Ô nhiễm các chất hữu cơ khó phân huỷ (POPs)

Một số chất POPs còn được sản sinh ra một cách không chủ định trongquá trình sản xuất công nghiệp một số chất diệt cỏ như 2,4,5T hoặc trong quá trình đốtcháy không hoàn toàn của một số n

MỞ ĐẦU

Hóa chất là một phần trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta Trong khi hóa chấtcần thiết để phát triển kinh tế và các tiêu chuẩn hiện hành của con người về cuộc sống,sản xuất, sử dụng và phát hành hàng ngàn hóa chất vào môi trường cũng liên quan vớicác vấn đề bao gồm những sản phẩm sinh ra không mong muốn, phát sinh chất thải vàloại bỏ, suy thoái môi trường và tiếp xúc với con người và động vật hoang dã

Thế kỷ XXI sẽ có nhiều thay đổi mà những năm đầu của nó đã chứng minh cho sự

“Dự báo Thế kỷ XXI” do nhà xuất bản Thưởng Hải, Trung Quốc ấn hành Trong các nộidung đó, dự báo về nạn ô nhiễm mồi trường, ô nhiễm tầng khí quyển đã được đề cập.Vấn đề giảm ô nhiễm hoá học là một nhân tố quan trọng nhất để đạt được phát triển bềnvững Đặc biệt, các chất hữu cơ khó phân huỷ (POPs), hoá chất tồn lưu, đã được biết đến

vì những tác động có hại của nó nên đã có nhận định “POPs là vấn đề của Thế ký XXI”.Các chất này lan rộng thông qua nước, không khí và lưu nhiễm vào thực phẩm, hậu quả

là nhiễm vào cơ thể con người Đó là những hoá chất thường dùng để pha chế các loạithuốc bảo vệ thực vật có tác dụng mạnh và sử dụng trong công nghiệp với nhiều mụcđích khác nhau Một số chất POPs còn được sản sinh ra một cách không chủ định trongquá trình sản xuất công nghiệp một số chất diệt cỏ như 2,4,5T hoặc trong quá trình đốtcháy không hoàn toàn của một số nguyên liệu như gỗ, giấy, luyện kim …

Ở Châu Âu, các giải pháp nhằm hạn chế POPs đã được thực hiện theo các quy chếnhư đăng ký, đấnh giá và quản lý (REACH: Registration, Evaluation, and Authorization

of Chemicals) nhằm làm giảm các nguy cơ ô nhiễm hoá học, đã được đề xuất năm 2006.Đây là một hệ thống đòi hỏi tất cả các loại hoá chất được sản xuất hoặc nhập khẩu vàoChâu Âu với khối lượng lớn trên 1 tấn/năm đều phải có đăng ký và được chấp thuận.Ngưỡng 1 tấn/năm là dựa vào kinh nghiệm quản lý trong một thời gian dài ở các nướcChâu Âu Con số này có thể phụ thuộc vào đặc điểm của hệ thống sinh thái và loại hoáchất cụ thể Hiện tại có khoảng 30.000 loại hoá chất trên thị trường, trong đó có khoảng

600 loại (20%) bị nghi ngờ là POPs và yêu cầu phải được kiểm tra độc hại Tuy nhiên,những kiểm tra độc hại này được xem là sự thay thế cho kết quả kiểm nghiệm độc hại củachất tương tự hoặc các kiểm nghiệm dựa vào mối liên quan cấu trúc hoá học

Các nhà nghiên cứu, các nhà chính khách và công chúng thường có những đánhgiá cao và nhu cầu lớn về số liệu thống kê các chất hoá học gây ô nhiễm Việc thống kêcác chất hữu cơ khó phân huỷ đã được công bố về mức độ phát tán trên quy mô địaphương, khu vực và toàn cầu trên hai mươi năm nay Đối với các lĩnh vực khác nhau, cácthông tin định lượng về sự hình thành và phát tán các chất hoá học là rất cần thiết để đánhgiá ảnh hưởng và nguy cơ để xây dựng mô hình dự báo, về thời gian và không gian Đốivới các nhà quản lý, việc thống kê là cơ sở cho báo cáo cấp quốc gia đối với các tổ chứcquốc tế, để sử dụng cho việc tạo lập những quyết định nhằm làm giảm lượng hoá chấtthải ra và bảo vệ môi trường tốt, hoặc thiết lập những pháp chế hay ban hành những tiêuchuẩn Đó là cơ sở cho những lĩnh vực khoa học khác như môi trường, kinh tế và y tế.

Những thông tin thống kê các chất POPs được thu thập từ các nguồn khác nhau,đặc biệt là những báo cáo cấp quốc gia của các nước thành viên hoặc của các bên trongcác cuộc hội thảo quốc tế ví dụ như hội thảo Stockhom về các chất hữu cơ khó phân huỷ,Hội nghị UNECE về ô nhiễm môi trường trên diện rộng (POPs Protocol) và Hội nghịthông kê các chất ô nhiễm môi trường Châu Âu Những thông tin chi tiết hơn được thuthập từ các xuất bản phẩm liên quan cũng như các bản báo cáo quốc gia Những thống kênày đã được xây dựng với nhiều phương pháp khác nhau và phục vụ cho những mục đíchkhác nhau

Những hướng dẫn kỹ thuật về các biện pháp quản lý môi trường đối với rác thải cóthể sử dụng theo Hiệp định Basel – Stockholm với định nghĩa về “hàm lượng POPs thấp”trong rác thải, được quy định là 15 μgTEQ.kg-1 đối với PCDD/PCDF và tới 50mgkg-1 chomỗi loại thuốc trừ sâu, PCB và HCB có chứa POPs Các quốc gia đều được khuyến khích

áp dụng thử các hướng dẫn này Ở tầm khu vực, Uỷ ban Châu Âu đã chính thức tiến hànhnghiên cứu để biên soạn và đánh giá các số liệu đã có sẵn về mức độ của POPs trong cácdanh mục rác thải khác nhau và được đánh giá trong mối tương quan với định nghĩa

“hàm lượng POPs thấp”

I. Tổng quan về các chất ô nhiễm hữu cơ bền vững (POPs)

1. Khái niệm

Chất ô nhiễm hữu cơ bền vững (POPs) là những hợp chất hóa học có nguồn gốc

từ cacbon, sản sinh ra do các hoạt động công nghiệp của con người Chúng đã được sửdụng rộng rãi như thuốc trừ sâu hoặc các hóa chất công nghiệp và gây nguy hại đối vớisức khoẻ con người và hệ sinh thái

POPs là hợp chất ô nhiễm hữu cơ bền, rất nguy hiểm Công ước Stockholm xácnhận POPs gồm 12 hợp chất hữu cơ, là các hóa chất trừ sâu và các chất thải gây ô nhiễmnguy hiểm nhất đối với con người và động thực vật là: aldrin, chlordane, DDT, dieldrin,dioxin, endrin, furans, heptachlor, hexachlorobenzene (HCB), mirex, polychlorinatedbiphenyls (PCBs) và toxaphene Tuy nhiên sau này đã bổ sung thêm 9 hợp chất nângtổng số các chất POPs lên con số 21

Do tính chất độc hại nguy hiểm đối với sức khoẻ con người, lại là những chất kháphổ biến được gây ô nhiễm môi trường nên ngày 22/05/2001 tại Stockholm (Thuỵ Điển),

92 quốc gia đã ký công ước về các chất gây ô nhiễm hữu cơ khó phân huỷ (POPs),thường được gọi là công ước Stockholm Ngày 22/07/2002, Việt Nam đã trở thành quốcgia thứ 14 trên thế giới phê chuẩn công ước này Công ước Stockholm nhằm giảm thiểu

và loại bỏ 12 chất POPs nguy hiểm nhất từng được sản xuất và sử dụng trước đây ra khỏicuộc sống của nhân loại

Công ước cấm triệt để 8 loại thuốc bảo vệ thực vật gồm có Aldrin, chlordane,DDT, Dieldrin, Endrin, Hetachlor, Mirex và Toxaphene Hai hoá chất công nghiệp làHexachlorrobenzen (cũng được dùng làm thuốc bảo vệ thực vật) và PolychlorinnatedBiphenyl (PCB) dùng trong công nghiệp vật liệu tản nhiệt đều bị cấm Công ướcStockholm đặc biệt chú ý tới hai loại phụ phẩm hoá học phát sinh không chủ định làPolychlorinated Dioxin và Furan Đó là những chất tự sinh ra trong quá trình đốt cháycác vật liệu chlorin và công nghiệp sản xuất các chất bảo vệ thực vật

2. Đặc điểm

- Bền vững: POPs là các hoá chất vận hành một thời gian dài trong môi trường.Một số có thể chống lại phân hủy trong nhiều năm và thậm chí nhiều thập kỷ và chúng cókhả năng có thể phân hủy thành các chất độc hại khác

- Khả năng tích tụ: POPs có thể tích lũy ở động vật và con người, thường là trong

mô mỡ và phần lớn từ thực phẩm mà chúng tiêu thụ Khi những hợp chất này di chuyển

lên chuỗi thức ăn, chúng tập trung đến mức có thể là hàng ngàn lần cao hơn giới hạn chấpnhận được

- Độc hại: POPs có thể gây ra một loạt các ảnh hưởng sức khỏe con người, độngvật hoang dã và cá Chúng đã được liên kết với các hiệu ứng trên hệ thống thần kinh, cácvấn đề sinh sản và phát triển, ức chế đáp ứng miễn dịch, ung thư, và sự rối loạn nội tiết

3. Bản chất hóa học

Theo định nghĩa, POPs là các hợp chất hữu cơ được đánh giá có khả năngchống suy thoái bằng các hình thức sinh học, phân hủy quang học hoặc hóa họccao POPs thường là dẫn xuất halogen hóa và thường được clo hóa Các liên kết Cacbon -Clo là rất ổn định đối với thủy phân và số lượng lớn các vị trí thế Clo hay các nhóm chứcnên chúng có khả năng chống phân hủy sinh học và quang phân Clo liên kết vớivòng thơm (benzen) ổn định hơn khó thủy phân hơn so với clo trong các cấu trúc hợpchất béo Kết quả các hợp chất được Clo hóa nên POPs thường cấu trúc vòng vớimột chuỗi phân nhánh Nhờ mức độ cao của họ halogen, các chất ô nhiễm hữu cơ khóphân hủy có khả năng hòa tan trong nước rất thấp và độ hòa tan trong lipit cao, dẫnđến xu hướng dễ dàng xâm nhập thông qua các phospholipit trong cấu trúc của màng sinhhọc và tích lũy trong các hợp chất béo

Dẫn xuất halogen hóa hydrocacbon là một nhóm lớn các chất ô nhiễm hữu cơ khóphân hủy, và trong số này, Organochlorines là nhóm quan trọng nhất Trong nhómOrganohalogens là Dioxins và Furans, PCBs, hexachlorobenzene, mirex, toxaphen,heptachlor, chlordane, DDT Những hợp chất này đặc trưng bởi độ hòa tan nước thấp và

độ hòa tan lipit cao và giống như nhiều chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy là tính bềnvững trong môi trường, nửa vòng đời dài và có tiềm năng tích tụ và khuếch đại sinhhọc trong các vi sinh vật phân tán vào môi trường

Mặc dù một số nguồn tự nhiên của Organochlorines được biết đến tồn tại nhưnghầu hết các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy có nguồn gốc gần như hoàn toàn từ cácnguồn do con người tạo ra liên quan chủ yếu với sản xuất, sử dụng của một số hóachất hữu cơ Ngược lại thì HCB, dioxin và furan được hình thành vô ý trong một loạtcác quy trình sản xuất và đốt cháy

Như đã chỉ ra ở trên, các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy thường là các hợpchất bán hoặc dễ bay hơi, một đặc tính nổi bật là vận tải tầm xa của các hóa chất này

Họ do đó có thể di chuyển trên một khoảng cách lớn thông qua bầu khí quyển Bay

hơi có thể xảy ra từ nhà máy và bề mặt đất sau khi ứng dụng của các chất ô nhiễm hữu cơkhó phân hủy được sử dụng như thuốc trừ sâu.

Dẫn xuất halogen hóa, và đặc biệt là clo hóa hợp chất hữu cơ đã trở thành truyềnthống trong xã hội đương đại, được sử dụng bởi các ngành công nghiệp hóa chất trongsản xuất của một loạt các sản phẩm khác nhau, từ polyvinyl clorua (PVC)(hàng triệu tấn mỗi năm) tới các dung môi (một số hàng trăm nghìn tấn); thuốc trừsâu (hàng chục nghìn tấn); hóa chất đặc biệt và dược phẩm (nghìn tấn xuốngđến kg) Ngoài ra, cả hai nguồn nhân tạo và tự nhiên cũng dẫn đến sản xuất không mongmuốn bởi sản phẩm và phát thải thường được đặc trưng bởi sự bền vững và khả năngchống phá hủy (chẳng hạn như dioxin clo)

Như đã nói ở trên, các hợp chất clo hữu cơ có một loạt các tính chất lý hóa Trongmôi trường, Organochlorines có thể được biến đổi bởi một loạt các quá trình sinhhọc, hóa học và quang hóa Hiệu quả của các quá trình môi trường phần lớn phụ thuộcvào các tính chất lý hóa học của hợp chất cụ thể và đặc điểm của môi trường tiếp nhận

Hợp chất vòng, vòng thơm, vòng điankan được clo hóa từ các hợp chấthydrocarbon, chẳng hạn như một số loại thuốc sâu clo hóa, với trọng lượng phân tử lớnhơn 236 g/mol đã được ghi nhận có khả năng tích lũy trong các mô sinh học, và đặcbiệt tập trung ở những sinh vật chiếm vị trí ở các cấp độ dinh dưỡng cao, không ngạcnhiên bởi các hợp chất này cũng được biết đến với sự bền vững trong môi trường Cáchợp chất bao gồm trong các nhóm nghiên cứu này thường chia ra nhiều đặc tính lýhóa và bao gồm một số thuốc bảo vệ thực vật clo hữu cơ đầu tiên như DDT, chlordane,lindane, heptachlor, dieldrin, aldrin, toxaphene, mirex và chlordecone

Ngược lại, các phân tử hydrocacbon clo hóa có trọng lượng thấp hơn (íthơn 236 g/mol) có thể bao gồm một số ankan và anken (dichloromethane, chloropicrin,cloroform) và thường gắn liền với độc tính cấp tính thấp, hiệu ứng độc tính thuận nghịch

và thời gian bán phân hủy môi trường sinh học ngắn

Nói chung, thải ra các chất ô nhiễm hữu cơ được tạo điều kiện thuậnlợi thông qua việc chuyển hóa các hình thức Bởi vì khả năng chống lại suy thoái và phânhủy, POPs không dễ dàng thải ra ra những chất gây ô nhiễm ra môi trường (ví dụnhư toxaphene, PCBs) bởi sự đề kháng cao với sự trao đổi chất và có xu hướng tích tụtrong sinh vật thông qua chuỗi thức ăn Đáng chú ý, một số chất ô nhiễm hữu cơ cũng cóthể được chuyển đổi thành các chất chuyển hóa liên tục hơn so với hợp chất ban đầu, như

trường hợp với chuyển đổi chất của DDT tới DDE Tương tự như vậy, việc chuyểnhóa nhanh chóng của aldrin tới dieldrin chất chuyển hóa của nó rất thân thiện với môitrường.

4. Nguồn và quá trình của POPs

Trên toàn cầu, tất cả các khu công nghiệp lớn đều sử dụng hóa chất Một số cáchóa chất POPs cố ý phát hành đến môi trường như thuốc trừ sâu, hoặc vô ý phát hành như

là sản phẩm phụ của quá trình đốt cháy

Trên phạm vi toàn cầu, chúng ta có thể có lấy được những thông tin về việc sảnxuất và sử dụng POPs trên trang Web của Hội nghị Stockholm Hiện tại, các thông tinnày vẫn còn ít và không cung cấp đầy đủ những thông tin về sản xuất và sử dụng POPstrên toàn cầu Ví dụ, khi ta đăng ký vào một bản mẫu cụ thể chỉ chứa đựng 3 chất POPs,

cụ thể là chlordan (Trung Quốc và Botswana), DDT (Trung Quốc và Ấn Độ) và mirex(Trung Quốc và Australia) Đăng ký DDT hiện tại có 12 quốc gia có thể đang có nhu cầu

sử dụng DDT trong lĩnh vực y tế nhưng hiện tại chỉ có 3 quốc gia là có khả năng sản xuấtDDT với mục đích dùng cho y tế (Trung Quốc, Ethiopia và Ấn Độ)

Năm 2007, Fiedler đã xuất bản cuốn tổng quan về các bản thống kê vềPCDD/PCDF Trong ấn phẩm này, có những thông tin về sự phát tán dioxin của 23 quốcgia được lấy từ các ấn phẩm xuất bản công khai hay các bản báo cáo quốc gia Cộng thêmlượng phát tán của 23 quốc gia này, có thêm khoảng 7.500 và 13.000g TEQ dioxin đượcphát tán vào không khí Các số liệu, trừ số liệu của Hoa Kỳ, được lấy từ kế hoạch triểnkhai quốc gia (NIPs) mà đã đuợc báo cáo với ban thư ký Hội nghị Stockholm 2006/2007.Hầu hết các quốc gia chỉ báo cáo lượng thải vào không khí và chỉ một số ít quốc gia ướctình đuợc lượng thải vào nước hoặc cặn lắng Nhằm tính toán được lượng TEQ thải tươngđương trên số dân, con số tổng được đưa ra tương tự với giá trị trong trường hợp chỉ cólượng thải vào không khí được báo cáo Đối với Thuỵ Điển và Đan Mạch, người ta đã sửdụng phép ước tính vượt giới hạn trên

Bất chấp những cố gắng và những nguồn thông tin khổng lồ được đưa ra và thuthập ở quy mô quốc gia, khu vực và toàn cầu, hiện nay chúng ta vẫn chưa thể ước tínhđược khối lượng POPs được sản xuất có chủ định và khối lượng mà chúng đang được sửdụng và lưu kho Chúng ta cũng không thể ước tính được lượng thải POPs trên quy môtoàn cầu Trong khi đó, tính toán PCDD/PCDF có vẻ hoàn thiện hơn các chất POPs khác

nhưng vẫn còn thiếu rất nhiều các thông tin quan trọng Ví dụ, trên 100 quốc gia vẫnchưa công bố đầy đủ các thông tin về khối lượng liên quan đến các bản thống kê POPs.

Tuy nhiên, cần phải tính đến các yêu cầu cho mỗi hiệp ước này là khác nhau vànền tảng cơ sở cho các hoạt động và sự phát tán cũng khác nhau rất nhiều Bởi vậy, cácthông tin chứa đựng trong các bản thống kê phạm vi khu vực không thể dễ dàng đưa vàobản thống kê ở phạm vi toàn cầu Cùng với sự phát triển của các bản thống kê, một sốquốc gia muốn báo cáo phạm vi phát tán hơn là đưa ra các ước tính mà có thể làm chocác bản thống kê toàn cầu trở lên càng phức tạp Cuối cùng, tất cả các bản thống kê đều

có những yếu tố không chắc chắn cố hữu và vẫn còn có nhiều câu hỏi khoa học mở chonhững quyết định chính xác về các nhân tố phát tán và cũng như các quyết định về hoạtđộng của quốc gia, đặc biệt là đối với các nguồn phân tán và không tập trung như việcđốt rác thải sinh học có PCDD/PCDF

Dù đã có những dự báo trước như ở trên, các thống kê POPs vẫn là một công cụhữu ích trong rất nhiều trường hợp nhằm mô tả tình trạng hiện tại của mỗi quốc gia haykhu vực hoặc sự hiện diện của POPs trong các nguồn và thiết lập nên một nền tảng cơbản cho việc triển khai các phương pháp nhắm ngăn chặn việc hình thành và phát tán củaPOPs và để làm giảm sự phát tán của chúng thông qua việc ứng dụng những phươngpháp quản lý môi trường tốt cho những hoá chất

Khi các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy được phát hành vào môi trường, chúng

có thể được vận chuyển trong một khu vực cụ thể và qua các biên giới quốc tế vậnchuyển trong không khí, nước và đất Khi bị cấm hoặc bị hạn chế, các chất ô nhiễm hữu

cơ khó phân hủy POPs sẽ vào môi trường trên cơ sở thông qua một chu kỳ vận chuyểnkhông khí tầm xa và lắng đọng được gọi là "Grasshopper" hay quá trình “globaldistillation”

"Grasshopper" hay quá trình “global distillation”, minh họa trong hình 2 bêndưới, bắt đầu với việc phát hành các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy ra môi trường.Khi các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy vào bầu khí quyển, chúng có thể được thựchiện bởi nguồn gió, đôi khi với khoảng cách rất dài

Thông qua quá trình của khí quyển, chúng được đưa vào đất hoặc vào các hệ sinhthái nước nơi chúng tích lũy và có khả năng gây ra thiệt hại Từ những hệ sinh thái, chấtbay hơi, một lần nữa vào bầu khí quyển, thường đi từ vùng có nhiệt độ ấm hơn đếnnhững vùng mát hơn Chúng ngưng tụ trong khí quyển bất cứ khi nào nhiệt độ xuống,cuối cùng đạt nồng độ cao nhất ở các nước quanh vùng cực Thông qua các quá trình này,các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy có thể di chuyển hàng ngàn cây số từ nguồn pháthành ban đầu của chúng trong một chu kỳ đó có thể kéo dài hàng thập kỷ

Các nhà khoa học đã cải thiện khả năng phát hiện các chất ô nhiễm hữu cơ khóphân hủy trong mưa và tuyết đã góp phần để theo dõi sự tích tụ của các hóa chất này lênchuỗi thức ăn và vào con người Những phát triển này chính là chìa khoá quyết địnhchính sách và hành động trên trường quốc tế Việc quản lý hóa chất, bao gồm các chất ônhiễm hữu cơ khó phân huỷ, là một trọng tâm phát triển của chính sách công của chínhphủ và khu vực tư nhân tìm cách giải quyết các mối đe dọa trước mắt và lâu dài gây rabởi các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy đối với sức khỏe con người và môi trường

5. Độc tính

Việc sản xuất có chủ ý và sử dụng của hầu hết các chất ô nhiễm hữu cơ khó phânhủy đã bị cấm trên toàn thế giới, trừ một số loại được xem xét để sản xuất phục vụ sứckhỏe con người (ví dụ như DDT để kiểm soát bệnh sốt rét) hoặc trong trường hợp rất cụthể nơi mà các hóa chất thay thế đã không được xác định Tuy nhiên, sản xuất ngoài ý

muốn hay tiếp tục sử dụng một số chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy hiện nay là một vấn

đề quan tâm toàn cầu

Mặc dù hầu hết các POPs đã không được sản xuất hoặc sử dụng trong nhiều thập

kỷ, chúng tiếp tục có mặt trong môi trường và do đó có khả năng gây hại Các tính chấttương tự như ban đầu làm cho chúng có tác động, đặc biệt là sự bền vững của chúng, làmcho chúng khó loại bỏ khỏi môi trường

• Đối với môi trường

Nếu phân tích trong các mô hoặc các mẫu môi trường, một số POPs hầu như luônluôn được tìm thấy Như trường hợp với nhiều chất gây ô nhiễm môi trường, đó là khókhăn nhất để thiết lập mối quan hệ của bệnh tật hay bệnh đó là trực tiếp tiếp xúc với mộtchất ô nhiễm hữu cơ liên tục cụ thể hoặc một nhóm các chất ô nhiễm hữu cơ khó phânhủy Khó khăn này được nhấn mạnh bởi thực tế là ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy hiếmkhi xảy ra là hợp chất duy nhất và nghiên cứu lĩnh vực cá nhân thường xuyên không đủ

để cung cấp bằng chứng thuyết phục về nguyên nhân và hiệu ứng của riêng của họ làđúng Tuy nhiên một thực tế rằng thu hút đáng kể bởi hợp chất béo của các hợp chấtnày có nghĩa rằng các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy có khả năng tích lũy, vẫn tồn tại

và tích lũy sinh học và có thể, do đó, đạt được nồng độ độc giới hạn có liên quan ngay cảkhi tiếp xúc rời rạc

Thực nghiệm, các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy đã được kết hợp với tácđộng môi trường đáng kể trong một phạm vi rộng của các loài và ở hầu như tất cảcác mức độ dinh dưỡng Trong khi hiệu ứng cấp tính của nhiễm độc các chất ô nhiễmhữu cơ khó phân hủy đã được cung cấp, tác dụng phụ liên quan đến phơi nhiễm mãntính mức độ thấp trong môi trường đặc biệt được quan tâm Đáng chú ý trong bối cảnhnày là thời gian bán hủy sinh học lâu các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy trong cơ thểsinh vật do đó tạo điều kiện thuận lợi cho tích tụ đơn vị nồng độ kéo dài theo thời gian.Đối với một số chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy, có một số bằng chứng thựcnghiệm rằng những tích lũy tiếp xúc cấp thấp có thể được kết hợp với tác động mãn tínhkhông gây chết người, tiềm năng độc miễn dịch, tác động da, suy giảm khả năng sinhsản và gây ung thư

Độc miễn dịch gắn với tiếp xúc khác nhau các chất ô nhiễm hữu cơ khó phânhủy đã được báo cáo bởi một số tác giả Các nhà điều tra đã chứng minh rối loạn chứcnăng miễn dịch như là một nguyên nhân chính cho tỷ lệ tử vong gia tăng trong số các loài

động vật có vú sống ở biển và cũng đã chứng minh rằng sự tiêu thụ của chế độ ăn uốngcác chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy bị ô nhiễm trong hải cẩu có thể dẫn đến thiếu hụtvitamin, tuyến giáp, tính nhạy cảm đồng thời nhiễm vi sinh vật và các rối loạn sinh sản.Các nhà điều tra cũng lưu ý rằng suy giảm miễn dịch đã được sinh ra trong một loạtcác loài động vật hoang dã bởi một số các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy phổbiến bao gồm cả TCDD, PCBs, chlordane, HCB, toxaphene và DDT

Tiếp xúc với các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy đã được tương quan với sựsuy giảm số lượng cá thể trong một số loài động vật có vú sống ở biển bao gồm cả hảicẩu, cá heo cảng, cá heo mũi chai và cá voi từ sông St Lawrence Đáng chú ý hơn, mộtmối quan hệ nguyên nhân rõ ràng và có hiệu lực đã được thiết lập giữa sự thất bại sinhsản ở chồn và tiếp xúc với một số chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy

Các tài liệu khoa học đã chứng minh một nguyên nhân trực tiếp và mối quan

hệ có hiệu lực giữa chồn tiếp xúc với PCB và rối loạn chức năng miễn dịch, sinh sản thấtbại, biến dạng và tỷ lệ tử vong cao Tương tự như vậy, các nhà điều tra cũng đã chứngminh một mối tương quan có sức thuyết phục giữa nồng độ môi trường của PCBs vàdioxin với giảm khả năng sống của ấu trùng trong một số loài cá Đáng chú ý như làmột báo cáo cho thấy suy giảm sinh sản đáng kể trong một số loài ở Hồ Lớn như là độngvật săn mồi cấp cao nhất phụ thuộc vào chuỗi thức ăn thủy sinh của hồnày Quan sát động vật hoang dã, bao gồm cả xác động vật bị mắc kẹt của cá voi

St Lawrence , với báo cáo tỷ lệ cao của các khối u có chứa nồng độ cao các PCBs,mirex, chlordane và toxaphene Một tỷ lệ 100% các tổn thương tuyến giáp trong cá hồiđược lấy mẫu ở Hồ Lớn trong hai thập kỷ qua cũng đã được báo cáo có liên quanvới tăng các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy trong cơ thể

Động vật cũng có nguy cơ từ các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy và tích lũydai dẳng chất gây ô nhiễm độc hại khác Động vật tiếp xúc với POPs trong môi trườngthông qua các nước, không khí và thực phẩm Các nghiên cứu của Chính phủ Canadachứng minh rằng các hệ sinh thái của hồ Great, để chứng minh cách thức mà POPs dichuyển thông qua hệ sinh thái PCBs, chlordane, dioxin và DDT là chất ô nhiễm hữu cơkhó phân hủy thường xuyên ô nhiễm hồ cá Great POPs tích tụ trong mô cá ở nồng độcao gấp nhiều lần so với trong nước hồ Chúng có thể vẫn còn trong trầm tích trong nhiềunăm, sinh vật tiêu thụ ở dưới chúng và sau đó ăn thịt con cá lớn hơn

Nồng độ mô có thể tăng hoặc khuếch đại sinh học ở mỗi cấp độ của chuỗi thức ăn,động vật ăn thịt cao nhất (như cá Vược miệng rộng) có thể có nồng độ cao gấp triệu lầncủa các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy hơn so với trong nước của nó

Các loài động vật tiếp xúc với chất gây ô nhiễm POPs cao hơn tại các khu vựcgiàu thức ăn như động vật có vú như cá voi, hải cẩu, gấu Bắc cực, và các loài chim sănbao gồm cả các loài cá như cá ngừ, cá kiếm và cá vược Tích lũy sinh học và khuếch đạisinh học được minh họa tại hệ sinh thái hồ Great trong hình dưới

• Đối với sức khỏe con người

Như đã lưu ý cho các tác môi trường, việc xác định cũng là khó khăn để thiết lậpmối quan hệ cho con người tiếp xúc với các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy với các

sự cố bệnh tật Như các loài động vật hoang dã, con người gặp phải một loạt các tiếp xúcmôi trường và thường xuyên để một hỗn hợp hóa chất tại một thời điểm Vẫn còn nhiềuviệc được thực hiện trên các nghiên cứu về tác động sức khỏe của con người tiếp xúcvới các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy

Mối quan hệ giữa các chất gây ô nhiễm môi trường như các chất ô nhiễm hữu cơkhó phân hủy với sức khỏe con người là phức tạp Có bằng chứng cho thấy rằng, hóa chấtđộc hại và tích tụ lâu dài (PBTs) gây ra tác hại lâu dài đến sức khỏe con người và môitrường Có thể đưa ra những tác hại cụ thể, tuy nhiên giữa sự phơi nhiễm các hóa chấtnày và ảnh hưởng tới sức khỏe rất phức tạp, đặc biệt khi con người tiếp xúc hàng ngàyvới nhiều chất gây ô nhiễm môi trường khác nhau thông qua không khí thở, nước uống vàthực phẩm để ăn

Khối lượng bằng chứng khoa học cho thấy rằng một số POPs có khả năng gây rahiệu ứng bất lợi đáng kể đối với sức khỏe con người, ở cấp địa phương, cấp khuvực và toàn cầu thông qua vận tải tầm xa.

Đối với một số chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy, tiếp xúc cao bởi nghề nghiệp

và tình cờ là quan tâm cho người lao động tiếp xúc cấp tính và mãn tính Nguy

cơ lớn nhất ở các nước đang phát triển nơi mà việc sử dụng của các chất ô nhiễm hữu cơkhó phân huỷ trong nông nghiệp nhiệt đới đã dẫn đến một số lượng lớn các trường hợp tửvong và bệnh tật Ngoài ra các tuyến đường tiếp xúc khác, công nhân tiếp xúc với cácchất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy trong quá trình quản lý chất thải là một nguồn quantrọng của rủi ro nghề nghiệp ở nhiều nước Tiếp xúc ngắn với nồng độ cao của một

số chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy đã được hiển thị để dẫn đến bệnh tật và tử vong Ví

dụ, một nghiên cứu ở Philippines cho thấy rằng trong năm 1990, Endosulfan trở thành sốmột trong những nguyên nhân gây ngộ độc cấp tính thuốc trừ sâu liên quan đến các nôngdân trồng lúa và người phun thuốc cho cây xoài Người trong nghề, người ngoài cuộc vàcác tiếp xúc với hóa chất độc hại thường rất khó để giảm thiểu ở các nước đang pháttriển Những trở ngại trong việc quản lý phơi nhiễm tại nơi làm việc là do đàotạo người nghèo hoặc không đào tạo, thiếu thiết bị an toàn, và điều kiện làm việc khôngđạt tiêu chuẩn Mối quan tâm kết quả từ việc gần và tiếp xúc với người ngoài cuộc rấtkhó để xác định do bất cập trong giám sát môi trường xung quanh và không nhấtquán trong giám sát y tế, báo cáo, chẩn đoán và điều trị Những yếu tố này gây

ra sự thiếu dữ liệu dịch tễ học Báo cáo cũ nhất của việc tiếp xúc với ô nhiễm hữu cơ khóphân hủy liên quan đến ảnh hưởng sức khỏe con người bao gồm một tậpcủa ngộ độc thực phẩm HCB của Thổ Nhĩ Kỳ ở phía đông nam, dẫn đến cái chếtcủa 90% của những người bị ảnh hưởng và các vụ tiếp xúc khác liên quan đến xơgan, chuyển hóa porphyrin và tiết niệu, viêm khớp và rối loạn thần kinh Trong một sự cốcấp tính ở Ý vào năm 1976, phát hành 2,3,7,8-TCDD vào môi trường dẫn đến sự gia tăngcủa chất chloracne

Sau đó, tổ chức EPA Hoa Kỳ hiện đang xem xét ảnh hưởng chất độc da cam liênquan đến sức khỏe, đặc biệt là cho các điểm nút không gây ung thư như độc miễndịch, rối loạn sinh sản và nhiễm độc thần kinh Các tác động không phải

là phổ biến trong các trường hợp tiếp xúc với nồng độ thấp có nguồn gốc từ môi trường

và chuỗi thực phẩm Phòng thí nghiệm và các lĩnh vực quan sát trên động vật, cũng nhưnghiên cứu lâm sàng và dịch tễ học trong con người, và nghiên cứu về nuôi cấy tế

bào chứng minh rằng tiếp xúc quá nhiều với một số chất ô nhiễm hữu cơ khó phânhủy có thể được liên kết với một loạt các hiệu ứng sinh học.

Những tác dụng phụ có thể bao gồm rối loạn chức năng miễn dịch, thâm hụt thầnkinh, dị thường sinh sản, hành vi bất thường và chất sinh ung thư Các bằng chứng khoahọc chứng minh một liên kết giữa phơi nhiễm mãn tính với nồng độ gây chết của chất ônhiễm hữu cơ khó phân huỷ (chẳng hạn như có thể xảy ra như là một kết quả của vậntải tầm xa) và tác động sức khỏe con người là khó khăn hơn để xác địnhnhưng cung cấp nguyên nhân cho mối quan tâm này Thụy Điển điều tra đã báo cáorằng chế độ ăn uống liên quan tới PCB, dioxin và furan có thể được liên kết quan trọngvới sự giảm số lượng của các tế bào chết tự nhiên (lymphoytes), trong khi các báo cáokhác có đề nghị rằng trẻ em có chế độ ăn uống nhiều clo hữu cơ có thể có tỷ lệ nhiễmtrùng cao hơn 10-15 lần hơn so với trẻ em với mức tiêu thụ thấp hơn nhiều

Nghiên cứu về ung thư liên quan đến phơi nhiễm nghề nghiệp 2.3.7.8-TCDD cũngdường như chỉ ra rằng mức độ phơi nhiễm rất cao của các quần thể con người nâng cao tỷ

lệ mắc ung thư tổng thể Nghiên cứu phòng thí nghiệm cung cấp bằng chứng thuyếtphục hỗ trợ lựa chọn hóa chất clo hữu cơ (dioxins và furans) có thể có tác dụng gây ungthư và tác động như phát triển khối u mạnh

Gần đây, tài liệu đã được tích lũy trong đó một số nhà nghiên cứu đã đề xuất

có thể có mối quan hệ giữa tiếp xúc với một số chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy vàbệnh cho người và rối loạn chức năng sinh sản Các nhà nghiên cứu đã gợi ý rằng tỷ

lệ ngày càng tăng của sinh sản bất thường đối con trai có thể được liên quan đếnestrogen tăng (hoặc loại bỏ estrogen) khi tiếp xúc với hợp chất trong ống nghiệm, và tiếptục cho thấy tiếp xúc với một bà mẹ trong thời gian mang thai của TCDD có thể làmtăng tần số của cryptorchidism trong con trai khi sinh, không có dấu hiệu nhiễm độc rõràng của nhiễm độc ở người mẹ Sự kết hợp đã được thực hiện giữa người tiếpxúc với một số chất gây ô nhiễm clo hữu cơ với bệnh ung thư ở con người Bằngchứng sơ bộ cho thấy một sự kết hợp có thể có giữa ung thư vú và nồng độ cao củaDDE Lý thuyết sau này đã được bổ trợ trong một báo cáo lưu ý rằng mức độ của DDE

và PCBs cao của trường hợp bệnh nhân ung thư vú hơn cho các đối tượng nghiên cứukhác

Nhiều nghiên cứu liên kết các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy và PBT nhưdioxin và furan và chlordane với một số tác dụng phụ ở người Bao gồm các tác dụng trên

hệ thống thần kinh, các vấn đề liên quan đến sinh sản và phát triển, ung thư, và các tácđộng di truyền

Các loại có nguy cơ từ các chất gây ô nhiễm môi trường (đặc biệt PBTs) là trẻ em

và thai nhi đang phát triển Đặc tính sinh lý và đặc điểm phát triển / hành vi của trẻ emlàm tăng tính dễ tổn thương đối với phơi nhiễm PBT Tiếp xúc với giai đoạn thai nhi cóthể xảy ra thông qua nhau thai khi người mẹ đã được tiếp xúc với các chất ô nhiễm hữu

cơ khó phân hủy đã tích lũy trong các mô của người mẹ

II. Một số POPs được quan tâm

Công ước Stockholm xác nhận 12 loại POPs là các hóa chất trừ sâu và các chấtthải gây ô nhiễm nguy hiểm nhất đối với con người và động thực vật, trong đó có các hóachất như PCB, DDT và dioxin.12 loại này nằm trong 3 nhóm chính là: hoá chất bảo vệthực vật, hoá chất dùng trong công nghiệp và hoá chất phát sinh không chủ định

Tên hoá học dimethanonaphthalene

1,2,3,4,10,10-Hexachloro-1,4,4a,5,8,8a-hexahydro-1,4:5,8-Công thức hóa học Aldrin

Tác dụng tiếp xúc, vị độc và cả xông hơi, ở trong đất và trong cây thuốc, chuyểnhoá thành Diendrin

Tính độc: LD50 (chuột) = 40-70mg/kg, thuốc có khả năng tích luỹ trong cơ thểđộng vật

Được dùng để diệt các loại côn trùng như mối, châu chấu, sâu rễ ngô và nhiều loạicôn trùng gây hại khác Khi phun lên cây, thuốc diệt sâu tương đối nhanh nhưng khônglâu dài, khi phun lên đất tác dụng trừ sâu kéo dài

2. Chlordane:

Tên hoá học indene

1,2,4,5,6,7,8,8-octachloro-2,3,3a,4,7,7a-hexahydro-4,7-methano-1H-Công thức hóa học Chlordane

Là một thuốc diệt mối rất dai dẳng, nó có thể ở lại trong đất trong hơn 20 năm và

đó là lý do tại sao lại dùng phổ biến bởi vì nó có thể loại trừ mối lâu dài Tuy nhiên,chlordane dễ bị mất từ đất thông qua sự bay hơi, chỉ trong 2-3 ngày có thể làm giảm mộtnửa lượng chlordane trong đất

Chlordane gây ảnh hưởng trên hệ thống thần kinh, hệ thống tiêu hóa, gan Gây nêncác bệnh của trẻ em như ung thư, bệnh bạch cầu, nhiễm trùng mãn tính, viêm phế quản,hen suyễn, viêm xoang, vô sinh, rối loạn thần kinh, sự hung hăng và trầm cảm

Ngoài ra còn dùng để trừ sâu diện rộng trong nông nghiệp

Thuốc có tác động tiếp xúc và vị độc Khi phun lên cây, hiệu lực của thuốc có thểkéo dài đến 2 tuần.

Thuốc Diendrin 18,5ND được dùng ở nồng độ 0,1-0,5% để phun trừ sâu ăn lá, sâuđục thân, sâu hại thuốc lá, bông, đay

4 Dioxin (PCDDs)

Dioxin là chất cực kỳ độc đối với các cơ quan trong cơ thể con người (LC50 rấtthấp) Nó không có trong tự nhiên, là sản phẩm phụ trong tổng hợp 2,4,5- T, dẫn đến táchại rất nghiêm trọng khi sử dụng Dioxin cũng là chất sinh ra khi đốt các vật có chứa hợpchất hữu cơ của Chlor Có rất nhiều đồng phân của dioxin nhưng độc nhất là 2,3,7,8-tetrachlodibezodioxin (TCDD)

Công thức hóa học Dioxin

Là hoá chất độc hại nhất hiện nay, nó được tạo ra không chủ định do sự đốt cháykhông hoàn toàn một số nhiên liệu cũng như trong quá trình sản xuất một số loại thuốcbảo vệ thực vật và các hoá chất khác Ngoài ra, một số hình thức tái chế kim loại, nghiền

và tẩy trắng giấy cũng có thể sinh ra Dioxin Dioxin còn có trong khí thải động cơ, khóithuốc lá và khói than

5 DDT (Dichloro-Diphenyl-Trichloroethane)

Tên hoá học: 1,1'-(2,2,2-Trichloroethylidene)bis(4-chlorobenzene)

Công thức hóa học DDT

Là một hoá chất hữu cơ khó phân huỷ phổ biến nhất được sử dụng rộng rãi trongchiến tranh thế giới lần thứ 2 nhằm ngăn chặn các dịch bệnh lây truyền bởi côn trùng (đặcbiệt là bệnh sốt rét và bệnh do ruồi vàng) Ở một số nước, nó được sử dụng liên tục trongnhiều năm để diệt muỗi, hạn chế sốt rét

Thuốc rất bền ở điều kiện thường nhưng dễ bị kiềm phân huỷ tạo thành DDE,nhất là khi hiện diện các muối sắt

Độc tính: LD50 (chuột) = 113mg/kg, thuốc có khả năng tích luỹ trong cơ thểngười và động vật, nhất là các mô mỡ, mô sữa, đến khi đủ lượng gây độc thì thuốc sẽ gây

ra các bệnh hiểm nghèo như ung thư, quái thai DDT độc mạnh nhất với cá và mật ong.DDT an toàn với cây trồng, trừ những cây thuộc họ bầu bí

DDT được chế ra lần đầu tiên vào năm 1874 Mãi vào năm 1939 Müller (CibaGeigy) mới tìm ra khả năng giết côn trùng của nó DDT trong thời gian đó niềm hy vọnglớn lao của nghành nông nghiệp, dùng để chống côn trùng và bảo vệ các kho chứa lươngthực, chống bịnh dịch Khắp nơi trên thế giới, DDT được xử dụng để chống sốt rét (giảiNobel cho y khoa) DDT là một chất độc nhiễm qua ăn uống hoặc xúc tiếp Ở côn trùngchất độc đi thẳng vào trung tâm thần kinh qua những xúc giác nhạy cảm Cấu trúc củaDDT rất bền nên khả năng bị phân hủy trong thiên nhiên là rất chậm Ngày nay người tatìm thấy DDT ở khắp nơi trong mọi môi trường Có 95% các thử nghiệm của sữa mẹ,chiếu theo tiêu chuẩn thực phẩm thì không được uống nữa

Tác dụng của DDT trên các động vật máu nóng (như con người) :

DDT theo vào cơ thể con người qua những lương thực như thịt, cá, sữa, gạobắp Sau khi ăn vào, chất độc sẽ theo vào hệ thống tuần hoàn máu Sau đó sẽ được tồn lạivào trong các tế bào mỡ, óc, gan và các bộ phận khác Các bộ phận này có thể tàng chứa

số lương DDT nhiều hơn số lượng làm chết người đến mấy lần Lethal Dose (LD50 300

-500 mg/kg)

Sự lưu trữ lại trong mỡ là phương pháp giải độc của cơ thể Quá trình đào thải rakhỏi cơ thể diễn tiến trong nhiều tháng Nếu lượng mỡ của người nhiễm giảm đi quánhanh (trong trường hợp mắc bệnh, stress hoặc thai nghén) có thể xảy ra tình trạng trúngđộc

DDT làm biến dạng gene và bị nghi ngờ gây ung thư Cộng chung với một số chấtkhác DDT có hậu quả đáng ngại hơn

Mặc dù DDT đã bị cấm ở nhiều nước trên thế giới, nhưng số lượng sản xuẩt vàthải vào trong môi trường vẫn khoảng 60.000 tấn hàng năm Ðặc biệt số lượng này được

xử dụng ở những nước đang phát triển trong vùng nhiệt đới Cho dù độc hại, nhưng DDT

có khả năng chống muỗi sốt rét rất hiệu quả vì sự tốn kém về kinh tế tương đối thấp

Tổ chức FAO ( Food and Agriculture Organization ) khuyên không nên cấm tuyệtđối sự xử dụng DDT Người ta phỏng đoán, cho đến ngày nay số lượng DDT trong lòngđất lên đến khoảng 300.000 tấn Tuy nhiên một khó khăn khác diễn ra là khả năng đềkháng của côn trùng ngày càng tăng Trong các loại muỗi anopheles truyền bệnh sốt rét

đã có 24 loại có sức đề kháng lại DDT, điều bắt buộc người ta phải xử dụng những thuốcmới

DDT là một thí dụ điển hình cho sự xử dụng khoa học kỹ thuật mới một cách thiếusuy nghĩ

Vì sao DDT bị cấm sử dụng?

DDT là loại thuốc trừ sâu đã được sử dụng trong nhiều năm qua Công thức hoáhọc của loại thuốc này là C14H9Cl5 tên khoa học là dichloro-diphenyl-trichloroethane vàgọi tắt là DDT, do nhà sinh hoá học Thuỵ sĩ, Paul Muller phát minh năm 1938 ThuốcDDT vừa ra đời đã tỏ rõ tác dụng tuyệt vời trong việc tiêu diệt các loại côn trùng có hạitrong nông nghiệp Hầu như tất cả các loại sâu bọ có hại đều bị chết khi gặp phải DDT.Trong chiến tranh thế giới lần thứ hai, người ra đã dùng DDT để tiêu diệt rất hiệu nghiệmloại bọ chét, giúp cho các binh sĩ chiến đấu ở Bắc Phi thoát khỏi nạn dịch thương hàn do

bọ chét lây truyền Tiếp đó, Tổ chức Y tế thế giới đã dùng DDT để diệt muỗi và thu đượcthành công lớn trong việc ngăn chặn bệnh sốt rét lây lan Với những thành tích đó DDT

đã trở thành vua của các loại thuốc trừ sâu và năm 1948, ông Muller - người phát minh raDDT đã vinh dự nhận giải thưởng Nobel về hoá học

Nhưng 30 năm sau, DDT bị tuyên án "tử hình" (bị cấm sản xuất và sử dụng) KhiDDT mới ra đời, đúng là nó có sức mạnh vô địch Nhưng chỉ mười mấy năm sau đã cómột số loại côn trùng có hại không sợ DDT nữa Chúng đã nhờn với DDT Ðến năm

1960 đã có 137 loại côn trùng có hại nhờn thuốc DDT Chưa hết, DDT đã kém hiệu quảtrong việc tiêu diệt côn trùng có hại, lại còn giết chết khá nhiều chim chuyên ăn côn trùng

có hại Do DDT có thành phần tương đối ổn định nên khó bị phân giải trong môi trường