Ô nhiễm PAHs và những ảnh hưởng lên hệ sinh thái khí

Ô nhiễm PAHs và những ảnh hưởng lên hệ sinh thái khí

GVHD: TS Leâ Phi Nga

nhóm 3

1 Hiện tượng ô nhiễm trong không khí

3 Phân loại PAHs

4 Nguồn sinh PAHs

5 Đặc tính PAHs

6 Các dạng tồn tại của PAHs

6.2 Trong nước & đất

6.3 Giới thiệu benzo(a)pyrene

Khái quát

Phương pháp phân tích

Con đường chuyển hoá

Chỉ số độc tính, ngưỡng độc

7 Khả năng phơi nhiễm

8 Chuỗi dinh dưỡng

9 Aûnh hưởng đối với động, thực vật

9.2 Động vật

10 Aûnh hưởng tới sức khoẻ con người

10.1 Xâm nhập và thải ra

10.2 Aûnh hưởng lên sức khoẻ

10.3 Phòng tránh xâm nhập

11 Tài liệu tham khảo

 Ngày 26/10/2008 Chương trình Liên hợp quốc

(UNEP) đã đưa ra trong Báo cáo triển vọng Môi

trường Toàn cầu 4 (GEO-4) thứ tự các thành phố ô

nhiễm nhất thế giới Theo đó, Hà Nội và TP Hồ

Chí Minh là hai trong sáu thành phố có chỉ số ô

nhiễm không khí cao nhất thế giới, sau các thành

phố Bắc Kinh và Thượng Hải, New Delhi, Dhaka

 Môi trường sống đã và đang ngày càng bị ô nhiễm

nghiêm trọng Hầu hết là do các hoạt động công

nghiệp và các hoạt động khác của con người gây ra.

 Với nhiều chất khí thải độc hại như: N 2 O, NO 2 , CO,

CO 2 , SO 2 , CFC, CH 4 … Trong đó có PAHs mà ta cần

quan tâm.

 Tiêu chuẩn Việt Nam 2005 qui định bụi tổng cộng

(SO 2 , CO, O 3 , NO 2 ) trong không khí dao động: 0,5

mg/m3. Khơng gian của một con phố khi bị chiếm bởi cùng một lượng người: đi xe hơi (ngồi cùng, trái), đi xe

buýt (giữa) và đi xe đạp Ảnh: báo cáo GEO-4.

PAHs (Polycyclic

Aromatic

Hydrocarbons)

đuợc sử dụng để

chỉ một số chất

hữu cơ gồm hai

hay nhiều vòng

hydrocarbon

thơm liên kết với

nhau tạo thành

 Quá trình đốt cháy không hoàn toàn các nhiên liệu như than đá, dầu mỏ, khí đốt.

 Đốt cháy rác thải đô thị, y tế.

 Sinh hoạt của con người: hút thuốc, củi đun, dầu hoả, nướng thịt.

Tóm lại, nguồn gốc sinh ra các hợp chất gây ô nhiễm đều xuất từ nguồn cố định (nhà máy,cháy rừng…) và di động(xe cộ, tàu thuỷ).

Cháy rừng ở California

Các món nướng Cháy rừng ở Cà Mau

 Ởû nhiệt độ thường (15-35 0 C), PAHs tinh khiết thể rắn, không màu hoặc có màu trắng hay màu vàng chanh.

 Tuỳ vào KLPT mà PAHs có những tính chất vật lý, hoá học khác nhau.

. PAHs có nhiệt độ sôi và nhiệt độ nóng chảy cao, áp suất bay hơi thấp và rất ít tan trong nước.

. PAHs được tìm thấy ở dạng hỗn hợp gồm tối thiểu hai vòng thơm liên kết với nhau trộn lẫn với bồ hóng, tro bếp, tàn than…

6.1 Trong môi trường không khí

 Một vài PAHs có KLPT nhỏ, áp suất bay hơi lớn (có trong các sản phẩm dầu mỏ).

 PAHs tồn tại dưới hai pha:

. Pha hơi: trong không khí PAHs có thể bị phân huỷ bởi các quá trình quang hoá (khói quang hoá-smog là các phản ứng và các sản phẩm được sinh ra khi các hidrocacbon, oxit nitơ phản ứng dưới bức xạ mặt trời) với sự có mặt của các hoá chất khác nhau có trong không khí trong khoảng chu kỳ từ 1 ngày đến 1 tuần.

. Pha rắn: PAHs bám dính vào các hạt rắn theo những giọt nước mưa rơi xuống đất hay lắng đọng ở đáy sông suối, ao, hồ.

 Quá trình làm sạch phụ thuộc rất nhiều vào kích cỡ của những hợp chất PAHs, kích thước của những hại bụi mà chúng bám dính vào cũng như độ ẩm của PAHs và không khí.

. PAHs bám vào hạt bụi có kích thước > 1µm, thời gian tồn tại: 1-2 tuần.

. PAHs bám vào hạt bụi có kích thước < 0,1µm, thời gian tồn tại rất lâu trong môi trường, ảnh hưởng tới sức khoẻ con người, động thực vật.

Note: nồng độ PAHs trong không khí dao động trong khoảng 0,004 (ppm)

6.2 Trong môi trường nước và đất.

 PAHs theo các chất thải công nghiệp và nước

thải đô thị đi vào các nhà máy xử lý hoặc đi trực

tiếp vào nước, đất.

 PAHs có trong nước và đất là sự ngưng tụ từ môi

trường không khí bị cuốn theo mưa rơi xuống.

 Do rất ít tan trong nước, PAHs bám dính vào các

phần tử rắn lơ lửng trong nứơc và lắng đọng ở

lớp bùn đáy sông, suối, ao, hồ Chỉ phần nhỏ bị

hoà tan thẩm thấu qua đất và gây ô nhiễm nứơc

ngầm.

Ngoài ra, PAHs có thể bị phân huỷ hiếu, yếm khí có

trong nước và đất hoặc do sự bay hơi vào trong

khí quyển Thời gian tuỳ thuộc vào từng loại vi

sinh vật khác nhau, điều kiện môi trường, cấu

tạo PAHs Vi sinh vật phải mất đến hàng tuần,

hàng tháng mới phân huỷ hết Lượng PAHs còn

lại sẽ tích tụ trong môi trường nước, đất và đi

vào chuỗi thức ăn.

t

Kênh Vị trí

1

NL-TN

Cầu Kiệu 335.3 133.6 206.8 212.9 95.8 227.9 18.9 238.5

2 Cầu Thị Nghè 494.9 222.4 313.8 329.1 152.4 329.0 41.3 400.2

3 Cửa R.Thị Nghè 234.8 122.6 312.8 254.3 115.

7

118.7 16.3 226.8

4

TH-LG

Hoà Bình 324.8 88.5 254.7 256.9 186.

4

187.6 14.9 231.2

5 Cầu Phú Lâm 3824.

1

1443.

1

2382.

3

2033.

0

819.9 2141.

4

213.6 1973.

3

6 TH–LG–Ruột

85.0 177.3 113.3 44.8 87.9 9.7 97.3 7

TL –BC

Cầu Kinh 112.9 115.8 213.5 246.9 214.3 68.2 23.7 225.8

8 Cầu Tham Lương 154.3 163.7 235.1 227.6 218.8 142.6 14.9 236.4

9 Cầu Trường Đai 116.3 134.8 242.3 235.6 117.

5

103.6 22.6 113.4 10

KĐ-KT

Cầu Hiệp Aân 154.6 68.0 159.7 106.8 38.4 59.7 25.8 115.7

11 Cầu Oâng Lớn 234.6 226.4 227.5 112.8 108.

6 324.5

34.1 114.9

12 Cầu Tân Thuận 149.3 54.8 105.9 82.0 33.8 69.8 10.2 81.9

13

TH-BN

Cầu Máy Rượu 321.5 216.7 228.6 202.3 164.

6 223.4

23.5 324.8

14 Cầu Chà Và 343.7 224.8 188.6 234.5 152.

3 213.6

22.4 211.3

15 Cầu Calmette 367.0 109.2 233.6 140.3 55.6 115.9 7.6 139.0

Tiêu chuẩn của Hà Lan 200 200 200 200 200 200 200 200

Ghi chú: PYR (Pyrene) ; BAA (Benzo(a)anthracene); CRY(Chrysene);

BBF(Benzo(b)flourancene); BKF(Benzo(k)flourancene); BAP(Benzo(a)pyrene);

DBA(Dibenzo(a)anthracene); BGP(Benzo(ghi)perylene)

 Khái quát

• Là 1 dạng điển hình của PAHs có thể gây ung thư…

• Có trong môi trường tự nhiên và nhân tạo

• CTPT: C14H22

Benzo(a)pyrene

 Phương pháp phân tích

• HPLC-huỳnh quang: phát hiện PAHs trong thức ăn

Con đường chuyển hoá

(metabo lism) của

benzo(a) pyrene

 Chỉ số độc tính và ngưỡng độc của benzo(a)pyrene

• Đối vối nước uống: 0,0002 mg/l

• Tiêu chuẩn OSHA: quy định giới hạn tiếp xúc:0,2 mg/m3, làm việc 8h/ngày

• Tiêu chuẩn NIOSH; giới hạn 0,1 mg/m 3 , 10h/ngày, 40h/tuần

 Con người tiếp xúc xảy ra thông qua môi trường ô nhiễm không khí, nuớc,

đất đai, thuốc lá, cây trồng

 Các sản phẩm hút thuốc lá, thức ăn, một số môi trường làm việc thông qua

hít thở, ăn phải hay việc tiếp xúc qua da

 Chủ yếu thông qua việc tiếp xúc trực tiếp với môi trường xảy ra trong thành

phố nơi có nhiều ngành công nghiệp

9.1 Ảnh hưởng đối với thực vật

 Các thực vật đều nhạy cảm với PAHs có mức độ khác nhau.

 Qua trao đổi chất, PAHs được thực vật hấp thụ và hấp phụ từ đất, đá, không khí vào cơ thể qua thân, rễ, lá.

 PAHs làm giảm khả năng sinh trưởng, sinh sản, phát triển của các loài thực vật, đồng thời làm kìm hãm quá trình phát triển của hệ sinh thái.

 Tuy nhiên, một số loài thực vật cũng có khả năng sinh trưởng tại những vùng đất có hàm lượng PAHs khá cao Ví dụ: xà lách, lúa mạch, ngô…phát triển nơi có nồng độ PAHs từ 0,3-4 g/kg đất; hoa Hướng Dương phát triển bình thường nơi có hàm lượng PAHs từ 4-9 g/kg đất.

9.2 Ảnh hưởng đối với động vật

 Từ thực vật, PAHs được hấp thụ qua chuỗi thức ăn đi vào cơ thể động vật.

 PAHs PTL nhỏ gây độc trực tiếp cao hơn so với PAHs có PTL lớn vì độ hoà tan của PAHs có PTL nhỏ cao hơn.

 Mặt khác, PAHs PTL lớn rất khó phân huỷ sinh học nhưng nếu tích tụ vào

cơ thể động vật thì thời gian rất lâu.

 Tuỳ vào cấu tạo PAHs và đối tượng tác động biểu hiện ở các loài khác nhau.

 PAHs ảnh hưởng không tốt đến sinh sản, sinh trưởng, phát triển và khả năng miễn dịch, thậm chí với nồng độ cao đủ làm chết động vật.

Ví dụ: chuột sẽ khó sinh con hơn trong suốt thời gian dài nếu tiếp xúc thường xuyên với Benzopyrene Chuột con bị nhiễm hợp chất này sẽ gầy và yếu hơn so với những chuột con bình thường.

PAH-10.1 Con đường xâm nhập cơ thể người và thải ra của PAHs

Từ các hợp chất hidro cacbon bị đốt cháy không hoàn toàn, lượng dư thừa, khí độc được thải vào môi trường Tồn tại dưới dạng các hợp chất thơm có trong không khí, bám vào các hạt bụi theo nước mưa rơi xuống nước, bị phân huỷ bởi vi sinh vật trong quá trình hiếu, yếm khí chuyển hoá thành các hợp chất khác nhau Sau đó xâm nhập vào cơ thể người qua tiếp xúc, ăn uống, hít thở Khi vào cơ thể người chúng tích tụ trong gan, thận, mô mỡ, lá lách…gây bệnh ung thư trực tràng,ung thư phổi… Tuy nhiên cũng có những hợp chất tồn tại không lâu và bị đào thải qua đường nước tiểu, phân.

10.2 Tác động PAHs lên sức khoẻ người

 Qua hít thở: khói thuốc, chất khí, gas.

 Qua ăn, uống (95%): thịt nướng, nước uống.

 Qua tiếp xúc: ô nhiễm nước, mỹ phẩm.

• Ung th : ư Benzo (a) pyrene, m t PAHs, độ ượ c hi n th ể ị

đ gây ra b nh ung th ph i, ung thư trực tràng và ung ể ệ ư ổ thư da

• Sinh sản: benzo (a) pyrene

• Có thể làm giảm tuổi thọ: được suy ra từ nghiên cứu

chuột Khi chuột tiếp xúc với liều lượng benzopyrene 46,5 mg/m 3 , giảm tuổi thọ từ 109 xuống còn 60 tuần.

• Hàm lượng PAHs có trong môi trường không khí nơi đô thị 0,15-19,3 nanogam/m 3 cao hơn khoảng 10 lần

so với vùng nông thôn 0,02-1,2 nanogam/m 3

10.3 Phòng tránh xâm nhập PAHs

 Hạn chế và kiểm soát sự phát sinh của những hợp chất này trong sản xuất và sinh hoạt.

 Tổ chức US Environmental Protect Agency (EPA) cũng đã đưa ra mức nồng độ an toàn của PAHs:0,3 mg anthracence/kg cơ thể ngươiø; 0,06 mg acenaphthene/kg cơ thể người; 0,04 mg fluoranthene/kg cơ thể người; 0,03

mg pyrene/kg cơ thể người…

 Lê Huy Bá (2002), Độ c h c mơi tr ọ ườ , NXB ng Đạ ọ i h c Qu c Gia TPHCM ố

 Clairn Sawyer, Perryl McCarty, Genef Parkin, Chemistry for environmental

engineering, McGrawhill International Editions Civil Engineering Series.