Luận án tiến sĩ Khoa học môi trường: Nghiên cứu và đánh giá hiện trạng ô nhiễm của các hợp chất hydrocacbon thơm đa vòng (PAHs) trong bụi đô thị và tác động độc tính của nó lên thụ thể ahR

Nguyễn Thành Trung

NGHIÊN CỨU VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG Ô NHIEM

CỦA CÁC HỢP CHÁT HYDROCACBON THƠM ĐA VÒNG

(PAHs) TRONG BUI ĐÔ THỊ VÀ TÁC ĐỘNG DOC TÍNHCỦA NÓ LÊN THỤ THẺ AhR

LUẬN AN TIEN SĨ KHOA HỌC MOI TRƯỜNG

Hà Nội - 2022

Nguyễn Thành Trung

NGHIÊN CỨU VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG Ô NHIEM

CỦA CÁC HỢP CHÁT HYDROCACBON THƠM ĐA VÒNG(PAHs) TRONG BUI DO THỊ VA TÁC DONG ĐỘC TÍNH

CUA NÓ LEN THU THẺ AhR

Chuyên ngành: Khoa học môi trường

Mã số: 9440301.01

LUẬN ÁN TIÉN SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:1 TS LÊ HỮU TUYẾN

2 PGS TS TRAN THỊ HONGHà Nội - 2022

ii

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học độc lập của riêngtôi Các số liệu sử dụng trong luận án có nguồn gốc rõ ràng, đã công bố theo đúngquy định Các kết quả nghiên cứu nêu trong luận án này là trung thực và chưa aicông bố trong bat kỳ công trình nào khác.

Nghiên cứu sinh

Nguyễn Thành Trung

+11

LỜI CẢM ƠN

Trước tiên, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc tới TS Lê Hữu

Tuyến và PGS TS Trần Thị Hồng đã tận tình hướng dẫn, động viên, danh nhiều

thời gian trao đối và định hướng cho tôi trong suốt quá trình thực hiện luận án.

Tôi xin chân thành cảm on sự giúp đỡ, tạo điều kiện của tập thể lãnh đạo, cácnhà khoa học, cán bộ của Khoa Kỹ thuật Môi trường, trường Đại học Xây dựng HàNội; Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia HàNội; cán bộ thí nghiệm của Đại học EHIME-Nhật Bản; Học viện Quân Y; Việncông nghệ Môi trường - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam trong quátrình thực hiện và phân tích số liệu của luận án.

Tôi xin chân thành cảm ơn bạn bè, đồng nghiệp và gia đình đây là nguồn độnglực, nguồn động viên và truyền nhiệt huyết đề tôi hoàn thành luận án.

Nghiên cứu sinh

Nguyễn Thành Trung

1V

LOT CAM DOAN ovsesssssssessssssssssssssssssssssesssssssssssssssssssssssesssssssesssssssesssssssesssssssesssssses iiiLOT CAM ON wiissssssssssssssssssssssscssssssscsssssnscsssssnsesssssssesssssnsssssssssosesssnsesssssnsosssssssssesssnes iv

0 9):800979ic ) 4

DANH MỤC HÌNH 2 2£ ©Ss£©ss©SseE+seES2EEssEEseEvserssersetrsersserssersee 6

DANH MỤC CHỮ VIET TAT 5- << s2 s£ se s s£Ss£ss£ssessEseEseEsezsessese §

MỞ DAU s<- <4 EEE.A4EEEE.48EE7E1480EE771401 E002430 9072440922441 9244k 11

Ra ee 11

2 Mục dich nghiÊn CỨU -¿- ¿5c tt S3 xxx 1111111111111 11111 13

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu -¿-++£+2E+++EE++t2EEEEtEEEkerrrkrrrrrkerrek 13ÔN) 0090610 0u MA 145 Đóng góp mới của luận á1 c5 1t S9 1211119111 11111 g1 ng ng rkp 14

6 Giá trị khoa hoc và thực tiễn của luận án - ¿- 2c 52 k‡tk+EEEkEEEEEEkeEkrrkkerkee 15

7 Bố Cục Của Uận áñ - - 5c S1 211 2111211 911 911 931 9311 TH ng ng ưyệt 16

CHƯƠNG 1- TONG QUAN 5-5-5 << s2 se se EsEsEESESsESsEsEsersersersersese 171.1 Các hợp chat gây kích thích thụ thé thuộc nhóm hydrocacbon thơm đa vòng

07 ::i4 Ô 17

1.1.1 Nguồn phát thải PAHS vào khí quyỂM -2 525ccz25c5csScEveccrcrreeerrrre 221.1.2 Nông độ PAHs trong không khií -©52cze22EE+secEEEEEerrrEkterrrrrteerrrre 251.1.3 Tiêu chuẩn PAHS trong không khí -2ccee+2EE+eeserxeerrrrreeerrree 28

1.2 Nghiên cứu và xác định sự có mặt của PAHS trong bụI -. - 5x5 331.2.1 Tác động của bụi đối với sức khỏe CON ñgười -ss:©cccecccxscscvseesre 331.2.2 Nghiên cứu và xác định một số PAHs có trong ĐụiL ccccccceceerereree 36

1.3 Nguy cơ ảnh hưởng của PAHs đối với môi trường và sức khỏe con người 40

1.3.1 Nguy cơ ảnh hưởng tới môi trường của PA HHs «.c.cccceeceereeeeree 401.3.2 Nguy cơ rủi ro và ảnh hưởng đến sức khỏe con người của PAHš 421.4 Nghiên cứu đánh giá độc tính của một số hợp chat PAHs lên các thụ thé 51

1.4.1 Vai trò thụ thể đối với sức khỏe CON người -ccccc52cc5sccesccccseseed 511.4.2 Thử nghiệm sinh hoc xác định độc tinh cua một số hợp chất gây kích thích

thụ thể thuộc nhóm PAHS cssecsecssessesssessesssessessecsscssecsvsssessessueasesscsuessessessessessuessesaneese 341.5 Đánh giá độc tính tương đương BaP của một số hop chất PAHS 601.6 Đánh giá rủi ro gây đột biến gen và ung thư bởi một số hợp chat PAHs trong

bụi đối với sức khỏe con người s¿-©+sc22+++2EEEEEEE1122111127111171112211x2.E1xcrtrveg 65

1.7 Kết luận của Chương Ì - 2 ©©++£+2EE+++22EE11E2221111227111.227111 E1 cty 66CHƯƠNG 2 - DOI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 69

2.1 Tổng quát các nội dung cần thực hiện - 2c +z22++£+2E++++£E++e+rrxeerrr 692.1.1 Sơ đô khung nghiên cứu của luận đn -©e2+se+cE+setErxeeerrterrrreed 69

2.1.2 Các nội dung CAN giải QUYCL ceeccsccssssssssssssssesssssssessssssessssssessesssiessssseeesssseeessssees 702.2 Đối tượng nghiên cứu - + 2+2+++2EE+++22EE15122271111227111227111 221112 re 71

2.3 Địa điểm nghiên COU v.ccccccsccsscessssssesssssseessssssesssssseeessssssessssesssssseeesssssessessseessesseeesen 72

2.4 Phương pháp nghiên CỨU - tt St St E$EEESSEEEEEEEErtrekrkrrkrrrrkrkrrrrrsee 77

2.4.1 Phương pháp thu thập và xử lý MGU -©z+++e+cE+seterteerrrxerrrreed 772.4.2 Phương pháp phân tích hóa học xác định một số hop chất gây chất kích

thích thụ thể AMR thuộc nhóm PAH§ .-cccccccccrrrrieeeererrrirrrrrreriee 85

2.4.3 Phương pháp PAH-CALUX xác định độc tính tác động lên thụ thể trong

mẫu PRAM tÍCH - 2£ ©+5SE++2+EE+E£EEEXE12EE1527112211122111 2.112 Eeryeg 872.4.4 Phương pháp xác định độc tinh tương đương BaP của một số PAHs gây

kích thích thụ thé wissen 902.4.5 Phương pháp xác định nguy cơ gây đột biến gen và UN thu 94

2.4.6 Phương pháp xác định rủi ro gây ung thư theo thời gian sống 96

2.5 Phương pháp xử lý số i@U eecceescsseesssseesssseessssecsssseessseessssecsssseessseesssseesssseesssseeen 99

CHUONG 3 - KET QUA VÀ THẢO LUẬN -.5- 2° << cse ssessesse 101

3.1 Tình trạng ô nhiễm bụi mịn tại khu vực nghiÊn CỨU -¿-sc+c+x+x+serersr+ 101

3.2 Đánh giá sự phân bồ và nguồn phát thải của 16 PAHs gây kích thích thụ thé

có trong bụi mịn PM255, bụi thô PMo,5-10 và bụi tổng số TSP - 108

3.2.1 Đánh giá sự phân bố của 16 PAHs có trong bụi mịn PM? 5, bụi thô PM›,„s.

10 và bụi tổng số TSP viscecssssssssssssessssssessssssessssssscsssssssessssseessssueessssseeessssueessssueessssueeses 108

3.2.2 Đánh giá nguôn phát thải của 16 PAHs có trong bụi mịn PM›s, bụi thô

PM s.io và bụi tổng số TSP sessccsssssssssssssesssssssessssssessssssscsssssscsssssuessssssesesssseseesssseeessses 1243.3 Đánh giá tác động độc tính của 16 PAHs gây kích thích thụ thé có trong bụi

mịn PMas, bụi thô PMo5-10 và bụi tổng số TSP -:-2222cccc+cccvvsecerrre 126

3.3.1 Tác động độc tính cua 16 PAHs gây kích thích thu thể trong bụi mịn

PM:›, bụi thô PM2)5-10 và bụi tổng SỐ NY rr 126

3.3.2 Đánh giá độc tinh trong đương BaP và sự dong góp cua 16 PAHs gây

kích thích thụ thể trong bụi mịn PM›,s, bụi thô PMo,s.19 và bụi tong số TSP 1293.3.3 Đánh giá độc tính tương đương TCDD và sự đóng góp cua 16 PAHs gây

kích thích thụ thể //1871/78//7,/20000n1nẺẼ858®8 Ầ.Ầ.Ầ.Ầ.5 1383.4 Đánh giá khả năng gây đột biến gen và gây ung thư của 16 PAHs 139

3.4.1 Đánh giá khả năng gây đột biến gen của 16 PAHs gây kích thích thụ thể

trong bụi mịn PM›,s, bụi thô PM›,s.¡o và bụi tổng SỐ TSP series 1393.4.2 Đánh giá nguy cơ gây ung thư của 16 PAHs gây kích thích thụ thé trong

bụi mịn PM2,s, bụi thô PM2,5-10 và bụi tổng số TSP -ceccccce 143

3.5 Đánh giá rủi ro gây ung thư theo thời gian sống của 16 PAHs có trong bụi

mịn PM25, bụi thô PM›s-¡o và bụi tổng số TSP .-¿-2¿++2c2+zevvcvvseerrr 1470n — ,ÔỎ 1569i 161

DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIÁ LIÊN QUAN ĐÉN

00/9009 ` 1

TÀI LIEU THAM KHẢO - 2-2 e s2 se ©ssEss£EseesseEssersserssessersserse 2

PHU LỤC 5-5 9999999949100 000000008.980.080.910 0000960500900 23

DANH MỤC BẢNG

Bang 1 1 Tính chat vật lý của một số hợp chat PAHS 2-5 5552552 18

Bảng 1 2 Hệ số phát thai PAHs một số thiết bị sử nhiên liệu - 23

Bang 1 3 Tổng lượng PAHs một số quốc gia và khu vực trên thé giới 25

Bang 1 4 Bảng phân loại tính độc hại của một số PAHs theo IARC - 28

Bảng 1 5 Bảng giới hạn cho phép BaP một số quốc gia châu Âu 30

Bang 1 6 Chi tiết chỉ số các chất độc hại và ngưỡng đánh giá HELCOM 30

Bang 1 7 Tiêu chuẩn chất lượng không khí xung quanh của Trung Quốc 32

Bảng 1 8 Khả năng tồn tại trên pha khí và hạt của một số PAHs 37

Bảng 1 9 Tổng nồng độ một số PAHs tại các tỉnh thành ở Việt Nam 39

Bang 1 10 Chỉ số tối đa cho phép của một số PAHs trong thực phẩm của EU 44

Bảng 1 11 Chỉ số tối đa cho phép của BaP trong thực phẩm ở Trung Quốc 46

Bảng 1 12 Phân loại độc tính của một số hợp chất PAHs -5- 47Bang 1 13 Hệ số gây độc của một số hợp chat PAHs - ¿2222 s22 61Bảng 1 14 Hệ số độc tương đương BaP-REP của một số hợp chất PAHs 63

Bảng 2 1 Đặc điểm các vị trí AY mẫu - 2: 2£ ©5£+E£+Ex2EE+£E++rxezrxrrxesree 76Bảng 2 2 Hệ số độc tương đương và hiệu lực tương quan BaP của PAHs 91

Bang 2 3 Hệ số gây độc tương đương TCDD của PAHš 2- 2-5552 93Bang 2 4 Hệ số gây đột biến gen và ung thư của các hợp chat PAHs 95

Bảng 2 5 Giá trị các chỉ số tính toán rủi ro gây ung thư theo thời gian sống 98

Bang 3 1 Nong độ 16 PAHs trong bụi PMio của Hà Nội và một số thành phóKhac trén thé gidi T0 117

Bang 3 2 Nong độ 16 PAHs trong bụi min PMas của Hà Nội và một số thành phốkhác trên thé giới (ng/I) - 2-2 ¿++z+SE+EE+2E2EE£EEEEEEEEE21127171711211711 711.1 xe 119Bang 3 3 Tỷ lệ giữa các hợp chat PAHs va nguồn phát thải tương ứng 124

Bảng 3 4 Tỷ lệ đóng góp của 16 PAHs vào MEQ trong mẫu bụi 140

Bảng 3 5 Tỷ lệ đóng góp của 16 PAHs vào nguy cơ gây đột biến gen theođịa điểm nghiên Cứu ¿- ¿ -SE+SE+SE9EE+EE2EEEEEEEEEEEEEE21211211211217111 1111111 1y 142Bảng 3 6 Tỷ lệ đóng góp của 16 PAHs vào CEQ trong mẫu bụi 143

Bảng 3 7 Tỷ lệ đóng góp của 16 PAHs vào nguy cơ gây ung thư theo địa điểm

nghiên cứu

DANH MỤC HÌNH

Hình 1 1 Các nguồn phát thai PAHs vào môi trường - 2 5 s+cs2 s2 22

Hình 1 2 So sánh dự đoán phát thai PAHs theo bốn kịch bản của IPCC 27

Hình 1 3 Con đường phơi nhiễm PAHs của con người - 25525 5s43Hình 1 4 Cơ chế kích hoạt sinh học của BaP trong cơ thỂ 2-5 5z55+50Hình 1 5 Quá trình truyền tín hiệu thông qua gắn kết với phối tử của tế bào 51

Hình 1 6 Con đường vận chuyền các chat độc hai vào trong tế bào 52

Hình 1 7 Sơ đồ nguyên tắc của phương pháp PAH-CALUX . -: 59

Hình 2 1 Sơ đồ các bước thực hiện nghiÊn CỨU - «+ +s k*sssvssseessere 70Hình 2 2 Diễn biến ô nhiễm PM» trung bình 24 giờ năm 2019 tại Hà Nội 73

Hình 2 3 Vị trí lấy mẫu nghiên Cứu - 2 2 ¿+ E+EE+EE+EE+EE+E£E£Eerkerxerxrrsrree 74Hình 2 4 Mô hình thiết bị tách bụi đa tầng -2-©5¿©52+cx+cxcrxzreerxerrcres 79Hình 2 5 Sơ đồ quy trình xử lý mẫu 2-22 2£ ©+++++Ex+2E++zx++rxe+rxerxesree 85Hình 2 6 Sơ đồ quy trình thử nghiện sinh học CALUX -: -: =52 89Hình 3 1 Diễn biến nồng độ bụi PM25 tại Hà nội -2- 2 5555552 101Hinh 3 2 Méi tương quan nhiệt độ va nồng độ bụi PM: s trong năm 103

Hình 3 3 Diễn biến nồng độ bụi PM: s các tháng mùa thu-đông - 104

Hình 3 4 Diễn biến nồng độ bụi PM: theo giờ trong ngày - 105

Hình 3 5 Tổng nồng độ 16 PAHs trong bụi theo kích thước hạt - 109

Hình 3 6 Phân bố 16 PAHs trên bụi mịn PMa„s, bụi thô PMo)5-10 và - 111

Hinh 3 7 Nong độ 16 PAHs trong bụi min tai Hà Nội cua một SỐ nghiên cứu 112

Hình 3 8 Tổng nồng độ 16 PAHs trong mịn PM: s, bụi thô PM: s.¡o và bụitổng số TSP tại Hà Nộii - +52 S SE 1 E5 121215112121111 1111111111111 1111 1x6 114Hình 3 9 Tổng nồng độ của 16 PAHs trên PM:s tại Hà Nội - 115

Hình 3 10 Phân bố 16 PAHs theo vòng thơm trên bụi mịn PMz¿s, bụi thôPM: s.¡o và bụi tổng số TSPP 5: 5c tt E22 1211211212121111111 21121 1c 116Hình 3 11 Nồng độ của 16 PAHs trong bụi PMio tại một số thành phô 119

Hình 3 12 Nồng độ của 16 PAHs trong bụi PM> 55 tại một số thành phó 122

Hình 3 13 Phân bố 16 PAHs theo số vòng thơm trên bụi PM¡o, PM¿s tại

một số thành phỐ ¿2-2 + 2 E+EE+EE£EEE2EESEEEEEEEEEEEE2E1E7171171121171 71.1212 rxeE 123

Hình 3 14 Kết qua thử nghiệm biéu hiện gen theo cỡ hạt - 2-2 25c: 127Hình 3 15 Kết quả thử nghiệm biểu hiện gen theo địa điểm - 5-5: 129

Hình 3 16 Đóng góp của độc tinh tương đương lý thuyết (Theo-BaPTEQs)

trong tong AOC tim MNN 130

Hình 3 17 Tỷ lệ đóng góp 16 PAHs đối với Theo-BaPTEQs 131

Hình 3 18 Ty lệ đóng góp 16 PAHs đối với Theo-BaPTEQs -. - 132

Hình 3 19 Đóng góp của tông hiệu lực tương quan (Theo-BaPEQ) - 133

Hình 3 20 Tỷ lệ đóng góp của 16 PAHs đối với Theo-BaPEQs 135

Hình 3 21 Tổng hoạt tính CALUX-BaPEQs và độc tính lý thuyết 137

Hình 3 22 Tổng hoạt tính (CALUX-BaPEQs) và độc tính lý thuyết 138

Hình 3 23 Đóng góp của 16 PAHs vào tổng độc tính quy đồi theo TCDD 139

Hình 3 24 Tỷ lệ đóng góp của 16 PAHs vào nguy cơ gây đột biến gen theo[s)00100i30 0 17 141

Hình 3 25 Ty lệ đóng góp của 16 PAHs vào nguy co gây đột biến gen (MEQ)tại các địa điỀm -c- St tt v11 E11 111211111 111111111111111111111111 111111 EExrer 143Hình 3 26 Tỷ lệ đóng góp của 16 PAHs vào nguy cơ gây ung thư 145

Hình 3 27 Tỷ lệ đóng góp của 16 PAHs theo số vòng thơm trên CEQ theo dia diém 147

Hình 3 28 Rủi ro gây ung thư theo thời gian sông từ kết quả phân tích hóa học 150Hình 3 29 Rủi ro gây ung thư theo thời gian sống từ kết quả phân tích hóa học

theo các con đường phơi nhiễm - 2 ¿552 S++S+2EE2EE2EEEeEEerxerxervzrrzrerrers 151

Hình 3 30 Nguy cơ rủi ro gây ung thư theo thời gian sống từ kết quả thử nghiệm

biểu hiện gen -:- +52 2221921 1E 191121121121121111111111111 11.11111111 ryyg 155

Air quality index

Benzo [a] Pyren

Chemical ActivatedLUciferase gene

Chemically Activated

equivalent factorCarcinogenic

Dioxin ResponseElements

utagenic equivalent

x Mh &utagenic equivalent

National Institue forOccupational Safety

and Health

Oxygenated Policyclicaromatic hydrocarbonsOperational Street

Pollution Model

Policyclic aromatichydrocarbons

ung thu quốc tế

Rủi ro ung thư theo

hoạt động giao thông

Hydrocacbon thom đa

Đảm bao chất lượng

Quality Control /Kiém soát chất lượng

REP Relative Potencies Hiệu lực tương quanTEQ Toxic Equivalent Độ độc tương đương

TEF Toxic Equivalent Hệ số độc tương đương

TSP Total Suspended Bui tổng số

US-EPA United States of Cục Bao vệ môi trường

Enviroment Protection Hoa Kỳ

WHO World Health Tổ chức Y té thé giới

10

MỞ ĐÀU

1 Đặt vấn dé

Trong hàng thập kỷ trước, các nghiên cứu cho

thấy mức độ ô nhiễm không khí và bụi tại các thànhphố có liên quan đến tỷ lệ tử vong và bệnh tật, điềunày làm gia tăng mối đe dọa đến sức khỏe cộng đồng

[21, 44] Trong bụi gồm rất nhiều các thành phan từ

các hoạt động tự nhiên và do các hoạt động của con

người, đây là hỗn hợp không đồng nhất, có nhiềuchất, hợp chat bám dính vào và lơ lửng trong khôngkhí Khi xâm nhập vào cơ thể con người chúng gây ra

các tác động tiểm tàng, nguy hiểm và sẽ dẫn đến suy

giảm khả năng miễn dịch của cơ thé và tạo điều kiện

cho các bệnh truyền nhiễm Nhiều nghiên cứu cũng đã

chỉ ra mối liên quan đáng kể giữa nguy cơ gây tử vongkhi tiếp xúc lâu dài với bụi, đặc biệt là bụi mịn có

kích thước dưới 2,5 miromet (PM;s) [32, 33, 104].

Khi tiếp xúc với bụi, thông qua đường tiêu hóa,tiếp xúc qua da và đặc biệt là hệ hô hấp chúng được

vận chuyển sâu vào bên trong và lắng đọng trên bề

mặt phé quản và phế nang, tiếp xúc với các tế bàophổi gây mất cân bằng oxy và gây ra một loạt suy

giảm chức năng bình thường của tế bào hoặc thậm chi

khiến chúng tự chết [19, 191] Cơ thể con người cócầu trúc phức tạp và được tạo thành từ hàng nghìn tỷtế bào Trong các tế bào này có các thụ thể và ngày

11

càng có nhiều dẫn chứng về vai trò guan trọng của

thụ thể AhR trong tế bào bị bệnh AhR đóng vai trò

trung gian then chốt trong việc phản ứng với một loạtcác hợp chất độc hại gây kích thích như dioxin, cácpolyhalogen và các hợp chất hydrocacbon thơm đa vòng

(PAHs) Các phản ứng này bao gồm sự ức chế miễn dịch,

rồi loạn nội tiết, hội chứng giảm cân không có nguyênnhân, tăng sinh các tế bào biểu bì, khiếm khuyết khi

sinh và sinh ung thư [14, 71, 148].

Trên thê giới đã có nhiều nghiên cứu sử dụng cácdòng tế bào tái tổ hợp trong việc nghiên cứu xácđịnh, đánh giá độc tính hay tác động của độc chấtlên một số thụ thể [140, 148, 182] Tại Việt Nam đã

có một số nghiên cứu về mức độ ô nhiễm bụi mịn cũngnhư tác động của các hợp chất gây kích thích thụ thể

bám dính trên bụi mịn khu vực đô thị, tuy nhiên các

nghiên cứu này mới chỉ dùng lại ở việc nghiên cứu

điều tra, khảo sát, quan trắc về hiện trạng cũng nhưthành phần phân bỗ của các độc chất bám trên hạtbụi, mà chưa có các nghiên cứu áp dụng đồng thời

phương pháp phân tích hóa học hiện đại và phương

pháp thử nghiệm biểu hiện gen để xác định độc tính,

cũng như sự đóng góp và tác động của các chất ô

nhiễm lên thụ thể Để đánh giá được mức độ ảnh hưởngcủa hiện trạng ô nhiễm bụi cũng như tác động có hại

của các hợp chất 6 nhiễm bám trên hạt bụi cần thực

hiện nghiên cứu thực nghiệm để xác định và đánh giá

12

độc tính cũng như phân tích xác định hàm lượng của

các hợp chất ô nhiễm bám trên hạt bụi, từ đó có thểđánh giá được tác động của các hợp chất ô nhiễm đến

thụ thể cũng như đánh giá được tổng độc tính của các

hop chất trên bụi gây ra, đặc biệt lý giải được phan

độc tính mà khi sử dụng các phương pháp phân tích

hóa học thông thường không giải quyết được, đồngthời nhằm đưa ra cảnh báo nguy cơ rủi ro về sức khỏeđối với với cộng đồng, bảo vệ môi trường và giảipháp giảm thiểu ô nhiễm không khí Với các lý do

trên, tôi lựa chọn thực hiện dé tài "Nghiên cứu và

đánh giá hiện trạng ô nhiễm của các hợp chất

hydrocacbon thơm đa vòng (PAHs) trong bụi đô thị và

tác động độc tinh của nó lên thụ thể AhR“.

ung thư trong bụi mịn PM;s, bụi thô PMas.¡o và bụi tong số TSP;

— Đánh giá nguy cơ gây đột biến gen và rủi ro gây ung thư có trong bụi mịnPM) 5, bụi thô PM; s ¡o và bụi tổng số TSP tới sức khỏe con nguoi.

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

* Đối tượng nghiên cứu

— Các hợp chất PAHs có trong bụi min PMzs, bụi thô PMzs.¡o và bụi

tổng số TSP trong đô thị.

13

4 Nội dung nghiên cứu

Tình trạng ô nhiễm bụi mịn PM) tại khu vực nghiên cứu;

Đánh giá sự phân bố và nguồn phat thải của một số PAHs gây kíchthích thụ thể có trong bụi mịn PM;s, bụi thô PM;s¡o và bụi tổng SỐ

tổng số TSP tại khu vực nghiên cứu;

Đánh giá rủi ro gây ung thư theo thời gian sống của một số PAHs trong

bụi mịn PM;s, bụi thô PM;s.¡o và bụi tong số TSP.

5 Đóng góp mới của luận án

Đã nghiên cứu, áp dụng phương pháp thử nghiệm biểu hiện gen CALUX trong việc đánh giá độc tính của 16 PAHs gây kích thích thụ thể

PAH-AhR, có nguy cơ gây đột biến gen và gây ung thư trong bụi mịn PM;s,

bụi thô PMas.¡o và bụi tổng số TSP tại Hà Nội;

Đánh giá được độc tính tương đương BaP của 16 PAHs và đóng góp củatừng hợp chất này vào tông độc tính, nguy cơ gây đột biến gen và rủi rogây ung thư theo thời gian sống do phơi nhiễm với bụi mịn PM;s, bụi thô

PM; 5-10 và bụi tông sô TSP đôi với người dân tại khu vực nghiên cứu.

14

6 Giá trị khoa học và thực tiễn của luận án

~ Giá tri khoa hoc của luận an:

Luận án đã giải quyết bài toán tổng thê từ việc nghiên cứu đánh giáhiện trạng ô nhiễm bụi mịn tại khu vực đô thị đến việc xác định tính

cần thiết, cấp thiết của việc thực hiện nghiên cứu nhằm xác định thànhphần và độc tính của các độc chất bám dính trên bụi mịn PMs:s, bụi thôPM:;s.¡o và bụi tổng số TSP để từ đó đánh giá được tác động của cáchợp chất này đến thụ thể hydrocarbon (AhR) nói riêng và đến sức khỏe

cư dân khu vực nghiên cứu nói chung;

Luận án đã nghiên cứu tình trạng ô nhiễm bụi mịn khu vực đô thị Hà

Nội, từ đó đánh giá sự ảnh hưởng của nó đến sức khỏe người dân khi bị

phơi nhiễm với các hạt bụi có kích thước nhỏ, có khả năng xâm nhập

với thụ thể AhR.

Giá trị thực tiễn của luận án

Cung cấp dữ liệu sự phân bố các hợp chất PAHs có trong bụi mịn

PM¿s, bụi thô PM;s-¡o và bụi tong số TSP ở Hà Nội

Nhận dạng và xác định được nguồn thải phát sinh ra PAHs chủ yếu

trong không khí Hà Nội, phục vụ cho công tác quản lý chất lượng

không khí tại đô thị ở Việt Nam.

15

— Giá trị độc tinh của PAHs là cơ sở dé đánh giá tiềm năng gây ung thu

và đột biến gen đối với con người.

7 Bỗ cục của luận án

Luận án bao gồm 126 trang, 43 hình, 26 bảng, 199

tài liệu tham khảo.

Luận án bao gồm các phần chính như sau

- Mở đầu : 05 trang;

- Chươngl : Tổng quan 41 trang;

- Chương2_ : Đối tượng và phương pháp nghiên cứu 25 trang;- Chương3_ : Kết quả và thảo luận 44 trang;

- Kết luận : 03 trang;

- Kiénnghi : 01 trang.

16

CHƯƠNG 1- TONG QUAN

1.1 Các hop chất gây kích thích thụ thể thuộc nhóm

hydrocacbon thơm đa vòng (PAHs)

PAHs bao gồm hàng trăm hop chất có hai hoặc

nhiều vòng thơm kết hợp với nhau Cho đến nay đã có

rat nhiều nghiên cứu về độc tính của PAHs và tinh

trạng ô nhiễm PAHs trong không khí, có khả năng gây

ung thư hoặc gây đột biến gen cao Trong số đó có 16

PAHs có cấu trúc điển hình được quan tâm nhiều nhất

và đã được Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (US-EPA)

đưa vào danh mục để đánh giá rủi ro đối với sức khỏe

con người bao gồm : naphthalene (Nap),

acenaphthylene (Acy), acenaphthene (Ace), fluorene

(Flu), phenanthrene (Phe), anthracene (Ant),

fluoranthene (Fluh), pyrene (Pyr), benz[a]anthracene

(BaA), chrysene (Chy), benzo[b] fluoranthene (BbF),

benzo[k] fluoranthene (BkF), benzo[a]pyrene (BaP),

indeno[1,2,3-c,d]pyrene (IDP), dibenz[a,h]anthracene(DBA), benzo[g,h,i]perylene (BgP) Trong đó BaP

thường được sử dụng làm chất chỉ thị cho mức độ phơi

nhiễm của các PAHs gây ung thư, vì đóng góp cao củaBaP so với tổng tiểm năng gây ung thư, khoảng 51-64%

Các hop chất PAHs trọng lượng phân tử thấp tổn

tại trong khí quyển chủ yếu ở pha hơi (thường từ 2đến 3 vòng thơm) và trên hạt bụi (từ năm vòng thơm

17

trở lên), còn PAHs có bốn vòng thơm, phụ thuộc vàonhiệt độ khí quyển được phân chia giữa hai pha hày

[162] PAHs liên kết với hạt bụi được coi là rấtnguy hiểm đối với sức khỏe con người Hầu hết các

PAHs có thể gây ung thư ở người được phát hiện có

liên quan đến các hạt bụi, đặc biệt là các hạt bụimin trong không khí Nhiều quốc gia đã dé xuất giớihạn nồng độ đối với PAHs trong không khí, trong khicác nghiên cứu về phơi nhiễm PAHs liên quan sức khỏecũng khuyến nghị các chất ô nhiễm này nên được ưu

tiên trong quản lý chất lượng không khí và đánh giátác động đến sức khỏe con người.

PAHs có nhiệt độ sôi và nhiệt độ nóng chảy cao.

Ở điều kiện thường, chúng tổn tại ở dạng rắn không

màu, màu trắng, hoặc vàng nhạt [165] Các hợp chất

PAHs có độ hòa tan thấp trong nước nhưng tan tốttrong các dung môi hữu cơ và ưa chất béo Công thức

cấu tạo và một số tính chất vật lý của 16 PAHs điển

hình [154] theo Bảng 1.1.

Bảng 1 1 Tính chất vật lý của một số hợp chất PAHs

18

Khối Nhiệt đô Hòa tan

iét độ say TA ‹ k

TT Tên Cấu t lượng nóng cha Nhiệt độ | Apsuat | trong

(viết tắt) 2u bạo phân %G y sôi “C) | (mmHg) nước

TT (viết tắt) Cầutạo | phan moc *Y) soiC) | (mmHg) | nước

hai nhóm, nhóm mạch thẳng hoặc rẽ nhánh và nhóm dạng

tổ ong khi nỗi các tâm benzen với nhau Nói chung,các PAHs mạch thẳng, như Ant, Nap phân huỷ nhanhchóng dưới ánh sáng trực tiếp Các PAHs dạng rẽnhánh hoặc dạng tổ ong là chất phân hủy chậm hơn

hoặc ít bị phân hủy, đây là những phân tử có cấu

trúc ổn định nhất [94] Do được cấu tạo từ những

vòng thơm nên tính chất hóa học của PAHs cũng giốngnhư của hydrocacbon thơm là có thể tham gia phản ứng

thế và phản ứng cộng Ngoài ra, PAHs cũng tham gia

phản ứng quang hóa trong không khí, đây là phản ứngquan trọng trong việc phân hủy PAHs có trong khí

Đặc tính quang của các hợp chất gây kích thích thụthể thuộc nhóm PAHs

Ánh sáng mặt trời có thành phần chính là hon 90%

ánh sáng nhìn thấy có bước sóng từ 400-700nm, khoảng

10% là tia cực tim (UV) và các tia khác [31] PAHs

có phổ hấp thụ tia cực tím rất đặc trưng, mỗi cấutrúc vòng có một phổ UV duy nhất, do đó mỗi đồng

phân có một phổ hap thu UV khác nhau Điều này đặcbiệt hữu ích trong việc xác định PAHs Hầu hết các

PAH cũng là chất huỳnh quang, phát ra các bước sóng

ánh sáng đặc trưng khi chúng bị kích thích như khi

hấp thụ ánh sáng Các PAHs có thể hấp thụ tia cực

tím có bước sóng từ 320-400nm và ánh sáng nhìn

thấy Do đó kích thích electron trong phân tử tạo ra

20

sự sắp xếp cầu trúc không 6n định của PAHs, từ đó

hình thành các hợp chất trung gian khi bị kích thích

bởi 6 xy hoặc các phân tử khác xảy ra trong tếbào Các chất trung gian này có thể gây hại cho cácthành phần của tế bào như màng tế bào, axit nucleic

hoặc protein Da người khi bị nhiễm PAH có tiếp xúcvới ánh sáng mặt trời thì có thể gây ra sự phân cắtsợi đơn DNA, quá trình oxy hóa các gốc DNA và hình

ung thư, nhóm 2A có thê gây ung thư, nhóm 2B có khả năng gây ung thư chongười và nhóm 3 là chưa phân loại là chất gây ung thư đối với con người.

Trong các hợp chất PAHs thì BaP được coi là một trong những PAHs gây ungthư lớn nhất và thường được sử dụng làm chất đánh dau phơi nhiễm dé đánh

giá rủi ro Một số cơ quan trong cơ thé dé bị hình thành khối u do tiếp xúc lâu

đài với PAHs như phổi, da, thực quản, ruột kết, tuyến tụy, bảng quang và vú

của phụ nữ [152].

21

1.1.1 Nguồn phát thải PAHs vào khí quyển

Các hợp chất PAHs phát thải vào môi trường không

khí chủ yếu là từ các hiện tượng tự nhiên như núi

lửa, cháy rừng hoặc các hoạt động của con người như

đốt sinh khối, sử dụng nhiên liệu hóa thạch Ngoài

ra PAHs còn có thể phát thải từ đất và nước, do PAHs

xâm nhập thông qua các hoạt động tu các nha máy công

nghiệp, nhà máy xử lý nước thải, các khu vực có chứa

chất thải nguy hại, sau đó khuếch tán vào không khí.

Sự khuếch tán của PAHs trong môi trường phụ thuộc

vào mức độ hòa tan trong nước và mức độ bay hơitrong không khí.

Nguồn gây 6 nhiễm PAHs thể hiện trên Hình 1.1,được chia thành hai loại chính là các nguồn phát

thải do con người và các nguồn phát thải tự nhiên.

Các nguồn phát thai tự nhiên chủ yếu do cháy rừng [36, 187] và núi lửa[93], một số PAHs phát thải từ tự nhiên rất độc hại và bền vững trong môi

trường từ các sản phẩm dầu mỏ tự nhiên, quá trình thối rữa hoặc tổng hợp từthực vật Nguồn phát thải PAHs do hoạt động của con người chủ yếu từ đốt

nhiên liệu hóa thạch, khí thải từ giao thông [15], đốt sinh khối [52, 139], rácthải [51] và khói thuốc lá [17].

Hai ng6n phát thải PAHs này kết hợp với nhau di chuyên trong khôngkhí và phát tán lên bầu khí quyên di chuyển khắp nơi trên trái đất Chúng là

những chất gây ô nhiễm khá bền vững phân bố rộng Hệ số phát thải củaPAHs được tính toán dựa trên các phép đo thực tế [159] Bảng 1.2 nêu lên hệsố phát thai PAHs của một số loại nhiên liệu và thiết bị.

Bảng 1 2 Hệ số phát thải PAHs một số thiết bị sử nhiên liệu

STT Loại nhiên Hệ số phát Loại lò đốt Tríchliệu thải /động cơ dẫn

STT Loại nhiên Hệ số phát Loại lò đốt Tríchliệu thải /động co dẫn

— Phenanthrene: sản xuất nhựa và thuốc trừ sâu;

— Pyrene: sản xuât chat mau.

Theo mô hình PKU-FUEL-2007, mô phỏng lượng phát thải PAHs vào

không khí năm 2007, cho thấy đốt sinh khối thương mại và sinh hoạt chiếm

60,5%, đốt sinh khối ngoài đồng, phá rừng và cháy rừng chiếm 13,6% và

phương tiện giao thông là 12,8% Kết quả cũng cho thấy khu vực phía Nam,

phía Đông và Đông Nam Á là những khu vực có mật độ phát thải PAHs caonhất, đóng góp 50% tổng lượng phát thải PAHs trên toàn cau [159].

24

Với diện tích lớn thứ tư và dân số đứng thứ nhất

trên thé giới, Trung Quốc là quốc gia phát thải PAHs

lớn nhất Trong tám lĩnh vực nghiên cứu và thu thập

số liệu: nông nghiệp, khai thác mỏ, công nghiệp nhẹ,

công nghiệp nặng, sản xuất điện, xây dựng, giaothông vận tải và các nguồn khác cho thấy tổng lượng

phát thai của các ngành đã tăng 92% (từ 28,0 kt lên

53,7 kt) từ năm 2002 đến 2012 [110].

1.1.2 Nồng độ PAHs trong không khí

Không khí là nguồn tiếp nhận chính của PAHs do

các hoạt động của con người thải ra Phạm vi và sự

phân bỗ PAHs trong không khí phụ thuộc vào các hoạt

động sản xuất công nghiệp, các hoạt động giao thông

và các hoạt động dan sinh khác của con người [192].

Néng độ các hợp chất PAHs trong không khí xung quanhtrên một số quốc gia và khu vực trên thế giới đượctóm tắt trong Bảng 1.3.

Bảng 1 3 Tổng lượng PAHs một số quốc gia và khu vực trên thế giới

ihe vực Nồng độ Khu vực Ghi chú h la

Liên hiệp Anh 0.29 — 0,13 Nông thôn ngBaP-TEQ/mỶ [28]

(UK) 0,12—2 Đô thị

0,25 - 1,4 Ngoai 6

My (US) 1,4 — 2,4 ng/m? - BaA, BaP, [115]

1123Pva BgP

Chau Au 2,243 + 1,772 Đô thị 315 PAHs [56]

(Europe) ng/m?

A rap 013 — 515,76 Đô thị > 16PAHs [24]

25

une vực Nồng độ Khu vực Ghi chú h la

của con người là nguyên nhân chính phát thải PAHs.

Trong các hoạt động của con người, khí thải từ giao

thông được coi là nguồn phát thải chính đóng góp vàonồng độ PAHs tại các khu vực đô thị trên thé giới

[112, 134] Mức phát thải của 16 PAHs hàng năm từ

các phương tiện cơ giới trong giai đoạn 2020 đến

2030 theo bốn kịch bản IPCC (A1B, A2, B1, B2) [160]cho thấy tổng lượng phát thải PAHs toàn cầu có xuhướng giảm, năm quốc gia (Hoa Kỳ, Đức, Nga, TrungQuốc, Ấn Độ) là các nước cũng được dự báo giảm trong

giai đoạn này khi các biện pháp kiểm soát phát thảiđược áp dụng (Hình 1.2) Tuy nhiên, xu thể này giảmnhưng không đáng kể do sự gia tăng nhanh chóng đốivới các nước đang phát triển.

26

16PAH annual emission, Gg16PAH annual emission, Gg

nếu áp dụng các biện pháp kiểm soát

khí thải từ phương tiện giao thông Như vậy về tổng

thể, lượng phát thải PAHs từ phương tiện giao thôngtrên thé giới có thể giảm néu các quốc gia kiểm soát

Theo báo cáo hiện trạng môi trường quốc gia của

Việt Nam giai đoạn 2016-2020 cho thay các thông số 6nhiễm mới chỉ thể hiện ở nồng độ bụi PMs,

Nhiều nghiên cứu cho thấy trong tổng lượng phát thải có chứa PAHs

trọng lượng phân tử cao gây ung thư và tỷ lệ PAHs gây ung thư ở các nước

đang phát triển cao hơn so với các nước phát triển [73].

1.1.3 Tiêu chuẩn PAHs trong không khí

Tổ chức Y tế Thế giới đã công nhận PAHs là chất gây ung thư và sửdụng BaP làm chất chỉ thị của các hợp chất PAHs Theo hướng dẫn của WHO

cho Châu Âu ước tính nguy cơ ung thư phổi là 8,/7x105 nếu hít thở phải

không khí bi 6 nhiễm 1 ng/m? BaP trong 70 năm cuộc đời [189].

Cơ quan Nghiên cứu Ung thư Quốc tế đã đánh giá có khoảng 60PAHs đã được đưa vào nghiên cứu, trong đó Benzo[a]pyrene, được phân loạilà chất gây ung thư cho người (Nhóm 1) Dibenzo[a,h]anthracene và

Benzo[a]anthracene được phân loại là có thể gây ung thư cho người (Nhóm

2A) trong khi Benzo[b]fluoranthene, Benzo|J]fluoranthene,

Benzo[k]fluoranthene, Chrysene, Naphthalene và Indno[1,2,3-cd]pyrene được

phân loại là có kha năng gây ung thu cho người (Nhóm 2B) Một số PAHs

khác chưa phân loại về khả năng gây ung thư của chúng đối với con ngườithuộc nhóm 3 Phân loại cấp độ độc hại 16 PAHs do IARC khuyến cáo thể

hiện trong Bảng 1.4.

Bang 1 4 Bang phân loại tính độc hại của một số PAHs theo IARC

Tên Công thức | Nhóm gây Nhóm có Nhóm °9_ ÍNhóm chưaTM (viet tat) cấutạo | ungthu |" Sy ung) khẩnãng chien cứu` 8 thư gây ung thư b

"XI 12 nta thư gây ung thư

12 oe CyH), 3

Chương trình không khí sạch cho châu Au đã dé ra các mục tiêu về

quôc gia đôi với một sô chât ô nhiễm khí quyên đã xâm nhập có hiệu lực vào

ngày 31 tháng 12 năm 2016 Các quốc gia thành viên phải chuẩn bị và cậpnhật các kiêm kê phát thải quốc gia đối với PAHs, dự báo phát thải của quốc

gia đối với PAHs, đồng thời lập một báo cáo kiểm kê dé cung cấp thông tin.Một sô Quoc gia Thành viên chau Au đã đặt ra các tiêu chuân chat lượng môi

trường riêng cho BaP và PAHs không bắt buộc (Bảng 1.5).

29

Bang 1 5 Bang giới hạn cho phép BaP một số quốc gia châu Au

Giới han cho Giới hạn trung bìnhNước phép năm

(ng/m3) [154] (ng/m3) [154]

Bi 1,0 0,5Croatia 2,0 0,1

Đức - 10,0Ha Lan 1,0 0,5

Bảng 1 6 Chỉ tiết chỉ số các chất độc hại và ngưỡng đánh giá HELCOM

Chat Danh gia Ngưỡng cho phép

Benzo[a]pyrence Hệ sinh thái 5ug/ kg uUdt,

(chinh) động vật giáp xácvà động vật thâm

Eluoranthene Hệ sinh thái 30pg/ kg ust,

(phu) động vat giáp xác

30

Chat Đánh giá Ngưỡng cho phép

Công ước Bảo vệ Môi trường Biển Đông Bắc Dai Tây Dương(OSPAR) đã đưa PAHs vào mục tiêu cần được giám sát và hành động ưu tiêndo nồng độ PAHs có xu hướng tăng lên trong thời gian qua Chương trình

Giám sát và Đánh giá Bắc Cực (AMAP) cũng đưa 16 PAHs (theo phân loạicủa US EPA) và các dẫn xuất của chúng trong trọng tâm của chương trình déđánh giá rủi ro đối với hệ sinh thái.

Nhu vậy có thé thấy, danh sách 16 PAHs được US EPA ban hành từ

năm 1976, hiện nay vẫn được các tô chức hướng dẫn dé xác định và ước tính

lượng phát thai PAHs đối với các quốc gia thành viên.

Còn tại các quốc gia, cũng đã đưa ra giới hạn của một một số hợpchất PAHs cụ thể vào trong quy chuẩn, tiêu chuẩn bắt buộc áp dụng Tại

Canada, các hợp chất PAHs như Benzo[a]pyrene, Benzo[b]fluoranthene,

Benzo[j] fluoranthene, Benzo[k]fluoranthene, và Indno[1,2,3-cd]pyrene, được

coi là các chất độc nhất trong các hợp chất của PAHs và được đưa vào danhsách ưu tiên đánh giá Một số nghiên cứu gần đây cũng dang đưa ra cần bổ

sung thêm các hợp chất khác ngoài 16 PAHs.

Tại châu Á, Trung Quốc quy định giá trị giới hạn cho các chất ô

nhiễm không khí đối với PM¿„s, PM¡o và BaP trong tiêu chuân GB 3095-2012.

31

Cu thé, loại 1 được ap dung cho cac khu vuc bao tồn, vườn quốc gia, và khuvực đặc biệt; loại 2 được áp dụng cho tất cả các khu vực khác Bảng 1.7 trình

bày các giá trị giới hạn trong tiêu chuân GB 3095-2021 của chính phủ Trung

Bảng 1 7 Tiêu chuẩn chất lượng không khí xung quanh của Trung Quốc

- - Giới han (ug/m*) [199]

Còn đối với Việt Nam, mới chỉ quy định nồng độ

của Naphatalen trong không khí xung quanh theo QCVN

06: 2009/BTNMT là 500 pg/m? (trung bình 8 gid) và

150 pg/m? (trung bình 24 giờ) Còn đối với khu vựclàm việc trước đây trong Quyết định 3733/2002/QD-BYT

là 40 mg/m? (trung bình 8h), tuy nhiên bản soát xét

và chỉnh sửa nâng cấp lên QCVN 03:2019/BYT thì đã bỏđi hợp chất này.

32

1.2 Nghiên cứu và xác định sự có mặt của PAHs trong

1.2.1 Tác động của bụi đối với sức khỏe con người

Trong hàng thập kỷ trước, các nghiên cứu cho

thấy mức độ ô nhiễm không khí tại các thành phố có

liên quan đến tỷ lệ tử vong và bệnh tật, điều nàylàm gia tăng mối đe dọa đến sức khỏe cộng đồng [21,44] Không phải tất cả các hạt bụi đều độc hại như

nhau nhưng chúng đều có nguy cơ ảnh hưởng đến sức

khỏe, mặc dù có nhiều tranh cãi liên quan đến tửvong do tiếp xúc với PM,5 Hiện nay có rất nhiều các

quốc gia trên thê giới đã đưa giá trị giới hạn củabụi mịn PM¿¿;s vào các tiêu chuẩn để thực thi trong

thực tế.

John F.Gamble (1998) đã nghiên cứu sáu thành phố

của My và thống kê cho thấy bụi PM:.5 trong không khíthậm chí còn độc gấp từ 35-1.000 lần so với khói từmột diéu thuốc lá it hắc in (low tar) [55] Dockeryvà cộng sự (1993) tién hành nghiên cứu sáu thành phố

của Havard (Mỹ) đối với 8000 người trong vòng từ

14-16 năm, sử dụng mô hình hồi quy Cox để ước tính tỷlệ rủi ro theo tuổi, giới tính, hút thuốc, trọng

lượng cơ thể, giáo dục và phơi nhiễm nghề nghiệp

cũng cho thấy nguy cơ tử vong tăng cao có liên quanchặt chẽ với PM,5 [45] Một số nghiên cứu gần đâycũng chỉ ra mỗi quan hệ đáng kể giữa nguy cơ gây tửvong khi tiếp xúc lâu dài với PM:.5 trong không khí

[32, 33, 104].

33

Hạt bụi có kích thước càng nhỏ thì càng dễ dàng

xâm nhập vào phổi, làm tăng tần xuất và mức độnghiêm trọng của bệnh đặc biệt là viêm phế quản, hen

xuyễn và các bệnh phổi khác đồng thời giảm khả năng

chống lại bệnh nhiễm trùng của cơ thể Các hạt bụicó kích thước nhỏ hơn 10pm có ảnh hưởng nhiều nhất

tới sức khỏe của con người, các hạt bụi này có thể

xâm nhập vào đường hô hấp trên từ mũi đến phé quảnvà tới phế nang sâu dưới phổi [118] Bui có kích

thước từ 5-10um có thé dong trong khí quản, trong

khi kích thước nhỏ hơn từ 1-5ym có thé lắng đọng

trong tiểu phế quản và phế nang nơi xảy ra quá trìnhtrao đổi khí [119] Các hạt bụi này có thể ảnh hưởngđến quá trình trao đổi khí trong phổi thậm chí có

thể xâm nhập vào máu gây ra các ảnh hưởng nghiêmtrọng đến sức khỏe Các hạt bụi nhỏ hon 1 pm hoạt

động tương tự như các phân tử khí, chúng sẽ xâm nhập

xuống các phê nang và di chuyển sâu hơn vào các môtế bào, hệ thống tuần hoàn [177].

Hạt bụi là hỗn hợp không đồng nhất bao gồm rấtnhiều các thành phần phát thải ra từ các hoạt độngtự nhiên và do con người Các nghiên cứu dịch tễ học

cũng cho thấy việc tiếp xúc với các hạt bụi min

trong không khí liên quan xấu đến sức khỏe, gây độctính cao từ khí thải diesel [161], gây đột biến vacó độc tính di truyền của bụi PM2,5-0,3 trong môitrường không khí gần khu công nghiệp [125].

34

1.2.1.1 Tác động dén đường hô hap

Sau khi hít vào và lắng đọng trên bề mặt phếquản và phế nang, PM 2.5 duoc vận chuyển vào các tếbào phổi gây mất cân bằng oxy và gây ra một loạt các

suy giảm chức năng bình thường của các tế bào đó,hoặc thậm chí khiến chúng chết theo các cách tự chếthoặc những cách khác [120, 191] Kết quả là, độ

phông của phổi sẽ giảm đi đáng kể, ngay cả đối với

75] PMo,5 có thé làm suy giảm chức năng của hệ thống

thần kinh tự chủ tim (ANS) và dẫn đến suy giảm sựbiên thiên nhịp tim (HRV), và được coi là một yếu tố

nguy cơ độc lập đối với bệnh tật và tử vong tim

Tiếp xúc với PM;a,s đã được chứng minh là có liênquan đến các bệnh tim mạch, xơ vữa động mạch tăngtốc (AS) [11] Cả chứng viêm và rồi loạn chức năngnội mô đều được coi là những cơ chế quan trọng để

kích hoạt AS [113] Té bào nội mô được chứng minh

la đóng vai trò trung tâm trong phản ứng với PM2.5 do

35

chúng tham gia đồng thời vào các sự kiện tiền viêm

Các nghiên cứu trên đã cho thấy tác động của bụi ảnh hưởng đến sứckhỏe con người khi chúng được xâm nhập vào trong cơ thể Như chúng ta đãbiết, trong các nghiên cứu đều cho thấy cơ thể con người có cấu trúc phức tạp,

có rất nhiều các cơ quan, các mô, chúng được cấu tạo từ hàng nghìn tỷ cáctế bào [25] như tế bào da, phổi, tim, Khi bị các tế bao bị phơi nhiễm với cácchất độc hại, chúng làm suy giảm chức năng của các cơ quan liên quan và đượcbiểu hiện qua viêm nhiễm thậm chí là ung thư Trong các tế bào có các thụ thể,ngày càng có nhiều dẫn chứng về vai trò quan trọng của thụ thể AhR trong tế

bào bị bệnh Thụ thế AhR được biểu hiện trong nhiều loại khối u, trong các tế

bào ung thư và chức năng của thụ thể đã được xác định trong các nghiên cứucan thiệp RNA, ức chế hoặc biểu hiện quá mức gen [155].

1.2.2 Nghiên cứu và xác định một số PAHs có trong

Có rất nhiều nghiên cứu xác định cấu tạo vàthành phần các chất có trong bụi mịn (PMas-io va

PM;s) như của Norhayati Mohd Tahir và cộng sự

(2013), theo nghiên cứu này có 6 thành phần chínhđóng góp trong bụi mịn của khu vực, bao gồm: sol khíkhoáng chất (đất), phương tiện cơ giới, đại dương,

giao thông và đốt sinh khếi [166] Nghiên cứu củaChow và cộng sự (2002) về thành phần hóa học của bụiPMio và PMo,5 ở thành phố Mexico cho thấy thành phan

hóa học trong bụi khác nhau theo kích cỡ hạt, khác

nhau theo địa điểm và vi trí lấy mẫu, phần lớn khốilượng bụi bao gồm các thành phần cacbon, sunfat,

nitrat, amoni và lớp vo [37] Theo nghiên cứuBukowiecki và cộng sự (2010) tại Zurich xác định

36