Nghiên cứu xây dựng quy trình xác định PBDEs trong động vật nhuyễn thể và áp dụng thí điểm để đánh giá sự tích lũy PBDEs trong môi trường tại làng nghề Minh Khai, trị trấn Như Quỳnh, Văn Lâm, tỉnh Hưng Yên (Luận văn thạc sĩ)
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.36 MB, 101 trang )
BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI
LUẬN VĂN THẠC SĨ
NGHIÊN CỨU MỨC ĐỘ TÍCH LŨY SINH HỌC CỦA CÁC
HỢP CHẤT PBDEs TRONG MỘT SỐ LOÀI ĐỘNG VẬT
NHUYỄN THỂ TẠI LÀNG NGHỀ TÁI CHẾ NHỰA MINH
KHAI, THỊ TRẤN NHƯ QUỲNH, HUYỆN VĂN LÂM,
TỈNH HƯNG YÊN
CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG
NGUYỄN THỊ HƯỜNG
HÀ NỘI, NĂM 2018
BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI
LUẬN VĂN THẠC SĨ
NGHIÊN CỨU MỨC ĐỘ TÍCH LŨY SINH HỌC CỦA CÁC
HỢP CHẤT PBDEs TRONG MỘT SỐ LOÀI ĐỘNG VẬT
NHUYỄN THỂ TẠI LÀNG NGHỀ TÁI CHẾ NHỰA MINH
KHAI, THỊ TRẤN NHƯ QUỲNH, HUYỆN VĂN LÂM,
TỈNH HƯNG YÊN
NGUYỄN THỊ HƯỜNG
CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG
MÃ SỐ: 60440301
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. LÊ THỊ TRINH
HÀ NỘI, NĂM 2018
CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI
Cán bộ hướng dẫn chính: TS. Lê Thị Trinh
Cán bộ chấm phản biện 1: TS. Trần Mạnh Trí
Cán bộ chấm phản biện 2: TS. Vũ Đức Nam
Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại:
HỘI ĐỒNG CHẤM LUẬN VĂN THẠC SĨ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI
Ngày 04 tháng 01 năm 2018
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu được thực hiện bởi chính
học viên trong khoảng thời gian học tập và nghiên cứu theo quy định. Các số
liệu, kết quả nghiên cứu trong luận văn đều đảm bảo tính trung thực, khoa học
và chưa được công bố trong bất kỳ công trình khoa học nào bởi một tác giả
khác. Mọi số liệu kế thừa trong các nghiên cứu khác đều được sự đồng thuận
của tác giả và có nguồn gốc rõ ràng.
Một số kết quả trong nghiên cứu này được sự hỗ trợ kinh phí từ đề tài
nghiên cứu ứng dụng và phát triển công nghệ cấp Trường Đại học Tài nguyên
và Môi trường Hà Nội: “Nghiên cứu xây dựng quy trình xác định PBDEs
trong động vật nhuyễn thể và áp dụng thí điểm để đánh giá sự tích lũy PBDEs
trong môi trường tại làng nghề tái chế nhựa Minh Khai, trị trấn Như Quỳnh,
huyện Văn Lâm, tỉnh Hưng Yên” (Tháng 02/2017 đến 12/2017).
Hà Nội, ngày
tháng
năm 2018
Học viên
Nguyễn Thị Hường
i
LỜI CẢM ƠN
Với lòng biết ơn sâu sắc em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban
Giám hiệu trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội, các thầy giáo,
cô giáo khoa Môi trường, Phòng Đào tạo đã tạo điều kiện tốt nhất cho em học
tập, nghiên cứu và thực hiện luận văn.
Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến TS. Lê Thị Trinh đã hướng
dẫn và truyền đạt cho em những kinh nghiệm quý báu, luôn động viên, giúp
đỡ em trong suốt quá trình học tập và làm luận văn để em có thể hoàn thành
luận văn của mình.
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến TS. Trịnh Thị Thắm đã giúp đỡ
và tạo điều kiện thuận lợi để em được tiến hành các nghiên cứu của mình.
Mặc dù đã cố gắng hoàn thiện tốt nhất luận văn của mình, nhưng vẫn
không khỏi tránh được những sai sót em kính mong được các thầy cô góp ý
để luận văn của em được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày tháng
năm 2018
Học viên
Nguyễn Thị Hường
ii
MỤC LỤC
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ........................................................................... vi
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU .................................................................. viii
DANH MỤC HÌNH ......................................................................................... ix
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ............................ 4
1.1. TỔNG QUAN VỀ LÀNG NGHỀ TÁI CHẾ NHỰA THÔN MINH
KHAI, THỊ TRẤN NHƯ QUỲNH, HUYỆN VĂN LÂM, TỈNH HƯNG YÊN
........................................................................................................................... 4
1.1.1. Điều kiện tự nhiên và kinh tế xã hội khu vực nghiên cứu ................... 4
1.1.2. Thực trạng sản xuất của làng nghề tái chế nhựa Minh Khai ............... 5
1.1.3. Hiện trạng môi trường tại khu vực nghiên cứu ................................... 9
1.2. TỔNG QUAN VỀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU .................................. 12
1.2.1. Tính chất hóa lý của hợp chất Polybrominated diphenyl ethers
(PBDEs) ....................................................................................................... 12
1.2.2. Nguồn gốc phát sinh hợp chất PBDEs .............................................. 18
1.2.3. Độc tính của hợp chất PBDEs ........................................................... 21
1.2.4. Hiện trạng ô nhiễm PBDEs tại Việt Nam.......................................... 23
1.2.5. Đánh giá sự tích lũy sinh học của các chất ô nhiễm .......................... 24
1.3. TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................ 26
1.3.1. Các phương pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu ..................................... 26
1.3.2. Phương pháp xử lý mẫu và phân tích PBDEs ................................... 28
1.4. CÁC NGHIÊN CỨU VỀ PHÂN TÍCH HÀM LƯỢNG PBDEs TRONG
SINH VẬT TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC ...................................................... 30
1.4.1. Các nghiên cứu trong nước ................................................................ 30
1.4.2. Trên thế giới....................................................................................... 31
CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .............. 34
2.1. ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI NGHIÊN CỨU .............................................. 34
iii
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu ........................................................................ 34
2.1.2. Phạm vi nghiên cứu ........................................................................... 34
2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU............................................................ 34
2.3. THỰC NGHIỆM ...................................................................................... 35
2.3.1. Hóa chất, dụng cụ và thiết bị ............................................................. 35
2.3.2. Lấy mẫu, vận chuyển và bảo quản mẫu ............................................ 37
2.3.3. Điều kiện định lượng PBDEs trên thiết bị GC/MS ........................... 44
2.3.4. Thẩm định quy trình xử lý mẫu cho phân tích PBDEs ..................... 46
2.3.5. Phân tích mẫu môi trường ................................................................. 50
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .................................................. 56
3.1. KẾT QUẢ KHẢO SÁT ĐỘ TIN CẬY CỦA PHƯƠNG PHÁP XÁC
ĐỊNH PBDEs TRONG MẪU SINH HỌC ..................................................... 56
3.1.1. Kết quả xây dựng đường chuẩn xác định PBDEs ............................. 56
3.1.2. Kết quả xác định giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng của
phương pháp ................................................................................................ 57
3.1.3. Kết quả xác định độ chính xác của phương pháp .............................. 58
3.2. KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN TRONG MẪU
TRẦM TÍCH VÀ MẪU SINH VẬT .............................................................. 59
3.2.1. Kết quả xác định các thông số cơ bản trong mẫu trầm tích .............. 59
3.2.2. Kết quả xác định lipid trong mẫu sinh vật ......................................... 61
3.3. KẾT QUẢ HÀM LƯỢNG PBDEs TRONG TRẦM TÍCH .................... 62
3.4. KẾT QUẢ HÀM LƯỢNG PBDEs TRONG SINH VẬT ....................... 66
3.5. ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ TÍCH LŨY CỦA PBDEs TRONG SINH VẬT 71
3.5.1. Đánh giá mối tương quan giữa hàm lượng PBDEs trong trầm tích và
trong sinh vật ............................................................................................... 71
3.5.2. Xác định mức độ tích lũy sinh học của PBDEs trong sinh vật thông
qua chỉ số BSAF .......................................................................................... 72
iv
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ......................................................................... 76
1. Kết luận..................................................................................................... 76
2. Kiến nghị .................................................................................................. 76
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 78
PHỤ LỤC 1: HÌNH ẢNH QUÁ TRÌNH LẤY MẪU .................................... 84
PHỤ LỤC 2: HÌNH ẢNH QUÁ TRÌNH XỬ LÝ MẪU ................................ 85
PHỤ LỤC 3: MỘT SỐ HÌNH ẢNH SẮC KÝ ĐỒ ........................................ 86
v
Viết tắt
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
Giải thích
AOAC
Hiệp hội các nhà hóa học phân tích chính thức
ALD
Liều độc gây chết tương đương
ASE
Chiết tăng cường dung môi
BA
Sự tích lũy sinh học
BAF
Hệ số tích lũy sinh học
BC
Nồng độ chất trong sinh vật
BCF
Hệ số nồng độ sinh học
CS
Cộng sự
BSAF
Hệ số tích lũy sinh học trầm tích
BSEF
Diễn đàn khoa học Môi trường về Brom
CS
Cộng sự
CTR
Chất thải rắn
DCM
Dung môi Diclomethan
EC
Nồng độ chất trong môi trường nước
GC/MS
Sắc ký khí ghép nối khối phổ
GPC
Sắc ký thẩm thấu gel
KPH
Không phát hiện
LD50
Liều lượng gây chết 50% động vật thí nghiệm
LOD
Giới hạn định phát hiện
LOQ
Giới hạn định lượng
MDL
Giới hạn phát hiện của phương pháp
MQL
Giới hạn định lượng của phương pháp
NS
Dung dịch chuẩn gốc
OBV
Ốc bươu vàng
OCPs
Thuốc sâu họ Clo
vi
Viết tắt
Giải thích
POPs
Chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy
RSD
Độ lệch chuẩn tương đối
SD
Độ lệch chuẩn
SPE
Chiết pha rắn
TB
Trung bình
TCVN
Tiêu chuẩn Việt Nam
TrS
Trai sông
UBND
Ủy ban nhân nhân
US-EPA
Cục bảo vệ môi trường Mỹ
VOCs
Các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi
vii
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1. Lượng nguyên liệu và sản phẩm chính từ hoạt động sản xuất của
làng nghề ........................................................................................................... 6
Bảng 1.2. Thành phần và khối lượng nhựa được thu gom tại các làng nghề ... 7
Bảng 1.3. Tỷ lệ mắc bệnh của người dân tại làng nghề Minh Khai ............... 11
Bảng 1.4. Phân loại PBDEs theo số nguyên tử Brom trong phân tử .............. 12
Bảng 1.5. Công thức, tên gọi và ký hiệu của một số PBDEs.......................... 13
Bảng 1.6. Một số tính chất hóa lý cơ bản của PBDEs .................................... 16
Bảng 1.7. Lượng PBDEs thương mại tiêu thụ trên thị trường năm 2001 ....... 19
Bảng 1.8. Liều lượng gây chết được nghiên cứu trên các loài ....................... 22
Bảng 2.1. Các dung dịch chuẩn làm việc của PBDEs .................................... 36
Bảng 2.2. Các hóa chất dùng trong phân tích ................................................. 36
Bảng 2.3. Dụng cụ và thiết bị cần thiết ........................................................... 37
Bảng 2.4. Tọa độ vị trí lấy mẫu ....................................................................... 39
Bảng 2.5. Bảng tổng hợp số lượng mẫu sinh vật ............................................ 41
Bảng 2.6. Điều kiện tách và phân tích các PBDEs bằng GC/MS ................... 44
Bảng 2.7. Các mảnh ion định lượng của các PBDEs ...................................... 46
Bảng 2.8. Thời gian lưu của các PBDEs ......................................................... 46
Bảng 2.9. Các tiêu chuẩn tham khảo trong nghiên cứu .................................. 47
Bảng 3.1. Đường chuẩn của các PBDEs ......................................................... 56
Bảng 3.2. Kết quả xác định giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng ......... 57
Bảng 3.3. Kết quả độ lặp lại và độ thu hồi của phương pháp ......................... 58
Bảng 3.4. Kết quả hệ số khô kiệt, hàm lượng nước của mẫu trầm tích ......... 59
Bảng 3.5. Kết quả hàm lượng mùn trong trầm tích ........................................ 60
Bảng 3.6. Kết quả hàm lượng lipid trong mẫu động vật nhuyễn thể .............. 61
Bảng 3.7. Kết quả hàm lượng PBDEs trong trầm tích .................................... 62
Bảng 3.8. Kết quả hàm lượng PBDEs trong sinh vật ..................................... 66
Bảng 3.9. Kết quả đánh giá mức độ tích lũy của PBDEs trong sinh vật ........ 73
viii
DANH MỤC HÌNH
Hình 1. 1. Vị trí địa lý thị trấn Như Quỳnh, huyện Văn Lâm, tỉnh Hưng Yên . 4
Hình 1.2. Quy trình tái chế nhựa ....................................................................... 8
Hình 1.3. Cổng vào làng văn hóa thôn Minh Khai ......................................... 10
Hình 2.1. Bản đồ lấy mẫu................................................................................ 38
Hình 2.2. Sơ đồ quy trình phân tích PBDEs trong mẫu sinh vật .................... 51
Hình 2.3. Sơ đồ mô tả cột Silicagel đa lớp theo thứ tự từ trên xuống ............ 52
Hình 2.4. Sơ đồ mô tả cột Silicagel đơn lớp theo thứ tự từ trên xuống .......... 53
Hình 3.1. Tỷ lệ phần trăm đồng loại PBDEs trong trầm tích ......................... 64
Hình 3.2. Hàm lượng PBDEs trong các mẫu trầm tích................................... 65
Hình 3.4. Mối tương quan giữa hàm lượng PBDEs và kích thước của sinh vật... 69
Hình 3.5. Biểu đồ so sánh hàm lượng PBDEs trong sinh vật tại làng nghề
Minh Khai với các nghiên cứu trên thế giới ................................................... 70
Hình 3.6. Mối tương quan giữa hàm lượng PBDEs trong trầm tích và sinh vật 71
Hình 3.7. Mức độ tích lũy sinh học của PBDEs lên các sinh vật ................... 74
ix
MỞ ĐẦU
Hiện nay, sự phát thải của các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy (POPs)
vào môi trường từ các hoạt động sản xuất công nghiệp, canh tác nông nghiệp
đang là một vấn đề cần quan tâm của các nhà khoa học và các nhà quản lý.
Đặc biệt, kiểm soát sự phát thải các hợp chất POPs không chủ định trong môt
trường đang gặp rất nhiều khó khăn. Các hợp chất này rất độc hại, bền vững
trong môi trường, dễ phát tán và có khả năng tích tụ sinh học cao. Hướng tới
mục tiêu quản lý an toàn, giảm phát thải và loại bỏ hoàn toàn các chất POPs
ra khỏi môi trường, năm 2004 một công ước quốc tế là Công ước Stockholm
về các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy chính thức có hiệu lực ở nhiều quốc
gia trong đó có Việt Nam.
Các hợp chất hữu cơ bền vững (Persistent Organic Pollutants) gọi tắt là
POPs, là các hóa chất có tính bền đối với quá trình phân hủy hóa học, sinh học
và quang học. Hợp chất POPs có tính bền vững cao trong môi trường, có khả
năng tích lũy sinh học thông qua chuỗi thức ăn. Rất nhiều nghiên cứu gần đây đã
chứng minh các chất này ảnh hưởng đến hệ thống miễn dịch, thay đổi nội tiết,
gây tai biến sinh sản, hệ thần kinh, dị tật bẩm sinh... đến các sinh vật sống, trong
đó có con người. Ô nhiễm bởi POPs trong môi trường và ảnh hưởng của chúng
đến con người cũng như các loài động vật đã và đang là mối quan tâm không
những của các nhà khoa học mà cả xã hội trên quy mô toàn cầu.
Tại phiên họp ngày 08 tháng 5 năm 2009 ở Geneva, 9 loại nhóm
chất/chất mới đã được hơn 160 Chính phủ các nước thống nhất đưa bổ sung
vào danh sách các hóa chất độc hại theo Công ước Stockholm, nâng tổng số
nhóm chất POPs lên thành 21. Các hợp chất thuộc nhóm Polybrominated
diphenyl ethers (PBDEs) bao gồm nhóm TetraBDEs, PentaBDEs, HexaBDEs
và HeptaBDEs với số nguyên tử brom từ 4 đến 7 vào danh sách các chất
POPs mới bị cấm sử dụng.
Polybrominated diphenyl ethers (PBDEs) là nhóm chất dùng để làm
chậm tốc độ cháy được sử dụng làm phụ gia cho vật liệu sản xuất đồ gia dụng,
1
tấm lót thảm và các đồ điện tử. Tuy nhiên PBDEs lại có ảnh hưởng xấu đến
các chức năng nội tiết trong cơ thể con người và các con vật nuôi trong nhà,
liên quan tới một loạt các vấn đề về sức khỏe như suy giảm trí nhớ, khả năng
nhận thức và sức miễn dịch, đồng thời gây dị tật hệ sinh sản, bệnh ung thư.
Việt Nam là một trong những quốc gia đầu tiên tham gia Công ước
Stockholm và đang nỗ lực thực hiện các kế hoạch quốc gia để bảo vệ môi
trường cũng như sức khỏe con người trước sự đe dọa nghiêm trọng của các
hợp chất POPs nói chung và các hợp PBDEs nói riêng. Hiện nay, việc giải bài
toán kiểm soát, giảm thiểu, loại bỏ PBDEs ở nước ta vẫn còn rất nhiều khó
khăn như công cụ pháp lí chưa hoàn chỉnh, sự thiếu thốn cơ sở dữ liệu thực tế,
các hoạt động tiêu hủy, ý thức của người dân về mức độ nguy hiểm của các
PBDEs chưa được thức tỉnh,... và nhất là hiện trạng các hoạt động tái chế diễn
ra chưa có sự kiểm soát, năng lực phân tích các PBDEs tại các phòng thử
nghiệm còn hạn chế.
Làng Minh Khai, tên thường gọi là làng Khoai thuộc Thị trấn Như
Quỳnh, huyện Văn Lâm, tỉnh Hưng Yên có khoảng 1000 hộ, trong đó có hơn
70% số hộ có xưởng tái chế nhựa do vậy, số lượng nguyên liệu đầu vào được
thu gom và tập kết mỗi ngày rất lớn. Các loại phế liệu ở đây chủ yếu là nilon,
nhựa được thu mua từ khắp các tỉnh trong nước và nhập khẩu phế liệu từ nước
ngoài. Ở tại các xưởng tái chế, nước thải, khí thải đều được xả thẳng ra môi
trường mà không hề có bất kì biện pháp nào được xử lý. Những năm gần đây,
huyện Văn Lâm đã có chính sách di dời các xưởng tái chế ra khu công nghiệp
để giảm thiểu ô nhiễm nhưng chỉ một số lượng rất nhỏ các cơ sở sản xuất di
dời đến khu tập trung. Do vậy, tình trạng ô nhiễm môi trường từ các nguyên
nhân liên quan đến các hoạt động sản xuất sản xuất tái chế nhựa tại làng nghề
Minh Khai, thị trấn Như Quỳnh, huyện Văn Lâm, tỉnh Hưng Yên vẫn chưa có
xu hướng giảm. Trong các nguyên liệu nhựa phế thải, sự có mặt của PBDEs
là khá phổ biến.
2
Sự tích lũy các chất ô nhiễm trong môi trường sẽ tác động trực tiếp đến
hệ sinh vật, lan truyền sang con người thông qua chuỗi thức ăn gây hệ lụy
nghiêm trọng sự cân bằng hệ sinh thái và sức khỏe con người. Các PBDEs đã
được chứng minh là có ảnh hưởng xấu đến chức năng nội tiết trong cơ thể con
người và các vật nuôi trong nhà, liên quan đến một loạt các vấn đề về sức
khỏe như suy giảm trí nhớ, khả năng nhận thức và miễn dịch, đồng thời gây dị
tật hệ sinh sản, gây ung thư. Với đặc tính hóa lý và sự tích lũy lâu dài của các
hợp chất PBDEs trong môi trường sẽ tiềm ẩn mối nguy hiểm và ảnh hưởng
nghiêm trong đến sức khỏe người dân.
Trên cơ sở đó, học viên lựa chọn đề tài “Nghiên cứu mức độ tích lũy
sinh học của các hợp chất PBDEs trong một số loài động vật nhuyễn thể tại
làng nghề tái chế nhựa Minh Khai, thị trấn Như Quỳnh, huyện Văn Lâm,
tỉnh Hưng Yên” làm đề tài nghiên cứu cho luận văn tốt nghiệp.
Mục tiêu nghiên cứu của đề tài:
- Xác định hàm lượng PBDEs trong một số loài động vật nhuyễn thể và
trầm tích tại hồ, ao, kênh mương tại làng nghề tái chế nhựa Minh Khai, thị
trấn Như Quỳnh, huyện Văn Lâm, tỉnh Hưng Yên.
- Đánh giá mức độ tích lũy sinh học của PBDEs trong một số loài động
vật nhuyễn thể tại khu vực nghiên cứu.
Với mục tiêu trên, nội dung nghiên cứu chính của luận văn bao gồm:
- Xây dựng quy trình phân tích và xác nhận giá trị sử dụng của phương
pháp xác định PBDEs trong mẫu sinh học.
- Khảo sát thực tế, thu thập số liệu đánh giá nguồn thải phát sinh PBDEs
tại làng nghề Minh Khai, huyện Văn Lâm, tỉnh Hưng Yên.
- Lấy mẫu và xác định hàm lượng các hợp chất PBDEs trong mẫu trầm
tích, một số loài động vật nhuyễn thể tại khu vực nghiên cứu.
- Tính toán hệ số tích lũy sinh học trầm tích và đánh giá mức độ tích lũy
của PBDEs trong các mẫu sinh vật đã thu thập.
3
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. TỔNG QUAN VỀ LÀNG NGHỀ TÁI CHẾ NHỰA THÔN MINH
KHAI, THỊ TRẤN NHƯ QUỲNH, HUYỆN VĂN LÂM, TỈNH HƯNG YÊN
1.1.1. Điều kiện tự nhiên và kinh tế xã hội khu vực nghiên cứu [1]
a) Điều kiện tự nhiên
Vị trí địa lý
Thôn Minh Khai, thị trấn Như Quỳnh, huyện Văn Lâm, tỉnh Hưng Yên
cách Hà Nội 20km về phía Bắc, cách quốc lộ 1A khoảng 1km.
Vị trí địa lý của thôn nằm ở phía Tây Nam của thị trấn Như Quỳnh, có
ranh giới cụ thể là:
- Phía Bắc giáp xã Dương Quang, huyện Gia Lâm, Hà Nội.
- Phía Tây giáp kênh dài, xã Dương Quang và Dương Xá, huyện Gia
Lâm.
- Phía Nam giáp xã Ngọc Quỳnh, Thị trấn Như Quỳnh.
- Phía Đông giáp đồng ruộng.
Hình 1. 1. Vị trí địa lý thị trấn Như Quỳnh, huyện Văn Lâm, tỉnh Hưng Yên
Nguồn: Hội đồng nhân dân tỉnh Hưng Yên (2016) [1]
4
Vị trí địa lý của thôn Minh Khai thuộc thị trấn Như Quỳnh được mô tả
trong hình 1.1, thôn có vị trí rất thuận lợi cho giao thông góp phần thúc đẩy
các hoạt động kinh tế - xã hội và giao lưu văn hóa của thôn với các địa
phương khác khu vực. Đặc biệt với vị trí gần thủ đô Hà Nội nên rất thuận lợi
cho địa phương phát triển kinh tế theo hướng thương mại và dịch vụ.
Khí hậu
Làng Minh Khai mang khí hậu nhiệt đới gió mùa rất đặc trưng của vùng
đồng bằng Bắc Bộ với bốn mùa rõ rệt. Số giờ nắng trung bình hàng năm
khoảng 1.450 giờ, độ bốc hơi bình quân 886 mm. Độ ẩm không khí khá cao
với độ ẩm tương đối dao động từ 80 đến 90%.
b) Điều kiện kinh tế xã hội
Trong thời gian gần đây, cơ cấu kinh tế huyện Như Quỳnh chuyển dịch
nhanh và mạnh theo hướng tăng tỷ trọng công nghiệp, xây dựng, thương mại,
dịch vụ, giảm tỷ trọng nông nghiệp. Theo giá trị sản xuất cơ cấu kinh tế của
thị trấn: công nghiệp, xây dựng chiếm 65%; thương mại, dịch vụ chiếm 30%;
nông lâm, thủy sản chiếm 5%.
Điều kiện xã hội:
Theo số liệu thống kê của UBND thị trấn Như Quỳnh, thôn Minh Khai
có 1000 hộ dân 4000 nhân khẩu (2014). Thôn Minh Khai có số dân thuộc loại
khá đông của thị trấn Như Quỳnh.
Về đội ngũ lao động: thôn Minh Khai có lực lượng lao động khá dồi dào,
bao gồm cả lao động trong thôn và lao động ngoài thôn. Tính đến năm 2014,
số người trong độ tuổi lao động chiếm 67% dân số của cả thôn.
1.1.2. Thực trạng sản xuất của làng nghề tái chế nhựa Minh Khai
a) Quy mô làng nghề
Hiện nay, tại làng nghề có khoảng 1000 hộ dân tham gia hoạt động tái
chế nhựa trong đó có khoảng 350 hộ sản xuất hạt nhựa, 300 hộ sản xuất túi
5
nilon, 250 hộ sản xuất nhựa PVC. Các hộ dân còn lại trong thôn tham gia hoạt
động kinh doanh, dịch vụ và các lĩnh vực khác.
Các loại sản phẩm tại làng nghề rất đa dạng bao gồm: Móc áo, ống nhựa
PVC, túi nilon, chai nhựa, đồ chơi trẻ em,…. Các loại hạt nhựa chủ yếu đem
xuất khẩu sang Trung Quốc hoặc làm nguyên liệu cho công ty sản xuất đồ
nhựa trong nước như Song Long, Việt Nhật,… Lượng nguyên liệu và sản
phẩm chính từ hoạt động sản xuất của làng nghề được mô tả trong bảng 1.1.
Bảng 1.1. Lượng nguyên liệu và sản phẩm chính từ hoạt động sản xuất
của làng nghề
Ngành nghề
Nguyên
Lượng nguyên
Sản
Lượng sản phẩm
liệu chính
liệu (tấn/ ngày)
phẩm
(tấn/ ngày)
Sản xuất hạt
Phế liệu
nhựa
các loại
Sản xuất túi
Hạt nhựa
bóng
HDPE
Sản xuất ống
Hạt nhựa
PVC
PVC
Hạt nhựa
280
các loại
270
Túi bóng
Ống nhựa
250
PVC
279,5
269,5
249,5
Nguôn: Cao Thị Tươi (2015) [2]
b) Công nghệ sản xuất tại làng nghề
Nguyên liệu sử dụng cho công nghệ tái chế nhựa chủ yếu là từ các loại
nhựa phế liệu. Các loại nguyên liệu này có nguồn gốc khác nhau như:
- Chất thải công nghiệp: Ti vi, radio, bao bì công nghiệp, vỏ máy thiết bị
bằng nhựa,…
- Chất thải nông nghiệp: Vỏ đựng hóa chất nông nghiệp, bao bì vật tư
nông nghiệp,…
- Chất thải dịch vụ: Chai dung dịch truyền, các loại túi nilon, can,…
6
- Chất thải sinh hoạt: Các hộp đựng mỹ phẩm, chai đựng thực phẩm,
nước uống,…
Nhìn chung các loại chất thải này khi thu gom thường được phân theo
thành phần các loại nhựa: nhựa HDPE, PP, PVC, PET,…
Thành phần và khối lượng nhựa thu được tại làng nghề Minh Khai và
một số làng nghề được thể hiện trong bảng 1.2.
Bảng 1.2. Thành phần và khối lượng nhựa được thu gom tại các làng nghề
Đơn vị: Tấn/năm
STT
Các loại nhựa
Trung Văn
Đại Thắng
1
LDPE
1800
650
365
12
2
HDPE
2520
1200
427
100
3
PP
864
700
1246
30
4
PS, PVC, PET
1296
600
304
320
5
Tạp chất
720
350
260
11
7200
3500
2600
473
Tổng
Minh Khai Triều Khúc
Nguồn: Đặng Kim Chi và CS (2005) [3]
Qua thống kê có thể thấy rằng làng nghề Minh Khai là một trong những
làng nghề có quy mô sản xuất tương đối lớn và sử dụng lượng lớn các loại
nhựa tái chế.
Sau khi loại bỏ các tạp chất không phải là nhựa thì nguyên liệu được rửa
qua guồng rửa có chứa nước tẩy hoặc Javel để loại bỏ chất bẩn. Nước trong
guồng rửa thường được sử dụng lâu dài, cộng thêm lượng chất thải rất lớn nên
nước cực kỳ bẩn. Tuy nhiên nước thải này lại hoàn toàn không được xử lý mà
lại xả trực tiếp ra ngoài môi trường, đây là một trong những nguyên nhân
chính gây ô nhiễm nguồn nước.
7
Đồng thời trong quá trình tái chế nhựa, sau khi nguyên liệu được làm
sạch được chuyển sang máy nghiền và được đun nóng chảy để chuyển hóa
nguyên liệu từ dạng rắn sang dạng sệt. Sau đó nguyên liệu lại cho qua lưới
kích thước nhỏ để một lần nữa loại bỏ các tạp chất. Khi đó thì nguyên liệu
chuyển sang dạng sợi và được làm lạnh bằng cách cho đi qua bể chứa nước để
chuyển sang máy cắt thành dạng hạt. Các hạt nhỏ này được các nhà máy thu
mua để làm nguyên liệu chế tạo túi nilon hay các đồ nhựa. Quy trình tái chế
nhựa được mô tả theo sơ đồ hình 1.2 dưới đây:
Phế liệu
Phân loại
Nước rửa,
Điện năng
Điện
Máy xay nghiền
Sàng
Bụi, CTR
Nước thải, tiếng ồn
Nước thải, CTR
Chọn lọc
Điện
Máy tạo hạt
Nước làm mát
Máy kéo sợi
Điện
Nước thải
Máy cắt
Sản phẩm
Hình 1.2. Quy trình tái chế nhựa
Nguồn: Cao Thị Tươi (2015)[2]
Tại làng nghề, các dây chuyền công nghệ sản xuất chủ yếu ở quy mô hộ
gia đình với các máy móc đã được đầu tư từ rất lâu và rất ít được đầu tư nâng
8
cấp, cải tiến công nghệ để giảm lượng phát thải ra môi trường. Đây cũng là
một nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường làng nghề.
1.1.3. Hiện trạng môi trường tại khu vực nghiên cứu
Được mệnh danh là làng “triệu phú từ rác”, làng Minh Khai đang đứng
trước cảnh “ăn chung với rác”, “ngủ chung với rác” và những hệ lụy nghiêm
trọng tới môi trường và sức khỏe cộng đồng.
Theo báo cáo về công tác bảo vệ môi trường trên địa bàn tỉnh Hưng Yên
năm 2011 thì 100% khu công nghiệp đi vào hoạt động có hệ thống xử lý nước
thải tập trung. Tuy nhiên 01 khu công nghiệp tại làng nghề tái chế nhựa Minh
Khai với diện tích khoảng 10ha đang xây dựng hệ thống xử lý nước thải tập
trung công suất 500m3/ ngày đêm [4].
Làng nghề tái chế nhựa Minh Khai là một trong 06 cơ sở gây ô nhiễm
môi trường nghiêm trọng cần xử lý triệt để trên địa bàn tỉnh Hưng Yên [ 5].
Hiện nay, theo báo cáo công tác môi trường của tỉnh Hưng Yên, môi trường
làng nghề về cơ bản đã được xử lý và khắc phục ảnh hưởng của hoạt động
làng nghề đến môi trường. Tuy nhiên, thực tế khảo sát cho thấy nước mặt tại
khu vực vẫn chịu ảnh hưởng lớn bởi hoạt động sản xuất tại làng nghề.
Thực hiện chương trình bảo vệ môi trường tỉnh Hưng Yên đến năm 2015
và định hướng đến năm 2020, Sở Tài nguyên và Môi trường Hưng Yên có
định hướng thực hoàn thiện án đầu tư khu xử lý nước thải cụm công nghiệp
Minh khai trong giai đoạn 2011-2020 [4].
Theo khảo sát thực tế của chúng tôi, hằng ngày làng nghề Minh Khai
nhập về hàng trăm tấn nhựa phế liệu từ khắp nơi để tái chế tạo ra những sản
phẩm gia dụng hoặc các sản phẩm cấp cao hơn cung cấp cho nhà máy.
Nguyên liệu được thu mua và đem về làng nghề, rác thải được chất trong mọi
khoảng trống. Người dân quanh khu vực này đều ví von làng nghề tái chế
nhựa Minh Khai này là “thành phố rác”. Ngay từ cổng vào đầu làng, rác thải
9
được chứa trong các bao tải, xếp thành các khối cao ngất, chiếm hầu hết diện
tích đường gây cản trở cho giao thông và nguy hiểm cho người đi lại.
Đồng thời, đường đi trong làng cũng bị chiếm dụng hoàn toàn cho các
khu tập kết rác. Trên tất cả các tuyến đường đều có rác ở hai bên đường, chỉ
để trống một khoảng vừa đủ cho một xe ô tô đi qua. Thậm chí có nhiều chỗ
rác không được tập trung tại một vị trí, mà còn vứt rải rác khắp nơi gây ảnh
hưởng đến giao thông và mỹ quan của khu dân cư.
Hình 1.3. Cổng vào làng văn hóa thôn Minh Khai
Nguồn: Ảnh chụp thực tế của nghiên cứu (05/2017)
Từ quy trình công nghệ của quá trình sản xuất tại làng nghề có thể thấy
rằng lượng nước thải và chất thải rắn phát sinh trong quá trình sản xuất là rất
lớn. Nước thải từ quá trình rửa nguyên liệu, nghiền, sàng, kéo sợi đều có thể
chứa các chất hữu cơ ô nhiễm có trong thành phần của phế liệu, kim loại và
các chất độc hại khác. Tuy đã có chủ trương xây dựng khu vực xử lý nước
thải tập trung, nhưng tại đây, nước thải từ rất nhiều hộ gia đình vẫn chưa được
thu gom tập trung mà chỉ xử lý sơ bộ tại gia đình và thải vào môi trường. Kết
quả khảo sát cảm quan cho thấy, nước mặt tại các ao hồ trong làng nghề đều
có màu đen, mùi hôi thối khó chịu và chất rắn trong nước rất cao. Trong môi
trường nước, rất ít các loài sinh vật còn tồn tại. Theo kết quả điều tra thì gần
10
100% giếng khơi đào đã phải lấp lại do không thể sử dụng vì nước đen kịt,
mùi hôi thối nồng nặc. Hệ thống ao hồ kênh mương cũng rất “khủng khiếp”,
rác thải ra lấp kín hồ, cộng thêm những dòng nước đen đặc đổ từ nơi sản xuất
xuống, khiến nơi đây như là nơi không có sự sống.
Hiện nay, người dân ở khu vực chủ yếu sử dụng nguồn nước ngầm cho
sinh hoạt và sản xuất, trong khi đó chưa có các nghiên cứu đánh giá về chất
lượng nước ngầm tại đây. Theo như chia sẻ của người dân khu vực này thì
nước giếng được bơm lên chỉ đi qua một hệ thống lọc thô, bể lọc chỉ chứa cát
sau đó được dùng trực tiếp cho việc tắm rửa. Còn với nước ăn uống thì được
lọc qua hệ thống lọc nước gia đình, đây là một mối nguy hiểm tiềm ẩn, ảnh
hưởng đến sức khỏe của người dân.
Chất lượng môi trường như hiện trạng có thể ảnh hưởng trực tiếp đến
sức khỏe của người dân trong làng. Nhóm dân cư chịu tác động mạnh mẽ bởi
yếu tố môi trường đó là người già, trẻ nhỏ, người đang mắc bệnh. Theo số
liệu của các nghiên cứu, người mắc bệnh đường hô hấp có tỷ lệ cao nhất, và
đây là bệnh chịu ảnh hưởng chủ yếu do các yếu tố môi trường. Bảng 1.3 là số
liệu nghiên cứu về tỷ lệ mắc các loại bệnh điển hình của người dân tại làng
nghề Minh Khai.
Bảng 1.3. Tỷ lệ mắc bệnh của người dân tại làng nghề Minh Khai
Bệnh
TT
Tỷ lệ (%)
1
Hô hấp
60
2
Tai, mắt, họng
15
3
Phụ khoa
20
4
Ung thư
0,5
5
Da liễu
3
6
Bệnh khác
1,5
Nguồn:Cao Thị Tươi (2015) [2]
11
1.2. TỔNG QUAN VỀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
1.2.1. Tính chất hóa lý của hợp chất Polybrominated diphenyl ethers
(PBDEs)
a)Cấu trúc, phân loại và tên gọi
Polybrominated diphenyl ethers (PBDEs) là nhóm hợp chất hữu cơ
thơm, được tạo thành do sự thay thế các nguyên tử Hydro trên vòng diphenyl
ethers bằng các nguyên tử brom. Công thức tổng quát của các PBDEs là
C12H(10a)BraO (a=m+n, 1≤ a ≤10), có cấu tạo như sau [6]:
Có ba đồng loại PBDE thương mại là pentabromodiphenyl ether
(pentaBDE), octabromodiphenyl ether (octaBDE) và decabromodiphenyl
ether (decaBDE), trong đó, decaBDE là PBDE sử dụng rộng rãi nhất trên
toàn cầu [7,8].
PBDEs được phân loại theo số lượng trung bình của các nguyên tử brom
trong phân tử, thường được chia thành 10 nhóm tương ứng với số nguyên tử
brom có mặt trong phân tử (từ 1 đến 10). Số chất (hay còn gọi là đồng loại)
PBDEs tương ứng với mỗi nhóm được tóm tắt qua bảng 1.4:
Bảng 1.4. Phân loại PBDEs theo số nguyên tử Brom trong phân tử
Số nguyên
tử brom
Công thức phân
Tên nhóm
tử
Số chất
1
MonoBDEs
C12H9BrO
3
2
DiBDEs
C12H8Br2O
12
3
TriBDEs
C12H7Br3O
24
12
Số nguyên
tử brom
Công thức phân
Tên nhóm
tử
Số chất
4
TetraBDEs
C12H6Br4O
42
5
PentaBDEs
C12H5Br5O
46
6
HexaBDEs
C12H4Br6O
42
7
HeptaBDEs
C12H3Br7O
24
8
OctaBDEs
C12H2Br8O
12
9
NonaBDEs
C12HBr9O
3
10
DecaBDE
C12Br10O
1
Ngoài ra PBDEs còn được phân thành 2 nhóm [7]:
+ PBDEs brom thấp: gồm 1-5 nguyên tử brom.
+ PBDEs brom cao: gồm 5 nguyên tử brom trở lên.
Năm 1980, Ballschmiter và Zell [9] đã đề xuất hệ thống ký hiệu cho
Polyclo biphenyl (PCBs) theo thứ tự PCB-1 đến PCB-209; cách đặt tên kí
hiệu cho PBDEs hoàn toàn tương tự như PCBs. Bảng 1.5 đưa ra công thức,
tên gọi và kí hiệu của một số PBDEs:
Bảng 1.5. Công thức, tên gọi và ký hiệu của một số PBDEs
STT
Kí hiệu/
CTPT
Công thức cấu tạo
Tên gọi
2, 4,4'Tribromodiphenyl
ether
BDE-28
1
C12H7OBr3
13
