Đánh giá mức độ ô nhiễm BTEX trong không khí khu vực dân cư thuộc quận hai bà trưng, thành phố hà nội

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

Nguyễn Công Tập

ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ Ô NHIỄM BTEX
TRONG KHÔNG KHÍ KHU VỰC DÂN CƯ
THUỘC QUẬN HAI BÀ TRƯNG, THÀNH PHỐ HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội 2015


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

Nguyễn Công Tập

ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ Ô NHIỄM BTEX
TRONG KHÔNG KHÍ KHU VỰC DÂN CƯ
THUỘC QUẬN HAI BÀ TRƯNG, THÀNH PHỐ HÀ NỘI

Chuyên ngành: Khoa học môi trường
Mã số: 60 44 03 01
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS ĐỖ QUANG HUY
TS. ĐỖ TRẦN HẢI

Hà Nội 2015

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1
Chương 1.TỔNG QUAN.................................................................................. 3
1.1. Tính chất hóa lý của BTEX ................................................................................. 3
1.2. Nguồn phát sinh BTEX trong môi trường ........................................................ 4
1.3. Hình thái và chuyển hóa của BTEX trong môi trường................................... 6
1.3.1. Benzen .............................................................................................. 6
1.3.2. Toluen............................................................................................... 7
1.3.3. Etylbenzen ........................................................................................ 7
1.3.4. Xylen ................................................................................................ 7
1.4. Tác động của BTEX đến môi trường ................................................................. 8
1.5. Tác động của BTEX đến sức khỏe con người.................................................. 8
1.5.1. Benzen .............................................................................................. 9
1.5.2. Toluen............................................................................................. 10
1.5.3. Etylbenzen ...................................................................................... 12
1.5.4. Xylen .............................................................................................. 14
1.6. Các phương pháp lấy mẫu và định lượng BTEX trong không khí............. 15
1.7. Tình hình nghiên cứu BTEX ở trên Thế giới và Việt Nam ......................... 18
1.7.1. Tình hình nghiên cứu BTEX ở một số quốc gia trên Thế giới ......... 18
1.7.2. Tình hình nghiên cứu BTEX ở Việt Nam ........................................ 20
1.8. Đánh giá rủi ro môi trường của BTEX................................................... 22
1.8.1. Xác định nguy cơ gây hại ................................................................ 22
1.8.2. Đánh giá liều lượng đáp ứng ........................................................... 22
1.8.3. Đánh giá nguy cơ phơi nhiễm ......................................................... 22
1.8.4. Mô tả đặc tính rủi ro........................................................................ 22
1.9. Tổng quan về quận Hai Bà Trưng ................................................................... 25
1.9.1. Vị trí địa lý...................................................................................... 25
1.9.2. Địa hình .......................................................................................... 27

1.9.3. Khí hậu ........................................................................................... 27
1.9.4. Đặc điểm giao thông ....................................................................... 27
Chương 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................. 29
2.1. Đối tượng nghiên cứu ......................................................................................... 29
2.2. Phương pháp nghiên cứu.................................................................................... 29


2.2.1. Phương pháp lấy mẫu tại hiện trường.............................................. 29
2.2.2. Phương pháp vận chuyển và bảo quản mẫu ..................................... 34
2.2.3. Phương pháp phân tích sắc ký khí xác định BTEX.......................... 34
2.2.4. Thực nghiệm ................................................................................... 36
2.2.5. Phương pháp phỏng vấn .................................................................. 40
2.2.6. Đánh giá rủi ro sức khỏe tiềm năng ................................................. 40
Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN...................................................... 41
3.1. Thể tích mẫu quy đổi theo điều kiện chuẩn .................................................... 41
3.1.1. Thể tích lấy mẫu tại nút giao thông Đại La - Minh Khai ở vị
trí T1, T2 quy đổi theo điều kiện chuẩn .......................................... 43
3.1.2. Thể tích lấy mẫu tại nút giao thông Đại Cồ Việt - Trần Khát
Chân ở vị trí T3, T4 quy đổi theo điều kiện chuẩn .......................... 43
3.1.3. Thể tích lấy mẫu tại nút giao thông Trần Khát Chân - Kim
Ngưu ở vị trí T1, T2 quy đổi theo điều kiện chuẩn.......................... 43
3.2. Nồng độ BTEX tại các vị trí nghiên cứu......................................................... 41
3.2.1. Nồng độ BTEX trong không khí tại khu vực nút giao thông
Đại La - Minh Khai ........................................................................ 43
3.2.2. Nồng độ BTEX trong không khí tại khu vực nút giao thông
Đại Cồ Việt - Trần Khát Chân ........................................................ 44
3.2.3. Nồng độ BTEX trong không khí tại khu vực nút giao thông
Trần Khát Chân - Kim Ngưu .......................................................... 45
3.3. Đặc điểm ô nhiễm các chất BTEX trong không khí khu vực
nghiên cứu........................................................................................................... 46

3.3.1. Đặc điểm ô nhiễm phân bố theo thời gian ....................................... 46
3.3.2. Đặc điểm ô nhiễm phân bố theo không gian.................................... 53
3.4. Đánh giá nguy cơ rủi ro sức khỏe tiềm năng.................................................. 55
3.5. Kết quả phỏng vấn tình hình sức khỏe người dân ......................................... 58
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................................ 63
TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................. 64
PHỤ LỤC ....................................................................................................... 67


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1. Tính chất vật lý của BTEX ................................................................................... 4
Bảng 2. Các thiết bị và dụng cụ lấy mẫu khí .................................................................... 16
Bảng 3. Các loại pha rắn dùng để hấp phụ BTEX ........................................................... 16
Bảng 4. So sánh hai phương pháp giải hấp nhiệt và giải hấp bằng dung môi ................. 17
Bảng 5. Các nghiên cứu BTEX ở một số thành phố trên Thế giới.................................. 19
Bảng 6. Kết quả quan trắc BTEX ở một số thành phố trên Thế giới............................... 20
Bảng 7. Nồng độ trung bình BTEX tại các vị trí quan trắc ở TPHCM ........................... 20
Bảng 8. Nồng độ trung bình, thấp nhất, cao nhất của BTEX bên đường ở Hà Nội
tháng 11-12 năm 2004 (µg/m3)........................................................................... 21
Bảng 9. Nồng độ trung bình của BTEX ở giờ cao điểm và thấp điểm ngày trong
tuần và cuối tuần ................................................................................................. 21
Bảng 10. Thông số lấy mẫu tại điểm T1, T2 nút giao thông Đại La lấy ngày
01/10 và ngày 11/10 ............................................................................................ 31
Bảng 11. Thông số lấy mẫu tại điểm T3, T4 nút giao thông Đại Cồ Việt lấy
ngày 06/10 và ngày 12/10 ................................................................................... 33
Bảng 12. Thông số lấy mẫu tại điểm T5, T6 nút giao thông Trần Khát Chân lấy
ngày 09/10 và ngày 11/10 ................................................................................... 33
Bảng 13. Quy đổi đơn vị BTEX từ ppm sang mg/m3 ...................................................... 38
Bảng 14. Nồng độ BTEX trong mẫu chuẩn ..................................................................... 38
Bảng 15. Các phương trình định lượng BTEX trên GC/FID .......................................... 38

Bảng 16. Định lượng nguy cơ gây ung thư và nồng độ tham chiếu ................................ 39
Bảng 17. Thể tích mẫu lấy tại các vị trí T1 và T2 nút giao thông Đại La ngày
01/10 và 11/10 được quy đổi về thể tích ở điều kiện chuẩn ........................... 40
Bảng 18. Thể tích mẫu lấy tại các vị trí T3, T4 nút giao thông Đại Cồ Việt ngày
06/10 và 12/10 được quy đổi về thể tích ở điều kiện chuẩn ........................... 40
Bảng 19. Thể tích mẫu lấy tại các vị trí T5, T6 nút giao thông Trần Khát Chân
ngày 09/10 và 11/10 được quy đổi về thể tích ở điều kiện chuẩn .................. 41


Bảng 20. Kết quả xác định nồng độ BTEX tại khu vực nút giao thông Đại
La - Minh Khai theo giờ tại vị trí T1, T2 ........................................... 43
Bảng 21. Kết quả xác định nồng độ BTEX tại khu vực nút giao thông Đại
Cồ Việt - Trần Khát Chân theo giờ tại vị trí T3, T4 ........................... 44
Bảng 22. Kết quả xác định nồng độ BTEX tại khu vực nút giao thông
Chần Khát Chân - Kim Ngưu theo giờ tại vị trí T5, T6 ..................... 45
Bảng 23. Nồng độ trung bình của BTEX tại giờ cao điểm và giờ thấp
điểm vào ngày trong tuần và cuối tuần tại vị trí T1, T2 ..................... 48
Bảng 24. Nồng độ trung bình của BTEX tại giờ cao điểm và giờ thấp
điểm vào ngày trong tuần và cuối tuần tại vị trí T3, T4 ..................... 49
Bảng 25. Nồng độ trung bình của BTEX tại giờ cao điểm và giờ thấp
điểm vào ngày trong tuần và cuối tuần tại vị trí T5, T6 ..................... 49
Bảng 26. Nồng độ trung bình của BTEX tại các nút giao thông ........................ 52
Bảng 27. Các giá trị sử dụng cho đánh giá phơi nhiễm ước tính ....................... 56
Bảng 28. Đánh giá rủi ro tiềm năng cho BTEX ................................................ 57
Bảng 29. Tình hình bệnh tật theo nhóm tuổi ..................................................... 59
Bảng 30. Tình hình bệnh tật theo nhóm khoảng cách ....................................... 59


DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1. Công thức cấu tạo của BTEX ................................................................ 3

Hình 2. Hình thái và chuyển hóa của benzen trong không khí ............................ 6
Hình 3. Phản ứng tạo gốc tự do của toluen với các chất ô nhiễm khác
trong không khí...................................................................................... 8
Hình 4. Sự vận chuyển của BTEX trong cơ thể người ........................................ 9
Hình 5. Sự chuyển hóa của toluen trong cơ thể người và động vật ................... 11
Hình 6. Sự chuyển hóa của etylbezen trong cơ thể người và động vật .............. 13
Hình 7. Sự chuyển hóa xylen trong cơ thể người .............................................. 15
Hình 8. Cột hấp phụ Micro Packed Injector (MPI) ........................................... 17
Hình 9. Hệ thống giải hấp nhiệt ........................................................................ 18
Hình 10. Thiết bị lấy mẫu khí MP-30 Minipump.............................................. 29
Hình 11. Sơ đồ các vị trí lấy mẫu BTEX ở quận Hai Bà Trưng ....................... 30
Hình 12. Các ống hấp phụ BTEX đưa về phòng thí nghiệm ............................. 34
Hình 13. Bình khí chuẩn BTEX nồng độ 10 ppm ............................................. 38
Hình 14. Đường ngoại chuẩn của etylbenzen ................................................... 39
Hình 15. Biểu đồ diễn biến nồng độ BTEX ngày 01/10/2014 tại vị trí T1 ........ 46
Hình 16. Biểu đồ diễn biến nồng độ BTEX ngày 01/10/2014 tại vị trí T2 ........ 46
Hình 17. Biểu đồ diễn biến nồng độ BTEX ngày 06/10/2014 tại vị trí T3 ........ 47
Hình 18. Biểu đồ diễn biến nồng độ BTEX ngày 06/10/2014 tại vị trí T4 ........ 47
Hình 19. Biểu đồ diễn biến nồng độ BTEX ngày 09/10/2014 tại vị trí T5 ........ 48
Hình 20. Biểu đồ diễn biến nồng độ BTEX ngày 09/10/2014 tại vị trí T6 ........ 48
Hình 21. Diễn biến nồng độ BTEX theo thời gian ............................................ 51
Hình 22. Nồng độ trung bình của BTEX so sánh với QCVN theo khoảng
cách vị trí T1, T2 ..................................................................................... 54
Hình 23. Nồng độ trung bình của BTEX so sánh với QCVN theo khoảng
cách vị trí T3, T4 ..................................................................................... 54


Hình 24. Nồng độ trung bình của BTEX so sánh với QCVN theo khoảng
cách vị trí T5, T6 ..................................................................................... 54
Hình 25. Đường ngoại chuẩn của BTEX .......................................................... 67

Hình 26. Sắc đồ phân tích mẫu khí lấy từ 17h-19h ngày 01/10/2014 tại
vị trí T1 trong máy GC-FID................................................................ 68
Hình 27. Sắc đồ phân tích mẫu khí lấy từ 17h-19h ngày 11/10/2014 tại
vị trí T1 trong máy GC-FID................................................................ 68
Hình 28. Sắc đồ phân tích mẫu khí lấy từ 7h-9h ngày 06/10/2014 tại vị
trí T3 trong máy GC-FID.................................................................... 68
Hình 29. Sắc đồ phân tích mẫu khí lấy từ 11h-13h ngày 06/10/2014 tại
vị trí T3 trong máy GC-FID................................................................ 68
Hình 30. Sắc đồ phân tích mẫu khí lấy từ 13h-15h ngày 06/10/2014 tại
vị trí T3 trong máy GC-FID................................................................ 68
Hình 31. Sắc đồ phân tích mẫu khí lấy từ 17h-19h ngày 06/10/2014 tại
vị trí T3 trong máy GC-FID................................................................ 69
Hình 32. Sắc đồ phân tích mẫu khí lấy từ 17h-19h ngày 06/10/2014 tại
vị trí T4 trong máy GC-FID................................................................ 69
Hình 33. Sắc đồ phân tích mẫu khí lấy từ 17h-19h ngày 09/10/2014 tại
vị trí T5 trong máy GC-FID................................................................ 69
Hình 34. Các vị trí lấy mẫu BTEX ................................................................... 77
Hình 35. Phân tích mẫu BTEX ......................................................................... 78


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
BTEX

: Benzen, Toluen, Etylbenzen, Xylen

BTX

: Benzen, Toluen, Xylen

BVMT : Bảo vệ môi trường

ECD

: Detectơ cộng kết điện tử (Electron capture detector)

FID

: Detectơ ion hóa ngọn lửa (Flame ionization detector)

GC

: Hệ thống sắc kí khí (Gas Chromatography)

IACR

: Cơ quan nghiên cứu ung thư quốc tế
(International Agency for Cancer Research)

LADD

: Liều lượng trung bình tiếp nhận hàng ngày nhận trong thời gian sống
(Lifetime Average Daily Dose)

NIOSH : Viện Quốc gia về an toàn và sức khỏe nghề nghiệp
(National Institue for Occupational Satefy and Health)
QCVN

: Quy chuẩn Việt Nam

USEPA : Cơ quan bảo vệ môi trường Hoa Kỳ
(United States Environmental Protection Agency)

VOCS

: Các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (Volatle organic compounds)

WHO

: Tổ chức y tế Thế giới (World Health Organization)


LỜI CẢM ƠN
Trước tiên, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy PGS.TS Đỗ Quang
Huy, Giảng viên Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên -Đại
học Quốc gia Hà Nội, TS. Đỗ Trần Hải, Viện trưởng Viện nghiên cứu Khoa
học kỹ thuật bảo hộ lao động đã giao đề tài và tận tình hướng dẫn, giúp đỡ
em trong suốt quá trình thực hiện luận văn thạc sỹ.
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ths. Thái Hà Vinh, Trưởng phòng
Giám sát và Phân tích môi trường, Trạm Quan trắc và Phân tích môi trường
lao động đã tạo điều kiện thuận lợi cho em được thực tập tại Viện và giúp đỡ
em trong quá trình thực hiện luận văn.
Em xin cảm ơn các thầy, cô giáo Khoa Môi trường, Trường Đại học
Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội đã dành tâm huyết truyền đạt
kiến thức quý báu cho em trong suốt thời gian học tập tại trường.
Xin cảm ơn bạn bè, người thân trong gia đình đã giúp đỡ, động viên
em hoàn thành tốt nhất khóa học tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại
học Quốc gia Hà Nội.
Hà Nội, tháng 08/2015
Học viên cao học

Nguyễn Công Tập

TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
[1] Ban soạn thảo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng không khí,
Bộ tài nguyên và môi trường (2009), Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về một số
chất độc hại trong không khí xung quanh QCVN 06:2009/BTNMT.
[2] Đào Thu Giang (2011), Nghiên cứu xác định các Hidrocacbon thơm
nhóm BTEX bằng phương pháp phân tích động lực học kết hợp vi chiết pha rắn
màng kim rỗng và sắc kí khí, Luận văn thạc sỹ, Trường Đại học Khoa học tự
nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội.
[3] Nguyễn Thị Thúy Hà (2015), Nghiên cứu đặc điểm ô nhiễm BTEX
trong không khí tại nút giao thông Giảng Võ - Đê La Thành, Luận văn thạc sỹ,
Trường Đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội.
[4] Trần Thị Hiền (2012), Diễn biến nồng độ BTEX trong không khí ven
các trục giao thông chính ở thành phố Hồ Chí Minh năm 2010, Luận văn thạc
sỹ, Trường Đại học khoa học tự nhiên, Đại học Quốc gia Hồ Chí Minh.
[5] Nguyễn Việt Hùng, Lê Thị Thanh Hương (2013), “Ảnh hưởng sức
khỏe của ô nhiễm không khí ở Hà Nội: Tăng cường nghiên cứu khoa học và
chính sách nhằm nâng cao sức khỏe”, Tạp chí Y học dự phòng, 23(4).
[6] Trịnh Thị Thanh (2003), Độc học môi trường và sức khỏe con người,
NXB ĐHQGHN.
[7] Trung tâm Dịch vụ Phân tích thí nghiệm TPHCM (2008), Qui trình
phân tích BTEX trong không khí.
[8] Ủy ban nhân dân quận Hai Bà Trưng, TP Hà Nội (2011), Quy hoạch
sử dụng đất đến năm 2020, kế hoạch sử dụng đất 5 năm (2011-2020), quận Hai
Bà Trưng.
Tiếng Anh
[9] Andrea L.Hinwood, Clemencial Rodriguez,…(2007), Risk factors for
increased BTEX exposure in four Australian cities, Center for Ecosystem
Management, Chemosphere 66, p.533-541.

[10] Barbara J. Finlayson-Pitts, James N. Pitts, Jr. (1999), Chemistry of
the upper and lower atmosphere, Department of Chemistry School of physscal
Sciences, University of California, p.207-210.
[11] CRC Handbook of Chemistry and Physics (1985), 65th, CRC Press,

Inc. Boca Raton, Florida.
64


[12] Fabio Murena (2007), Air quality nearby road traffic portals: BTEX
monitoring, Chemical Engineering Department, University of naples “Federico
II, 80125 Naples, Italy”, p.578-583.
[13] Julie M.Klotzbach, Mario Citra (2007), Toxicological Profile for
Etylbenzen, US. Department of health and Human Services, Public Health
Service, Agency for toxic substances and Disease Registry.
[14] Mike Fay, John F.Risher, Margaret Fransen,…(2007), Toxicological
Profile for Xylen, US. Department of health and Human Services, Public Health
Service, Agency for toxic substances and Disease Registry.
[15] NCR (1983). Risk Assessment in the Federal Government: Managing
the Process. Washington, D.C: National Academy Press.
[16] NJDEP (2009). Guidance on Risk Assessment for Air Contaminant
Emission. New Jersey: New Jersey Department ofEnvironmental Protection.
[17] NJDEP (2011). Estimating Risk from Air Toxics. Retrieved 2012,
from />[18] Nguyen Tran Huong Giang, Nguyen Thi Kim Oanh (2014), Roadside
levels and traffic emission rates of PM2.5 and BTEX in Ho Chi Minh City,
Vietnam, Atmospheric environment.
[19] Nguyen Hong Phuc (2012), Assessment of air quality, health and
climate co-benefit potential for residential cooking: a case stydy of a
commune in Viet Nam, Thesis master, Asian Institute of Technology School of
Environment, Resources and Development Thailand.

[20] Obaid Faroon, Sari Paikoff,…(2007), Toxicological Profile for
Benzen, US.Department of health and Human Services, Public Health Service,
Agency for toxic substances and Disease Registry.
[21] Peter R.McClure, A. Rose McDonald,…(2000), Toxicological
Profile for Toluen, US. Department of health and Human Services, Public
Health Service, Agency for toxic substances and Disease Registry.
[22] US environmental protection agency (1990), Handbook-Quality
Assurance/Quality Control (QA/QC) Procedures for Hazardous waste
incineration, EPA-625/6-89-023, method 0010, Washington DC, United of state.
[23] USEPA (1989). Risk Assessment Guidance for Superfund. Human
Health Evaluation Manual Part A. Washington, DC: U.S. Environmental
Protection Agency.
65


[24] USEPA (2012). Integrated Risk Information System. Benzene CASRN 71-43-2. Retrieved 2012, from />[25] Vo Thi Quynh Truc, Nguyen Thi Kim Oanh (2007), Roadside BTEX
and other gaseous air pollutants in relation to emission sources, Atmospheric
environment 41.
[26] />[27] />
66