Đánh giá sự tích lũy Dioxin Furan trong một số loại thực phẩm khu vực sân bay Biên Hòa

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN --- Nguyễn Xuân Hưng Đánh giá sự tích lũy Dioxin/Furan trong một số loại thực phẩm khu vực sân bay Biên Hòa LUẬN VĂN THẠC SĨ

Trang 1

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-

Nguyễn Xuân Hưng

Đánh giá sự tích lũy Dioxin/Furan trong một số loại

thực phẩm khu vực sân bay Biên Hòa

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Hà Nội–2017

Footer Page 1 of 126

Trang 2

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-

Nguyễn Xuân Hưng

Đánh giá sự tích lũy Dioxin/Furan trong một số loại thực

phẩm khu vực sân bay Biên Hòa

Chuyên ngành: Khoa học Môi trường

Mã số: 60440301

LUẬN VĂN THẠC SĨ

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

TS Nguyễn Hùng Minh PGS.TS Lê Văn Thiện

Hà Nội–2017

Trang 3

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên, xin gửi lời cảm ơn chân thành tới TS.Nguyễn Hùng Minh, Phòng Phân tích Dioxin và Độc chất, Trung tâm Quan trắc Môi trường, Tổng cục Môi trường và PGS.TS Lê Văn Thiện, Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội, những người đã hướng dẫn và giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này

Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các anh chị em và các bạn đồng nghiệp trong Phòng Phân tích Dioxin và Độc chất, Trung tâm Quan trắc Môi trường, Tổng cục Môi trường đã nhiệt tình giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện luận văn này.Nghiên cứu này được tài trợ bởi Quỹ Phát triển khoa học và công nghệ quốc gia (NAFOSTED) trong đề tài mã số 101.04-2014.40

Tôi xin gửi tới các thầy cô giáo trong Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội, đặc biệt là các thầy cô trong bộ môn Thổ nhưỡng-Môi trường đất lời cảm ơn chân thân vì những kiến thức các thầy cô truyền đạt cho em trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu

Học viên

Nguyễn Xuân Hưng

Trang 4

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 43

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 43

1.1 Giới thiệu chung về các hợp chất dioxin 43

1.1.1 Cấu tạo 43

1.1.2 Tính chất 45

1.1.3 Cơ chế gây độc và độc tính của dioxin 47

1.1.4 Ô nhiễm dioxin trong môi trường 50

1.1.5 Ô nhiễm dioxin trong thực phẩm 53

1.2 Giới thiệu sơ lược về khu vực nghiên cứu 54

1.2.1 Vị trí địa lý 54

1.2.2 Tình trạng ô nhiễm dioxin tại sân bay Biên Hòa 57

CHƯƠNG II : ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ Error! Bookmark not defined PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Error! Bookmark not defined 2.1 Đối tượng và nội dung nghiên cứu Error! Bookmark not defined 2.1.1 Đối tượng nghiên cứu Error! Bookmark not defined 2.1.2 Nội dung nghiên cứu Error! Bookmark not defined 2.2 Phương pháp nghiên cứu Error! Bookmark not defined 2.2.1 Phương pháp lấy mẫu Error! Bookmark not defined 2.2.2 Phương pháp phân tích mẫu Error! Bookmark not defined 2.3.2 Thiết bị Error! Bookmark not defined 2.3.3 Chất chuẩn Error! Bookmark not defined 2.4 Đánh giá kết quả phân tích Error! Bookmark not defined 2.4.1 Hiệu suất thu hồi Error! Bookmark not defined 2.4.2 Nồng độ các chất PCDD/Fs trong mẫu Error! Bookmark not defined 2.4.3 Tổng độ độc tương đương Error! Bookmark not defined CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Error! Bookmark not defined 3.1 Sự tích lũy Dioxin/Furans trong thực phẩm ở trong sân bay Error! Bookmark not defined

3.1.1 Dioxin trong các mẫu cá Error! Bookmark not defined 3.1.2 Dioxin trong các mẫu rau Error! Bookmark not defined

Trang 5

3.2 Sự tích lũy Dioxin/Furans trong thực phẩm ở xung quanh sân bay Error! Bookmark not defined

3.2.1 Dioxin trong các mẫu gà Error! Bookmark not defined 3.2.2 Dioxin trong các mẫu vịt Error! Bookmark not defined 3.2.3 Dioxin trong các mẫu ốc Error! Bookmark not defined 3.2.4 Dioxin trong các mẫu cá Error! Bookmark not defined 3.2.5 Dioxin trong các mẫu rau Error! Bookmark not defined

3.3 Đánh giá sự tích lũy dioxin trong các loại thực phẩm trong và xung quanh sân

bay Biên Hòa Error! Bookmark not defined 3.3.1 Sự tích lũy dioxin trong rau Error! Bookmark not defined 3.3.2 Sự tích lũy dioxin trong cá Error! Bookmark not defined 3.3.3 Sự tích lũy dioxin trong các mẫu khác Error! Bookmark not defined KẾT LUẬN Error! Bookmark not defined KIẾN NGHỊ Error! Bookmark not defined TÀI LIỆU THAM KHẢO 59 PHỤ LỤC Error! Bookmark not defined

Trang 6

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1: Số nhóm đồng loại của các hợp chất dioxin 44 Bảng 1.2: Thông số thể hiện tính chất của một số đồng loại dioxin 46 Bảng 1.3: Hệ số độc tương đương của 17 đồng loại độc dioxin 49

Bảng 2.1: Nồng độ các chất chuẩn đồng hành Error! Bookmark not defined Bảng 2.2: Thông số hoạt động của hệ thống HRGC/HRMSError! Bookmark not defined

Bảng 3.1: Hàm lượng dioxin trong mẫu cá trong sân bay Biên Hòa Error! Bookmark not defined

Bảng 3.2: Hàm lượng dioxin trong các mẫu rau trong sân bay Biên Hòa Error! Bookmark not defined

Bảng 3.3 Bảng tổng hợp các loại mẫu thực phẩm xung quanh sân bay Biên Hòa

Error! Bookmark not defined

Bảng 3.4 Hàm lượng dioxin trong mẫu thịt gà khu vực xung quanh sân bay Biên

Hòa Error! Bookmark not defined

Bảng 3.5: Hàm lượng dioxin trong các mẫu trứng gà khu vực sân bay Biên Hòa

Error! Bookmark not defined Bảng 3.6: Hàm lượng dioxin trong mẫu trứng gà tại một số nơi trên thế giới Error! Bookmark not defined

Bảng 3.7:Hàm lượng dioxin trong mẫu thịt vịt khu vực xung quanh sân bay Biên

Hòa Error! Bookmark not defined Bảng 3.8: Khoảng nồng độ dioxin trong mẫu cá tai một số nơi trên thế giới Error! Bookmark not defined

Bảng 3.9: Hàm lượng dioxin trong mẫu cá khu vực xung quanh sân bay Biên Hòa 39

Bảng 3.10: Hàm lượng dioxin trong mẫu rau xung quanh sân bay Biên Hòa Error! Bookmark not defined

Trang 7

Footer Page 7 of 126.

Trang 8

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Cấu trúc hóa học của 17 đồng loại dioxin 45

Hình 1.2: Cơ chế gây độc của các chất dioxin 48

Hình 1.3: Tồn lưu Dioxin/Furan chưa bị phân hủy trong quá trình đốt 51

Hình 1.4: Sự hình thành dioxin từ các tiền chất dioxin và các chất chứa Clo 51

Hình 1.5: Sự hình thành dioxin từ các tiền chất dioxin trong tro bay 52

Hình 1.6: Bản đồ thành phố Biên Hòa 55

Hình 2.1: Bản đồ khu vực nghiên cứu Error! Bookmark not defined

Hình 3.1: Các loại đồng phân dioxin trong các mẫu cá trong sân bay Biên Hòa

Error! Bookmark not defined Hình 3.2: Tỷ lệ trung bình các loại đồng phân dioxin trong mẫu rau Error!

Bookmark not defined

Hình 3.3: Hàm lượng dioxin trong các mẫu thịt gà Error! Bookmark not defined

Hình 3.4: Hàm lượng dioxin trong các mẫu trứng gà ở khu vực sân bay Biên Hòa

Error! Bookmark not defined Hình 3.5: Biểu đồ hàm lượng dioxin trong mẫu thịt vịt khu vực sân bay Error!

Hình 3.6: Biểu đồ hàm lượng dioxin trong mẫu trứng vịt khu vực sân bay Error!

Hình 3.7: Hàm lượng dioxin trong mẫu ốc Error! Bookmark not defined Hình 3.8: Hàm lượng dioxin trong mẫu cá Error! Bookmark not defined Hình 3.9: Hàm lượng dioxin trong các mẫu rau Error! Bookmark not defined Hình 3.10: Sự tích lũy dioxin trong các mẫu rau khu vực sân bay Biên Hòa Error!

Hình 3.11: Sự tích lũy dioxin trong mẫu cá khu vực sân bay Biên Hòa Error!

Trang 9

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

GC: Gas Chromatography HRGC: High Resolution Gas Chromatography HpCDD: Heptaclo Dibenzo-Para Dioxin HpCDF: Heptaclo Dibenzo Furan

HRMS: High Resolution Mass Spectrometry HxCDD: Hexaclo Dibenzo-Para Dioxin HxCDF: Hexaclo Dibenzo Furan

OCDD: Octaclo Dibenzo-Para Dioxin OCDF: Octaclo Dibenzo Furan

PCB: Polyclobiphenyl PCDD: PolycloDibenzo-Para Dioxin PCDF: PolycloDibenzo Furan

PCDD/Fs: PolycloDibenzo-Para Dioxin/Furan PeCDD: Pentaclo Dibenzo-Para Dioxin

PeCDF: Pentaclo Dibenzo Furan TCDD: Tetraclo Dibenzo-Para Dioxin TCDF: Tetraclo Dibenzo Furan

TEQ : Độ độc tương đương (Toxic Equivalency Quantity) TT: Thứ tự

TB: Trung bình WHO: Tổ chức Y tế thế giới (World Health Organization)

Trang 10

Tổ chức Y tế Thế Giới (WHO) con người chủ yếu bị phơi nhiễm với các hợp chất này qua con đường tiêu thụ thực phẩm bị nhiễm độc dioxin Nhiều nghiên cứu về tác hại của dioxin đã cho thấy các hợp chất này gây ra một số ảnh hưởng nghiêm trọng đối với môi trường và sức khỏe con người[2]

Trong chiến tranh Việt Nam, một lượng khoảng 360 kg dioxin được quân đội

Mỹ phun rải xuống nhiều khu vực tại miền Nam trong suốt những năm 1962- 1971

[4] Trong khoảng thời gian đó, sân bay Biên Hòa là một trong số những nơi được sử dụng làm địa điểm tập trung, lưu trữ chất diệt cỏ chứa dioxin để chuẩn bị đi phun rải Sân bay này đã được xác định là một “điểm nóng” về nhiễm độc dioxin tại Việt Nam do mức độ tồn lưu dioxin rất cao được phát hiện thấy trong các mẫu đất, trầm tích thu thập tại đây Dioxin tại sân bay Biên Hòa là hiểm họa về môi trường và sức khỏe của người dân xung quanh khu vực sân bay

Nhằm góp phần đánh giá sự tích lũy dioxin trong các loại thực phẩm tại khu

vực sân bay Biên Hòa, chúng tôi thực hiện đề tài nghiên cứu “Đánh giá sự tích lũy Dioxin/Furan trong một số loại thực phẩm khu vực sân bay Biên Hòa” Luận văn

này được thực hiện với mục tiêu đánh giá mức độ tích lũy dioxin trong một số loại thực phẩm trong và khu vực xung quanh sân bay Biên Hòa, thành phố Biên Hòa, tỉnh Đồng Nai

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu chung về các hợp chất dioxin

1.1.1 Cấu tạo

Dioxin là tên gọi chung của một nhóm các hợp chất gồm 75 đồng loại Dibenzo-p-Dioxin (PCDDs) và 135 đồng loại Polyclo-Dibenzofuran (PCDFs), liệt

Polyclo-Footer Page 10 of 126

Trang 11

kê trong bảng 1.1[17] Trong đó chỉ có 17 chất độc nhất là các phân tử chứa ít nhất bốn nguyên tử Clo được thế ở các vị trí 2,3,7,8, trong đó có 7 đồng loại độc PCDDs

Trang 12

Hình 1.1: Cấu trúc hóa học của 17 đồng loại dioxin

1.1.2 Tính chất

Tính chất của các đồng loại dioxin phụ thuộc chủ yếu vào số nguyên tử Clo và

vị trí thế của chúng trong phân tử Một trong những tính chất nổi bật là độ bền vật lý

Trang 13

điểm chính như áp suất hơi thấp, độ tan trong nước thấp Ngoài ra, những hợp chất này liên kết ưu tiên với các thành phần hữu cơ trong đất và trầm tích.Các tính chất trên được thể hiện qua một số thông số được tóm tắt trong bảng 1.2

Bảng 1.2: Thông số thể hiện tính chất của một số đồng loại dioxin

Hợp chất Áp suất hơi

(mm Hg 25 o C) Log Kow

Độ tan (mg L -1 25 o C)

độ tạo thành 2,3,7,8-TCDD, ngay cả ở nhiệt độ 12000 C, quá trình phân huỷ dioxin vẫn là quá trình thuận nghịch Dioxin chỉ bị phân huỷ hoàn toàn ở khoảng nhiệt độ

1200 – 14000 C hoặc cao hơn

Dioxin là các hợp chất có tính ưa mỡ và kị nước, vì vậy các chất này có xu hướng liên kết với các thành phần hữu cơ trong trầm tích, đất và di chuyển vào chuỗi thức ăn do tích lũy trong các mô mỡ của các sinh vật sống Đặc tính ái mỡ và

kị nước của dioxin liên quan chặt chẽ với độ bền vững của chúng trong tự nhiên, sự

Trang 14

phân bố trong cơ thể sống cũng như các cơ quan ở người[17]

Thời gian bán hủy là một thông số rất quan trọng để đánh giá độ bền vững của các hợp chất dioxin Dioxin trong các đối tượng khác nhau có thời gian bán hủy rất khác nhau như trong người khoảng 7 – 11 năm, trong các lớp đất bề mặt và sâu hơn dưới bề mặt khoảng 9-12 năm và trong trầm tích thời gian bán hủy lên tới hàng trăm năm[16]

1.1.3 Cơ chế gây độc và độc tính của dioxin

a, Cơ chế gây độc

Dioxin là hợp chất ưa mỡ nên khi các hợp chất này đi vào cơ thể người sẽ tích

tụ chủ yếu trong các mô mỡ Dioxin liên kết không thuận nghịch với một loại protein trong tế bào, có tên gọi Ah receptor (Ah-R: thụ thể hydrocacbon thơm) Mối liên kết này càng bền vững chứng tỏ độ độc càng cao Sau đó chúng tiếp tục liên kết với một loại protein khác, Arnt (Ah-receptor nuclear translocator: protein vận chuyển hạt nhân thụ cảm) để đi sâu vào tế bào rồi nhân tế bào và liên kết với axit deoxyribonucleic (ADN) Đây là nguyên nhân gây ra các tác động sinh học không

có lợi đối với con người[5]

Trang 15

Hình 1.2: Cơ chế gây độc của các chất dioxin

b, Ảnh hưởng của dioxin trên động vật thí nghiệm

Một số nghiên cứu trên động vật thí nghiệm cho thấy 2,3,7,8-TCDD gây ra một loạt các ảnh hưởng nghiêm trọng như quái thai, cản trở một số chức năng của

hệ hocmon hay tế bào Đặc biệt, hợp chất 2,3,7,8-TCDD được biết đến là chất gây

ra khối u ở gan động vật ở liều lượng thấp hơn tất cả các hóa chất khác

Ngoài ra, phơi nhiễm dioxin trong quá trình mang thai và cho bú ở động vật cũng gây ra một số ảnh hưởng đến chức năng đối với đời sau ngay cả ở liều lượng rất thấp Một trong các thông số để phản ánh độ độc của các độc chất đối với động vật là giá trị LD50 (Lethal dose, 50%), liều lượng gây chết 50% số động vật thí nghiệm Giá trị LD50 củahợp chất 2,3,7,8-TCDD đối với từng loài động vật tương đối khác nhau, tương đối thấp với lợn (0,6-2,0µg/kg); trung bình đối với khỉ (70 µg/kg), nhưng khá cao đối với chuột đồng (80-200 µg/kg)[8]

Cơ quan quốc tế nghiên cứu về ung thư (IARC, 1997) đã đưa ra một số ảnh hưởng có thể có đối với động vật như: giảm khả năng sinh sản ở các loài động vật

có vỏ, cá, chim và động vật có vú; giảm tỉ lệ sống sót ở đời sau và thay đổi chức

Trang 16

năng hệ miễn dịch cũng như hành vi của các loài chim và động vật có vú[32]

c, Ảnh hưởng của dioxin đến con người

Để đánh giá mức độ phơi nhiễm với các chất PCDD/Fs, khái niệm hệ số độc tương đương (Toxicity Equivalency Factor - TEF) đã được đưa ra và gán cho từng đồng loại dioxin, trong đó giá trị TEF của đồng loại độc nhất 2,3,7,8- TCDD là 1 Giá trị TEF của 17 đồng loại dioxin do WHO đề xuất được đưa ra trong bảng 1.3 Độc tính của hỗn hợp các chất Dioxin hay còn được gọi là tổng độ độc tương đương (Toxic Equivalent - TEQ) được tính toán bằng cách lấy tổng tích số của nồng độ từng đồng loại và giá trị hệ số độc của chúng[31]

Bảng 1.3: Hệ số độc tương đương của 17 đồng loại độc dioxin

Dibenzo-p-Dioxin (PCDD)

2,3,7,8-TCDD 1,2,3,7,8-PeCDD 1,2,3,4,7,8-HxCDD 1,2,3,6,7,8-HxCDD 1,2,3,7,8,9-HxCDD 1,2,3,4,6,7,8-HpCDD OCDD

1

1 0,1 0,1 0,1 0,01 0,0001

1

1 0,1 0,1 0,1 0,01 0,0003

Dibenzofuran (PCDF) 2,3,7,8-TCDF 1,2,3,7,8-PeCDF 2,3,4,7,8-PeCDF 1,2,3,4,7,8-HxCDF 1,2,3,6,7,8-HxCDF 2,3,4,6,7,8-HxCDF 1,2,3,7,8,9-HxCDF 1,2,3,4,6,7,8-HpCDF 1,2,3,4,7,8,9-HpCDF OCDF

0,1 0,05 0,5 0,1 0,1 0,1 0,1 0,01 0,01 0,0001

0,1 0,03 0,3 0,1 0,1 0,1 0,1 0,01 0,01 0,0003

Một nhóm nghiên cứu của IARC đã phân loại TCDD là chất gây ung thư nhóm I ở động vật cũng như ở người Các ảnh hưởng của việc phơi nhiễm dioxin chủ yếu được quan sát thấy trong các trường hợp phơi nhiễm do tai nạn nghề nghiệp bao gồm sự xuất hiện của các dấu hiệu tổn thương da Trong một số nghiên cứu dịch tễ học ở người, triệu chứng nhiễm độc với TCDD tương tự với triệu chứng

Trang 17

phát hiện thấy khi nghiên cứu ở động vật thí nghiệm[31]

Dioxin có thể gây ra một số ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe con người nếu quá trình phơi nhiễm xảy ra trong thời gian dài bao gồm biến đổi chức năng gan trong đó có sự thay đổi hoạt động của enzym gan và cơ chế chuyển hóa chất béo, suy giảm chức năng hệ miễn dịch, hệ nội tiết, hệ thần kinh, rối loạn chức năng của

cơ quan sinh sản, gia tăng nguy cơ mắc bệnh tiểu đường, tim mạch và một số bệnh nhẹ liên quan đến cân nặng Ngoài ra phải kể đến những ảnh hưởng sức khỏe nghiêm trọng của dioxin đối với trẻ em do các bà mẹ bị phơi nhiễm với các chất dioxin sinh ra như cân nặng khi sinh thấp, hệ thần kinh phát triển chậm, rối loạn ứng xử, rối loạn nhận thức và rối loạn hóc môn tuyến giáp, thị lực và thính lực yếu[5]

1.1.4 Ô nhiễm dioxin trong môi trường

Một phần nhỏ dioxin có thể được tạo thành do các quá trình cháy trong tự nhiên nhưng nguồn chủ yếu là sản phẩm phụ của các hoạt động sản xuất công nghiệp cũng như dân sinh[25]

Tuy nhiên dioxin được phát thải ra môi trường chủ yếu qua các hoạt động đốt rác, sản xuất sắt thép, đốt nhiên liệu (than đá, dầu mỏ và khí thiên nhiên) và một số quá trình công nghiệp có sự tham gia của các hợp chất chứa Clo hay sản xuất các hợp chất cơ Clo (clophenols) như các nhà máy giấy hay nhà máy sản xuất thuốc diệt

cỏ và thuốc trừ sâu Ngoài ra một lượng nhỏ PCDD/Fs cũng được phát hiện trong khói thuốc lá, các hệ thống sưởi và các động cơ chạy bằng chì và dầu diesel Dioxin hình thành trong các quá trình đốt cháy chủ yếu qua ba cơ chế như sau:

- Sự phân hủy không hoàn toàn các hợp chất dioxin có sẵn trong thành phần các chất tham gia quá trình đốt cháy (nhiên liệu, chất thải…), nguyên nhân chính là

do quá trình đốt không hiệu quả, công nghệ đốt và các hệ thống kiểm soát ô nhiễm trong quá trình vận hành lò đốt kém

- Sự hình thành dioxin trong lò đốt thông qua các phản ứng hóa học giữa các hợp chất hydrocacbon có cấu trúc nhân thơm (được biết đến như là các tiền chất dioxin) với các hợp chất chứa clo Các tiền chất dioxin gồm có Chlorobenzen, Chlorophenol và Chlorobiphenyl.Các phản ứng này dễ dàng xảy ra trong các quá trình đốt cháy không hoàn toàn

Định dạng
Số trang	28
Dung lượng	805,94 KB