Nghiên cứu sự phân bố một số dược phẩm và sản phẩm chăm sóc cá nhân điển hình trong nước và trầm tích sông cầu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOTRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGÔ HUY THÀNH NGHIÊN CỨU SỰ PHÂN BỐ MỘT SỐ DƯỢC PHẨM VÀ SẢN PHẨM CHĂM SÓC CÁ NHÂN ĐIỂN HÌNH TRONG NƯỚC VÀ TRẦM TÍCH SÔNG CẦU LUẬN

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

NGÔ HUY THÀNH

NGHIÊN CỨU SỰ PHÂN BỐ MỘT SỐ DƯỢC PHẨM

VÀ SẢN PHẨM CHĂM SÓC CÁ NHÂN ĐIỂN HÌNH TRONG NƯỚC VÀ TRẦM TÍCH SÔNG CẦU

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

Hà Nội – 2023

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

Ngô Huy Thành

NGHIÊN CỨU SỰ PHÂN BỐ MỘT SỐ DƯỢC PHẨM

VÀ SẢN PHẨM CHĂM SÓC CÁ NHÂN ĐIỂN HÌNH TRONG NƯỚC VÀ TRẦM TÍCH SÔNG CẦU

Ngành: Kỹ thuật Môi trường

Mã số: 9520320

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

1 PGS.TS Văn Diệu Anh

2 PGS.TS Ngô Huy Du

Hà Nội – 2023

L I Ờ CAM ĐOAN

Tôi xin m an ây là công ca đo đ trình nghiên c c a êng d ứu ủ ri tôi ưới sự hướng d n ẫkhoa học ủa c PGS TS Văn Diệu Anh và PGS.TS Ngô Huy Du Các s u, k t ốliệ ếquả được nêu trong luận án là trung ực và chưa t ng th ừ được cá ân ha tnh y chức ổkhoa học nào công trên b kbố ất ỳ công trình nào khác ng và ngoài n c.tro ướ

Hà N ội, ngày ……tháng …… năm 202 3

Giáo Viên hướng dẫn 1 Giáo Viên hướng dẫn 2 Tác giả

PGS.TS Văn Diệu Anh PGS TS Ngô Huy Du Ngô Huy Thành

LỜI CẢM ƠN

Với lòng biết ơn sâu sắc, tôi xin chân thành cảm ơn PGS TS Văn Diệu Anh và

PGS.TS Ngô Huy Du đã hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện

Tôi xin chân thành cảm ơn anh chị em tại Phòng đo lường Hóa lý Mẫu chuẩn – Viện Đo lường Việt Nam đã tạo điều kiện và giúp đỡ về trang thiết bị, chuyên môn

kỹ thuật trong quá trình thực hiện các nghiên cứu

Tôi xin cám ơn Dự án 01/CRC 2015-2017 AUN/SEED-Net, JICA đã hỗ trợ một phần nghiên cứu cũng như cho phép tôi sử dụng một phần số liệu của dự

án trong luận án của mình

Cuối cùng tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới người thân trong gia đình, bạn bè đã luôn độngviên, giúp đỡ tôi hoàn thành luận án

Hà Nội, ngày … tháng … năm 2023

Ngô Huy Thành

i

M C L C IỤ Ụ

DANH M C KÝ HI U VÀ CH VIỤ Ệ Ữ ẾT TẮT IV DANH M C BỤ ẢNG BIỂU VII DANH M C HÌNH V VIIIỤ Ẽ

M Ở ĐẦU X

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN C U 1 Ứ 1.1 T NGỔ QUAN VỀ PPCP 1 S 1.1.1 Định ngh a và phân lo i 1 ĩ ạ 1.1.2 Đặc tính c a PPCPs 3 ủ

1.1.3 Sản xuất và s dử ụng PPCPs 9

1.1.4 Th c tr ng qu n lý và ki m soát PPCPs 10ự ạ ả ể 1.1.5 Ngu n th i PPCPs vào nguồ ả ồn nước và các tác đ ng củộ a chúng 13

1.1.6 Hi n tr ng ô nhi m ệ ạ ễ PPCPs trên th gi i và Viế ớ ở ệt Nam 17

1.1.7 Các phương pháp phân tích PPCPs 23

1.2 GI IỚ THI UỆ CHUNG VỀ LƯU V CỰ SÔNG CÂ U 29

1.2.1 Điều ki n t nhiên, kinh t xã h i 29ệ ự ế ộ 1.2.2 Điều ki n khí h u và thệ ậ ủy văn 30

1.2.3 Nhu cầu dùng nước 31

1.2.4 Ngu n th i 32ồ ả 1.2.5 Sông Cầu đoạn ch y qua Thái Nguyên 33ả 1.3 K TẾ LUẬN TỔNG QUAN 34

CHƯƠNG 2 THỰC NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 36

2.1 ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI NGHIÊN C UỨ VÀ PHƯƠNG PHÁP TI PẾ C NẬ 36 2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN C U 37Ứ 2.2.1 Xác l p quy trình phân tích PPCPs 37ậ 2.2.2 Đánh giá ô nhiễm PPCPs trong nước và tr m tích sông C u 42 ầ ầ

ii

2.2.3 Xác định các chất điển hình 53 2.2.4 Phương trình cân b ng v t ch t 54 ằ ậ ấ2.2.5 Đánh giá mức độ ảnh hưởng c a PPCPs đ n các sinh v t th y sinh 55 ủ ế ậ ủCHƯƠNG 3 KẾT QU VÀ TH O LU N 59 Ả Ả Ậ3.1 HI NỆ TRẠNG Ô NHI M Ễ PPCPS TRÊN SÔNG C U 59Ầ3.1.1 PPCPs trong nước và tr m tích sông C u 59 ầ ầ3.1.2 Xác định các PPCPs điển hình trên lưu vực sông C u 66 ầ3.2 CÁC ĐIỀU KI NỆ T IỐ ƯU PHÂN TÍCH 04 PPCPS ĐIỂN HÌNH 68 3.2.1 Tối ưu hóa điều kiệ định lượn ng PPCPs b ng LC-MS/MS 68ằ3.2.2 Đánh giá độ tin c y cậ ủa kết qu ả phân tích đồ ng th i 4 chờ ất PPCPs điển hình

76 3.3 ĐÁNH GIÁ SỰ CÓ M TẶ C AỦ CÁC PPCPS ĐIỂN HÌNH TRÊN SÔNG

C UẦ ĐOẠN CH Y QUA THÀNH PHẢ Ố THÁI NGUYÊN 793.3.1 Phân b ô nhiố ễm PPCPs điển hình 793.3.2 S ự tích lũy PPCPs điển hình trong m u c t tr m tích khu v c sông C u 88ẫ ộ ầ ự ầ3.3.3 Ước tính tải lượng ô nhiễm PPCPs điển hình 94 3.3.4 Đánh giá ảnh hưởng c a PPCPs đ n m t s sinh v t th y sinh 97 ủ ế ộ ố ậ ủ3.3.4.1 Môi trường nước 97 3.3.4.2 Môi trường tr m tích 100 ầ

K T LU N Ế Ậ 102

KI N NGH Ế Ị 104 TÀI LI U THAM KH O Ệ Ả 106 DANH M C CÁC CÔNG TRÌNH Ụ 118

ĐÃ CÔNG BỐ Ủ C A LU N ÁN 118 Ậ

PH L C Ụ Ụ 119

PL1.1KẾT QUẢ ẢNH HƯ NG CỦA F Ở VÀ CE T ỚI TÍN HIỆU THU NHẬN A 119 PL1.2. THUẬT TOÁN TÍNH TOÁN T Ố I ƯU F VÀ CE CHO T NG CHẤ Ừ T PHÂN TÍCH 121 PL2. PHÂN TÍCH PPCP 129 S

iii

PL3 P HÂN PHỐI DÒNG CHẢ Y THEO THÁNG C A S Ủ ÔNG CẦ U [140] 132

PL4. ĐẶC TÍNH HÓA LÝ NƯỚC SÔNG C ẦU 133

PL5. ĐẶC TÍNH HÓA LÝ T RẦM TÍCH ÔNG CS ẦU 136

PL6. ĐẶC TÍNH HÓA LÝ CỦ A 4 PPCP S ĐI N HÌNH SÔNG C Ể Ở Ầ U 138

PL7. ẢNH ĐI LẤY MẪ U HI N TRƯ NG 141 Ệ Ờ PL8 ẢNH XỬ LÝ MẪU TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM 142

PL9. ẢNH PHÂN TÍCH MẪU BẰNG MÁY LC-MS/MS 143

PL10.THÔNG SỐ CHẠY MS TRONG QUÁ TRÌNH SÀNG LỌC 144

PL11. QUY TRÌNH PHÂN TÍCH ĐỒNG THỜI CAF, CIP, CBM VÀ SMX 146

PL12.SẮC KÝ ĐỒ ỦA C 04 PPCPS ĐIỂ N HÌNH 148

PL13. NGUYÊN LÝ CHIẾT SPE VÀ ASE 149

PL14.BẢN Đ Ồ L ẤY MẪ U T NG TH Ổ Ể 150

iv

STT Ký hi u ệ Tên tiếng Anh Tên tiếng Việt

1 AF Assessment Factor H s ệ ố đánh giá

2 APCI Atmoѕpheric Preѕѕure Chemical

Ioni ation ᴢ Ion hóa hóa h c áp su t khí quyọ ấ ển

3 ASE Accelerated Solvent Extraction Chi t gia tế ốc dung môi

5 CAV Cell Accelerator Voltage Th ế tăng tốc va chạm

7 CE Collision Energy Năng lượng va ch m ạ

9 CV Coefficient of Variation H s biệ ố ến thiên

10 DT Dissipation times Th i gian phân tán ờ

11 DO Dissolved Oxygen Oxy hòa tan

12 EC50 Effective Concentration Nồng độ ảnh hưởng 50%

13 ECD Electron Capture Detector Đầu dò bẫy điệ ửn t

14 ED Endocrine Disrupter Các chất gây r i lo n n i ti t ố ạ ộ ế

15 EMV Electron Multiplier Voltage Điện áp nhân điệ ửn t

16 ERA Environmental Risk Assessment Đánh giá rủi ro môi trường

17 ESI Electro pra Ioni ation ѕ у ᴢ Ion hóa phun điện tử

19 GC Gas Chromatography S c ký khí ắ

20 GIT Gastrointestinal Thu c tiêu hóa ố

21 GPC Gel permeation chromatography S c ký th m th u gel ắ ẩ ấ

22 Kd Distribution coefficient H s phân b ệ ố ố

v

STT Ký hi u ệ Tên tiếng Anh Tên tiếng Việt

24 KOW Octanol - water partition H s phân b octanol - ệ ố ố nước

25 InI Influence Index Ch s ỉ ố ảnh hưởng

26 LC Liquid Chromatography S c ký lắ ỏng

27 LC50 Lethal Concentration 50 Nồng độ gây t ử vong 50%

28 LC-FLD Liquid Chromatography

Fluorescence Detector S c ký lắ ỏng đầu dò hu nh quang ỳ

29 LC-MS Liquid Chromatography with

31 LD50 Lethal Dose 50 Liều lượng gây t vong 50% ử

32 LLE Liquid Liquid Extraction Chi t pha l ng ế ỏ

33 LOD Limit of Detection Gi i h n phát hi n ớ ạ ệ

34 LOQ Limit of Quantitation Gi i hớ ạn định lượng

35 m/z Mass to charge ratio T s khỷ ố ối lượng trên điện tích

36 MAE Micrcowave-assisted Extraction Chi t xu t có h tr ế ấ ỗ ợ vi sóng

37 MEC Measured Environmental

Concentration Nồng độ chất ô nhiễm đo được

38 MS Mass Spectrometry Kh i ph ố ổ

39 MSPD Matrix solid-Phase Dispersion Pha phân tán n n r n ề ắ

40 MRM Multiple Reaction Monitoring Khảo sát đa ion chọ ọn l c

41 NOEC No Observed Effect

Concentration

Nồng độ không quan sát được ảnh hưởng

42 NSAID Non-steroidal

Anti-inflammatory drugs

Thuốc chống viêm không chứa steroid

43 PBT Persistent-Bioloaccumulative-Toxic B n v ng- ề ữ Tích lũy sinh họ Độc tính

c-44 PEC Predicted Effect Concentration Nồng độ ự d báo ảnh hưởng

vi

STT Ký hi u ệ Tên tiếng Anh Tên tiếng Việt

45 PHWE Pressurized Hot Water

46 PI Priority Index Ch s ỉ ố ưu tiên

47 PLE Pressurized Liquid Extraction Chi t l ng có áp su t ế ỏ ấ

48 PNEC Predicted No-effect

Concentration

Nồng độ d ự báo không ảnh hưởng

49 PPCPs Pharmaceuticals and Personal

Care Products

Dược ph m và các s n ph m ẩ ả ẩchăm sóc cá nhân

50 PSA Primary Secondary Amine Amine bậc một và hai

51 QqQ Triple quadrupole Ba t c c ứ ự

52 RQ Risk Quotient H s r i ro ệ ố ủ

53 R2 Correlation coefficients H s ệ ố tương quan

54 RSD Relative Standard Deviation Độ ệ l ch chuẩn tương đối

55 SD Standard Deviation Độ ệ l ch chu n ẩ

56 SMX Sulfamethoxazole Sulfamethoxazole

57 SPME Solid Phase Microextraction Vi chi t pha r n ế ắ

58 SRM Selected Reaction Monitoring Quét ph n ng có chả ứ ọn lọc

59 TDS Total Dissolved Solid T ng ch t r n hòa tan ổ ấ ắ

60 TOF Time-of-Flight Th i gian bay th c ờ ự

61 TOC Total Organic carbon T ng carbon hổ ữu cơ

62 TOF Time of Flight Th i gian bay ờ

63 TSS Total Suspended Solid T ng ch t rổ ấ ắn lơ lửng

64 UAE Ultrasound-assisted Extraction Chi t xu t có h tr siêu âm ế ấ ỗ ợ

65 WHO World Health Organization T ổ chức Y t ế Thế ớ gi i

66 WWTP Waste Water Trearment Plant Nhà máy x ử lý nước th i ả

vii

B ng 1 1 Phân loả ại PPCPs (J.-L Liu & Wong, 2013; Yacura, 2017) 2

Bảng 1 2 Tính chất lý hóa của một số PPCPs điển hình (Jones, Voulvoulis, & Lester, 2002; Vieno, Härkki, Tuhkanen, & Kronberg, 2007) 4

B ng 2 1 Các v trí l y m u d c sông C u 44ả ị ấ ẫ ọ ầ

B ng 2 2 ả Chương trình chạy pha động 53

B ng 2 3 ả Đánh giá rủi ro môi trường theo H s r i ro (RQ) 55ệ ố ủ

B ng 2 4.ả Đặc tính của các thành phần tính toán PNECtt (ECHA, 2016) 58

B ng 3.1ả Nồng độ và t l phát hi n cỉ ệ ệ ủa các PPCPs trong nước sông C u 61ầ

B ng 3 2 ả Thông số kh i ph cố ổ ủa các chất nghiên c u 69ứ

B ng 3 3 Giá tr tả ị ối ưu năng lượng phân mảnh F và năng lượng va chạm CE 70

B ng 3 4 Thông s cả ố ủa hệ kh i ph 71ố ổ

B ng 3 5 Ch ả ế độ chạy pha động cho cột BEH 73

B ng 3 6 B ng t ng h p tín hi u ch t phân tích ả ả ổ ợ ệ ấ ở các nồng độ khác nhau 77

Bảng 3 7 Độ chụm và độ đúng của phương pháp phân tích 78

Bảng 3 8 So sánh sự có mặt củ a PPCPs đi n hình ở Sông Cầu và các khu vực ểkhác 81

Bảng 3 9 Hệ ố tương quan Pearson (R) giữ s a nồng độ PPCPs trong nước và trong các lớp tr m tích 90 ầ

Bảng 3.10 Tương quan Pearson giữa thành ph n hầ ữu cơ và thành phần sét 91

B ng 3.11 H s ả ệ ố phân bố Kd giữa nước và tr m tích cầ ủa PPCPs 93

B ng 3 12 Tả ải lượng PPCPs điển hình đổ vào Sông C u (Thái Nguyên) 95ầ

B ng 3 13 Tính toán nả ồng độ ự d báo không gây ảnh hưởng PNEC (ng/L) 98

viii

Hình 1 1 Sự di chuy n cể ủa PPCPs trong môi trường 1

Hình 1 2 Biểu đồ gia tăng chi phí cho việc mua dược ph m Viẩ ở ệt Nam 10

Hình 1 3 Các ngu n phát thồ ải PPCPs vào môi trường 15

Hình 1 4 Các nồng độ được báo cáo của các PPCPs điển hình trong nước th i bả ởi nhi u nhóm nghiên c u khác nhau 18ề ứ Hình 1 5 Nồng độ PPCPs khác nhau trong nước mặt (sông và suối) được báo cáo b i nhi u nhóm nghiên c u khác nhau 20ở ề ứ Hình 1 6 Nồng độ PPCPs được tìm th y trong tr m tích ấ ầ ở các quốc gia khác nhau D liữ ệu được tổng h p b i Reyes, Geronimo, Yano, Guerra, and Kim 22ợ ở Hình 1 7 T n su t ph t hi n PPCPs trong ầ ấ á ệ môi trường nướ ởc Việt Nam trong những năm gần đây 23

Hình 1 8 C c kỹá thu t chi t táậ ế ch được sử ụ d ng g n ầ đây 24

Hình 1 9 Sự phân b s ố ố lượng nghiên cứu theo phương pháp làm sạch 25

Hình 1 10 So sánh xu hướng s dử ụng máy phân tích PPCPs 27

Hình 1 11 Bản đồ Lưu vực Sông C u 30ầ Hình 2 1 Khung logic nghiên c u InI? 37ứ Hình 2 2 Sắc đồ khối phổ ion m c a CBM 38ẹ ủ Hình 2 3 S ự ảnh hưởng c a F(a) và CE (b) lên tín hi u ion hóa CBM [?] 39ủ ệ Hình 2 4 Vị trí l y m u d c sông C u 2015 46ấ ẫ ọ ầ Hình 2 5 V trí l y m u t i ị ấ ẫ ạ sông Cầ ại Tu t P Thái Nguyên (2019-2020) 47

Hình 2 6 Quy trình x lý mử ẫu nước 49

Hình 2 7 Các thi t b h tr tách và làm giàu ch t phân tích 50ế ị ỗ ợ ấ Hình 2 8 Quy trình x lý m u tr m tích 51ử ẫ ầ Hình 3 1 Sự ệ hi n diện của các PPCPs trong nước sông C u (n=23) 60ầ Hình 3 2 Sự ệ hi n diện của các PPCPs trong tr m tích Sông Cầ ầu (n=8) 64 Hình 3 3 Sự phân b PPCPs theo không gian và th i gian 65ố ờ

ix

Hình 3 4 Chỉ ố ảnh hưở s ng InI của các chất PPCPs 66Hình 3 5 Sắc đồ khối phổ Ion m c a CAF 68ẹ ủHình 3 6 Sắc đồ khối phổ Ion con c a CAF 69ủHình 3 7 Ảnh hưởng nhiệt độ dòng khí lên tín hi u peak 70ệHình 3 8 S ự ảnh hưởng của tỉ ệ pha động đế l n thời gian lưu và tín hiệu 72Hình 3 9 Tối ưu hóa tách các chấ ằt b ng c t Plus C18 73ộHình 3 10 K t qu ế ả phân tách các chấ ằng cột b t BEH 74Hình 3 11 Ảnh hưởng th ể tích bơm mẫu tới di n tích tín hi u thu nh n 75ệ ệ ậHình 3 12 Ảnh hưởng th ể tích bơm mẫu tới tín hi u thu nh n (50 ppb) 76ệ ậHình 3 13 Phương trình đường chu n c a CIP, CBM, SMX và CAF 77 ẩ ủHình 3.14 Biến đổ ồng đội n PPCPs theo không gian (mùa khô) 81Hình 3.15 Bi n thiên t l các PPCPs nghiên c u trong nguế ỉ ệ ứ ồn nước sông C u 83ầHình 3.16 Bi n thiên n ế ồng độ PPCPs trên dòng chính sông C u 84ầHình 3.17 Mối quan h nệ ồng độ PPCPs ở mùa mưa và mùa khô (n=13) 85Hình 3.18 H s ệ ố tương quan giữa nồng độ các PPCPs trong nước sông C u (n=13)ầ 86 Hình 3.19 M i liên h giố ệ ữa PPCPs với các thông s ố chất lượng nước (n=13) 87Hình 3 20 S bi n thiên nự ế ồng độ PPCPs 88Hình 3.21 T l ỉ ệ thành phần c a 4 PPCPs nghiên c u trong tr m tích sông c u 90ủ ứ ầ ầHình 3.22 Ảnh hưởng c a TOC (%) và thành ph n sét (S ) lên nủ ầ % ồng độ PPCPs (mùa khô, n=22) 92 Hình 3 23 Lưu lượng các dòng nhánh đổ vào Sông C u (Thái Nguyên) 95ầHình 3 24 Thương số ủ r i ro RQ hai mùa mở ưa và khô 99Hình 3 25 H s nguy h i trong các sông Trung Qu c (Xiang et al., 2021) 100ệ ố ạ ở ốHình 3 26 RQtttrong môi trường tr m tích sông C u 101ầ ầ

x

1 Tính c p thiấ ết của đề tài

Môi trường ng y c ng ô nhià à ễm và i s ng kinh t ngàđờ ố ế y càng được c i thi n là ả ệ

những tiền đề cho việc sử ụng dược phẩm và các sản phẩm chăm sóc cá nhân d(PPCPs) trên to n thà ế giớ đangi tăng lên h ng năm Chỉà tính riêng việc sử ụng thuốc dkháng sinh, c c nghiên cá ứu trong khoảng thời gian từ năm 1995 đến 2006 đã ch ra ỉ

rằng liều lượng thuốc t nh theo đầu người đ tăng 50% í ã [1] Ước tính tiêu thụ kháng sinh hàng năm trên thế giới dao động t 1ừ 00.000 đến 200.000 t n và m c tiêu th ấ ứ ụkháng sinh đang không ngừng tăng lên [2] Tùy thu c vào c u trúc c a c a t ng lo i ộ ấ ủ ủ ừ ạthuốc nên các chất dược phẩm sau khi v o trong cơ thể người v động vật sẽ được à à

đào thải ra môi trường theo đường b i tià ết dướ ại d ng chất ban đầu ho c ch t chuy n ặ ấ ểhóa Ngoài ra dược phẩm còn xâm nhập v o môi trường theo nhiều con đường kh c à ánhau như từ các cơ sở ả s n xu t ho c th i b thu c quá hấ ặ ả ỏ ố ạn không đúng quy định [3]

Đó ính là nguyên nhân mà cách c chất dược phẩm thường xuyên được tìm th y trong ấmôi trường nước ở nhiều nơi trên thế giới [4-6] Mối quan tâm chính được nêu ra b i ở

s hiự ện diện của PPCPs trong môi trường nước là kh ả năng chúng can thiệp vào h ệ

th ng n i tiố ộ ết để ạo ra các tác độ t ng x u [7] ấ

Hiện nay đời sống của người dân Việt Nam đã được cải thiện đáng kể, mức độquan tâm đến các vấn đề ứ s c khỏe ngày càng được chú ý nên lượng thu c tiêu th ố ụhàng năm không ngừng tăng lên Việt Nam là một trong những thị trường tăng trưởng cao nhấ ởt châu Á đố ới v i các s n phả ẩm dược phẩm trong giai đoạn 2011-2015 và d ự

kiến sẽ ữ đượ ố gi c t c đ ộ này trong 20 năm tới Giá tr th ịtrường toàn ngành năm 2015 ị

đạt kho ng 4,2 t ả ỷUSD và dự ến đạ ki t 10 t ỷ USD vào năm 2020 [8] Vi c s d ng ệ ử ụPPCPs không ngừng gia tăng ở Việt Nam trong trong những năm trở lại đây cùng v i ớ

h thệ ống hạ ầng xử t lý nước thải hầu hết c n k m, tất yếu sẽ ẫn đến việc xuất hiệò é d n

dư lượng PPCPs trong môi trường M t s nghiên cộ ố ứu đã kh o sát v s có m t c a ả ề ự ặ ủPPCPs trong môi trường nước m t đồặ ở ng b ng sông Mê Kông [9]ằ ; nước mặt, nước thải đô thị ở Hà Nội và Thành phố ồ H Chí Minh [10, 11]; nước ao trang tr i ở Hà N i, ạ ộ

Hải Ph ng, Th i B nh vò á ì à Cần Thơ [12, 13] và c ả nước thải đô thị ệ/b nh viện [14-16] Tuy nhiên nh ng nghiên cữ ứ ởu Vi t Nam đếệ n nay ch y u tủ ế ập trung vào dư lượng

xi

kháng sinh C c nghiên cá ứu chưa có s áự đ nh giá mộ át c ch có h thệ ống theo không gian và thời gian Bên cạnh đó, trong các nghiên cứu đã thực hi n tệ ại Việt Nam, quá trình phân tích các PPCPs thường được th c hi n các nư c tiên tiự ệ ở ớ ến như Nhật B n, ảHàn Qu c… Viố ệc phân tích đồng thời các PPCPs vẫn còn h n ch ạ ế ở Việt Nam

Với tổng diện t ch lưu vực chiếm 2% diện t ch lưu vực cả nước v 8% tổng diệí í à n

tích lưu vực sông Hồng, sông Cầu là một trong những tiểu lưu ực sông lớ ởv n Vi t ệNam (cũng là một trong năm con sông dài nhấ ởt miền Bắc Việt Nam) [17] Nước

th i ả đô thị được xác định là m t trong nh ng ngu n th i chính góp ph n gây ô nhi m ộ ữ ồ ả ầ ễnguồn nước sông Cầu, đặc biệt là khu vực hạ lưu sông từ thành phố Thái Nguyên

Hầu hế nước thả đô thị chưa được xử lý trước khi xả ải vào sông Cầu do ạ ầt i th h t ng

v x ề ử lý nước thải trong khu vực còn nhiều hạn chế Là một trong ba lưu vực sông liên tỉnh Viở ệt Nam được xếp vào điểm nóng v ô nhiề ễm môi trường nước và được

Th ủ tướng Chính phủ ra quyế ịt đ nh phê duyệ ềt đ án tổng thể ảo vệ môi trườ b ng lưu

vực sông ch nh v, í ì th ế chất lượng nước sông Cầu nhận được nhiều sự quan tâm giám

sát từ các cơ quan quản lý cấp bộ, ng nh, địa phương và à c cả ộng đồng nghiên cứu khoa học Tuy nhiên hiện nay chưa có nghiên cứu nào thực hi n khệ ảo sát và đánh giá

dư lượng PPCPs trong nguồn nước sông C u Chíầ nh vì vậy nghiên c u này t p trung ứ ậ

đánh giá hiện tr ng m t s ạ ộ ốPPCPsđiển hình trong nước/tr m t ch Sông Cầ í ầu đ a ph n ị ậThái Nguyên

xii

1) Thu thập các thông tin dữ ệu hiện có, các công trình nghiên cứu đã công bố li

v ề hiện trạng mức đ ô nhiễộ m PPCPs trong nguồn nước

Luận án tiến hành thu thập những dữ ệu hiện có, những kết quả nghiên cứu đã licông b , nh ng d ố ữ ự án đã được thực hi n nhệ ằm có được những đánh giá tổng quát và chi ti t nh t vế ấ ề ứ m c đ ộô nhiễm cũng như những tác động và r i ro củ ủa PPCPs tới môi trường nước

2) Đánh giá sơ bộ ô nhiễm PPCPs đồng thời xác định các chất PPCPs điển hình trong Sông Cầu

Luận án tiến hành khảo sát và lấy mẫu nhằm đánh giá sơ b m c đ ô nhi m c a ộ ứ ộ ễ ủcác nhóm chất PPCPs trên sông Cầu Vị trí lấy mẫu dọc Sông Cầu từ ắc Cạn, xuố B ng Thái Nguyên, B c Ninh và Hắ ải Dương Sau khi rà soát các PPCPs có mặt ở Sông Cầu,

Luận án tiếp tục sàng lọc nhằm xác đ nh mộ ố PPCPs điển hình dựa trên các yế ốị t s u t

Luận án tiến hành khảo sát và lấy mẫu nhằm đánh giá mức độ ô nhi m cễ ủa PPCPs trên sông C u V trí l y mầ ị ấ ẫu được lựa chọn d a trên nguyên tự ắc là đánh giá đượ ực s ảnh hưởng t ừcác dòng nhánh nằm dọc theo sông đến nồng độPPCPstrong nước và

trầm tích Ngoài ra, mẫu cũng sẽ được lấy theo 2 mùa là mùa khô và mùa mưa, các

yếu tố ảnh hưởng khác như tốc đ dòng chảy, độộ sâu, cũng sẽ được xem xét khi

lựa chọ địa điểm lấy mẫ Bên cạnh đó, luận án đã bướn u c đầu xác định tải lượng ô nhiễm các PPCPs đổ vào Sông Cầu (TP Thái Nguyên)

5) Đánh giá sự phân b c a PPCPs ố ủ điển hình trong nước và tr m tích ầ

S tự ồn tại của các hợp chấ PPCPs trong nướt c và tr m tích ph thuầ ụ ộc vào sự phân

b trố ầm tích nước Sự phân bố này thường phức tạp và phụ- thuộc vào các đặc điểm hóa lý của các hợp chất PPCPs các đ c tính , ặ hóa lý của nước và tr m tích Sầ ự phân

xiii

b cố ủa PPCPs trong nước và trầm tích có vai trò quan trọng trong việc hiểu b ết cơ i

chế ậ v n chuy n và biể ến đổ ủi c a các hợp chất này trong môi trường

6) Đánh giá rủi ro môi trường do sự ồn tại củ t a PPCPs điển hình đ n chất ếlượng môi trường và con người

Đánh giá rủi ro môi trường nh m xác đằ ịnh các thông tin cơ bản v các r i ro gây ề ủ

ra tại một địa điểm là sự ệ hi n di n ch t ô nhi m trong khu v c và khệ ấ ễ ự ả năng tác động,

kiểu tác động của các chất ô nhiễm đến môi trường và con người Kết quả đánh giá

r i ro môi ủ trường do s hi n di n cự ệ ệ ủa PPCPs trong nước và trầm tích là cơ sở để đưa

ra các quyết định ki m soát và qu n lý nhể ả ằm ngăn ngừa, gi m thi u và lo i tr các ả ể ạ ừtác động có h i c a các h p chạ ủ ợ ất này trong tương lai

4 Đối tượng và phạm vi nghiên c u ứ

a Đối tượng: 56 hợp chất PPCPs bao gồm 30 chất thu c nhóm thu c kháng sinh, ộ ố

12 ch t thu c nhóm thu c giấ ộ ố ảm đau, 4 chất thu c nhóm thu c chộ ố ống động kinh,

4 ch t thu c nhóm thu c giãn m ch máu và 6 ch t thu c nhóm các PPCPs khác ấ ộ ộ ạ ấ ộtrong nước và tr m tích ầ

b Phạm vi: sông C u – Thái Nguyên ầ

5 Phương pháp nghiên c u ứ

- Phương pháp lấy mẫu, đo đạc tại hiện trường: thực hiện việc lấy mẫu nước, trầm tích m t, c t tr m tích theo các tiêu chu n hi n hành Tiặ ộ ầ ẩ ệ ến hành đo nhanh mộ ố t sthông số chất lượng nướ ạc t i hiện trường bao g m nhi t đ ồ ệ ộ nước, pH, DO, độ ẫ d n

đ ệi n, t ng ch t r n hòa tan (TDS), th ôxi hóa kh ; ổ ấ ắ ế ử

- Phương ph p phân tích ạ phòng thí nghiệá t i m: M u ẫ nước và trầm tích sau khi vận chuyển về phòng thí nghiệm được chi t tách và làm giàu các h p ch t PPCPs b ng ế ợ ấ ằcác kỹ thuật phù hợp như chiết pha r n (SPE) đắ ố ới v i mẫu nước và chi t dung môi ếnhanh (ASE) với m u trẫ ầm tích t phòng thí nghiại ệm D ch chiị ết được định tính

và định lượng các PPCPs b ng thi t b s c ký l ng ghép n i kh i ph hai l n; ằ ế ị ắ ỏ ố ố ổ ầ

- Phương pháp phân tích, đánh giá và so sánh: các kết quả phân tích định lượng được so sánh, đánh giá theo phân bố ờ th i gian, không gian trong khu v c nghiên ự

cứu đồng thời so sánh đánh giá với các nghiên cứu liên quan đã được công bốtrong và ngoài nước

xiv

- Phương ph p hồi cứu t i liệu: Thu thập dữ ệu l m cơ sởá à li à so sánh đánh gi ; k á ế

thừa c c phương ph p đ nh gi ủi ro môi trường đ được giới nghiên cứu công á á á á r ã

nh n; ậ

- Phương pháp phân tích ống kê: Đth ánh giá tin c y cđộ ậ ủa ố ệs li u thu th p t thậ ừ ực nghi m; s dệ ử ụng phân t ch hồi quy đểí xác định mối tương quan sự phân bố ủa cPPCPs trong nước và tr m tích ầ

6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

a Ý nghĩa khoa học

- Đưa ra quy trình phân tích đồng thờ 04 PPCPs gồi m sulfamethoxazole, ciprofloxacin, carbamazepine và caffeine trong mẫu nư c và trầm tích m cơ sởớ là

để xây d ng quy trình phân t ch cự í ác PPCPs khác và tiế ớn t i xây d ng tiêu chu n ự ẩ

v ề quy trình/phương pháp phân tích PPCPs phù hợp với điều ki n Vi t Nam ệ ệ

- Xác định được hệ ố phân bố s thực nghiệm của PPCPs trong nước và trầm tích sông Cầu là cơ sở cho việc đánh giá phân bố các PPCPs nghiên cứu trong nước

và tr m tích ầ

b Ý nghĩa thực ti n ễ

- Hình thành cơ sở ữ ệu ban đầu về ô nhiễm PPCPs trong nguồn nước sông Cầu d liđóng góp vào cơ sở ữ ệ d li u ô nhi m PPCPs trong nguễ ồn nướ ạc t i Vi t Nam giúp ệđịnh hướng ho t đ ng ki m soát các ngu n ô nhiạ ộ ể ồ ễm cũng như đưa ra những khuy n cáế o phù h p trong viợ ệc sử ụ d ng nguồn nước sông C u ầ

7 Những điểm mới của luận án

(1) B s liộ ố ệu về ự ện diệ s hi n của PPCPs trong nước và trầm tích sông Cầu làm

cơ sở cho việc đánh giá mức đ nhi m b n c a PPCPs trong nguộ ễ ẩ ủ ồn nước sông C u, ầđánh giá sự phân b cố ủa PPCPs trong nước và tr m tích ầ

(2) Ước tính được h s phân b pha th c nghi m giệ ố ố ự ệ ữa nước và tr m tích m t cầ ặ ủa

một số PPCPs trong nguồn nước sông Cầu Đây là thông tin quan trọng trong việc quan trắc và phân tích các chất PPCPs trong nguồn nước, giúp d báo mự ức đ lan ộtruy n ô nhi m theo dòng ch y ề ễ ả Ước tính được tải lượng ô nhiễm PPCPs điển hình

hoạt động nông nghiệp Ch ng vẫn còn hoạt tính sinh học sau khi ra khỏi cơ thểú và xâm nh p vậ ào môi trường theo nhiều con đường kh c nhauá (xem Hình 1.1) Sự ện hi

di n c a chúng trong các h sinh thái ệ ủ ệ làm gia tăng ữnh ng lo ng i v ạ ề hiểm ho ạ đe dọa đến môi trường n c và s c khướ ứ ỏe con người

Hình 1 1 Sự di chuy n cể ủa PPCPs trong môi trường [18] EN

Dược ph m là các s n ph m hóa chẩ ả ẩ ất được s dử ụng để chẩn đoán, điều tr , ch a ị ữ

b nh, ho c phòng ngệ ặ ừa bệnh t t cho c ậ ả người và động v t, g m c ậ ồ ả các loại thuốc bất

h p pháp [19] Các lo i thuợ ạ ốc thường được bào chế ớ v i ho t tính sinh h c ạ ọ cao để đạ t được hi u qu ệ ả trong điều trị Do đó, chúng có kh ả năng đặc bi t ệ ảnh hưởng đến các chức năng sinh hóa và sinh lý của các hệ ố th ng sinh h c ọ Dược phẩm có th ể được đ c ặtrưng hoặc phân lo i d a trên c u trúc hóa h c, tác d ng c a chúng (tạ ự ấ ọ ụ ủ ức là phương

thức hoạ ột đ ng), hoặc việc sử ụng chúng (tức là mục đích điều trị) Theo chức năng dđiều tr chúng bao g m thuị ồ ốc kháng sinh (dùng cho người và thú y), thu c n i ti t t , ố ộ ế ố

phẩm như m phỹ ẩm, đồ ệ sinh cá nhân và nước hoa v [19], chẳng hạn như phụ gia

tắm, dầu gội, thuốc bổ tóc, s n phả ẩm chăm sóc da, thuốc xịt tóc , kem dưỡng da, thu c ốnhuộm tóc, sản phẩm vệ sinh răng miệng, xà phòng, kem chống nắng, nước hoa, thuốc cạo râu, v.v [21] Các sản phẩm chăm sóc cá nhân được xác đ nh trong các ị

mẫu môi trường chủ ếu có thể được phân loại thành ba nhóm do chức năng của ychúng, đó là chất kh trùng, x ử ạ hương (tổng h p) và ch t ch ng n ng [19, 21] ợ ấ ố ắ

Gần đây các h t vi nhựạ a đư c thêm vào trong một số ản phẩm chăm sóc cá nhân ợ snhư kem đánh răng, chấ ẩt t y da ch t, d u g i, s a t m… b i kh ế ầ ộ ữ ắ ở ả năng làm sạch b i ụbẩn và chất nhờn trên da của chúng Sau khi đượ ửc s dụng, hạt vi nhựa hầu như không

b chuyị ển hóa ại các hệ ống xử lý nước thải, và theo dòng thải đổ ra sông hồ t th và

bi n Chúng có kh ể ả năng hấp ph ụ các chất chất độc hữu cơ kỵ nước Các hạt vi nhựa này theo chu i thỗ ức ăn đi vào cơ thể các loài sinh v t trong nguậ ồn nước Do đó, các sinh v t th y sinh không nh ng chậ ủ ữ ịu nguy cơ tích lũy các hạt vi nh a mà còn có nguy ự

cơ tăng khả năng tích tụ các ch t đ c hấ ộ ữu cơ thông qua chuỗi th c ăn c a các h sinh ứ ủ ệthái [22]

S ố lượng PPCPs lên tới hàng nhiều nghìn chất và ngày càng gia tăng cùng vớ ựi s phát triển ngành hóa dược [6, 20] Phân loại PPCPs được th hi n trong Bể ệ ảng 1.1

Erythromycin Norfloxacin

3

Phân Lo i ạ Nhóm chất Hợp chất đại diện

Nội tiết tố (Hormones)

Ethinylestradiol (EE2) Thuốc giảm đau và chống viêm

(Analgesics and inflammatory drugs)

anti-Diclofenac Ibuprofen Acetaminophen Acetylsalicylic acid Thuốc chống động kinh

(Antiepileptic drugs)

Carbamazepine (CBM) Primidone

Thuốc chống mỡ máu (Blood lipid regulators)

Clofibrate Gemfibrozil Chất kích thích (Stimulants) Caffeine (CAF) Chống loạn nhịp tim

(Antiarrhythmic)

Metoprolol Propanolol Thuốc chống u

(Cytostatic drugs)

Ifosfamide Cyclophosphamide Sản phẩm chăm sóc

s c kh e ứ ỏ

(Personal Care

Products)

Chất kháng khuẩn / Chất khử trùng

(Antimicrobial agents/Disinfectants)

Triclosan Triclocarban

Xạ hương / nước hoa tổng hợp (Synthetic musks/Fragrances)

Galaxolide (HHCB) Toxalide (AHTN)

Thuốc đuổi côn trùng (Insect repellants)

N,N-diethyl-m-toluamide (DEET)

Chất bảo quản (Preservatives)

Parabens hydroxybenzoates)

(alkyl-p-Kem chống tia cực tím (Sunscreen UV filters) 2-ethyl-hexyl-4-trimethoxycinnamate

(EHMC) 4-methyl-benzilidine-camphor (4MBC) 1.1.2 Đặc tính c a PPCPs ủ

a Đặc tính hóa lý

Công th c hóa h c, khứ ọ ối lượng phân t ử và các đặc trưng hóa lý gồm độ tan, KOW,

Kd, KOC và pKa của các PPCPs điển hình được th hi n trong B ng 1.2 ể ệ ả

B ng 1 2 Tính ch t lý hóa cả ấ ủa một số PPCPs điển hình [23, 24]

PPCPs CAS No MW

g/mol

Công th ức hóa h c ọ

Độ tan mg/L

Log KOW

pKa H s ệ ố phân bố

Pha rắn Kd

(L/k Lincomycin 154 21 - -2 406,5 C18H34N2O6S 927 0,56

SMX 723 46 - -6 253,3 C10H11N3O3S 610 0,89 1,85 - 5,6

Griseofulvin 126-07-8 352,8 C17 H17ClO6 8,64 2,18

Trimethoprim 738 70 - -5 290,3 C14H18N4O3 400 0,91 3,23- 6,76 Bùn 76 2_quinoxalinecarb

Roxithromycin 80214 83 - -1 837,0 C41H76N2O15 2,75 9,17

Sulfamerazine 127-79-7 264,31 C11H12N4O2S 202 0,14

Tylosin 1401 69 - -0 916,1 C46H77NO17 5 1,63 7,73 Bùn cát 8,3–1 Sulfadimidine 57 67 - -0 214,2 C7H10N4O 2S 2200 1,22 11,3

Erythromycin-H2O 23893 13 - -2 715,9 C37H65NO12

PPCPs CAS No MW

g/mol

Công th ức hóa h c ọ

Độ tan mg/L

Log KOW

Sét/ cát 1147

237

CIP 85721 33 - -1 331,3 C17H18FN3O3 30,000 0,4 3,01

6,14 Bùn cát 42Erythromycin 114-07-8 733,9 C37H67NO13 2000 3,06 8,9

Diclofenac 15 307 86 296,15 - -5 C14H11Cl2NO2 2,37 4,15 4,51 Bùn kỵ

khí

18,2 151 Mefenamic_acid 61- -7 68 241,29 C15H15NO2 20 4,29 3,90 Bùn cống 1891

8 Acetaminophen 103- -2 90 151,16 C8H9NO2 14,000 0,46 9,38

Antipyrine 60-80-0 188,23 C11H12N2O 51900 0,38 1,4

Isopropylantipyrine 479-92-5 230,31 C14H18N2O 300000

0 1,94 Indomethacin 53- -1 86 357,79 C19H16ClNO4 0,937 4,27 4,50 Bùn 214 Crotamiton

PPCPs CAS No MW

g/mol

Công th ức hóa h c ọ

Độ tan mg/L

Log KOW

44-2 21-

Propranolol 525- -666 259,34 C16H21NO2 70 2,6 9,49

16,3199 Atenolol 29 122 68 266,34 - -7 C14H22N2O3 13,500 9,2 1,71 Bùn đô thị 0,2 Primidone 125-33-7 218,25 C12H14N2O2 500 0,91

-CBM 298- -4 46 236,27 C15H12N 2O 17,66 13,9 2,45 Bùn đô thị 25,5 Bezafibrate 41 859 67 361,82 - -0 C19H20ClNO4 16 3,61 4,25

7

b Tính b n v ng ề ữ

Các đặc tính hóa lý c a nhi u PPCPs cho th y ch ng không dủ ề ấ ú ễ dàng b lo i b ị ạ ỏ

bởi các quy trình xử lý nước thông thường, chính vì thế chúng hiện diệ trong nước n

m t, ặ nước uống [25] Việc không th lo i b hoàn toàn PPCPs kh i ể ạ ỏ ỏ nước th i t i ả ạ các nhà máy xử lý nước th i dả ẫn đ n sự có mặt của chúng trong nguồn nước gây nguy cơ ế

ti m ề ẩn đối với các sinh vật thủy sinh và sức khỏe cộng đồng Bằng chứng từ các nghiên c u giám sát là PPCPứ s đã tìm thấy đường xâm nhập vào môi trường nước và

ph bi n ổ ế ở khắp nơi [26] Việc sử ụ d ng rộng rãi PPCP trên toàn c u, cùng v i ss ầ ớ ự gia tăng ngày càng nhiều các loại dược ph m m i ra th ẩ ớ ị trường đang góp phần đáng kểvào s hi n diự ệ ện môi trường của các hóa chất này và các chất chuy n hóa (d ng ho t ể ạ ạ

động) của chúng trong môi trường nước [21] Hơn nữa, m c dù không ph i t t c ặ ả ấ ảPPCPs đều tồn tại lâu dài nhưng việc sử ụng và thải và môi trườ d o ng liên tục khi n ếnhiều người lầm tưởng là PPCPs không bị phân hủ yngay cả khi bị tác động bởi các quá trình môi trường như phân hủy sinh h c, phân h y quang h c và h p ph vào pha ọ ủ ọ ấ ụ

chấ ắn lơ lửng trong nướt r c, tr m tí Do đó, các dượầ ch c ph m có th hoẩ ể ạt động như các hợp ch t khó phân hấ ủy do chúng được liên t c th i ụ ả vào môi trường [27] D Löffler,

J Römbke [28] đã phân loại 10 dược phẩm và các chất chuy n hóaể của chúng thành các hợp chất có độ ề b n th p, trung bình và cao theo th i gian phân tán c a chúng ấ ờ ủ(Dissipation times - DT) trong mẫu nước / trầm tích Paracetamol, Ibuprofen, 2- hyroxyibuprofen và CBM-diol được phân loại là có đ bộ ền th p (DTấ 50= 3,1 7 ngày), -Oxazepam , Iopromide và Ivermectin được coi là t n t i m c độ ừồ ạ ở ứ v a ph i (DTả 50 = 15-54 ngày) trong khi Clofibric acid, Diazepam, CBM được đánh giá là có độ b n ềcao (DT50= 119 328 ngày) - [28] Một nghiên cứu gần đây hơn đã chứng minh thuốc

giải lo âu (Oxazepam) có khả năng tồ ạn t i kéo dài trong các h ồ nước ng t do đ u vào ọ ầtrong quá kh và dân s ứ ố đô thị ngày càng tăng [29]

c Độc tính

Một mối quan tâm chính được nêu ra b i s hiở ự ện diện của PPCP trong môi trường s nước là các h p ch t này có kh ợ ấ ả năng can thiệp vào h th ng n i ti t t ệ ố ộ ế ừ đó ạt o ra các tác động không mong mu n ho c phá v cân b ng n i ti t T chứố ặ ỡ ằ ộ ế ổ c Y t Th gi i ế ế ớ(WHO) đã định nghĩa các chất gây r i lo n n i ti t (Endocrine Disrupter - ED) là ố ạ ộ ế

“chất hoặc hỗn hợp ngoại sinh làm thay đổi (các) chức năng của hệ thống nội tiết và

8

do đó gây ra các ảnh hưởng xấu đến s c kh e m t sinh v t, th h con cháu ho c ứ ỏ ở ộ ậ ế ệ ặ

quần thể ph cụ ủa n ED bao gồm một nhóm lớn các chất hóa học từ ự nhiên (ví dụ ó” t như mycotoxin và phytoestrogen) và nguồn g c t ng h p (ví d ố ổ ợ ụ như diethylstilbesterol và Bisphenol A) trong nhi u lo i s n ph m tiêu dùng ề ạ ả ẩ [30] Dược

ph m gây r i lo n n i ti t bao g m hormone sinh dẩ ố ạ ộ ế ồ ục, glucocorticoid, hormone tăng trưởng thú y và m t s ộ ố dược chất không steroid Hơn nữa, độc tính phát sinh t h n ừ ỗhợp phức tạp của PPCPs nở ồng độ thấp có th dể ẫn đế tác độn ng cộng hưở Điềng u này có nghĩa là mặc dù t ng ừ PPCP có th có s n ns ể ẵ ở ồng độ ấ th p mà không gây ra các tác dụng độc hại khi tác động đơn lẻ nhưn; g h n hợp PPCPs ỗ có nguy cơ gây nên các tác động b t l i đ n h ấ ợ ế ệsinh thái Nghiên c u c a ứ ủ M Cleuvers [31]đã chỉ ra r ng ằthuốc chống động kinh CBM và thuốc hạ lipid máu acid clofibric (cả hai thuộc các - nhóm điều tr khác nhau) thị ể ệ hi n tác dụng tiêu cực đố ới v i Daphnia magna (mộ oài t lgiáp xác nhỏ) mạnh hơn nhiều so v i các h p chớ ợ ất đơn lẻ ở cùng nồng độ K.L Thorpe, T.H Hutchinson [32] cũng tiế ộ ằt l r ng hiệ ứu ng h n h p c a estradiol (E2) và 4ỗ ợ ủ -tert-nonylphenol có th t o ra ph n ngể ạ ả ứ c ng ộ hưởng và t o ra vitellogenin ạ ở cá hồi Nhìn chung, độc tính của PPCPs trong môi trường nước vượt ra ngoài các tác động cấp tính được quan sát khi đạt ho c vượặ t quá nồng độ điều tr mong mu n (therị ố apeutic level) Các nghiên cứu gần đây đã chỉ ra độc tính của PPCPs thay đ i tùy thuộc vào ổsinh v t ti p xúc, th i gian ti p xúc, nậ ế ờ ế ồng độ chất gây ô nhiễm và giai đoạ phát triển n

của sinh vật tại thời điểm tiếp xúc ới PPCPs Bên cạnh đó v , các tác đ ng của phơi ộnhiễm mức vết mãn tính (chronic trace level exposure)- , đặc bi t là m t s giai đoạn ệ ở ộ ốphát tri n nh y c m nhể ạ ả ấ ịt đ nh, ch yếu quan sát đượủ c nhi u hơn ở các sinh v t không ề ậ

ph i m c tiêu b ả ụ ị phơi nhiễ so vớm i các sinh v t b ậ ị phơi nhiễm li u cao c p tính [33] ề ấ

Do nhiều PPCPs được ả vào môi trườth i ng liên tục nên nồng độ chất chuy n hóa có ể

th ể cao hơn nồng độ ủa các hợp chất gố c c Ví d , mụ ột số chất chuy n hóa acetyl hóa ể

của kháng sinh (như N4 acetylsulfapyridine) được phát hiện là ồng độ cao hơn và - nđộc hơn hợp ch t g c (sulfapyridine) trong t o [34] Ngoài ra, s hi n di n c a các ấ ố ả ự ệ ệ ủtác nhân dược hoạt động trong các điều ki n không mong muệ ốn trong môi trường nước có th ể làm thay đổi các đặc tính độc h c cọ ủa chúng Để minh họa, các sản phẩm phân h y quang củ ủa naproxen được báo cáo là có nhiều tác động độc hại hơn so với

hợp chất gốc trên tảo, luân trùng và động vật giáp xác [35] Các hợp chất dược phẩm

9

có tính axit có thể gây ra các ph n ả ứng độc học khác nhau ở các mức pH khác nhau

ở các sinh v t không ph i m c tiêu ti p xúc [36] và các kim lo i tích t trong màng ậ ả ụ ế ạ ụsinh học sông được chứng minh là làm tăng độc tính của một số chất gây ô nhiễm kháng sinh (fluoroquinolones và tetracycline) [37]

1.1.3 n xu t và sSả ấ ử ụ d ng PPCPs

Năm 2017, doanh số bán dược ph m toàn c u là 996 t ẩ ầ ỷ đô la (cao hơn gần 30 t ỷ

đô la so với con s 968 t ố ỷ đô la được công b ố vào năm 2016) [38] T l ỉ ệ tăng trưởng

kép trong ng nh dược phẩm là à 2,3% trong giai đoạn 2010 đến 2018 và được dự báo

là tăng lên 6 9% trong 6 năm tiếp theo (2019 đế, n 2024) Doanh s bán hàng toàn c u ố ầ

d ki n s lự ế ẽ ần đầu tiên vượt quá hàng nghìn t đô la vào năm 2021ỷ -2022 v t doanh à đạthu 1.180 tỷ đô la v o năm 2024 à [39] Cho đến nay, Hoa Kỳ ẫ v n là thị trường dược

phẩm lớn nhất (453 tỷ USD năm 2017), tiếp theo là các thị trường mới nổi (216 tỷUSD năm 2017, bao g m Trung Qu c, Nga, Brazil và n Đ ), Châu Âu (214 t USD ồ ố Ấ ộ ỷnăm 2017) và sau đó là các thị trường các nước phát tri n (112 t đô la vào năm 2017, ể ỷbao g m Nh t B n, Canada và Úc) ồ ậ ả

Việt Nam là một trong những thị trường tăng trưởng cao nhất ở châu Á đối với các sản phẩm dược phẩm trong giai đoạn 2011 2015 và d– ự ế ki n s gi ẽ ữ được tốc đ ộnày trong 20 năm tới Giá tr th trườị ị ng toàn ngành dượ năm 2015 đạc t kho ng 4,2 t ả ỷUSD, dự ki n đạế t 10 t ỷ USD vào năm 2020 Theo BMI (Business Monitor International), Việt Nam đứng thứ 13/175 quốc gia về các thị trường toàn cầu tăng trưởng nhanh nh t v chi tiêu cho thuấ ề ốc vào năm 2013 Tổng chi cho y t chi m 5% ế ếGDP năm 1990, tăng lên hơn 7% vào năm 2014, cao hơn hầu h t các nước đang phát ếtriển khác ở châu Á [40] Tăng trưởng chi tiêu thuốc bình quân đầu người liên tục và

ổn định Chi tiêu thuốc bình quân trên đầu người là 9,85 USD vào năm 2005 và 22,25

USD vào năm 2010 và lên đến 44 USD vào năm 2015 [40] Tốc độ tăng trưởng bình quân đạt 17,7% / năm từ 2005 đến 2010 và 14,6% trong giai đoạn 2010 n 2015 đế

Gi s ả ử chi duy trì tốc đ tăng trưởng ít nhất 14% / năm đến năm 2025, ước tính chi ộtiêu thuốc bình quân đầu người sẽ tăng gấp đôi lên 85 USD vào năm 2020 và tăng

g p b n lấ ố ần lên 163 USD vào năm 2025 (Hình 1.2)

s dử ụng thuốc cần thông báo ngay cho cơ sở y tế ần nhất, người kê đơn thuốc hoặc gngười bán l thu c bi t đ có bi n pháp x lý k p thẻ ố ế ể ệ ử ị ời; Người kê đơn thuốc, ch cơ ủ

s ở bán lẻ thuốc có trách nhiệm thông báo với cơ quan y tế có thẩm quyền về những

dấu hiệu không bình thường của người sử ụng thuốc Người kê đơn phải chịu trách dnhiệm về đơn thuốc đã kê Thuốc kê đơn không được quảng cáo cho công chúng dưới

mọi hình thức Mặc dù vậy, hầu hết các hiệu thuốc vẫn bán thuốc không đơn một cách tự do mà không ph i ch u b t k hình ph t nào Lý do d n đ n tình tr ng này có ả ị ấ ỳ ạ ẫ ế ạ

th ể là vì cho đến nay, vẫn chưa có các ch tài cụ ể áp dụng đối vớế th i các cơ sở kinh doanh dược ph m không tuân th ẩ ủ theo qui định [41]

Quy chế Kê đơn thuốc trong điều tr ngoại trú (ban hành kèm theo Quyết đinh ị

s ố 04/2008/QĐ BYT ngày 1 tháng 2 năm 2008 của Bộ trưởng Bộ Y tế :“Quy đị- nh

11

thuốc phải kê đơn: Theo quy định tại Danh mục thuốc phải kê đơn do Bộ Y tế ban hành”; điều kiện đố ới người kê đơn thuối v c phải là người có bằng đạ ọc y đang i hlàm việc tại cơ s ởkhám chữa bệnh h p pháp hoợ ặc đối với các tỉnh vùng sâu vùng xa

Y sĩ có thể được ch nh thay th bác sỉ đị ế ỹ Đáng chú ý là, trong qui chế này cũng qui

định v viề ệc không được kê đơn theo yêu c u không h p lý cầ ợ ủa người bệnh Đơn thuốc có giá trị mua thuốc trong thời hạn 05 ngày kể ừ ngày kê đơn và được mua tại t

tất cả các cơ sở bán thuốc hợp pháp trong cả nước Tuy nhiên việc kê đơn tùy tiện

v n diẫ ễn ra thường xuyên, không th kiể ểm soát [41]

Quyết định 5631/QĐ BYT ngày 31/12/2020 của Bộ trưởng Bộ Y tế ề- v việc ban hành tài liệu “ Hướng d n thẫ ực hiện qu n lý sả ử ụ d ng kháng sinh trong b nh việ ện Quyết định 2625/QĐ-BNN-TY năm 2017 Kế hoạch hành động quốc gia về

quản lý sử ụng kháng sinh và phòng chống kháng kháng sinh trong sản xuất chăn dnuôi và nuôi tr ng thồ ủy sản

th i b nh viả ệ ện, nước thải các cơ sở ả s n xuất dược ph m ẩ

- Đố ới các PPCPs hế ại v t h n s d ng, theo ử ụ quy định hi n t i c a WHO, tùy thuệ ạ ủ ộc vào độc tính và hóa tính s ẽ được th c hiự ện các bước x lý phù hử ợp như: 1) hoàn lại nhà s n xu t; 2) chôn l p (áp d ng v i chả ấ ấ ụ ớ ất không có độc tính, khuy n khích viế ệc đóng gói hoặc vô cơ hóa trước khi chôn l p), 3) X theo ấ ả dòng nước thải (đố ới v i các PPCPs dạng lỏng không độc như xi-rô, d ch truyị ền tĩnh mạch, ), 4) Oxy hóa nhi t ệ ởnhiệt độ ấp (áp dụng cho việc xử lý bao bì đựng PPCPs không chứa PVC), và 5) thOxy hóa nhi t nhiệ ở ệt độ cao (1200oC) (áp d ng vụ ới các PPCPs có tính độc hại)

- Đố ới v i dư lượng PPCPs, Liên minh Châu Âu (EU), Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa K (US EPA) và Trung Quỳ ốc đã công nhận và phát triển danh sách các chất PPCPs gây ô nhiễm ưu tiên và xây dựng tiêu chí chất lượng nước dựa trên chúng Hoạt động này d a trên viự ệc thường xuyên theo dõi và đánh giá rủi ro môi trường c a ủcác PPCPs được phát hi n các nhà máy x ệ ở ử lý nước th i Danh sách 129 ch t gây ô ả ấ

12

nhiễm ưu tiên đã được EPA Hoa K xây d ng d a trên s xu t hi n c a chúng trong ỳ ự ự ự ấ ệ ủcác vùng nước, độ ổ đị n nh, c u trúc, thành ph n, tính ch t nguy hi m và các tiêu ấ ầ ấ ểchuẩn hóa học hiện có cho các nghiên cứu phân tích được ch p nh n là m t danh sách ấ ậ ộtoàn diện đối với nhi u lo i hóa chề ạ ất có trong nước thải và nước mưa chảy tràn có

th ể là mối đe dọa đố ới v i nguồn nước ti p nh n Ch th Khung v Nư c cế ậ ỉ ị ề ớ ủa EU đã đưa ra danh sách 33 chất ưu tiên trong bố ải c nh chính sách v ề nước theo Ch th ỉ ị2000/0/EC [42] Chỉ ị Khung về Nước của Liên minh Châu Âu cập nhậ th t cơ sở d ữ

liệu về các chất gây ô nhiễm mới nổi đư c xác đợ ịnh 4 năm một lần, bao gồm một sốhóa ch t có nguấ ồn gốc từ PPCP [43]

T ừ các danh mục các PPCPs được ưu tiên theo dõi đó, các nước này phát tri n các ểcông nghệ ỗ ợ h tr các trạm xử lý nước th i hi n hành có khả ệ ả năng mở ộ r ng xử lý dư lượng PPCPs xuống ngưỡng an toàn theo khung quy định Các d ng công ngh có ạ ệ

th ể được áp dụng bao gồm: hấp phụ ật lý, hấp phụ sinh học, tách màng, oxy hóa, xử v

lý sinh học bằng bùn hoạt tính, và các quá trình điện hóa

1.1.4.3 Xử lý dư lượng PPCPs trong môi trường

Với tính chất nghiêm trọng của sự xuất hiện PPCPs trong môi trường, rất nhiều công nghệ ử x lý nước thải đã được phát triển để giải quyết vấn đ ề nêu trên Các phương pháp xử lý có thể được phân lo i thành công nghạ ệ truyền th ng và công nghố ệ nâng cao

a Các công ngh truy n th ng ệ ề ố

B lể ọc sinh học: là phương pháp lọc mà nư c thải sẽ được chảy qua lớớ p vật liệu

lọc rắn và được bao bọc bởi vi sinh vật đã được sinh trưởng và phát tri n trên b mể ề ặt

vật liệu lọc Nó được sử ụ d ng rộng rãi trong các nhà máy xử lý nước thả ểi đ x ử lý và

giảm BOD, COD Trên cơ sở hoạt động độc lập, chúng cho thấy hiệu quả loại bỏtrung bình t đạ 70% chỉ đố ớ ất ít PPCPS i v i r [43] Một cách tiếp cận hiện đại hơn khi

lò phản ứng màng sinh h c di chuyọ ển trên giường cho th y hi u qu ấ ệ ả cao có chọn lọc

với một số loại dược ph m t 80% đếẩ ừ n 94% trong khi báo cáo 0% -28% đố ới v i nh ng ữ

lo i khác [44] ạ

Quá trình x ử lý sinh h c hi u khí bọ ế ằng bùn ho t tính: là m t quá trình sinh hạ ộ ọc

nhằm sử ụng các vi sinh vật hiếu khí để d chuyển đổi các chất hữu cơ và một số chất

vô cơ từ nước th i vào kh i t bào Bùn hoả ố ế ạt tính sau đó được tách ra kh i ch t l ng ỏ ấ ỏ

13

bằng quá trình lắng Hiệu quả ử lý của công ng ệ bùn hoạt tính đạ x h t 30% -50% đối

v i m t s ớ ộ ố dược phẩm và 40% đối với m t s s n phộ ố ả ẩm chăm sóc cá nhân [43]

b Các quá trình x lý nâng cao ử

S dử ụng than hoạt tính: than hoạt tính được coi là một trong những chất hấp phụ

d a trên n n carbon t t nhự ề ố ất được sử ụ d ng trong x ử lý nước thải Nó được sử ụ d ng ở

c ả hai dạng là than hoạt tính dạng bột và than hoạt tính dạng hạt Nó đã chứng minh

t l lo i b là 95%-ỷ ệ ạ ỏ 97%, đặc biệt đố ới PPCP loại v i NSAID [45]

Hấp phụ sinh học: Tương tự như than hoạt tính sinh học, hấp thụ sinh học liên quan đến vi c c nh vi khu n trên chệ ố đị ẩ ất mang, sau đó đóng vai trò là vị trí h p ph ấ ụtrên c u trúc t bào sinh khấ ế ối, sau đó là quá trình phân hủy sinh h c Áp d ng nọ ụ ấm

th i tr ng s ng, b b t ho t b i natri azide, cho th y hi u qu lo i b m t s ố ắ ố ị ấ ạ ở ấ ệ ả ạ ỏ ộ ố chất độc

Ozon hóa: Việc sử ụng ozone để d loại bỏ PPCPs đã được nghiên cứu rộng rãi với các báo cáo về ệ hi u qu lo i b ả ạ ỏ hơn 90% Cơ chế cơ bản liên quan đến vi c sảệ n xu t ấcác gốc hydroxyl oxy hóa không ch n lọc để loọ ại bỏ các chất gây ô nhi m PPCP [43] ễ

1.1.5 Ngu n th i PPCPs vào nguồ ả ồn nước và các tác động c a chúng ủ

a Ngu n th i PPCPs vào nguồ ả ồn nước

Sau khi sử dụng, nhiều PPCPs xâm nhập vào môi trường thông qua các con đường khác nhau (Hình 1.3) Các nguồn th i chính c a PPCPs vào nguồn nướả ủ c bao gồm nước th i t các nhà máy x ả ừ ử lý nước th i ả đô thị (bao g m c b nh vi n) [21], nhà ồ ả ệ ệmáy s n xuả ất dược phẩm, các nhà máy x ử lý nước th i sinh hoả ạt và quá trình xâm

nhập củ nước rỉ rác từ các bãi chôn lấp rác thảa i th i Trong quá trình sử ụả d ng PPCPs cho các mục đích điều tr y tế, chúng đượị c bài ti t và th i vào h thống nướế ả ệ c th i ho c ả ặ

b t hoể ự ại và được thu gom về các cơ sở ử lý nước thải sinh hoạ PPCP thườ x t s ng

14

không được lo i b hoàn toàn trong các quy trình x lý n c thạ ỏ ử ướ ải thông thường, do

đó thường có th phát hiể ện được trong các ngu n ồ nước m t nặ ở ồng độ ừ ng/L đế t n μg/L [49] Ngoài ra m t s ở ộ ố nơi, nước th i có th ả ể đượ ử ụng để ớ ớc s d tư i v i bùn th i ả

đô thị để làm phân bón cho đấ t nông nghi p gây ra kh ệ ả năng xâm nhập vào ngu n ồnước thông qua dòng ch y t t nông nghi p [42] [50] M t ngu n khác c a PPCPs ả ừ đấ ệ ộ ồ ủ

đố ới môi trười v ng là thông qua quá trình s n xu t cả ấ ủa chúng khi nước th i t cơ s ả ừ ởsản xuất đi thẳng vào các tr m x ạ ử lý nước th i [49] Ví d , tả ụ ỷ l loệ ại bỏ các loại thu c ốchống viêm không steroid (như ibuprofen và diclofenac) trong các nhà máy x lý ửnước th i có th ả ể vượt 75%, nhưng CBM có tính ki m ch i về ế đố ới các phương pháp

x ử lý sinh học nên tỉ ệ l loại bỏ ất thấp; nhiều chất bị r loại bỏ trong các trạm xử lý nước thải như fluoroquinolon (70%) chủ ế y u là do b h p th mị ấ ụ ạnh vào bùn hơn là

do phân hủy sinh học [51] Các bùn th i này hiả ện đang được kh ếuy n khích t o thành ạcác sản ph m c i tạo đấ ữẩ ả t h u cơ, nên các PPCPs có thể ếp cận nướ ti c ng m thông qua ầ

việc rửa trôi từ đất và điều này có thể gây ra mối đe dọa đ i với nước uống Thuốc ốthú y được thải ra môi trường khi ch t thấ ải động v t tr ng thái r n ho c lậ ở ạ ắ ặ ỏng được rải xuống ruộng nông nghiệp làm phân bón Các loại thuốc thú y này cùng với các chất chuy n hóa c a chúng gây ô nhiể ủ ễm đất và có th xâm nh p vào chu i thể ậ ỗ ức ăn

Do đó, nước th i t nông nghi p có th xâm nh p vào nguả ừ ệ ể ậ ồn nước m t và th m vào ặ ấ

nước ngầm [52] Đối với các PPCPs là sản phẩm chăm sóc cá nhân, ầu hế h t chúng được th i qua ch t th i vòi hoa sen, b n tả ấ ả ồ ắm, bơi lội và r a ử Tương tự dược ph m, ẩchúng có th ể đi qua các nhà máy xử lý nước thải và đến môi trường [42] (Hình 1.3)

15

Hình 1 3 Các ngu n phát thồ ải PPCPs vào môi trường [42]

Các PPCPs được s dử ụng như là hormone và thuốc tr sâu thừ ải vào môi trường nước liên t c hoụ ặc gián đoạn Vi c x ệ ả nước th i ả chưa qua x lý ho c x lý không ử ặ ửhoàn toàn được xác định là ngu n chính cồ ủa PPCPs trong môi trường Các cơ sở ả s n xuất cũng có thể là nguồn th i ả PPCPs quan trọng tại địa phương ở các vùng nước m t ặlân cận, đặc bi t là ệ ở các nước thu nhập trung bình như Trung Quốc và Ấn Đ , nơi ộkhông có các quy định nghiêm ng t v thảặ ề i thuốc ra môi trường Hơn nữa, dòng ch y ả

đô thị và nông nghi p, rò r t b t ho i trong các s ki n bão ho c b ch a s c ệ ỉ ừ ể ự ạ ự ệ /lũ ặ ể ứ ự ố

h thệ ống đôi khi có thể ở thành nguồ tr n tiềm năng của PPCP trong nước tựs nhiên

b Tác động c a PPCPs trong nguủ ồn nước

(1) Tích lũy sinh học

Mặc dù PPCP được phát hiện trong môi trường nướs c v i nớ ồng độ tương đối th p ấ

và nhiều trong số chúng cùng vớ các chất chuyển hóa của chúng có hoạt tính sinh i

học và có thể tác động đến các sinh v t th y sinh không ph i m c tiêu M t s nghiên ậ ủ ả ụ ộ ố

cứu đã kiểm tra ảnh hưởng của PPCP đối vớs i các sinh v t phi mậ ục tiêu, đặc bi t là ệ

cá Sự tiếp xúc của cá vàng (Carassius auratus) với gemfibrozil trong nước ở nồng độphù hợp với môi trường trong 14 ngày dẫn đến hệ ố s tích lũy sinh h c trong huy t ọ ếtương là 113 [53] M t nghiên c u khác c a G Vernouillet, P Eullaffroy [54], cho ộ ứ ủ

16

thấy sự tích tụ sinh học của thuốc chống động kinh CBM bởi tảo (Pseudokirchneriella subcapitata) và giáp xác Thamnocephalus platyurus ới các yếu tố tích lũy sinh học ( ) v

lần lượt là 2,2 và 12,6 Hơn nữ J Wang and P.R Gardinali [55] đã báo cáo sự ấa h p

th ụ và làm lắng đọng dược ph m cẩ ủa cá muỗi (Gambusia holbrooki) trong nước Các

y u t ế ố tích lũy sinh học được đo đố ới v i CAF, diphenhydramine, diltrazem, CBM và ibuprofen lần lượt là 2, 0.16, 16.1, 4 và 28 Oxazepam được phát hiện ở ồng độ cao n

ở cá rô Âu v i h s ớ ệ ố tích lũy sinh học là 12 [56] B Du, S.P Haddad [57] c ng ti t ũ ế

l s ộ ự tích tụ fluoxetine trong ốc sên v i hớ ệ ố s tích lũy sinh học là 3000 S.R de Solla, È.A Gilroy [58] theo dõi 145 PPCPs traở i hoang dã và nuôi nhốt từ sông Grand, Ontario Bốn mươi ba dược ph m tẩ ừ các lớp khác nhau đã được phát hi n trong mô ệtrai, với các ệ ố tích lũyh s sinh học ằm trong khoản ng t 0,ừ 66 đối với metformin đến

32,022 đối với sertraline

Nhiều chất kháng sinh đã được phát hi n trong t o Thành ph n lipid c a t o cung ệ ả ầ ủ ả

cấp một điểm vào cho sự truyền dinh dưỡng mà tại đó các chất ô nhiễm hữu cơ ưa

mỡ có th xâm nh M t nghiên cể ập ộ ứu được th c hi n b i M.A Coogan, R.E Edziyie ự ệ ở[59] đã phát hiện sự hiện diện của hai chất kháng khuẩn được sử ụng rộng rãi d - triclocarban, triclosan cũng như chất chuy n hóa c a nó là methyl triclosan trong các ể ủ -

mẫu tảo được thu thập xung quanh nhà máy xử lý nước thải (WWTP) ở Texas Nồng

độ PPCPs m c tiêu trong các mụ ẫu nước thấp, dao động t (50 ÷ 200) ng/L, trong khi ừ

mức cao hơn (50 ÷ 400) ng/g trọng lượng tươi được phát hiện trong tảo H s tích ệ ốlũy sinh học của methyl-triclosan, triclosan và triclocarban có ết quả dao động tương k

ứng t (700 ÷ 1500), (900 ÷ 2100) và (1600 ÷ 2700) ừ

(2) Tính kháng kháng sinh các sinh v t th y sinh ở ậ ủ

Một mối quan tâm quan trọng khác liên quan đến sự hiện diện của các PPCPs kháng sinh trong môi trường là khả năng tạo ra các chủng kháng kháng sinh Việc sử

d ng r ng rãi kháng sinh trong y hụ ộ ọc và chăn nuôi gia súc là nguyên nhân chính làm

xuất hiện và lan ộng vi khuẩn kháng kháng sinh, trở thành mối đe dọ r a đ i v i vi c ố ớ ệphòng ngừa và điều trị ệ hi u quả các bệnh truy n nhi m do vi khu n gây b nh kháng ề ễ ẩ ệkháng sinh gây ra [60] Sáu loại kháng sinh (ciprofloxacin, tetracycline, ampicillin, trimethoprim, erythromycin và trimethoprim/sulphamethoxazole) được phát hi n ệtrong nước th i c a m t nhà máy x ả ủ ộ ử lý nước th i ả ở Úc đã làm tăng sức kháng kháng

17

sinh của 2 chủng vi khuẩn tự nhiên được tìm thấy trong ngu n ồ nước tiếp nhận [61] Các mối tương quan dương cũng đã được tìm th y gi a vi sinh v t kháng kháng sinh ấ ữ ậ

và sự ậ t p trung v t cế ủa các chất gây ô nhi m kháng sinh th y sễ ủ ản [62] Hơn nữa, sự

hiện diện của kháng sinh có thể có tác động bất lợi đối với các vi khuẩ ự nhiên có n t trong môi trường C th ụ ểJ Davies, G.B Spiegelman [63] cho th y r ng ngay c ấ ằ ả ở

nồng độ ức ch th p, kháng sinh v n cóế ấ ẫ th ể phát huy tác động sinh h c cọ ủa chúng đối

với các cộng đồng vi sinh vật tự nhiên bằng cách ảnh hưởng đến quá trình phiên mã

ở vi khu n (là quá trình t ng h p RNA t m ch khuôn c a gen Trong quá trình này, ẩ ổ ợ ừ ạ ủtrình t các Deoxyribonucleotide m ch khuôn c a gen)ự ở ạ ủ Một số nghiên cứu đã báo cáo các tác dụng ph i v i sinh v t th y sinh bao gụ đố ớ ậ ủ ồm: độc tính c a ciprofloxacin ủ

đố ớ ả ụi v i t o l c [64], độc tính c a axit oxolinic (m t ph gia thủ ộ ụ ức ăn thường đượ ửc s dụng trong các trang trại cá) đối với Daphnia magna, cũng như độc tính của kháng sinh h ọ fluoroquinolon (ciprofloxacin lomefloxacin, ofloxacin, levofloxacin, floxacin

và flumequine) trên năm sinh vật th y sinh, cynobacterium; Microcystis aeruginosa, ủbèo t m; Lemna nhấ ỏ, tảo l c; Pseudokirchneriella subcapitata, giáp xác; Daphnia ụmagna và cá tu ế đầu mập; Pimephales promelas [65]

1.1.6 Hiện tr ng ô nhi m PPCPs trên th giạ ễ ế ới và ở Vi t Nam ệ

1.1.5.1 Hiện tr ng ô nhiạ ễm PPCPs trên th giế ới

a Trong nước th i ả

S hiự ện diện của các dược phẩm trong nước thải, đặc bi t là các hormone estrogen, ệ

đã được gi thuyả ết vào đầu những năm 1960 Tuy nhiên, vào thời điểm đó các kỹthuật phân tích sự ện diện của hầu hết các hợp chất này vẫn chưa được phát triể hi n Ngày nay, v i s phát tri n cớ ự ể ủa kỹ thu t phân tích, viậ ệc phân tích PPCPs tr nên phở ổ biến hơn, chính vì vậy ngày càng nhi u báo cáo v s xuất hiện của PPCPs trong môi ề ề ựtrường nói chung và nước th i nói riêng M t s h p chả ộ ố ợ ất thường được báo cáo xu t ấhiện trong môi trường nước thải được th hiể ện trong Hình 1.4 Dữ liệu trong Hình 1.4 không đầy đủ nhưng đã thể ệ hi n sự đa dạng v nề ồng độ của các hợp chất PPCPs trong nước th i ả

18

Hình 1 4 Các nồng độ được báo cáo của các PPCPs điển hình trong nước th i bả ởi

nhi u nhóm nghiên c u khác nhau [66] ề ứGhi chú: Trên trục hoành là các chất PPCPs tương ứng theo từng nhóm:

M ỹ phẩm: 1: HHCB; 2: AHTN; 3: axetilen; 4: long não; 5: isoborneol; 6: skatol; 7:

celestolide (AHMI); 8: phantolide (AHMI); 9: methyl salicylate

Thu c sinh s n:ố ả 28: 17β ‐ estradiol; 29: 17α‐ethinylestradiol

GIT: 30: cimetidine; 31: ranitidine

Thuốc hô hấp: 32: albuterol

Một nghiên cứu khác, A Daneshvar [67] ổng hợp các nghiên cứu về PPCPs trong tmôi trường nước th i, k t qu tả ế ả ần suấ phát hi n theo khu v c bao g m Châu Âu (61% t ệ ự ồ

đố ới PPCPs, 58% đố ới hormone và 90% đối v i v i v i thu c b o v th c v t), ti p ớ ố ả ệ ự ậ ếtheo là Bắc Mỹ (27% đối với PPCPs, 29% đố ới hormone và 10 % đố ới v i v i thuốc

19

tr ừ sâu), và Châu Á (12% đố ới PPCPs, 13% đố ới v i v i hormone, trong khi không tìm

thấy dữ ệu về li thuốc trừ sâu) Trong số mười ba PPCPs, nồng độ cao nh t ở châu Âu ấđược báo cáo đố ới v i ibuprofen (48.240 ng/L) và CAF (44.000 ng/L) ở Tây Ban Nha Các giá trị cao nh t B c Mỹ và Châu Á đượấ ở ắ c báo cáo đố ới naproxen tương ứi v ng

ở Canada (34.000 ng/L) và CAF Nh t B n (3.500 ng/L) ở ậ ả

S ự khác biệt về ồng độ các PPCPs trong nước thải phụ n thuộc vào nhiều yếu tốnhư thói quen liều lượng kê dùng, h t ng các công trình x lý, h th ng thu gom ạ ầ ử ệ ốriêng bi t hay thu gom chung vệ ới nước mưa

b Trong nước mặt

Nước m t ch y u có ngu n g c t nhiên, tuy nhiên vi c ô nhi m PPCPs trong ặ ủ ế ồ ố ự ệ ễnước m t l i có ngu n g c t các hoặ ạ ồ ố ừ ạt động của con người như nước th i sinh ho t, ả ạnước thải chăn nuôi và nuôi trồng th y s n [66] nhiủ ả Ở ều nước thu nh p cao, m c dù ậ ặ

có hệ thống hạ ầ t ng công trình xử lý nước th i tiên tiả ến, PPCPs vẫn thường xuyên được tìm th y trong các dòng sông ti p nhấ ế ận nước th i sau x lý ả ử [18] Theo báo cáo

của A Daneshvar [67], thứ ự ần xuất phát hiệ t t n PPCPs đứng đầu là Châu Âu (68% PPCPs, 59% hormone và 65% hóa ch t b o vấ ả ệ ự th c vật), ti p theo là Bế ắc Mỹ (13% PPCPs, 12% hormone và 25% thu c trố ừ sâu) và Châu Á (19% PPCPs, 29% kích thích

t ố và 10% thuốc trừ sâu) Ở châu Âu, nồng đ các nhóm ch t nàyộ ấ cao nhấ ầt l n lượt là 43.500 ng/L (CAF), 81 ng/L (estrone) và 2.218 ng/L (simazine) Trong khi đó ở ắc B

M , chúng lỹ ần lượt là 6.000 ng/L đối với CAF, 200 ng/L đối với estradiol và 9.840 ng/L đố ới v i atrazine Còn ởchâu Á là 6000 ng/L (CAF), 65 ng/L (estrone) và 780 ng/L (atrazine)

20

Hình 1 5 Nồng độ PPCPs khác nhau trong nước mặt (sông và suối) được báo cáo

b i nhi u nhóm nghiên c u khác nhau [66] ở ề ứGhi chú: tr c hoành ụ là các chất PPCPs tương ứng theo t ng nhóm:ừ

M ỹ phẩm: 1: acetophenoneThuốc giảm đau và thuốc chống viêm: 2: acetaminophen; 3: axit acetylsalicylic;

4: diclofenac; 5: ibuprofen; 6: indomethacin; 7: naproxen

Chất kháng khuẩn: 8: ciprofloxacin; 9: doxycycline; 10: registerfloxacin; 11: erythromycin; 12: norfloxacin; 13: ofloxacin; 14: SMX; 15: tetracycline; 16:

trimethoprim Thu c an thố ần giải lo âu: 17: CBM; 18: fluoxetine; 19: priidone; 20:

pentobarbital; 21: butalbital; 22: secobarbital; 23: phenobarbital

Thuốc tr cao huyị ết áp: 24: atorvastatin; 25: bezafibrate; 26: acid clofictures; 27:

lovastatin; 28: pravastatin; 29: simvastatin Thu c sinh s n:ố ả 30: 17β ‐ estradiol; 31: mestranol; 32: testosterone

Y Li [69] cũng báo cáo n ng đồ ộ norfloxacin và ciprofloxacin lần lư t lên đợ ến 6.490 ng/g và 6.050 ng/g trong các m u trẫ ầm tích được thu th p tậ ừ ống đô thị c Sự phong phú của dư lượng kháng sinh được phát hi n trong trệ ầm tích là do các đặc tính hấp

ph phụ ức tạp của các ợ h p ch t này, ch y u là k t qu ấ ủ ế ế ả do có hệ ố phân bố ớ s l n trong

tr m tích ầ

Ở các khu v c Châu Á, Châu Âu và Châu M , các h p chự ỹ ợ ất kháng sinh thường được phát hi n nệ ở ồng độ cao trong ch t n n r n ấ ề ắ Y Wang, Y Li [70] đã phát hiện

21

thấy nồng độ ối đa là 20.600 ng/g norfloxacin trong các mẫu trầm tích từ t Trung

Quốc, trong khi M Narumiya, N Nakada [71] đã báo cáo nồng độ triclosan cao (14.500 ng/g) trong tr m tích cùng v i các kháng sinh fluoroquinolon khác [70, 71]ầ ớ Các kháng sinh fluoroquinolon khác, ch ng hẳ ạn như ofloxacin (4.601 ng/g) và ciprofloxacin (3.959 ng/g), cũng nằm trong s các h p ch t có nố ợ ấ ồng độ cao nh t ấ ởkhu v c châu Âu ự [51] Nồng độ ủ c a triclosan (9.322 ng/g) và ciprofloxacin (3.438 ng/g) trong sinh kh i bùnố được báo cáo bởi S Brown, L Kennedy [72] được tìm thấy

là cao nhấ ởt Hoa Kỳ [72] Nhìn chung, s xuất hiện rộng rãi của các hợp chất PPCPs ựtrong trầm tích đã được xác minh m t s qu c gia trên th gi i (Hình 1.6) ở ộ ố ố ế ớ

Hình 1 6 Nồng độ PPCPs được tìm th y trong tr m tích ấ ầ ở các quốc gia khác nhau D liữ ệu được tổng h p b i N.Jợ ở

Geronimo [73]