Độc chất môi trường PAHs

ĐẠI HỌC QUẢNG BÌNH
NÔNG – LÂM - NGƯ
----

BÀI TIỂU LUẬN
Tìm hiểu độc chất môi trường PAHs

Giáo viên hướng dẫn : Th.S Hoàng Anh Vũ
Sinh viên thực hiện

: Phan Anh Thắng

Lớp

: ĐH QLTN&MT K55


- ĐỒNG HỚI ,1/12 -


Mục Lục


MỞ ĐẦU
PAHs (Polycyclic Aromatic Hydrocarbons) được sử dụng để chỉ hơn 100 chất hữu
cơ gồm hai hay nhiều vòng hydrocarbon thơm liên kết với nhau tạo thành những hợp
chất rất bền vững trong môi trường. Chúng là sản phẩm của những quá trình đốt cháy
không hoàn toàn của một số các nhiên liệu như than đá, dầu mỏ, và khí đốt hay của
một số các chất hữu cơ khác như rác thải sinh hoạt, thuốc lá từ các hoạt động công
nghiệp và các hoạt động khác của con người. PAHs có thể bị phân huỷ bời những phản
ứng quang hoá trong khí quyển hay bởi tác động của các vi sinh vật hiếu khí và yếm

khí có trong nước và đất. Tuy nhiên, một lượng PAHs bền vững còn lại sẽ bị tích tụ
trong môi trường nước, đất và đi vào chuỗi thức ăn của một số động, thực vật.
Khi được hấp thụ vào những tế bào thực vật, PAHs làm giảm khả năng sinh trưởng,
sinh sản và phát triển của các loài thực vật cũng như kìm hãm một số quá trình sinh
học trong hệ sinh thái. PAHs được tích tụ trong hệ thực vật sẽ từ đó đi vào chuỗi thức
ăn của động vật và gây ra những tác hại lâu dài và nghiêm trọng hơn. Trong rất nhiều
trường hợp, sự có mặt ở những liều lượng nhất định của PAHs thường gây ra những
tác động không tốt đến sự sinh sản, sinh trưởng, phát triển, và khả năng miễn dịch của
các loài động vật.

Sinh viên thực hiện: Phan Anh Thắng
Lớp: Đại học quản lý tài nguyên và môi trường K55

Trang 4


PHẦN 1. TỔNG QUAN VỀ PAHs
1. Tổng quan về PAHs
1.1 Định nghĩa về PAHs.
Thuật ngữ PAHs (Polycyclic Aromatic Hydrocarbons) được sử dụng để chỉ một số
các chất hữu cơ gồm hai hay nhiều vòng hydrocarbon thơm liên kết với nhau tạo thành
những hợp chất rất bền vững trong môi trường. [1]

Hình 1: Cấu trúc PAHs
1.2. Nguồn gốc phát sinh và phân loại
a. Nguồn gốc phát sinh:
PAHs, bao gồm khoảng hơn 100 chất hữu cơ khác nhau, là sản phẩm của những
quá trình đốt cháy không hoàn toàn của một số các nhiên liệu như than đá, dầu mỏ, và
khí đốt hay của một số các chất hữu cơ khác như rác thải sinh hoạt, thuốc lá PAHs
cũng có nhiều trong những miếng thịt bị nướng cháy thành than.Nói một cách tổng

quát, PAHs được sinh ra nhiều nhất từ các hoạt động công nghiệp và các hoạt động
khác của con người.[2]
b. Những nguồn dịch chuyển
Sinh viên thực hiện: Phan Anh Thắng
Lớp: Đại học quản lý tài nguyên và môi trường K55

Trang 5


- Các động cơ chạy bằng dầu Diesel và các loại khí đốt.
- Các môi trường làm việc Các khu dịch vụ, các lò nướng sử dụng khí ga và các
nhà máy sản xuất và tiêu thụ nhựa đường.
- Các thiết bị đốt nóng Các thiết bị sưởi, các tháp chưng và các loại lò đốt, luyện
kim.
- Các lò đốt rác Rác thải đô thị, nguy hiểm, và rác thải y tế.
- Các sinh hoạt hàng ngày của con người Việc hút thuốc, đun nấu bằng củi và dầu
hỏa, đốt nóng các loại dầu khác nhau và nướng thịt.
- Các quá trình công nghiệp Quá trình cracking bẻ gãy các liên kết mạch dài của
các chất hữu cơ có trong dầu mỏ, các công đoạn đúc sắt thép và sản xuất nhôm, than
chì.[2]

Hình 2 : Nguồn phát sinh độc chất PAHs
2. Phân loại
Theo USEPA (1987), PAHs được phân loại thành 12 chất điển hình tùy theo cấu
trúc hóa học như mô tả dưới đây:
Sinh viên thực hiện: Phan Anh Thắng
Lớp: Đại học quản lý tài nguyên và môi trường K55

Trang 6

Hình 3: Phân loại 12 chất PAHs
3. Một số đặc tính cơ bản của PAHs
- Tại nhiệt độ thường (từ 15 -35oC), PAHs tinh khiết tồn tại ở thể rắn, không màu
hoặc có màu trắng hay màu vàng chanh. Tùy thuộc vào khối lượng phân tử mà các
PAHs có những tính chất vật lý, hoá học khác nhau. Nhìn chung là nhiệt độ nóng chảy
và nhiệt độ sôi cao, áp suất bay hơi thấp và rất ít tan trong nước. Trên thực tế, người ta
thường tìm thấy PAHs ở dạng hỗn hợp bao gồm từ 2 hợp chất này trở lên trộn lẫn với
bồ hóng hoặc gio bếp, tàn than...Những đặc tính vật lý, hoá học cụ thể của một số loại
PAHs được trình bày trong bảng sau:

Sinh viên thực hiện: Phan Anh Thắng
Lớp: Đại học quản lý tài nguyên và môi trường K55

Trang 7


Benzo [a] antraxen

Đibenz [a,c] antraXen

Sinh viên thực hiện: Phan Anh Thắng
Lớp: Đại học quản lý tài nguyên và môi trường K55

Đibenz[a,h]antraxen

Trang 8


Hình 4: Cấu tạo hoá học của một số PAH gây ung thư.[3]

PHẦN 2. QUÁ TRÌNH PHÂN HỦY, TÍCH TỤ CỦA PAHs TRONG
MÔI TRƯỜNG VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA PAHs ĐỐI VỚI ĐỘNG
THỰC VẬT
1. PAHs trong khí quyển
PAHs trong không khí có nguồn gốc chủ yếu từ hoạt động của núi lửa, cháy rừng,
sự đốt cháy các loại nguyên nhiên liệu trong một số quy trình sản xuất và sinh hoạt của
con người như đã nêu ở chương I, mục II. Hàm lượng PAHs ở những vùng đô thị, nơi
tập trung phần lớn dân cư và các khu công nghiệp, thường cao hơn những vùng nông
thôn. Một vài PAHs khối lượng phân tử nhỏ, áp suất bay hơi lớn có trong các sản
phẩm dầu mỏ cũng có thể bay hơi vào không khí. Như vậy, PAHs tồn tại trong khí
quyển dưới hai pha: hơi và các phần tử rắn. Trong môi trường không khí, PAHs tồn tại
ở pha hơi có thể bị phân huỷ bởi các quá trình quang hoá với sự có mặt của các hoá
chất khác nhau có trong không khí (oxit nitơ, axit nitric, oxit lưu huỳnh, axit sunfuric,
ô zôn?) trong khoảng chu kỳ từ một ngày đến một tuần.
Nhưng PAHs bám dính vào các hạt rắn ở dạng rắn rất khó để tham gia những phản
ứng quang hoá này. Sau những trận mưa, chúng sẽ được loại bỏ khỏi bầu khí quyển,
rơi xuống đất hoặc lắng đọng ở đáy hồ, sông, suối, đại dương. Quá trình làm sạch này
phụ thuộc rất nhiều vào kích cỡ của những hợp chất PAHs, kích cỡ của những hạt bụi
lơ lửng mà chúng bám dính cũng như độ ẩm của PAHs và không khí. Một số các PAHs
bám dính vào các hạt bụi nhỏ có kích cỡ từ 1 Micromet trở lên có thể tồn lưu trong bầu
khí quyển từ 1 đến 2 tuần. Những PAHs bám dính vào những phần tử bụi siêu nhỏ (cỡ
dưới 0,1 Micromet ) có thể tồn tại rất bền vững trong bầu khí quyển gây ra những ảnh
hưởng lâu dài cho động thực vật cũng như cho sức khoẻ con người.[3]

Sinh viên thực hiện: Phan Anh Thắng
Lớp: Đại học quản lý tài nguyên và môi trường K55

Trang 9

Hình 5: Một số con đường chuyển hóa quá trình của chất PAH
2. PAHs trong thuỷ quyển và địa quyển
- Được thải ra trong một số quá trình sản xuất và sinh hoạt của con người, PAHs
theo các chất thải công nghiệp và nước thải đô thị đi vào trong các nhà máy xử lý hoặc
đi trực tiếp vào môi trường thuỷ quyển và địa quyển.
- Trong một số trường hợp, PAHs có trong môi trường nước và đất là do sự ngưng
tụ từ môi trường không khí, do bị cuốn theo mưa rơi xuống. Do hầu hết các chất PAHs
khó hoà tan trong nước, chúng thường bám dính vào các phần tử rắn lơ lửng trong
nước và lắng đọng xuống lớp bùn đáy của một số sông, hồ. Chỉ một phần nhỏ PAHs
hoà tan thẩm thấu qua đất và làm ô nhiễm nước ngầm.
PAHs có thể bị phân huỷ một lượng khá nhỏ do tác động của các vi sinh vật hiếu
khí và yếm khí có trong nước và đất hoặc do sự bay hơi vào trong khí quyển. Thời
gian phân huỷ sinh học của PAHs phụ thuộc vào từng loại vi sinh vật khác nhau, điều
kiện môi trường, cũng như cấu tạo của các chất PAHs. Thông thường, vi sinh vật phải
mất đến hàng tuần hoặc hàng tháng để phân huỷ hoàn toàn PAHs. Lượng PAHs bền
Sinh viên thực hiện: Phan Anh Thắng
Lớp: Đại học quản lý tài nguyên và môi trường K55

Trang 10


vững còn lại sẽ bị tích tụ trong môi trường nước, đất và đi vào chuỗi thức ăn của một
số động, thực vật. [2]
3. Ảnh hưởng của PAHs đối với động thực vật
3.1. Ảnh hưởng đối với thực vật
- Hầu hết các loại thực vật đều rất nhạy cảm với PAHs ở những mức độ khác nhau.
Trong quá trình trao đổi chất, thực vật có thể hấp thụ và hấp phụ PAHs từ môi trường
đất, nước và không khí vào cơ thể qua thân, rễ, lá của chúng. Khi được hấp thụ vào
những tế bào thực vật, PAHs làm giảm khả năng sinh trưởng, sinh sản và phát triển của

các loài thực vật cũng như kìm hãm một số quá trình sinh học trong hệ sinh thái. PAHs
được tích tụ trong hệ thực vật sẽ từ đó đi vào chuỗi thức ăn của động vật và gây ra
những tác hại lâu dài và nghiêm trọng hơn.
- Tuy nhiên, một số loại thực vật cũng có khả năng sinh trưởng tại những vùng đất có
hàm lượng PAHs khá cao. Ví dụ như xà lách, lúa mạch, cỏ ba lá, và ngô có thể
sinh trưởng và phát triển ở những nơi có nồng độ PAHs từ 0,3-4 g/kg đất hay hoa
hướng dương có thể phát triển bình thường ở những nơi có nồng độ PAHs từ 4-9
g/kg
đất.[3]
3.2. Ảnh hưởng đối với động vật
Từ hệ thực vật, PAHs được hấp thụ vào cơ thể của một số loài động thực vật thông
qua các chuỗi thức ăn. Do độ hoà tan trong nước của các PAHs phân tử lượng nhỏ cao
hơn của các PAHs phân tử lượng lớn, chúng có khả năng gây độc trực tiếp đối với các
cơ thể động vật cao hơn là các PAHs khối lượng phân tử lớn. Tuy nhiên, các PAHs
phân tử lượng lớn lại khó phân huỷ sinh học hơn, chúng thường bị tích tụ rất lâu trong
môi trường cũng như trong cơ thể động vật.
Tuỳ theo cấu tạo của các PAHs và đối tượng tác động, PAHs thường có những tác
động tới các loài động vật (động vật không xương sống, một số loài thuỷ hải sản,
chim, động vật lưỡng cư, các loài bò sát và động vật có vú) ở những mức độ khác
nhau. Rất nhiều các nghiên cứu khoa học hiện nay đưa ra những số liệu về ảnh hưởng
của từng chất PAH cụ thể đối với một số loài động vật nghiên cứu có chọn lựa. Trong
rất nhiều trường hợp, sự có mặt ở những liều lượng nhất định của PAHs thường gây ra
những tác động không tốt đến sự sinh sản, sinh trưởng, phát triển, và khả năng miễn
dịch của các loài động vật. một số PAHs ở nồng độ đủ lớn còn làm chết các động vật
Sinh viên thực hiện: Phan Anh Thắng
Lớp: Đại học quản lý tài nguyên và môi trường K55

Trang 11

có trong hệ sinh thái tự nhiên. Một số nghiên cứu chỉ ra rằng chuột sẽ khó sinh con
hơn nếu bị cho tiếp xúc với PAH ?"benzopyrene trong suốt thời gian mang thai, chuột
con nhiễm hợp chất này cũng gầy và yếu hơn so với trong những điều kiện bình
thường. Sau một thời gian dài tích tụ trong chuỗi thức ăn, PAHs sẽ ảnh hưởng trực
hoặc gián tiếp đến sức khoẻ con người thông qua một số con đường khác nhau như
được trình bày ở phần 3 dưới đây.[3]

PHẦN 3. ẢNH HƯỞNG CỦA PAHs
ĐẾN SỨC KHỎE CON NGƯỜI
1. Con đường xâm nhập cơ thể người và thải ra của PAHs
PAHs trong dầu mỏ thải vào môi trường dưới dạng phức chất của hàng nghìn hợp
chất thơm và hợp chất béo. Hơn nữa, PAHs ít tan trong nước nên chúng ít bị chuyển
hóa và phân huỷ bởi các các vi sinh vật có trong nước.
Cũng không giống như hầu hết các hợp chất hữu cơ độc hại bị cấm hoặc bị giới
hạn thải, PAHs tiếp tục được thải vào môi trường bởi sự hình thành phổ biến trong quá
trình đốt các nguyên liệu hóa thạch và việc thải ra trong quá trình tìm kiếm, vận
chuyển và sử dụng dầu mỏ. Sự tồn lưu trong một thời gian dài của PAHs trong môi
trường sẽ dẫn đến việc con người có thể bị nhiễm PAHs tại nhà, ngòai đường, nơi làm
việc. Một điều cần lưu ý rằng con người sẽ không bị nhiễm một hợp chất PAHs riêng
biệt nào mà thường bị nhiễm hỗn hợp các PAHs.
Khi PAHs được phóng thích từ một khu vực có diện tích rộng, ví dụ như một nhà
máy công nghiệp, công-ten-nơ, một cụm chung cư, văn phòng hay khu đô thị v.v.,
chúng sẽ thâm nhập vào môi trường. Tuy nhiên, việc phóng thích PAHs vào môi
trường không phải lúc nào cũng dẫn đến việc con người sẽ bị nhiễm hợp chất đó.
Con người sẽ bị nhiễm PAHs nếu có quá trình tiếp xúc với chúng trong một
khoảng thời gian nhất định. Thông thường, PAHs có trong các nguồn nước, đất và
không khí ô nhiễm xâm nhập vào cơ thể người thông qua các con đường: hít thở, ăn,
uống, hút thuốc hoặc tiếp xúc qua da.
Theo một số nghiên cứu gần đây, hàm lượng PAHs có trong môi trường không khí
ở các cùng nông thôn là 0,02-1,2 nanogam/m3 và tương ứng là 0,15-19,3 nanogam/m3

ở các vùng đô thị. Do vậy, người dân sống gần những vùng đô thị và các khu công
Sinh viên thực hiện: Phan Anh Thắng
Lớp: Đại học quản lý tài nguyên và môi trường K55

Trang 12


nghiệp có nhiều khả năng tiếp xúc với PAHs hơn những người sống tại các vùng nông
thôn.
Tại nơi ở của mình, PAHs có thể có trong khói thuốc lá, khói lò, các loại lương
thực, thực phẩm được trồng, nuôi, hoặc thu hoạch ở trên những vùng đất có hàm lượng
PAHs cao. Đặc biệt, PAHs có rất nhiều trong những loại thịt, cá nướng cháy.
Do độ hoà tan trong nước thấp và độ hoà tan trong dầu cao, khi xâm nhập vào cơ
thể người qua những con đường khác nhau, PAHs có xu hướng bị tích tụ nhiều hơn ở
thận, gan, và các mô mỡ của con người. Một lượng nhỏ PAHs có thể bị tích tụ ở lá
lách, tuyến thượng thận và buồng trứng.
Khi bị tích tụ, chúng có thể kết hợp hay phản ứng với một số chất khác để hình
thành nhiều loại hợp chất khác nhau. Một số sản phẩm gây ra những tác hại nghiêm
trọng hơn PAHs và một số khác thì ít nghiêm trọng hơn đối với sức khoẻ của con
người. Tuy nhiên, cũng theo những nghiên cứu này, một số loại PAHs thông thường
không tồn trữ lâu dài trong cơ thể con người. Thời gian lưu giữ của chúng trong cơ thể
người chỉ khoảng vài ngày, sau đó là được thải ra ngoài qua phân và nước tiểu.[2]
2. Tác động của PAHs lên sức khỏe con người
Khi bị nhiễm các hợp chất PAHs, có nhiều yếu tố được tìm hiểu để xem liệu các
tác động gây hại lên sức khỏe của PAHs có xảy ra không và mức độ nghiêm trọng của
các tác động đó la như thế nào. Các yếu tố đó có thể là: liều lượng, thời gian tiếp xúc,
con đường bị nhiễm (ăn, uống, tiếp xúc qua da, v.v.,), các hợp chất khác mà người đó
đang bị nhiễm, các đặc tính cá nhân của người đó, ví dụ như tuổi, giới tính, kiểu sống,
tình trạng sức khỏe.
Hiện nay, chưa có một nghiên cứu nào cho thấy rằng PAHs có thể giết chết con

người sau khi xâm nhập vào cơ thể. Tuy nhiên, từ một số nghiên cứu đối với chuột
trong phòng thí nghiệm, người ta suy ra được rằng một số PAHs có thể làm giảm tuổi
thọ của con người. Ví dụ như sau khi tiếp xúc với liều lượng benzopyrene 46,5
mg/m3, chuột sẽ giảm tuổi thọ từ 109 tuần xuống còn 60 tuần [4]. Tuy nhiên, chưa có
số liệu cụ thể nào chứng minh rằng sự xâm nhập của PAHs vào cơ thể người sẽ ảnh
hưởng đến hệ thần kinh, khả năng sinh sản, cũng như gây ra hiện tượng đột biến gen ở
những thế hệ sau.
Một số nghiên cứu đáng tin cậy chỉ ra rằng một số PAHs có thể gây ra ung thư ở
người và động vật. Một số công nhân làm việc tại những nơi tiếp xúc trực tiếp với
PAHs (hầm mỏ, nhà máy chế biến dầu mỏ...) có tỷ lệ ung thư cao hơn những công
nhân làm việc ở những nơi ít tiếp xúc với PAHs.[2]
Sinh viên thực hiện: Phan Anh Thắng
Lớp: Đại học quản lý tài nguyên và môi trường K55

Trang 13


3. Cách thức phòng tránh sự xâm nhập của PAHs
Để phòng tránh sự xâm nhập của PAHs, chúng ta cần hạn chế và kiểm soát sự phát
sinh của những hợp chất này trong sản xuất và sinh hoạt. Ví dụ như giảm thiểu việc sử
dụng những nguồn nguyên, nhiên liệu có thể sản sinh ra PAH trong giao thông và công
nghiệp, kiểm soát nghiêm ngặt các quá trình đốt để tránh các quá trình cháy không
hoàn toàn của một số lò đốt rác thải, hạn chế hút thuốc và ăn các sản phẩm nướng
cháy.
Tổ chức US Environmental Protect Agency (EPA) cũng đưa ra mức nồng độ an
toàn của PAHs trong quá trình tiếp xúc để không gây ảnh hưởng có hại cho sức khoẻ
để chúng ta tham khảo và tuân theo. Ví dụ: Không nên tiếp xúc với một số chất PAHs
tại những nồng độ lớn hơn những mức sau: 0,3 mg anthracene /kg cơ thể người, 0,06
mg acenaphthene/kg cơ thể người, 0,04 mg fluoranthene /kg cơ thể người, 0,03 mg
pyrene/kg cơ thể người...[2]

Sinh viên thực hiện: Phan Anh Thắng
Lớp: Đại học quản lý tài nguyên và môi trường K55

Trang 14


KẾT LUẬN
Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs) – hợp chất có thể gây ung thư, theo
công bố từ Viện hóa học Việt Nam. Trong khi chờ Viện Hóa học Việt Nam kiểm
nghiệm để xem hàm lượng PAHs có trong dung dịch dầu khoáng của áo ngực có đủ để
gây hại cho sức khỏe con người không, chúng tôi xin cung cấp thêm thông tin về
PAHs từ tài liệu của Cục bảo vệ Môi trường của Mỹ phối hợp với Văn phòng chất thải
rắn Mỹ công bố năm 2008.
Qua bài báo cáo giúp chung ta biết thêm được các nguồn gốc,dặc tính, tính chất,
cách gây độc của PAHs, nhằm đưa ra các biện pháp phòng tránh khi gặp phải chất độc
này trong đời sống, cho mọi người thêm kinh nghiệm quý báu hơn về các độc chất
trong môi trường xung quanh chúng ta.

Sinh viên thực hiện: Phan Anh Thắng
Lớp: Đại học quản lý tài nguyên và môi trường K55

Trang 15


TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. nghe//view_content/conten/329303
[2]. Http://ttvnol.com/threads/pahs-trong-doc-hoc-moi-truong.216246/#post-4400297
[3]. Bài Tổng quan Hợp chất hidrocacbon đa nhân PAHs và khả năng phân hủy sinh

học bởi vi khuẩn. Viện khoa học công nghệ. Nghiêm Ngọc Minh

Sinh viên thực hiện: Phan Anh Thắng
Lớp: Đại học quản lý tài nguyên và môi trường K55

Trang 16