Mức độ tồn lưu PCBs trong dầu biến thế tại một số cơ sở ở khu vực miền bắc và đánh giá nguy cơ rủi ro

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN *** Phạm Thị Chung MỨC ĐỘ TỒN LƯU PCBs TRONG DẦU BIẾN THẾ TẠI MỘT SỐ CƠ SỞ Ở KHU VỰC MIỀN BẮC VÀ ĐÁNH GIÁ NGUY CƠ RỦI RO TỚI MÔI TRƯỜNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – 2015 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN *** Phạm Thị Chung MỨC ĐỘ TỒN LƯU PCBs TRONG DẦU BIẾN THẾ TẠI MỘT SỐ CƠ SỞ Ở KHU VỰC MIỀN BẮC VÀ ĐÁNH GIÁ NGUY CƠ RỦI RO TỚI MÔI TRƯỜNG Chuyên ngành : Khoa học Môi trường Mã số : 60440301 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS DƯƠNG HỒNG ANH Hà Nội – 2015 Lời cảm ơn Với lòng biết ơn sâu sắc, em xin chân thành cảm ơn TS Dương Hồng Anh công tác Trung tâm Nghiên cứu Công nghệ Môi trường Phát triển bền vững (CETASD) tận tình hướng dẫn em suốt thời gian thực luận văn Mặc dù bận rộn công việc cô giành nhiều thời gian tâm huyết việc hướng dẫn, góp ý, sửa chữa sai sót giúp em hoàn thành tốt đề tài nghiên cứu Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Ban giám Hiệu trường Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà nội, Ban chủ nhiệm khoa Môi trường toàn thể quý thầy cô giảng dạy dìu dắt em suốt năm học tập rèn luyện trường Em xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Trung tâm Nghiên cứu Công nghệ Môi trường Phát triển bền vững (CETASD) thầy cô, anh chị phòng thí nghiệm tận tình giúp đỡ, tạo điều kiện cho em hoàn thành tốt luận văn Cuối em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình, bạn bè động viên, giúp đỡ em suốt thời gian học tập hoàn thành luận văn tốt nghiệp MỤC LỤC MỞ ĐẦU Chương 1: TỔNG QUAN 1.1.Giới thiệu chung hợp chất PCB 1.1.1.Định nghĩa, công thức cấu tạo, tên gọi, phân loại 1.1.2.Tính chất hóa, lý PCB 1.1.3.Ứng dụng PCB 1.1.4.Trạng thái tồn tại, phân bố trình lan truyền PCB môi trường 1.1.5 Ảnh hưởng PCB tới môi trường sức khỏe người 1.2 Tình hình sử dụng, thực trạng ô nhiễm PCB giới Việt Nam 1.3 Vấn đề quản lý, kiểm soát xử lý PCB Việt Nam 13 1.3.1 Hiện trạng quản lý PCB Việt Nam 13 1.3.1.1.Các quy định pháp lý liên quan tới PCB 13 1.3.1.2 Kế hoạch kiểm soát PCB, phương pháp phân tích PCB dầu 17 1.3.2 Kế hoạch Quốc gia việc xử lý chất ô nhiễm hữu khó phân hủy PCB dầu máy biến thiết bị điện 19 1.3.3 Một số biện pháp xử lý PCB môi trường 21 Chương 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23 2.1.Mục tiêu, phạm vi nội dung nghiên cứu 23 2.2.Trang thiết bị, dụng cụ, hóa chất 23 2.2.1 Thiết bị dụng cụ 23 2.2.2 Hóa chất 24 2.3 Thu thập bảo quản mẫu 24 2.4 Phương pháp nghiên cứu 27 2.4.1 Phương pháp xác định tổng clo điện cực chọn lọc ion 28 2.4.2.Phương pháp phân tích xác sắc ký khí 30 2.4.3 Phương pháp thu thập số liệu 35 2.4.4.Phương pháp thống kê xử lý số liệu 36 2.4.5.Phương pháp đánh giá rủi ro môi trường 36 Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 37 3.1 Kết phân tích nhanh 37 3.2 Kết phân tích sắc ký 40 3.3 Mối tương quan kết phân tích nhanh phân tích sắc ký 52 3.4 Đánh giá nguy rủi ro tới môi trường 55 KẾT LUẬN 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO 62 PHỤ LỤC DANH MỤC BẢNG Bảng Tên thương mại số hỗn hợp PCB Bảng Các nhóm (họ) PCB, tên số đồng phân nhóm Bảng Tính chất hóa lý vài Aroclo thường gặp Bảng Các phương pháp phân tích PCB, phạm vi ứng dụng ưu nhược điểm 18 Bảng Phân loại mẫu theo vị trí địa lý địa điểm lấy mẫu 25 Bảng Thời gian lưu mảnh phổ cấu tử PCB phân tích 33 Bảng Hệ số tương ứng với nhóm PCB kĩ thuật 35 Bảng Độ lặp lại phương pháp 37 Bảng Kết đánh giá phương pháp phân tích 40 Bảng 10 Quy đổi kết cấu tử PCB Aroclo tương ứng 42 Bảng 11 Tổng hợp kết phân tích PCB mẫu dầu phương pháp GC/MS 43 Bảng 12 Kết phân tích sắc ký 57 mẫu dầu biến 46 Bảng 13 So sánh kết số mẫu hai phương pháp phân tích 52 Bảng 14 Kết phân tích sắc ký 14 mẫu dầu 54 Bảng 15 Kết phân tích sắc ký mẫu đất 55 Bảng 16 Kết phân tích mẫu đất (µg/kg) 56 DANH MỤC HÌNH Hình Công thức cấu tạo PCB vị trí phân tử PCB Hình Mẫu dầu biến 25 Hình Thiết bị L2000DX……………………………………………………… 28 Hình Mẫu xử lý để lắng .28 Hình Sơ đồ thiết bị sắc ký khí .30 Hình Sự phân bố khoảng nồng độ PCB mẫu dầu đo phương pháp phân tích nhanh (tổng số mẫu: 339) 38 Hình Biểu đồ thể phân bố khoảng nồng độ phân tích nhanh chia theo khu vực 39 Hình Sự phân bố khoảng nồng độ PCB 111 mẫu dầu 44 Hình Số lượng mẫu chia theo Aroclo kĩ thuật (n=57 mẫu) 45 Hình 10 Sắc đồ mẫu dầu 02632 .50 Hình 11 Sắc đồ mẫu dầu 01425 .50 Hình 12 Sắc đồ mẫu dầu 02620 .51 Hình 13 Sắc đồ mẫu dầu 25150 .51 Hình 14 Mối liên quan kết phân tích nhanh phân tích sắc ký khoảng nồng độ phân tích nhanh 53 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT PCB Polyclo Biphenyl USEPA Cục Bảo vệ Môi trường Hoa kỳ BTNMT Bộ Tài Nguyên Môi trường TTBTNMT Thông tư tài nguyên môi trường CTNH Chất thải nguy hại QLCTNH Quản lý chất thải nguy hại QCVN Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia ĐTM Đánh giá tác động môi trường POP Chất ô nhiễm hưu khó phân hủy MỞ ĐẦU Polyclo biphenyl (PCB) sử dụng rộng rãi làm chất phụ gia chất làm nguội, vật liệu cách nhiệt chất bôi trơn dùng cho thiết bị điện máy biến tụ điện, chất lỏng thuỷ lực, chất hoá dẻo sơn phủ bề mặt PCB 22 hóa chất/nhóm hóa chất hữu khó phân hủy có tiềm gây hại cho sức khỏe người môi trường, nhóm hóa chất mục tiêu phải loại bỏ theo cam kết Công ước Stockholm hóa chất POP Việt Nam ký Công ước Stockholm vào ngày 23 tháng 05 năm 2001, phê chuẩn ngày 22 tháng 07 năm 2002, ban hành kế hoạch hành động quốc gia vào ngày 10 tháng 08 năm 2006 [1] Kế hoạch đưa 15 lĩnh vực hành động ưu tiên Việt Nam nhằm đáp ứng nghĩa vụ tham gia Công ước Quản lý PCB hành động ưu tiên số (khắc phục hậu khu vực bị nhiễm PCB) số (loại bỏ PCB sử dụng công nghiệp, đặc biệt thiết bị điện) Chương trình hành động quốc gia đưa lộ trình loại bỏ việc sử dụng thiết bị chứa PCB vào năm 2020 xử lý an toàn chúng trước năm 2028 [6] Mặc dù Việt Nam không sản xuất PCB nhập khoảng 27.000 đến 30.000 loại dầu có PCB từ cuối năm 1940 đến năm 1985 từ nước Liên Xô cũ, Trung Quốc, Rumani Úc [1,12] Một lượng đáng kể chất PCB tồn Việt Nam, chủ yếu loại dầu sử dụng máy biến điện tụ điện [9,13] Mục tiêu nghiên cứu đề tài đưa tranh sơ mức tồn lưu PCB dầu biến số tỉnh thành thuộc khu vực miền Bắc Việt Nam, phục vụ công tác kiểm kê PCB ngành điện lực Bên cạnh đó, đề tài đánh giá nguy rủi ro PCB tới môi trường dựa kết số mẫu đất thu thập kho chứa máy biến Chương - TỔNG QUAN 1.1.Giới thiệu chung hợp chất PCB 1.1.1.Định nghĩa, công thức cấu tạo, tên gọi, phân loại  Công thức hóa học Polyclobiphenyl (PCB) tên gọi chung hợp chất hydrocacbon mạch vòng chứa clo tổng hợp nhân tạo có công thức tổng quát C12H10-n Cln (n=110), bao gồm vòng benzen nối liên kết cacbon - cacbon đơn Trong đó, clo thay từ đến 10 nguyên tử hydro phân tử biphenyls, công thức tổng quát hợp chất PCB sau: x, y số nguyên tử clo vòng phenyl Hình Công thức cấu tạo PCB vị trí phân tử PCB [16]  Tên gọi [17] Theo quy ước quốc tế, tên gọi cấu tử PCB quy định sau: vị trí nguyên tử clo (từ trái qua phải, từ thấp đến cao) + tổng số nguyên tử clo phân tử + tên phân tử gốc Ngoài ra, cách gọi thông dụng khác Ballschmiter Zell phát triển từ năm 1980, sử dụng số để cấu tử PCB riêng biệt Do có 209 chất đồng loại PCB nên PCB đánh số từ đến 209 Việc đánh số phụ thuộc vào số nguyên tử clo thay phân tử PCB tăng dần, đồng thời phụ thuộc vào vị trí nguyên tử clo thay TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Bộ Tài nguyên Môi trường (2006), Kế hoạch hành động quốc gia thực Công ước Stockholm chất ô nhiễm hữu khó phân hủy Dexil (2007), Hướng dẫn sử dụng thiết bị L2000DX Dự án quản lý PCB Việt Nam (2012), Tài liệu tập huấn giảng viên kỹ truyền thông PCB, số 2, tr.4 Đỗ Thanh Bái, Hồ Quý Đào, Phạm Hùng Việt, “Đánh giá rủi ro hóa chất vấn đề quản lý chất thải nguy hại” QCVN 07:2009/BTNMT: Quy chuẩn Kỹ thuật Quốc gia Ngưỡng chất thải nguy hại Nguyễn Anh Tuấn (2009), Giới thiệu nội dung dự án WB/GEF, Tổng cục môi trường Tiếng Anh A Randegger-Vollrath, Determination of chlorinated paraffins in cutting fluids and lubricants, Fresenius J Anal Chem (1998) 360: 62-68 Environmental Protection Agency (1998), Standard Operating Procedure for PCBs Field Testing For Soil and Sediment Samples Michael D lager: Phillip L Buckingham McGraw - Hill, Inc ERM, , (1994), Hazardous Waste management 10 Hoai P.M., Ngoc N.T., Minh N.H., Berg M., Viet P.H., Alder A.C., Giger W., (2010), “Recent levels of organochlorine pesticides and polychlorinated biphenyls in sediment of the sewage system in Hanoi, Vietnam”, Environmental Pollution (158), pp 913 - 920 11 Mitchell D.Erickson (1997), Analytical Chemistry of PCBs, Lewis Publishers 12 Offenberg JH, Baker JE (1999), “Influence of Baltimore’s urban atmosphere on organic contaminants over the northern Chesapeake Bay J Air Waste Manage Assoc (49), pp 959–965 62 13 Sinh N.N., Thuy L.T.B., Kinh N.K., Thang L.B., (March 1999), “The persistent organic pollutants and their management in Vietnam” In: Proceedings of the Regional Workshop on the Management of Persistent Organic Pollutant, POPs, United Nations Environment Programme, Hanoi, Vietnam, pp 385–406 14 Toan V.D., Thao V.D., Walder J., Schmutz H.-R., Ha C.T., (2007) “Level and distribution of polychlorinated biphenyls (PCBs) in surface soils from Hanoi, Vietnam”, Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology (78), pp 211–216 15 T W Duke, J I Lowe, A J Wilson, (1970) “A polychlorinated biphenyl (Arochlor 1254) in the water, sediment and Biota of Escambia Bay, FloridaBulletin of Environmental contamination and toxicology”, Vol (No 2), New York 16 United States Environmental Protection, (2000), Futher site characterization and analysis volume 2F – Revised human health risk assessment hudson river PCBs reassessment RI/FS, United States Environmental Protection, New York, pp – 10 17 World Health Organization (1993), Polychlorinated biphenyl and terphenyls, World Health Organization, Geneva 18 World Health Organization (2003), Polychlor Biphenyls: Human Health Aspects, the United Nations Environment Programme, the International Labour Organization joint sponsorship Publisher, Geneva 63 [...]... 1 Bộ Tài nguy n Môi trường (2006), Kế hoạch hành động quốc gia thực hiện Công ước Stockholm về các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy 2 Dexil (2007), Hướng dẫn sử dụng thiết bị L2000DX 3 Dự án quản lý PCB tại Việt Nam (2012), Tài liệu tập huấn giảng viên về kỹ năng truyền thông PCB, số 2, tr.4 4 Đỗ Thanh Bái, Hồ Quý Đào, Phạm Hùng Việt, Đánh giá rủi ro hóa chất và vấn đề quản lý chất thải nguy hại”... polychlorinated biphenyl (Arochlor 1254) in the water, sediment and Biota of Escambia Bay, FloridaBulletin of Environmental contamination and toxicology”, Vol 5 (No 2), New York 16 United States Environmental Protection, (2000), Futher site characterization and analysis volume 2F – Revised human health risk assessment hudson river PCBs reassessment RI/FS, United States Environmental Protection, New York,... their management in Vietnam” In: Proceedings of the Regional Workshop on the Management of Persistent Organic Pollutant, POPs, United Nations Environment Programme, Hanoi, Vietnam, pp 385–406 14 Toan V.D., Thao V.D., Walder J., Schmutz H.-R., Ha C.T., (2007) “Level and distribution of polychlorinated biphenyls (PCBs) in surface soils from Hanoi, Vietnam”, Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology... Quy chuẩn Kỹ thuật Quốc gia về Ngưỡng chất thải nguy hại 6 Nguy n Anh Tuấn (2009), Giới thiệu nội dung dự án WB/GEF, Tổng cục môi trường Tiếng Anh 7 A Randegger-Vollrath, Determination of chlorinated paraffins in cutting fluids and lubricants, Fresenius J Anal Chem (1998) 360: 62-68 8 Environmental Protection Agency (1998), Standard Operating Procedure for PCBs Field Testing For Soil and Sediment Samples... A.C., Giger W., (2010), “Recent levels of organochlorine pesticides and polychlorinated biphenyls in sediment of the sewage system in Hanoi, Vietnam”, Environmental Pollution (158), pp 913 - 920 11 Mitchell D.Erickson (1997), Analytical Chemistry of PCBs, Lewis Publishers 12 Offenberg JH, Baker JE (1999), “Influence of Baltimore’s urban atmosphere on organic contaminants over the northern Chesapeake... Organization (1993), Polychlorinated biphenyl and terphenyls, World Health Organization, Geneva 18 World Health Organization (2003), Polychlor Biphenyls: Human Health Aspects, the United Nations Environment Programme, the International Labour Organization joint sponsorship Publisher, Geneva 63