Đánh giá mức độ tồn dư Polyclo Biphenyl (PCB) trong đất tại một số khu vực của Hà Nội và đề xuất giải pháp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI




NGUYỄN VĂN LINH




ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ TỒN DƯ POLYCLO BIPHENYL (PCB)
TRONG ĐẤT TẠI MỘT SỐ KHU VỰC CỦA HÀ NỘI
VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP




LUẬN VĂN THẠC SĨ









Hà Nội - 2012

NGUYỄN VĂN LINH * LUẬN VĂN THẠC SĨ * HÀ NỘI - 2012

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI




NGUYỄN VĂN LINH



ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ TỒN DƯ POLYCLO BIPHENYL (PCB)
TRONG ĐẤT TẠI MỘT SỐ KHU VỰC CỦA HÀ NỘI
VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP


Chuyên ngành: Khoa học môi trường
Mã số : 60 - 85 - 02


LUẬN VĂN THẠC SĨ

Người hướng dẫn khoa học: TS. VŨ ĐỨC TOÀN

Hà Nội - 2012




LỜI CẢM ƠN
Luận văn "Đánh giá mức độ tồn dư POLYCLO BIPHENYL (PCB) trong
đất tại một số khu vực của Hà Nội và đề xuất giải pháp” bắt đầu được thực hiện từ
tháng 7 năm 2011, ngoài sự nỗ lực hế t mình của bản thân, tác giả còn nhận được sự
động viên giúp đỡ nhiệt tình của các thầy cô, bạn bè và gia đình.
Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Vũ Đức Toàn đã trực tiếp, tận
tình hướng dẫn và cung cấp những thông tin cần thiết cho tác giả để có thể hoàn
thành luận văn này hôm nay.
Tác giả xin chân thành cảm ơn Phòng Đào tạo Đại học và Sau đại học, các
thầy cô giáo tận tâm giảng dạy trong quá trình học tập để học viên có được nền tảng
kiến thức như ngày hôm nay đồng thời đã giúp đỡ cung cấp những tài liệu cần thiết
để tác giả hoàn thành luận văn này.
Tác giả xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của lãnh đạo Viện Nước, Tưới tiêu
và Môi trường và các đồng nghiệp đã tạo điều kiện về thời gian và cung cấp những
tài liệu cần thiết để tác giả hoàn thành luận văn này.
Tuy nhiên, do trình độ vẫn còn hạn chế, số liệu và công tác xử lý số liệu với
khối lượng lớn nên những thiếu sót của luận văn là không thể tránh khỏi, tác giả rất
mong tiếp tục nhận được sự chỉ bảo của các thầy cô cũng như những ý kiến đóng
góp quý báu của bạn bè và đồng nghiệp.
Xin chân thành cảm ơn./.
Hà Nội, tháng 3 năm 2012.
` Tác giả luận văn

Nguyễn Văn Linh
LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan các số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này
là hoàn toàn trung thực và chưa được sử dụng cho bảo vệ một học vị nào, mọi
sự giúp đỡ cho việc hoàn thành luận văn này đều được cảm ơn, các thông tin
trích dẫn trong luận văn đều đã được ghi rõ nguồn gốc.

Ngày tháng năm 2012
Tác giả luận văn



Nguyễn Văn Linh
MỤC LỤC


MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề 1
2. Mục đích nghiên cứu 2
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2
4. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu 2
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. Tính chất vật lý và tính chất hóa học 4
1.1.1. Cấu trúc hoá học 4
1.1.2. Một số tính chất của PCB 5
1.2. Sản xuất và ứng dụng của PCB 6
1.2.1. Lịch sử sử dụng 6
1.2.2. Tình hình chung trên thế giới 7

1.2.3 Sản xuất của thế giới về PCB 9
1.3. Độc tính của PCB 10
1.3.1. Ảnh hưởng của PCB đến sinh vật 10
1.3.2. Tích tụ và đào thải PCB 12
1.3.3. Hệ số độc tương đương (Toxic Equivalence Factor, TEF) 13
1.3.4. Các vụ nhiễm độc PCB 16
1.4. Tình hình về PCB tại Việt Nam 17
1.4.1. Tình hình sử dụng 17
1.4.2. Vài nét về hiện trạng ô nhiễm của chất nghiên cứu ở Việt Nam 20
CHƯƠNG 2. NGHIÊN CỨU CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ CƠ SỞ DỮ LIỆU
2.1. Đặc điểm khu vực nghiên cứu 22
2.1.1. Khu vực nghiên cứu 22
2.1.2. Đặc điểm tự nhiên kinh tế xã hội của Hà Nội 22
2.2.Các văn bản, qui định, hướng dẫn kỹ thuật của Việt Nam về PCB 23
2.2.1. Hệ thống quản lí PCB tại Việt Nam 23
2.2.2. Các văn bản pháp luật liên quan đến PCB 25
2.3. Phương pháp nghiên cứu 31
2.3.1. Phương pháp lấy mẫu 31
2.3.2. Phương pháp thu thập số liệu 32
2.3.3. Phương pháp điều tra 33
2.3.4. Phương pháp thống kê 33
CHƯƠNG 3: ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ TỒN DƯ PCB TRONG ĐẤT TẠI MỘT
SỐ KHU VỰC CỦA HÀ NỘI
3.1. Tồn dư PCB trong đất tại huyện Gia Lâm 34
3.1.1. Tồn dư PCB trong đất tại các điểm đại diện của huyện Gia Lâm 34
3.1.2. Tồn dư PCB trong đất tại Công ty cổ phần cơ điện Vật tư 35
3.2. Tồn dư PCB trong đất tại nội thành Hà Nội 37
3.2.1. Tồn dư PCB trong đất tại các điểm đại diện của nội thành Hà Nội 37
3.2.2. Tồn dư PCB trong đất tại Trung tâm thí nghiệm Điện 38
3.3. Tồn dư PCB trong đất tại huyện Thanh trì 40

3.3.1. Tồn dư PCB trong đất tại các điểm đại diện của huyện Thanh Trì 40
3.3.2. Tồn dư PCB trong đất tại Công ty Điện Lực thành phố Hà Nội 40
3.4. Tồn dư PCB trong đất tại huyện Đông Anh 43
3.4.1. Tồn dư PCB trong đất tại các điểm đại diện của huyện Đông Anh 43
3.4.2. Tồn dư PCB trong đất tại Công ty Cổ phần chế tạo thiết bị điện Đông Anh 45
3.5. Tồn dư PCB trong đất tại huyện Từ Liêm 47
3.5.1. Tồn dư PCB trong đất tại các điểm đại diện của huyện Từ Liêm 47
3.5.2. Tồn dư PCB trong đất tại Công ty truyền tải điện 1 và và Công ty TNHH
Văn Đạo 48
3.6. Tồn dư PCB trong đất tại huyện Sóc Sơn 52
3.7. Đánh giá chung 54
3.7.1. Đánh giá tồn dư PCB trong đất tại một số khu vực có hoạt động công
nghiệp và đô thị 54
3.7.2. Đánh giá tồn dư PCB trong đất tại một số khu vực có hoạt động nông
nghiệp và đô thị 56
CHƯƠNG 4. GIẢI PHÁP ĐỀ XUẤT
4.1. Giải pháp quản lý 57
4.1.1. Đề xuất tiêu chí sàng lọc các nguồn có khả năng nhiễm PCB 58
4.1.2. Đề xuất việc vận chuyển và lưu trữ hợp qui cách các nguồn chứa PCB 68
4.1.3. Đề xuất xây dựng các qui chuẩn Việt Nam về PCB 69
4.2. Giải pháp kỹ thuật 70
4.2.1. Phương pháp thiêu đốt 70
4.2.2. Phương pháp xử lí hoá học 72
4.2.3. Chôn lấp 77
4.2.4. Quá trình xử lý ở một số sản phẩm 77
4.2.5. Nhận xét chung 88
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
1. Những kết quả đạt được 81
2. Những tồn tại trong quá trình thực hiện luận văn 82
3. Kiến nghị về hướng nghiên cứu tiếp theo 82

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

BVTV Bảo vệ thực vật
DDD 1,1-diclo-2,2-bis (4-clophenyl) etan
DDE 1,1-diclo-2,2-bis (4-clophenyl) eten
DDT 1,1,1-triclo-2,2-bis (4-clophenyl) etan
DT
R
50
RThời gian phân rã 50% (dissipation time)
EMEP Chương trình hợp tác quan trắc và đánh giá khả năng lan truyền của
các chất ô nhiễm không khí tại Châu Âu
EVN Tổng công ty điện lực Việt Nam
GCMS Máy sắc ký khí khối phổ
HCH Hexaclo cyclohexan
IARC Hiệp hội quốc tế về nghiên cứu ung thư
IUPAC Hiệp hội quốc tế các nhà hoá học thuần tuý và ứng dụng (International
Union of Pure and Applied Chemists)
LD
R
50
R Liều lượng cần thiết để giết chết 50% số lượng vật thí nghiệm (Lethal
dose)
ND Không phát hiện được (not detected)
PCB Polyclo biphenyl
POP Các hợp chất ô nhiễm hữu cơ khó phân huỷ
ppb phần tỷ
ppm phần triệu

TCDD Tetraclo dibenzodioxin
TD Khoảng cách lan truyền (transport distance)
TOC Hàm lượng tổng cacbon hữu cơ
TEF Hệ số độc tương đương (toxic Equivalence Factor)
US EPA Cục bảo vệ môi trường Mỹ
VEPA Cục bảo vệ môi trường Việt Nam
WHO Tổ chức Y tế thế giới

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Số PCB có trong mỗi nhóm 5
Bảng 1.2. Các tính chất vật lý của PCB 6
Bảng 1.3. Một số tên thương mại của PCB 7
Bảng 1.4. Lượng PCB lỏng ở một số nước Châu Âu 8
Bảng 1.5. Liều gây chết 50% ở chuột của một số PCB 12
Bảng 1.6. Các giá trị hệ số độc tương đương 15
Bảng 1.7. Phần trăm của các loại dầu cách điện đã được sử dụng ở Việt Nam 18
Bảng 2.1. Số lượng mẫu tại các khu vực thuộc thành phố Hà Nội năm 2011 32
Bảng 3.1. Đặc điểm mẫu đất tại Gia Lâm 34
Bảng 3.2. Nồng độ PCB tổng trong các mẫu đất tại Gia Lâm 2006 35
Bảng 3.3. Kết quả phân tích hàm lượng PCB tại Công ty cổ phần cơ điện Vật tư –Gia
Lâm năm 2009 36
Bảng 3.4. Kết quả phân tích hàm lượng PCB tại Công ty cổ phần cơ điện Vật tư –Gia
Lâm năm 2011 36
Bảng 3.5. Đặc điểm mẫu đất tại nội thành Hà Nội 38
Bảng 3.6. Nồng độ PCB tổng trong các mẫu đất tại nội thành Hà Nội 38
Bảng3.7. Kết quả phân tích hàm lượng PCB tại Trung tâm thí nghiệm Điện –nội thành
Hà Nội năm 2009 39
Bảng 3.8. Kết quả phân tích hàm lượng PCB tại Trung tâm thí nghiệm Điện–nội thành Hà
Nội năm 2011 40
Bảng 3.9. Đặc điểm mẫu đất tại huyện Thanh Trì 41

Bảng 3.10. Nồng độ PCB tổng trong các mẫu đất tại huyện Thanh Trì 41
Bảng 3.11. Kết quả phân tích hàm lượng PCB tại Công ty Điện Lực- Thanh Trì năm
2009 42
Bảng 3.12. Kết quả phân tích hàm lượng PCB tại Công ty Điện Lực- Thanh Trì năm
2011 42
Bảng 3.13. Đặc điểm mẫu đất tại huyện Đông Anh 44

Bảng 3.14. Nồng độ PCB tổng trong các mẫu đất tại huyện Đông Anh 44
Bảng 3.15: Kết quả phân tích hàm lượng PCB tại Công ty Cổ phần chế tạo thiết bị điện
Đông Anh năm 2009 45
Bảng 3.16: Kết quả phân tích hàm lượng PCB tại Công ty Cổ phần chế tạo thiết bị điện
Đông Anh năm 2011 46
Bảng 3.17. Đặc điểm mẫu đất tại huyện Từ Liêm 47
Bảng 3.18. Nồng độ PCB tổng trong các mẫu đất tại huyện Từ Liêm 48
Bảng 3.19: Kết quả phân tích hàm lượng PCB tại tại Công ty truyền tải điện 1- Từ
Liêm năm 2009 49
Bảng 3.20: Kết quả phân tích hàm lượng PCB tại tại Công ty truyền tải điện 1- Từ
Liêm năm 2011 49
Bảng 3.21: Kết quả phân tích hàm lượng PCB tại Công ty TNHH Văn Đạo- Từ Liêm
năm 2009 51
Bảng 3.22: Kết quả phân tích hàm lượng PCB tại Công ty TNHH Văn Đạo- Từ Liêm
năm 2011 51
Bảng 3.23. Nồng độ PCB tổng trong các mẫu đất tại huyện Sóc Sơn năm 2006 53
Bảng 3.24. Nồng độ PCB tổng trong các mẫu đất tại huyện Sóc Sơn năm 2006 53
Bảng 3.25. Nồng độ PCB tổng trong các mẫu đất tại huyện Sóc Sơn năm 2011 54
Bảng 3.26. Nồng độ của PCB tổng (ng g
P
-1
P khối lượng khô) tại các điểm có hoạt động
nông nghiệp tại Hà Nội năm 2006 54

Bảng 3.27. Phân loại một số nguồn có thể gây ô nhiễm PCB 55
Bảng 3.28. Nồng độ của PCB tổng (ng g
P
-1
P khối lượng khô) tại các điểm có hoạt động
công nghiệp và đô thị tại Hà Nội năm 2006 56
Bảng 4.1. Ước tính tỷ lệ pha loãng của dầu PCB khi bả o dưỡng 61
Bảng 4.2. Mối liên hệ giữa tần suất thay dầu và PCB 61
Bảng 4.3. Các công ty và dầu máy biến áp có chứa PCB tại Liên Xô cũ và Mỹ 62
Bảng 4.4. Tiêu chí sàng lọc máy biến áp nghi nhiễm PCB 63
Bảng 4.5. Sàng lọc và thứ tự ưu tiên cho máy biến áp thuộc nhóm 2 64
Bảng 4.6. Tiêu chí sàng lọc tụ điện 65
Bảng 4.7. Một số thông tin về PCB khi vận chuyển 68
Bảng 4.8. Tiêu chuẩn của Đức về PCB trong một số thành phần của môi trường 69

DANH MỤC HÌNH VÀ ĐỒ THỊ

Hình 1.1. Cấu trúc của PCB 4
Hình 3.1 . Phân bố PCB tổng tại Công ty cổ phần cơ điện Vật tư –Gia Lâm năm
2009 và 2011 37
Hình 3.2 . Phân bố PCB tổng tại Trung tâm thí nghiệm Điện –nội thành Hà Nội năm
2009 và 2011 40
Hình 3.3. Phân bố PCB tổng tại Công ty Điện Lực- Thanh Trì năm 2009 và 2011 .43
Hình 3.4. Phân bố PCB tổng tại Công ty Cổ phần chế tạo thiết bị điện Đông Anh năm
2009 và 2011 46
Hình 3.5. Phân bố PCB tổng tại Công ty truyền tải điện 1- Từ Liêm năm 2009 và
2011 50
Hình 3.6: Phân bố PCB tổng tại Công ty TNHH Văn Đạo- Từ Liêm năm 2009 và
2011 52
Hình 4.1. Bảng mầu của Desxil 66

Hình 4.2. Thiết bị L2000DX của Dexsil, Hamden, USA 67
Hình 4.3. Sơ đồ hệ thống lò quay 71
Hình 4.4. Sơ đồ hệ thống xử lý PCB bằng phương pháp Plasma 72
Hình 4.5. Sơ đồ quá trình phân huỷ PCB trong môi trường kiềm 73
Hình 4.6. Quá trình khử Cl bằng phương pháp Glycolat 74
Hình 4.7. Sơ đồ quá trình khử pha khí 76
Hình 4.8. Biến thế điện 79
Hình 4.9. Tụ điện hỏng 80





1

MỞ ĐẦU

1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Ảnh hưởng xấu đến môi trường do các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân huỷ
(POP) hiện là vấn đề đang được quan tâm, nghiên cứu sâu rộng trong cộng đồng
khoa học trên toàn thế giới. Các chất này khó phân huỷ quang hoá, khó phân huỷ
sinh học và hoá học. Chúng có thể phát tán trên diện rộng, tích tụ vào môi trường
đất, nước, không khí, vào thực vật và mỡ của sinh vật sống, tồn lưu trong hàng thập
kỷ, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khoẻ của con người. Thậm chí, chúng đã
được tìm thấy trong băng tại Bắc Cực. Điều này góp phần cho thấy khả năng phát
tán và ảnh hưởng của chúng ở quy mô toàn cầu. Do các ưu điểm về tính chất hoá
học và vật lý, POP đã từng được sản xuất với khối lượng lớn và được sử dụng rộng
rãi ở nhiều nước trong lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp.
Đại diện điển hình của POP đã từng được sử dụng trong công nghiệp Polyclo
biphenyl (PCB). Theo Tổ chức Y tế thế giới, PCB có khả năng gây ung thư và hàng

loạt ảnh hưởng xấu đến hệ thần kinh, hệ miễn dịch và hệ nội tiết của con người.
PCB đã được dùng với khối lượng đáng kể ở Việt Nam và đã xâm nhập vào nhiều
thành phần môi trường, gây ảnh hưởng đến sức khoẻ và gây ô nhiễm môi
trường tại nhiều địa phương.
Hiện nay, trong hệ thống quan trắc quốc gia của Việt Nam chưa tiến hành
quan trắc chính thức PCB. Hầu hết các dự án nghiên cứu về các chất này được thực
hiện bởi các Viện, trường đại học và một số phòng thí nghiệm trực thuộc các Bộ
ngành liên quan. Theo một số kết quả đã công bố, PCB đã xâm nhập vào sữa người,
sinh vật, môi trường đất và nước ở nhiều vùng của Việt Nam. Đây là một thực trạng
rất đáng lo ngại.
Hà Nội là một trong hai thành phố có dân số cao nhất Việt Nam, cần sử dụng
nhiều biến thế trong sinh hoạt của người dân, đồng thời có nhiều nhà máy, xí
nghiệp. Từ các hoạt động trên, khả năng PCB xâm nhập vào môi trường là rất cao.


2

Do đó, luận văn “Đánh giá mức độ tồn dư Polyclo biphenyl (PCB) trong đất tại
một số khu vực của Hà Nội và đề xuất giải pháp” là cần thiết.
2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU
Các mục đích của luận văn bao gồm:
- Đánh giá mức độ tồn dư của PCB trong đất tại một số khu vực thuộc Hà Nội.
Các đánh giá chủ yếu tại các kho chứa có tập trung nhiều biến thế cũ và một số
điểm tại khu vực dân cư để so sánh.
- Đề xuất một số giải pháp quản lí nhằm giảm thiểu ô nhiễm PCB từ đầu nguồn.
- Đề xuất một số giải pháp kỹ thuật nhằm sơ bộ định hướng xử lí PCB trong đất.
3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
* Đối tượng nghiên cứu: PCB (Luận văn sẽ phân tích và thu thập nồng độ
PCB tổng tổng trong mẫu đất. PCB tổng là tổng các PCB đồng loại và đồng phân có
trong mẫu đất).

* Phạm vi nghiên cứu: môi trường đất thuộc một số điểm thuộc thành phố Hà Nội
cũ (nội thành Hà Nội và 5 huyện Sóc Sơn, Đông Anh, Gia Lâm, Từ Liêm, Thanh Trì).
4. CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
4.1. Cách tiếp cận
- Thu thập các tài liệu đã công bố về tồn dư của PCB trong quá khứ, đồng thời
điều tra các nơi tập trung nhiều biến thế cũ ở Hà Nội. Trên cơ sở thu thập và phân
tích dữ liệu, luận văn lựa chọn các điểm điển hình và đại diện trong phạm vi thành
phố Hà Nội cũ để đánh giá tồn dư PCB trong đất.
- Tiếp theo, từ thực trạng tồn dư PCB trong đất và các văn bản pháp luật, các
hướng dẫn kỹ thuật hiện hành, luận văn phân tích các mặt còn hạn chế về tình hình quản
lí PCB ở Việt Nam. Đó là cơ sở để luận văn đề xuất các giải pháp quản lí có hiệu quả
nhằm giảm thiểu khả năng PCB tiếp tục xâm nhập vào môi trường ngay từ đầu nguồn.
- Cuối cùng, dựa trên một số biện pháp kỹ thuật đã được áp dụng trên thế giới,
luận văn lựa chọn, đề xuất giải pháp phù hợp đối với việc xử lí ô nhiễm PCB trong đất.


3

4.2. Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp lấy mẫu: phương pháp này được áp dụng để lấy mẫu đất tại các
điểm có khả năng tồn dư PCB.
- Phương pháp thu thập số liệu: phương pháp này được áp dụng để so sánh đối
chiếu với các phân tích mẫu đất trong quá khứ. Ngoài ra, việc phân tích PCB đòi
hỏi chi phí cao. Các thu thập số liệu là rất cần thiết. Cùng với các mẫu phân tích
trong luận văn, các mẫu thu thập sẽ góp phần đưa ra bức tranh sơ bộ về ô nhiễm
PCB trong đất tại khu vực nghiên cứu.
- Phương pháp thống kê: phương pháp này được áp dụng để xử lí số liệu thu
thập và số liệu phân tích mẫu.

4

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ PCB

1.1. TÍNH CHẤT VẬT LÝ VÀ TÍNH CHẤT HOÁ HỌC

1.1.1. Cấu trúc hoá học
Theo công ước Stockholm, có 12 họ chất hữu cơ gây ô nhiễm môi trường. Các
chất này khó phân huỷ quang hoá, khó phân huỷ sinh học và hoá học. Bốn trong số
12 họ chất đó là các chất hữu cơ xuất xứ từ các hoạt động sản xuất và thiêu đốt
trong công nghiệp bao gồm Polychlorinatedbiphenyls (PCB), Polychlorodibenzo-p-
dioxin (PCDD), Polychloro dibenzo-p-furan (PCDF) và Hexachlobenzen (HCB).
PCB là một họ chất, được tạo thành bằng cách thay thế từ 1 đến 10 nguyên tử Cl
vào các vòng benzen. Theo lý thuyết, PCB gồm 209 chất. Tuy nhiên, trong thực tế
sản xuất thì sản phẩm PCB chỉ có xấp xỉ 100 chất. Cấu trúc hoá học của PCB
được biểu diễn trong hình 1.1.

(x + y ≤ 10)
Hình 1.1. Cấu trúc của PCB
PCB được chia thành 10 nhóm. Mỗi nhóm chứa các PCB có cùng số nguyên
tử Cl. Số chất có trong nhóm thay đổi tùy theo số lượng và khả năng thay thế của
nguyên tử Cl trong các vòng benzen.
Các đồng phân PCB có cùng số nguyên tử Cl nhưng ở các vị trí khác nhau
trong các vòng benzen. Các vị trí 2, 2', 6, 6' là vị trí octo. Vị trí 3, 3', 5, 5' là vị trí
meta và vị trí 4, 4' là vị trí para. Hai vòng benzen trong phân tử PCB có thể quay
quanh cầu nối liên kết giữa chúng. Khi hai vòng benzen ở cùng một mặt phẳng,
PCB được gọi là PCB đồng phẳng. Độ đồng phẳng phụ thuộc nhiều vào số nguyên
tử Cl ở vị trí ortho. Sự thay thế các nguyên tử H ở vị trí ortho bằng các nguyên tử Cl


5

sẽ làm vòng benzen quay khỏi vị trí ban đầu. Vòng benzen có thể quay một góc 90P
o
P
so với vòng benzen còn lại. Năm 1980, các chất trong họ PCB đã được Ballschmiter

và Zell sắp xếp, phân loại theo số thứ tự từ 1 đến 209, theo quy tắc của Hiệp hội các
nhà hoá học thuần tuý và ứng dụng (International Union of Pure and Applied
Chemists, IUPAC).
Bảng 1.1. Số PCB có trong mỗi nhóm [15]
2B
Công thức phân
3B
tử của mỗi nhóm
Khối lượng
phân tử
P
(a)
Phần trăm Cl

Số PCB có
trong nhóm
C
R
12
R
H
R
9
R
Cl
188,7
19
3
C
R

12
R
H
R
8
R
Cl
R
2

223,1
32
12
CR
12
RHR
7
RClR
3
257,6 41 24
CR
12
RHR
6
RClR
4
292,0 49 42
CR
12
RHR

5
RClR
5
326,4 54 46
CR
12
RHR
4
RClR
6
360,9 59 42
CR
12
RHR
3
RClR
7
395,3 63 24
CR
12
RHR
2
RClR
8
429,8 66 12
CR
12
RHClR
9
464,2 69 3

CR
12
RClR
10
498,7 71 1
4BTổng cộng 209
a: Tính theo đồng vị phổ biến nhất trong tự nhiên của các nguyên tử C, Cl, H
1.1.2. Một số tính chất của PCB
Tính chất hoá học và vật lý của PCB đóng vai trò quan trọng để nghiên cứu,
phân tích PCB trong phòng thí nghiệm, cũng như tác động của PCB trong môi
trường. Mầu của PCB thay đổi từ vàng đến đen theo thứ tự từ PCB có ít Cl đến PCB
có nhiều Cl. Hơi PCB không mầu và có mùi khó ngửi. PCB khó bị phân huỷ trong
axít và kiềm. PCB có độ hoà tan trong nước, áp suất bay hơi, độ dẫn điện thấp. PCB
khó cháy, có khả năng chịu nhiệt cao, khả năng dẫn nhiệt và cách điện tốt. PCB
không gây ăn mòn.


6

Bảng 1.2. Các tính chất vật lý của PCB
[
15
]

Nhóm
PCB
Nhiệt độ
nóng chảy
(
P

o
PC)P
a

Nhiệt
độ sôi
(P
o
PC)
Áp suất bay
hơi (Pa) ở
25P
o
PC
Độ hoà tan
ở 25
P
o
PC (g/mP
3
P)
lg K
R
ow
RP
(b)

Mono CB 25-77,9 285 1,1 4,0 4,7
Di CB 24,4-149 312 0,24 1,6 5,1
Tri CB 28-87 337 0,054 0,65 5,5

Tetra CB 47-180 360 0,012 0,26 5,9
Penta CB 76,5-124 381 2,6 x 10P
-3
0,099 6,3
Hexa CB 77-150 400 5,8 x 10P
-4
0,038 6,7
Hepta CB 122,4-149 417 1,3 x 10P
-4
0,014 7,1
Octa CB 159-162 432 2,8 x 10P
-5
5,5 x 10P
-3
7,5
Nona CB 182,8-206 445 6,3 x 10P
-6
2,0 x 10P
-3
7,9
Deca CB 305,9 456 1,4 x 10P
-6
7,6 x 10P
-4
8,3
a: tính chất trung bình của PCB có cùng số Cl
b: lg của hệ số phân bố octanol-nước
Các tính chất trên khiến PCB được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp, tuy
nhiên cũng khiến PCB khó xử lý khi gây ô nhiễm môi trường do:
- PCB ít bị phân huỷ sinh học đáng kể trong môi trường.

- PCB phát tán khắp nơi bằng cách vận chuyển qua khí quyển, thuỷ quyển
- PCB có khả năng tích tụ trong động vật và trong cơ thể người. Do vậy, PCB
có thể xâm nhập vào chuỗi thức ăn.
1.2. SẢN XUẤT VÀ ỨNG DỤNG CỦA PCB
1.2.1. Lịch sử sử dụng
PCB được tổng hợp từ thế kỷ thứ 19. Nhờ khả năng cách điện tốt, độ bền hoá
học và các tính chất khác, PCB được sản xuất ở quy mô công nghiệp từ năm 1929.
PCB sử dụng rộng rãi trên thế giới trong khoảng thời gian từ năm 1930 đến 1980.
Sau khi có các nghiên cứu về độc tính của PCB, việc sản xuất và sử dụng chất này
đã bị cấm ở nhiều nước. Theo tài liệu của Tổ chức Y tế thế giới (World Health
Organisation, WHO) năm 1993, ứng dụng của PCB có thể chia thành 3 nhóm [21]:


7

* PCB trong hệ thống mở
PCB được dùng làm chất hoá dẻo trong polyvinylclorua, neo pren và một vài
polymer khác; chất phủ bề mặt; phụ gia trong sơn, mực; chất chống cháy; xúc tác
trong công nghiệp hoá chất… PCB phân tán trong sản phẩm và gần như không thể
tách rời. Giải pháp cho vấn đề này là tìm hoá chất thay thế PCB trong các sản phẩm
trên. Hầu hết các nước đã thực hiện điều này. Tuy nhiên các sản phẩm đã sản xuất
có chứa PCB vẫn có khả năng đang được sử dụng. PCB được bán với nhiều tên
thương mại tuỳ theo nước sản xuất. Mỗi tên thương mại có một số ký hiệu đi kèm
tương ứng với thành phần PCB khác nhau.
Bảng 1.3. Một số tên thương mại của PCB.
Nước sản xuất Tên thương mại
Mỹ Aroclor
Pháp
Phenochlor và Pyralene
Đức Clophen

Ý
Fenoclor
Balan
Chlofen
Liên Xô Sovol
Nhật Kanechlor
Séc và Slovakhia Derlor
* PCB trong hệ thống kín hoàn toàn
PCB nằm trong khoang kín của thiết bị. Các thiết bị thuộc loại này là tụ điện
và máy biến thế. Trừ khi có các tai nạn (hoả hoạn, hỏng vỡ ), PCB được duy trì
trong môi trường an toàn, ít nhất cho đến khi kết thúc tuổi thọ của thiết bị.
* PCB trong hệ thống kín một phần
PCB được sử dụng trong bơm chân không, chất lỏng truyền nhiệt trong hệ
thống trao đổi nhiệt.
1.2.2.Tình hình chung trên thế giới
Các nước sản xuất chủ yếu PCB trên thế giới bao gồm Australia, Trung Quốc,
Sécslovakia, Pháp, Đức, Ý, Nhật, Nga, Tây Ban Nha, Mỹ và Liên hiệp Anh [23].


8

Năm 1994, một dự án của hội đồng Châu Âu đã được thực hiện để đánh giá lượng
PCB có trong mỗi nước thành viên. PCB khảo sát được chia thành 2 loại:
- PCB lỏng: Askarel thường được coi là PCB lỏng. Thực tế, Askarel là hỗn
hợp của PCB và Clobenzen.
- Đất ô nhiễm PCB: Kết quả dự án cho thấy, tổng lượng PCB lỏng khoảng
200.000 tấn. PCB lỏng tồn tại trong tụ điện và máy biến thế, hiện vẫn đang đợi xử
lý. Pháp, Đức, Ý, mỗi nước có hơn 40.000 tấn, trong khi Hy Lạp, Aixơlen và Bồ Đào
Nha có số lượng PCB lỏng nhỏ nhất.
Lượng PCB lỏng trong máy biến thế và tụ điện ở một số nước Châu Âu được

trình bày trong bảng 1.7.
Bảng 1.4. Lượng PCB lỏng ở một số nước Châu Âu [23]
Tên nước
Khối lượng PCB có trong
máy biến thế (tấn)
Khối lượng PCB có trong
tụ điện (tấn)
Bỉ
10 000
2000
Pháp
45 000
2500
Đức 30 000 12 000
Anh
3000
6000
Aixơlen
100
250
Tây Ban Nha
22 000
3000
Bồ Đào Nha
2500
500
Ý
45 000
7000
Hy Lạp 2500 500

Tổng lượng
160 000
40 000

PCB được sản xuất ở Mỹ từ năm 1929 đến 1977 và được bán trên khắp thế
giới với các tên sản phẩm thương mại Aroclor, Askarel và Therninol. Aroclor được
ký hiệu bằng 4 số, 2 số đầu để chỉ số C trong hỗn hợp, ngoại trừ Aroclor 1016, và
hai số sau để chỉ hàm lượng Cl. Từ năm 1957 đến 1971, 12 dạng khác nhau của
Aroclor với hàm lượng Cl từ 21 đến 68 phần trăm đã được sản xuất. Theo ước tính,
tình hình sản xuất và tiêu thụ PCB ở Mỹ từ năm 1930 đến 1975 gồm: tổng lượng
sản xuất 635 triệu kg; nhập khẩu 1,4 triệu kg; xuất khẩu 68 triệu kg. Năm 1976, các


9

đạo luật cấm sản xuất PCB ở Mỹ được ban hành. Việc sử dụng PCB trong các thiết
bị đang hoạt động bị hạn chế.
Tại khu vực Đông Nam Á và Nam Thái Bình Dương, hầu hết các nước đã cấm
nhập khẩu và sử dụng các thiết bị có chứa PCB. Do vậy, khả năng PCB xâm nhập vào
môi trường phụ thuộc vào việc quản lý và thải bỏ các thiết bị điện cũ, hỏng [24].
Autralia đã xây dựng chiến lược quản lý PCB. Các chất thải chứa hơn 50 mg
PCB/kg được loại bỏ khỏi các khu vực đông dân như trường học, bệnh viện. Từ
năm 1993 đến năm 1998, khoảng 5700 tấn PCB đã được thiêu huỷ.
Singapo cấm nhập khẩu và sử dụng PCB, các thiết bị điện chứa PCB từ năm
1980. Chiến lược quản lý và thay thế dần PCB trong các thiết bị điện được thực hiện.
Các thiết bị như máy biến thế và tụ điện được tập hợp và thuê thiêu huỷ ở nước ngoài.
Đến năm 1998, chỉ còn 4 biến thế tái sử dụng chất cách điện sau khi loại bỏ PCB tồn
tại và được thực hiện việc thay thế chất cách điện đến hết năm 2002.
Ở Thái Lan, việc nhập khẩu PCB bị cấm từ năm 1975. Biến thế và tụ điện
chứa PCB cũng như PCB thải được thuê xử lý ở nước khác và được vận chuyển

bằng đường biển. Theo số liệu điều tra năm 2000, tổng số biến thế và tụ điện trong
Thái Lan là 849; tổng khối lượng thiết bị là 3403 tấn trong đó tổng khối lượng chất
lỏng là 858 tấn.
Ở Trung Quốc, PCB và các sản phẩm chứa PCB có hàm lượng lớn hơn 0,01%
theo trọng lượng bị kiểm soát nghiêm ngặt. Sản xuất và nhập khẩu PCB bị cấm từ
11 tháng 8 năm 1979.
1.2.3 Sản xuất của thế giới về PCB [21]
Trong các năm giữa 1929 đến 1989, tổng lượng PCB sản xuất trên thế giới là
1,5 triệu tấn, sản xuất trung bình khoảng 26.000 tấn mỗi năm. Năm 1976, sau khi
Mỹ cấm sản xuất PCB, sản xuất PCB trên thế giới tiếp tục khoảng 16.000 tấn mỗi
năm trong các năm từ 1980 đến 1984 và 10.000 tấn mỗi năm trong các năm từ 1984
đến 1989.




10

1.3. ĐỘC TÍNH CỦA PCB
1.3.1. Ảnh hưởng của PCB đến sinh vật
PCB có khả năng gây ung thư và hàng loạt ảnh hưởng khác ở sinh vật bao
gồm ảnh hưởng đến hệ thần kinh, hệ miễn dịch, hệ nội tiết, hệ sinh dục. Các nghiên
cứu trên động vật góp phần quan trọng trong nghiên cứu ảnh hưởng của PCB đến
con người. Mỗi chất trong họ PCB có độc tính khác nhau. Một số PCB có độc tính
cao đã được WHO nghiên cứu, phân loại mức độ độc.
1.3.1.1. Ung thư
Hiệp hội quốc tế nghiên cứu về ung thư thuộc tổ chức Y tế thế giới, xác định
nguy cơ gây ung thư của hàng loạt chất và phân loại thành hai nhóm:
- Nhóm 1 gồm các chất gây ung thư cho con người.
- Nhóm 2 gồm các chất có khả năng gây ung thư cho con người. Nhóm 2 gồm

mức độ A và mức độ B.
+ Ở mức độ A, các biểu hiện về khả năng gây ung thư của các chất tương đối rõ.
+ Ở mức độ B, các biểu hiện về khả năng gây ung thư của các chất kém rõ
rệt hơn. PCB được xếp vào nhóm 2B. PCB là một trong những chất ô nhiễm môi
trường được nghiên cứu nhiều nhất. Theo đánh giá của Cục Môi trường Mỹ từ năm
1996, PCB là chất có khả năng gây ung thư ở con người theo những thông tin sau:
- PCB gây ung thư ở động vật. Các tế bào ung thư gan xuất hiện ở chuột thí
nghiệm khi chuột ăn thức ăn có PCB. Các kết quả nghiên cứu trên động vật là bước
đầu tiên khi nghiên cứu khả năng gây ung thư của PCB trên con người.
- Các nghiên cứu dịch tễ học đã được thực hiện với các công nhân làm việc
trong môi trường có PCB. Các công nhân này có tế bào ung thư và khối u ác tính.
Các tế bào ung thư xuất hiện ở cùng bộ phận trong động vật nghiên cứu và cơ thể
con người là bằng chứng quan trọng cho thấy PCB có khả năng gây ung thư ở
người. PCB biến đổi khi thải bỏ ra môi trường bên ngoài. Các PCB có xu hướng
phân huỷ sinh học trong cá và các động vật khác hầu hết là các tác nhân gây ung
thư. Bởi vậy, những người ngộ độc PCB từ cá và bùn lắng bị ảnh hưởng nặng hơn
các công nhân làm việc trong môi trường ô nhiễm PCB.



11

1.3.1.2. Các ảnh hưởng khác
- Hệ miễn dịch
Hệ miễn dịch bị tấn công gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khoẻ của con
người và động vật. Ảnh hưởng của PCB đến hệ miễn dịch được nghiên cứu trên khỉ
Rhesus và một số động vật khác. Cần nhấn mạnh là hệ miễn dịch trên khỉ Rhesus và
con người là tương đối giống nhau. Kết quả thu được cho thấy có ảnh hưởng
nghiêm trọng đến hệ miễn dịch bao gồm cả sự giảm đáng kể tuyến thymus-tuyến
đặc trưng cho hệ miễn dịch ở khỉ con.

- Hệ sinh dục
Ảnh hưởng của PCB đến hệ sinh dục đã được nghiên cứu hàng loạt trên các
động vật như khỉ Rhesus, chuột và thỏ. Kết quả nghiên cứu trên khỉ Rhesus được
xem là có giá trị nhất khi sử dụng tham khảo cho các nghiên cứu ở người. Các ảnh
hưởng đáng kể đã được quan sát thấy ở khỉ. Các dấu hiệu thu được gồm giảm trọng
lượng khỉ sơ sinh, tỷ lệ thụ thai, tỷ lệ sống sót sau khi sinh ở khỉ, giảm tinh trùng ở
chuột. Ảnh hưởng ở khỉ tồn tại trong thời gian dài. Các nghiên cứu về hệ tái sinh
cũng được nghiên cứu ở người. Con của các công nhân có tiếp xúc với PCB có các
dấu hiệu ảnh hưởng rõ rệt như giảm trọng lượng trẻ sơ sinh, giảm đáng kể thời gian
mang thai với sự tăng lượng PCB. Các dấu hiệu trên là các cơ sở quan trọng nói lên
ảnh hưởng của PCB đến hệ sinh dục của con người.
- Hệ thần kinh
Sự phát triển của hệ thần kinh có vai trò quan trọng đến sức khoẻ của mỗi cá
thể trong suốt cuộc đời. Ảnh hưởng của PCB lên hệ thần kinh đã được nghiên cứu ở
khỉ và hàng loạt các động vật khác. Khỉ mới sinh có dấu hiệu giảm sút về sự phát
triển thần kinh bao gồm giảm thị giác, trí nhớ kém. Một số nghiên cứu sử dụng các
PCB có khả năng tích tụ trong sữa người. Nghiên cứu ở người cũng thấy xuất hiện
các dấu hiệu tương tự như ở khỉ. Các dấu hiệu tương tự khi nghiên cứu ở động vật
và người cung cấp các bằng chứng cho ảnh hưởng đến hệ thần kinh của PCB.
- Hệ nội tiết
Có nhiều nghiên cứu được thực hiện về vấn đề này. Một trong các dấu hiệu
đáng kể là ảnh hưởng của PCB đến hàm lượng hoóc mon thyroid của người và động
vật. Hoóc mon thyroid là tiêu chuẩn để đánh giá tốc độ phát triển. Sự thay đổi đáng
kể hoóc mon thyroid đã được quan sát ở các đối tượng nghiên cứu. PCB làm giảm


12

hoóc mon thyroid ở các loài thuộc bộ gặm nhấm và điều này làm giảm sự phát triển
ở các cơ quan trong cơ thể như thính giác. Trong các nghiên cứu ở các trẻ em ở Hà

Lan và Nhật có nhiễm PCB, số lượng hoóc mon thyroid cũng bị giảm.
Ngoài các ảnh hưởng kể trên, hàng loạt các ảnh hưởng khác của PCB lên động
vật và người đã được báo cáo như ảnh hưởng về da và mắt ở khỉ và người, ảnh
hưởng về gan ở các động vật thuộc bộ gặm nhấm.
Bảng 1.5. Liều gây chết 50% ở chuột của một số PCB [20]
Danh pháp PCB
Liều gây chết 50% (mol/l)
3,3',4,4'-Tetra CB
4,3 x 10
P
-7

2,3,4,4'-Tetra CB
2,8 x 10
P
-7

2, 2',4,4'-Tetra CB
1,3 x 10
P
-6

2,3,4,5-Tetra CB
1,4 x 10
P
-7

2,3,3',4,4'-Penta CB
7,1 x 10
P

-6

2,3,4,4',5-Penta CB
4,1 x 10
P
-6

2',3,4,4',5-Penta CB
1,4 x 10
P
-5

2,3',4,4',5-Penta CB
9,1 x 10
P
-6

3,3',4,4',5-Penta CB
1,2 x 10
P
-7

2,3,3',4,4',5-Hexa CB
7,1 x 10
P
-6

2,3',4,4',5,5'-Hexa CB
1,6 x 10
P

-5

2,2',4,4',5,5'-Hexa CB
7,9 x 10
P
-5


1.3.2. Tích tụ và đào thải PCB
PCB đi vào môi trường theo ba con đường chính. PCB có thể đi vào môi
trường do thải bỏ ở bãi rác, dưới dạng hỗn hợp cùng với chất thải nhựa, sơn. PCB từ
các địa điểm này có thể xâm nhập vào nước ngầm và có thể được vận chuyển bởi
mưa, tuyết đi vào các dòng sông và sau đó ra biển và đại dương.
PCB có thể xâm nhập vào môi trường do sự thiêu đốt không hoàn toàn chất
thải có chứa PCB. Khi nhiệt độ lò thiêu đốt không đảm bảo, PCB không bị thiêu
huỷ hết và có thể phân tán vào khí quyển, sau đó đi vào các thành phần khác của
môi trường.


13

Cuối cùng, PCB xâm nhập vào môi trường do sự rò rỉ từ các thiết bị điện như
biến thế, tụ điện và các thiết bị có chứa PCB khác. Sự vận chuyển của PCB trong
môi trường khá phức tạp. PCB được vận chuyển bởi không khí, nước, động vật và
một số con đường khác. PCB được tách khỏi khí quyển bởi mưa, tuyết
1.3.2.1.Tích tụ
[
8
]

PCB tích tụ trong mỡ người ở hàm lượng cao. Năm 1998, Stellman và các cộng
sự xác định hàm lượng 14 PCB trong mỡ và huyết thanh của 293 người. Kết quả cho thấy
xuất hiện hàm lượng đáng kể của PCB 74, PCB 99, PCB 118, PCB 138, PCB 146, PCB
153, PCB 156, PCB 167, PCB 170, PCB 180, PCB 183, PCB 187. Thời gian tích tụ của
PCB trong mỡ liên quan chặt chẽ với quá trình trao đổi chất.
PCB cũng có khả năng tích tụ trong sữa người, não, huyết thanh, gan và các cơ
bắp. Từ các kết quả phân tích, phổi chứa hàm lượng lớn các PCB chứa ít Cl gồm
các PCB 28, PCB 31, PCB 49, PCB 52, PCB 101. Hàm lượng các PCB 138, PCB
153, PCB 156, PCB 170, PCB 180, và PCB 183 được tìm thấy trong phổi lớn hơn
não, gan và các cơ bắp. Sự tích tụ hàm lượng lớn các PCB có độ clo hoá thấp trong
phổi có thể liên quan đến độ bay hơi và độ liên kết lớn hơn so với các PCB có độ
clo hoá cao.
1.3.2.2.Đào thải
[
8
]

PCB có thể đào thải khỏi cơ thể người qua phân và nước tiểu. Sự đào thải PCB
và các chất chuyển hoá từ PCB qua đường ruột được nghiên cứu bằng cách đưa chất
đồng vị C
P
13
P-3,3’,5,5’tetraCB vào chuột. Kết quả phân tích cho thấy: 80% lượng PCB
đưa vào chuột được đào thải qua phân sau 42 ngày, trong khi chỉ có 6,1% được đào
thải qua nước tiểu. Ngoài ra, PCB có thể đào thải qua sữa mẹ, từ mẹ sang con.
1.3.3. Hệ số độc tương đương (Toxic Equivalence Factor, TEF)
Hệ số độc tương đương là đại lượng đánh giá độ độc của chất khi so sánh với
độc tính của 2,3,7,8-tetra clorodibenzo para dioxin (2,3,7,8-TCDD). Đây là chất có
độc tính cao trong họ PCDD. Lúc đầu, phương pháp được sử dụng để đánh giá độ
độc của các chất trong họ PCDD và PCDF. Do có cấu trúc tương tự 2,3,7,8-TCDD,

một số PCB cũng được đánh giá độc tính qua phương pháp này.