00060000580 Nghiên Cứu Đánh Giá Nguồn Tài Nguyên Nước Biển Sử Dụng Làm Nguyên Liệu Sản Xuất Thuốc Chữa Bệnh Mắt, Xoang, Miệng.pdf

Với mục đích lựa chọn khu vực ít chịu ảnh hưởng của dòng chảy từ lục địa đưa vật liệu trầm tích từ đất liền ra biển để tránh bị ô nhiễm, vùng nước lặng ít có sự xáo động với tốc độ dòng

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

BÁO CÁO TỔNG KẾT KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI KH&CN

CẤP ĐẠI HỌC QUỐC GIA

Tên đề tài: “Nghiên cứu đánh giá nguồn tài nguyên nước biển sử dụng

làm nguyên liệu sản xuất thuốc chữa bệnh mắt, xoang, miệng”

Mã số đề tài: QG.17.24

Chủ nhiệm đề tài: TS Nguyễn Đình Nguyên

Hà Nội, 2019

PHẦN I THÔNG TIN CHUNG

1.1 Tên đề tài: “Nghiên cứu đánh giá nguồn tài nguyên nước biển sử dụng làm nguyên liệu sản xuất thuốc chữa bệnh mắt, xoang, miệng”

1.2 Mã số: QG.17.24

1.3 Danh sách chủ trì, thành viên tham gia thực hiện đề tài

TT Chức danh, học vị,

họ và tên Đơn vị công tác Vai trò thực hiện đề tài

1 TS Nguyễn Đình Nguyên Trường Đại học Khoa học

Tự nhiên, ĐHQGHN Chủ nhiệm đề tài

2 ThS Nguyễn Thị Oanh Khoa Các khoa học

liên ngành, ĐHQGHN

Thư ký khoa học, thư ký hành chính đề tài

3 PGS.TS Vũ Văn Tích Đại học Quốc gia Hà Nội Thành viên tham gia thực hiện

4 TS Bùi Thanh Tùng Khoa Y Dược, ĐHQGHN Thành viên tham gia thực hiện

5 TS Phạm Nguyễn Hà Vũ Trường Đại học Khoa học

Tự nhiên, ĐHQGHN Thành viên tham gia thực hiện

6 TS Vũ Đức Lợi Khoa Y Dược, ĐHQGHN Thành viên tham gia thực hiện

7 TS Đinh Xuân Thành Trường Đại học Khoa học

Tự nhiên, ĐHQGHN Thành viên tham gia thực hiện

8 TS Nguyễn Đình Thái Trường Đại học Khoa học

Tự nhiên, ĐHQGHN Thành viên tham gia thực hiện

9 ThS Lường Thị Thu Hoài Trường Đại học Khoa học

Tự nhiên, ĐHQGHN Thành viên tham gia thực hiện

10 ThS Vũ Việt Đức Trường Đại học Khoa học

Tự nhiên, ĐHQGHN Thành viên tham gia thực hiện

1.4 Đơn vị chủ trì: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - ĐHQGHN

1.5 Thời gian thực hiện:

1.5.1 Theo hợp đồng: từ 4/2017 đến 3/2019

1.5.2 Gia hạn (nếu có): Không

1.5.3 Thực hiện thực tế: từ 4/2017 đến 3/2019

1.6 Những thay đổi so với thuyết minh ban đầu (nếu có): Không

1.7 Tổng kinh phí được phê duyệt của đề tài: 940 triệu đồng

PHẦN II TỔNG QUAN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

1 Đặt vấn đề

Nước biển sâu từ lâu đã được biết đến là một nguồn nước tốt và có chất lượng,

có thể cung cấp nhiều khoáng chất cần thiết cho sức khỏe của con người và sinh vật Nước biển sâu thông thường là nước biển được bơm lên từ độ sâu nhất định tùy theo đặc trưng vùng miền và kết quả của các quá trình các tác động khác nhau đến chất lượng nước biển

Khai thác nước biển sâu hiện nay là một ngành công nghiệp mới hiện đang phát triển ở một số nước như Mỹ, Pháp, Nhật Bản, Hàn Quốc…, nhằm phục vụ cho nhu cầu

y tế: chữa bệnh, dược phẩm, đồ uống cao cấp, sản xuất muối tinh khiết, nước chưng cất để ướp giữ thực phẩm, v.v… Với chiều dài hơn 3.260 km đường bờ biển và thềm lục địa ở độ sâu dưới 200m chiếm hơn nửa diện tích biển, Việt Nam có nhiều tiềm năng để trở thành một quốc gia khai thác nước biển sâu trong chiến lược kinh tế biển của mình Tuy nhiên hiện nay, hầu hết các công trình nghiên cứu về biển mới chỉ chủ yếu liên quan đến các vấn đề bề mặt của biển, quy hoạch không gian biển, trong khi cả kho báu dưới biển sâu ít được đề cập Hiện nay theo, các nghiên cứu trên thế giới và trong nước cho thấy nguồn nước biển sâu giàu nguyên tố vi lượng như đồng, kẽm… cùng các chất dinh dưỡng phong phú có thể sử dụng để vệ sinh mắt mũi miệng bằng cách loại bỏ bụi bẩn, gỉ mũi giúp làm giảm số lần và giảm độ nặng của viêm mũi ở cả người lớn và trẻ em Tuy nhiên, hiện vẫn chưa có công trình trong nước nào nghiên cứu về việc khai thác nguồn nước biển sâu phục vụ cho ngành y tế

Một mặt khác, vùng biển miền Trung hiện nay được biết đến là một khu vực ít

có các hoạt động nhân sinh, lại ít chịu ảnh hưởng của dòng chảy từ lục địa đưa vật liệu trầm tích từ đất liền ra biển; cùng với đó là điều kiện vùng nước sâu trên 100-200 m và thuận lợi cho khai thác Với các đặc điểm đó, khu vực biển miền Trung, và cụ thể là vùng biển tỉnh Quảng Bình rất phù hợp để khoanh vùng mỏ nước khai thác nguồn tài nguyên nước biển sâu

Nước biển sâu dùng trong y tế thường được biểu hiện bởi các đặc điểm đặc trưng: nhiệt độ thấp, độ tinh khiết cao và giàu chất dinh dưỡng bởi việc chứa các nguyên tố có lợi Do nằm ở độ sâu ít nhận bức xạ mặt trời nên hầu như nước biển sâu không có hoạt động vi khuẩn, ít có sự quang hợp của sinh vật phù du thực vật, tiêu thụ chất dinh dưỡng và nhiều phân hủy hữu cơ hoàn toàn từ nước ngầm và các ion khoáng

từ các đá và chứa các khoáng chất thấp Tuy nhiên trên thực tế thì hàm lượng khoáng chất trong nước có thể thay đổi theo vị trí địa lý và nguồn cấp Với mục tiêu khai thác nguồn nước biển sâu để phục vụ cho ngành Y dược thì nguồn cấp trước hết phải đảm bảo một số yêu cầu nhất định, trong đó cần phải là nước thuộc khối biển có tốc độ dòng chảy chậm, dưới 0,5 cm/s nhằm đảm bảo độ ổn định, không bị pha lẫn các tạp chất đến từ nơi khác do quá trình hải lưu luân chuyển, vận chuyển đến bởi trên thực tế nước biển không đứng yên tại chỗ mà luôn dịch chuyển theo các dòng hải lưu Nếu khối biển có tốc độ dòng lớn, nước biển sâu tại đó sẽ chịu sự tác động của dòng chảy

mà có chứa các tạp chất đến từ nhiều nơi mà dòng chảy đi qua Ngược lại nếu nước thuộc khối biển có tốc độ dòng chảy thấp (cụ thể với yêu cầu của dưới 0,5 cm/s) thì nước biển ở đây sẽ có tính ổn định cao hơn về thành phần các nguyên tố vi lượng có ích đồng thời ít chứa các tạp chất khác

Xác định vùng nguồn nguyên liệu nước biển sâu phục vụ khai thác, chế biến các chế phẩm phục vụ điều trị các bệnh mắt, xoang, miệng; thực chất là xác định được các vùng mỏ nước biển sâu có thành phần hóa-lý-sinh đảm bảo các tiêu chuẩn về môi

trường (theo các quy chuẩn của Bộ Tài nguyên và Môi trường) hay y tế (theo các quy chuẩn của Bộ Y tế) phù hợp cho các mục đích trên Với mục đích lựa chọn khu vực ít chịu ảnh hưởng của dòng chảy từ lục địa đưa vật liệu trầm tích từ đất liền ra biển để tránh bị ô nhiễm, vùng nước lặng ít có sự xáo động với tốc độ dòng chảy thấp hơn 0,5 cm/s; cần tiến hành đo tốc độ dòng chảy trên toàn khu vực (ở đây có thể triển khai theo các trạm mặt rộng sau khi tàu được neo cố định), đo và xác định theo các tầng độ sâu

từ mặt xuống đáy tại vùng biển Quảng Bình theo các phương pháp thủy văn khác nhau Thông qua quá trình triển khai đo dòng chảy và hiệu chỉnh số liệu ngoài thực địa, các kết quả đo tốc độ dòng chảy của nước biển sâu thuộc khu vực vùng biển Quảng Bình định hướng khu vực được biểu hiện biên độ dao động của dòng chảy hải lưu, tương ứng với tầng nước khác nhau đảm bảo nhất Dựa theo các kết quả này có thể lựa chọn, khoanh vùng khu vực nơi có biên độ dao động của dòng chảy đảm bảo là thấp nhất trong khu vực Trên cơ sở đó, việc áp dụng các hệ phương pháp phân tích hóa học trong nghiên cứu môi trường nước biển, các hệ phương pháp thử nghiệm vi sinh có thể đánh giá, lựa chọn khu vực-tầng nước đảm bảo theo các yêu cầu nêu trên phục vụ khai thác, sản xuất nước biển sâu cho các mục đích hỗ trợ, điều trị các bệnh

về mắt, xoang, miệng

Trên cơ sở đó, đề tài nghiên cứu khoa học: “Nghiên cứu đánh giá nguồn tài nguyên nước biển sử dụng làm nguyên liệu sản xuất thuốc chữa bệnh mắt, xoang, miệng” đã được Đại học Quốc gia Hà Nội phê duyệt và triển khai thực hiện theo hợp đồng nghiên cứu khoa học và phát triển công nghệ số 24/HĐ-KH&CN ngày 18 tháng

4 năm 2017

Tuy nhiên, đối với yêu cầu nghiên cứu đánh giá nguồn tài nguyên nước biển sử dụng làm nguyên liệu sản xuất chế phẩm dùng trong Y Dược, một trong những mục tiêu cơ bản là phải xác định được thành phần hóa - lý - sinh các mẫu nước biển sâu trong khu vực nghiên cứu đảm bảo theo các tiêu chí của ngành Dược Từ đó, có thể khoanh vùng nguồn nguyên liệu dựa vào các đặc trưng đó có thể đưa ra được những phương hướng, chiến lược cần thiết cho việc đầu tư, tổ chức khai thác nguyên liệu Vì vậy, nhóm tác giả thực hiện đã tiến hành xây dựng đề tài với các mục tiêu, nội dung nghiên cứu cụ thể như sau:

2 Mục tiêu

2.1 Mục tiêu chung:

Đề tài nghiên cứu được triển khai với hai mục tiêu chính đó là:

- Xác lập được vùng nguồn nước biển có khả năng sử dụng nước biển sản xuất nước xúc miệng chữa bệnh mắt, xoang, miệng;

- Xác định được thành phần hóa - lý - sinh các mẫu nước biển sâu phục vụ làm nguyên liệu sản xuất thuốc chữa bệnh mắt, xoang, miệng

2.2 Mục tiêu cụ thể:

Để triển khai mục tiêu đặt ra, đề tài triển khai các mục tiêu cụ thể như sau:

- Xác định được vùng biển nước sâu với tốc độ dòng dưới 0,5cm/s;

- Xác định được nơi có sự giao thoa với dòng ven bờ là thấp nhất nhằm tránh sự pha trộn của chất ô nhiễm từ dòng ven bờ đưa ra;

- Xác định được thành phần khoáng trung bình của nước biển khu vực biển sâu,

so với chuẩn SMOW;

- Xác định nguồn gốc của nước biển sâu theo thành phần đồng vị

- Xác định được các tầng nước tại khu vực biển sâu có đặc trưng thành phần lý - hóa - sinh làm nguyên liệu bào chế thuốc xịt mũi, nước rửa vết thương, nước xúc miệng theo T, độ muối khoáng hóa và thang độ sâu;

- Xác định được vùng nguyên liệu theo đặc điểm thành phần hóa - lý - sinh theo tiêu chí của ngành dược của nước biển theo nhiệt độ, độ muối khoáng hóa và thang độ sâu;

- Đề xuất giải pháp khoa học khoanh vùng và khai thác nguồn nguyên liệu cho sản xuất nước xúc miệng, chữa bệnh mắt, xoang, miệng;

Trên cơ sở các mục tiêu nghiên cứu của đề tài, nhóm thực hiện tiến hành triển khai theo hệ thống các phương pháp nghiên cứu khoa học cụ thể như sau

3 Phương pháp nghiên cứu

3.1 Cách tiếp cận

Để xác định vùng nguồn nước biển sâu có thành phần đáp ứng điều kiện tiêu chuẩn của ngành y tế và có môi trường ổn định theo dạng mỏ khoáng, nhóm đề tài thực hiện cách tiếp cận như sau:

a) Tiếp cận dựa theo quy luật dòng đối lưu hải dương học khu vực:

Theo cách tiếp cận này (hình 3.1):

- Cần xác định khu vực có ít ảnh hưởng nhất của các dòng đối lưu của dòng chảy hải dương từ Bắc tới Nam và ngược lại;

- Cần xác định khu vực có ít ảnh hưởng nhất của quy luật dòng chảy ven bờ, đảm bảo không bị ảnh hưởng bởi sự ô nhiễm từ các chất thải lục địa

- Xác định vùng ít có sự trao dòng chảy đổi theo chiều theo chiều thẳng đứng (mức độ dao động thủy chiều vừa phải, một lần trong ngày)

Hình 3.1 Mô hình dòng biển sâu và Mối quan hệ giữa nhiệt độ và độ sâu nước biển theo …

b) Các tiếp cận môi trường học

Để đảm bảo các tiêu chuẩn môi trường đối với vùng nguyên liệu cần tiến hành:

- Xác định vùng nước biển đảm bảo có độ mặn tương đối để tránh là nơi có sự tồn tại của vi sinh vật trong vùng nguồn

- Xác định vùng không có sự sáo trộn ôxy (hiếm khí) để không sự tồn tại các sinh vật hoặc/và sự phân hủy vật chất hữu cơ

- Các xác định các vùng có nhiệt độ thấp và ổn định, ít có sự pha trộn hoặc chuyển đổi các cation và anion cao, đảm bảo có hàm lượng khoáng chất đồng nhất

c) Các tiếp cận sinh thái học

Đối với vùng nguồn nguyên liệu xác lập được trên cơ sở các kết quả nghiên cứu, cần điều chế để hình thành sản phẩm và ứng dụng được cần đảm bảo đúng là sản phẩm của thiên nhiên Tức là trong quá trình điều chế cần đảm bảo nước biển dùng trong điều trị đảm bảo đúng tiêu chuẩn của ngành Y tế mà vẫn không có tác nhân hóa học, có thể tạo hương liệu cho sản phẩm nhưng vẫn là tác nhân sinh học, đảm bảo giá trị sinh thái học của sản phẩm tạo ra theo đúng cam kết là nguyên liệu thiên nhiên đối với các chỉ tiêu lý-hóa-sinh của nước biển

Dựa trên cơ sở các cách tiếp cận từ các mục tiêu nghiên cứu đã đề ra, nhóm nghiên cứu đã tiến hành triển khai hệ thống các phương pháp nghiên cứu cụ thể như sau:

3.2 Phương pháp nghiên cứu và quá trình triển khai thực tế

3.2.1 Hệ phương pháp lập bản đồ: định vị, xác định vùng mỏ nước biển sâu phục vụ khai thác, điều chế các sản phẩm hỗ trợ điều trị các bệnh về mắt, xoang, miệng

Hệ phương pháp được mô phỏng theo hình 3.3 Trong đó, để triển khai hệ phương pháp này, nhóm nghiên cứu thực hiện đề tài đã triển khai thực hiện hệ thống các phương pháp bao gồm:

- Quá trình đo, xác định yếu tố dòng chảy (Hình 3.3 - I, II, III): mục đích của

công việc này là định vị các khu vực và tầng nước có tốc độ dòng chảy thấp (dưới 0,5 cm/s) nhằm tránh sự ô nhiễm đến từ các dòng ven bờ

Nhóm nghiên cứu đã tiến hành khảo sát đo tốc độ dòng chảy, biên độ dao động dòng khối nước bằng máy đo hướng và tốc độ điện từ AEM213-D trên toàn khu vực nghiên cứu (triển khai theo 100 điểm đo tại khu vực theo hai mùa mưa, khô)

Việc triển khai đo dòng chảy ngoài thực địa được thực hiện bằng cách triển khai

đo tại các trạm mặt rộng (sau khi tàu được neo cố định), đo theo các tầng độ sâu từ mặt xuống đáy: 1m, 5m, 10m, 15m…cho đến tầng đáy tại mỗi trạm đo Tại mỗi tầng đo, số liệu xử lý được tính trung bình từ 05 véc tơ dòng chảy để giảm sự ảnh hưởng bởi các yếu tố gây nhiễu động khác (Hình 3.2)

Khu vực khảo sát bao gồm 100 vị trí trải dài trên toàn vùng nghiên cứu (Hình 4.1)

Hình 3.2 Triển khai thực địa (lấy mẫu, đo thông số dòng chảy tại vùng biển Quảng

Bình (Nguồn: Khảo sát thực tế của đề tài)

Hình 3.3 Các quy trình thực hiện nghiên cứu theo hệ phương pháp định vị,

xác định vùng mỏ nước biển sâu trong công trình này

- Phương pháp xác định thành phần hóa-lý-sinh tại các trạm đo (Hình 3.3 - IV):

Chúng tôi đã tiến hành đo trực tiếp tại các điểm đối với các chỉ tiêu vật lý bằng nhiệt

kế (đo nhiệt độ), máy đo đa chỉ tiêu HI 9813 (pH, nồng độ muối, tổng chất rắn hòa tan ) ngay tại hiện trường Tương ứng với mỗi trạm đo tốc độ dòng chảy, các nhóm nghiên cứu tiến hành lấy mẫu nước biển phục vụ đo một số chỉ tiêu ngoài hiện trường (một số chỉ tiêu vật lý) và các chỉ tiêu lý-hóa-sinh trong mẫu nước biển sâu trên cơ sở các phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm

- Phương pháp thành lập bản đồ đặc trưng thành phần hóa, lý, sinh (Hình 3.3 -

V, VI): Từ các kết quả khảo sát tốc độ dòng chảy, khoanh vùng khu vực đảm bảo về

tốc độ dòng chảy, các thành phần hóa-lý-sinh đảm bảo theo tiêu chuẩn của Bộ Tài nguyên và Môi trường, nhóm nghiên cứu tiến hành xây dựng các bản đồ đặc trưng trên

cơ sở các dữ liệu này để đánh giá, lựa chọn khu vực đảm bảo cho việc lựa chọn là vùng nguyên liệu khai thác cho việc điều chế các chế phẩm phục vụ điều trị các bệnh mắt, xoang, miệng nêu trên Bản đồ đặc trưng thành phần lý hóa sinh sẽ được xây dựng trên công thức dành cho các yếu tố nồng độ lý, hóa, sinh có hàm lượng và nồng

độ các chất tỷ lệ nghịch với giá trị tiêu chuẩn như sau:

Y=1 - Trong đó:

- Y: Đặc trưng thành phần lý/hóa/sinh nguồn nước biển sâu - đại lượng không thứ nguyên Y càng lớn thì thành phần lý/hóa/sinh nguồn nước càng cao và ngược lại, Y=1 cho thấy mẫu nước tại khu vực đó phù hợp nhất cho khai thác trong khu vực nghiên cứu (Y=0÷1)

: Giá trị đo thứ i : Giá trị đo nhỏ nhất : Giá trị đo lớn nhất Đặc trưng về thành phần lý/hóa/sinh của nguồn nước biển sâu trong khu vực nghiên cứu tính toán sẽ dao động từ 0-1 (vùng có đặc trưng lý-hóa-sinh cao nhất là 1, vùng có đặc trưng thấp nhất là 0) Các vùng được chia thành 5 phân vùng có độ chia đều nhau để đánh giá

Các bản đồ đặc trưng thành phần lý hóa sinh của tầng nước giữa và tầng nước đáy của khu vực biển Quảng Bình được thể hiện tại hình 4.2 và 4.3

3.2.2 Các phương pháp phân tích, xác định các thành phần nước biển sâu ngoài thực địa và trong phòng thí nghiệm

- Nhóm phương pháp xác định các chỉ tiêu hóa học: Nhóm nghiên cứu sử dụng Phương pháp hấp thụ nguyên tử (AAS) dùng để định lượng các kim loại và các ion kim loại trong nước biển: Cu, Zn, Cd, Pb, Hg, As với thiết bị là hệ thống máy Quang phổ hấp thụ nguyên tử (hệ thống máy AAS Agilent 200 Series AA (240FS AA, 240Z AA) tại phòng thí nghiệm trọng điểm Địa Môi trường và Ứng phó biến đổi khí hậu, Khoa Địa chất, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội

Hình 3.4 Đo các chỉ tiêu hóa học đối với nước biển sâu

- Nhóm phương pháp xác định các chỉ tiêu vi sinh (tập trung trong khu vực được lựa chọn): đối với các chỉ tiêu chúng tôi sử dụng các phương pháp được nêu trong Tiêu chuẩn Việt Nam về chất lượng nước (Bộ Khoa học, Công nghệ và Môi trường, 1996) và Tiêu chuẩn về vi sinh vật trong thực phẩm (Bộ Khoa học và Công nghệ, 1999), Quyết định 3113/1999/QĐ-BYT của Bộ Y tế (1999) thực hiện tại phòng thí nghiệm Công ty Dược Quảng Bình bao gồm:

+ Phương pháp đếm khuẩn lại phân tích khuẩn E.coli và Coliform

+ Phương pháp xác định tổng số vi sinh vật hiếu khí

+ Phương pháp xác định Streptococci feacal

+ Phương pháp xác định Bào tử vi khuẩn kị khí sulfit

+ Phương pháp xác định khuẩn Staphylococcus aureus, Candida albicans, Pseudomonas aeruginosa

Hình 3.5 Xác định các chỉ tiêu vi sinh tại Phòng thí nghiệm Công ty Dược Quảng Bình

- Nghiên cứu, lựa chọn tầng nước biển sâu phục vụ khai thác tại khu vực được khoanh vùng lựa chọn bằng việc xác định các chỉ tiêu theo quy định của Bộ Y tế: dựa

trên kết quả các bản đồ đặc trưng thành phần hóa-lý-sinh theo các tầng nước biển sâu

và kết hợp với so sánh, đối chiếu với các quy định của Bộ Y tế về các chỉ tiêu vi sinh, nhóm nghiên cứu sẽ tiến hành lựa chọn tầng nước tối ưu đáp ứng cho việc khai thác nước biển sâu phục vụ sản xuất các chế phẩm dùng trong hỗ trợ điều trị một số bệnh

về xoang, miệng

3.2.3 Phương pháp điều chế nước muối sinh lý và tích hợp tinh dầu Quế vào nước biển sâu

Nước biển sâu khai thác không thể sử dụng trực tiếp với mục đích hỗ trợ điều trị các chứng bệnh về mắt, xoang miệng mà cần phải được điều chế thành nước muối sinh lý với nồng độ phù hợp Ngoài ra, cần nghiên cứu tích hợp một số loại hương liệu thiên nhiên vào một số sản phẩm được điều chế từ nước biển sâu với mục đích tăng hiệu quả sử dụng, tạo cảm giác dễ chịu cho người dùng nhằm gia tăng thêm tính năng kháng khuẩn và tạo hương vị thiên nhiên đặc trưng cho nước biển sâu để sử dụng trong phòng và hỗ trợ điều trị các bệnh về xoang và miệng như sản phẩm nước muối sinh lý thiên nhiên Thực tế có nhiều loại tinh dầu chiết xuất từ thực vật gồm các chất

dễ bay hơi, có độ phân cực thấp, không hoà tan với các dung dịch nước biển sâu Chính vì vậy, việc bổ sung dung môi hữu cơ như ethanol làm tăng khả năng hoà tan của tinh dầu trong dung dịch nước biển sâu

- Quy trình điều chế Nước muối sinh lý thiên nhiên từ nước biển sâu trên cơ sở

đó được nhóm nghiên cứu xây dựng và thực hiện, cụ thể như sau:

+ Bước 1: Xác định nồng độ NaCl của nước biển sâu tại khu vực nghiên cứu dựa trên phương pháp xác định tỷ số thẩm thấu giữa dung dịch thử và dung dịch natri clorid đẳng trương

+ Bước 2: Sau khi xác định được nồng độ thực tế, tiến hành pha loãng dung dịch thử với nước cất khử ion hoặc lọc ngược trong điều kiện vô trùng để đưa về nồng

độ theo yêu cầu là 0,9%

+ Bước 3: Tiến hành kiểm tra độ an toàn của dung dịch thử thông qua các phương pháp: Xác định độ trong (tiểu phân nhìn thấy bằng mắt thường), xác định giới hạn tiểu phân (tiểu phân không nhìn thấy bằng mắt thường), kiểm tra độ vô khuẩn lần cuối trong điều kiện vô trùng trước khi đưa nguyên liệu vào pha chế với tinh dầu ở quy trình tiếp theo

- Quy trình tích hợp tinh dầu Quế trong nước muối sinh lý thiên nhiên từ nước biển sâu bao gồm:

+ Bước 1: Pha 24,0 ml ethanol (99%) vào 1,0 ml tinh dầu được dung dịch A (tinh dầu pha loãng)

+ Bước 2: Lấy 975,0 ml nước biển sâu rót vào 25,0 ml dung dịch A được 1lit sản phẩm muối biển sinh lý

+ Bước 3: Tinh dầu quế tích hợp trong nước muối biển sinh lý tạo thành dung dịch đồng nhất có màu trong suốt

Trên cơ sở thực hiện các phương pháp nghiên cứu nêu trên, nhóm nghiên cứu

đề tài đi đến trình bày một số các kết quả nghiên cứu trong phần tiếp theo Trên thực

tế, bản chất của việc định vị, xác định vùng mỏ nước biển sâu phục vụ khai thác, sản

xuất chế phẩm phục vụ hỗ trợ điều trị các bệnh mắt, xoang, miệng, bao gồm các công đoạn với kết quả như sau:

- Xác định được vùng ít bị tác động của dòng chảy ven bờ (tránh ô nhiễm từ dòng chảy ven bờ mang tới)

- Xác định được vùng biển có biên độ dao động dòng hải lưu là nhỏ nhất trong khu vực biển Quảng Bình

- Xác định tầng nước biển (tại vùng không bị ảnh hưởng từ dòng chảy ven bờ,

có biên độ dao động dòng hải lưu nhỏ nhất), không có tác động của ánh sáng, các bề mặt đáy biển, đảm báo có chứa hàm lượng thành phần đảm bảo theo quy chuẩn của Bộ

(2) Phân tích mẫu nước biển thu thập từ các trạm khảo sát tại các tầng nước theo các chỉ tiêu của bộ Y Tế quy định thành phần dung dịch tiêu chuẩn cho hỗ trợ bệnh xoang, miệng và các tiêu chuẩn của bộ Tài nguyên và Môi trường Nghiên cứu, xác định đặc trưng các thành phần trong nước biển trên cơ sở đối chiếu với các quy định, quy chuẩn của Bộ Tài nguyên & Môi trường, Bộ Y tế của tầng giữa và tầng đáy trong phạm vi khu vực nghiên cứu phục vụ đánh giá chất lượng môi trường trong sự liên hệ với tác động của các dòng chảy ven bờ

(3) Lập bản đồ phân vùng, lựa chọn khu vực an toàn phục vụ khai thác nước biển sâu (tỷ lệ 1/200.000) trên cơ sở tích hợp các yếu tố dòng chảy, đặc điểm môi trường nước biển sâu về các chỉ tiêu lý, hóa, sinh, và ảnh hưởng của các yếu tố dòng chảy trong phạm vi khu vực nghiên cứu (hình 4.7)

(4) Khoanh vùng nơi có tốc độ dòng chảy thấp nhất (dưới 0,5 cm/s) để tìm ra nơi có khối nước ít dao động và đồng thời đảm bảo cách xa dòng chảy ven bờ và môi trường có thành phần phù hợp với tiêu chuẩn của Bộ Y Tế, tránh các chất ô nhiễm từ dòng chảy ven bờ đem ra, và đồng thời đảm bảo nằm ở độ sâu đủ lớn để ít nhận bức xạ mặt trời nên tránh có hoạt động vi khuẩn, ít có sự quang hợp của sinh vật phù du thực vật, tiêu thụ chất dinh dưỡng và không có sự phân hủy hữu cơ, và các ion hay vật liệu

từ trầm tích đáy

(5) Đánh giá đặc điểm môi trường nước biển theo các thông số lý, hóa, sinh tại

02 tầng nước (giữa và đáy) khu vực được lựa chọn khai thác phù hợp với quy định của

Bộ Y tế và Bộ Tài nguyên và Môi trường Nước biển sâu tại khu vực được lựa chọn khai thác sẽ được thu thập bằng dụng cụ chuyên dụng lấy mẫu nước theo tầng độ sâu (Bathomet) và phân tích thành phần và hàm lượng của các yếu tố theo chỉ định bằng các phương pháp hiện đại khác nhau (ICP-OES, AAS, Kính hiển vi độ phân giải cao…) trong phòng thí nghiệm của Trường Đại học Khoa học Tự nhiên

Trên cơ sở các nhóm công việc này, nhóm nghiên cứu tổng hợp các kết quả

khảo sát, nghiên cứu, phân tích đi đến việc lựa chọn vùng nguồn nước biển sâu phục

vụ khai thác như sau:

4 Kết quả nghiên cứu và định hướng phát triển sản phẩm

4.1 Kết quả định vị vùng nguồn nước biển sâu phục vụ khai thác tại khu vực biển Quảng Bình

a Kết quả khảo sát, nghiên cứu tốc độ dòng chảy tại tầng giữa và tầng đáy phạm vi khu vực

Dựa trên các nghiên cứu đã có về dòng chảy và hải lưu khu vực được nêu ra cũng như điều kiện địa hình đáy của vùng biển tỉnh Quảng Bình, nhóm nghiên cứu đã lựa chọn các điểm trong khu vực để đo các thông số dòng chảy Vị trí các điểm này được thể hiện trên sơ đồ hình 4.1, 4.2 Các điểm đo đạc nằm trải rộng trên toàn khu vực biển của tỉnh Quảng Bình, ngoài ra các điểm này cũng được lựa chọn nằm xa các điểm xả thải, các vị trí gần cửa sông để tránh các khả năng bị nhiễm chất thải từ các dòng chảy ven bờ

Dựa vào kết quả đo tốc độ dòng chảy đã thực hiện, chúng tôi có thể xác định các điểm có tốc độ dòng phù hợp với yêu cầu nghiên cứu (dưới 0,5 cm/s) là các điểm: QB061; QB062; QB063; QB064; QB065; QB066; QB076; QB077; QB078; QB079; QB080; QB082; QB083; Khu vực này có tọa độ giới hạnh trong khoảng (107°5'27.11"

- 107°23'50.36"; 17°14'59.91" - 17°30'2.44") Tầng nước có tốc độ dòng chảy đạt yêu cầu thường là tầng nước sâu từ 50m trở xuống Đây là khu vực cách bờ từ hơn 40 km

Hình 4.1 Vị trí các điểm cần đo thông số dòng chảy trên toàn khu vực

Hình 4.2 Phân bố vận tốc dòng chảy tầng mặt (đỏ), giữa (xanh thẫm), và đáy (xanh lá cây)

Trên cơ sở các kết quả đo nêu trên, chúng tôi kiểm tra lại số liệu bằng cách triển khai đo lại trực tiếp vùng được đánh giá đảm bảo tốc độ dòng chảy (QB02, QB03, QB05, QB06, QB07 và một số điểm khác gần bờ như QB01, QB04, QB08) Kết quả

sơ bộ phân tích dòng chảy khu vực vùng biển Quảng Bình (Hình 4.2) cho biết: dòng chảy tầng mặt có xu hướng chảy xa bờ về phía Đông và Đông Nam trên toàn các điểm

đo Tốc độ dòng chảy lớn nhất khoảng 30 cm/s tại hai trạm xa bờ nhất cũng như có độ sâu lớn nhất trong các điểm đo Từ Hình 4.2 chúng ta có thể nhóm các trạm QB02, QB03, QB06, QB07 và QB08 là các trạm đo vào thời điểm gần với chân triều, nghĩa là mức độ tác động của thủy triều đến dòng chảy tại các trạm này là không đáng kể Nhóm các trạm QB01, QB04 và QB05 có thời điểm lấy mẫu lúc triều xuống và gần với đỉnh triều Nhận định ban đầu hướng và tốc độ dòng chảy tầng mặt khu vực nghiên cứu không chịu ảnh hưởng bởi dòng triều Ngoài ra, trong thời gian lấy mẫu chúng tôi kết hợp định tính trường gió Thời điểm đo hướng gió trong khu vực chủ yếu hướng Tây Nam, trong khi đó dòng chảy tầng mặt chủ yếu là hướng Đông

Dòng chảy tầng giữa tại hai trạm QB01 và QB03 có độ lớn khoảng từ 5-7 cm/s hướng Nam trong khi các trạm QB06, QB07 có độ lớn nhỏ hơn khoảng từ 0,4-0,5 cm/s hướng Đông Bắc và trạm QB04, QB08 có độ lớn khoảng 10 cm/s hướng Tây Bắc Như vậy dòng triều có ảnh hưởng đến các trạm gần bờ QB04 và QB08, còn các trạm

xa bờ hơn có dấu hiệu ảnh hưởng bởi hoàn lưu ven bờ hướng Bắc-Nam tồn tại ở độ sâu 20-30 m vào mùa gió Tây Nam (riêng khu vực nghiên cứu hoàn lưu nước có hướng Đông Nam do địa hình đường bờ) Dòng chảy tầng đáy tại các trạm đo có tốc

độ dưới 0,5 cm/s có hướng xa bờ tại các trạm QB03, QB05, QB06 và QB07 Dòng có hướng vào bờ tại các trạm QB04 và QB08

b Nghiên cứu, đánh giá chất lượng nước biển sâu trên cơ sở nghiên cứu nguồn gốc, đặc điểm thành phần

Trong vòng tuần hoàn chung của nước thiên nhiên, giữa khí quyển và nước dưới đất có liên hệ trực tiếp với nhau Nước trong thổ nhưỡng và nước trong các tầng chứa nông được cung cấp trực tiếp bởi nước mưa và nước mặt, chúng phản ánh thành phần đồng vị đặc trưng của loại nước này Nếu có sự thay đổi nào đó thì nghĩa là đã có

sự pha trộn giữa chúng với các loại nước khác Nước dưới đất thường là hỗn hợp của hai hay nhiều loại nước có nguồn gốc khác nhau, do sự pha trộn của nước trẻ với nước chôn vùi hoặc nước nguyên sinh Dựa vào thành phần đồng vị, có thể xác định được nguồn gốc chủ yếu của loại nước nghiên cứu Tuy nhiên, đối tượng nghiên cứu ở đây

là nước biển, nên trong nghiên cứu này, việc áp dụng nghiên cứu nguồn gốc dựa theo thành phần đồng vị chủ yếu tập trung vào việc xác định nước biển có bị ảnh hưởng bởi các dòng chảy bề mặt từ trong đất liền hay không Trên thực tế, sự pha trộn với các dòng chảy từ đất liền sẽ làm cho tỉ lệ các đồng vị của O-18 và Deterium (H-2) giảm đi, qua đó định hướng phân bố trùng với các phạm vi của đường nước khí tượng hoặc pha trộn Việc nghiên cứu theo các tầng phân bố nước biển giúp cho nhóm nghiên cứu có thể đánh giá được sự pha trộn với nước mặt lục địa qua đó lựa chọn vị trí tối ưu nhất (ngoài đáp ứng các yếu tố dòng chảy, đặc điểm hóa học dung dịch) phục vụ nghiên cứu

Các kết quả phân tích đồng vị trong nước biển sâu khu vực vùng biển Quảng Bình cho thấy, hầu hết các điểm biểu hiện mối quan hệ giữa hàm lượng Oxy-18 và Deterium của vùng biển Quảng Bình phân bố dọc theo đường nước khí tượng và nằm lệch về bên phải so với đường nước khí tượng (Hình 4.3), điều này cho thấy nguồn gốc

và điều kiện thành tạo nước biển vùng biển Quảng Bình có liên quan đến nguồn cấp khí tượng tức là thành tạo trong điều kiện bị bay hơi và phân theo các khu vực riêng biệt rõ ràng

Với phân vùng thuộc nước biển sâu (trên 50m): trong phạm vi các của khu vực này, các kết quả phân tích đồng vị của các mẫu trong phạm vi phân bố của tầng chứa nước này cho thấy hàm lượng của các đồng vị tăng cao và tập trung phân bố chủ yếu tại phân vùng nước đại dương Tuy nhiên, sự ảnh hưởng của các quá trình khí tượng như mưa bão dẫn đến sự hoà trộn của nước biển với nước khí tượng vẫn còn xuất hiện nhưng không đáng kể Điều này dẫn đến việc hầu hết các kết quả phân tích về đồng vị cho thấy các điểm nghiên cứu vẫn nằm gần so với vị trí của đường nước khí tượng toàn cầu (Hình 4.3) Các kết quả nghiên cứu các đặc điểm thành phần môi trường trong nước biển sâu khu vực nghiên cứu bao gồm:

Các đặc điểm vật lý: các chỉ số pH, nhiệt độ, độ mặn của các tầng nước đều nằm trong giới hạn cho phép của Bộ Y tế Chỉ số về tổng chất rắn hòa tan nằm trong giới hạn cho phép của Bộ Tài nguyên & Môi trường

- Các đặc điểm hóa học: các chỉ số kim loại nặng của các tầng nước đều nằm trong giới hạn cho phép: As (< 0,01 mg/l); Cd (< 0,003 mg/l); Cr (< 0,05 mg/l); Pb (< 0,01 mg/l); Hg (< 0,006 mg/l); Cu (< 2 mg/l); ion CN- (< 0,07 mg/l), phù hợp với quy định tại các Quy chuẩn kĩ thuật quốc gia QCVN 8-2:2011/BYT và QCVN 6-1:2010/BYT do Bộ Y tế ban hành về tiêu chuẩn cho nước uống đóng chai, các chỉ tiêu:

Zn (<20 µg/l), tổng phenol (<30 µg/l), tổng dầu mỡ khoáng (< 500 µg/l) so sánh với quy chuẩn kĩ thuật quốc gia về nước biển xa bờ QCVN 10-MT:2015/BTNMT đều nằm trong giới hạn cho phép

Với các đặc trưng về thành phần vi sinh, các chỉ tiêu được xét đến gồm có: