Đánh giá hiện trạng bisphenol a và phthalates trong bùn đáy nước thải và nước mặt trên địa bàn thành phố hồ chí minh và đánh giá rủi ro đến sức khỏe con người

3.7 Phân tích hàm lượng BPA trong nước thải sau xử lý từ trạm phthalate trong nước thải sau xử lý từ nhà máy xử lý nước thải Bình Hưng và Bình Hưng Hòa 3.10 Phân tích hàm lượng phthalate

ỦY BAN NHÂN DÂN

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

SỞ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

BÁO CÁO NGHIỆM THU

(Đã chỉnh sửa theo góp ý của Hội đồng nghiệm thu ngày 18/9/2019)

NHIỆM VỤ

ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG BISPHENOL A VÀ PHTHALATES TRONG BÙN ĐÁY, NƯỚC THẢI VÀ NƯỚC MẶT TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH VÀ ĐÁNH GIÁ RỦI RO ĐẾN

SỨC KHỎE CON NGƯỜI

CHỦ NHIỆM NHIỆM VỤ: TS TRẦN BÍCH CHÂU

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 12/2020

ỦY BAN NHÂN DÂN

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

SỞ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

BÁO CÁO NGHIỆM THU

(Đã chỉnh sửa theo góp ý của Hội đồng nghiệm thu ngày 18/9/2019)

NHIÊM VỤ

ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG BISPHENOL A VÀ PHTHALATES TRONG BÙN ĐÁY, NƯỚC THẢI VÀ NƯỚC MẶT TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH VÀ ĐÁNH GIÁ RỦI RO ĐẾN

SỨC KHỎE CON NGƯỜI

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM

ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

Chức danh khoa học: Chức vụ: giảng viên

Điện thoại: Tổ chức: (028) 38304379 Nhà riêng: Mobile: 0909 474 880

Fax: E-mail: tbchau@hcmus.edu.vn

Tên tổ chức đang công tác: Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên TP.HCM

Địa chỉ tổ chức: 227 Nguyễn Văn Cừ , P4, Quận 5

Địa chỉ nhà riêng: 51 Lê Trung Nghĩa P12 Tân Bình TP.HCM

3 Tổ chức chủ trì nhiệm vụ:

Tên tổ chức chủ trì nhiệm vụ: Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên TP.HCM

Điện thoại: 028 62884499 – 028 73089899 Fax: 028 38350096

E-mail:

Website: https://www.hcmus.edu.vn/

Địa chỉ: 227 Nguyễn Văn Cừ , P4, Quận 5 TP.HCM

Họ và tên thủ trưởng tổ chức: Trần Minh Triết (theo giấy ủy quyền số 1281/UQ-KHTN

ký ngày 7/10/2019)

Số tài khoản: 3713.0.1056908.00000

Kho bạc: Kho bạc Nhà nước Quận 5, TP.HCM

Tên cơ quan chủ quản đề tài: Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên TPHCM

II TÌNH HÌNH THỰC HIỆN

1 Thời gian thực hiện nhiệm vụ:

- Theo Hợp đồng đã ký kết: từ tháng 12 /năm 2016 đến tháng 06 /năm 2018

- Thực tế thực hiện: từ tháng 12/năm 2016 đến tháng 9/ năm 2019

- Được gia hạn (nếu có):

Thời gian

(Tháng, năm)

Kinh phí (Tr.đ)

Thời gian (Tháng, năm)

Kinh phí (Tr.đ)

2

…

c) Kết quả sử dụng kinh phí theo các khoản chi:

Đối với đề tài:

Đơn vị tính: Triệu đồng

Số

TT

Nội dung các khoản chi

Theo kế hoạch Thực tế đạt được

Đơn vị tính: Triệu đồng

Số

TT

Nội dung các khoản chi

Theo kế hoạch Thực tế đạt được

- Lý do thay đổi (nếu có):

3 Các văn bản hành chính trong quá trình thực hiện đề tài/dự án:

(Liệt kê các quyết định, văn bản của cơ quan quản lý từ công đoạn xét duyệt, phê duyệt kinh phí, hợp đồng, điều chỉnh (thời gian, nội dung, kinh phí thực hiện nếu có); văn bản của tổ chức chủ trì nhiệm vụ (đơn, kiến nghị điều chỉnh nếu có)

Số

TT

Số, thời gian ban

1 1350/QĐ/KHTN

Ngày 11/09/2019

Thành lập hội đồng khoa học đánh giá, nghiệm thu cấp cơ sở để tài NCKH cấp Sở KHCN TP.HCM

Nội dung tham gia chủ yếu

Sản phẩm chủ yếu đạt được

Ghi chú*

1

2

- Lý do thay đổi (nếu có):

5 Cá nhân tham gia thực hiện nhiệm vụ:

(Người tham gia thực hiện đề tài thuộc tổ chức chủ trì và cơ quan phối hợp, không quá 10 người kể

Nội dung tham gia chính

Sản phẩm chủ yếu đạt được

Ghi chú*

1 Lê Xuân Vĩnh Lê Xuân Vĩnh 1, 2, 3, 4 Báo cáo

2 Trần Thị Thu

Dung

Trần Thị Thu Dung

1, 2, 3, 4 Báo cáo

5 Trương Thị Cẩm

Trang

Trương Thị Cẩm Trang

3, 4, 5 Báo cáo

6 Trần Thị Diễm

Thúy

Trần Thị Diễm Thúy

3, 4, 5 Báo cáo

7 Nguyễn Quang

Long

Nguyễn Quang Long

- Lý do thay đổi (nếu có):

7 Tình hình tổ chức hội thảo, hội nghị:

- Lý do thay đổi (nếu có):

8 Tóm tắt các nội dung, công việc chủ yếu:

(Nêu tại mục 15 của thuyết minh, không bao gồm: Hội thảo khoa học, điều tra khảo sát trong nước và nước ngoài)

Theo kế hoạch

Thực tế đạt được

1

Nội dung 1 Tổng quan các

nghiên cứu liên quan đến đề

1.4 Tổng quan về hiện trạng môi

trường kênh rạch, môi trường

nơi tiếp nhận nước thải từ hệ

thống thoát nước thải của các

khu CN, trạm xử lý nước thải đô

thị và bãi chôn lấp

12/2016 – 2/2017

12/2016 – 2/2017

1.5 Tổng quan các khu công

nghiệp tại TP.HCM, các loại

hình sản xuất trong KCN có liên

quan đến sự phát thải BPA và

phthalates

1.6 Tổng quan về các bãi chôn

lấp tại TP.HCM

1.7 Tổng quan các nghiên cứu

liên quan về quy trình phân tích

mẫu BPA và phthalates trong

nước mặt, nước thải, bùn

2

Nội dung 2 Xây dụng quy

trình xử lý mẫu để phân tích

BPA và phthalates trong mẫu

nước mặt, nước thải, bùn,

DiNP, DiDP) trong nước

DEHP, DiNP, DiDP) trong bùn

3 Nội dung 3 Đánh giá ô nhiễm

các nguồn thải chính BPA và

phthalates vào môi trường

3.5 Phân tích hàm lượng BPA

trong nước thải sau xử lý từ trạm

xử lý nước thải KCN

3.6 Phân tích hàm lượng BPA

trong nước thải sau xử lý từ nhà

máy xử lý nước thải Bình Hưng

và Bình Hưng Hòa

3.7 Phân tích hàm lượng BPA

trong nước thải sau xử lý từ trạm

phthalate trong nước thải sau xử

lý từ nhà máy xử lý nước thải

Bình Hưng và Bình Hưng Hòa

3.10 Phân tích hàm lượng

phthalates trong nước thải sau

xử lý từ trạm xử lý nước rỉ rác

BCL (8 phthalates x 4 BCL)

3.11 Đánh giá ô nhiễm BPA và

phthalates từ nguồn thải chính

trong môi trường nước khu vực

tiếp nhận TP.HCM

4 Nội dung 4 Đánh giá ô nhiễm

các nguồn thải chính BPA và

phthalates vào môi trường

trầm tích khu vực tiếp nhận

4.1 Lấy mẫu trầm tích khu vực

tiếp nhận nước thải từ trạm

XLNT khu công nghiệp, nhà

máy xử lý nước thải và các trạm

xử lý nước rỉ rác ở bãi chôn lấp

4.2 Phân tích hàm lượng BPA

trong trầm tích khu vực tiếp

nhận nước thải sau xử lý từ trạm

xử lý nước thải KCN

4.3 Phân tích hàm lượng BPA

trong trầm tích khu vực tiếp

nhận nước thải sau xử lý từ nhà

máy xử lý nước thải Bình Hưng

và Bình Hưng Hòa

4.4 Phân tích hàm lượng BPA

trong trầm tích khu vực tiếp

nhận nước thải sau xử lý từ trạm

xử lý nước rỉ rác BCL (Gò Cát,

Phước Hiệp, Đa Phước, Đông

Thạnh)

4.5 Phân tích hàm lượng

phthalate trong trầm tích khu

vực tiếp nhận nước thải sau xử

lý từ trạm xử lý bước thải KCN

4.6 Phân tích hàm lượng

phthalate trong trầm tích khu

vực tiếp nhận nước thải sau xử

lý từ nhà máy xử lý nước thải

Bình Hưng và Bình Hưng Hòa

4.7 Phân tích hàm lượng

phthalates trong trầm tích khu

vực tiếp nhận nước thải sau xử

lý từ trạm xử lý nước rỉ rác BCL

(8 phthalates x 4 BCL)

4.8 Đánh giá ô nhiễm BPA và

phthalates trong môi trường

2/2017 – 9/2017

4/2018

trầm tích khu vực tiếp nhận

nước thải

5 Nội dung 5 Đánh giá tải lượng

ô nhiễm BPA và phthalates

nước thải Bình Hưng và Bình

Hưng Hòa vào khu vực tiếp

5/2018

6 Nội dung 6 Đánh giá sự tồn

lưu BPA và phthalates trong

nguồn nước cấp và nước đầu

ra của các nhà máy cấp nước

(6 nhà máy) tại TP.HCM

6.1 Hiện trạng tồn lưu BPA và

phthalates trong môi trường

nước nguồn trên sông SG-ĐN

10/2017 – 2/2018

5/2018

cấp cho 6 nhà máy cấp nước

TP.HCM

6.2 Hiện trạng tồn lưu BPA và

phthalates trong nước cấp sau xử

lý tại 6 nhà máy cấp nước

TP.HCM

6.3 Đánh giá hiện trạng nồng

độ BPA và phthalates trong

nước máy phục vụ sinh hoạt

cho người dân tại TP.HCM

7

Nội dung 7 Đánh giá rủi ro

BPA và phthalates đến sức

khỏe con người

7.1 Nhận diện mối nguy hiểm

7.2 Xác định đối tượng dễ bị tổn

thương và mức độ tổn thương

7.3 Đánh giá khả năng phơi

nhiễm BPA và phthalates đến

sức khỏe con người qua môi

trường nước

12/2017 – 2/2018

5/2018

- Lý do thay đổi (nếu có):

III SẢN PHẨM KH&CN CỦA NHIỆM VỤ

1 Sản phẩm KH&CN đã tạo ra:

2

- Lý do thay đổi (nếu có):

d) Kết quả đào tạo:

Theo kế hoạch Thực tế đạt

được

- Lý do thay đổi (nếu có):

đ) Tình hình đăng ký bảo hộ quyền sở hữu công nghiệp:

Số

TT

Tên sản phẩm đăng ký

Kết quả Ghi chú

(Thời gian kết thúc)

Theo

kế hoạch

Thực tế đạt được

2

- Lý do thay đổi (nếu có):

e) Thống kê danh mục sản phẩm KHCN đã được ứng dụng vào thực tế

1

2

2 Đánh giá về hiệu quả do nhiệm vụ mang lại:

a) Hiệu quả về khoa học và công nghệ:

Kết quả nghiên cứu cung cấp bộ số liệu ban đầu về hiện trang ô nhiễm BPA và phthalates, là các hợp chất gây rối loạn nội tiết tố, tại ột số nguồn thải điểm trên địa bàn TP.HCM Kết quả đề tài cũng là tiền đề để triển khai các nghiên cứu sâu hơn về các hợp chất này trong môi trường, từ đó

có phương hướng phát triển công nghệ xử lý các hợp chất này trong hoạt động sản xuất

b) Hiệu quả về kinh tế xã hội:

(Nêu rõ hiệu quả làm lợi tính bằng tiền dự kiến do nhiệm vụ tạo ra so với các sản phẩm cùng loại trên thị trường…)

3 Tình hình thực hiện chế độ báo cáo, kiểm tra của nhiệm vụ:

I Báo cáo tiến độ

II Báo cáo giám định

III Nghiệm thu cơ sở 13/9/2019 Kết luận hội đồng: Đạt

Kết quả nghiên cứu đáp ứng mục tiêu đề ra, thực hiện đầy

đủ nôi dung các nội dung đăng ký

Sản phẩm đề tài đáp ứng như thuyết minh đã đăng ký

MỤC LỤC

MỤC LỤC 1

DANH MỤC BẢNG 16

DANH MỤC HÌNH ẢNH 17

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT 19

CHƯƠNG 1 PHẦN MỞ ĐẦU 20

1.1 Giới thiệu chung 20

1.2 Mục tiêu 22

1.3 Nội dung nghiên cứu 22

1.4 Phương pháp nghiên cứu 23

1.4.1 Phương pháp thu thập thông tin và tổng hợp tài liệu 23

1.4.2 Phương pháp khảo sát thực địa 23

1.4.3 Phương pháp đánh giá rủi ro 24

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 26

2.1 Tính chất chung BPA và Phthalates 26

2.2 Sản xuất và tiêu thụ các hợp chất này trên thế giới 31

2.3 Quá trình phân tán các hợp chất này vào môi trường 34

2.4 Các nguồn gây ô nhiễm chính (nguồn điểm và nguồn không điểm) 36

2.5 Độc tính của Bisphenol A và Phthalates 38

2.6 Hiện trạng ô nhiễm các chất trong môi trường 43

(các nghiên cứu trên thế giới và tại Việt Nam): nước mưa, không khí, nước mặt, trầm tích, đất… 43

2.7 Ngưỡng cho phép các hợp chất trong môi trường và sản phẩm 47

2.8 Tính chất lý – hóa của BPA và phthalates 49

CHƯƠNG 3 QUY TRÌNH XỬ LÝ MẪU VÀ PHÂN TÍCH BPA VÀ PHTHALATES TRONG MẪU NƯỚC MẶT, NƯỚC THẢI, BÙN, TRẦM TÍCH 51

3.1 Quy trình xử lý mẫu nước mặt, nước thải 51

3.1.1 Lấy mẫu và bảo quản mẫu 51

3.1.1.4 Lấy mẫu và bảo quản mẫu 51

3.1.2 Quy trình chiết xuất và làm sạch mẫu 52

3.2 Quy trình xử lý mẫu trầm tích 53

3.2.1 Lấy mẫu và bảo quản mẫu 53

3.2.2 Xử lý mẫu 54

3.2.3 Quy trình chiết pha rắn 54

3.3 Phân tích mẫu 55

3.3.1 Phân tích BPA trong mẫu sau xử lý 55

3.3.2 Phân tích phthalates trong mẫu sau xử lý 58

CHƯƠNG 4 ĐÁNH GIÁ Ô NHIỄM BPA VÀ PHTHALATES TỪ CÁC NGUỒN THẢI CHÍNH VÀO MÔI TRƯỜNG NƯỚC TP.HCM 64

4.1 Các khu công nghiệp 64

4.1.1 Hiện trạng nồng độ BPA và phthalates trong nước thải từ các KCN-KCX 64

4.1.2 Đánh giá hiện trạng ô nhiễm BPA và phthalates trong môi trường nước 75

4.2 Các bãi chôn lấp 81

4.2.1 Nồng độ BPA và PEs trong nước rỉ rác 83

4.2.2 Nồng độ BPA và PEs trong nước thải sau xử lý 85

4.2.3 Đánh giá tồn lưu, hiện trạng ô nhiễm BPA và phthalates trong môi trường tiếp nhận nước thải từ các bãi chôn lấp 88

4.3 Nhà máy xử lý nước thải Bình Hưng 92

4.3.1 Hiện trang BPA và phthalates trong nước thải 92

4.3.2 Hiện trạng BPA và phthalates trong kênh Bến Tắc Rồ 95

4.4 Ô nhiễm BPA và phthalates trong môi trường trầm tích 97

4.4.1 BPA 97

4.4.2 Phthalates 100

CHƯƠNG 5 ĐÁNH GIÁ RỦI RO BPA VÀ PHTHALATES ĐẾN SỨC KHỎE CON NGƯỜI 102

5.1 Hiện trạng BPA và phthalate trong nguồn nước cấp và nước máy 102

5.2 Đánh giá rủi ro BPA và Phthalates đến sức khỏe con người 108

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1 Các hợp chất Phthalate 28

Bảng 2.2 Mục đích sử dụng chất Phthalates (Theo đánh giá rủi ro của NTP CERHR, đã sửa đổi) 30

Bảng 2.3 Nồng độ của BPA trong các môi trường khác nhau 36

Bảng 2.4 Dự báo phát thải của một số Phthalate theo vòng đời sản phẩm ở châu Âu 36

Bảng 2.5 Nồng độ Phthalates trong nước mặt trên thế giới - Đơn vị: (µg/L) 45

Bảng 2.6 Nồng độ BPA trong mẫu trầm tích 46

Bảng 2.7 Các giá trị tiêu chuẩn của Phthalate (mg/kg trọng lượng khô) trong mẫu môi trường 48

Bảng 2.8 Đặc tính lý hóa của Phthalates 50

Bảng 3.1 Chương trình pha động trên cột C18 56

Bảng 3.2 Giá trị LOD, LOQ và hiệu suất thu hồi của họ phthalates 63

Bảng 4.1 Ký hiệu các khu vực lấy mẫu 64

Bảng 4.2 Nồng độ trung bình BPA và phthalates trong nước thải đầu vào và đầu ra hệ thống XLNT tại các KCN 71

Bảng 4.3 Thông tin và ký hiệu vị trí lầy mẫu nước mặt khu vực tiếp nhận nước thải từ các KCN 76

Bảng 4.4 Nồng độ trung bình BPA (ng/L) và các PEs (µg/L) trong môi trường nước tiếp nhận nước thải từ các KCN-KCX 80

Bảng 4.5 Thông tin vị trí khảo sát khu vưc tiếp nhận nước thải từ các BCL 88

Bảng 4.6 Nồng độ trung bình BPA và phthalates (µg/L) trong môi trường kênh rạch tiếp nhận nước thải từ các BCL 89

Bảng 4.7 Nồng độ BPA và PEs (µg/L) trong nước thải đầu ra của hệ thống xử lý nước thải nhà máy Bình Hưng 94

Bảng 4.8 Nồng độ BPA và PEs (µg/L) trong nước thải đầu ra của hệ thống xử lý nước thải 96

Bảng 4.9 Hàm lượng trung bình BPA (ng/g) và phthalates (µg/g) trong trầm tích môi trường tiếp nhận nước thải 99

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1 1 Bisphenol A 20

Hình 1 2 Phthalates 20

Hình 2 1 Tổng hợp bisphenol A 26

Hình 2 2 Sản phẩm nhựa và kí hiệu 27

Hình 2.3 Biến đổi sản lượng sản xuất Phthalate trên toàn cầu theo thời gian 33

Hình 2.4 Quá trình phân bố BPA và Phthalate trong môi trường 36

Hình 2.5 Quá trình ức chế nội tiết (Lasson et al, 1999) 41

Hình 3.1 Dụng cụ lấy mẫu trầm tích Wildco Instruments 54

Hình 3.2 Thông số thiết bị MS dùng để nhận danh 56

Hình 3.3 Sắc ký đồ mẫu và chuẩn BPA (A) Mẫu, (B) Chuẩn 57

Hình 3.4 Đường chuẩn DMP 59

Hình 3.5 Đường chuẩn DEP 59

Hình 3.6 Đường chuẩn DnBP 60

Hình 3.7 Đường chuẩn DnBP 61

Hình 3.8 Đường chuẩn DEHP 61

Hình 3.9 Đường chuẩn DiDP 61

Hình 3.10 Đường chuẩn DiNP 62

Hình 3.11 Sắc ký đồ họ chất hóa dẻo phthalates 62

Hình 4.1 Vị trí các KCN-KCX tại TPHCM 65

Hình 4.2 Nồng độ BPA trong nước thải đầu vào các khu công nghiệp 66

Hình 4.3 Nồng độ ∑8 phthalates trong đầu vào các khu công nghiệp 67

Hình 4.4 Thành phần phần trăm các phthalates trong nươc thải đầu vào tại 14 KCN-KCX 69

Hình 4.5 Nồng độ BPA trong nước thải sau xử lý tại các khu công nghiệp 70

Hình 4.6 Nồng độ trung bình của ∑8 phthalates trong nước thải 73

Hình 4.7 Thành phần phần trăm các phthalates trong nước thải đầu ra các KCN – KCX 74 Hình 4.8 Nồng độ DEHP trong nước thải sau xử lý tại các KCN – KCX 75

Hình 4.9 Nồng độ trung bình BPA trong môi trường nước hệ thống tiếp nhận nước thải từ các KCN 78

Hình 4.10 Nồng độ trung bình ∑8 PEs trong môi trường nước hệ thống tiếp nhận nước thải từ các KCN 79

Hình 4.11 Sơ đồ vị trí các BCL thuộc phạm vi nghiên cứu trong bản đồ tổng thể của thành

phố 82

Hình 4.12 Nồng độ trung bình BPA trong nước rỉ rác các BCL 83

Hình 4.13 Thành phần phần trăm (%) các phthalates trong nước rỉ rác tại 4 BCL 84

Hình 4.14 Nồng độ trung bình ∑PEs trong nước rỉ rác các BCL 85

Hình 4.15 Nồng độ trung bình BPA trong nước thải sau xử lý tại các BCL 86

Hình 4.16 Nồng độ trung bình ∑PEs trong nước thải sau xử lý tại các BCL 86

Hình 4.17 Thành phần phần trăm phthalates trong nước thải sau xử lý các BCL 87

Hình 4.18 Nồng độ trung bình BPA trong môi trường nước kênh tiếp nhận nước thải từ BCL 90

Hình 4.19 Nồng độ trung bình ∑8PEs trong nước kênh rạch tiếp nhận nước thải từ BCL 91

Hình 4.20 Sơ đồ tuyến thu gom nước thải 92

Hình 4.21 Sơ đồ hệ thống xử lý nươc thải sinh hoạt nhà máy Bình Hưng 93

Hình 4.22 Nồng độ trung bình BPA và PEs trong nước thải sau xử lý nhà máy Bình Hưng 95

Hình 4.23 Thành phần phần trăm của các phthalates trong nước thải sau xử lý nhà máy Bình Hưng 95

Hình 4.24 Hàm lượng BPA (ng/g) trong trầm tích khu vực tiếp nhận nước thải 97

Hình 4.25 Hàm lượng DEHP trong trầm tích khu vực tiếp nhận nước thải 100

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

KCN - KCX Khu công nghiệp - Khu chế xuất

EDCs Endocrine disrupting compounds

DiBP Diisobuthyl phthalate

DEHP Diethylhexyl phthalate

DiNP Diisononyl phthalate

DiDP Diisodecyl phthalate

CHƯƠNG 1 PHẦN MỞ ĐẦU 1.1 Giới thiệu chung

Tại các nước phát triển, vấn đề ô nhiễm môi trường gây ra bởi các hợp chất gây rối loạn nội tiết tố (endocrine disruption: EDCs) có ảnh hưởng tiềm ẩn lâu dài đối với sức khỏe và sinh sản của con người nói riêng và sinh vật nói chung đã và đang là mối quan tâm lo ngại đối với các nhà nghiên cứu về sức khỏe và quản lý môi trường Nằm trong các hợp chất EDCs này, bisphenol A (BPA) (hình 1) và phthalates (hình 2) là những sản phẩm của ngành công nghiệp hóa học và không tồn tại trong tự nhiên, chúng là những hợp chất hữu cơ được tổng hợp cho mục đích sản xuất công nghiêp và dân dụng Do tính chất độc hại và khả năng gây nguy cơ bệnh nguy hiểm tiềm ẩn cao đối với sức khỏe con người, European Commission đã liệt kê chúng vào danh sách các chất độc hại gây rối loạn nội tiết tố (EU list of potential endocrine disruptors), đặc biệt là bis(2-ethylhexyl) phthalate (DEHP)

Hình 1 1 Bisphenol A Hình 1 2 Phthalates

Các hợp chất này có tính chất hóa lý khác biệt nhau, nên khả năng tồn lưu và chuyển hóa chúng trong môi trường sẽ tùy thuộc nhiều vào điều kiên tự nhiên, khí hậu và chế độ thủy văn của khu vực Ngoài ra, một đặc điểm quan trọng khác cần lưu ý của các hợp chất này

là chúng rất dễ bị thôi nhiễm ra môi trường trong suốt chu kỳ sống của sản phẩm có chứa các hợp chất này do BPA và phthalates không có khả năng liên kết hóa học với thành phần hóa học chính trong sản phẩm cuối cùng Nghiên cứu của Sajiki và Yonekubo (2003) đã chỉ ra BPA rất dễ dàng rò rỉ từ các ống nhựa polycacbonate vào trong môi trường nước biển ở nhiệt độ 370C trở lên Sự rò rỉ hợp chất này sẽ phụ thuộc vào nhiệt độ của môi trường nước xung quanh Các thống kê từ EC và EPA cho thấy các con đường chính để đi vào

môi trường của các hợp chất này chủ yếu qua phát thải từ sản xuất và từ hoạt động thải bỏ các sản phẩn có chứa các hợp chất này

- BPA và phthalates có những tác động tiềm ẩn đến sức khỏe con người và sinh vật Chúng gây ra các ảnh hưởng xấu đối với sức khỏe con người như: bệnh ung thư vú, ung thư tuyến tiền liệt, bệnh béo phì và tiểu đường Các chất dẻo này cũng gây ra tác động xấu đến quá trình phát triển giới tính và sinh sản: sinh non, sẩy thai, vô sinh, gây dậy thì sớm, suy giảm tinh trùng, …

- BPA và phthalate là những hợp chất EDCs được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp và sản xuất hàng tiêu dùng BPA và phthalates là những thành phần có thể chiếm tới 60% khối lượng trong sản phẩm nhựa tùy theo yêu cầu về tính chất vật lý (tính bền, tính dẻo, ) của các sản phẩm Tuy nhiên, BPA và phthalates không có những mối liên kết hóa học bền vững trong sản phẩm Ở những điều kiện thuận lợi như nhiệt độ cao, pH phù hơp, chúng

có thể dễ dàng di chuyển ra môi trường xung quanh thông qua quá trình hòa tan hay bay hơi

Trong môi trường nước sông, BPA và phthalate có nguồn gốc chủ yếu từ nước thải công nghiệp, nước thải sinh hoạt, nước rỉ rác, nước mưa, nước chảy tràn Hệ thống sông Sài Gòn-Đồng Nai vừa là nguồn cung cấp nước cho sinh hoạt và hầu hết các hoạt động kinh tế trên lưu vực nhưng đồng thời cũng vừa là môi trường tiếp nhận và vận chuyển các nguồn

đổ thải trên lưu vực Theo cổng thông tin điện tử của Hepza, 2015, hiện nay tại TP.HCM

có 14 KCN-KCX với các loại hình sản xuất đa dạng, trong đó nhiều doanh nghiệp, cơ sở sản xuất hoạt động về loại hình hóa nhựa, mỹ phẩm, xà phòng, sản phẩm nhựa, sơn, keo dán, là những loại hình hoạt động có khả năng sử dụng BPA và phthalates, chiếm tỷ phần khá lớn Do vậy trong quá trình sản xuất, khả năng thôi nhiễm các hợp chất này vào môi trường là rất cao do không có tính liên kết bền vững hóa học, các hợp chất này sẽ gia nhập vào dòng thải đi vào hệ thống xử lý nước thải tập trung của các KCN-KCX Sau quá trình

xử lý, một lượng tồn dư các chất này sẽ đi vào môi trường nước khu vực tiếp nhận gây các rủi ro về sức khỏe và môi trường Mặt khác, các nghiên cứu trên thế giới cho thấy mặc dù nước thải từ các nguồn công nghiệp hay sinh hoạt đã được xử lý trước khi đi vào môi

trường nước, nhưng vẫn còn một lượng vết các hợp chất BPA và phthalates trong các dòng thải này Các EDCs này đang được thải vào môi trường nước từ các hoạt động sản xuất sinh hoạt của xã hội TP.HCM Tuy nhiên, nó chưa được đánh giá, kiểm soát, và chưa có nhiều nghiên cứu về hiện trạng ô nhiễm và ảnh hưởng của chúng đối với môi trường Như vậy đối với hiện trạng điều kiện tự nhiên kinh tế xã hội tại TP.HCM, thì sự chuyển hóa và tồn lưu các chất này trong môi trường nước vẫn là một dấu chấm hỏi cho các nhà nghiên cứu, nhà quản lý môi trường

Do vậy, nghiên cứu “Đánh giá hiện trạng bisphenol A và phthalates trong bùn đáy,

nước thải và nước mặt trên địa bàn thành phố Hồ Chí Minh và đánh giá rủi ro đến

sức khỏe con người” được thực hiện nhằm bổ sung các số liệu quan trắc về ô nhiễm môi

trường bởi BPA và phthalates từ các nguồn thải chính trên địa bàn TP.HCM, làm tiền đề cho các cơ quan quản lý và nghiên cứu trong việc đánh giá và ra quyết định về quản lý chất lượng môi trường nước và nước thải đầu ra tại các khu vực sản xuất trong tương lai

1.2 Mục tiêu

Mục tiêu của đề tài này nhằm:

- Đánh giá hiện trạng ô nhiễm BPA và phthalates và xác định các nguồn thải chính trên địa bàn TPHCM

- Đánh giá rủi ro BPA và phthalates đến sức khỏe con người

1.3 Nội dung nghiên cứu

Nhằm đáp ứng các mục tiêu trên, đề tài thực hiện các nội dung nghiên cứu sau: Nội dung 1: Xây dụng quy trình xử lý mẫu để phân tích BPA và phthalates trong mẫu nước mặt, nước thải, bùn, trầm tích

Nội dung 2: Khảo sát, đánh giá ô nhiễm các nguồn thải chính BPA và phthalates vào môi trường nước TP.HCM

Nội dung 3: Khảo sát, đánh giá ô nhiễm các nguồn thải chính BPA và phthalates vào môi trường trầm tích khu vực tiếp nhận

Nội dung 4: Đánh giá tải lượng ô nhiễm BPA và phthalates

Nội dung 5: Đánh giá sự tồn lưu BPA và phthalates trong nguồn nước cấp của các nhà máy cấp nước tại TP.HCM

Nội dung 6: Đánh giá rủi ro BPA và phthalates đến sức khỏe con người

1.4 Phương pháp nghiên cứu

1.4.1 Phương pháp thu thập thông tin và tổng hợp tài liệu

Các tài liệu thứ cấp từ các công bố nghiên cứu của trong và ngoài nước được thu thập và

sử dụng nhằm thu thập các thông tin có liên quan đề tài như:

- Tính chất lý - hóa của cá hợp chất

- Quá trình phân tán, vận chuyền các chất trong môi trường

- Sự sản xuất và tiêu thụ trên thị trường

- Quy trình phân tích

- Quy chuẩn – tiêu chuẩn cho phép trong các sản phẩm cũng như trong môi trường

- Hiện trạng nồng độ các chất trong môi trường (đất, nước, không khí, trầm tích)

1.4.2 Phương pháp khảo sát thực địa

Lấy mẫu là một trong các công đoạn đóng vai trò quan trọng trong công tác nghiên cứu

Do đó, việc lấy mẫu phải đảm bảo mẫu có tính đại diện, không bị nhiễm bẩn cũng như thay

đổi tính chất mẫu trong suốt quá trình vận chuyển và bảo quản về phòng thí ngiệm 2

- Chuẩn bị dụng cụ lấy mẫu

Dụng cụ đựng mẫu

✓ Mẫu nước: chai thủy tinh màu nâu, dung tích 4 lít Tất cả các dụng cụ chứa mẫu đều được rửa sạch và tráng lại bằng nước cất Dụng cụ sau khi làm khô được tráng với các dung môi hexan

✓ Mẫu trầm tích: bao alumium

- Quy trình lấy mẫu

Tất cả các chai lưu mẫu đều được tráng 2 - 3 lần bằng chính nước mẫu

- Nhật ký lấy mẫu

- Ghi nhãn chai lấy mẫu: Vị trí lấy mẫu, thời gian lấy mẫu

- Ghi nhật ký lấy mẫu: ghi nhận các thông tin về thời tiết, các thộng số hóa lý, mô tả các thông tin liên quan đến vị trí lấy mẫu và khu vực lân cận

- Quy trình bảo quản mẫu

✓ Toàn bộ mẫu được bảo quản lạnh trong thùng xốp ở 4ºC trong suốt thời gian vận chuyển mẫu từ hiện trường về phòng thí nghiệm

✓ Mẫu được xử lý tại phòng thí nghiệm trong vòng 24h

1.4.3 Phương pháp đánh giá rủi ro

Đánh giá phơi nhiễm nhằm ước lượng được mức độ trên thực tế hay các nguồn tiếp nhận tiềm năng đến khả năng phơi nhiễm với chất ô nhiễm môi trường

Nghiên cứu này trình bày kết quả đánh giá phơi nhiễm phthalates và BPA tiếp xúc với nước máy qua đường ăn uống cho 2 nhóm đối tượng là trẻ em trọng lượng trung bình 10kg và người lớn trọng lượng trung bình 70 kg

Liều lượng phơi nhiễm ban đầu tính theo phương trình:

EI = 𝐶∗𝐸𝐹∗𝐸𝐷

𝐵𝑊Trong đó:

EI : liều lượng hóa chất vào cơ thể liên tục mỗi ngày (mg/(kg/ ngày))

C : Nồng độ hóa chất trong môi trường tại điểm phơi nhiễm ( µg/l, mg/m3)

ED : khoảng thời gian phơi nhiễm ( năm )

BW : trọng lượng cơ thể (kg)

EPA giả thiết rằng tại những liều thấp cơ thể có khả năng tự thanh lọc, nên không bị bệnh tại những liều thấp Tuy nhiên một số chất không gây ung thư có thể phát hiện tại những liều thấp Mối quan hệ liều lượng - đáp ứng ( việc đáp ứng lại xuất hiện khi liều lượng tăng) thay đổi theo chất gây ô nhiễm, tính nhạy cảm và điều kiện sức khỏe

Tính toán hệ số rủi ro không gây ung thư đối với cá hợp chất theo phương trình:

HQ = EI/RfD Trong đó:

EI : liều lượng hóa chất vào cơ thể liên tục mỗi ngày ( mg/ kg/ngày)

RfD : liều lượng tham chiếu ( mg/(kg/ngày))

Chỉ số độc :

HQ < 1 : không gây ảnh hưởng gì

HQ > 1 : chất không gây ung thư đang xét có khả năng ảnh hưởng bất lợi đến sức khỏe khi phơi nhiễm với nó (Selvaraj và cộng sự 2015)

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 2.1 Tính chất chung BPA và Phthalates

❖ BPA

BPA (Bisphenol-A) là thành phần chính trong nhựa polycarbonate mà chúng ta thường thấy và sử dụng hàng ngày, để làm cho nhựa cứng hơn và bền hơn Polycarbonate được sử dụng cho hàng loạt các sản phẩm tiêu dùng, đồ uống nước giải khát, chai nước, bình sữa, lưu trữ thực phẩm, ly nhựa, thiết bị thể thao, đĩa DVD, CD và kính mắt kính BPA cũng được tìm thấy trong nhựa bên trong hộp kim loại dùng để chứa thực phẩm và chất lỏng, bao gồm sữa bột cho trẻ sơ sinh

BPA là một hợp chất được tổng hợp từ hữu cơ công nghiệp với công thức hóa học là (CH3)2C(C6H4OH)2 thuộc nhóm dẫn xuất diphenylmetan và bisphenol với hai nhóm hydroxyphenyl Nó là một chất rắn không màu hòa tan trong dung môi hữu cơ, nhưng tan trong nước Đã được sử dụng thương mại từ năm 1957

Bisphenol A được phát hiện năm 1891 bởi nhà hóa học người Nga Aleksandr Dianin Hợp chất này được tổng hợp bởi sự ngưng tụ của axeton với hai tương đương của phenol

Hình 2 1 Tổng hợp bisphenol A Dựa trên các nghiên cứu của các nhà hóa học ở Bayer và General Electric, BPA đã được

sử dụng từ những năm 1950 để làm cứng nhựa polycarbonate và nhựa epoxy, chứa trong lớp lót đựng thức ăn và nước giải khát

Các nghiên cứu gần đây đưa ra một số lo ngại về những tác động tiềm ẩn mà BPA gây ra cho não, tuyến tiền liệt ở bào thai, rối loạn cảm xúc hành vi, gây vô sinh ở nam giới và đặc biệt, nó có thể làm biến đổi giới tính con người

Có một sự thật mà ít người biết đó là BPA dễ hòa tan trong chất béo, nó thâm nhập vào cơ thể con người thông qua thức ăn và hô hấp bởi chúng xuất hiện ở cả bụi bay trong nhà

Trong đó, BPA trong thực phẩm và đồ uống chiếm phần lớn lượng phơi nhiễm hàng ngày của con người

Bên cạnh đó, theo các nhà khoa học, một số loại thực phẩm được đóng trong hộp thiếc không đảm bảo hay túi nilon kém chất lượng có chứa hóa chất Bisphenol-A (BPA) cao gấp 1.000 lần so với thực phẩm tươi sống

Các nhà nghiên cứu của ĐH Harvard (Mỹ) đã chia 75 người thành 2 nhóm, yêu cầu nhóm thứ nhất ăn một hộp súp có vỏ thiếc mỗi ngày, kéo dài 5 ngày Nhóm còn lại ăn súp trong hộp đựng không chứa thiếc Sau 2 ngày nghỉ giữa chừng, thực đơn này được hoán đổi Kết quả cho thấy, những người ăn/uống thức ăn được đặt trong hộp thiếc 5 ngày liên tiếp có hàm lượng BPA trong nước tiểu tăng lên 1.200 phần trăm

Một nghiên cứu khác được nhà sinh vật học phân tử Patricia Hunt tiến hành trên chuột chỉ

ra, chất BPA có thể gây nhiễu loạn hệ gene di truyền và làm giới tính con người bị biến đổi Không những thế, thí nghiệm tiếp theo còn cho thấy, tổn thương nhiễm sắc thể ở chuột cái diễn ra trong nhiều thế hệ và là nguyên nhân gây ra hiện tượng sanh non Các chuyên gia khuyến cáo, không nên làm nóng các loại thực phẩm đựng trong sản phẩm nhựa có chứa BPA bởi mức độ nguy hiểm tăng lên rất nhiều Chất này sẽ gây ảnh hưởng lớn đến nam giới khi phần cơ quan sinh dục đang trong giai đoạn phát triển hoàn chỉnh

Một trong những điểm lưu ý là hãy nhìn vào ký hiệu trên sản phẩm nhựa Nếu thấy hình tam giác với số 7 ở trong thì sản phẩm đó có sự hiện diện của chất BPA, tuy không gây ảnh hưởng ngay lập tức nhưng nên hạn chế

Hình 2 2 Sản phẩm nhựa và kí hiệu BPA có thể dễ dàng bị phân hủy sinh học trong đất và trầm tích trong điều kiện hiếu khí Với chu kỳ bán phân hủy trong đất ước tính từ 3 đến 37.5 ngày Không có sự phân hủy sinh học trong đất ở điều kiện kỵ khí trong suốt 70 ngày và trong các trầm tích cửa sông ở

điều kiện thiếu khí trong 120 ngày (RIKZ 2001, Fent và cộng sự, 2003, Flint và cộng sự,

Yu và cộng sự, 2013; Chang và cộng sự, 2014 Yang et Al 2014) BPA không bền trong

môi trường và sinh ra nhiều sản phẩm phụ

❖ Phthalates

Hợp chất Phthalate là một chất hóa học, được sử dụng như một chất để giúp nhựa dẻo, mềm hơn, trong suốt hơn hoặc làm cho sơn cứng hơn tùy theo loại Phthalate Ngoài ra nó cũng được dùng làm chất hòa tan và chất làm tăng khả năng chịu nhiệt ở các sản phẩm Chất này thường có mặt ở các sản phẩm nội thất ô tô, ống nhựa, đồ chơi kém chất lượng,

đồ nhựa không nhãn mác, xuất xứ

Ở nhiệt độ phòng, Phthalate ở dạng trong suốt, lỏng và nhớt Các Phthalate thương mại phổ biến là chất lỏng ở nhiệt độ môi trường xung quanh Gần như tất cả đều có điểm nóng chảy dưới -25°C Phthalate ester có điểm sôi từ 230°C đến 486°C Các ester phthalate có trọng lượng phân tử cao hơn có điểm sôi cần được xác định ở áp suất giảm để ngăn ngừa sự phân hủy nhiệt Điểm nóng chảy thấp và điểm sôi cao của các Phthalate góp phần làm cho chúng trở nên hữu dụng như chất làm mềm, chất truyền nhiệt và vận chuyển

Hiện nay trên thị trường có rất nhiều hợp chất Phthalate được sử dụng, tuy nhiên các phthalates được sử dụng phổ biến nhất là DMP, DEP, DBP, DiBP, BBP, DEHP, DiNP, DiDP (bảng 1)

Bảng 2 1 Các hợp chất Phthalate

Dimethyl phthalate DMP C6H4(COOCH3)2

Diethyl phthalate DEP C6H4(COOC2H5)2

Di-n-butyl phthalate DBP C6H4[COO(CH2)3CH3]2

Diisobutyl phthalate DIBP C6H4[COOCH2CH(CH3)2]2

Butyl benzyl phthalate BBP CH3(CH2)3OOCC6H4COOCH2C6H5

Di(2-ethylhexyl) phthalate DEHP C6H4[COOCH2CH(C2H5)(CH2)3CH3]2

Diisononyl phthalate DINP C6H4[COO(CH2)6CH(CH3)2]2

Diisodecyl phthalate DIDP C6H4[COO(CH2)7CH(CH3)2]2

Hầu hết các PEs trọng lượng phân tử từ trung bình đến cao đều được sử dụng trong sản xuất PVC Dimetylphthalate (DMP) và dietylphthalate (DEP) thường được sử dụng trong

nhựa dẻo cellulose ester, chẳng hạn như cellulose acetate và butyrate Chất làm dẻo được

sử dụng trong các vật liệu xây dựng, đồ gia dụng, vận chuyển, quần áo, và trong một phạm

vi giới hạn về thực phẩm (đóng gói) và các sản phẩm y tế Những chất có trọng lượng phân

tử thấp không chỉ được sử dụng như làm chất dẻo mà vẫn đang được sử dụng trong mỹ phẩm và các sản phẩm chăm sóc cơ thể (bảng 1.4)

DMP (dimethylphthalate) được sử dụng làm thuốc chống côn trùng cho muỗi và ruồi Nó

cũng là chất ectoparasiticide và có nhiều cách sử dụng khác, bao gồm cả chất đẩy rắn, chất dẻo

DEP (diethylphthalate) chất lỏng trong suốt ở nhiệt độ phòng và chỉ nặng hơn một chút

nước Nó có mùi mờ và khó chịu và có thể được chuyển từ các chất dẻo có chứa nó Vì hợp chất này là một dung môi thích hợp cho nhiều phân tử hữu cơ nên nó thường được sử dụng trong mỹ phẩm, nước hoa Ngoài ra, trong công nghiệp còn dùng làm chất làm dẻo, chất tẩy rửa và bình xịt aerosol

DnBP (di-n-butylphthalate) được sử dụng nhiều trong ngành công nghiệp ô tô (dẻo và dung

môi cho sơn và sơn mài nitrocellulose), lĩnh vực xây dựng (sealant / đại lý bề mặt, bên trong và bên ngoài các bề mặt lớp phủ, sợi thủy tinh), ngành công nghiệp dệt (sợi dệt chất bôi trơn, mực in chất phụ gia), ngành y tế, liên kết vinyl nhựa, chất chống tạo bọt trong thuốc trừ sâu, chất kết dính cho giấy

BBP (butylbenzylphthalate) được sử dụng trong lĩnh vực xây dựng (Gạch vinyl, chất kết

dính và keo), băng tải thực phẩm, da nhân tạo, linh kiện ô tô, mũ bảo hiểm

DEHP (diethylhexylphthalate) là Phthalates trọng lượng phân tử cao như DEHP được hầu

như chỉ được sử dụng như chất hoá dẻo đặc biệt cho polyvinyl clorua (PVC) linh hoạt DEHP thường được dùng trong sản phẩm xây dựng (các bề mặt nội thất và lớp phủ bên ngoài, dây cáp, miếng đệm, hồ sơ và mái nhà, ống), ngành y tế (túi truyền, thiết bị thẩm tách), ô tô (chống gỉ sơn), ngành dệt may và quần áo (loại mực in cho dệt may, cao su ở đế giày), ngành công nghiệp điện tử (gốm trong cách nhiệt và chất lỏng điện môi trong tụ), lĩnh

vực thực phẩm (sơn mài cho giấy và nhựa), chất kết dính, chất kết dính của nhựa aceton vinyl, dung môi cho sơn mài nitrocellulose

Bảng 2 2 Mục đích sử dụng chất Phthalates (Theo đánh giá rủi ro của NTP CERHR, đã sửa đổi)

1 DEP Sản phẩm chăm sóc cá nhân, mỹ phẩm

2 DMP Thuốc chống côn trùng như muỗi và ruồi

3 BBP Gạch vinyl, băng tải thực phẩm, da nhân tạo, linh kiện ô tô, mũ bảo hiểm

4 DBP Nhựa PVC, chất kết dính cao su, mỹ phẩm, sản phẩm chăm

sóc cá nhân, nhựa cellulose, dung môi cho thuốc nhuộm

Sản phẩm xây dựng (giấy dán tường, dây và vỏ bọc cách điện), các sản phẩm xe (ghế vinyl, ghế ngồi xe hơi), quần áo (giày dép, áo mưa), bao bì thực phẩm, các sản phẩm của trẻ

Trong quá trình sử dụng sản phẩm, các dẫn chất Phthalates sẽ tách ra, hòa vào không khí hay thức ăn đang đựng rồi theo đường tiêu hóa, "xâm nhập" cơ thể con người Tác hại mà Phthalates đem lại cho cơ thể chúng ta là xáo trộn nội tiết tố, khiến

bé gái bị nhiễm Phthalates dễ dậy thì trước tuổi Nghiên cứu của các nhà khoa học thuộc ĐH Rochester (Mỹ) cho thấy, Phthalates còn có tính kháng nội tiết tố sinh dục nam - androgen Khi tiếp xúc với Phthalates thường xuyên, nhiều bé trai sẽ có hành

vi ít nam tính hơn cùng sự xáo trộn hormone sinh dục nam trong cơ thể

Tháng 10/2012, Liên minh Châu Âu (EU) đã đưa ra một tối hậu thư cho Trung Quốc

và cảnh báo không nhập khẩu một số mặt hàng của nước này - trong đó có đồ chơi

trẻ em, do các sản phẩm này không đáp ứng được tiêu chuẩn an toàn Theo tiêu chuẩn của Liên minh Châu Âu, đồ chơi sẽ bị coi là không an toàn nếu Phthalates chiếm trên 0,1% trọng lượng sản phẩm

Cùng với đó, các chuyên gia khuyến cáo người sử dụng nên xem kỹ nhãn mác hàng hóa để tránh mua phải sản phẩm có chứa Phthalates Điểm lưu ý mà người tiêu dùng cần chú ý đó là tránh xa sản phẩm có chứa DBP (di-n-butyl phthalate) và DEP (diethyl phthalate) trong sản phẩm làm đẹp; DEHP (di-2-ethylhexyl phthalate) hay Bis (2-ethylhexyl) phthalate trong sản phẩm nhựa, dụng cụ y tế; BBP (benzyl butyl phthalate) trong sản phẩm tẩy rửa; DMP (dimethyl phthalate) trong thuốc bảo vệ thực vật

2.2 Sản xuất và tiêu thụ các hợp chất này trên thế giới

BPA là một trong những hóa chất công nghiệp được sản xuất nhiều nhất trên thế giới, với tổng sản lượng trên 3.7 triệu tấn/năm Trong đó khoảng 90 được sử dụng

để sản xuất nhựa epoxy và nhựa polycarbonate Nhựa epoxy được sản xuất trên quy

mô công nghiệp từ 1947 và ngay lập tức đã được dùng làm vật liệu tạo màng sơn bên cạnh ứng dụng quan trọng là keo dán kỹ thuật Nhựa epoxy có ưu thế quan trọng hàng đầu là khả năng bám dính rất cao, màng sơn có độ dai chắc, độ bóng cao, chịu

mài mòn, chịu dung môi, hóa chất tốt (Ngô Duy Cường, 2004) Nhựa polycarbonate

là chất dẻo cứng, không phân huỷ được sử dụng để tạo ra nhiều sản phẩm, như mắt kính, chai nước và thiết bị điện tử tiêu dùng Một số, nhưng không phải tất cả, chất trám răng có chứa BPA Ngoài ra, BPA là một thành phần của một số ứng dụng đặc biệt như chất làm chậm cháy, và nó còn là chất chống oxy hoá và chất ổn định trong sản xuất PVC và các chất dẻo khác

Các hoạt động công nghiệp (chủ yếu là các nhà máy hóa học) và các nhà máy xử lý nước thải là những nguồn phát thải chính của BPA vào trong nước mặt và trầm tích Nồng độ cao trong đất và nước ngầm được phát hiện đặc biệt đối với các cánh đồng

nông nghiệp được tưới bằng nước thải đã được xử lý và / hoặc được cải tạo với chất rắn sinh học hoặc gần bãi chôn lấp

Bisphenol A (2,2-bis [4-hydroxyphenyl] propan, BPA) được sử dụng trong các ngành công nghiệp nhựa như một monomer để sản xuất vật liệu polymer, chủ yếu nhựa epoxy và nhựa polycarbonate, và cũng được sử dụng như một nguyên liệu cho các sản phẩm khác chẳng hạn như chất chống cháy Nhu cầu toàn cầu của BPA vượt 6,5 triệu tấn vào năm 2012 và được dự đoán sẽ tăng trưởng với tốc độ hàng năm là 4,6% từ năm 2013 đến năm 2019 Các sản phẩm BPA đã thâm nhập vào cuộc sống hàng ngày của người dân bằng nhiều cách Ví dụ, nhựa epoxy được sử dụng như là chất hàn kín trong nha khoa cũng như lớp phủ bảo vệ bên trong cho hộp thực phẩm, chai loại nhất và ống dẫn nước, trong khi polycarbonate được sử dụng trong một loạt các sản phẩm thông dụng, bao gồm cả phương tiện truyền thông kỹ thuật số (ví dụ như đĩa CD, DVD), điện tử thiết bị, ô tô, và các thiết bị y tế Ngoài ra, trong các giấy nhiệt, BPA tự do hoặc không polymer được sử dụng, trong đó một bên có một lớp bột của một lớp phủ phản ứng nhiệt có chứa BPA (lên đến 2.3% tính theo trọng lượng), và giấy tái chế có thể xảy ra nhiễm BPA Do việc sử dụng và thải bỏ những sản phẩm thường xuyên và rộng rãi, BPA được thải vào môi trường, chủ yếu là thông qua quá trình sản xuất BPA, loại bỏ không triệt để trong quá trình xử lý nước thải, nước rỉ bãi rác, và nước lọc từ vật liệu BPA bỏ đi (ví dụ, thủy phân polycarbonate, tái chế giấy) Sản lượng thế giới của Bisphenol A là 1 triệu tấn vào những năm

1980 và hơn 2,2 triệu tấn trong năm 2009 Đây là một hóa chất sản xuất cao Năm

2003, tiêu thụ của Mỹ là 856.000 tấn, trong đó 72% dùng để sản xuất nhựa polycarbonate và 21% đi vào nhựa epoxy Ở Mỹ, ít hơn 5% BPA sản xuất được sử dụng trong các ứng dụng tiếp xúc thực phẩm, nhưng vẫn còn trong ngành công nghiệp thực phẩm đóng hộp và các ứng dụng in như biên lai bán hàng Theo Báo cáo khoa học được công bố vào năm 2016, ít nhất 3,6 triệu tấn (8 tỷ pound) BPA

được các nhà sản xuất sử dụng hàng năm Tuy nhiên, ước tính rằng sản lượng hàng năm trên toàn cầu của BPA là 6,8 triệu tấn

Sản lượng Phthalate hàng năm trên toàn thế giới lên tới hơn 4 triệu tấn, trong đó sản

lượng khoảng 1 triệu tấn ở Châu Âu (Peijnenburg và Struijs, 2006)

Năm 1975, việc sản xuất phthalates thế giới tăng 1.8 triệu tấn, năm 1990 lên 4 triệu

tấn (Heise S và N Litz, 2004) và vào năm 2000 tiếp tục tăng trưởng ở mức khoảng 7 triệu tấn (Fernández MA et al, 2011) Năm 2006, sự sụt giảm trong sản xuất toàn cầu

xuống 4.3 triệu tấn (Peijenburg và Struis, 2006), sự giảm sút như vậy là liên quan đến các đánh giá độc tính của Phthalate và bị bắt buộc dán nhãn cảnh báo và hạn chế

sử dụng, cũng như lệnh cấm đã được đối với một số hợp chất nhất định như DEHP

Nhưng vào năm 2008, sản xuất toàn cầu lại tăng lên 5.2 triệu tấn (Cơ quan Môi

trường Liên bang Đức, 2011) Hình 1.5 biểu thị mức độ sản xuất Phthalate theo thời

gian từ năm 1975 đến năm 2008

Hình 2 3 Biến đổi sản lượng sản xuất Phthalate trên toàn cầu theo thời gian

Tại châu Âu, năm 1998 lượng tiêu thụ DEHP là 47% tổng số các hợp chất ở châu

Âu, năm 2008 tỷ lệ này đã giảm xuống còn 23% Hiện nay, DEHP đã được thay thế bằng DiDP và DiNP; và trong năm 2008 lượng tiêu thụ ở châu Âu của DiDP là 38%, của DiNP là 23%, cao hơn so với lượng tiêu thụ trước kia là 17% vào năm 1998

Tuy nhiên, DEHP luôn là phần lớn hợp chất lên đến 50% tổng sản lượng thế giới

(Cơ quan Môi trường Liên bang Đức, 2011) DnBP và DiBP giảm một nửa từ 6%

xuống còn 3% và tỷ lệ BBP tăng từ 3% xuống còn 1% Mỹ phẩm chứa DiBP và DnBP không thể bán trên thị trường ở châu Âu kể từ khi các chất này đã được phân loại là độc hại

2.3 Quá trình phân tán các hợp chất này vào môi trường

BPA và Phthalate giải phóng và có mặt trong nhiều loại nguồn thải bao gồm hoạt động công nghiệp, bãi chôn lấp của các sản phẩm và chất thải công nghiệp, bãi chôn lấp chất thải đô thị, quá trình sử dụng bùn lắng từ trạm xử lý nước thải làm phân bón và các sản phẩm có chứa BPA và Phthalate Hiện nay, trong danh sách

“Thống kê phát thải” của Cục Bảo vệ môi trường Mỹ (EPA’s Toxics Release Inventory (TRI.list)) mới chỉ có các dữ liệu của 2 Phthalate là DBP và DEHP Các

dữ liệu liên quan cho thấy hai Phthalate này có khả năng hiện diện trong tất cả các hợp phần môi trường Dữ liệu năm 2007 đã cho thấy tải lượng phát thải của DBP và DEHP là 152 tấn từ 134 nguồn phát thải trực tiếp và 557 tấn từ 251 nguồn thải gián tiếp Các số liệu này cũng chỉ ra rằng tải lượng phát thải của Phthalate đối với các hợp phần môi trường có thể được sắp xếp theo thứ tự giảm dần như sau: đất, không khí và nước mặt Các Phthalate sau khi được giải phóng có thể bị hấp thu bởi các vật thể rắn và di chuyển một khoảng cách khá xa trong khí quyển Trong môi trường đất

và môi trường trầm tích, Phthalate là những chất ô nhiễm bền nên khả năng tích lũy sinh học cao

Kết quả nghiên cứu đã công bố cho thấy Phthalate đã được phát hiện trong nhiều hợp phần môi trường khác nhau như không khí (Teil & ctv., 2006; Xie & ctv., 2007), đất (Xu & ctv., 2008), nước và trầm tích sông (Fromme & ctv., 2002; Peijnenburg

& Struijs, 2006), và sinh vật (Mackintosh & ctv., 2004; Huang & ctv., 2008) do kết quả của việc sản xuất, sử dụng và chôn lấp các chất dẻo Phthalate cũng thường hiện diện trong nước rỉ rác (Schwarzbauer & ctv., 2002; Zheng & ctv., 2007), nước thải

trước và sau xử lý của các trạm xử lý nước thải, bùn thải (Marttinen & ctv., 2003; Roslev & ctv., 2007; Beauchesne & ctv., 2008)

Sự hiện diện của Phthalate tại các thủy vực trên thế giới cũng đã được đề cập đến trong khá nhiều nghiên cứu Dư lượng Phthalate trong nước mặt khá thấp, thay đổi

từ n đến nx10 μg/l Một vài vị trí đặc biệt đã được ghi nhận như tại Vương quốc Anh các nồng độ bất thường đã vượt quá 15 μg/l (tức là 12 lần giá trị trung bình) (Long

& ctv., 1998) Ngoài ra, trong một số khu vực ở Trung Quốc (Sha & ctv., 2007), Phthalate đã trên 28 μg/l (nghĩa là 20 lần mức trung bình) Xét về diễn biến theo thời gian cho thấy sự hiện diện của Phthalate trong nước mặt ở Trung Quốc và các nước đang phát triển khác được phát hiện vào thập niên trước và đang có xu thế tăng dần,

do hệ quả của sự phát triển công nghiệp và chưa có các văn bản pháp lý liên quan đến Phthalate (Bergé & ctv., 2013)

Cả BPA và Phthalate đều tồn tại trong môi trường và có thể tích tụ sinh học Chúng được thải thông qua các nguồn thải đã/ chưa xử lý, nguồn điểm, nước mưa và sol khí Một số có trong sản phẩm chăm sóc con người (personal carre products) phân hủy nhanh chóng nhưng vẫn hiện diện trong môi trường do việc sử dụng rộng rãi và liên tục của chúng Các quá trình trình vận chuyển, biến đổi (vật lý, hóa học, sinh học) hoặc tích tụ trong một hoặc nhiều môi trường của các chất này được kiểm soát bởi các tính chất vật lý, hóa học và bản chất của môi trường mà các hợp chất đi qua (Singhal et.al,2009) Quá trình phân bố BPA và Phthalate trong môi trường được minh họa trong hình 6

Hình 2 4 Quá trình phân bố BPA và Phthalate trong môi trường

2.4 Các nguồn gây ô nhiễm chính (nguồn điểm và nguồn không điểm)

Từ 1930 đến nay các nhà khoa học đã xác định được lượng tồn dư các hợp chất này trong môi trường đất nước, không khí,… và trong cả cơ thể người (Lasson et al., 1999) Bảng sau trình bày phát thải của BPA và Phthalate

Bảng 2 3 Nồng độ của BPA trong các môi trường khác nhau

Nước mặt (ng/L)

Nước ngầm nhiễm bẩn

(ng/L)

Nước cấp (ng/L)

Nước thải (ng/L)

(Singhal el al.,2009) Bảng 2 4 Dự báo phát thải của một số Phthalate theo vòng đời sản phẩm ở châu Âu

Phthalate/Vòng đời

sản phẩm

Tỷ lệ phát thải vào các hợp phần môi trường

(%) Nước

− Nguồn không điểm gồm các nguồn di động do quá trình bay hơi hay phát thải vào môi trường của BPA và Phthalate trong quá trình sản xuất, vận chuyển, tiêu thụ Ngoài ra, theo Kolodziej và cộng sự (2004) các hoạt động nông nghiệp cũng được xác định là nguồn không điểm, chẳng hạn như nước thải ngành nuôi trông thủy sản…

2.5 Độc tính của Bisphenol A và Phthalates

Bisphenol A

Bisphenol A là một trong nhóm những chất có khả năng gây rối loạn nội tiết, là những chất

có khả năng làm giả và ngăn chặn hoạt động của những hormone trong cơ thể người, đặc biệt là estrogen Hợp chất này có thể gây ảnh hưởng lên estrogen ngay ở những nồng độ rất nhỏ 1 ng/L Ngoài ra, nó còn gây ra sự gia tăng bất thường của những tế bào ung thư

vú Sự phơi nhiễm với BPA của động vật sơ sinh dẫn đến trưởng thành sớm, làm biến đổi

sự phát triển và tổ chức mô của tuyến vú, là tiền đề dẫn đến sự hình thành và phát triển của những khối u ở tuyến vú, làm tổn thương đến cơ quan sinh sản, gia tăng kích thước tuyến tiền liệt và làm giảm chất lượng tinh trùng của thế hệ con Những nghiên cứu gần đây chỉ

ra rằng, tiếp xúc nhiều với BPA gây ra nhiều bệnh mãn tính ở người gồm các bệnh về tim mạch, đái tháo đường…

Giới hạn cho phép của BPA trong các sản phẩm bao bì thực phẩm:

- Giới hạn thôi nhiễm đặc trưng (Specific Migration Limit - SML): 0.6 mg/kg

- Lượng hấp thu cho phép hằng ngày (Tolerable Daily Intake - TDI): 0.01 mg/kg thể trọng

Độc cấp tính:

Trong một nghiên cứu trong 14 ngày của BPA ở cá ngựa vằn (Danio rerio), các điều kiện theo hướng dẫn của OECD 204 các động vật đã bị phơi nhiễm với BPA Nồng độ từ 0,1 đến 10 mg/L Các điểm cuối được đánh giá là tử vong và những ảnh hưởng rõ ràng khác đối với hành vi và sự xuất hiện Một LOEC 14 ngày là 10,15 mg/L và NOEC 14 ngày là 3,2 mg/L (ECHA, 2012)