Đánh giá rủi ro sức khỏe do phơi nhiễm polycyclic aromatic hydrocarbons (pahs) trong không khí giao thông trên địa bàn thành phố hồ chí minh

LỜI CẢM ƠN Luận văn thạc sĩ kỹ thuật môi trường với đề tài “Đánh giá rủi ro về sức khỏe do phơi nhiễm PAHs trong không khí giao thông trên địa bàn Thành phố HCM” là kết quả của quá trìn

-

QUÁCH THỊ THANH MAI

ĐÁNH GIÁ RỦI RO SỨC KHỎE DO PHƠI

NHIỄM POLYCYCLIC AROMATIC

HYDROCARBONS (PAHs) TRONG KHÔNG

KHÍ GIAO THÔNG TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH

-

QUÁCH THỊ THANH MAI

ĐÁNH GIÁ RỦI RO SỨC KHỎE DO PHƠI NHIỄM POLYCYCLIC AROMATIC

HYDROCARBONS (PAHs) TRONG KHÔNG KHÍ GIAO THÔNG TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HCM

Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS TS THÁI VĂN NAM

Luận văn Thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Công nghệ TP HCM

ngày 21 tháng 04 năm 2017

Thành phần Hội đồng đánh giá Luận văn Thạc sĩ gồm:

5 TS Nguyễn Thị Phương Ủy viên, Thư ký

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá Luận sau Xác nhận của Chủ tịch Hội

đồng đánh giá Luận sau khi Luận văn đã được sửa chữa (nếu có)

Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV

Luận văn Hutech

TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ TP HCM

VIỆN ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

TP HCM, ngày …… tháng …… năm 2017

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ tên học viên : QUÁCH THỊ THANH MAI Giới tính : Nữ

Ngày, tháng, năm sinh : 04 – 11 –1984 Nơi sinh : Lâm Đồng

Chuyên ngành : Kỹ Thuật Môi Trường MSHV : 1541810012

I- Tên đề tài:

Đánh giá rủi ro sức khỏe do phơi nhiễm polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) trong không khí giao thông trên địa bàn Thành phố Hồ Chí Minh

II- Nhiệm vụ và nội dung:

Xác định nồng độ PAHs tại sáu cửa ngõ của Thành phố Hồ Chí Minh, đánh giá mức độ ô nhiễm nồng độ PAHs có trong không khí giao thông Qua đó đánh giá rủi

ro về sức khỏe của con người do việc phơi nhiễm PAHs khi tham gia giao thông

III- Ngày giao nhiệm vụ: 30/8/2016

IV- Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 15/3/2017

V- Cán bộ hướng dẫn: PGS TS THÁI VĂN NAM

Luận văn Hutech

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kết quả nêu trong Luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện Luận văn này

đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong Luận văn đã được chỉ rõ nguồn gốc

Học viên thực hiện Luận văn

(Ký và ghi rõ họ tên)

Luận văn Hutech

LỜI CẢM ƠN

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật môi trường với đề tài “Đánh giá rủi ro về sức khỏe

do phơi nhiễm PAHs trong không khí giao thông trên địa bàn Thành phố HCM” là kết quả của quá trình cố gắng không ngừng của bản thân và được sự giúp

đỡ, động viên khích lệ của các thầy, bạn bè đồng nghiệp và người thân Qua trang viết này tôi xin gửi lời cảm ơn tới những người đã giúp đỡ tôi trong thời gian học tập - nghiên cứu khoa học vừa qua

Tôi xin tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc đối với thầy giáo PGS.TS Thái Văn Nam đã trực tiếp tận tình hướng dẫn cũng như cung cấp tài liệu thông tin khoa học cần thiết cho luận văn này

Xin chân thành cảm ơn Lãnh đạo trường Đại học Công nghệ Thành phố HCM, khoa Công nghệ sinh học – Thực phẩm – Môi trường đã tạo điều kiện cho tôi hoàn thành tốt công việc nghiên cứu khoa học của mình

Cuối cùng tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám Đốc Trung tâm Dịch vụ Phân tích Thí nghiệm Thành phố HCM, phòng Phân tích môi trường cùng các đồng nghiệp ở labo quan trắc và labo khí đã giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và thực hiện Luận văn

Sinh viên

Quách Thị Thanh Mai

Luận văn Hutech

TÓM TẮT

Trong môi trường không khí phân làm hai pha: pha hạt và pha bụi PAHs tồn

tại trong không khí cả hai pha Trong nghiên cứu này tiến hành xác định nồng độ PAHs

trong không khí giao thông ở Thành phố HCM ở 6 cửa ngõ ra vào Phương pháp phân tích

để xác định nồng độ PAHs là sắc kí khí đầu dò MS (mass spectrometry) kết hợp với kỹ

thuật lấy mẫu và chiết mẫu để phân tích PAHs là NIOSH 5515

Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng nồng độ PAHs ở dạng bụi lấy bằng bơm cá nhân

2lít/phút là không phát hiện thấy, còn PAHs dạng khí thì có hàm lượng rất cao từ 1997 –

hàm lượng PAHs trong không khí là rất cao so với các nghiên cứu trước Trong đó sự có

mặt của Naphthalene là chiếm tỷ lệ nhiều nhất 56,6 – 67,0 % làm ô nhiễm không khí

PAHs được biết đến là hợp chất gây ung thư và đột biến gen cao ở người Hàm lượng

PAHs được nghiên cứu thấy vào mùa mưa cao hơn so với mùa khô Xe máy và xe ô tô

chạy bằng xăng được xem là nguồn gốc gây ô nhiễm không khí trong giao thông trên địa

bàn Thành phố HCM

PAHs trong không khí giao thông trên địa bàn Thành phố HCM có rủi ro trung bình

cho những người tham gia giao thông nếu tính rủi ro dựa vào mức rủi ro cho phép của

tần suất tiếp xúc và thời gian tiếp xúc, nếu dừng ở đèn đỏ 30s thì có mức rủi ro thấp, nếu

dừng ở đèn đỏ 30 phút hoặc 1 tiếng có mức rủi ro trung bình Đây là một lời cảnh báo cho

vấn đề bảo vệ sức khỏe cho con người khi tham gia giao thông Đặc biệt cần có những

nghiên cứu sâu rộng hơn để các nhà quản lí kiểm soát và bảo vệ chất lượng môi trường

không khí trên địa bàn Thành phố Hồ Chí Minh

Từ khóa: PAHs; Khí thải xe cộ; Pha khí; Pha hạt; Rủi ro về sức khỏe; Chỉ số độc TEF

Luận văn Hutech

ABSTRACT

In the atmosphere, the air is split into two phases: particle phase and dust phase PAHs are present in the air in both phases In this study, the topic has determined the concentration of PAHs in air traffic in HCMC at the 6 gateways Analytical methods to determine PAH concentrations are gas chromatography mass spectrometry combined with sampling and sampling techniques for PAHs analysis, NIOSH 5515

Research results indicate that concentrations of PAHs in the form of dust collected by individual pumps of 2 liters per minute aren’t detected, whereas PAHs form gases are very high from 1997 to 6769 ng/m3 in rainy season and from 1693 -

6266 ng/m3 in the dry season This indicates that the PAHs content in the air is very high compared to previous studies In which the presence of naphthalene is the highest rate of 56.6 - 67.0% polluting the air PAHs are known to be highly carcinogenic and mutated in humans The PAHs content was studied in the rainy season higher than the dry season Motorbikes and gasoline automobiles are suggested as the main emission sources of PAHs in Ho Chi Minh City

PAHs in traffic air in HCMC have medium risk for road users if the risk is based on the risk tolerance of PAHs at BaPeq 1 ng/m3 and exposure for 70 years In case of risk taking into account the contact frequency and contact time, if stopping

at the red light 30s, the risk level is low If stopping at the red light for 30 minutes

or 1 hour, the risk is moderate This is a warning to the issue of protecting people's health from traffic Particularly, there is a need for more extensive research for managers to monitor and protect the quality of the air environment in Ho Chi Minh City

Keywords: PAHs; Vehicle emissions; Gas phase; Particulate matter; Health risk

assessment; TEF toxic equivalency factor

Luận văn Hutech

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

TÓM TẮT iii

ABSTRACT iv

MỤC LỤC v

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ix

DANH MỤC CÁC BẢNG x

DANH MỤC CÁC HÌNH xii

MỞ ĐẦU 1

1 TÍNH CẤP THIẾT ĐỀ TÀI 1

2 TÍNH MỚI ĐỀ TÀI 5

3 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI 5

4 NỘI DUNG ĐỀ TÀI 6

5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 6

6 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 10

7 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ Ý NGHĨA THỰC TIỄN 11

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN 12

1.1 GIỚI THIỆU CƠ BẢN VỀ PAHs 12

1.1.1 Khái niệm về hợp chất PAHs 12

1.1.2 Các nguồn phát sinh PAHs 15

1.1.2.1 PAHs từ nguồn phát thải công nghiệp 15

1.1.2.2 PAHs từ nguồn nông nghiệp 15

1.1.2.3 PAHs trong nước 15

Luận văn Hutech

1.1.2.4 PAHs trong đất 16

1.1.2.5 PAHs trong thức ăn 16

1.1.2.6 PAHs trong không khí 16

1.1.2.7 Các nguồn khác 17

1.1.3 Sự phát thải PAHs trên toàn thế giới 18

1.1.4 Các ảnh hưởng của PAHs 19

1.1.4.1 Ảnh hưởng cấp tính 19

1.1.4.2 Ảnh hưởng đến sức khỏe mãn tính 19

1.1.4.3 PAHs gây ra quái thai 19

1.1.4.4 Tính gây ung thư của PAHs 20

1.2 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM 21

1.2.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới 21

1.2.1.1 Phương pháp nghiên cứu PAHs 21

1.2.1.2 Phương pháp đánh giá rủi ro 26

1.2.2 Tình hình nghiên cứu trong nước 27

1.2.2.1 Nghiên cứu PAHs ở các lề đường ở Hà Nội, Việt Nam 27

1.2.2.2 Nghiên cứu PAHs ở các lề đường ở TP Hồ Chí Minh, Việt Nam 30 CHƯƠNG 2: NỘI DUNG, VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 35

2.1 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 35

2.1.1 Nội dung 1: Xác định hàm lượng PAHs có trong không khí trên địa bàn Thành phố Hồ Chí Minh 35

2.1.2 Nội dung 2: Đánh giá nồng độ PAHs có trong giao thông ở các cửa ngõ tại Thành phố Hồ Chí Minh 35

2.1.4 Nội dung 3: Đánh giá rủi ro về sức khỏe do phơi nhiễm không khí giao thông với nồng độ PAHs 36

Luận văn Hutech

2.1.6 Nội dung 4: Đề xuất một số biện pháp nhằm làm giảm ô nhiễm PAHs,

kiểm soát PAHs trong không khí bởi PAHs 37

2.2 VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU 37

2.2.1 Vật liệu để bắt PAHs trong không khí 37

2.2.2 Dụng cụ lấy mẫu, đo đạc và bảo quản mẫu 39

2.2.3 Thiết bị phân tích mẫu GCMS TSQ 8000 40

2.2.4 Chất chuẩn và hóa chất 43

2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 43

2.3.1 Phương pháp lấy mẫu không khí 43

2.3.1.1 Khu vực lấy mẫu 43

2.3.1.2 Thời gian lấy mẫu 45

2.3.1.3 Phương pháp lấy mẫu 45

2.3.2 Phương pháp bảo quản mẫu 47

2.3.3 Phương pháp chiết mẫu 48

2.3.4 Phương pháp phân tích trên máy GCMS 49

2.3.4.1 Thiết bị phân tích 49

2.3.4.2 Xác nhận giá trị sử dụng của phương pháp phân tích 51

2.3.5 Tính toán kết quả PAHs của các mẫu không khí 57

2.3.6 Đánh giá rủi ro sức khỏe của PAHs đối với người dân 57

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 58

3.1 ĐẶC ĐIỂM TẠI CÁC VỊ TRÍ LẤY MẪU 58

3.1.1 Sơ đồ vị trí các điểm lấy mẫu 58

3.2 KẾT QUẢ NỒNG ĐỘ PAHs Ở CÁC VỊ TRÍ LẤY MẪU 60

3.2.1 Kết quả nồng độ PAHs ở các vị trí lấy mẫu 60

Luận văn Hutech

3.2.2 Đồ thị biễu diễn hàm lượng PAHs tại các vị trí lấy mẫu 64

3.3 ĐÁNH GIÁ HÀM LƯỢNG PAHs TRONG KHÔNG KHÍ GIAO THÔNG Ở THÀNH PHỐ HCM 68

3.4 ĐÁNH GIÁ RỦI RO PAHs 71

3.4.1 Đánh giá rủi ro dựa trên hệ số tiềm năng ung thư TEF 71

3.4.2 Đánh giá rủi ro theo chiều hấp thụ 75

3.5 PHÂN TÍCH NGUYÊN NHÂN VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP 78

3.5.1 Nguồn gốc ô nhiễm PAHs trong không khí giao thông 78

3.5.2 Đề xuất giải pháp giảm thiểu rủi ro đến sức khỏe do PAHs 80

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 82

1 KẾT LUẬN 82

2 KIẾN NGHỊ 83

TÀI LIỆU THAM KHẢO 84 PHỤ LỤC

Luận văn Hutech

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

AQI : Air quality index (Chỉ số chất lượng không khí)

BaP : Benzo (a) pyrene

BaPeq : Nồng độ của BaP tương đương

GC-MS/MS : Gas chromatography mass spectrometry (Sắc ký khí ghép

khối phổ hai lần liên tiếp) GC-ECD : Sắc ký khí đầu dò bắt điện tử

GC-FID : Sắc ký khí đầu dò ion hóa ngọn lửa

GFF : Giấy lọc sợi thủy tinh

IS : Internal standard (nội chuẩn)

EFs : Emission factors (Tổng hệ số phát thải)

EPA : Environmental Protection Agency (Cơ quan bảo vệ môi

trường Hoa Kỳ)

HPLC : Sắc ký lỏng hiệu nâng cao

OEHHA : The Office of Environmental Health Hazard

Assessment (Văn phòng đánh giá rủi ro về sức khỏe môi trường)

PAHs : Polycyclic Aromatic Hydrocarbons

QFF : Giấy lọc sợi thạch anh

TEF : The toxicity equivalency factor (Hệ số tiềm năng gây ung

thư) WHO : World Health Organization (Tổ chức y tế thế giới)

Luận văn Hutech

DANH MỤC CÁC BẢNGs

Bảng 1: Kết quả nồng độ PAHs ở một số nơi trên thế giới 2

Bảng 2: Tiêu chuẩn nồng độ PAHs ở một số quốc gia trên thế giới 8

Bảng 1.1: Tính chất vật lý và hóa học của một số chất trong họ PAHs (US EPA 1995; ATSDR 1995) 13

Bảng 1.2: Phương pháp thông dụng để phân tích PAHs trong không khí ở dạng hạt 22

Bảng 1.3: Phương pháp thông dụng để phân tích PAHs trong không khí ở dạng khí 23

Bảng 1.4: Một vài nghiên cứu về PAHs trên thế giới 24

Bảng 1.5: Nồng độ trung bình, min-max của TSP và hạt PAHs trong không khí tại Thành phố HCM và Osaka, trong năm 2005-2006 31

Bảng 1.6: Bảng giá trị BaPeq ở Việt Nam và Nhật Bản 33

Bảng 2.1: Phân loại mức độ rủi ro (Nguồn: Kofi Asante-Duah, USA, 1997) 36

Bảng 2.2: Danh mục các dụng cụ và thiết bị dùng trong nghiên cứu 39

Bảng 2.3: Các vị trí quan trắc không khí trên địa bàn Thành phố Hồ Chí Minh mùa mưa 44

Bảng 2.4: Các vị trí quan trắc không khí trên địa bàn Thành phố Hồ Chí Minh mùa khô 45

Bảng 2.5: Thông số làm việc của máy GC-MS/MS 49

Bảng 2.6: Mass và Thời gian lưu của các hợp chất PAHs 50

Bảng 2.7: Nồng độ dãy chuẩn PAHs 51

Bảng 2.8: Độ tuyến tính của các hợp chất PAHs 52

Bảng 2.9: Hiệu suất thu hồi của PAHs từ ống hấp thu và giấy lọc ở 40ppb 53

Luận văn Hutech

Bảng 2.10: Hiệu suất thu hồi của PAHs từ ống hấp thu và giấy lọc ở nồng độ 80ppb

55

Bảng 2.11: Giới hạn đo của PAHs 56

Bảng 3.1: Kết quả PAHs ở dạng khí tại các vị trí ở Thành phố Hồ Chí Minh 61

Bảng 3.2: Nồng độ PAHs trung bình ở Thành phố Hồ Chí Minh 63

Bảng 3.3: Nồng độ PAHs một số nước trên thế giới 70

Bảng 3.4: Hệ số tiềm năng tương đương (TEF) cho PAHs thông qua B[a]P (Nisbet và Lagoy 1992)[65] 73

Bảng 3.5: Kết quả LCR đánh giá rủi ro PAHs 74

Bảng 3.6: Mức độ rủi ro PAHs ở các cữa ngõ giao thông chính TP HCM theo phương pháp 2 77

Bảng 3.7: Mối liên quan giữa tỷ lệ của một số PAHs (Nguồn Ravindra và các cộng sự 2008) 79

Bảng 3.8: Kết quả tỷ lệ của một số PAHs ở các cữa ngõ giao thông chính TP.HCM 79

Luận văn Hutech

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1: Các nguồn phát sinh PAHs 17

Hình 1.2: Phát thải PAHs trên toàn thế giới 19

Hình 1.3: Các con đường đi của PAH vào cơ thể người 21

Hình 2.1: Ống hấp thu Orbo 43, Supleco 38

Hình 2.2: Giấy lọc GFF (Advantec, Ø 47mm, Nhật Bản) 38

Hình 2.3: Máy GCMS TSQ 8000 40

Hình 2.4: Hệ thống máy GCMS TSQ 8000 41

Hình 2.5: Các địa điểm lấy mẫu nghiên cứu 47

Hình 2.6: Hình ảnh mẫu sau khi quan trắc về phòng thí nghiệm 47

Hình 2.7: Sơ đồ qui trình phân tích mẫu 48

Hình 3.1: Vị trí các điểm lấy mẫu trên địa bàn Thành phố Hồ Chí Minh 58

Hình 3.2: Biểu đồ nồng độ PAHs theo hai mùa ở Vòng Xoay Hàng Xanh 64

Hình 3.3: Biểu đồ nồng độ PAHs theo hai mùa ở Vòng Xoay Phú Lâm 64

Hình 3.4: Biểu đồ nồng độ PAHs theo hai mùa ở Trạm 2 Xa Lộ Hà Nội – Thủ Đức 65

Hình 3.5: Biểu đồ nồng độ PAHs theo hai mùa ở Ngã 6 Gò Vấp 65

Hình 3.6: Biểu đồ nồng độ PAHs theo hai mùa ở Vòng xoay An Xương 66

Hình 3.7: Biểu đồ nồng độ PAHs theo hai mùa ở Ngã Tư Huỳnh Tấn Phát và Nguyễn Văn Linh 66

Hình 3.8: Biểu đồ nồng độ PAHs theo hai mùa tại 06 vị trí lấy mẫu ở TP HCM 67

Hình 3.9: Hàm lượng % các hợp chất PAHs trong không khí giao thông ở TP HCM 71

Hình 3.10: Biểu đồ thể hiện mức độ rủi ro PAHs ở các cữa ngõ giao thông chính TP HCM theo phương pháp 1 75

Hình 3.11: Biểu đồ thể hiện mức độ rủi ro PAHs ở các cữa ngõ giao thông chính TP HCM theo phương pháp 2 78

Luận văn Hutech

MỞ ĐẦU

1 TÍNH CẤP THIẾT ĐỀ TÀI

Theo EPA (EPA-540/1-86-013) thì hydrocacbon thơm đa vòng (Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, PAHs) được biết đến là một họ hợp chất có ảnh hưởng đến sức khỏe của con người khi tiếp xúc hoặc ăn vào đặc biệt các chất có từ 4 đến 5 vòng benzene trở lên thì có khả năng gây ung thư và đột biến gen tương đối mạnh

Do đó, PAHs đã và đang là mối quan tâm của rất nhiều nhà nghiên cứu trên thế giới Trong quản lí về chất lượng thực phẩm, đất, bùn, thực phẩm thì PAHs đã được đưa vào rất nhiều nước trên thế giới, tuy nhiên đối với PAHs trong không khí đang còn bỏ ngỏ ở nhiều nước và chưa thực sự là mối quan tâm của các nhà quản lí môi trường

PAHs đã được quan trắc tại nhiều thành phố lớn và các khu vực trên thế giới Ô nhiễm PAHs trong không khí đã nhận được sự quan tâm từ nhiều quốc gia và các nhà khoa học (Bảng 1) Hầu như tất cả các nghiên cứu đều đưa ra các cảnh báo về nồng độ của PAHs có trong không khí ở các đô thị trên thế giới có thể ảnh hưởng đến sức khỏe của con người khi tiếp xúc

Tp HCM là một trong các thành phố lớn nhất Việt Nam, là một trung tâm văn hóa, khoa học, kinh tế, thương mại và giao lưu quốc tế quan trọng của cả nước Trong những năm qua, được sự quan tâm của Đảng và Nhà nước, thành phố đã phát triển mạnh mẽ để trở thành một thành phố công nghiệp lớn nhất phía nam Quá trình công nghiệp hóa và đô thị hóa đã mang lại những thay đổi tích cực, nhưng mặt khác nó cũng đặt thành phố đứng trước hàng loạt vấn đề, trong đó đáng quan tâm nhất là vấn đề ô nhiễm môi trường đặc biệt là về không khí Việc phát triển ngày càng nhiều các khu công nghiệp, khu chế xuất và các nhà máy mới tập trung làm cho mật độ dân số gia tăng mạnh mẽ Hiện nay, Tp.HCM đã trở thành một thành phố có mật độ dân cư đứng hàng thứ 7 trên thế giới

Luận văn Hutech

Do vậy, mối quan tâm về sức khỏe và quản lý về ô nhiễm không khí rất cần thiết cho các cấp chính quyền Từ nhiều năm nay, Tp HCM đã triển khai chương trình giám sát ô nhiễm không khí do các hoạt động giao thông vận tải Tuy nhiên, vì

lý do kinh phí chương trình này mới chỉ tập trung vào một số chỉ tiêu ô nhiễm chính như CO, NOx, bụi, tiếng ồn, chì Hiện tại có rất ít các nghiên cứu về các hợp chất của PAHs trong không khí ở Thành phố Hồ Chí Minh

Bảng 1: Kết quả nồng độ PAHs ở một số nơi trên thế giới

Luận văn Hutech

Serbia 201 – 224 (khí) Zivkovic (2015)

Luận văn Hutech

Theo nghiên cứu về PAHs dạng hạt bụi ở Thành phố Hồ Chí Minh Việt Nam của tác giả Masao Kishida cùng các đồng sự nghiên cứu về nồng độ PAHs vào mùa khô và mùa mưa năm 2003-2004 [1] Tổng nồng độ của PAHs ở dạng hạt bụi vào mùa khô 4,28 ng/m3 và mùa mưa 15,71 ng/m3 Điều này cũng cho thấy nồng độ PAHs trong nghiên cứu này rất đáng quan tâm khi so với nồng độ PAHs trong các nước khác trên thế giới

Theo như nghiên cứu của Tiến sĩ Tô Thị Hiền [2] khi khảo sát nồng độ PAHs trong không khí thì nồng độ của PAHs ở Thành phố Hồ Chí Minh năm 2005:

 Tại Trường đại học khoa học tự nhiên: từ 2,6 đến 13 ng/m3

, trung bình

là 7,6 ng/m3

 Tại Viện kỹ thuật nhiệt đới và bảo vệ môi trường từ 2,8 đến 21 ng/m3

, trung bình là 8,7 ng/m3

 Trong nghiên cứu này, cũng đưa ra kết quả nồng độ PAHs so sánh với nồng độ ở Thành phố Osaka, Nhật Bản từ 1,1 đến 9,8 ng/m3

, trung bình là 4,0 ng/m3

Từ đó cũng đưa ra kết luận rằng nồng độ PAHs trong không khí ở Thành phố

Hồ Chí Minh, Việt Nam cao hơn gấp hai lần so với ở Nhật Bản Tuy nhiên, nghiên cứu này cũng chỉ phân tích PAHs ở dạng hạt bụi chưa quan tâm tới dạng pha khí của PAHs

Cùng với sự phát triển của xã hội, giao thông ngày càng gia tăng nên vấn đề kiểm soát ô nhiễm ngày càng quan tâm hơn nữa trong vấn đề quản lý Các nghiên cứu này cũng nói lên được cái mối nguy hại của PAHs có trong không khí ngày càng gia tăng và làm ảnh hưởng đến sức khỏe của những người phải thường xuyên tiếp xúc như những người tham gia giao thông và đặc biệt hơn nữa là đối với người cảnh sát giao thông hay những người chạy xe ôm hay người bán rong dọc đường

Do họ là người phải tiếp xúc với thời gian lâu mà không có đồ bảo hộ lao động nên rủi ro về sức khoẻ là lớn nhất Bên cạnh đó, các hợp chất hydrocarbon thơm đa vòng (Polycyclic Aromatic hydrocarbons – PAHs) và các dẫn xuất của chúng trong

Luận văn Hutech

không khí chưa được quan tâm mặc dù chúng là nhóm những chất ô nhiễm môi

trường quan trọng Ngoài ra, ở Việt Nam còn rất ít các nghiên cứu về PAHs trong

không khí

Do vậy việc thực hiện đề tài “Đánh giá rủi ro sức khỏe do phơi nhiễm PAHs

trong không khí giao thông trên địa bàn Thành phố HCM” là rất cần thiết nhằm

đánh giá rủi ro về sức khỏe với việc phơi nhiễm PAHs trong không khí giao thông

trên địa bàn Thành phố Hồ Chí Minh

2 TÍNH MỚI ĐỀ TÀI

Đây là nghiên cứu mới về đánh giá rủi ro về sức khỏe do phơi nhiễm PAHs

trong không khí giao thông

Nghiên cứu này góp phần vào việc xây dựng bản đồ rủi ro do ô nhiễm không

khí giao thông ở Thành phố Hồ Chí Minh Đây là cơ sở để phát triển thêm các

thông số trong xây dựng chỉ số AQI để cảnh báo về chất lượng không khí

3 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI

- Mục tiêu tổng quát:

Nghiên cứu đánh giá rủi ro về sức khỏe với việc phơi nhiễm PAHs trong không

khí giao thông trên địa bàn Thành phố Hồ Chí Minh

- Mục tiêu cụ thể:

 Đánh giá được mức độ ô nhiễm của PAHs trong không khí tại một số

cửa ngõ của Thành phố Hồ Chí Minh

 Đánh giá được rủi ro về sức khỏe đối với những người tiếp xúc do

phơi nhiễm PAHs từ hoạt động giao thông

 Đề xuất các giải pháp giảm thiểu ô nhiễm PAHs, hạn chế ảnh hưởng

của PAHs trong không khí giao thông lên con người

Luận văn Hutech

4 NỘI DUNG ĐỀ TÀI

Đề tài tập trung vào việc phân tích hàm lượng PAHs có trong không khí trên địa bàn Thành phố Hồ Chí Minh, từ đó đánh giá rủi ro về sức khỏe đối với con người khi tiếp xúc qua đường hô hấp Để thực hiện được vậy thì nghiên cứu gồm các nội dung sau:

 Nội dung 1: Xác định hàm lượng PAHs có trong không khí trên địa

5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

5.1 Nội dung 1: Xác định hàm lượng PAHs có trong không khí trên địa bàn Thành phố Hồ Chí Minh

5.1.1 Phương pháp điều tra thực địa

Trong nghiên cứu này lựa chọn các nơi tập trung giao thông đông đúc trên địa bàn Thành phố HCM để lấy mẫu Tham khảo với các nghiên cứu trước và các

vị trí quan trắc của Chi cục Bảo vệ Môi trường Thành phố Hồ Chí Minh và một phần do khinh phí có hạn nên trong nghiên cứu này bước khởi đầu chọn địa điểm lấy mẫu tại 6 cửa ngõ ra vào của Thành phố Hồ Chí Minh

5.1.2 Phương pháp tổng hợp và biên hội tài liệu

Nghiên cứu cần đọc các tài liệu trong nước đã nghiên cứu về PAHs trong không khí giao thông trong nước và các nước khác trên thế giới Qua đó nghiên cứu xem xét mối quan tâm về nồng độ PAHs trong không khí có hay không? Sau

đó tổng hợp tài liệu, xem ưu nhược điểm và khả năng áp dụng được các nghiên

Luận văn Hutech

cứu vào điều kiện thực tế của phòng thí nghiệm Từ đó lựa chọn phương pháp phân tích hàm lượng PAHs phù hợp với phòng thí nghiệm

5.1.4 Phương pháp quan trắc, lấy mẫu, bảo quản mẫu

Lựa chọn phương pháp quan trắc phù hợp với điều kiện hiện có của Phòng thí nghiệm, phù hợp với việc nghiên cứu Cách lấy mẫu phải ngang tầm thở của con người Sau khi đọc và tham khảo tài liệu thì nghiên cứu thấy PAHs ở hai dạng: dạng hạt bụi và dạng pha khí Do đó, lấy mẫu để phân tích hàm lượng PAHs trong không khí cần phải lấy một lượng lớn để chúng có thể đi vào vật liệu hấp thu và vật liệu lọc thích hợp Để hấp thu dạng hạt bụi có thể hấp thu bằng giấy lọc sợi thủy tinh GFF Nồng độ của chúng ở trong không khí thường tương đối thấp tính bằng đơn vị (ng/m3

) Các chất hấp thụ phổ biến được dùng để làm giàu pha khí của PAHs là XAD-2, ống hấp thu là ORBO 43 Phương pháp lấy mẫu của nghiên cứu ứng dụng theo phương pháp NIOSH 555 nên mẫu không khí được đi vào giấy lọc GFF trước sau đó đi qua ống hấp thu

5.1.5 Phương pháp phân tích

Để phân tích hàm lượng PAHs có nhiều phương pháp để phân tích, có thể bằng HPLC, GC-MS, GC-FID, GC-ECD, GC-TOFMS, HRGC-MS/MS Trong nghiên cứu này dùng phương pháp phân tích trên máy GC-MS

5.1.6 Phương pháp thống kê và xử lý số liệu

Tương ứng với nội dung nghiên cứu 1 này các kết quả được sử dụng phần mềm Triplus để chạy trên máy GCMS, Excel và SPSS để sử lý số liệu và đưa ra bảng kết quả tại các vị trí lấy mẫu

Luận văn Hutech

5.2 Nội dung 2: Đánh giá nồng độ PAHs có trong giao thông ở các cửa ngõ tại Thành phố Hồ Chí Minh

5.2.1 Phương pháp thống kê và xử lý số liệu

Thống kê, xử lý số liệu sau khi đã phân tích để khai thác có hiệu quả những số liệu thực tế, nhằm rút ra những nhận xét và kết luận khoa học, khách quan đối với những vấn đề cần nghiên cứu Lập được bảng tiêu chuẩn PAHs của một số quốc gia Từ kết quả nồng độ PAHs có được để so sánh các số liệu

5.2.2 Phương pháp so sánh

Dùng số liệu nghiên cứu được so sánh với các số liệu có được của các quốc gia khác để so sánh và đánh giá mức độ ô nhiễm không khí về PAHs trên địa bàn Thành phố Hồ Chí Minh Một số quốc gia lấy tiêu chuẩn với BaP

Bảng 2: Tiêu chuẩn nồng độ PAHs ở một số quốc gia trên thế giới

5.3 Nội dung 3: Đánh giá rủi ro về sức khỏe do phơi nhiễm không khí giao thông với nồng độ PAHs

5.3.1 Phương pháp đánh giá rủi ro

Đánh giá rủi ro là một công cụ được dùng trong quản lý rủi ro sức khỏe

Đó là quá trình mà những nhà khoa học và các cơ quan chính phủ thường đánh giá rủi ro sức khỏe con người, những người mà phơi nhiễm với những lượng khác nhau của các chất độc hại

Luận văn Hutech

Một đánh giá rủi ro cho chất độc gây ô nhiễm kết hợp kết quả của các nghiên cứu trên những tác động sức khỏe của động vật và sự phơi nhiễm của con người với chất gây ô nhiễm với những kết quả nghiên cứu ước lượng phơi nhiễm của con người tại những khoảng cách khác nhau từ nguồn chất gây ô nhiễm

Khi sự ước lượng mức độ rủi ro chính xác, chúng giúp những nhà khoa học ước lượng những rủi ro liên quan đến sự phát tán của các chất độc gây ô nhiễm không khí Dựa vào những ước lượng rủi ro và những yếu tố khác, chính phủ có thể đặt ra những tiêu chuẩn điều chỉnh để giảm bớt sự phơi nhiễm của người dân với những chất độc gây ô nhiễm môi trường và giảm bớt rủi ro sức

khỏe (trang 29, HRA) [3]

Từ đánh giá nguy cơ phơi nhiễm, sau đó ta đi vào đánh giá rủi ro khi phơi nhiễm với PAHs cho người tiếp xúc Trong các hợp chất của PAHs thì BaP được biết đến là chất gây ung thư mạnh nhất Do đó, BaP được chọn là chất đại diện cho PAHs Trong các tiêu chuẩn qui định của các quốc gia cũng chọn chỉ số BaP

để đánh giá mức độ ô nhiễm của hợp chất PAHs Giá trị BaP được đánh giá dựa theo tiêu chuẩn của EPA, 2002 là 1,0 ng/m3

Tiềm năng gây ung thư của phơi nhiễm PAH thông qua đường hô hấp có thể được ước tính qua nồng độ của BaP tương đương (BaPeq)

5.3.2 Phương pháp thống kê và xử lý số liệu

Trong nội dung này, nghiên cứu ứng dụng của phương pháp nghiên cứu này để tính toán rủi ro gây ung thư

5.3.3 Phương pháp kế thừa

Trong nội dung nghiên cứu này, ứng dụng phương pháp này để kế thừa lại chỉ số độc TEF của các nhà nghiên cứu trước để có thể đánh giá được rủi ro về sức khỏe

Luận văn Hutech

5.4 Nội dung 4: Đề xuất một số biện pháp nhằm làm giảm ô nhiễm không khí bởi PAHs

5.4.1 Phương pháp kế thừa

Dựa vào các nghiên cứu của các nhà khoa học khác để tìm hiểu về nguyên nhân phát thải PAHs trong không khí do giao thông gây ra để áp dụng vào nghiên cứu này

5.4.2 Phương pháp tham vấn ý kiến chuyên gia

Trong suốt quá trình nghiên cứu và thực hiện, đề tài được góp ý và bổ sung chỉnh sửa nhiều lần thông qua những chuyên gia trong lĩnh vực môi trường,

và các chuyên gia về phân tích và lấy mẫu môi trường Tham khảo các phương pháp của các chuyên gia nghiên cứu về lĩnh vực môi trường để có thể đưa ra các biện pháp giảm thiểu ô nhiễm

Cụ thể các phương pháp sẽ được trình bày ở chương 2

6 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

6.1 Đối tượng nghiên cứu

Nghiên cứu nồng độ PAHs có trong không khí giao thông và sự ảnh hưởng của nó lên sức khỏe của con người Trong nghiên cứu này, PAHs trong không khí giao thông được nghiên cứu dạng hơi và dạng hạt bụi

6.2 Phạm vi nghiên cứu

Nghiên cứu tại 6 cửa ngõ ra vào Thành phố Hồ Chí Minh

6.3 Giới hạn nghiên cứu

PAHs có thể xâm nhập vào cơ thể của con người bằng nhiều con đường khác nhau Nghiên cứu này chỉ mới đánh giá rủi ro PAHs đến sức khỏe con người từ hoạt động giao thông

Luận văn Hutech

7 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ Ý NGHĨA THỰC TIỄN

7.1 Ý nghĩa khoa học

Nghiên cứu này một lần nữa khẳng định sự quan trọng trong việc đánh giá rủi ro tiềm ẩn do tiếp xúc hàm lượng PAHs của những người tham gia giao thông

Phương pháp và số liệu của đề tài là nền tảng cho các nghiên cứu liên quan cũng như sử dụng trong giảng dạy, học tập của sinh viên

7.2 Ý nghĩa thực tiễn

Nghiên cứu góp phần đưa ra những cảnh báo đối với con người, từ đó những người quản lí phải có biện pháp để hạn chế rủi ro đối với những người tham gia giao thông

Luận văn Hutech

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

LIÊN QUAN GIỚI THIỆU CƠ BẢN VỀ PAHs

1.1

1.1.1 Khái niệm về hợp chất PAHs

Hydrocarbon đa vòng thơm (polycyclic Aromatic Hydrocarbons) PAHs là một họ chất hữu cơ được cấu tạo từ một số nhân benzen đính trực tiếp với nhau

Họ chất PAHs được hình thành từ các nguyên tử C, H và hiện tại đã tìm ra hơn

200 chất Chúng là hợp chất đa vòng, nó nhận được nhiều sự chú ý đáng kể vì tác động gây đột biến gen, và khả năng gây ung thư mạnh của nó Đặc điểm về vật lý học của nó là độ tan trong nước thấp, và hấp thụ vào các hạt aerosol làm cho mối

đe dọa của chúng nguy hiểm cho các thành phần khác nhau của môi trường khi các hợp chất PAH có thể trải qua phản ứng chuyển hóa, gây tác hại đối với sức khỏe con người và môi trường của nó PAHs có nguồn gốc từ các nguồn nhân tạo, và là sản phẩm của quá trình cháy không hoàn toàn Ngoài nguồn tự nhiên thì nguồn nhân tạo cũng đóng góp đáng kể vào sự tập trung của PAHs trong môi trường PAHs phân hủy dưới bức xạ mặt trời mạnh, trải qua phân hủy nhiệt và phản ứng với các chất ô nhiễm khác để sản xuất hợp chất độc hơn

PAHs tồn tại trong cả pha khí và pha dạng hạt bụi (Ramirez và các cộng sự, 2011; Ravindra và các cộng sự, 2008; WHO–IPCS 1998) PAHs dạng hạt bụi thì nguy cơ gây ung thư cao hơn so với PAHs pha khí trong môi trường không khí Dựa vào khối lượng phân tử và áp suất bay hơi, 3 vòng thì nồng độ cao hơn so với 4 và 5 vòng thì thấp hơn trong pha khí của PAHs Luận văn Hutech

Trong nghiên cứu này tiến hành phân tích 18 chất của họ PAHs sau:

Bảng 1.1: Tính chất vật lý và hóa học của một số chất trong họ PAHs (US EPA

1995; ATSDR 1995)

Điểm chảy ( o C)

Tên chất CTPT KLPT

Điểm chảy ( o C)

1.1.2 Các nguồn phát sinh PAHs

1.1.2.1 PAHs từ nguồn phát thải công nghiệp

Phát thải PAHs từ công nghiệp có thể tìm thấy bởi sự đốt các nhiên liệu như xăng, dầu, than đá PAHs cũng có thể được phát ra trong quá trình chế biến nguyên liệu như nhôm Nguồn bổ sung của PAHs bao gồm phát thải từ hoạt động công nghiệp như sản xuất nhôm nguyên liệu, than cốc, hóa dầu, và lốp xe cao su, cũng như sản xuất xi măng, nhựa đường, bảo vệ gỗ, nhiệt và phát điện thương mại, và thiêu đốt chất thải Ngoài ra PAHs còn phát thải từ một số nghành công nghiệp khác nhau: lò thổi ôxy, lò than cốc, lò hồ quang điện, nhà máy dầu nặng, nhà máy điện, nhà máy xi măng, lò đốt giấy vàng mã, và các nguồn khác Với việc áp dụng các thiết bị như tháp hấp phụ để kiểm soát ô nhiễm không khí, hiệu suất xử lý tổng PAHs là 42,5% và 11,7% đối với các hạt và khí PAHs, tương ứng [4] Theo Cơ quan Italia về bảo vệ môi trường, tổng hệ số phát thải EFs của PAHs trong khoảng 91-414 µg/g chất thải đốt trong lò đốt của các cơ sở chất thải

đô thị và công nghiệp PAHs chủ yếu được phát ra từ khói thải của xe, bao gồm

xe ô tô, đường sắt, tàu, máy bay, và các loại xe có động cơ khác Phát thải PAH

từ nguồn di động từ giao thông là do việc sử dụng nhiên liệu diesel, than, xăng, dầu, và dầu bôi trơn

1.1.2.2 PAHs từ nguồn nông nghiệp

Việc đốt các bụi cây, rơm, và gốc rạ là nguồn phát sinh PAHs từ nông nghiệp Tất cả những hoạt động liên quan đến việc đốt các chất hữu cơ Như vậy,

dự kiến một số lượng đáng kể của PAHs sẽ được sản xuất từ việc đốt sinh khối ngoài trời Trong thực tế, EFs của PAHs từ đốt gỗ 16,4-1282 mg/kg gỗ [5] Nồng

độ PAH phát ra từ đốt gỗ phụ thuộc vào loại gỗ, loại lò, và nhiệt độ đốt cháy

1.1.2.3 PAHs trong nước

PAHs có thể rỉ ra từ đất vào nước Ô nhiễm nước cũng xảy ra từ chất thải công nghiệp và đổ tràn trong khi vận chuyển dầu trên biển [6] Nồng độ B(a)P trong nước uống nói chung là thấp hơn so với nước không được xử lý Nó thấp

Luận văn Hutech

hơn khoảng 100 lần giá trị tiêu chuẩn cho phép của nước uống theo chỉ định của

Cơ quan Bảo vệ Môi trường (EPA) (mức ô nhiễm tối đa của EPA cho B(a)P trong nước uống là 0,2 ppb)

1.1.2.4 PAHs trong đất

Đất có chứa một lượng đo lường của PAHs, chủ yếu từ bụi lắng xuống trong không khí hay do các sinh vật có hàm lượng PAHs phân hủy Mức độ ghi nhận lại nồng độ của PAHs trong đất gần nhà máy lọc dầu đã được báo cáo là cao khoảng 200.000 µg/kg đất khô Mức trong các mẫu đất thu được gần các thành phố và các khu vực có giao thông lớn thường ít hơn 2000 µg/kg [7]

1.1.2.5 PAHs trong thức ăn

Trong các nghiên cứu không kể đến nghề nghiệp, nguy cơ phơi nhiễm lên đến 70% của PAH tiếp xúc dành cho một người không hút thuốc có thể được kết hợp với chế độ ăn uống của họ Nồng độ PAH trong thực phẩm khác nhau: nướng thức ăn trên một than, gỗ, hoặc loại khác của lửa làm tăng đáng kể nồng

độ PAH Ví dụ, mức độ PAH thịt cháy có thể cao như 10-20 µg/kg [8] Thịt hun khói và cá có chứa PAHs hơn so với chưa nấu, và có thể lên đến 2,0 µg/kg B(a)p phát hiện trong cá hun khói Trà, đậu phộng rang, cà phê, dầu thực vật tinh chế, các loại ngũ cốc, rau bina, và nhiều thực phẩm khác có chứa PAHs (Hình 1.1) Một số cây trồng như lúa mì, lúa mạch đen, có thể tổng hợp PAHs hoặc hấp thụ chúng từ nước, không khí và đất [9]

1.1.2.6 PAHs trong không khí

Các nồng độ đại diện của PAH trong không khí được báo cáo là 0,02-1,2 ng/m3 ở các khu vực nông thôn và 0,15-19,3 ng/m3 ở các khu vực đô thị [10] Hút thuốc lá và khói thuốc trong môi trường là những nguồn khác của PAHs trong không khí Hút một điếu thuốc có thể đưa vào cơ thể một lượng 20-40 ng của benzo (a) pyrene [11] Hút một gói thuốc lá không lọc mỗi ngày có thể phơi nhiễm với một lượng PAHs 0,7 µg/ngày; trong khi ở trường hợp của thuốc lá lọc giảm xuống còn 0,4 µg/ngày [12] Các nguồn chính của PAHs có liên quan đến

Luận văn Hutech

quá trình đốt cháy (đốt nhiên liệu rắn, xe có động cơ, vv) và việc sử dụng các dung môi và các sol khí Nhiều nghiên cứu cho thấy khi tiếp xúc với PAH có thể gây ra các tác hại cho sức khoẻ Viện Quốc gia về an toàn và sức khỏe nghề nghiệp (NIOSH) đã xác định rằng PAHs là một "tiềm năng gây ung thư nghề nghiệp" Mặc dù ảnh hưởng sức khỏe của PAHs cá nhân không hoàn toàn giống nhau, 17 PAHs sau đây được cấu hình như là một nhóm của những bất lợi cho sức khỏe: acenaphthene, acenaphthylene, anthracene, benz [a] anthracene, benzo [a] pyrene, benzo [b] fluoranthene, benzo [g, h, i] perylene, benzo [j] fluoranthene, benzo [k] fluoranthene, chrysene, dibenz [a, h] anthracene, fluoranthene, fluorene, indeno [1,2,3-c, d] pyrene, phenanthrene, và pyrene

1.1.2.7 Các nguồn khác

Một số PAHs được tìm thấy trong các loại thuốc, thuốc nhuộm, nhựa, thuốc trừ sâu và chất bảo quản gỗ Bởi vì các hydrocarbon là rất ưa mỡ trong tự nhiên Tuy nhiên, chúng cũng là một phần của mối quan tâm trong vấn đề hạt lơ lửng trong không khí [13]

Hình 1.1: Các nguồn phát sinh PAHs

Luận văn Hutech

1.1.3 Sự phát thải PAHs trên toàn thế giới

Tổng lượng phát thải khí quyển toàn cầu của 16 hợp chất PAH trong năm

2004 được ước tính là 520 giga gram mỗi năm (Gg/năm) và một danh sách đầy

đủ của các khí thải từ các quốc gia riêng biệt trong năm 2004 được thể hiện trong thông tin hỗ trợ, cùng với các thông số kinh tế xã hội bao gồm cả khu vực, dân

số, và tổng sản phẩm trong nước Lượng phát thải PAH hàng năm từ các nước châu là 290 Gg/năm, đóng góp 55% trong tổng số toàn cầu Trung Quốc và Ấn

Độ là hai nước phát thải PAH hàng đầu, tương ứng là 114 Gg/năm và 90 Gg/năm Châu Phi, Bắc Mỹ, châu Âu, Nam Mỹ, Châu Đại Dương và đóng góp 18,8%, 8,0%, 9,5%, 6,0% và 1,5% tổng lượng phát thải PAH toàn cầu (Hình 1.2) Hoa Kỳ là nước phát thải lớn thứ ba của PAHs ở 32 Gg/năm Các phát thải PAH từ Nigeria, Indonesia, Brazil, Pakistan, Cộng hòa Dân chủ Congo, và Nga xếp thứ 4 đến thứ 9 trên toàn cầu; và tổng lượng phát thải PAH từ chín quốc gia hàng đầu chiếm hơn 60% lượng khí thải PAH toàn cầu vào năm 2004 Hình (1.2) cho thấy tỷ lệ phát thải PAH tính cho Hoa Kỳ, Vương quốc Anh, các nước thuộc Liên Xô cũ, và một số các nước châu Âu với những báo cáo trong các tài liệu [14]

Luận văn Hutech

Hình 1.2: Phát thải PAHs trên toàn thế giới

1.1.4 Các ảnh hưởng của PAHs

1.1.4.1 Ảnh hưởng cấp tính

Những ảnh hưởng đến sức khỏe của con người phụ thuộc chủ yếu vào thời gian tiếp xúc, đường tiếp xúc, số lượng hoặc nồng độ PAHs, và độc tính bản chất của từng loại PAHs [15] Một loạt các yếu tố khác cũng có thể ảnh hưởng đến sức khỏe, bao gồm cả yếu tố chủ quan như tình trạng sức khỏe có sẵn từ trước và

độ tuổi Khả năng của PAHs gây ảnh hưởng sức khỏe ngắn hạn ở con người là không rõ ràng Phơi nhiễm nghề nghiệp với mức độ cao của các hỗn hợp chất gây

ô nhiễm có chứa PAHs gây ra các triệu chứng như ngứa mắt, buồn nôn, nôn mửa, tiêu chảy, và mất trí nhớ [16] Hỗn hợp các PAHs cũng được biết là gây kích ứng

da và viêm Anthracene, B (a)P, và naphthalene là chất gây kích ứng da trực tiếp;

và trước đây có hai báo cáo cho thấy khả năng tăng nhạy cảm da, tức là gây ra một phản ứng dị ứng da ở động vật và con người [9]

1.1.4.2 Ảnh hưởng đến sức khỏe mãn tính

Ảnh hưởng sức khỏe do phơi nhiễm mãn tính hoặc dài hạn với PAHs có thể bao gồm chức năng miễn dịch, bệnh đục nhân mắt, thận và phá hủy các chức năng của con người (ví dụ, vàng da), khó thở, các triệu chứng hen suyễn, chức năng phổi giảm; và tiếp xúc nhiều lần với da có thể gây tấy đỏ và viêm da [18] Naphthalene, một PAHs cụ thể, có thể gây ra sự phân hủy của các tế bào máu đỏ nếu hít hoặc nuốt phải một lượng lớn Khi tiếp xúc với PAHs, những tác hại có thể xảy ra phần lớn phụ thuộc vào cách thức mà các cá nhân được tiếp xúc

1.1.4.3 PAHs gây ra quái thai

Hiệu ứng phôi của PAHs đã được mô tả ở động vật thí nghiệm khi tiếp xúc với PAH như benzo (a) anthracene, BaP, và naphthalene Các nghiên cứu trong phòng thí nghiệm tiến hành trên chuột đã chứng minh rằng uống nồng độ cao của BaP cho kết quả mang thai dị tật bẩm sinh và một trọng lượng cơ thể

Luận văn Hutech

giảm ở con cái [19] Người ta không biết liệu những tác động có thể xảy ra ở người Tuy nhiên, Trung tâm Y tế môi trường trẻ em báo cáo nghiên cứu chứng minh rằng khi tiếp xúc với PAH ô nhiễm trong khi mang thai có liên quan đến kết cục thai phụ bao gồm trọng lượng con sinh ra thấp, sinh non, và dị tật tim Tiếp xúc trước khi sinh với PAH cao cũng liên quan với chỉ số IQ thấp hơn ba tuổi, tăng các vấn đề về hành vi ở tuổi sáu và tám, và bị hen ở trẻ nhỏ [20].

1.1.4.4 Tính gây ung thư của PAHs

Mặc dù PAHs có thể có tác động độc hại, một mối quan tâm chính là khả năng của các chất chuyển hóa phản ứng với nó, chẳng hạn như epoxit và dihydrodiols, liên kết với các protein tế bào và DNA Kết quả là sự gián đoạn sinh hóa và tổn thương tế bào dẫn đến đột biến, dị tật phát triển, khối u và ung thư [21] Bằng chứng cho thấy rằng hỗn hợp của PAHs là những chất gây ung thư cho con người, trong đó chủ yếu đến từ các nghiên cứu về bệnh nghề nghiệp khi công nhân tiếp xúc với các hỗn hợp có chứa PAHs, và những nghiên cứu lâu dài đã cho thấy tăng nguy cơ chủ yếu là da và phổi, bàng quang và ung thư đường tiêu hóa [22] Tuy nhiên, những nghiên cứu này cho kết quả không rõ ràng

dù tiếp xúc với PAHs là nguyên nhân chính, như những người lao động đã được đồng thời tiếp xúc với các tác nhân gây ung thư khác (ví dụ, các amin thơm) Loài vật tiếp xúc với nồng độ cao PAHs nhất định trong thời gian dài trong các nghiên cứu phòng thí nghiệm đã phát triển ung thư phổi do hít phải, ung thư dạ dày do ăn PAHs trong thực phẩm, và ung thư da khi tiếp xúc với da Phơi nhiễm PAH phổ biến nhất gây ra ung thư ở động vật, và hợp chất này đáng chú ý là các chất gây ung thư hóa học đầu tiên đã được phát hiện Dựa trên các bằng chứng có sẵn, cả Cơ quan Quốc tế Nghiên cứu về Ung thư [23] và EPA Hoa Kỳ (1984) [24] phân loại một số PAHs gây ung thư cho động vật và một số hỗn hợp PAHs như gây ung thư cho con người EPA đã phân loại bảy hợp chất PAHs sau đây như là chất gây ung thư của con người có thể xảy ra: benz (a) anthracene, BaP, benzo (b) fluoranthene, benzo (k) fluoranthene, chrysene, dibenz (ah) anthracene,

Luận văn Hutech

và indeno (1,2, 3-cd) pyrene PAHs là những tác nhân môi trường phổ biến

thường được cho là góp phần đáng kể vào sự phát triển của ung thư ở người

Hình 1.3: Các con đường đi của PAH vào cơ thể người

TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM

1.2

1.2.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới

1.2.1.1 Phương pháp nghiên cứu PAHs

Do nồng độ của PAHs trong không khí ở hầu hết mọi nơi đều thấp chủ

yếu tính bằng ng/m3

, nên để hấp thu PAHs trong cả pha khí và pha hạt không khí cần phải được lấy thể tích lớn để mẫu có thể hấp thu được trên các vật liệu hấp

thu (pha khí) hay với vật liệu giấy lọc thích hợp (pha hạt) Đối với PAHs dạng

hạt bụi thường được hấp thu bằng giấy lọc sợi thủy tinh (GFF), giấy lọc sợi thạch

anh (QFF), Teflon Hầu hết các vật liệu hấp thu cho pha khí như polyurethane

foam (PUF), XAD-2, XAD-4, Carbopack C, và Tenax Mẫu phải lấy được nhiều

thể tích không khí ở tốc độ khí lớn 34-1250 l/phút để đảm bảo rằng thể tích

không khí được hấp thu thích hợp để có thể định lượng được PAHs

Luận văn Hutech

Bảng 1.2: Phương pháp thông dụng để phân tích PAHs trong không khí ở

dạng hạt

Vật liệu hấp thu PAHs a Tài liệu tham

khảo [A] Chiết bằng dung môi

(i) Giấy lọc sợi thủy tinh (GFF)

(iv) Giấy lọc được trộn lẫn

XAD – 4 được phủ lớp thủy tinh

Teflon được phủ giấy lọc thủy tinh

Mẫu được lấy với bơm cá nhân

Luận văn Hutech

Bảng 1.3: Phương pháp thông dụng để phân tích PAHs trong không khí ở

dạng khí Vật liệu hấp thu PAHs a Tài liệu tham

khảo [A] Chiết bằng dung môi

(i) Polyurethane (PUF)

Lọc bông thủy tinh, bình ngưng tụ,

giấy lọc sợi thủy tinh, Teflon, và trap

Đồ lấy mẫu Fan-Loy (SPB-5 cột GC

Hầu hết các ống hấp thu cũng như các vật liệu lọc được xử lý bằng dung môi hữu cơ (dichloromethane, toluene, hexane, acetonitrile, và methanol) Cuối cùng của việc định lượng PAHs là được đo trên máy GC-MS, GC-FID, GC-ECD

Bảng 1.4: Một vài nghiên cứu về PAHs trên thế giới

PAHs a Môi trường Vị trí Thời gian Phương

pháp

Tài liệu tham khảo

A

Nông thôn

Bãi biển Haven, Đảo Chesapeake (USA)

1994-1995 GC-MS [26]

Đô thị Hampton, Đảo

Chesapeake (USA) 1994-1996 GC-MS [26] Khu công

nghiệp

Sông Elizabeth, Đảo Chesapeake (USA)

C

Đô thị Seoul (Hàn Quốc) 1998-1999 GC-MS [37]

Đô thị Campo Grand