TỔ NG QUAN
Gi ớ i thi ệ u chung v ề dượ c ph ẩ m và các s ả n ph ẩm chăm sóc cá nhân (PPCPs)
PPCPs (Dược phẩm và sản phẩm chăm sóc cá nhân) là nhóm hợp chất hữu cơ phức tạp, bao gồm các dược phẩm như thuốc kháng sinh, thuốc chống trầm cảm, và thuốc giảm đau, cũng như các sản phẩm chăm sóc cá nhân như nước hoa, dầu gội và kem chống nắng Những hợp chất này được tổng hợp hoặc chiết xuất tự nhiên, phục vụ cho sức khỏe con người và nâng cao chất lượng cuộc sống Bên cạnh đó, PPCPs còn được sử dụng trong nông nghiệp và công nghiệp để duy trì sức khỏe và tăng trưởng cho gia súc, bao gồm chất diệt khuẩn, tẩy trùng và các hợp chất tạo hương.
Cơ quan bảo vệ môi trường Hoa Kỳ (USEPA) định nghĩa PPCPs là các hợp chất được sử dụng hàng ngày cho sức khỏe cá nhân, thẩm mỹ và trong nông nghiệp nhằm thúc đẩy tăng trưởng hoặc kiểm soát bệnh tật của cây trồng và vật nuôi PPCPs bao gồm hàng nghìn hoạt chất như thuốc chữa bệnh, thuốc thú y và hóa chất tạo mùi trong mỹ phẩm Những hợp chất này đã được phát hiện trong các nguồn nước trên toàn cầu, bao gồm nước thải, nước mặt, trầm tích và đôi khi cả nước ngầm, với nồng độ dao động từ nhỏ hơn ng/L đến àg/L tùy thuộc vào khu vực và quốc gia.
PPCPs được phân loại thành 16 nhóm dựa trên công dụng của chúng đối với cơ thể con người và sinh vật, bao gồm: thuốc giảm đau, chống viêm, hạ sốt; thuốc giãn phế quản và chống hen; thuốc kháng sinh; thuốc tim mạch; thuốc chống rối loạn lo âu, trầm cảm, và suy nhược thần kinh; các chất phản quang y tế; thuốc điều trị tiểu đường và đường tiết niệu; thuốc chống động kinh; hormone; thuốc chống ung thư; thuốc điều trị mỡ máu; thuốc khử trùng và diệt khuẩn; các chất chuyển hóa; thuốc kiểm soát axit và chống loét dạ dày; cùng với các sản phẩm chăm sóc cá nhân như chất tạo hương, chất bảo quản, và chất chống tia UV.
Thuốc giảm đau (Analgesics) là các dược phẩm giúp giảm đau mà không làm mất ý thức của người bệnh Bên cạnh đó, thuốc chống viêm (Anti-inflammatory) không chỉ giảm sưng và đau mà còn giúp cải thiện các triệu chứng viêm, một số loại còn có khả năng giảm đau.
Thuốc khử trùng và thuốc diệt khuẩn là các hóa chất có khả năng tiêu diệt vi sinh vật gây bệnh Chúng không chỉ giúp làm sạch vết thương và ngăn ngừa nhiễm trùng mà còn có tác dụng làm sạch bề mặt các vật thể, đảm bảo an toàn cho sức khỏe.
Cimetidine và ranitidine hydrochloride là những hoạt chất hiệu quả trong việc điều trị các bệnh về hệ tiêu hóa, nhờ khả năng chống viêm loét và giảm axit dạ dày Các hoạt chất này có tính kiềm hoặc tính đệm, giúp trung hòa axit trong dạ dày, từ đó giảm đau và viêm loét.
Các loại thuốc tim mạch được chia thành các nhóm điều trị liên quan đến tim, mạch máu và đông máu Ngoài ra, một số loại thuốc còn có tác dụng điều trị triệu chứng nhịp tim bất thường, được biết đến với tên gọi là thuốc chống loạn nhịp.
Thuốc chống rối loạn lo âu, thuốc trầm cảm và thuốc chống suy nhược thần kinh được sử dụng để điều trị các rối loạn tâm lý, giúp giảm lo âu, hoảng loạn cùng với các triệu chứng đi kèm như mất ngủ, mệt mỏi và rối loạn tiêu hóa.
Thuốc trị bệnh tiểu đường, như Metformin hydrochloride, đóng vai trò quan trọng trong việc kiểm soát lượng đường trong máu Metformin giúp cải thiện khả năng chống chịu với glucose ở bệnh nhân tiểu đường loại 2, đồng thời giảm lượng glucose trong máu sau khi ăn và hạn chế sự hấp thu đường.
Thuốc chống co thắt phế quản và thuốc chống hen giúp cải thiện chức năng phổi và phế quản Caffeine, ngoài việc điều trị các vấn đề hô hấp, còn có nhiều tác dụng khác như làm chất kích thích, kết hợp với aspirin để giảm đau, và phối hợp với các hoạt chất khác để giảm buồn ngủ do những hoạt chất này gây ra.
Thuốc điều trị mỡ máu giúp kiểm soát lượng mỡ trong máu bao gồm 1 số hoạt chất: Bezafibrate, clofibrate, fenofibrate…
Kháng sinh là các hợp chất hóa học có khả năng ức chế hoặc tiêu diệt vi khuẩn, nấm và virus Chúng có thể được tổng hợp từ nguồn gốc tự nhiên, như Penicillin từ nấm Penicillium và Steptomycin từ vi khuẩn Streptomyces, hoặc thông qua tổng hợp hóa học như Sufamethoxazole Ngoài ra, kháng sinh cũng có thể được tạo ra bằng cách biến đổi hóa học các hợp chất tự nhiên Hiện nay, kháng sinh được phân chia thành nhiều phân nhóm khác nhau.
Bảng 1.1 Các nhóm kháng sinh
STT Tên kháng sinh Tên nhóm STT Tên kháng sinh Tên Nhóm
PPCPs bao gồm các hormone tổng hợp và tự nhiên, cùng với các chất kháng hormone Những chất kháng hormone này thường được sử dụng như các hoạt chất trong điều trị ung thư tuyến tiền liệt, ung thư và thuốc ngừa thai.
Các loại thuốc điều trị, bao gồm thuốc lợi tiểu, chất phản quang và chất chuyển hóa, là những phân nhóm PPCPs được sử dụng phổ biến trong lĩnh vực y tế.
Sản phẩm chăm sóc cá nhân phổ biến bao gồm mỹ phẩm, nước hoa, kem chống nắng, dầu gội, sản phẩm chăm sóc da và sản phẩm chăm sóc răng miệng Mỗi loại sản phẩm này đều chứa các hoạt chất đặc trưng, mang lại hiệu quả chăm sóc và bảo vệ sức khỏe cho người sử dụng.
- Chất tạo hương (Fragrances) gồm các hợp chất phức tạp tạo mùi trong các sản phẩm chăm sóc cá nhân như: chất tạo hương chanh, chất tạo hương xạhương…
Một số hợp chất phức tạp dị vòng có khả năng tạo phức hợp với kim loại Canxi và Natri thông qua các liên kết cộng hóa trị Những hợp chất này không chỉ tạo bọt mà còn nâng cao hiệu suất làm sạch của mỹ phẩm và sản phẩm chăm sóc cá nhân.
Hi ệ n tr ạ ng nhi ễ m b ẩ n PPCPs trong ngu ồn nướ c
Hiện nay, vấn đề PPCPs tại Việt Nam chưa được chú trọng, thiếu thống kê và nghiên cứu về sự phân bố, ảnh hưởng và tác động của nhóm chất này tới môi trường Hơn nữa, quản lý, kinh doanh và sử dụng thuốc, mỹ phẩm còn nhiều hạn chế, dẫn đến tình trạng sử dụng thuốc không theo chỉ định và lạm dụng đang trở thành hiện trạng phổ biến.
Theo danh mục Thuốc thiết yếu tân dược của Bộ Y tế năm 2013, trong 29 nhóm thuốc, nhiều loại PPCPs được sử dụng trong chăm sóc sức khỏe tại Việt Nam, chủ yếu là thuốc trị ký sinh trùng và kháng khuẩn Các thuốc thường dùng bao gồm giảm đau, kháng viêm và kháng sinh như ampicillin (49%), cephalosporin thế hệ 1 (27%), và cotrimoxazol (11%) Bên cạnh đó, việc sử dụng kháng sinh trong chăn nuôi và nuôi trồng thủy sản cũng rất phổ biến, nhằm kích thích tăng trưởng và phòng bệnh Trong chăn nuôi, lợn và gia cầm thường được bổ sung tetracycline và tylosin, trong khi tôm, cua và cá có nồng độ dư lượng kháng sinh quinolones và sulfonamides cao hơn so với các quốc gia khác Dư lượng kháng sinh cũng được phát hiện trong đất và nước ương con giống, với các loại kháng sinh phổ biến như tylosin (16%), amoxicillin (12%), và gentamicin (9%), mặc dù hầu hết đều nằm trong giới hạn cho phép.
Việc gia tăng sử dụng PPCPs tại Việt Nam trong những năm gần đây, kết hợp với hệ thống hạ tầng xử lý nước thải còn hạn chế, đã dẫn đến sự xuất hiện của dư lượng PPCPs trong môi trường.
Nhiều nghiên cứu đã điều tra sự hiện diện của PPCPs trong môi trường nước mặt tại đồng bằng sông Mê Kông, cũng như trong nước mặt và nước thải đô thị ở Hà Nội và Thành phố Hồ Chí Minh, và nước ao trang trại.
Hà Nội, Hải Phòng, Thái Bình và Cần Thơ, cùng với các nguồn thải từ đô thị và bệnh viện trên toàn quốc, đã phát hiện ra nhiều chất PPCPs Những chất này bao gồm các nhóm kháng sinh, chất ức chế thần kinh và chất kích thích.
Trong những năm gần đây, môi trường nước tại Việt Nam đã ghi nhận sự hiện diện của các hợp chất như Caffeine, Carbamazepine, Licomycin, Primidone, Sulfamethoxazole, Theophiline và Trimethoprim trong nước mặt, nước thải và nước ngầm.
Nhiều nghiên cứu cho thấy từ 60 – 85% thuốc kháng sinh, như oxytetracyline, được bài tiết ra ngoài môi trường mà không thay đổi trạng thái Nồng độ PPCPs (chất dược phẩm và hóa chất cá nhân) trong môi trường hiện nay dao động từ ng/L đến μg/L Mặc dù các nước thu nhập cao có hệ thống xử lý nước thải tiên tiến, PPCPs vẫn thường xuyên xuất hiện trong các dòng sông nhận nước thải sau xử lý Theo báo cáo của Daneshvar, Châu Âu dẫn đầu về tần suất phát hiện PPCPs với 68%, tiếp theo là Bắc Mỹ (13%) và Châu Á (19%) Nồng độ cao nhất ở Châu Âu là 43.500 ng/L (caffeine), trong khi Bắc Mỹ ghi nhận 6.000 ng/L cho cùng chất này.
Nồng độ estradiol trong nước là 200 ng/L và atrazine là 9.840 ng/L, trong khi ở châu Á, nồng độ caffeine đạt 6000 ng/L, estrone 65 ng/L và atrazine 780 ng/L Tại Hàn Quốc, acetaminophen được phát hiện là dược phẩm có nồng độ cao nhất trong nước thải của các nhà máy xử lý nước thải Ở Hoa Kỳ, hợp chất này xuất hiện trong 24% các mẫu nước với nồng độ tối đa lên tới 10 μg/L.
Các phương pháp phân tích PPCPs
Hiện nay, có nhiều phương pháp đa dạng được áp dụng trong phân tích PPCPs, và việc lựa chọn phương pháp phù hợp phụ thuộc vào mục tiêu của phân tích.
Phương pháp sắc ký lớp mỏng (TLC) là kỹ thuật phân tích định tính và thử độ tinh khiết của dược phẩm, cũng như định lượng hàm lượng trong một số trường hợp Phương pháp này hoạt động bằng cách tách các chất khi pha động di chuyển qua pha tĩnh, nơi đã chấm hỗn hợp cần tách Pha tĩnh là chất hấp phụ được chọn phù hợp, trải thành lớp mỏng trên phiến kim loại, trong khi pha động là dung môi hoặc hỗn hợp dung môi TLC có ưu điểm là kỹ thuật đơn giản và chi phí thấp, nhưng nhược điểm là thành phần pha động có thể thay đổi trong quá trình phân tích, và thường chỉ hiệu quả trong việc xác định một chất đơn lẻ từ hỗn hợp đơn giản.
Phương pháp chuẩn độ bao gồm chuẩn độ axit-bazơ, chuẩn độ oxy hóa khử, sử dụng chỉ thị màu hoặc chuẩn độ điện thế Với chuẩn độ chỉ thị màu, kết quả có thể bị sai lệch do mắt nhìn hoặc sai số của đầu dò cảm ứng quang và điện cực đo điện thế Có thể sử dụng thiết bị chuẩn độ tự động thay cho quá trình thủ công Phương pháp này có ưu điểm là không cần đầu tư nhiều trang thiết bị và dễ thực hiện, nhưng quá trình thực hiện tốn nhiều thời gian và không thích hợp với mẫu môi trường do tính chọn lọc không cao.
Phương pháp trắc quang là kỹ thuật xác định tính chất và nồng độ của chất phân tích dựa vào khả năng hấp thụ hoặc phát quang của nó Mặc dù phương pháp này dễ thực hiện, nhưng lại có hạn chế về độ chọn lọc và độ nhạy, đồng thời không phù hợp cho nhiều loại chất và chỉ hiệu quả với nồng độ chất phân tích cao.
Phương pháp điện di mao quản (CE) là kỹ thuật tách các chất dựa trên sự di chuyển khác nhau của các phần tử trong dung dịch điện ly dưới tác dụng của điện trường Phương pháp này hiệu quả với các chất có khả năng phân ly trong nước hoặc có thể bị ion hóa, nhưng hạn chế trong việc phân tích các mẫu phức tạp như mẫu môi trường Độ nhạy của phương pháp không cao do việc đo trực tiếp trên mao quản, và việc kết nối với khối phổ (MS) gặp khó khăn do sự khác biệt về cấu hình.
Phương pháp phổ cận hồng ngoại (NIR) là kỹ thuật dựa trên hiện tượng phát xạ hồng ngoại của các chất khi bị kích thích bởi chùm tia có năng lượng thích hợp Khi được kích thích, các phân tử với các liên kết π và σ sẽ chuyển tới mức năng lượng cao hơn, dẫn đến sự quay và dao động của các nguyên tử, từ đó phát sinh bức xạ cảm ứng Kết quả là, quang phổ hấp thụ hồng ngoại của chất phân tích được ghi nhận dưới tác dụng của chùm sáng kích thích.
ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN C Ứ U
Đối tượng, phạm vi nghiên cứu
2.1.1 Đối tượng nghiên cứu Đối tượng của nghiên cứu là 56 PPCPs trong đợt quan trắc thứ nhất: tháng 12 năm 2016 và 4 PPCPs điển hình trong đợt quan trắc thứ hai: tháng 03 năm 2020
Nghiên cứu được thực hiện trên đoạn sông Cầu chảy qua thành phố Thái Nguyên và ba nhánh đổ vào sông Giai đoạn 1 vào tháng 12 năm 2016, quan trắc 4 điểm trên sông Cầu tại tỉnh Thái Nguyên; giai đoạn 2 vào tháng 3 năm 2020, mở rộng quan trắc lên 12 điểm trên sông Cầu trong thành phố Thái Nguyên.
Phương pháp nghiên cứ u
2.2.1 Thu thập thông tin liên quanđến nghiên cứu
Các thông tin về cấu trúc địa hình sông Cầu được thu thập qua đo đạc trực tiếp, ước tính tại hiện trường và phỏng vấn cư dân địa phương Luận văn cũng sử dụng dữ liệu từ các báo cáo thống kê, nghiên cứu trước đó và số liệu thủy văn của sông Cầu Ngoài ra, các đoạn sông Cầu trong phạm vi nghiên cứu đã được khảo sát trực tiếp để thu thập thông tin liên quan đến nguồn thải.
• Tình hình dân cư trong lưu vực đoạn chảy qua TP Thái Nguyên
• Các nguồn thải và đặc trưng nguồn thải
• Các hệ thống xửlý nước thải
• Khảo sát một sốcơ sở phát sinh chất thải điển hình
Liên quan tới sông Cầu
• Chiều dài toàn tuyến sông
• Diện tích tiết diện mặt cắt sông
• Các chỉtiêu cơ bản chất lượng nước sông
2.2.2 Quan trắc PPCPs trong nguồn nước sông Cầu
Mẫu nước tại các dòng nhánh và dòng chính của sông Cầu trên địa bàn Thái Nguyên
Thời gian lấy mẫu: tháng 12 năm 2016 và tháng 3 năm 2020
Việc lấy mẫu nước được thực hiện từ trên cầu đối với dòng chính và từ bờ đối với dòng nhánh, sử dụng gàu lấy mẫu bằng inox Quy trình này tuân thủ Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 6663-6:2018 về chất lượng nước.
Hướng dẫn lấy mẫu nước sông và suối đổ bao gồm việc sử dụng chai thủy tinh nâu để thu thập mẫu Chai cần được đổ đầy và bảo quản lạnh trong suốt quá trình vận chuyển về phòng thí nghiệm (PTN) Sau khi mẫu được đưa về PTN, cần tiến hành xử lý trong vòng 24 giờ để đảm bảo độ chính xác của kết quả.
Hình 0.1 Bản đồ vị trí lấy mẫu trên Sông Cầu Đặc điểm và vịtrí các điểm lấy mẫu thể hiện trong bảng 2.1:
Bảng 0.1 Mô tả các điểm lấy mẫu trên sông Cầu
Ký hiệu Vị trí Thời điểm lấy mẫu Đặc điểm Tọa độ
Mới Tháng 12/2016 Điểm sông Cầu bắt đầu chảy vào Thành phố Thái Nguyên
Ký hiệu Vị trí Thời điểm lấy mẫu Đặc điểm Tọa độ
Sông Cầu tại trung tâm Thành phố Thái Nguyên
Sông Cầu tại trung tâm Thành phố Thái Nguyên
Tháng 12/2016 Điểm cuối của sông Cầu trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên trước khi chảy vào địa bàn tỉnh Bắc Ninh
Mẫu nước sông Cầu trước điểm hợp lưu với Sông Đu
M2 Sông Đu Tháng 03/2020 Mẫu nước sông Đu đổ vào sông Cầu
Mẫu nước sông Cầu sau điểm hợp lưu với sông Đu
Mẫu nước sông Cầu trước điểm hợp lưu với mương tại Gia Sàng
Mẫu nước trước điểm tiếp nhận nước thải đầu ra của nhà máy xử lý nước thải TP Thái Nguyên trên mương Gia Sàng
Mương tiếp nhận nước thải sau xử lý của nhà máy XLNT thành phố Thái Nguyên, điểm lấy mẫu phía sau cống
Ký hiệu Vị trí Thời điểm lấy mẫu Đặc điểm Tọa độ thoát nước đầu ra của nhà máy
M7 Trại Bầu Tháng 03/2020 Sau điểm hợp lưu của mương tại Gia Sàng hợp lưu với sông Cầu
Trước điểm hợp lưu của mương tại Hương Sơn hợp lưu với sông Cầu
Mương nước chảy từ sông Bạch Giương qua khu vực sản xuất nông nghiệp ở phía nam TP
Thái Nguyên, gần điểm giao với sông
Cầu có trại nuôi lợn
Sau điểm hợp lưu của mương tại Hương Sơn hợp lưu với sông Cầu Điểm cuối sông Cầu thuộc địa phận thành phố Thái Nguyên
(2) Xử lý mẫu và phân tích
Mẫu 500mL được lọc qua giấy lọc 0,45μm để loại bỏ các tạp chất, sau đó thêm axit ascorbic và EDTA với nồng độ 1g/L Hỗn hợp chất chuẩn với 50 μg mỗi chất được bổ sung vào dịch lọc Tiến hành chiết pha rắn bằng cartridge Oasis HLB (500 mg trong 6 cc, Waters, Nhật Bản) đã được kích hoạt bằng metanol Cartridge sau khi chiết được thổi khô bằng không khí trong 2 giờ, sau đó PPCPs trong cartridge được rửa giải bằng 6mL metanol Dịch chiết được làm khô bằng khí nito và PPCPs trong cặn được hòa tan bằng 1 mL hỗn hợp 0.1% axit formic và metanol theo tỷ lệ 85:15 (v/v) Cuối cùng, PPCP trong mẫu chiết được định lượng bằng phương pháp LC/MS/MS.
Các chất phân tích: Tiến hành phân tích 56 PPCP thuộc 4 nhóm chất chính như bảng 2.2
Bảng 0.2 Các PPCPs phân tích
Thuốc chống loạn nhịp tim
Azithromycin Acetaminophen Atenolol Bezafibrate Chlortetracycline Antipyrine Disopyramide Clofibric_acid Ciprofloxacin Diclofenac Metoprolol Carbamazepine Clarithromycin Ethenzamide Propranolol Sulpiride
Thuốc chống loạn nhịp tim
2.2.3 Phân tích nồng độ PPCPs trong nước sông Cầu
(1) Thiết bị và hóa chất phân tích:
Mẫu được phân tích bằng thiết bị sắc ký lỏng LC Agilent 1260 Infinity ghép nối khối phổ với đầu dò ba tứ cực Agilent 6420 Triple Quad LC/MS (QQQ)
Chất chuẩn của hãng Sigma Aldrich có nồng độ 1 mg/L và độ tinh khiết cao, trong khi đó, dung môi sử dụng cho sắc ký, các hóa chất tinh khiết từ Merck và nước deion có điện trở 18,2 MΩ.cm.
(2) Điều kiện chạy thiết bị:
Pha tĩnh: Các PPCPs là các chất có phân cực nên sử dụng cột đảo pha (RP) Agilent Zorbax Plus C18 (4,6 mm x 100 mm x 3,5 àm)
Pha động: Thường sử dụng dung môi phân cực hoặc phân cực trung bình là hỗn hợp của 95% MeOH và 5% H2O với 2mM NH4COOH Tốc độ dòng: 0,5 mLPM
KẾ T QU Ả VÀ TH Ả O LU Ậ N
Hi ệ n tr ạ ng ho ạt độ ng phát sinh PPCPs và ki ể m soát PPCPs t ại lưu
3.1.1 Hiện trạng các nguồn phát sinhPPCPs trên địa bàn thành phố
Sông Cầu, chảy qua thành phố Thái Nguyên với chiều dài khoảng 29 km, tiếp nhận một lượng lớn nước thải từ nhiều nguồn khác nhau Nước thải sinh hoạt của người dân trong lưu vực, nước thải y tế từ các bệnh viện, cũng như nước thải từ các hoạt động sản xuất công nghiệp và làng nghề, cùng với nước thải từ hoạt động nông nghiệp trong tỉnh, đang gây áp lực lên chất lượng môi trường nước.
Yếu tố thủy văn đóng vai trò quan trọng trong quá trình dòng chảy Trong các tháng 1, 2 và 3, không có hiện tượng lũ, dẫn đến dòng chảy ổn định Thời kỳ cạn nhất thường xảy ra từ cuối tháng 2 đến đầu tháng 4.
Có 3 nguồn nước thải chính đổ vào sông Cầu ở khu vực này là
Sông Đu: Tốc độ dòng chảy 5,2 m/phút
Mương Gia Sàng: Tốc độ dòng chảy 4,5 m/phút
Mương Hương Sơn: Tốc độ dòng chảy 5,2 m/phút
Theo kết quả điều tra, khảo sát, nguồn phát sinh PPCP trên địa bàn tỉnh
Thái Nguyên bao gồm 03 nhóm nguồn: nước thải sinh hoạt, nước thải y tế và nước thải chăn nuôi.
Với dân số thành phố Thái Nguyên là 362.921 người (2017) ước tính lượng nước thải sinh hoạt hằng ngày khoảng gần 40.000 m 3 /ngày đêm
TP Thái Nguyên là khu vực đông dân cư với sự phát triển mạnh mẽ, nơi tập trung nhiều bệnh viện, bao gồm cả bệnh viện tuyến trung ương và các trung tâm y tế khác Trong thành phố, có 06 bệnh viện nằm dọc theo dòng chính của sông, phục vụ nhu cầu chăm sóc sức khỏe của người dân.
Cầu và một bệnh viện tọa lạc bên dòng chính của sông Đu, thuộc huyện Phú Lương, tỉnh Thái Nguyên Thông tin chi tiết về quy mô số giường bệnh và hệ thống xử lý nước thải của bệnh viện được trình bày trong bảng.
Bảng 0.1 Thống kê các bệnh viện trên địa bàn thành phố Thái Nguyên
TT Tên bệnh viện Quy mô sô giường bệnh, bệnh nhân
1 Bệnh viện Trung ương 1500 giường bệnh
Commented [ĐN2]: Kiểm tra lại thông tin này
Thái Nguyên 1000 bệnh nhân khám nội trú/ngày
2 Bệnh viện A Thái Nguyên 510 giường bệnh
3 Bệnh viện Lao và bệnh phổi
5 Bệnh viện Y học cổ truyền
6 Bệnh viện Quốc tế Thái
7 Bệnh viện chỉnh hình và phục hồi chức năng Thài
Ngoài 6 bệnh viện trên, trên địa bàn thành phố Thái Nguyên có 31 trạm y tế cấp xã, phường và rất nhiều các phòng khám, cơ sở y tế, thú y khác nằm giải rác trên địa bàn thành phố và dọc theo sông Cầu Ước tính lượng nước thải từ hoạt động của các bệnh viện khoảng 7.913 m 3 /tháng
Khu vực ngoại thành Thái Nguyên đang diễn ra các hoạt động phát triển kinh tế nông nghiệp như trồng trọt và chăn nuôi, nhưng việc sử dụng phân bón và hóa chất bảo vệ thực vật không kiểm soát đã dẫn đến ô nhiễm nguồn nước Các chất tồn dư từ phân bón và thuốc bảo vệ thực vật được rửa trôi vào các sông, hồ, làm ô nhiễm nghiêm trọng, đặc biệt là ở những hồ nuôi cá và tôm Nước thải từ nông nghiệp tại Thái Nguyên chứa nhiều kháng sinh, thuốc bảo vệ thực vật và hàm lượng N, P cao, gây ảnh hưởng đến môi trường và sức khỏe cộng đồng.
Theo thống kê của tổng cục môi trường, tổng lượng nước thải các nguồn ô nhiễm đổ vào sông Cầu trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên đạt 15.815 m 3 /ngày đêm.
Một số vấn đềđang gặp phải tại sông Cầu đoạn chảy qua thành phố Thái
Nguyên như gia tăng các điểm ô nhiễm cục bộ, dân số tăng nhanh do quá
Cần kiểm tra các số liệu liên quan đến trình độ đô thị hóa, ô nhiễm đất nông nghiệp do hóa chất bảo vệ thực vật, cũng như sự gia tăng chất thải rắn ở nông thôn và chất thải từ chăn nuôi.
3.1.2 Hiện trạng các công trình xử lýnước thải
Thành phố Thái Nguyên đã đầu tư một hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt với công suất 8.000 m³/ngày đêm, sử dụng công nghệ yếm khí, hiếu khí và khử trùng, đặt tại phường Gia Sàng Nhà máy này có khả năng xử lý khoảng 20% lượng nước thải của thành phố Tuy nhiên, từ tháng 8 năm 2019, nhà máy đã gặp sự cố và phải ngừng hoạt động, dẫn đến nguy cơ chất thải được thải trực tiếp vào môi trường sông Cầu.
Nhiều bệnh viện hiện có hệ thống xử lý nước thải trong khuôn viên, nhưng do lượng nước thải lớn và tổng chất ô nhiễm cao, việc xử lý chưa hiệu quả, gây ô nhiễm môi trường nước mặt Đặc biệt, các bệnh viện thuộc Sở Y tế hoặc các ngành khác, cũng như nhiều cơ sở khám chữa bệnh tư nhân, thường thiếu hệ thống xử lý nước thải Cụ thể, Bệnh viện Trung ương Thái Nguyên có công suất xử lý 450 m³/ngày đêm, Bệnh viện A Thái Nguyên 360 m³/ngày đêm, Bệnh viện Đa khoa Quốc tế Thái Nguyên 200 m³/ngày đêm, và Bệnh viện Lao và Bệnh phổi Thái Nguyên 160 m³/ngày đêm.
Nước thải từ hoạt động nông nghiệp đóng góp đáng kể vào ô nhiễm môi trường, với lượng thuốc bảo vệ thực vật trung bình sử dụng trong lưu vực đạt 3kg/ha/năm, trong đó thuốc trừ sâu chiếm 68,3% Sông Cầu chảy qua thành phố Thái Nguyên dài khoảng 29 km, bắt nguồn từ xã Sơn Cẩm và kết thúc tại phường Hương Sơn Trên địa bàn thành phố có hơn 1200 cơ sở sản xuất, trong đó gần 1000 cơ sở xả thải trực tiếp ra môi trường Đặc biệt, có 47 cơ sở có lưu lượng xả từ 100 m³ trở lên và 50 m³ xả trực tiếp vào dòng chính và các nhánh của sông Cầu.
Tại Thái Nguyên, một phần nước thải sinh hoạt và nước thải y tế đã được xử lý qua các hệ thống xử lý nước thải (XLNT) Tuy nhiên, công nghệ XLNT hiện tại vẫn chưa hiệu quả trong việc xử lý các hợp chất dược phẩm và cá nhân (PPCPs).
Hi ệ n tr ạ ng nhi ễ m b ẩ n PPCPs trên dòng chính sông C ầu đoạ n ch ả y
PPCP đã được phát hiện phổ biến trong môi trường nước sông Cầu đoạn chảy qua thành phố Thái Nguyên, với 25 loại PPCPs xuất hiện ít nhất một lần trong các mẫu nước Tổng nồng độ PPCPs cao nhất đạt 259 ng/L, trong đó có 8/25 chất xuất hiện ở cả 4 mẫu trên dòng chính sông Cầu vào tháng 12/2016, bao gồm caffeine, sulfamethoxazole, ciprofloxacin, lincomycin, griseofulvin, sulfamonomethoxine, mefenamic acid và diclofenac Caffeine là chất có nồng độ cao nhất, lên tới 185 ng/L, và nồng độ này tăng dần về hạ lưu sông qua khu đông dân cư Xu hướng tần suất và nồng độ cao của caffeine cũng được ghi nhận ở nhiều nơi trên thế giới, với mức tối đa lên tới 28242 ng/L ở Brazil Caffeine không chỉ là chất kích thích trong y học mà còn có mặt trong nhiều sản phẩm tiêu dùng như nước ngọt và cà phê, khiến nó trở thành một trong những chất ô nhiễm vi mô phổ biến nhất trong nước thải sinh hoạt, thường được phát hiện ở mức μg/L trong nước thải chưa qua xử lý Do đó, caffeine đã được đề xuất như một chỉ thị cho việc xả nước thải sinh hoạt chưa qua xử lý vào môi trường nước.
Thuốc kháng sinh, đặc biệt là sulfonamid và macrolid, là nhóm PPCP phong phú ở các địa điểm điều tra, với sulfamethoxazole có nồng độ cao nhất trung bình đạt 21,63 ng/L Sulfamethoxazole thường được sử dụng trong điều trị cho người và động vật, nhưng khả năng thủy phân và phân hủy quang của nó trong nước rất thấp, dẫn đến sự tồn tại lâu dài trong môi trường nước Nghiên cứu về giám sát dư lượng kháng sinh từ hoạt động nông nghiệp ở Việt Nam cho thấy sulfamethoxazole và sulfamethazine là hai sulfonamide thường xuyên được phát hiện trong nước thải chăn nuôi, với nồng độ cao nhất của sulfamethoxazole lên tới 2,715 ng/L Ngoài ra, thuốc kháng sinh sulfonamide cũng thường được tìm thấy trong các kênh và sông đô thị.
Bảng 0.2 Nồng độ PPCPs trong dòng chính sông Cầu đoạn chảy qua
TT PPCPs Tần suất phát hiện Min Max
Hình 0.1 Tổng nồng độ PPCPs dọc theo sông Cầu qua địa phận Thái
Tổng nồng độ các PPCPs dọc theo sông Cầu tại Thái Nguyên tăng lên đáng kể ở cuối nguồn, nơi có nhiều nguồn xả thải và các nhánh sông, suối Trước khi ra khỏi Thái Nguyên, nồng độ PPCPs đạt trên 250 ng/L Xu hướng tăng nồng độ này chủ yếu do sự phân bố không đồng đều của các nguồn thải trong khu vực.
+ Các hoạt động liên quan đến sản xuất nông nghiệp,
+ Chất thải hàng ngày từcon người và động vật,
Sông Cầu chảy qua tỉnh Bắc Kạn trước khi đến Thái Nguyên, nơi có dân cư thưa thớt và kinh tế kém phát triển Vùng trung du và miền núi chỉ chiếm 15% tổng dân số trong lưu vực sông, phản ánh sự phân bố dân cư không đồng đều tại khu vực này.
Cầu trong khi chiếm 63% diện tích lưu vực[20] Trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên, mật độ dân cư tập trung cao tại trung tâm thành phố, khu vực
Cầu Gia Bảy, Cầu Mây
Các chất PPCPs được phân loại thành bốn nhóm chính: nhóm kháng sinh, nhóm kháng viêm, nhóm thuốc chống rối loạn nhịp tim và nhóm các chất khác Sự phân bố của các chất PPCPs theo bốn nhóm này được tóm tắt trong bảng 3.2.
Bảng 0.3 Phân bố nồng độ nhóm các chất PPCPs trong mẫu nước mặt sông Cầu tháng 12/2016
Nhóm chất SC1 SC2 SC3 SC4
Hình 0.2 Phân bố PPCPs dọc theo dòng chảy sông Cầu qua địa bàn tỉnh
Nồng độ caffeine cao nhất được ghi nhận tại cầu Gia Bảy, trung tâm thành phố Thái Nguyên, nơi có mật độ dân số đông đúc Khi so sánh nồng độ PPCPs trước và sau khi qua nhà máy xử lý nước thải, các chất này vẫn tồn dư do công nghệ xử lý hiện tại không đủ khả năng loại bỏ hoàn toàn Hệ thống xử lý nước thải tại thành phố sử dụng các phương pháp sinh học yếm khí, hiếu khí và khử trùng, nhưng chỉ có thể loại bỏ một số lượng nhất định các chất ô nhiễm.
PPCPs kém bền, đối với các hợp chất bền như sulfapyridene, diclofenac,
Hiệu suất xử lý DEET và các PPCPs (chất hóa học dược phẩm và cá nhân) tại các nhà máy xử lý nước thải vẫn chưa đạt yêu cầu, với sự xuất hiện của chúng ở đầu ra dù ở nồng độ thấp Sự biến động theo mùa ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý, trong đó mùa mưa có hiệu quả cao hơn do lượng nước lớn dẫn đến pha loãng nồng độ, trong khi nhiệt độ cao mùa hè cũng thúc đẩy quá trình xử lý sinh học Tuy nhiên, một phần PPCPs có khả năng lắng đọng có thể tồn tại trong bùn sinh học, gây ô nhiễm thứ cấp Trên thế giới, các phương pháp xử lý nâng cao như sử dụng vật liệu hấp phụ (than hoạt tính, ống nano carbon, graphene) đang được áp dụng để cải thiện hiệu quả xử lý, nhưng khả năng hấp phụ và suy giảm chất lượng vật liệu cũng ảnh hưởng đến hiệu suất Đối với các PPCPs kháng phân hủy sinh học, các kỹ thuật như oxy hóa bằng ozon, Fenton, xử lý bằng tia UV và chiếu xạ có thể được áp dụng để xử lý hiệu quả hơn.
Gamma kết hợp giữa phân hủy sinh học và hóa học, màng thẩm thấu ngược [3]
Nồng độ các PPCPs trong sông Cầu ở mức tương đối thấp so với các sông khác trên thế giới (Bảng 3.4)
Bảng 0.4 Tổng hợp nồng độ của các PPCPs trong nước mặt trên thế giới
Tên nước Loại PPCPs Nồng độ Nguồn tiếp nhận
(Sông Mê kông) Kháng sinh 7 ~ 360 ng/L Nước sông
Kháng sinh ND ~ 544 ng/L Nước sông
Dược phẩm ND ~ 5.970 ng/L Thuốc sát trùng < 1 ~ 358 ng/L
Kháng sinh < 1,6 ~ 36 ng/L Nguồn nước uống Dược phẩm 3 ~ 107 ng/L
Tên nước Loại PPCPs Nồng độ Nguồn tiếp nhận
(Sông Choptank) Kháng sinh ND ~ 694 ng/L Nước sông
Nước suối Dược phẩm ND ~ 1.950 ng/L
Nước sông Dược phẩm ND ~ 10.000 ng/L
Nước sông Dược phẩm 1,1 ~ 361 ng/L
(Sông Llobregat) Hoóc môn 2 ~ 5 ng/L Nước sông
(Cửa sông Scheldt) Hoóc môn 0,4 ~ 10 ng/L Nước sông
(37 sông) Dược phẩm ND ~ 749 ng/L Nước sông Anh
(5 sông) Dược phẩm < 1 ~ 928 ng/L Nước sông Brazil
Dược phẩm 20 ~ 500 ng/L Nước sông Ấn Độ
Triclosan Lớn nhất: 5160 ng/L Nước sông
(Hồ Michigan) Sáp thơm < 0,03 ~ 4,7 ng/L Nước hồ