Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Y tế Công cộng: Thực trạng ô nhiễm một số kim loại nặng trong môi trường nước, thực phẩm, sức khỏe dân cư ở một khu vực ven biển huyện Thủy Nguyên Hải Phòng và thử nghiệm giải pháp can thiệp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y DƯỢC HẢI PHÒNG NGUYỄN THỊ MINH NGỌC THỰC TRẠNG Ô NHIỄM MỘT SỐ KIM LOẠI NẶNG TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC, THỰC PHẨM, SỨC KHỎE DÂN CƯ Ở MỘT KHU VỰC VEN BIỂN HUYỆN THỦY NGUYÊN HẢI PHÒNG VÀ THỬ NGHIỆM GIẢI PHÁP CAN THIỆP Chuyên ngành : Y tế cơng cộng Mã số : 62720301 TĨM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ Y TẾ CƠNG CỘNG HẢI PHỊNG - 2020 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y DƯỢC HẢI PHÒNG Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Hồ Anh Sơn PGS.TS Phạm Văn Hán Phản biện 1: Phản biện 2: Phản biện 3: Luận án bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án cấp trường, tổ chức Trường Đại học Y Dược Hải Phòng Vào hồi ngày tháng năm 2020 Có thể tham khảo Luận án tại: Thư viện Quốc gia Thư viện Trường Đại học Y Dược Hải Phòng DANH MỤC CHỮ, KÝ HIỆU VIẾT TẮT ADD BW CR GHCP HI HQ KLN Min Max n QCVN RfD TB TCCP QCVN USEPA WHO Average daily dose (Liều tiêu thụ trung bình hàng ngày) Body weight (Trọng lượng thể) Cancer risk (Nguy ung thư) Giới hạn cho phép Hazard index (Chỉ số tác động) Hazard quotient (Thương số nguy cơ) Kim loại nặng Minimum (giá trị nhỏ nhất) Maximum (giá trị lớn nhất) Số lượng Quy chuẩn Việt Nam Reference dose (Liều tham khảo) Trung bình Tiêu chuẩn cho phép Quy chuẩn Việt Nam United State Environmental Protection Agency (Cơ quan Bảo vệ môi trường Hoa Kỳ) World Health Organization (Tổ chức Y tế Thế giới) ĐẶT VẤN ĐỀ Theo báo cáo năm 2016 Tổ chức Y tế giới (WHO), năm 2012 tồn cầu có 12,6 triệu trường hợp tử vong (23%) ô nhiễm môi trường Trong tác nhân gây ô nhiễm môi trường, kim loại nặng yếu tố ngày quan tâm nghiên cứu chất độc, có khả tích lũy sinh học, tồn bền vững, khơng phân hủy gây rủi ro sinh thái Kết số nghiên cứu Nguyễn Thị Kim Phượng (2013), Lê Quang Dũng (2013), Testuro Agusa (2014), Nguyễn Thị Thu Hiền (2016), cho thấy có tình trạng nhiễm As, Pb, Cd, Cr, Hg nước, rau thuỷ hải sản số khu vực nước ta Thủy Nguyên, Hải Phòng huyện ven biển khai thác phát triển kinh tế xã hội với mở rộng nhà máy, xí nghiệp sản xuất tiềm ẩn nguy ảnh hưởng sức khoẻ Tuy nhiên chưa có nghiên cứu tình trạng mơi trường nước, thực phẩm sức khoẻ dân cư khu vực Từ thực tế trên, thực đề tài: Thực trạng ô nhiễm số kim loại nặng môi trường nước, thực phẩm; sức khỏe dân cư khu vực ven biển huyện Thủy Nguyên Hải Phòng thử nghiệm giải pháp can thiệp, với mục tiêu cụ thể sau: Mô tả thực trạng ô nhiễm số kim loại nặng môi trường nước, thực phẩm xã ven biển huyện Thủy Nguyên, Hải Phịng năm 2017-2018 Mơ tả cấu bệnh tật yếu tố nguy thâm nhiễm kim loại nặng người dân khu vực nghiên cứu Thử nghiệm đánh giá kết loại bỏ kim loại nặng nước than hoạt tính thầu dầu từ 2018-2019 NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN Đây cơng trình nước nghiên cứu, mô tả thực trạng ô nhiễm số kim loại nặng môi trường nước, rau, thuỷ sản nguy ảnh hưởng sức khoẻ cộng đồng khu vực ven biển đặc thù Việt Nam Bể lọc chậm xây dựng thử nghiệm lọc kim loại nặng với than hoạt tính thầu dầu Kết thử nghiệm bước đầu cho thấy than hoạt tính thầu dầu có hiệu cao loại bỏ kim loại nặng phịng thí nghiệm thực địa BỐ CỤC CỦA LUẬN ÁN Luận án gồm 120 trang chia thành phần: Đặt vấn đề (02 trang); Tổng quan tài liệu (34 trang); Đối tượng phương pháp nghiên cứu (26 trang); Kết nghiên cứu (28 trang); Bàn luận (27 trang); Kết luận (2 trang); Khuyến nghị (01 trang) Luận án gồm 40 bảng, 12 hình có 149 tài liệu tham khảo (29 tài liệu tiếng Việt 120 tài liệu tiếng Anh) phụ lục liên quan Chương TỔNG QUAN 1.1 Ô nhiễm số yếu tố kim loại nặng môi trường nước, thực phẩm khu vực ven biển 1.1.1 Kim loại nặng, nguồn gốc, chuyển hóa tự nhiên ảnh hưởng chúng đến sức khỏe Kim loại nặng (KLN) kim loại có tỷ trọng lớn 5g/cm3 so với nước KLN có nguồn gốc tự nhiên nhân tạo Dựa vào mức độ đe dọa tức thời đến sức khỏe người môi trường, As, Pb, Cd, Cr Hg KLN WHO cộng đồng quan tâm xem xét, nghiên cứu 3 Hình 1.1 Nguồn gốc, chu trình KLN hệ sinh thái đất-nước-khơng khí Hình 1.2 Ảnh hưởng số KLN đến sức khỏe 1.1.2 Thực trạng ô nhiễm kim loại nặng nước, thực phẩm giới Việt Nam 1.1.2.1 Trên giới Hàm lượng KLN thủy hải sản, đặc biệt gan cá nhiều tác giả Châu Á nghiên cứu Một số nghiên cứu phát hàm lượng KLN cá, tôm thường tiêu thụ vịnh Ả rập Malaysia giới hạn cho phép quốc gia Tuy nhiên, nghiên cứu Jizan, Ả rập Xê út, Biển đỏ, 2013, phát hàm lượng trung bình KLN nước vượt giá trị khuyến cáo WHO/USEPA giảm dần theo thứ tự Cr > Pb > As > Cd Oteef cộng (2015) phát hàm lượng Pb, Cd rau lá, (arugula rau bina) Ả rập Xê út; Husain, 2020 xác định Cr tương đối cao rau bina, rau diếp cà rốt Tiểu vương quốc Ả rập 1.1.2.2 Tại Việt Nam Phạm Long Hải cộng (2016) nghiên cứu Hà Nam phát 83% mẫu nước ngầm có As vượt khuyến nghị WHO nước sinh hoạt (10 µg/L) As, Pb Cd rau phát cao TCCP Hà Nội, Thái Nguyên, Bắc Kạn, đặc biệt rau muống, xà lách 1.2 Cơ cấu bệnh tật nguy phơi nhiễm KLN cư dân vùng ven biển - Đánh giá nguy - Nguy sức khỏe - Cơ cấu bệnh tật khu vực ven biển giới Việt Nam Theo dự báo Viện đánh giá y tế quốc tế WHO, xu hướng tăng tỷ lệ mắc, tử vong bệnh không lây nhiễm bệnh truyền nhiễm có dấu hiệu giảm Đặc biệt, bệnh không lây nhiễm gánh nặng lớn toàn cầu, đặc biệt nước có thu nhập thấp trung bình, có Việt Nam Tại Việt Nam, theo thống kê Bộ y tế, năm 2016, nhóm bệnh khơng lây nhiễm chiếm tỷ lệ cao với 69,1% tăng lên so với năm 2015 65,6% Trong năm qua, mơ hình bệnh tật diễn biến theo xu hướng bệnh không lây chiếm 2/3 tổng nguyên nhân bệnh tật, bệnh dịch lây chiếm tỷ lệ phần tư lại bệnh cho tai nạn, ngộ độc, chấn thương - Nguy ảnh hưởng sức khỏe sử dụng nước, rau thủy sản nhiễm kim loại nặng + Phương pháp đánh giá nguy Đánh giá nguy phương pháp xác định ảnh hưởng nhiễm mơi trường đất, nước, khơng khí đến môi trường sức khỏe người Nguy kết hợp xác suất, tần suất xảy mối nguy hiểm xác định mức độ hậu xảy ra: Nguy = Yếu tố nguy + tiếp xúc + Nguy ảnh hưởng sức khỏe sử dụng nước, rau thủy sản thực phẩm nhiễm kim loại nặng Trên giới, số nghiên cứu phát nguy ảnh hưởng sức khoẻ, nguy ung thư nguồn nước, rau thuỷ sản nhiễm KLN Châu Á Châu Phi Nguy ung thư tiêu thụ hải sản từ Cd Pb tiêu thụ thuỷ sản có vỏ, trừ tơm với Saher (2019), 1,32×10−4 cá theo Varol (2019) Tại Việt Nam, đánh giá nguy phơi nhiễm tích lũy KLN nước, rau thủy hải sản tiêu thụ đến sức khỏe cộng đồng Việt Nam vấn đề Nguy ung thư từ As nước ngầm x 10-4 Hà Nam đến (8,26 × 10-2) An Giang + Thực trạng thâm nhiễm KLN mẫu sinh học Một số nghiên cứu Hà Nam phát 16% mẫu nước tiểu có lượng asen cao giới hạn sinh học 5 1.3 Giải pháp loại bỏ kim loại nặng nguồn nước Một số phương pháp phổ biến sử dụng để loại bỏ kim loại nặng nước thường sử dụng gồm: kết tủa hố học, keo tụ-tạo bơng, màng lọc, trao đổi ion, điện hóa hấp phụ Tại Việt Nam, số tác giả nghiên cứu giải pháp xử lý kim loại nặng nước nhiên, chủ yếu tập trung loại bỏ asen nước ngầm tác nhân ô nhiễm nước phổ biến vùng nông thôn nước ta Phương pháp hấp phụ nhiều loại vật liệu (than khoáng, xơ/vỏ dừa) sử dụng kết hợp với lọc để xem xét kết lọc Asen nước Chương ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng nghiên cứu - Mẫu nước: 54 mẫu nước bề mặt (nước sông, hồ, ao, đầm) 222 mẫu nước giếng sử dụng ăn uống, sinh hoạt - Mẫu thực phẩm: gồm 40 mẫu thuỷ sản (tôm sú, ốc nhồi, cá quả, cá trê) nuôi bán chợ lớn 27 loại rau trồng phổ biến, có thời gian sinh trưởng từ 40 - 45 ngày khu vực nghiên cứu - Người dân: ≥18 tuổi, sống ≥3 năm khu vực dân cư thuộc xã Tam Hưng Minh Đức cách nhà máy, xí nghiệp 1500m 2.2 Địa điểm, thời gian nghiên cứu Tại xã Tam Hưng Minh Đức, huyện Thủy Nguyên, Hải Phòng từ tháng 12 năm 2016 đến tháng 05 năm 2019 2.3 Phương pháp nghiên cứu 2.3.1 Thiết kế nghiên cứu: Nghiên cứu gồm giai đoạn (1)Giai đoạn 1: Từ 12/2016-5/2017: Nghiên cứu mơ tả cắt ngang có phân tích; (2) Giai đoạn 2: Từ 5/2017-5/2019: Nghiên cứu thử nghiệm can thiệp so sánh trước sau nhằm đánh giá kết loại bỏ KLN nước bể lọc chậm có than hoạt tính thầu dầu phịng thí nghiệm (6 tháng) thực địa (xã Tam Hưng 18 tháng) 2.3.2 Cỡ mẫu chọn mẫu nghiên cứu + Cỡ mẫu nghiên cứu: xác định theo công thức ước lượng cho tỷ lệ giá trị trung bình Số lượng mẫu nước (54 mẫu nước mặt, 222 mẫu nước giếng), mẫu thực phẩm (135 mẫu rau, 40 mẫu thuỷ sản); 1010 người dân 450 mẫu máu, mẫu nước tiểu, lớn cỡ mẫu cần khảo sát theo lý thuyết 2.3.3 Phương pháp chọn mẫu - Mẫu nước, thực phẩm: chọn chủ đích - Mẫu người dân: + Chọn mẫu điều tra cấu bệnh tật: phương pháp chọn mẫu ngẫu nhiên đơn 1010 đối tượng đủ điều kiện (522 người xã Tam Hưng 490 người thị trấn Minh Đức) + Chọn mẫu lấy máu, nước tiểu: chọn chủ đích đối tượng có dấu hiệu phơi nhiễm, nhiễm độc kim loại nặng 1010 người dân khám vấn 2.3.4 Nội dung nghiên cứu, Biến số nghiên cứu - Mục tiêu 1: Mô tả thực trạng ô nhiễm số kim loại nặng môi trường nước, thực phẩm khu vực ven biển huyện Thủy Nguyên, Hải Phòng năm 2017-2018 + Hàm lượng KLN nước tự nhiên, nước giếng, rau thuỷ sản (mg/l) - Mục tiêu 2: Mô tả cấu bệnh tật yếu tố nguy thấm nhiễm kim loại nặng người dân khu vực nghiên cứu + Nồng độ KLN mẫu máu (μg/dl), nước tiểu (μg/l) + Tỷ lệ người dân mắc chương bệnh theo ICD10 + Tỷ lệ thấm nhiễm KLN theo giới + Tỷ lệ mắc bệnh thường gặp người dân theo thấm nhiễm KLN + Tỷ lệ người dân có triệu chứng nhiễm độc theo mức thấm nhiễm + Chỉ số thương số nguy sử dụng rau, thủy sản nhiễm KLN + Chỉ số tác động theo loại rau, thủy sản + Nguy ước tính cộng đồng KLN nguồn nước sinh hoạt + Nguy ước tính cộng đồng KLN rau thủy sản - Mục tiêu 3: Thử nghiệm đánh giá kết loại bỏ kim loại nặng nước than hoạt tính thầu dầu từ 2018-2019 + Hiệu can thiệp: Chỉ số hiệu loại bỏ KLN trước sau lọc theo vật liệu phịng thí nghiệm thực địa 2.4.Kỹ thuật công cụ thu thập thông tin *Kỹ thuật thu thập thông tin mẫu môi trường (đất nông nghiệp, nước bề mặt nước giếng) mẫu máu, nước tiểu: theo (Thường quy kỹ thuật Sức khỏe môi trường nghề nghiệp, Viện Sức khỏe nghề nghiệp môi trường) Mẫu môi trường mẫu máu, nước tiểu sau thu thập phân tích đánh giá nồng độ As, Pb, Cd, Cr Hg Trung tâm Nghiên cứu Y dược học Quân sự, Học viện Quân Y theo kỹ thuật tương ứng sau: *Mẫu đất, nước mặt, nước giếng, rau, thuỷ sản: xác định hàm lượng KLN đất, nước bề mặt, nước giếng rau, thuỷ sản quang phổ hấp thụ nguyên tử  Đánh giá kết hàm lượng As, Pb, Cd, Cr Hg nước mặt, nước giếng tương ứng theo QCVN 08 MT:2015/BTNMT QCVN 01:2009/BYT  Đánh giá kết hàm lượng As, Pb, Cd Cr, Hg rau theo Quyết định số 99/2008/QĐ- BNN& PTNT  Đánh giá kết hàm lượng As, Pb, Cd, Cr Hg thủy sản theo Quy chuẩn Quốc gia thực phẩm theo QCVN 8-2:2012/BYT * Xét nghiệm Pb Cd máu quang phổ hấp thụ nguyên tử * Xét nghiệm As niệu, ALA niệu, Cr Hg niệu 24h quang phổ hấp thụ nguyên tử khối phổ plasma *Kỹ thuật công cụ thu thập thông tin tình trạng sức khỏe, nguy dấu hiệu nhiễm độc KLN (thấm nhiễm As Pb), tần suất tiêu thụ rau thủy sản  Khám vấn đối tượng nghiên cứu dựa tham khảo mẫu phiếu khám sức khỏe Bộ Y tế nghiên cứu trước dấu hiệu triệu chứng thấm nhiễm, nhiễm độc KLN (Phụ lục 1)  Phiếu điều tra tần suất tiêu thụ nguy phơi nhiễm hóa chất từ thực phẩm (rau, thủy sản) hàng ngày ngày gần (Phụ lục 2) *Phương pháp đánh giá nguy ảnh hưởng việc tiêu thụ nước, thực phẩm nhiễm kim loại nặng: áp dụng hướng dẫn USEPA WHO để tính thương số nguy (HQ), số tác động (HI), nguy ung thư sử dụng nước ngầm; tiêu thụ hải sản (cá, tôm, ốc) rau nhiễm KLN HQ = [(C x FIR x ED x EFr)/ (BWa x ATn x RfD)] x 10-3 HI = ∑HQi = HQKLN1 + HQKLN2 + HQKLN3 + … + HQn CR = [(EF x ED x FIR x C x CSF0)/(BW x AT)] x 10-3 Trong đó: C: hàm lượng KLN rau, cá xét nghiệm (mg/kg) FIR: lượng thực phẩm (rau/thủy sản) đối tượng NC tiêu thụ hàng ngày Theo khảo sát, lượng cá tiêu thụ TB với nam giới nữ giới 0,02 kg/ngày 0,0165 kg/ngày tương ứng; Lượng rau tiêu thụ 0,065 g/người/ngày giới EF: tần suất phơi nhiễm (365 ngày/năm); ED: thời gian phơi nhiễm (70 năm); AT: thời gian phơi nhiễm trung bình với nguy không gây ung thư, AT = 365 ngày × 70 năm RfD: liều tham khảo (As = 0,0003 mg/kg/ngày, Cd = 0,001 mg/kg/ngày, Pb = 0,0035 mg/kg/ngày, Cr = 1,5 mg/kg/ngày) BW: trọng lượng thể (kg) Theo khảo sát, cân nặng trung bình đối tượng nghiên cứu 55,86 kg với nam giới 44,26 kg với nữ giới i kim loại khác nhau; CSF0: hệ số gây ung thư tiềm tàng qua đường ăn uống (mg/kg bw/ngày) Đánh giá kết quả: HQ > 1: có nguy tiềm tàng ảnh hưởng sức khỏe HI > 1: nguy rủi ro cao đến sức khỏe người tiêu thụ CR = 10-6 - 10-4: Ngưỡng nguy ung thư chấp nhận *Thu thập thông tin cho nghiên cứu thử nghiệm can thiệp  Thử nghiệm loại bỏ kim loại nặng mơ hình bể lọc chậm với 02 loại than hoạt tính vỏ/sọ dừa thầu dầu phịng thí nghiệm mẫu giả định với hàm lượng As, Pb, Cd Cr thể tích nước thử nghiệm từ 1-48 lít (than hoạt tính vỏ dừa) 10 thể tích nước từ 20-2600 lít (Than hoạt tính thầu dầu)  Thử nghiệm loại bỏ kim loại nặng mơ hình bể lọc chậm với vật liệu lọc than hoạt tính thầu dầu) giếng thực địa 18 tháng Mẫu nước lấy bể thử nghiệm hàng ngày tháng vào ngày chủ nhật hàng tuần chai nhựa bảo quản 40C, vận chuyển hàng tuần để xác định hàm lượng KLN Viện Y Dược học quân sự, Học viện Quân Y o Giám sát thực can thiệp: Toàn q trình thử nghiệm can thiệp phịng thí nghiệm (6 tháng) thực địa (18 tháng) giám sát nội dung quy trình can thiệp nghiên cứu viên cán nghiên cứu Viện Nghiên cứu Y dược học Quân sự, Học viện Quân Y  Công cụ đánh giá hàm lượng KLN nước: xét nghiệm hàm lượng KLN nước theo kỹ thuật sử dụng giai đoạn trước can thiệp  Đánh giá kết quả, hiệu lọc:  So sánh hàm lượng KLN mẫu nước thử nghiệm phòng thí nghiệm thực địa (sau 18 tháng) với QCVN 01:2009/BYT  Tính số hiệu sau lọc 2.5 Xử lý số liệu Số liệu sau thu thập làm nhập liệu Excel phân tích, xử lý phần mềm SPSS 22.0