hóa chất này trong nông nghiệp và dịch vụ phun hóa chất đã dẫn đến sự tích tụ trong môi trường. Điều này đặt ra thách thức lớn cho sức khỏe cộng đồng và môi trường sống.

2.1. Nguồn gốc và sự phát tán của hóa chất diệt côn trùng

Các hóa chất diệt côn trùng thường được sử dụng trong nông nghiệp và các hoạt động kiểm soát dịch hại. Chúng có thể dễ dàng phát tán vào không khí và bụi, gây ô nhiễm môi trường. Nghiên cứu cho thấy, một phần lớn HCDCT có trong bụi không khí tại khu vực này là do hoạt động phun hóa chất không đúng cách.

2.2. Thách thức trong việc kiểm soát ô nhiễm

Việc kiểm soát ô nhiễm từ hóa chất diệt côn trùng gặp nhiều khó khăn do thiếu dữ liệu và quy định chặt chẽ. Các biện pháp hiện tại chưa đủ hiệu quả trong việc giảm thiểu ô nhiễm, đòi hỏi sự can thiệp mạnh mẽ từ các cơ quan chức năng.

III. Phương pháp nghiên cứu hóa chất diệt côn trùng trong bụi không khí

Nghiên cứu này áp dụng các phương pháp hiện đại để phân tích và đánh giá nồng độ hóa chất diệt côn trùng trong bụi không khí. Các phương pháp này bao gồm thu thập mẫu, phân tích hóa học và đánh giá độc tính. Điều này giúp cung cấp cái nhìn tổng quan về tình trạng ô nhiễm tại quận Nam Từ Liêm.

3.1. Phương pháp thu thập mẫu bụi không khí

Mẫu bụi không khí được thu thập từ nhiều vị trí khác nhau trong quận Nam Từ Liêm. Việc lựa chọn vị trí thu mẫu dựa trên mật độ dân cư và hoạt động kinh tế, nhằm đảm bảo tính đại diện cho toàn khu vực.

3.2. Phương pháp phân tích hóa chất diệt côn trùng

Các mẫu bụi được phân tích bằng các kỹ thuật hiện đại như LC-MS/MS để xác định nồng độ và loại hóa chất diệt côn trùng có trong bụi. Phương pháp này cho phép phát hiện nhiều hợp chất cùng lúc với độ nhạy cao.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

Kết quả nghiên cứu cho thấy nồng độ hóa chất diệt côn trùng trong bụi không khí tại quận Nam Từ Liêm vượt mức cho phép. Điều này không chỉ ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng mà còn đặt ra yêu cầu cấp thiết về quản lý ô nhiễm. Các dữ liệu thu thập được sẽ là cơ sở cho các chính sách bảo vệ môi trường trong tương lai.

4.1. Nồng độ hóa chất diệt côn trùng trong bụi không khí

Kết quả phân tích cho thấy nồng độ HCDCT trong bụi không khí tại quận Nam Từ Liêm cao hơn nhiều so với mức an toàn. Điều này cho thấy sự cần thiết phải có các biện pháp can thiệp kịp thời.

4.2. Ứng dụng kết quả nghiên cứu vào thực tiễn

Dữ liệu từ nghiên cứu sẽ được sử dụng để xây dựng các chính sách quản lý ô nhiễm không khí, đồng thời nâng cao nhận thức cộng đồng về tác hại của hóa chất diệt côn trùng.

V. Kết luận và hướng đi tương lai cho nghiên cứu

Nghiên cứu về hóa chất diệt côn trùng trong bụi không khí tại quận Nam Từ Liêm đã chỉ ra những vấn đề nghiêm trọng về ô nhiễm môi trường. Cần có các biện pháp mạnh mẽ hơn để kiểm soát và giảm thiểu ô nhiễm, bảo vệ sức khỏe cộng đồng. Hướng đi tương lai cần tập trung vào việc nâng cao nhận thức và cải thiện quy định về sử dụng hóa chất.

5.1. Tầm quan trọng của việc kiểm soát ô nhiễm

Kiểm soát ô nhiễm từ hóa chất diệt côn trùng là cần thiết để bảo vệ sức khỏe cộng đồng và môi trường. Các biện pháp cần được thực hiện đồng bộ và hiệu quả.

5.2. Đề xuất nghiên cứu tiếp theo

Cần tiếp tục nghiên cứu để theo dõi nồng độ HCDCT trong bụi không khí và đánh giá tác động lâu dài của chúng đến sức khỏe con người. Các nghiên cứu này sẽ cung cấp thông tin quan trọng cho các chính sách bảo vệ môi trường.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Thực trạng suy giảm chất lượng không khí tại các đô thị lớn đang là thách thức y tế và môi trường nghiêm trọng. Theo số liệu của Tổ chức Y tế Thế giới, ô nhiễm không khí tại Việt Nam liên quan trực tiếp đến hơn 60.000 ca tử vong mỗi năm do các bệnh tim mạch, đột quỵ và hô hấp mãn tính. Tại Thủ đô Hà Nội, nồng độ bụi mịn PM2.5 trung bình ghi nhận ở mức 42-134 µg/m3, vượt gấp nhiều lần mức khuyến cáo an toàn của Tổ chức Y tế Thế giới là 25 µg/m3 và quy chuẩn quốc gia. Đáng chú ý, các hạt bụi lơ lửng không chỉ gây tổn thương cơ học mà còn là giá thể hấp phụ hàng loạt hóa chất hữu cơ độc hại.

Trong cơ cấu sử dụng hóa chất bảo vệ thực vật tại Việt Nam, số liệu thống kê ghi nhận khoảng 120.000 tấn hóa chất được tiêu thụ hàng năm, trong đó nhóm hóa chất diệt côn trùng chiếm tỷ trọng áp đảo lên tới 83,2%. Riêng tại Hà Nội, gần 0,3% tổng lượng hóa chất được sử dụng cho 188.000 ha đất canh tác nông nghiệp và công tác phòng dịch dân sinh. Tuy nhiên, các nghiên cứu quan trắc hóa chất diệt côn trùng trong pha bụi khí quyển vẫn còn rất hạn chế.

Đề tài được thực hiện nhằm phát hiện, định lượng đồng thời 107 hoạt chất diệt côn trùng trong bụi không khí tại khu vực dân cư phường Phú Đô, quận Nam Từ Liêm, Hà Nội trong giai đoạn từ tháng 6 đến tháng 10 năm 2020. Nghiên cứu mang ý nghĩa tiên phong khi cung cấp bộ dữ liệu thực nghiệm về 17 hoạt chất phát hiện được, xác định rõ nguồn gốc phát thải từ hoạt động kiểm soát dịch sốt xuất huyết và canh tác nông nghiệp, đồng thời tính toán định lượng nguy cơ phơi nhiễm qua đường hô hấp đối với sức khỏe cộng đồng.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng trên nền tảng lý thuyết lan truyền và chuyển hóa chất ô nhiễm trong khí quyển, kết hợp với khung đánh giá rủi ro sức khỏe môi trường của Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ và Liên minh Châu Âu. Quá trình phát tán của hóa chất diệt côn trùng trong không khí chịu sự chi phối bởi 5 cơ chế vật lý - hóa học chính: sự bay hơi, quang phân dưới bức xạ mặt trời, rửa trôi theo nước mưa, hấp phụ lên bề mặt hạt bụi và phân hủy sinh học bởi vi sinh vật.

Hệ thống lý thuyết phân loại tập trung vào 5 nhóm hóa chất diệt côn trùng tổng hợp chủ đạo gồm: nhóm Clo hữu cơ bền vững khó phân hủy, nhóm Phốt pho hữu cơ ức chế men acetylcholinesterase, nhóm Carbamate, nhóm Pyrethroid chiết xuất và tổng hợp từ hoa cúc, cùng nhóm Neonicotinoid tác động chọn lọc lên thụ thể thần kinh. Các khái niệm then chốt được lượng hóa gồm: nồng độ chất ô nhiễm hữu cơ vi lượng trong pha bụi, liều lượng phơi nhiễm hàng ngày qua đường hô hấp (tính bằng mg/kg/ngày) và chỉ số nguy hại sức khỏe với ngưỡng an toàn quy ước nhỏ hơn 1.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu tiến hành thu thập tổng cộng 13 mẫu bụi không khí thực tế, bao gồm 6 mẫu ban ngày và 7 mẫu ban đêm trong mùa khô tại khu vực Làng bún Phú Đô, quận Nam Từ Liêm. Vị trí đặt thiết bị ở độ cao 8 mét trên nóc tòa nhà dân cư nhằm đảm bảo tính đại diện cho môi trường sống xung quanh. Thiết bị lấy mẫu thể tích lớn Kimoto Model 120-H của Nhật Bản được vận hành liên tục với lưu lượng hút ổn định 800 lít/phút trong thời gian 10 giờ cho mỗi mẫu. Bụi được giữ lại trên màng lọc sợi thạch anh kích thước 200 x 220 mm, đã được hoạt hóa và ổn định trong bình hút ẩm 48 giờ để xác định khối lượng chính xác trước và sau khi lấy mẫu trên cân phân tích độ nhạy 0,1 mg.

Quy trình chiết tách áp dụng kỹ thuật siêu âm 3 lần liên tiếp với dung môi methanol (thể tích lần lượt là 20 ml, 15 ml, 15 ml), cô quay chân không và thổi khô làm giàu bằng dòng khí nitơ tinh khiết đến thể tích 0,2 ml trước khi thêm nội chuẩn. Phân tích định tính và định lượng được thực hiện trên hệ thống sắc ký lỏng ghép khối phổ tứ cực thời gian bay siêu phân giải ở chế độ thu thập độc lập dữ liệu tuần tự. Phương pháp này được lựa chọn vì khả năng quét đồng thời toàn bộ dải khối lượng từ 50 đến 1000 Da, loại bỏ hoàn toàn nhiễu nền phức tạp từ nền mẫu bụi đô thị. Giới hạn phát hiện của phương pháp đạt độ nhạy cực cao từ 0,3 đến 60 pg/m3, hiệu suất thu hồi chất chuẩn đạt từ 64,5% đến 95,7% với độ lệch chuẩn tương đối luôn duy trì dưới 12%.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Quá trình phân tích thực nghiệm đã xác định được 17 trên tổng số 107 hóa chất diệt côn trùng mục tiêu tồn tại trong các mẫu bụi không khí tại khu vực nghiên cứu. Đáng chú ý, có 14 hoạt chất lần đầu tiên được ghi nhận sự hiện diện trong pha bụi khí quyển tại Việt Nam cũng như trên thế giới, tiêu biểu như propargite, imidacloprid, omethoate, spirodiclofen, cyromazine và pyridaben.

Tần suất phát hiện đạt mức tuyệt đối 100% trong toàn bộ 13 mẫu đối với 3 hoạt chất: carbofuran, propargite và trichlorfon. Ba hoạt chất khác gồm fenobucarb, imidacloprid và omethoate xuất hiện với tần suất rất cao lên tới 92,3% (12 trên 13 mẫu). Tổng nồng độ các hóa chất diệt côn trùng trong pha bụi dao động mạnh từ 0,46 đến 26,8 ng/m3. Trong đó, nồng độ cực đại của một số chất ghi nhận ở mức rất cao: trichlorfon đạt 13.220 pg/m3, fenobucarb đạt 9.598 pg/m3, propargite đạt 8.577 pg/m3, cyromazine đạt 5.056 pg/m3 và imidacloprid đạt 2.117 pg/m3.

Sự phân hóa nồng độ theo chu kỳ ngày - đêm thể hiện rõ rệt: tổng nồng độ hóa chất trong mẫu bụi ban đêm dao động từ 6.270 đến 26.800 pg/m3 (trung bình đạt 15.500 pg/m3), cao gấp 5,8 lần so với nồng độ trung bình ban ngày là 2.660 pg/m3 (dao động từ 1.340 đến 4.340 pg/m3). Giá trị nồng độ thấp nhất ghi nhận vào ban đêm vẫn cao hơn 1,4 lần so với giá trị nồng độ cao nhất của ban ngày.

So sánh nồng độ trung bình HCDCT giữa Ban ngày và Ban đêm:
Ban đêm : ████████████████████████████████ 15.500 pg/m3
Ban ngày: █████ 2.660 pg/m3

Thảo luận kết quả

Dữ liệu thực nghiệm khi biểu diễn qua các đồ thị phân bố nồng độ phản ánh mối tương quan trực tiếp giữa hoạt động dân sinh, công tác y tế dự phòng và điều kiện khí tượng đô thị. Nguyên nhân chính dẫn đến sự gia tăng đột biến của hóa chất diệt côn trùng vào ban đêm là do hoạt động phun hóa chất dập dịch sốt xuất huyết tại các cụm dân cư thường được triển khai tập trung trong khung giờ từ 18:00 đến 22:30. Đồng thời, vào ban đêm, hiện tượng nghịch nhiệt bức xạ làm giảm chiều cao lớp biên khí quyển, kết hợp với vận tốc gió thấp (chỉ từ 0,10 đến 0,74 m/s) khiến các hạt bụi mang hóa chất bị giữ lại ở tầng sát mặt đất. Ngược lại, nhiệt độ ban ngày cao (27,4 - 31,6°C) và bức xạ tử ngoại mạnh đã thúc đẩy quá trình quang phân và khuếch tán đối lưu, làm suy giảm nồng độ hóa chất trong không khí.

Đáng lưu ý, hai hoạt chất carbofuran và trichlorfon dù đã bị loại khỏi Danh mục thuốc bảo vệ thực vật được phép sử dụng tại Việt Nam theo Quyết định số 4154/QĐ-BNN-BVTV từ năm 2017, nhưng vẫn xuất hiện với tần suất tuyệt đối 100%. Điều này minh chứng cho tính tồn lưu môi trường kéo dài của các hợp chất này hoặc sự tồn tại của nguồn phát thải chưa được kiểm soát triệt để trong khu vực. Đánh giá sơ bộ phơi nhiễm hô hấp cho thấy trẻ em có tỷ lệ hít thở trên thể trọng (10,1 m3/ngày cho 15 kg) cao hơn người lớn (16 m3/ngày cho 60 kg), do đó chịu liều lượng tiếp xúc hóa chất trên mỗi đơn vị cân nặng cao hơn, đòi hỏi sự quan tâm đặc biệt về mặt dịch tễ học.

Đề xuất và khuyến nghị

Thứ nhất, tăng cường kiểm tra và thanh tra thị trường hóa chất: Cục Bảo vệ Thực vật phối hợp với Chi cục Trồng trọt và Bảo vệ Thực vật Hà Nội tiến hành rà soát 100% các cơ sở kinh doanh thuốc bảo vệ thực vật trên địa bàn các quận nội thành và ven đô. Mục tiêu loại bỏ hoàn toàn việc buôn bán và sử dụng các hoạt chất cấm có độc tính cao như trichlorfon và carbofuran, phấn đấu đạt tỷ lệ 0% mẫu vi phạm lưu thông trên thị trường trước quý IV năm 2022.

Thứ hai, bổ sung quy chuẩn kỹ thuật quan trắc môi trường không khí: Bộ Tài nguyên và Môi trường cùng các viện nghiên cứu chuyên ngành cần xây dựng bộ tiêu chuẩn kỹ thuật bổ sung, đưa chỉ tiêu giám sát các hóa chất diệt côn trùng phổ biến (như nhóm neonicotinoid, pyrethroid, carbamate) vào Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng không khí xung quanh trong lộ trình đến năm 2024, thiết lập ngưỡng trần an toàn đối với các hợp chất hữu cơ vi lượng trong pha bụi dưới mức 1 ng/m3.

Thứ ba, chuẩn hóa quy trình phun hóa chất diệt muỗi y tế dự phòng: Trung tâm Kiểm soát Bệnh tật Hà Nội (CDC) và Trung tâm Y tế quận Nam Từ Liêm cần tối ưu hóa kỹ thuật phun sương mù nhiệt và ULV trong công tác phòng chống sốt xuất huyết. Cần giới hạn thời gian phun trong khung giờ cố định từ 19:00 đến 21:00, thông báo trước 24 giờ cho người dân che chắn không gian sống, đồng thời sử dụng đúng danh mục hóa chất khuyến cáo của Tổ chức Y tế Thế giới nhằm giảm thiểu 30% lượng phát tán dư thừa ra môi trường không khí trong giai đoạn 2022-2023.

Thứ tư, mở rộng mạng lưới trạm quan trắc tự động và đánh giá độc học: Sở Tài nguyên và Môi trường Hà Nội chủ trì thiết lập hệ thống lấy mẫu bụi chuyên sâu định kỳ tại các quận có mật độ dân số cao trên 15.000 người/km2. Ứng dụng kỹ thuật sắc ký khối phổ tiên tiến để theo dõi diễn biến phát thải theo mùa, xây dựng bản đồ số cảnh báo nguy cơ phơi nhiễm hóa chất cho cộng đồng trước năm 2025.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nhà nghiên cứu và học viên cao học ngành Kỹ thuật Môi trường, Hóa học Phân tích: Nắm vững quy trình xử lý mẫu màng lọc bụi thạch anh và phương pháp vận hành kỹ thuật sắc ký lỏng khối phổ phân giải cao để định lượng đồng thời hàng trăm hợp chất hữu cơ vi lượng với độ nhạy đạt mức picogram.

Cán bộ quản lý tại các cơ quan quản lý nhà nước về môi trường: Tiếp cận cơ sở dữ liệu thực nghiệm chuẩn xác về hiện trạng ô nhiễm 17 hoạt chất diệt côn trùng trong không khí đô thị để tham mưu chính sách kiểm soát hóa chất nhập khẩu và sửa đổi các quy chuẩn chất lượng không khí quốc gia.

Chuyên gia Y tế Công cộng và Dịch tễ học: Khai thác mô hình tính toán liều lượng phơi nhiễm qua đường hô hấp và chỉ số rủi ro sức khỏe nhằm đánh giá tác động của các đợt phun phòng dịch sốt xuất huyết, từ đó tối ưu hóa kế hoạch bảo vệ sức khỏe cho nhóm đối tượng nhạy cảm như trẻ em và người cao tuổi.

Kỹ sư công nghệ môi trường và Doanh nghiệp sản xuất thiết bị lọc khí: Sử dụng dữ liệu về đặc tính lý hóa và cơ chế hấp phụ của hóa chất diệt côn trùng trên bụi để nghiên cứu, cải tiến các màng lọc không khí chuyên dụng có khả năng hấp phụ chọn lọc các hợp chất hữu cơ vi ô nhiễm, nâng cao hiệu suất xử lý lên trên 95%.

Câu hỏi thường gặp

Vì sao nồng độ hóa chất diệt côn trùng trong bụi ban đêm lại cao hơn ban ngày? Kết quả quan trắc ghi nhận nồng độ trung bình ban đêm đạt 15.500 pg/m3, cao gấp 5,8 lần ban ngày (2.660 pg/m3). Sự chênh lệch này do hoạt động phun hóa chất phòng chống sốt xuất huyết chủ yếu diễn ra từ 18:00 đến 22:30. Đồng thời, ban đêm thiếu bức xạ mặt trời để quang phân hóa chất, kết hợp vận tốc gió thấp (0,10 - 0,74 m/s) làm hạn chế sự khuếch tán.

Những hóa chất diệt côn trùng nào được phát hiện nhiều nhất trong không khí? Ba hoạt chất gồm carbofuran, propargite và trichlorfon xuất hiện trong toàn bộ 100% mẫu khảo sát. Ngoài ra, fenobucarb, imidacloprid và omethoate cũng đạt tần suất phát hiện 92,3%. Trong đó, trichlorfon và fenobucarb ghi nhận nồng độ cao nhất, lần lượt đạt 13.220 pg/m3 và 9.598 pg/m3 trong các đợt quan trắc ban đêm.

Tại sao các hóa chất đã bị cấm như trichlorfon và carbofuran vẫn xuất hiện trong mẫu bụi? Mặc dù bị cấm lưu hành tại Việt Nam từ năm 2017 theo Quyết định 4154/QĐ-BNN-BVTV, carbofuran và trichlorfon vẫn có tần suất phát hiện 100%. Nguyên nhân do các hợp chất này có cấu trúc bền vững, khả năng tồn lưu lâu dài trong đất và môi trường, hoặc vẫn bị sử dụng trái phép từ các nguồn tồn dư trôi nổi chưa được kiểm soát.

Phương pháp phân tích được áp dụng trong luận văn có ưu điểm gì vượt trội? Nghiên cứu ứng dụng hệ thống sắc ký lỏng khối phổ tứ cực thời gian bay siêu phân giải với chế độ thu nhận dữ liệu tuần tự. Kỹ thuật này cho phép quét toàn diện mọi ion phân mảnh mà không bị hiện tượng bỏ sót các pic nhỏ, đạt giới hạn phát hiện cực thấp từ 0,3 đến 60 pg/m3 và độ thu hồi vượt 95%.

Trẻ em hay người lớn có nguy cơ chịu tác động sức khỏe cao hơn khi phơi nhiễm bụi chứa hóa chất? Trẻ em có mức độ nhạy cảm và rủi ro phơi nhiễm cao hơn. Theo tính toán sinh học, tỷ lệ hít thở của trẻ em là 10,1 m3/ngày trên khối lượng cơ thể 15 kg, tạo ra suất liều hấp thụ hóa chất trên mỗi kilogram thể trọng cao hơn đáng kể so với người lớn (16 m3/ngày cho 60 kg thể trọng).

Kết luận

• Đã phát hiện và định lượng thành công 17 trên tổng số 107 hóa chất diệt côn trùng trong bụi không khí tại quận Nam Từ Liêm với tổng nồng độ dao động từ 0,46 đến 26,8 ng/m3.
• Đóng góp dữ liệu khoa học mới khi lần đầu tiên công bố sự hiện diện của 14 hoạt chất diệt côn trùng trong pha bụi khí quyển tại Việt Nam và trên thế giới.
• Chứng minh rõ nét quy luật phân hóa nồng độ theo thời gian với mức tích tụ ban đêm (15.500 pg/m3) cao gấp 5,8 lần ban ngày (2.660 pg/m3) dưới tác động của hoạt động phun phòng dịch và nghịch nhiệt.
• Cảnh báo thực trạng tồn lưu môi trường nghiêm trọng của các hóa chất đã bị cấm như trichlorfon và carbofuran với tần suất phát hiện đạt 100%.
• Thiết lập quy trình phân tích độ nhạy cao trên thiết bị khối phổ siêu phân giải đạt giới hạn phát hiện siêu vết 0,3 - 60 pg/m3.

Luận văn là công trình khoa học có giá trị thực tiễn cao, cung cấp cơ sở dữ liệu nền tảng cho việc kiểm soát ô nhiễm không khí và đánh giá độc học môi trường. Hướng nghiên cứu tiếp theo cần mở rộng mạng lưới lấy mẫu đa điểm theo các mùa trong vòng 12-24 tháng tới. Các cơ quan quản lý và nhà khoa học cần chung tay hành động để hoàn thiện chính sách giám sát hóa chất, bảo vệ chất lượng môi trường sống và sức khỏe cộng đồng!

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: Tổng quan các vấn đề nghiên cứu Chương 2: Nội dung và phương pháp nghiên cứu Chương này cung cấp các thông tin về các phương pháp nghiên cứu và nội dung thực nghiệm trong luận văn, trong đó có các nội dung chính: - Phương pháp chiết tách - Phương pháp phân tích HCDCT - Phương pháp đánh giá độc tính - Phương pháp xử lý số liệu - Phương pháp phân tích, tổng hợp Chương 3: Phần kết quả và thảo luận 4 Chương này tập trung vào 4 nội dung kết quả chính: - Kết quả tổng quan các HCDCT phát hiện trong mẫu bụi không khí tại khu vực dân cư của Hà Nội. - Mối tương quan của các HCDCT trong mẫu bụi không khí thu thập ban ngày và ban đêm. - Kết quả phân tích một số HCDCT đặc trưng trong bụi không khí. - Bước đầu đánh giá phơi nhiễm của một số HCDCT trong bụi không khí đối với sức khỏe con người qua đường hô hấp.

- Kết luận Dự kiến kết quả nghiên cứu của luận văn về mặt khoa học sẽ định hướng về nghiên cứu, phân tích nồng độ HCDCT trong bụi không khí, qua đó sẽ đóng góp những công cụ để giúp cho việc đánh giá tác động môi trường của các nhà nghiên cứu và quản lý môi trường về mặt thực tiễn cũng như đánh giá các nguy cơ phơi nhiễm một số HCDCT trong bụi không khí đối với sức khỏe con người qua đường hô hấp. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. TỔNG QUAN VỀ HIỆN TRẠNG Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ VÀ CÁC HỢP CHẤT HÓA HỌC TRONG MÔI TRƯỜNG TẠI HÀ NỘI 1. Thực trạng ô nhiễm bụi trong MTKK tại Hà Nội Ô nhiễm bụi trong không khí từ lâu đã là một vấn đề bức xúc ở nhiều nước trên thế giới, trong đó có Việt Nam, đặc biệt là ở các khu đô thị, khu công nghiệp và các làng nghề.

Quá trình đô thị hóa đã đẩy nhanh sự gia tăng dân số, phượng tiện giao thông cơ giới, hoạt động xây dựng và công nghiệp chính là những tác nhân gây ra ô nhiễm bụi tại các thành phố lớn. Theo kết quả điều tra về tác động của ô nhiễm không khí đô thị và nông thôn tới chất lượng không khí và khí hậu khu vực Đông Nam Á cho thấy, kết quả PM10 và PM 2.5 trung bình của 400 mẫu bụi tại Hà Nội đo được năm 2006-2008 lần lượt là 60-157 µg/m3 và 42-134 µg/m3 trong đó nồng độ bụi PM2.5 cao hơn mức khuyến cáo của cơ quan bảo vệ môi trường Mỹ (35 µg/m3) và Tổ chức Y tế thế giới (25µg/m3). Kết quả quan trắc chất lượng môi trường không khí do Trung tâm Quan trắc môi trường (Tổng cục Môi trường) công bố cuối tháng 4-2016 cảnh báo mức độ ô nhiễm bụi PM2.5 tại Hà Nội cao gấp hơn 3 lần mức khuyến cáo theo Quy chuẩn quốc gia về chất lượng không khí xung quanh (QCVN 05:2013/BTNMT) và gấp 7 lần so với khuyến cáo của Tổ chức Y tế thế giới. Trước đó, báo cáo môi trường quốc gia năm 2013 của Bộ Tài nguyên và Môi trường cho thấy, ô nhiễm bụi tập trung cao ở các đô thị có mật độ giao thông lớn như Hà Nội, đặc biệt tại các trục giao thông nồng độ bụi thường tăng cao vào các giờ cao điểm do thời điểm này số lượng phương tiện giao thông trên đường thường cao nhất trong ngày.

6 Tác nhân gây ô nhiễm không khí ở Hà Nội chủ yếu đến từ các nguồn thải nhân tạo từ hoạt động giao thông, dân sinh, xây dựng, công nghiệp. diễn ra thường xuyên nên lượng phát thải mang tính liên tục. Trong đó, hoạt động giao thông, xây dựng là những tác nhân tạo ra lượng bụi mịn lớn. Ngoài ra, tình trạng người dân ở miền Bắc có thói quen đốt phế phẩm nông nghiệp sau thu hoạch, góp phần gia tăng lượng bụi mịn PM2.5 trong không khí.

Các nguồn phát thải của con người là nguyên nhân chính của tình trạng ô nhiễm không khí. Chất lượng không khí bị tác động từ 2 yếu tố chính là nguồn phát thải (do con người) và các yếu tố tự nhiên (núi lửa, cháy rừng, bão cát, các quá trình phân huỷ tự nhiên). Nguyên nhân chính gây ra tình trạng bụi PM2.5 tăng cao là do các nguồn phát thải của con người, có thể kể đến các nguyên nhân chủ yếu như sau: Thứ nhất, một trong các nguồn phát sinh bụi, khí thải chính ở các đô thị lớn, đặc biệt là tại Hà Nội là khí thải từ hoạt động giao thông. Tiêu chuẩn khí thải của Việt Nam đối với ô tô, xe máy cũng đang đi sau so với nhiều nước trên thế giới, vì vậy dẫn đến tình hình phát sinh khí thải từ các phương tiện giao thông chưa được kiểm soát hiệu quả.

Thứ hai, gây ô nhiễm không khí là do hoạt động xây dựng tại các đô thị như xây dựng, sửa chữa, cải tạo đường giao thông, các khu chung cư, nhà cao tầng, xây dựng công trình công ích (lát vỉa hè, cải tạo sửa chữa đường ống điện, nước v. Ví dụ, vào thời điểm hiện nay trên địa bàn thành phố Hà Nội có khoảng 1.000 dự án công trình xây dựng, giao thông đang được triển khai. Việc chưa nghiêm túc thực hiện các yêu cầu về vệ sinh môi trường, che chắn bụi tại các công trường xây dựng và phương tiện chuyên chở nguyên vật liệu, phế thải xây dựng, rửa xe trước khi ra khỏi công trường, phun nước rửa đường… đã làm phát sinh lượng lớn bụi vào môi trường không khí. Thứ ba, hoạt động của các khu công nghiệp, cụm công nghiệp, các cơ sở công nghiệp trên địa bàn Hà Nội và các tỉnh lân cận cũng là một nguồn phát sinh bụi, khí thải lớn gây ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng không khí.

Thứ tư, khí thải từ hoạt động dân sinh (trên địa bàn Hà Nội có khoảng 60.000 bếp than tổ ong); bụi, khói mù từ hoạt động đốt rơm rạ sau thu hoạch 7 ở khu vực ngoại thành; hoạt động đốt chất thải sinh hoạt, chất thải sản xuất không đúng quy định cũng là một trong những nguyên nhân chính gây ô nhiễm không khí. Bên cạnh các nguyên nhân trên, chất lượng không khí ở các đô thị cũng có thể bị ảnh hưởng do lan truyền ô nhiễm không khí xuyên biên giới, ví dụ chất lượng không khí ở thành phố Hà Nội có thể bị ảnh hưởng nhất định do cháy rừng ở các nước giáp biên giới Việt Nam. Tuy nhiên, các nguyên nhân ô nhiễm nội tại vẫn là chủ yếu. Hiện trạng ô nhiễm các hợp chất hóa học trong bụi không khí Bức tranh chất lượng không khí Hà Nội đang ngày một xám đi.

Trong bộ dữ liệu tích lũy được từ việc phân tích xác định hàm lượng của 20 nguyên tố hóa học và carbon đen trong các mẫu bụi PM2.5-10 thu góp được với tần suất 2 ngày đêm/tuần trong vòng 15 năm (từ những năm 2000) bằng những kỹ thuật phân tích hạt nhân - phương pháp có nhiều ưu thế vượt trội nhờ khả năng phân tích đồng thời đa nguyên tố với độ nhạy, độ chính xác cao mà không đòi hỏi quy trình xử lý mẫu quá phức tạp. Tại Hà Nội hay bất cứ địa điểm nào, những hạt bụi cỡ PM2.5 và PM10 đang lơ lửng trong bầu khí quyển đều xuất phát từ các nguồn là tự nhiên và hoạt động của con người. Độc tính của các hoá chất hóa học độc hại có khả năng được hấp phụ trên bụi không khí đối với sức khỏe con người là rất cao. Đối với các hợp chất hữu cơ khuếch tán trong không khí, thành phần hữu cơ PAHs - bám trên hạt bụi PM2.5 có khả năng gây ung thư cho người hít phải [2].

Hạt bụi nó có độc tính hay không là do các chất bám trên đó. Tại các thành phố lớn với lưu lượng giao thông lớn như Hà Nội, PAHs xuất phát từ việc đốt nhiên liệu hóa thạch trong các động cơ đốt trong của ô tô, xe máy. Khi cơ thể bị phơi nhiễm thì lượng PAHs được vận chuyển vào tận nhân tế bào và hạt bụi kích thước càng nhỏ thì độc tính càng cao. Ngoài ra, các hợp chất hóa học độc hại khác đi kèm với bụi, như: CO, NOx, SO2, O3,.

Ngoài ra, ô nhiễm không khí Hà Nội không thể không nhắc đến, đó là carbon đen phát sinh từ đốt cháy rơm rạ. Khi đốt cháy rơm rạ sau thu hoạch, 8 tổng lượng ô nhiễm phát sinh là không quá lớn nhưng thời gian tập trung đốt rất ngắn, khoảng hai tuần cao điểm nên đã gây ra hiện tượng ô nhiễm cục bộ. Nhiều khí thải được tạo ra như CO2, CH4, carbon đen – chất tồn lưu thời gian ngắn trong khí quyển và là thành phần tác động quan trọng gây ra biến đổi khí hậu. Các nhà khoa học ước tính: “Khi đốt cháy một kg rơm rạ ngoài đồng ruộng thì nó sẽ phát thải ra 0.5 gam carbon đen, 9 gam PM10, 8 gam PM2.5, CO2 lên đến 1177 gam”.

TỔNG QUAN HIỆN TRẠNG CÁC HÓA CHẤT DIỆT CÔN TRÙNG HIỆN ĐANG ĐƯỢC PHÉP SỬ DỤNG TẠI VIỆT NAM 1. Đặc điểm của các hóa chất diệt côn trùng Hóa chất, chế phẩm diệt côn trùng là những chất độc có nguồn gốc từ tự nhiên hay hóa chất tổng hợp được dùng để diệt muỗi, ruồi, kiến, gián, bọ chét… Đây là những loại côn trùng gây hại cho sức khỏe con người và ảnh hưởng đến cuộc sống, sinh hoạt của người dân. Ngoài việc sử dụng trong hệ thống y tế dự phòng, hóa chất diệt côn trùng còn được các cơ sở dịch vụ phun hóa chất hoặc người dân sử dụng cho các mục đích ngăn ngừa các ảnh hưởng bất lợi do côn trùng gây ra. Số lượng và chất lượng hóa chất diệt côn trùng sử dụng ở nước ta hiện chưa có số liệu thống kê đầy đủ.

Tuy nhiên, tại các cơ sở y tế đã ghi nhận những trường hợp tổn thương hệ thần kinh, cơ quan hô hấp, mắt, da, tiêu hóa do sử dụng hóa chất diệt côn trùng không đảm bảo chất lượng cũng như không tuân thủ các hướng dẫn an toàn trong sử dụng. Tại nước ta, việc sử dụng hóa chất diệt côn trùng ngày càng tăng.000 tấn hóa chất diệt côn trùng, gấp 100 lần năm 1975 và gấp 10 lần năm 1980. Các loại hóa chất diệt côn trùng cũng gia tăng về chủng loại. Số chế phẩm diệt côn trùng đăng ký lưu hành năm 2010 là 62 chế phẩm, gấp hơn 20 lần năm 2000 và tăng 5 chế phẩm so với năm 2006.

Theo Bộ Y tế, danh mục hóa chất, chế phẩm diệt côn trùng, diệt khuẩn được khảo nghiệm, đăng ký lưu hành và cấp giấy phép theo đúng quy định và quản lý chặt chẽ. Tuy nhiên, tại nước ta hiện chưa có cơ sở dữ liệu quốc gia về hóa chất.