Đánh giá nguy cơ ô nhiễm hợp chất hữu cơ ở sông Tô Lịch và đề xuất các biện pháp giảm thiểu

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

Ngô Thị Bích

ĐÁNH GIÁ NGUY CƠ Ô NHIỄM HỢP CHẤT HỮU CƠ Ở
SÔNG TÔ LỊCH VÀ ĐỀ XUẤT CÁC BIỆN PHÁP
GIẢM THIỂU

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội – Năm 2014


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

Ngô Thị Bích

ĐÁNH GIÁ NGUY CƠ Ô NHIỄM HỢP CHẤT HỮU CƠ Ở
SÔNG TÔ LỊCH VÀ ĐỀ XUẤT CÁC BIỆN PHÁP
GIẢM THIỂU

Chuyên ngành:

Khoa học môi trường

Mã số:

60440301

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. NGUYỄN THỊ HÀ
TS. NGUYỄN QUANG TRUNG

Hà Nội – Năm 2014


LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành luận văn này, Em xin chân thành cảm ơn PGS.TS. Nguyễn
Thị Hà cùng các thầy cô giáo trong khoa Môi trường đã tận tình hướng dẫn, giảng
dạy trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu ở Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
– Đại học Quốc gia Hà Nội.
Em xin chân thành cảm ơn TS. Nguyễn Quang Trung – Phòng Phân tích Độc
chất Môi trường – Viện Công nghệ Môi trường cùng các anh chị trong phòng đã tạo
điều kiện, giúp đỡ và hướng dẫn em thực hiện đề tài này.
Mặc dù em đã có nhiều cố gắng để thực hiện đề tài một cách hoàn thiện nhất.
Nhưng do hạn chế về kiến thức và kinh nghiệm nên không thể tránh khỏi những
thiếu sót. Em rất mong được sự góp ý của các thầy, cô giáo để đề tài được hoàn
thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!

Học viên
Ngô Thị Bích


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1

TỔNG QUAN ............................................................................................................ 3
1.1 Mức độ ô nhiễm các hợp chất hữu cơ trong nước ở các sông trên Thế giới và
Việt Nam.................................................................................................................. 3
1.1.1 Mức độ ô nhiễm các hợp chất hữu cơ trong nước ở các sông trên Thế giới .. 3
1.1.2 Mức độ ô nhiễm các hợp chất hữu cơ trong nước trong các sông ở Việt
Nam .................................................................................................................... 11
1.2 Ảnh hưởng của các chất ô nhiễm hữu cơ đến sức khỏe con người và các loài
thủy sinh ................................................................................................................ 12
1.2.1 Ảnh hưởng của các chất ô nhiễm hữu cơ đến sức khỏe con người .............. 12
1.2.2 Ảnh hưởng của các chất ô nhiễm hữu cơ đến các loài thủy sinh ................. 15
1.3 Các biện pháp quản lý, giảm thiểu các chất ô nhiễm hữu cơ ở một số nước
trên thế giới và Việt Nam ....................................................................................... 16
1.3.1 Các biện pháp quản lý, giảm thiểu các chất ô nhiễm hữu cơ ở Mỹ.............. 16
1.3.2 Các biện pháp quản lý, giảm thiểu các chất ô nhiễm hữu cơ ở Châu Âu ..... 19
1.3.3 Biện pháp quản lý, giảm thiểu các chất ô nhiễm hữu cơ ở Việt Nam ........... 20
1.4 Các tiêu chuẩn quy định đối với các chất ô nhiễm ưu tiên ở một số nước trên
thế giới và ở Việt Nam ........................................................................................... 23
1.4.1 Tiêu chuẩn chất lượng nước mặt của Mỹ .................................................... 23
1.4.2 Tiêu chuẩn chất lượng nước mặt của Châu Âu ........................................... 23
1.4.3 Tiêu chuẩn chất lượng môi trường nước của Nhật ...................................... 20
1.4.4 Tiêu chuẩn chất lượng nước mặt của Thái Lan ........................................... 19
1.4.5 Quy chuẩn nước mặt QCVN 08:2008 của Việt Nam ................................... 20


CHƯƠNG 2 ............................................................................................................. 25
ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................................. 25
2.1 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu ........................................................................ 25
2.2 Phương pháp nghiên cứu .................................................................................. 25
2.2.1 Phương pháp tổng quan tài liệu ................................................................. 25
2.2.2 Phương pháp điều tra khảo sát thực địa, lấy mẫu và bảo quản mẫu ........... 25

2.2.3 Phương pháp thực nghiệm trong phân tích trên thiết bị GC-MS kết hợp sử
dụng phần mềm AIQS-DB ................................................................................... 27
2.2.4 Phương pháp đánh giá rủi ro .................................................................... 33
2.2.5 Phương pháp tính toán sơ bộ quá trình tự làm sạch .................................. 33
CHƯƠNG 3 ............................................................................................................. 35
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ....................................................... 35
3.1 Đánh giá nguy cơ ô nhiễm hợp chất hữu cơ qua khảo sát nguồn thải và mức
độ ô nhiễm trong nước sông Tô Lịch ...................................................................... 35
3.1.1 Đánh giá nguy cơ ô nhiễm hợp chất hữu cơ trong nước sông Tô Lịch qua
khảo sát nguồn thải ............................................................................................. 35
3.1.2 Đánh giá mức độ ô nhiễm hợp chất hữu cơ trong nước sông Tô Lịch ......... 38
3.2 Đánh giá khả năng tự làm sạch của sông .......................................................... 51
3.3 Đề xuất một số biện pháp giảm thiểu ô nhiễm ............................................... 55
3.3.1 Các biện pháp quản lý ................................................................................ 55
3.3.2 Các biện pháp xử lý .................................................................................... 56
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................. 59
TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................... 60


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1. PAHs trong nước một số sông ở Trung Quốc.............................................. 4
Bảng 1.2. PPCPs trong nước một số sông trên thế giới ............................................... 7
Bảng 1.3. Nồng độ (ng/l) các phthalate trong nước ở một số sông trên thế giới ......... 10
Bảng 1.4. Ảnh hưởng có hại của Bis(2-ethylhexy)phthalate ....................................... 14
Bảng 1.5. Các ảnh hưởng có hại của PPCPs ............................................................. 15
Bảng 1.6. Ảnh hưởng của Bis(2-ethylhexyl)phthalate đến các loài thủy sinh ............. 16
Bảng 2.1. Độ thu hồi của các chất trong các mẫu nước sông Tô Lịch ........................ 29
Bảng 3.1. Lưu lượng các cống thải đổ vào sông Tô Lịch ........................................... 36
Bảng 3.2. Kết quả phân tích nước thải tại các cống thải ............................................ 37
Bảng 3.3. So sánh nồng độ một số chất hữu cơ trong nước sông Tô Lịch (mùa mưa)

với tiêu chuẩn ............................................................................................................ 43
Bảng 3.4. So sánh nồng độ một số chất hữu cơ trong nước sông Tô Lịch (mùa khô)
với tiêu chuẩn ............................................................................................................ 44
Bảng 3.5. Thương số nguy hại của các chất ô nhiễm hữu cơ (mùa mưa).................... 51
Bảng 3.6. Thương số nguy hại của các chất ô nhiễm hữu cơ (mùa khô) .................... 51
Bảng 3.7. Các thông số tính toán cho công thức Thomas (1950) .............................. 52
Bảng 3.8. Khả năng tự làm sạch của đoạn sông nghiên cứu ...................................... 54


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Tổng nồng độ PAHs trong nước sông Menderes, Thổ Nhĩ Kỳ........................ 6
Hình 2.1. Sơ đồ vị trí lấy mẫu nước sông Tô Lịch ....................................................... 26
Hình 3.1. Tổng nồng độ các nhóm chất hữu cơ trong nước sông Tô Lịch mùa mưa .... 39
Hình 3.2. Tổng nồng độ các nhóm chất hữu cơ trong nước sông Tô Lịch mùa khô ..... 39
Hình 3.3. Sự phân bố DEHP trong nước sông Tô Lịch ............................................... 45
Hình 3.4. Sự phân bố isophorone trong nước sông Tô Lịch ........................................ 46
Hình 3.5. Sự phân bố 4-nonylphenol trong nước sông Tô Lịch ................................... 47
Hình 3.6. Sự phân bố diethyl phthalate trong nước sông Tô Lịch................................ 47
Hình 3.7. Sự phân bố dimethyl phthalate trong nước sông Tô Lịch ............................. 48
Hình 3.8. Sự phân bố fenobucarb trong nước sông Tô Lịch ........................................ 49
Hình 3.9. Sự phân bố benzo(k)fluoranthene trong nước sông Tô Lịch......................... 49


DANH MỤC VIẾT TẮT
Tiếng Anh
AHc

Aliphatic hydrocarbons

AIQS-DB

Automated identification and

Tiếng Việt

quantification database system
BBP

Butylbenzyl phthalate

DBP

Di-n-butyl phthalate

DDT

Dichlorodiphenyltrichloroethane

DEHP

Bis(2-ethylhexyl)phthalate

DEP

Diethyl phthalate

DMP

Dimethyl phthalate

DOP

Di–n-octyl phthalate

GC-MS

Gas chromatography - mass

Sắc ký khí-khối phổ

spectroscopy
HCH

Hexachlorocyclohaxane

LOEC

Lowest observed effect

Nồng độ thấp nhất gây ra

concentration

hiệu ứng có thể quan sát
được

NOEC

No observed effect concentration

Nồng độ không quan sát


thấy hiệu ứng
NTSH

Nước thải sinh hoạt

OCPs

Organochlorinate pesticides

Thuốc trừ sâu cơ clo

PAHs

Polycyclic aromatic

Các hydrocarbon đa vòng

hydrocarbons

thơm

PCBs

Polychlorinated biphenyl

PCDDs

Polychlorinated Dibenzo-pdioxins

PCDFs

Polychlorinated Dibenzofurans

POPs

Persistent organic pollutants

Các chất ô nhiễm hữu cơ
bền vững

ppb
PPCPs

Một phần tỉ
Pharmaceuticals and Personal

Dược phẩm và các sản

Care Products

phẩm chăm sóc sức khỏe

ppm

Một phần triệu

QCCP

Quy chuẩn cho phép

Re

Recovery

Độ thu hồi

RSD

Relative standard deviation

Độ lệch chuẩn tương đối

US EPA

United States Environmental

Cơ Quan Bảo vệ Môi

Protection Agency

trường Mỹ


USEPA IRIS

USEPA Integrated Risk

Hệ thống thông tin tích hợp

Information System

rủi ro của cơ quan bảo vệ
môi trường Mỹ

VOCs

Volatile Organic Compounds

Các hợp chất hữu cơ dễ bay
hơi


MỞ ĐẦU
1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU
Sự bùng nổ dân số cùng với tốc độ đô thị hóa, công nghiệp hóa đang tạo ra
sức ép lớn tới môi trường. Vấn đề ô nhiễm môi trường ở nước ta đã và đang tạo ra
sức ép lớn cho xã hội đặc biệt ở các thành phố lớn. Ở Hà Nội, trung bình mỗi ngày
đêm xả ra 450.000 m3 nước thải sinh hoạt chưa qua xử lý và 400 cơ sở sản xuất đổ
vào hệ thống thoát nước thành phố khoảng 260.000 m3/ngày đêm, trong đó chỉ có
khoảng 40 cơ sở đầu tư trạm xử lý nước thải, số còn lại mới xử lý sơ bộ hoặc xả
thẳng ra sông, hồ gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng [7].
Sông Tô Lịch là một trong bốn sông thoát nước thải của Thành phố Hà Nội.
Hàng ngày, sông phải tiếp nhận một lượng nước thải lớn chưa qua xử lý làm ô
nhiễm nước sông, ảnh hưởng đến môi trường nước, không khí khu vực ven sông và
sức khỏe người dân [3]. Ngoài ra, sông Tô Lịch bị ô nhiễm sẽ làm ảnh hưởng đến
chất lượng nước sông Nhuệ. Đã có nhiều công trình nghiên cứu nhằm đánh giá mức
độ ô nhiễm, tuy nhiên, các nghiên cứu này thường chỉ tập trung vào các thành phần

môi trường, các thông số môi trường cơ bản như: NH4+, NO3-, NO2-, BOD, COD,
các kim loại nặng…[1,2,4,5]. Việc đánh giá các thành phần hợp chất hữu cơ cụ thể
còn ít được thực hiện do khó khăn trong phân tích và chi phí cao.
Hiện nay, trên thế giới có khoảng hơn 70.000 loại hợp chất hóa học đang
được sử dụng, tuy nhiên về số lượng và chủng loại của các hợp chất hóa học được
sản xuất ra có tốc độ gia tăng nhanh chóng. Các ảnh hưởng trái ngược nhau về cả
mặt có lợi và có hại của các chất hóa học đã được đề cập đến trong nhiều báo cáo
của các nhà khoa học. Để có thể đưa ra những biện pháp đối phó phù hợp với những
tác động của hóa chất, trước hết cần phải xác định được mức độ ô nhiễm hóa chất
trong môi trường, thực phẩm…Các hóa chất hữu cơ độc hại đã và đang được quan
trắc và đo đạc tại nhiều nước trên thế giới. Các phương pháp phân tích thường được
sử dụng nhiều là phương pháp sắc ký khí và sắc ký lỏng sử dụng đầu dò khối phổ,
các phương pháp này thường có độ nhạy, độ chọn lọc cao. Mặc dù vậy, các phương

1


pháp phân tích thông thường sẽ không thể phân tích được đồng thời tất cả các hợp
chất, chính vì vậy khiến cho giá thành, chi phí xác định các hợp chất rất cao và đòi
hỏi nhiều thời gian.
Phương pháp phân tích hợp chất hữu cơ sử dụng phần mềm AIQS-DB trên
thiết bị GC-MS có thể phân tích được đồng thời hơn 900 hợp chất ô nhiễm trong
môi trường. Phương pháp này có ưu điểm vượt trội so với các phương pháp khác là
chi phí thấp (không cần sử dụng chất chuẩn mà chỉ sử dụng qua chất nội chuẩn), là
công cụ hữu ích trong đánh giá ô nhiễm.
Vì thế, với những lợi thế của phương pháp phân tích hợp chất hữu cơ trên
thiết bị GC-MS sử dụng phần mềm AIQS-DB, việc “Đánh giá nguy cơ ô nhiễm
hợp chất hữu cơ ở sông Tô Lịch và đề xuất các biện pháp giảm thiểu” là rất cần
thiết để kiểm soát và bảo vệ nguồn nước mặt đang ngày càng bị ô nhiễm.
2. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI

Đánh giá nguy cơ ô nhiễm của một số hợp chất hữu cơ đặc thù qua khảo sát
nguồn thải. Từ đó, đề xuất các biện pháp giảm thiểu ô nhiễm nước sông Tô Lịch.
3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
 Tổng quan tài liệu
 Phân tích đồng thời các hợp chất hữu cơ bằng phần mềm AIQS-DB tích hợp
trên thiết bị GC-MS
 Đánh giá nguy cơ ô nhiễm hợp chất hữu cơ qua khảo sát nguồn thải và mức
độ ô nhiễm trong nước sông Tô Lịch
 Đánh giá khả năng tự làm sạch của sông Tô Lịch theo kịch bản giả định
 Đề xuất các biện pháp giảm thiểu ô nhiễm nước sông Tô Lịch

2


CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN
1.1. Mức độ ô nhiễm các hợp chất hữu cơ trong nước ở các sông trên Thế giới
và Việt Nam
1.1.1. Mức độ ô nhiễm các hợp chất hữu cơ trong nước ở các sông trên Thế giới
Ô nhiễm nước là một trong những vấn đề môi trường mà thế giới đang phải
đối mặt. Hiện nay, các sông trên thế giới ngày càng bị ô nhiễm nghiêm trọng do ảnh
hưởng của các hoạt động công nghiệp, nông nghiệp... Sự xuất hiện của các chất ô
nhiễm hữu cơ độc hại như: PAHs, PCBs, thuốc trừ sâu, phthalate...ở các sông đã
dấy lên những lo ngại đối với sức khỏe con người và các loài thủy sinh.
Tháng 8 năm 2005 W.Guo và nhóm nghiên cứu đã thực hiện đánh giá sự
xuất hiện của các aliphatic hydrocarbons (AHc) trong nước, các chất lơ lửng và
trầm tích hệ thống sông Daliao bao gồm sông Hun, sông Taizi và sông Daliao.
Nồng độ AHc trong nước mặt từ 13,39-283,62 µg/l. Điểm có nồng độ cao là do có
nguồn thải bổ sung vào. Còn nồng độ giảm là do nước sông bị pha loãng. Nồng độ
cao nhất ở sông Hun là 283,62 µg/l, do ảnh hưởng của nước thải của thành phố

Shenyang. Gần công ty Thép Benxi chính là vị trí có nồng độ AHc cao nhất sông
Taizi. Điểm hợp lưu của Sông Hun và sông Taizi với sông Daliao là điểm có nồng
độ cao nhất sông Daliao [68]. Vì vậy, để đánh giá nguy cơ ô nhiễm ở các sông thì
việc khảo sát các nguồn thải đổ vào sông rất cần thiết.
Nồng độ PAHs trong nước sông Huaihe, Trung Quốc từ 0,86 đến 408 ng/l.
Ngoại trừ một số điểm có nồng độ cao, còn lại hầu hết các mẫu nước đều thấp hơn
hoặc tương đương với tiêu chuẩn nước không ô nhiễm của WHO (50mg/l) [70]. Các
vị trí có nồng độ cao là do ảnh hưởng của các hoạt động công nghiệp. Trong nước
sông Huaihe có chủ yếu là các PAH có khối lượng phân tử thấp (chiếm khoảng 78%
tổng nồng độ các PAH) [32].
Một nghiên cứu khác về PAHs ở đoạn sông Hoàng Hà chảy qua tỉnh Hà
Nam, Trung Quốc của Jian-Hui Sun và nhóm nghiên cứu cho thấy các PAHs có
3


khối lượng phân tử nhỏ (PAH 2 và 3 vòng) chiếm chủ yếu trong nước sông (92%).
Các điểm có nồng độ PAHs cao trong nước do ảnh hưởng của nguồn nước thải công
nghiệp, dòng thải đô thị và sự phát xạ của các hạt trong khí quyển. Nồng độ PAHs
trong nước vào mùa khô cao hơn so với mùa mưa. Vì vào mùa mưa, nước sông bị
pha loãng, nồng độ PAHs giảm [35]. Tuy nhiên, một nghiên cứu về mức độ PAHs
trong nước sông Hun, Trung Quốc lại chỉ ra rằng nồng độ PAHs trong nước sông
Hun vào mùa mưa cao hơn mùa khô. Trong mùa khô nồng độ cao nhất ở các điểm
thượng lưu. Do vào mùa khô, dòng chảy bị hạn chế, làm giảm sự vận chuyển các
chất ô nhiễm từ thượng lưu đến hạ lưu. Trong khi đó, mùa lũ nồng độ PAHs cao tại
các điểm hạ lưu [29].
Nồng độ tổng PAHs trong nước sông Songhua, Trung Quốc dao động từ
163,54 đến 2746,25 ng/l với giá trị trung bình của 934,62 ng/l, trong đó chủ yếu
là PAHs 2 và 3 vòng. Nồng độ PAHs cao nhất vào mùa hè, từ 105,49 đến 2603,64
ng/l với giá trị trung bình là 1423,65 ng/l và thấp nhất vào mùa thu, từ 86,15 đến
1001,64 ng/l [72].

Yongli Li và nhóm nghiên cứu đã đánh giá PAHs trong nước lưu vực sông
Luanhe, Trung Quốc. Kết quả nghiên cứu cho thấy, PAHs trong nước sông lưu vực
sông Luanhe từ 9,75 đến 309,75 ng/l. Từ Guojiatun nồng độ PAHs tăng từ thượng
nguồn đến hạ nguồn Panjiakou. Tuy nhiên, từ Panjiakou đến Jianggezhuang nồng
độ PAHs lại giảm [73].
Bảng 1.1. PAHs trong nước một số sông ở Trung Quốc
Sông

Số lượng PAHs

Nồng độ trung bình

Nguồn

(ng/l)
Sông Tonghui

16

762

[75]

Sông Yangtze

11

2.095

[23]

Sông Yellow

15

248

[24]

4


Sông Hun

15

2.566,8

[29]

Sông Huaihe

10

77

[32]

Sông Taizi

15

2.187,5

[59]

Sông Daliao

14

5.549,6

[26]

Sông Qiantang

15

283,3

[74]

Sông Densu là một trong những sông ô nhiễm ở Ghana do ảnh hưởng của sự
gia tăng dân số, các hoạt động nông nghiệp, quá trình công nghiệp hóa. Trong
nghiên cứu: “Mức độ các hợp chất đa vòng thơm ngưng tụ (PAHs) trong lưu vực
sông Densu ở Ghana” của Joyce Amoako và các cộng sự đã đánh giá mức độ PAHs
ở Potroase, Koforidua Intake, Suhyien, Mangoase, Asuboi, Nsawam, Afuaman,
Ashalaja và Weija Intake thuộc lưu vực sông Densu. Tổng nồng độ PAH trong sông
Densu từ 13-80 µg/ml với giá trị trung bình là 37,1 µg/ml. Nồng độ tổng PAH cao
nhất ở Koforidua Intake. Nồng độ PAHs trong 9 vị trí lấy mẫu đều vượt quá mức độ

PAHs trong nước uống ở Mỹ. Các PAH có khối lượng phân tử thấp (PAH 2 và 3
vòng) chiếm 64%, các PAH 4 vòng chiếm 19%, các PAH 5 và 6 vòng chiếm 17%
tổng PAHs trong lưu vực sông Densu [37].
Nồng độ PAHs trong nước sông Menderes, Thổ Nhĩ Kỳ từ 1,8 đến 24,9 µg/l
(hình 1.1). S1 là vị trí trước khi có sự tác động của khu công nghiệp Denizli nên có
nồng độ PAHs thấp nhất. Từ S2 đến S7 là các vị trí chịu tác động của khu công
nghiệp. S8 là vị trí sau khu công nghiệp [27].

5


Hình 1.1. Tổng nồng độ PAHs trong nước sông Menderes, Thổ Nhĩ Kỳ
Jiamo Fu và nhóm nghiên cứu có thực hiện những nghiên cứu về các chất
hữu cơ bền vững trong đất, không khí, nước mặt, trầm tích, cá và động vật có vỏ
cứng ở đồng bằng châu thổ sông Châu, Trung Quốc. Nghiên cứu về nước mặt được
thực hiện ở 3 sông chính đổ vào sông đồng bằng châu thổ sông Châu Giang. Kết
quả nghiên cứu cho thấy mức độ tổng OCPs trong nước sông từ 130-1200ng/l.
PCBs được tìm thấy trong tất cả các mẫu nước Châu Giang là: Tây Giang, Bắc
Giang, Đông Giang và 7 nhánh đường thủy trong sông mặc dù nồng độ phát hiện
thấp hơn 5ng/l [33].
Ở sông Chenab ở Pakistan nồng độ PCBs trong trầm tích cao hơn trong
nước. Thượng nguồn bao gồm khu vực nông thôn và vùng nông nghiệp. Khu vực
giữa sông bao gồm các khu đô thị và khu công nghiệp. Hạ nguồn là vùng ven đô. Vì
vậy, nồng độ PCB cao nhất tại các điểm ở giữa sông, tiếp theo là hạ nguồn và
thượng nguồn. Nồng độ PCB từ các khu công nghiệp và đô thị đóng góp hơn 40%
tổng PCB trong trầm tích và nước khu vực nghiên cứu [9].
Sông Sarno được mệnh danh là sông ô nhiễm nhất ở châu Âu. Nồng độ
PCBs trong nước hòa tan ở sông này từ 1,00 đến 5,20 ng/l với giá trị trung bình là
3,04 ng/l. Tetra-PCBs, penta-PCBs và hexa-PCBs xuất hiện phổ biến trong ở các vị
6

trí. Điều đó, được giải thích là do nồng độ của các congeners chứa trong chất lỏng
trong các máy móc cao. Ngoài ra, nồng độ thuốc trừ sâu cơ clo trong nước hòa tan ở
sông Sarno cũng dao động từ 0,44 đến 3,52 ng/l với giá trị trung bình 1,12 ng/l [51].
Hiện nay, xã hội phát triển nên con người ngày càng chú ý đến sức khỏe.
Con người sử dụng nhiều hơn các sản phẩm chăm sóc sức khỏe. Tuy nhiên, chính là
sản phẩm đó lại gây ô nhiễm nguồn nước. Một nghiên cứu được thực hiện tại
Singapore nhằm đánh giá sự có mặt của dược phẩm và các sản phẩm chăm sóc sức
khỏe trong nước thải, nước mặt và nước ngầm. Kết quả nghiên cứu cho thấy có 5
PPCPs được phát hiện thấy trong tất cả các mẫu nước thải đó là: acetaminophen,
carbamazepine, caffeine, diethyltoluamide và salicylic acid. Nước thải không qua
xử lý, thải trực tiếp ra sông hồ gây ô nhiễm nước mặt và nước ngầm [48].
Trung Quốc là một trong những nước đang phát triển lớn nhất thế giới. Sự
sẵn có và tiêu thụ PPCPs đã tăng lên đáng kể. Trung Quốc cũng đang trở thành một
trong những thị trường bán lẻ và sản xuất PPCPs lớn nhất trên thế giới [36]. Ngày
càng có những mối quan tâm về những rủi ro môi trường tiềm năng của PPCPs. Vì
vậy, nhiều nghiên cứu về PPCPs đã được tiến hành ở Trung Quốc.
Bảng 1.2. PPCPs trong nước một số sông trên thế giới
Sông
Sông Huangpu, Trung

PPCPs

Nồng độ (ng/l)

Nguồn

Thuốc kháng sinh

ND−313,4

[34]

Thuốc kháng sinh

7,0–51,6

[62]

Thuốc kháng sinh

26–210

[46]

ND−55,3

[45]

Quốc
Sông Qiantang, Trung
Quốc
Sông Hai, Trung Quốc

Sông Danshui, Trung Quốc Hoocmon

7

Sông Pearl, Trung Quốc

Dược phẩm

11,2–102

[76]

Sông Hoàng Hà, Trung

Dược phẩm

ND−416

[69]

Sông Pearl, Trung Quốc

Triclosan

0,6–347

[77]

Sông Hoàng Hà, Trung

Chất kháng khuẩn

ND−64,7

[78]

Sông Seine, Pháp

Thuốc kháng sinh

ND-544

[60]

Sông Choptank, Mỹ

Thuốc kháng sinh

ND-694

[11]

Sông Youngsan, Hàn Quốc

Hoocmon

1,7–5,0

[39]

Sông Llobregat, Tây Ban

Hoocmon

2–5

[13]

Quốc

Quốc

Nha

Ngoài các nghiên cứu về thuốc trừ sâu, PCBs, PAHs, PPCPs còn có các
nghiên cứu về PCDDs, PCDFs… như một nghiên cứu ở Trung Quốc đó là:
“polychlorinated dibenzo-p-dioxins (PCDDs) and dibenzofurans (PCDFs) and
polychlorinated biphenyls (PCBs) trong các mẫu nước sông từ các nhánh giữa sông
Trường Giang, Trung Quốc”. Nghiên cứu này cho thấy nồng độ PCDD/Fs và PCBs
trong sông Trường Giang là rất thấp. Nguồn thải PCDD/Fs chủ yếu từ nước thải của
nhà máy sản xuất bột giấy. Ngoài ra, do đốt củi trong sinh hoạt và đốt than cũng là
nguyên nhân dẫn đến sự có mặt của PCDD/Fs [53].
Hậu quả của thảm họa rò rỉ khí methyl isocyanate từ nhà máy sản xuất thuốc
trừ sâu ở Bhopal-Ấn Độ khiến hàng nghìn người chết. Ngày nay, các chất hóa học
độc hại tiếp tục bị rò rỉ gây ô nhiễm nguồn nước, ảnh hưởng đến sức khỏe của
người dân. Vì thế, ngày càng có nhiều nghiên cứu về thuốc trừ sâu ở đất nước sản

8


xuất endosulfan lớn nhất thế giới. Nghiên cứu của Amrita Malik và nhóm nghiên
cứu: “Mức độ và sự phân bố dư lượng thuốc trừ sâu cơ clo bền vững trong nước và
trầm tích sông Gomti (Ấn Độ) – một nhánh của sông Ganges” nhằm đánh giá mức
độ và sự phân bố dư lượng thuốc trừ sâu cơ clo trong nước và trầm tích ở sông

Gomti. Nhóm thuốc trừ sâu cơ clo bao gồm: aldrin, dieldrin, endrin, HCB, các đồng
phân của HCH, các đồng phân/chất chuyển hóa DDT, các đồng phân (α and β)
endosulfan, endosulfan sulfate, heptachlor và các chất chuyển hóa của nó, αchlordane, γ-chlordane and methoxychlor [10]. Ngoài ra, còn có nghiên cứu: “Ô
nhiễm thuốc trừ sâu sông Ghaggar ở Haryana, Ấn Độ” của A.Kaushik và nhóm
nghiên cứu. Sông Ghaggar là một sông chính ở Bắc Ấn Độ. Sông Ghaggar bị ô
nhiễm nghiêm trọng do tiếp nhận lượng nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp
và ảnh hưởng của quá trình sản xuất nông nghiệp từ 2 bang Haryana và Punjab.
Nghiên cứu này đánh giá hàm lượng thuốc trừ sâu cơ clo trong nước sông Ghaggar.
Kết quả nghiên cứu cho thấy, trong các mẫu phân tích chỉ phát hiện có HCH và
DDT. Tổng nồng độ DDT trong khoảng 238,59 đến 1005,43 ng/l. Điểm có nồng độ
DDT thấp nhất là Chandi Manbdir – nơi ít hoạt động của con người. Tổng nồng độ
HCH từ 21,13 đến 244,16 ng/l. Việc đánh giá mức độ ô nhiễm hàm lượng thuốc trừ
sâu trong sông rất quan trọng bởi nước sông được sử dụng cho tưới tiêu, nước uống
cho gia súc và đôi khi cả tắm giặt [8].
Ngoài những nghiên cứu về thuốc trừ sâu, Ấn Độ còn có các nghiên cứu về
các hợp chất hữu cơ khác như nghiên cứu: “Các phthalate este trong nước và trầm
tích ở sông Kaveri, Ấn Độ: các đánh giá mức độ môi trường và hệ sinh thái”.
Nghiên cứu này cho chúng ta một cái nhìn tổng quan về sự xuất hiện và nồng độ
của phthalates trong sông Kaveri, Ấn Độ. Nồng độ tổng phthalates trong nước sông
từ 313-4640 ng/l. Trong đó, DEP có ở tất cả các mẫu. Các điểm có nồng độ cao là
do ảnh hưởng của nước thải công nghiệp và nước thải sinh hoạt. Nồng độ giảm ở hạ
nguồn bởi quá trình tự làm sạch. Tuy nhiên, ở một số điểm hạ nguồn nồng độ có sự
tăng nhẹ do sự pha loãng bị giới hạn (dòng chảy hạn chế) [42].

9


Bảng 1.3. Nồng độ (ng/l) các phthalate trong nước ở một số sông trên thế giới
Sông

DMP

Dommel,
Hà Lan
Yangtze,

<4,5-

DEP
<70-2300

190

DBP
<66-

BBP

DEHP

DOP

Nguồn

<10-1800

<900-5000

<2-78

[67]

3100

<10-25

<10-211

105-286

10-21

<10-836

<10-20

[30]

26-184

71-181

67-319

ND

160-314

ND

[19]

2-15

10-49

47-213

4-13

6-389

ND-9

[56]

ND-94

36-520

ND-372

5,4-145

ND-822

ND-85

[42]

Trung
Quốc
Seine,
Pháp
Selangor,
Malaysia
Kaveri,
Ấn Độ

Sông Mississippi là sông lớn nhất ở Mỹ, chảy qua nhiều bang và cung cấp tài
nguyên, phù sa bồi đắp thuận lợi cho sự phát triển nông nghiệp, ngăn ngừa hạn hán.
Tuy nhiên, lũ lụt và ô nhiễm môi trường ở sông này đang là những bất lợi cho các
bang này. Sông Mississippi là một trong những sông ô nhiễm nhất trên thế giới
[83]. Trong nước sông có chứa các chất ô nhiễm hữu cơ bền vững như PCBs,
PAHs... Nồng độ PAHs từ 62,9÷144,7 ng/l với giá trị trung bình là 114,9 ng/l.
PAHs trong nước sông Mississippi chủ yếu là các PAHs 3 và 4 vòng. Tổng mức
PCBs trong nước sông Mississippi dao động từ 22,2 đến 163,4 ng/l, với nồng độ
trung bình 86,5 ng/l. Ngoài ra, trong nước sông Mississippi cũng phát hiện thấy có
sự xuất hiện của PPCPs với nồng độ từ 195,8÷371,7 ng/l [58].

10


Một nghiên cứu của Kadokami và các cộng sự nhằm đánh giá các chất ô
nhiễm hữu cơ trên 11 sông ở Nhật đó là: sông Toyohira, sông Masuda, sông Tune,
sông Motoara, sông Tsurumi, sông Inabe, sông Kanagawa, sông Yamato, sông
Kako, sông Zaita và sông Iwamatsu. Kết quả nghiên cứu cho thấy số lượng các chất
hữu cơ trong các sông là 188 chất thuộc các nhóm PAHs, thuốc trừ sâu, phthalates,
PPCPs, PCBs, chất béo và các nhóm khác. Sông Kanagawa và sông Zaita có hàm
lượng cholesterol tương đối cao. Nồng độ thuốc trừ sâu trung bình ở 11 sông là 0,37

µg/l. Mặc dù, không có chất nào vượt quá tiêu chuẩn chất lượng nước ăn uống của
Nhật. Tuy nhiên, 14 chất vượt quá giá trị nồng độ dự đoán không quan sát thấy ảnh
hưởng [40].
1.1.2. Mức độ ô nhiễm các hợp chất hữu cơ trong nước sông ở Việt Nam
Hiện nay, hầu hết các sông, hồ ở nước ta ngày càng bị ô nhiễm do phải tiếp
nhận một lượng nước thải, rác thải lớn. Đã có rất nhiều nghiên cứu về mức độ ô
nhiễm ở các sông. Tuy nhiên, những nghiên cứu này chủ yếu về thành phần vô cơ.
Những đánh giá về mức độ ô nhiễm các chất hữu cơ còn ít được thực hiện.
Đề tài nghiên cứu khoa học cấp cơ sở của Phạm Thị Hường – Viện Công
nghệ Môi trường: “Ứng dụng phần mềm AIQS-DB trên thiết bị GC-MS để phân tích
định tính 900 hợp chất hữu cơ trong nước” sử dụng phần mềm AIQS-DB tích hợp
trên thiết bị GC-MS để phân tích các mẫu nước tại sông Tô Lịch, sông Lừ, sông
Nhuệ. Kết quả phân tích cho thấy mẫu nước sông Tô Lịch tại cầu Mọc phát hiện
được 54 chất (tổng nồng độ là 25µg/l), mẫu nước sông Lừ tại cầu Định Công là 71
chất (tổng nồng độ là 69µg/l), mẫu nước sông Nhuệ tại cầu Noi là 77 chất (tổng
nồng độ là 130µg/l). Các hợp chất phát hiện trong 3 mẫu trên bao gồm nhóm: chất
béo, PCBs, PAHs, phenol, PPCPs và thuốc trừ sâu [6].
Trong hội thảo: “Sự ô nhiễm các chất bẩn rất nhỏ và các tác động của nó tới
môi trường nước ở Việt Nam” có đề cập đến các nghiên cứu về sự ô nhiễm các chất
hữu cơ ở 4 thành phố của Việt Nam như: Hà Nội, Huế, Đà Nẵng và Thành phố Hồ
Chí Minh. Kết quả phân tích nước mặt thành phố Hà Nội phát hiện có 11 hợp chất

11


(7 PPCPs và 4 thuốc trừ sâu) trong cả 2 mẫu mùa khô và mùa mưa. Nồng độ PPCPs
khu vực nội thành cao hơn 2-5 lần khu vực ngoại thành và do có sự pha loãng bởi
nước mưa nên mùa mưa nồng độ giảm so với mùa khô. Trong khi đó, số lượng và
tổng nồng độ thuốc trừ sâu ở thành phố Hồ Chí Minh trong mùa mưa ở khu vực
ngoại thành lại cao hơn so với mùa khô do ảnh hưởng của các hoạt động nông

nghiệp. Các mẫu nước mặt ở Huế đều phát hiện có thuốc trừ sâu nhưng đều ở nồng
độ thấp. PPCPs và thuốc trừ sâu cũng được phát hiện thấy trong mẫu nước mặt ở Đà
Nẵng [28].
Nghiên cứu đầu tiên về: “Sự xuất hiện của các axit perfloalkyl (PFAAs)
trong môi trường nước ở Việt Nam” được thực hiện ở Việt Nam bởi Dương Thị
Hạnh và nhóm nghiên cứu. Hai mươi tám nước sông và 22 mẫu nước ngầm trong
bốn thành phố lớn và 14 mẫu nước sông từ sông Hồng đã được sàng lọc để điều tra
sự xuất hiện và các nguồn của 16 PFAAs. Axit perfluorooctane sulfonic (PFOS),
acid perfluorooctanoic (PFOA), và acid perfluorononanoic (PFNA) thường gặp nhất
với nồng độ tối đa PFAAs trong nước sông thành thị tương ứng là 5,3, 18 và 0,93
ng/l và trong nước ngầm tương ứng là 8,2, 4,5 và 0,45 ng/l. PFAAs trong nước sông
Hồng đã được phát hiện ở mức thấp. Nồng độ PFAA trong nước sông đã vào mùa
mưa cao hơn mùa khô và tương tự như ở các nước Đông Nam Á khác, nhưng thấp
hơn so với ở các nước phát triển. Tuy nhiên, đánh giá rủi ro theo USEPA thì nồng
độ của PFAAs phát hiện trong nghiên cứu này không đặt ra một nguy cơ sức khỏe
ngay lập tức với con người và sinh vật dưới nước [21].
1.2.

Ảnh hưởng của các chất ô nhiễm hữu cơ đến sức khỏe con người và các

loài thủy sinh
1.2.1. Ảnh hưởng của các chất ô nhiễm hữu cơ đến sức khỏe con người
Các chất hữu cơ bền vững có độc tính cao, khó bị vi sinh vật phân huỷ trong
môi trường. Một số chất hữu cơ có khả năng tồn lưu lâu dài trong môi trường và
tích luỹ sinh học trong cơ thể sinh vật. Do có khả năng tích luỹ sinh học, nên chúng
có thể thâm nhập vào chuỗi thức ăn và từ đó đi vào cơ thể con người.

12

- Hóa chất bảo vệ thực vật như: thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ, thuốc diệt nấm
mốc, diệt loài gặm nhấm, thuốc trừ côn trùng… Chúng được chia thành các nhóm
sau:
 Photpho hữu cơ: ảnh hưởng đến hệ thần kinh bằng cách phá vỡ các enzyme
điều tiết acetylcholine – một chất dẫn truyền thần kinh. Thuốc trừ sâu cơ
photpho có độc tính cao nhưng không tồn tại lâu trong môi trường.
 Clo hữu cơ: được sử dụng phổ biến trước đây nhưng hiện nay đã bị loại bỏ
khỏi thị trường do chúng ảnh hưởng đến sức khỏe con người, tác động đến
môi trường và tồn tại lâu dài (ví dụ như: DDT, chlordane).
 Cacbamat: ảnh hưởng đến hệ thần kinh.
 Pyrethroid: được phát triển như là một phiên bản tổng hợp của thuốc trừ sâu
tự nhiên pyrethrin, được tìm thấy trong hoa cúc. Một số pyrethroid tổng hợp
độc hại đối với hệ thần kinh [82].
- Các hợp chất hydrocacbon đa vòng thơm (PAHs) được các hạt keo hấp thụ
hoặc bám dính trên các chất hoạt tính bề mặt, do vậy chúng có khả năng tích tụ lớn
và cũng có khả năng gây ung thư. Chúng cũng gây ức chế hệ thống miễn dịch và
đang nghi ngờ là chất gây rối loạn nội tiết.
- Các hợp chất polyclobiphenyl (PCB) được đưa vào nhóm các chất ô nhiễm
hữu cơ bền vững POPs trong công ước Stockholm. Các PCB có độ bền hóa học,
nhiệt và sinh học rất cao. PCBs gây ảnh hưởng đến con người:
 Ảnh hưởng đến sinh sản: phụ nữ có thai tiếp xúc với PCBs thì trẻ sinh ra sẽ
bị giảm cân nặng sau sinh và giảm đáng kể tuổi thai.
 Ảnh hưởng đến nội tiết: PCBs đã được chứng minh gây ra ảnh hưởng đến
nồng độ hooc môn tuyến giáp ở động vật và con người. Nồng độ hooc môn tuyến
giáp là rất quan trọng cho sự tăng trưởng và phát triển bình thường.
 Ngoài ra, PCBs còn làm tăng nồng độ huyết thanh ở người.

13

 Ảnh hưởng đến miễn dịch: người bị nhiễm virus Epstein-Barr do tiếp xúc
PCBs nhiều sẽ có nguy cơ bị ung thư hạch bạch huyết cao hơn so với những người
không bị nhiễm virus Epstein-Barr [80].
-

Bis (2-ethylhexyl)phthalate: là chất được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp

sản xuất chất dẻo. Tuy nhiên, hiện nay chất này đã bị cấm ở châu Âu và được đưa
vào nhóm các chất ô nhiễm ưu tiên ở Mỹ bởi các ảnh hưởng bất lợi đối với con
người và các loài thủy sinh. Nhiều nghiên cứu đã chứng minh rằng DEHP có tính
chất phá vỡ nội tiết và có thể gây ung thư [38]. DEHP tiếp xúc với con người qua
đường nước uống, thực phẩm, các bao bì và đường hô hấp.
Bảng 1.4. Ảnh hưởng có hại của bis(2-ethylhexy)phthalate
Đối tượng

Nồng độ và thời gian

Các ảnh hưởng có hại

Nguồn

tiếp xúc
Người lớn

1.4 × 10−2 mg/kg.ngày

Ung thư

[57]

Thời gian tiếp xúc dài

Sự phân mảnh DNA

[43]

qua đường hô hấp

tinh trùng và giảm khả
năng vận động của tinh
trùng

Con người

0,77 µg/l

Các bất thường của tinh

[25]

trùng
3,9 µg/l

Tăng các biểu hiện của
thụ thể estrogen

14

[55]

1.2.2. Ảnh hưởng của các chất ô nhiễm hữu cơ đến các loài thủy sinh
-

Ảnh hưởng của bisphenol A đến cá:
 Kích hoạt phiên mã của gen thụ thể estrogen đáp ứng
 Tăng hoạt động của enzim aromatase (một loại enzim biến hooc môn sinh
dục đực thành hooc môn sinh dục cái)
 Gián đoạn quá trình hình thành giao tử đực và cái
 Thay đổi quá trình phát triển (thần kinh, tim mạch, tế bào mầm, khác biệt
giới tính) [47].
Ngoài ra, dược phẩm và các sản phẩm chăm sóc sức khỏe cũng tác động đến

môi trường nước, gây ảnh hưởng xấu đến một số loài thủy sinh.
Bảng 1.5. Các ảnh hưởng có hại của PPCPs
Chất

Caffeine

Ảnh hưởng

Nồng độ

Thời gian

có hại

tiếp xúc

tiếp xúc

(µg/l)

(ngày)

2000

7

[44]

0,4÷10

3

[71]

4420

1

[54]

200

42

[79]

Phá vỡ nội tiết

Nguồn

của cá vàng
Triclosan và

Ức chế sự phát

triclocarban

triển của tảo

Gemfibrozil

Ức chế sự phát
triển của tảo

Carbamazepine Mất cân bằng
oxy hóa của cá
hồi vân

15