Ảnh hưởng và sự tồn lưu đioxin trong môi trường đất vùng mã đà - tỉnh bình phước

Ảnh hưởng và sự tồn lưu đioxin trong môi trường đất vùng mã đà - tỉnh bình phước

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

KHOA MÔI TRƯỜNG

CHUYÊN NGÀNH:

TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN VÀ

MÔI TRƯỜNG BIỂN TÊN ĐỀ TÀI:

ẢNH HƯỞNG VÀ SỰ TỒN LƯU DIOXIN

TRONG MÔI TRƯỜNG ĐẤT VÙNG MÃ ĐÀ - TỈNH BÌNH PHƯỚC

MỤC LỤC

LỜI GIỚI THIỆU………02

Phần I: Tổng quan về dioxin I Đại cương về dioxin 1 Giới thiệu dioxin……… ……06

2 Độc tính……….08

3 Cơ chế tác động……….09

4 Nguồn gốc phát sinh……… 10

II Chất độc dioxin trên thế giới và tại Việt Nam 1 Trên thế giới………10

2 Tại Việt Nam……… 10

III Ảnh hưởng của dioxin 1 Thực vật……… ………13

2 Ảnh hưởng của dioxin đến động vật và cong người……16

Phần II Nghiên cứu đánh giá sự tồn lưu dioxin sử dụng trong chiến tranh trong môi trường đất vùng Mã Đà – Tỉnh Bình Phước

I Nghiên cứu xác định dư lượng chất độc da cam /dioxin trong

môi trường đất vùng xung quanh hồ Trị An………… ……….19

1 Khu vực khảo sát 19

2.Lấy mẫu 19

3.Phân tích mẫu 20

4.Nhận xét 20

II Nghiên cứu xác định dư lượng chất độc da cam /dioxin trong môi trường đất tại khu vực Mã Đà 1 Sơ lược về khu mã đà 21

2 Phương pháp nghiên cứu 22

2.1 Vị trí lấy mẫu 22

2.2 Phương pháp phân tích mẫu ……….……….………22

2.3 Kết quả phân tích mẫu đất……… ….….……23

3 Nội dung nghiên cứu ……… ….………24

4.Kết quả phân tích mẫu đất Mã Đà ………… ………….…25

III So sánh hàm lượng dioxin trong môi trường đất tại các khu vực

IV Kết luận

LỜI GIỚI THIỆU

Như chúng ta đã biết,trong chiến tranh Mỹ đã rải một số lượng lớn chất độc xuống Việt Nam trong đó phần lớn là dioxin để giết chết thảm thực vật,tuy nhiên con người cũng đả phải gánh chịu hậu quả từ chúng,một chất cực độc mang lai.Ngày nay,khi chiến tranh đã qua, nhưng những hậu quả do chiến tranh vẫn còn

để lại đó chính là di chứng chất độc màu da cam, có thể hiểu là nếu một người phơi nhiễm dioxin dù lượng nhỏ nhất thì đã mang trong mình hiểm họa ung thư Dioxin còn đặc biệt nguy hiểm khi thời gian tồn lưu của nó dai dẳng qua nhiều thế hệ.,chúng gây ung thư, đột biến gen ,hai hoặc ba thế hệ sau con người vẫn còn phải chịu di chứng,để lại những mất mát khó có thể bù đắp được Để biết rõ hơn

về chất độc này ta sẽ tìm hiểu tổng quan về chúng và nghiên cứu sự tồn lưu của dioxin trong chiến tranh vẫn còn ở 1 số khu vực hiện nay

Phần I: Tổng quan về dioxin

I Đại cương về dioxin

1 Giới thiệu dioxin

Dioxin là tên gọi chung của một nhóm hàng trăm các hợp chất hóa học

tồn tại bền vững trong môi trường cũng như trong cơ thể con người và các sinh vật khác Tùy theo số nguyên tử Cl và vị trí không gian của những nguyên tử này, dioxine có 75 đồng phân PCDD (poly-chloro-dibenzo-dioxines) và 135 đồng phân PCDF (poly-chloro-dibenzo-furanes) với độc tính khác nhau Dioxine còn bao gồm nhóm các PCB (poly-chloro-biphényles), là các chất tương tự dioxine, bao gồm 419 chất hóa học trong đó có 29 chất đặc biệt nguy hiểm Trong số các hợp chất dioxine, TCDD là nhóm độc nhất

Bảng 1: cấu trúc và các dạng đồng phân của dioxin

Cấu trúc của Dioxin Các dạng đồng phân của dioxin

Công thức phân tử: C12H4O2Cl4

Khối lượng phân tử: 321,93

Nhiệt độ nóng chảy: 3050

C Nhiệt độ sôi : 421,20

C Nhiệt độ bắt đầu phân hủy (để clo hóa): 7500

C Nhiệt độ phân hủy hoàn toàn: > 12000

C Dioxin ít hòa tan trong nước (ở 250

C độ tan là 0,2ppb), nhưng khả năng hấp thụ vào đất lại khá cao Khi xâm nhập vào đất, dioxin kết hợp với các chất hữu cơ biến thành các phức chất và rất ít bị rửa trôi, do vậy những vùng đất có độ mùn cao là nơi tích tụ dioxin nhiều nhất Dioxin có thể bị di dời đến các nơi xa khi vùng đất nhiễm dioxin bị xói mòn

Cây cối hút các chất dinh dưỡng trong đất sẽ hút luôn cả dioxin và đưa đi khắp các bộ phận của cây, tuy nhiên nhiều nghiên cứu cho thấy hàm lượng của dioxin trong rễ và lá cây là cao hơn cả, trong phần hạt và quả là rất ít

Bảng 2 – Ngưỡng dioxin trong đất và trầm tích tại các điểm bị ô nhiễm nặng

dioxin

Môi trường Ngưỡng Phương pháp xác định

EPA Method 8290A Trầm tích 150

Hình 1: Hàm lượng dioxin trong đất

có thể xâm nhập vào nhân tế bào, tự gắn vào AND làm biến đổi gen của người nhiễm và gây quái thai cho thế hệ thứ hai, thậm chí thế hệ thứ 3

Bảng 3: Có khả năng gây ung t0hư ở liều lượng thấp chỉ cỡ ng/kg (ppb)

Chuột thường 22dưới 100 µg/kg 9 đến 43 ngày

mã nằm trong tế bào chất (cytosolic transcription factor)

Hình 2: Cấu trúc Aryl hydrocarbon receptor

Mô hình cấu trúc helix-loop-helix: Hai đoạn xoắn (màu xanh) được nối với nhau qua phần quai (màu đỏ)

Bình thường, AhR ở trạng thái không hoạt động và được gắn với một số chaperone (những protein có vai trò trợ giúp quá trình hình thành dạng cấu trúc của đại phân tử) Khi kết hợp với cơ chất như dioxin, phức hợp gắn giữa AhR với

co-cơ chất được giải phóng, di chuyển vào tế bào chất và kết hợp với yếu tố vận chuyển có tên gọi AhR nuclear translocator (AhR nuclear translocator), tác động đến gene đích làm thay đổi biểu hiện của những gene này

4 Nguồn gốc phát sinh

Dioxin là sản phẩm phụ của nhiều quá trình sản xuất chất hóa học công nghiệp liên quan đến clo như các hệ thống đốt chất thải, sản xuất hóa chất và thuốc trừ sâu và dây truyền tẩy trắng trong sản xuất giấy

II Chất độc dioxin trên thế giới và tại Việt Nam

đã vượt quá tiêu chuẩn cho phép đến hàng triệu lần Nhà máy đã bị dỡ bỏ và nhấn chìm xuống biển

Năm 1976, sự cố tại nhà máy hóa chất Seveso (Ý) đã phát thải ra các vùng xung quanh lượng lớn dioxin, 11 thành phố xung quanh bị ảnh hưởng nặng nề, thiệt hại vô cùng lớn và lâu dài không thể thống kê được

2 Tại Việt Nam

Chất độc màu da cam và các loại thuốc diệt cỏ khác bắt đầu được thử nghiệm bởi quân đội Hoa Kỳ vào năm 1961 và được sử dụng rộng rãi với hàm lượng cao trong chiến tranh vào các năm 1967 – 1968, rồi giảm xuống và ngừng

sử dụng năm 1971 Các loại hợp chất này được trộn vào dầu hỏa hoặc nhiên liệu diezen rồi rải bằng máy bay hoặc các phương tiện khác

Hình 3: Máy bay phun hóa chất diệt cỏ

Theo công bố của một nhóm tác giả trên tạp chí Nature thì có thể nói chiến dịch dùng hóa chất ở Việt Nam là một cuộc chiến tranh hóa học lớn nhất thế giới [3] Trong thời gian 10 năm đó, quân đội Mỹ và quân đội Nam Việt Nam đã rải

76,9 triệu lít hóa chất xuống rừng núi và đồng ruộng Việt Nam Trong số này có

64% là chất độc màu da cam, 27% là chất màu trắng, 8,7% chất màu xanh và 0,6% chất màu tím

Bảng 4 Số lượng hóa chất quân đội Mĩ dùng trong chiến tranh Việt Nam

1962-1971

Agent Green - màu xanh lá cây 1.892.773 2,5%

Nguồn gốc: Số liệu trong bảng thống kê này được trích và tổng hợp từ bảng số 1

(trang 682) trong bài báo trên Tập san Nature [2]

Chất xanh ( Blue), chất này tác động lên thực vật bằng cách rút nước của

lá cây, gây héo úa mạnh đối với cay cối Lá cây gặp chất độc bị khử nước, cuộn tròn lại và rụng trong vòng từ 2- 4 ngày Để triệt phá toàn bộ sự sinh trưởng quân đội Mỹ đã phun dải nhiều lần với liều lượng 8 kg/ ha Đối với cây lúa nước, chất xanh gây ảnh hưởng xấu đến quá trình tạo hạt, cây vẫ có vẻ phát triển bình thường, liều lượng để sử dụng diệt cây lúa nước từ 3- 4kg / ha chất xanh được sử dụng từ năm 1967 đến khi Sài Gòn được giải phóng tháng 4-1975.Khối lượng đã sử dụng

là 8 triệu lít

Chất hồng (Pink), chất diệt cây loại lá rộng Liều lượng sử dụng làm dụng

lá 18- 36 kg/ha, diệt cây lá rộng 12kg / ha, diệt cây lúa nước từ 30-60 kg/ha, chất hồng được sử dụng rộng rãi trong những năm đầu của cuộc chiến tranh hóa học –chiến dịch Ranch Hand do quân đội Mỹ tiến hành ở Nam Việt Nam.Khối lượng đã

sử dụng là khoảng 454898 kg

Chất đỏ tía ( Purple), chất độc diệt cây thường được quân đội Mỹ dùng

vào việc khai quang, làm trịu lá cay dọc theo các tuyến đường vận tải thủy bộ quan trọng, ngăn chặn hoạt động vận tải hay chú quân của ta Loại cây sú vẹt, đước rất

nhạy cảm với chất đỏ tía lá rụng hoàn toàn sau một tuần bị phun dải, thường dùng với liều lượng 28 lít/ha Chất đỏ tía được quân đội Mỹ sử dụng những năm đầu của cuộc chiến tranh hóa học với 645.000 lít

Chất da cam (Orange), là chất độc diệt cây có độc tính cao, và được sử

dụng nhiều nhất ở Việt Nam, ở dạng lỏng sánh như dầu,màu nâu thẫm, không tan trog nước, tan trong diesel và mỡ, dễ xâm nhập vào màng tế bào của lá, đặc biệt là loài cây lá kép Chất da cam tương tác với hệ men của cây,ức ché quá trình quang hợp, làm ngừng trệ hình thành chất diệp lục làm rối loạn điều tiết sinh trưởng,gây xoắn lá, xoắn cành rễ, nứt vỏ thân cành Úa đỏ, khô cành lá, quả cây ngừng lớn và chết

III Ảnh hưởng của dioxin

1 Thực vật

Dioxin làm cây rụng hết lá, bị chết khô, hoặc chết từng phần Tán rừng bị

phá vỡ làm thay đổi sự cân bằng sinh thái

Hình 4: Thực vật trước và sau khi phun hóa chất

Theo công bố của Viện khoa học quốc gia và cục quân sự Mỹ, tổng số vụ rải chất độc của Mỹ là 8.532 vụ có 10 vùng bị ảnh hưởng nặng nhất là: Phước Long (704 vụ ), Thừa Thiên (606 vụ), Bình Định (558 vụ), Long Khánh (502 vụ), Tây Ninh (473 vụ), Quảng Nam (373 vụ), Biên Hòa (366 vụ), Bình Dương(357 vụ),Kon Tum (311 vụ), 10 vùng này chiếm tới 47% lượng chất độc mà quân Mỹ

đã phun trên toàn miền Nam Một số lưu vực sông vùng Đông Nam bộ, sông Hương, sông Thạch Hãn

Diện tích các khu vực bị phun rải chiếm 24% diện tích Nam Việt Nam (FIDI 2007), 86% lượng chất độc hóa học được trực tiếp rải lên đất rừng, 14% còn lại được rải trực tiếp lên đất nông nghiệp mà chủ yếu là đất trồng lúa Sự tấn công của quân đội Mỹ đã làm cho hơn 2 triệu ha đất rừng bị phá hủy Tác động của chất độc hóa học rất đa dạng, nhưng cuối cùng đã phá hủy trên 150.000 ha rừng ngập mặn và khoảng 130.000 ha rừng tràm của vùng châu thổ sông

Bảng 5 Diện tích bị ảnh hưởng hóa chất khai hoang trong thời gian 1962-1971

Số lần xịt Diện tích (ha) bị

ảnh hưởng hóa chất

Diện tích bị ảnh hưởng dioxin

Nguồn gốc: Số liệu trong bảng thống kê này được trích từ bảng số 2 (trang

685) trong bài báo trên Tập san Nature

Hình 5: Các vùng bị rải hóa chất

2 Ảnh hưởng của dioxin đến động vật và cong người

Đối với động vật: dioxin gây sụt cân, teo tuyến ức, ức chế miễn dịch, sinh

ung thư, và gây quái thai

Trong con người: Dioxin được chứa trong mỡ và các cơ quan có mô mỡ

Thời gian bán hủy Dioxin trong con người được các nhà khoa học ước tính khoảng hơn 10 – 12 năm Thí dụ – một người bị rãi trực tiếp có thể có 200 ppt Dioxin năm 1970:

 1982 còn 100 ppt

Bảng 6: Khảo sát tỷ lệ bệnh ung thư của các chiến binh

2.1 Ở phụ nữ, lượng Dioxin có thể giảm nhanh hơn vì được tiết ra qua sữa mẹ

TT Nội dung nghiên

cứu

Có phơi nhiễm (người)

Không phơi nhiễm (người)

1970: J.Constable – Meselson – Baughman (Boston - Massachusetts) đã phân tích sữa mẹ lấy từ Tân Uyên (chiến khu Dương Minh Châu) và thấy có 1450 ppt Dioxin

1973: Phân tích lại mẫu sữa mẹ tại đây thấy còn 300 – 400 ppt Dioxin Như thế, ngoài những người dân bị rải trực tiếp trong thời gian chiến tranh, còn nhiều triệu em bé sinh ra trong hoặc sau khoảng thời gian rải chất độc da cam

đã bị truyền Dioxin từ mẹ qua sữa me

2.2 Tại bệnh viện Từ Dũ: các loại dị tật bẩm sinh đã thấy tăng lên từ những năm

60 đến nay Cho đến năm 2003, vẫn còn nhiều dị tật bẩm sinh được phát hiện hằng ngày như dị tật hệ thần kinh trung ương có 307 trường hợp, trong đó:

- 218 não úng thủy,

- 41 vô sọ,

- 22 thoát vị não – màng não,

- 15 thoát vị tủy – màng tủy,

- 07 đầu nhỏ,

- 04 nang não

Phần II

Nghiên cứu đánh giá sự tồn lưu dioxin sử dụng trong chiến tranh trong môi trường đất vùng Mã Đà tỉnh Bình Phước

I NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH DƯ LƯỢNG CHẤT ĐỘC DA CAM/ DIOXIN TRONG MÔI ĐẤT VÙNG XUNG QUANH HỒ TRỊ AN

1.KHU VỰC KHẢO SÁT:

Diện tích khảo sát, lấy mẫu chiếm một phần nhỏ trong lưu vực hồ Trị An, bao gồm dải đất phía Tây, phía Bắc và phía Đông của hồ (xem bản đồ lưu vực Hồ Trị An và khu vực lấy mẫu)

Khu vực này hiện nay là đất trống và đất trồng cây công nghiệp (cà phê, tiêu, điều), trong rừng phát triển nhiều vạt cỏ tranh, cỏ mỹ, dân cư rất thưa thớt

Đất chủ yếu thuộc loại feralit, xói mòn ở mức độ trung bình- mạnh

2.LẤY MẪU:

Chiều sâu lấy mẫu: từ 0 đến 30cm

Tổng số mẫu lấy: 15 mẫu (kí hiệu: Đ1 – Đ15)

Vị trí lấy mẫu phân bố khá đều trên diện tích khảo sát xung quanh hồ, cách ranh giớ hồ khoảng 300m

3.PHÂN TÍCH MẪU:

Mẫu trộn đều, lấy khối lượng đại diện

Phân tích tại trung tâm nhiệt đới Việt – Nga

( Xem bảng 2, kết quả phân tích mẫu)

4.NHẬN XÉT:

Nồng độ I- TED ở tất cả các mẫu đều có, nhưng rất thấp so với TCCP Các mẫu Đ 8, Đ 12, Đ 13, có nồng độ cao nhất, nhưng vẫn < 10ppt Nồng độ 2,3,7,8- TCDD rất thấp, chỉ có 3 mẫu (Đ 8, Đ 12, Đ 13) có nồng độ 6- 7 ppt

Tỷ lệ 2,3,7,8-TCDD/I-TEQ rất khác biệt giữa các mẫu: 7 mẫu có giá trị = 0,

8 mẫu có giá trị từ 80- 96%

Hình 5: Vị trí lấy mẫu đất lưu vực hồ Trị An

Bảng 7: KẾT QUẢ PHÂN TÍCH MẪU ĐẤT VÙNG XUNG QUANH HỒ TRỊ AN NĂM

2003 ( CHIỀU SÂU LẤY MẪU 0- 30cm)

Nồng

độ I-TEQ (ppt)

Số lần

so với TCCP

Nồng

độ 2,3,7,8 TCDD (ppt)

Nồng độ một số đồng phân độc thường gặp khác (ppt)

Tỷ lệ phần trăm 2,3,7,8 TCDD/ I-TEQ

2,3,7,8 TCDF HpCDD OCDD

II Nghiên cứu xác định dư lượng chất độc da cam /dioxin trong môi trường đất tại khu vực mã đà

Do khu vực Mã Đà bị rải 1 lượng lớn chất độc da cam và rải nhiều lần ,sau chiến tranh ít bị tác động bởi các hoạt động nhân sinh (hoạt động công,nông nghiệp,nhập cư ) nên được chọn làm đối tượng nghiên cứu

2 Phương pháp nghiên cứu

2.1 Vị trí lấy mẫu :

Vị trí lấy mẫu được căn cứ trên bản đồ để xác định các điểm lấy mẫu đất được lựa chọn dựa trên các yếu tố như bị rải chất độc da cam nhiều lần ;ít bị thay đổi do các tác động của điều liện tự nhiên (địa hình ít dốc ,ít bị xói mòn,ít bị rữa trôi );ít bị thay đổi do các hoạt động của con người (hoạt động nông _công nghiệp,không có sự di cư hoặc nhập cư ).Mẫu đất được lấy ở độ sâu từ 0-10cm Các mẫu nước được lấy từ các giếng đào (dug wells) và giếng khoan (tube wells) tư nhân trong vùng nhằm xác định dư lượng da cam/dioxin trong môi trường nước ngầm

2.2.Phương pháp phân tích mẫu :

Các mẫu đất sau khi được thu thập (theo đúng tiêu chuần Việt Nam và quốc

tế quy định )được gửi đi phân tích tại phòng thí nghiệm MPU (Me - und Prufstelle Technischer Umweltschutz GmbH) Berlin, Germany.Quá trình phân tích dư lượng da cam/dioxin trong các mẫu đất tại phòng thí nghiệm có thể được tóm tắt như sau:mẫu được sấy khô và rây nhằm loại trừ những phần đất mẫu có kích thước lớn Phần mẫu thuần nhất được pha với 13

C12 và hổn hợp được chiết xuất ở máy Soxhlet Chiết xuất thô của hỗn hợp mẫu sau đó được tinh chế bằng các cột sắc kí và phân tích bằng phương pháp “sắc kí khí _phổ khối “ tức Gas chromatography – mass spectrometry (GC-MS) Dư lượng dioxins (Tetrachlorodibenzo-para-dioxin/TCDD và các đồng đẳng của nó) trong các mẫu phân tích được tính trên cơ sở quy định “đương lượng độc tố tương đương– Toxic equivalents [ T-TEQ]” của NATO –CCMC

2.3Kết quả phân tích mẫu đất

Kết quả phân tích dư lượng TCDD-chất độc nhất trong các Polychlorinated dibenzo-para-dioxins và Polyclorinated dibenzofurans của chất độc da cam/dioxin trong môi trường đất (độ sâu 0-10cm) ở khu vực Mã Đà được trình bày ở bảng sau:

Bảng 8: Kết quả phân tích dư lượng da cam/dioxin trong mẫu đất vùng Mã

Đà(Chiều sâu lấy mẫu 0-10cm)