NGHIÊN cứu sự HIỆN DIỆN của một số dư LƯỢNG KHÁNG SINH và CHẤT gây rối LOẠN nội TIẾT TRONG VÙNG hạ lưu lưu vực sài gòn – ĐỒNG NAI

NGHIÊN CỨU SỰ HIỆN DIỆN CỦA MỘT SỐ DƯ LƯỢNG KHÁNG SINH VÀ CHẤT GÂY RỐI LOẠN NỘI TIẾT TRONG VÙNG HẠ LƯU LƯU VỰC SÀI GÒN – ĐỒNG NAI Nguyễn Đinh Tuấn, Hoàng Thị Thanh Thủy Trường Đại học

NGHIÊN CỨU SỰ HIỆN DIỆN CỦA MỘT SỐ DƯ LƯỢNG KHÁNG SINH VÀ CHẤT GÂY RỐI LOẠN NỘI TIẾT TRONG VÙNG HẠ LƯU

LƯU VỰC SÀI GÒN – ĐỒNG NAI

Nguyễn Đinh Tuấn, Hoàng Thị Thanh Thủy

Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường TP.HCM

Dư lượng kháng sinh và các chất gây rối loạn nội tiết được xếp vào nhóm các chất ô nhiễm mới (emerging contaminant) là nhóm chất ô nhiễm không phải là những chất “mới” về mặt hóa học hoặc sinh học mà là những chất ô nhiễm đang tồn tại trong các thành phần môi trường nhưng nay vẫn chưa được nghiên cứu và quan trắc định kỳ Sự hiện diện của các dư lượng kháng sinh và các chất gây biến đổi nội tiết dù ở hàm lượng rất nhỏ tại các thủy vực có thể gây ra các tác động tiêu cực đến con người và hệ sinh thái Nguồn phát thải của các chất

ô nhiễm này chủ yếu là nước thải sinh hoạt, công nghiệp hoặc nông nghiệp

Bài báo trình bày các kết quả nghiên cứu bước đầu về sự hiện diện của một số nhóm chất ô nhiễm nói trên trong vùng hạ lưu lưu vực Sài gòn - Đồng nai Kết quả phân tích đã cho thấy

sự hiện diện của dư lượng kháng sinh và chất rối loạn nội tiết trong nước thải cũng như trong lưu vực Sài gòn – Đồng nai Tần suất phát hiện dư lượng kháng sinh nhóm Fluoroquinolone

là 41% trong mẫu nước và 58% trong mẫu bùn/trầm tích Đối với nhóm chất gây rối loạn nội tiết phthalate ester có tần suất phát hiện cũng khá cao (17% trong mẫu nước và 58% trong mẫu bùn)

1 Giới thiệu

Hiện nay, nhiều nghiên cứu đã cho thấy có nhiều chất hóa học đã gây ra các tác động tiêu cực tức thời hoặc lâu dài đến hệ sinh thái mà trong lịch sử chưa từng được xếp loại là chất ô nhiễm ví dụ như kháng sinh, các phức cơ kim, Chính vì vậy, khái niệm “các chất ô nhiễm mới” (emerging pollutants) đã ra đời để chỉ các chất ô nhiễm không phải là những chất “mới” về mặt hóa học hoặc sinh học mà là những chất

ô nhiễm đang tồn tại trong các thành phần môi trường tuy nhiên chưa được nghiên cứu

và quan trắc định kỳ Hai nhóm chất ô nhiễm mới hiện đang được các nước trên thế giới quan tâm là kháng sinh và các chất gây rối loạn nội tiết (EDCs) do mối liên quan trực tiếp đến hệ sinh thái và sức khỏe con người

Ở Việt Nam, kháng sinh và hormon đang được sử dụng rộng rãi cho con người

và thú y Trong quá trình sử dụng, chỉ có một phần kháng sinh và hormon được hấp thu và chuyển hóa trong cơ thể người/vật nuôi, còn phần lớn được bài tiết nguyên dạng [1] Một số nghiên cứu đã cho thấy đối với dư lượng kháng sinh, thuốc được bài tiết có thể lên đến 70% Do đó, các chất ô nhiễm này sẽ hiện diện trong nước thải sinh hoạt hoặc từ các bệnh viện hoặc các trang trại chăn nuôi Nhìn chung, quy trình xử lý nước thải hiện nay không thích hợp để xử lý dư lượng kháng sinh và hormon nên các chất ô nhiễm này sẽ tồn lưu và tiếp tục di chuyển vào nguồn tiếp nhận và làm ô nhiễm các thủy vực Tương tự, Phlathate là một nhóm EDCs điển hình và phụ gia sử dụng rộng rãi trong công nghiệp như là các chất hóa dẻo (plasticizer), tạo mùi thơm, v.v Và cũng do sự tồn lưu của các chất này trong nước thải nên các hóa chất này đã tồn lưu tại các nguồn tiếp nhận ví dụ như tại các thủy vực [7]

Sự hiện diện của các loại kháng sinh và EDCs đã được xác nhận tại nhiều khu vực trên thế giới, ví dụ như:

- Ngay từ những năm 1999-2000, Cục Địa chất Mỹ đã tiến hành điều tra sự tích lũy của các chất ô nhiễm này trong nguồn nước mặt Đã có 80% trong tổng số 139 dòng chảy được quan trắc ở 30 bang đã phát hiện 1 hoặc nhiều chất trong số 95 chất khảo sát Các chất ô nhiễm đã phát hiện bao gồm: kháng sinh, hormones, v.v [11]

- Ở Nam Phi, nghiên cứu cũng đã phát hiện Phthalates ở các nồng độ 0,16 mg/l đến 10,17 mg/l trong mẫu nước, 0,02 mg/kg và 0,89 mg/kg trong mẫu trầm tích của nguồn nước Giá trị phát hiện trong mẫu nước đã vượt qua tiêu chuẩn US EPA (3 mg/l) [7]

- Các nghiên cứu bước đầu ở Việt nam cũng xác nhận có sự hiện diện của dư lượng kháng sinh trong nước thải, nước mặt khu vực sông Mekong, v.v [10]

Do đó, việc triển khai các nghiên cứu đánh giá sự hiện diện của kháng sinh và EDCs là hết sức cần thiết Bài báo trình bày một số kết quả bước đầu về sự hiện diện của nhóm kháng sinh fluoroquinolones và chất gây rối loạn nội tiết phthalate trong một

số loại hình nước thải đặc trưng và môi trường vùng hạ lưu lưu vực Sài gòn – Đồng nai

2 Phương pháp nghiên cứu

2.1 Đối tượng nghiên cứu

Dựa trên các đánh giá sơ bộ về mức độ sử dụng tại Việt Nam, mức độ tồn lưu trong môi trường theo các kết quả nghiên cứu trước đây, đề tài đã tập trung nghiên cứu hai đối tượng là:

Kháng sinh: Trong các nhóm kháng sinh đang được sử dụng phổ biến tại Việt

Nam, fluoroquinolones (FQ) là nhóm kháng sinh được sử dụng rất rộng rãi kể cả cho

người và thú y

EDCs: Nhóm Phthalates là các chất phụ gia phổ biến trong công nghiệp nhựa

và hóa mỹ phẩm

2.2 Khảo sát qua các phiếu điều tra

Nhóm nghiên cứu đã lập 4 mẫu phiếu điều tra cho hai nhóm đối tượng là:

Các loại kháng sinh và hocmon đang được sử dụng, dự kiến 50 phiếu Đối tượng phỏng vấn là: Nhà thuốc và bệnh viện; Các trang trại chăn nuôi và Các hộ nuôi trồng thủy sản

Hiện trạng sử dụng phthlates dưới dạng các chất phụ gia ở các khu công nghiệp:

50 phiếu

2.3 Khảo sát đánh giá sự hiện diện của một số kháng sinh và EDCs đã lựa chọn trong khu vực hạ lưu sông Sài Gòn và sông Đồng Nai

2.3.1 Các vị trí khảo sát và lấy mẫu

Do đặc tính hóa-lý của các loại kháng sinh và các EDCs rất phức tạp và đây là nghiên cứu ban đầu nên sẽ tiến hành lấy cả hai loại mẫu (nước/trầm tích; nước

thải/bùn thải) ở các vị trí lấy mẫu Số lượng các vị trí khảo sát và lấy mẫu cụ thể như sau:

Các vị trí khảo sát tại các vị trí cấp nước cho các nhà máy nước Tổng số vị trí lấy khảo sát và lấy mẫu là 4 Tổng cộng số mẫu đã thu thập là 4 mẫu nước và 4 mẫu trầm tich

Bệnh viện: Đã lấy mẫu tại 5 Trạm xử lý nước thải của bệnh viện/cơ sở y tế Tổng cộng số lượng mẫu đã thu thập là 5 mẫu nước

Khu đô thị: Đã lấy mẫu tại 3 vị trí đặc trưng cho các khu đô thị của TP Hồ Chí Minh, tỉnh Đồng Nai và tỉnh Bình Dương Tổng cộng số lượng mẫu thu thập là 3 mẫu nước và 3 mẫu bùn

Khu công nghiệp: Đã lấy mẫu tại 5 khu công nghiệp tập trung có lĩnh vực hoạt động liên quan (sản xuất hóa mỹ phẩm, chế biến sản phẩm nhựa) trên địa bàn TP Hồ Chí Minh, tỉnh Đồng Nai và tỉnh Bình Dương Tổng cộng số lượng mẫu đã thu thập là

5 mẫu nước và 5 mẫu bùn

Các trang trại chăn nuôi/nuôi trồng thủy sản: Tổng cộng số lượng mẫu đã thu thập là 5 mẫu nước và 5 mẫu bùn

2.3.2 Các chỉ tiêu phân tích mẫu

Kháng sinh FQ: 14 chất Enrofloxacin, Ciprofloxacin, Flumequin, Norfloxacin, Ofloxacin, Difloxacin, Danofloxacin, Levofloxacin, Oxolinic Acid, Marbofloxacin, Nalidixic Acid, Gatifloxacin và Sarafloxacin

EDCs: nhóm phthalates bao gồm 6 chất BBP (Benzylbutylphthalate), DBP (Dibutyl phthalate), DNOP (Di-n-octyl phthalate), DEHP (Di(2-ethylhexyl) phthalate), DIDP (Diisodecyl phthalate) và DINP (Di-isononyl phthalate)

Và một số thông số hóa lý cơ bản khác (pH, DO, TSS, TOC)

Phương pháp phân tích và giới hạn phát hiện đối với các chỉ tiêu được trình bày tại Bảng 1

Bảng 1 Phương pháp phân tích và giới hạn phát hiện của các chỉ tiêu phân tích

Giới hạn phát hiện Nước

(µg/l)

Trầm tích/bùn (µg/kg)

3 Kết quả và thảo luận

3.1 Kháng sinh nhóm FQ

3.1.1 Hiện trạng sử dụng kháng sinh FQ

Trong khuôn khổ của đề tài đã tiến hành thu thập tài liệu và khảo sát tại 10 bệnh viện với các loại hình khám, chữa bệnh khác nhau:

Kết quả khảo sát đã cho thấy kháng sinh nhóm FQ là nhóm kháng sinh được sử dụng khá rộng rãi tại các bệnh viện Trong nhóm kháng sinh này có 3 kháng sinh được

sử dụng phổ biến nhất là Ciprofloxcin, Levofloxacin và Norfloxacin (Bảng 2) Trong

ba kháng sinh này, hai kháng sinh được sử dụng phổ biến là Ciprofloxacin và Levofloxacin Norloxacin ít được sử dụng hơn hai kháng sinh nói trên Ba kháng sinh trên được sử dụng cả trong điều trị nội trú và ngoại trú, tuy nhiên chủ yếu trong điều trị ngoại trú Tỷ lệ sử dụng trong điều trị ngoại trú đạt đến 90% các bệnh viện khảo sát Hình thức sử dụng chủ yếu là uống (95%) Ngoài ra, hình thức sử dụng là tiêm chỉ chiếm một tỷ lệ nhỏ (5%) Theo các thông tin đã thu thập được, fluoroquinolones được

sử dụng khá rộng rãi trong điều trị các bệnh: nhiễm trùng; Chống nhiễm khuẩn; Viêm tai giữa; Nhiễm trùng da; Viêm tiền liệt tuyến, v.v

Bảng 2 Số liệu về tình hình sử dụng kháng sinh nhóm fluoroquinolones

Kháng sinh FQ

Tỷ lệ bệnh viện có sử dụng theo

thuốc (%)

Ghi chú: n: số lượng phiếu khảo sát

Kết quả đều tra tại các nhà thuốc cho thấy 3 kháng sinh nói trên cũng thường được sử dụng Trong đó, hai loại kháng sinh Ciprofloxacin và Levofloxacin được sử dụng phổ biến nhất 100% nhà thuốc đều có ý kiến thống nhất về sự phổ biến của hai loại kháng sinh này Kháng sinh Norfloxacin kém phổ biến hơn, chỉ chiếm khoảng 45% số nhà thuốc khảo sát (Bảng 2)

Kết quả này cũng khá phù hợp với nghiên cứu trước đây cho thấy fluroquinlones là một trong những nhóm kháng sinh sử dụng hàng đầu tại Việt Nam, chỉ sau nhóm macrolides, penicilines và cephalosporins

Đối với các hộ sản xuất nông nghiệp cho thấy 100% các hộ đều sử dụng các loại vitamin, kháng sinh, thuốc thú y và vắc xin Tuy nhiều, có nhiều loại thuốc không thể tra được thành phần do người dân không nêu chính xác được tên gọi của thuốc Nhìn chung, FQ cũng là nhóm kháng sinh được sử dụng rộng rãi, trong đó chủ yếu là Enrofloxacin, Flumequin và Marbofloxacin

Hình 1: Doanh thu và số lượng kháng sinh tiêu thụ tại Việt Nam

Nguồn: [6]

3.1.2 Sự hiện diện của nhóm kháng sinh trong nước thải và nước mặt vùng hạ lưu lưu vực Sài gòn – Đồng nai

Tần suất xuất hiện và giá trị lớn nhất (max) của các kháng sinh nhóm FQ được trình bày tại Bảng 3 Hầu hết các kháng sinh chủ yếu tích lũy trong pha rắn (trầm tích) Kháng sinh ciprofloxacin thường được phát hiện trong các mẫu

Bảng 3 Kết quả khảo sát sự hiện diện của nhóm fluoroquinolones (ppm)

Tần suất xuất hiện (%)

Max

Tần suất xuất hiện (%)

Max

Tần suất xuất hiện (%)

Max

Tần suất xuất hiện (%)

Max

Nước

Sông Nông

Tần suất xuất hiện (%)

Max

Tần suất xuất hiện (%)

Max

Tần suất xuất hiện (%)

Max

Tần suất xuất hiện (%)

Max

Bùn

[5 ], b [3], c [2], d [8], e [4]

So sánh với giá trị giới hạn PNEC (predict no effect concentration) từ các nghiên cứu trước đây cho thấy hàm lượng cao nhất của các kháng sinh FQ trong nước hầu hết đã vượt quá giá trị PNEC

3.2 Nhóm Phthalates

3.2.1 Hiện trạng sử dụng

Đối tượng khảo sát là doanh nghiệp có thể sử dụng phthalates ester dưới dạng chất phụ gia trong quá trình sản xuất bao gồm hai loại hình chính là i) sản xuất sản phẩm nhựa và ii) hóa mỹ phẩm Các doanh nghiệp được khảo sát hầu hết đều không cung cấp thông tin về phụ gia đang sử dụng hoặc chỉ đưa ra các thông tin khá chung chung như dung môi, phụ gia, hóa chất Lý do là cả nguyên nhân chủ quan do doanh nghiệp không hợp tác và cũng có thể do bản thân họ cũng không nắm rõ thành phần hóa học của chất phụ gia đang sử dụng

3.2.2 Sự hiện diện của nhóm phthalates trong nước thải và nước mặt vùng hạ lưu lưu vực Sài gòn – Đồng nai

Tần suất xuất hiện và giá trị lớn nhất của nhóm phthalate được trình bày tại Bảng 3 Các phthalate thường gặp bao gồm BBP (butyl benzyl phthalate), DBP (di-n-butyl phthalate), DIDP (diiso(di-n-butyl phthalate), DINP (Di-iso-nonyl phthalate), DEHP (di-2-ethylhexyl phthalate), DINP Trong đó, đáng lưu ý DEHP là một chất có độc tính cao xuất hiện khá phổ biến

Nhóm Phthalates chủ yếu tích lũy trong pha rắn (trầm tích) Tất cả các mẫu trầm tích hoặc bùn thải đều phát hiện dư lượng phthalates

So sánh với giá trị giới hạn PNEC từ các nghiên cứu trước đây cho thấy hàm lượng các phthalate trong bùn đều khá thấp, ngoại trừ DEHP đã có những mẫu cao hơn giá trị PNEC

Bảng 4 Kết quả khảo sát sự hiện diện của nhóm phthalates (ppm)

Tần suất xuất hiện (%)

Max

Tần suất xuất hiện (%)

Max

Tần suất xuất hiện (%)

Max

Nước

Bùn

[9]

4 Kết luận

Nhìn chung, các kết quả đã nghiên cứu đã bước đầu khẳng định sự hiện diện của một số nhóm chất ô nhiễm kháng sinh và chất gây rối loạn nội tiết cụ thể là nhóm fluoroquinolones và phthalates trong nước thải và vùng hạ lưu lưu vực Sài gòn – Đồng nai Nhóm nghiên cứu sẽ tiếp tục khảo sát vào mùa khô năm 2013 nhằm kiểm chứng các kết quả sơ bộ nói trên để có những kết luận chính xác hơn về sự hiện diện của các chất ô nhiễm này trong môi trường

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Daughton, C.G (2004) Non-Regulated Water Contaminants: Emerging Research, Environ Impact Assess Rev., 24(7-8):711-732

2 Gustavson K., Petersen G I., Jørgensen C., Magnussen M.s P., Dam M., Yngvadottir E., Fieler R., Solbakke J (2009) Chemicals from Marine Fish Farms TemaNord

3 Halling-Sørensen B., Holten Lutzhøft H.C., Andersen H.R & Ingerslev F (2000) Environmental risk assessment of antibiotics: comparison of mecillinam, trimethoprim and ciprofloxacin Journal of Antimicrobial Chemotherapy, 46 (Suppl 1), 53–58

4 Lopez A., Iaconi C D., Mascolo G & Pollice A (2011) Innovative and Integrated Technologies for the Treatment of Industrial Wastewater IWA Pubsliher

5 Lúcia H M., Santos L M., Araújo A N., Fachini A., Pena A., Delerue-Matos C., Montenegro M C B S M (2010) Ecotoxicological aspects related to the presence of pharmaceuticals in the aquatic environment Journal of Hazardous Materials vol 175, no 1, pp 45-95

6 Nhóm nghiên cứu Quốc gia GARP – Việt nam (2010) Phân tích thực trạng: Sử dụng kháng sinh và kháng kháng sinh ở Việt Nam

7 Olujimi O.O., Fatoki O.S., Odendaal J.P and Okonkwo J.O (2010) Endocrine disrupting chemicals (phenol and phthalates) in the South African environment: a need for more monitoring Water SA 36 (5), 671-682

8 sitem.herts.ac.uk/aeru/vsdb/Reports/1862.htm

9 Staples C.A (ed), (2000) Phthalate Esters: The Handbook of Environmental Chemistry Springer-Verlag, Heidelberg, Germany

10 Tuan X.L., Munekage Y (2004) Residues of selected antibiotics in water and mud from shrimp ponds in mangrove areas in Viet Nam Mar Pollut Bull 49 (11-12): 922–929

11 US EPA Endocrine Disruptors in the Irish Aquatic Environment Final Report http://www.epa.ie/downloads/pubs/research/water/epa_endocrine%20disruptors_e rtdi32_final.pdf

THE OCCURRENCE OF SELECTED ANTIBIOTICS AND

ENDOCRINE DISRUPTORS IN DOWNSTREAM

OF SAI GON-DONG NAI RIVER BASIN

Nguyen Dinh Tuan, Hoang Thi Thanh Thuy

Hochiminh City University for Natural Resources and Environment

Antibiotic and endocrine disruptors (EDCs) have been classified as emerging pollutants, which were not “new” chemically or biologically but newly recognized as contaminants and not regularly monitored

Although antibiotics and EDCs are detected at trace level but that not related with the risks against human and ecosystem These contaminants are released into environment through wastewaters from domestic, industrial and agricultural sources

The paper reported the primarily study on the occurrence of selected antibiotics and EDCs of Sai gon – Dong nai river basin The analytical results have showed the residues of antibiotics and EDCs in wastewater as well as aquatic system Fluoroquinolones is the most frequently detected (41% in water samples and 58% in the sediment samples) In the case of EDCs, phthalate esters were also detected both in water and sediment (17% and 58% of total