Báo cáo độc học môi trường Chất PCB (Polychlorinated biphenyls)

MỞ ĐẦU GIỚI THIỆU ĐỘC HỌC CỦA PCBs ĐỘC CHẤT MÔI TRƯỜNGKhi nhắc tới PCB (Polychlorinated biphenyls) người ta nghĩ ngay tới chất hữu cơ độc hại nhưng đang được sử dụng rộng rãi và đã được phát hiện trong đất, nước, khí quyển, lương thực, và trong mô mỡ của con người và động vật trên khắp thế giới. Hóa chất này có thể gây vô sinh, làm suy yếu hệ miễn dịch và gây ung thư. PCB là hóa chất có thể lan rộng và có độ ổn định cao phải mất nhiều thập kỷ mới bị phân hủy là đề tài nóng bỏng đối với toàn nhân loại. Những nghiên cứu và thực trạng môi trường cho thấy nguy cơ và hậu quả đã xảy ra theo chiều hướng tiêu cực, mà đối tượng trực tiếp là con người, như: hiệu ứng nhà kính, thủng tầng ozon, xa mạc hoá, ô nhiễm đất, nước và không khí hay các hiện tượng bất thường của thời tiết và đặc biệt là sự xuất hiện ngày càng nhiều của các dịch bệnh lạ…đó là các chất gây ô nhiễm có tính độc cao, không thể không nhắc đến những cái tên như : Dioxins, Furans, PAHs…và PCBs cũng nằm trong số đó.Mặc dù PCBs độc hại nhưng được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp, ví dụ như làm chất cách điện trong máy biến thế, làm chất truyền nhiệt trong hệ thống trao đổi nhiệt, làm chất hoá dẻo, chất phủ bề mặt, phụ gia trong sơn, chất chống cháy, chất xúc tác trong công nghiệp hoá chất..., nhưng đầu những năm 60 của thế kỷ trước, các nhà khoa học đã chỉ ra tính độc cao của PCBs gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khoẻ con người và sinh vật. Theo Tổ chức Y tế thế giới, PCBs có khả năng gây ung thư và hàng loạt ảnh hưởng xấu đến hệ thần kinh, hệ miễn dịch, hệ sinh dục, khả năng sinh sản…của con người. PHẦN 1. TỔNG QUAN VỀ PCBs1. Khái nhiệm về PCBsPCBs là chữ viết tắt của Polychlorinated biphenyls, nghĩa là một loạt hợp chất do chlor hóa biphenyl, thuộc trong nhóm 12 chất hữu cơ khó phân hủy (POP) được quy định trong Công ước Stockholm yêu cầu phải quản lý an toàn, tiêu hủy an toàn, nghiêm cấm các hoạt động kinh doanh có thể dẫn đến việc tái chế hoặc tái sử dụng POP. Có khoảng 210 hợp chất PCB khác nhau. Hình 1: Cấu Tạo PCBsPOP là từ viết tắt của các chữ tiếng Anh Persistant Organic Polutants, là các hóa chấtnhóm hóa chất hữu cơ độc hại bền vững trong môi trường với 4 đặc tính chính: (1) Độc tính cao; (2) Khó phân hủy trong môi trường tự nhiên; (3) Khả năng di chuyển và phát tán xa; và (4) Khả năng tích tụ sinh học cao. POP gây nguy hại đến sức khoẻ con người và môi trường, gồm 22 nhóm chất được quy định trong công ước Stockholm và sẽ được các nước thành viên của Công ước, trong đó có Việt Nam, tăng cường quản lý, giảm thiểu, tiến tới loại bỏ sản xuất và sử dụng trong thời gian tới.6PCBs là chất điện môi tốt, bền hoá học, bền nhiệt, không bắt cháy, tương đối ít bay hơi, hệ số cách điện cao nên được ứng dụng chủ yếu trong lĩnh vực công nghiệp như: sử dụng làm thành phần của dầu cách điện trong các biến thế, tụ điện, thành phần của hóa chất dẻo, dầu bôi trơn, sơn và mực in…PCBs là một trong 22 nhóm chất hữu cơ khó phân hủy (POP) được quy định trong công ước Stockholm sẽ được dừng sử dụng vào năm 2020 và tiêu hủy an toàn vào năm 2028 tại Việt Nam.Nó là một nhóm hợp chất thơm của halogen được tạo thành khi thay thế từ 1 đến 10 nguyên tử hiđro trong phân tử biphenyl bằng các nguyên tử clo. PCB có 10 đồng đẳng và 209 cấu tử, trong đó 130 cấu tử được đưa vào sản xuất thương mại.Do ưu điểm nổi trội là cách điện tốt, không cháy nổ, nên từ những năm 1930, PCB đã được sử dụng rộng rãi như một loại phụ gia lý tưởng của chất cách điện trong các thiết bị điện như máy biến áp, tụ điện, trong chất lỏng thủy lực cho các thiết bị nâng hạ và một số ứng dụng dân dụng. Đến nay, PCB không còn được sản xuất nhưng vẫn còn tồn tại trong những ứng dụng trước đây và môi trường.1.1. Công thức và danh phápPCBs là hợp chất tổng hợp các Hydrocacbon Clo hoá, nó gồm 2 vòng Benzen được nối bởi liên kết CarbonCarbon đơn trong đó nguyên tử Clo sẽ thay thế từ 1 cho đến toàn bộ 10 nguyên tử Hydro trên phân tử Biphenyls: có công thức tổng quát là C¬12H10xClx ; Công thức phân tử: Phân tử Clo thay thế 10 nguyên tử H2 công thức tổng quát của biphenylBảng 1: Thành phần và chỉ số của một số công thức PCBsCông thức cấu tạotênSố đồng phânIUPAC NO.Khối lượng phân tử% CloSố Isomers đã xác địnhClobibenzenC12H9Clmono313188.518.793C12H8Cl2di12415233.1031.7712C12H7Cl3tri241639257.5441.3023C12H6Cl4tetra424081291.9948.6541C12H5Cl5penta4682127326.4354.3039C12H4Cl6Hexa42128169360.8858.9331C12H3Cl7heptan24170193395.3262.7718C12H2Cl8octa12194205429.7765.9811C12HCl9nona3206208464.2168.733C12Cl10deca1209498.6671.101PCBs được sản xuất và bán là hợp chất với nhiều danh pháp thương mại, bao gồm Aroclor, Pyranol, Pyroclor (USA ), Phenochlor, Pyralene ( France ), Clopehn, Elaol (Germany ), Kanechlor, Santotherm ( Japan ), Fenchlor, Apirolio ( Italy ) và Sovol (USS ). 7Tương quan hệ thống danh pháp được sử dụng là như nhau ngoài hai sự khác biệt. Danh pháp IUPAC ( theo nguyên tắc của IUPAC là A52.3 và A52.4 ) phân biệt vị trí Carbon mà các nguyên tử Clo gắn vào và thứ tự sắp xếp của chúng ( ví dụ : dạng PCB với Clo gắn vào các vị trí 2, 3, 4 và 3’ được nhận biết như là 233’4 ). Hệ thống thứ hai được sử dụng rộng rãi đã được phát triển bởi Ballschmiter và Zell ( 1980 ) như là cách thức đơn giản để chỉ những dạng PCBs đặc trưng. Nó liên quan tới cấu trúc sắp xếp của các dạng PCB theo thứ tự tăng dần của số Clo thay thế. PCBs cũng có thể được phân loại bởi bậc và vị trí của Clo.Các vòng Benzen có thể xoay quanh mối liên kết giữa chúng, nhưng bắt buộc các vòng này hoặc hướng về cùng một mặt phẳng hoặc hướng về những mặt phẳng vuông góc nhau nhờ lực đẩy tĩnh điện của những nguyên tử Clo tích điện âm cao. Mức độ xoay của các vòng Benzen trên 2 cực là nhờ một nhóm chức ở phía sau của không gian nguyên tử sinh ra bởi nguyên tử Clo trong các vị trí khác nhau trên 2 vòng.2. Tính chất và phương pháp phân tích2.1. Tính chấtMột tính chất quan trọng của PCBs là tính trơ. PCBs khó bị phân huỷ trong môi trường Axit lẫn môi trường Kiềm và tương đối bền nhiệt. Tuy nhiên ở nhiệt độ cao, PCBs dễ bị cháy và sản phẩm của quá trình cháy ( gồm có axit HCl và PCDFs ) có thể gây nguy hiểm hơn nhiều. Những nguyên liệu kỹ thuật có chứa PCBs và Chlorobenzen (như một số dung dịch điện môi ) khi cháy cũng có thể sinh ra PCDDs. PCDFs cũng được sản xuất trong thời gian thương mại hoá và tiến hành mua bán PCBs. Lượng PCDFs được hình thành trong điều kiện sản xuất tin cậy. Những chất không thuần khiết như 2, 3, 7, 8Tetrachlorodibenzofuran và 2, 3, 4, 7, 8Pentachlorodibenzofuran đã được phát hiện ở các nồng độ lần lượt là 0.33 và 0.83 mgkg trong Aroclor 1248 hay ở nồng độ 0.11 và 0.12 mgkg trong Arclor 1254. Nồng độ của PCDFs có trong hỗn hợp PCB thương mại, bao gồm A60, Phenoclor DP6 và Kanechchlor 400, đã được thông báo.Tính chất vật lý như tính tan, áp suất hơi hay hằng số Henry được đưa ra cho từng dạng riêng biệt. Thực nghiệm đã xác định hệ số cân bằng OctanNước ( giá trị Kow ) cho 19 dạng và phương pháp ước lượng cho phép xác định giá trị Log ( Kow) của các dạng PCB khác. Việc công bố các dạng PCBs là rất quan trọng bởi tính chất độc hại của chúng và bởi chúng xuất hiện với nồng độ cao trong môi trường.Nói chung, PCBs tương đối khó hoà tan trong nước, với khả năng hoà tan cao nhất nằm trong số các dạng Orthochlorinated ( 5mglit cho PCB 1 ) có thể vì mối liên kết Hydro kết hợp với tính chất phân cực của các phân tử. Khả năng hoà tan giảm nhanh trong các dạng Ortho trống, đặc biệt khi vị trí Para đã lấp đầy. PCBs có thể hoà tan tự do trong dung môi hữu cơ không phân cực và trong chất béo sinh học.3. Phương pháp phân tíchThường sử dụng 2 dạng mẫu để phân tích PCBs là mẫu sinh học và mẫu từ môi trường.3.1. Mẫu sinh vật họcSự định lượng PCBs trong mẫu sinh học thường gồm 3 bước.Chiết suất PCBs từ mẫu chuẩn bằng dung môi hoặc hỗn hợp dung môi.Làm sạch PCBs ( tách bỏ tạp chất ) trên biểu đồ.Định lượng PCBs bằng sắc ký với máy dò thích hợp.Một số phương pháp phân tích hay được sử dụng là:+ GC (gas chromatography_phép sắc ký khí ) với ECD ( electron capture detector_bộ kiểm trắc thu bắt điện tử )+ MS (mass spectrometry_máy trắc phổ khối lượng )+ HRGC (highresolution gas chromatography phép sắc ký có độ phân giải cao)…

ĐỒNG HỚI ,1/12

-Mục Lục

MỞ ĐẦU

GIỚI THIỆU ĐỘC HỌC CỦA PCBs ĐỘC CHẤT MÔI TRƯỜNG

Khi nhắc tới PCB (Polychlorinated biphenyls) người ta nghĩ ngay tới chất hữu cơ độc hại nhưng đang được sử dụng rộng rãi và đã được phát hiện trong đất, nước, khí quyển, lương thực, và trong mô mỡ của con người và động vật trên khắp thế giới Hóa chất này có thể gây vô sinh, làm suy yếu hệ miễn dịch và gây ung thư PCB là hóa chất

có thể lan rộng và có độ ổn định cao phải mất nhiều thập kỷ mới bị phân hủy là đề tài nóng bỏng đối với toàn nhân loại Những nghiên cứu và thực trạng môi trường cho thấy nguy cơ và hậu quả đã xảy ra theo chiều hướng tiêu cực, mà đối tượng trực tiếp là con người, như: hiệu ứng nhà kính, thủng tầng ozon, xa mạc hoá, ô nhiễm đất, nước và không khí hay các hiện tượng bất thường của thời tiết và đặc biệt là sự xuất hiện ngày càng nhiều của các dịch bệnh lạ…đó là các chất gây ô nhiễm có tính độc cao, không thể không nhắc đến những cái tên như : Dioxins, Furans, PAHs…và PCBs cũng nằm trong số đó

Mặc dù PCBs độc hại nhưng được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp, ví dụ như làm chất cách điện trong máy biến thế, làm chất truyền nhiệt trong hệ thống trao đổi nhiệt, làm chất hoá dẻo, chất phủ bề mặt, phụ gia trong sơn, chất chống cháy, chất xúc tác trong công nghiệp hoá chất , nhưng đầu những năm 60 của thế kỷ trước, các nhà khoa học đã chỉ ra tính độc cao của PCBs gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khoẻ con người và sinh vật Theo Tổ chức Y tế thế giới, PCBs có khả năng gây ung thư và hàng loạt ảnh hưởng xấu đến hệ thần kinh, hệ miễn dịch, hệ sinh dục, khả năng sinh sản…của con người

PHẦN 1 TỔNG QUAN VỀ PCBs

1 Khái nhiệm về PCBs

PCBs là chữ viết tắt của Polychlorinated biphenyls, nghĩa là một loạt hợp chất do chlor hóa biphenyl, thuộc trong nhóm 12 chất hữu cơ khó phân hủy (POP) được quy định trong Công ước Stockholm yêu cầu phải quản lý an toàn, tiêu hủy an toàn, nghiêm cấm các hoạt động kinh doanh có thể dẫn đến việc tái chế hoặc tái sử dụng POP Có khoảng 210 hợp chất PCB khác nhau

Hình 1: Cấu Tạo PCBs

POP là từ viết tắt của các chữ tiếng Anh Persistant Organic Polutants, là các hóa chất/nhóm hóa chất hữu cơ độc hại bền vững trong môi trường với 4 đặc tính chính: (1) Độc tính cao; (2) Khó phân hủy trong môi trường tự nhiên; (3) Khả năng di chuyển

và phát tán xa; và (4) Khả năng tích tụ sinh học cao POP gây nguy hại đến sức khoẻ con người và môi trường, gồm 22 nhóm chất được quy định trong công ước Stockholm và sẽ được các nước thành viên của Công ước, trong đó có Việt Nam, tăng cường quản lý, giảm thiểu, tiến tới loại bỏ sản xuất và sử dụng trong thời gian tới.[6]PCBs là chất điện môi tốt, bền hoá học, bền nhiệt, không bắt cháy, tương đối ít bay hơi, hệ số cách điện cao nên được ứng dụng chủ yếu trong lĩnh vực công nghiệp như: sử dụng làm thành phần của dầu cách điện trong các biến thế, tụ điện, thành phần của hóa chất dẻo, dầu bôi trơn, sơn và mực in…

PCBs là một trong 22 nhóm chất hữu cơ khó phân hủy (POP) được quy định trong công ước Stockholm sẽ được dừng sử dụng vào năm 2020 và tiêu hủy an toàn vào năm 2028 tại Việt Nam.Nó là một nhóm hợp chất thơm của halogen được tạo thành khi thay thế từ 1 đến 10 nguyên tử hiđro trong phân tử biphenyl bằng các

nguyên tử clo PCB có 10 đồng đẳng và 209 cấu tử, trong đó 130 cấu tử được đưa vào sản xuất thương mại.

Do ưu điểm nổi trội là cách điện tốt, không cháy nổ, nên từ những năm 1930, PCB đã được sử dụng rộng rãi như một loại phụ gia lý tưởng của chất cách điện trong các thiết bị điện như máy biến áp, tụ điện, trong chất lỏng thủy lực cho các thiết bị nâng hạ và một số ứng dụng dân dụng Đến nay, PCB không còn được sản xuất nhưng vẫn còn tồn tại trong những ứng dụng trước đây và môi trường

1.1 Công thức và danh pháp

PCBs là hợp chất tổng hợp các Hydrocacbon Clo hoá, nó gồm 2 vòng Benzen được nối bởi liên kết Carbon-Carbon đơn trong đó nguyên tử Clo sẽ thay thế từ 1 cho đến toàn bộ 10 nguyên tử Hydro trên phân tử Biphenyls: có công thức tổng quát là

% Clo Số Isomers đã xác địnhClobibenzen

PCBs được sản xuất và bán là hợp chất với nhiều danh pháp thương mại, bao gồm Aroclor, Pyranol, Pyroclor (USA ), Phenochlor, Pyralene ( France ), Clopehn, Elaol (Germany ), Kanechlor, Santotherm ( Japan ), Fenchlor, Apirolio ( Italy ) và Sovol (USS ) [7]

Tương quan hệ thống danh pháp được sử dụng là như nhau ngoài hai sự khác biệt Danh pháp IUPAC ( theo nguyên tắc của IUPAC là A-52.3 và A-52.4 ) phân biệt

vị trí Carbon mà các nguyên tử Clo gắn vào và thứ tự sắp xếp của chúng ( ví dụ : dạng PCB với Clo gắn vào các vị trí 2, 3, 4 và 3’ được nhận biết như là 233’4 ) Hệ thống thứ hai được sử dụng rộng rãi đã được phát triển bởi Ballschmiter và Zell ( 1980 ) như

là cách thức đơn giản để chỉ những dạng PCBs đặc trưng Nó liên quan tới cấu trúc sắp xếp của các dạng PCB theo thứ tự tăng dần của số Clo thay thế PCBs cũng có thể được phân loại bởi bậc và vị trí của Clo

Các vòng Benzen có thể xoay quanh mối liên kết giữa chúng, nhưng bắt buộc các vòng này hoặc hướng về cùng một mặt phẳng hoặc hướng về những mặt phẳng vuông góc nhau nhờ lực đẩy tĩnh điện của những nguyên tử Clo tích điện âm cao Mức độ xoay của các vòng Benzen trên 2 cực là nhờ một nhóm chức ở phía sau của không gian nguyên tử sinh ra bởi nguyên tử Clo trong các vị trí khác nhau trên 2 vòng

2 Tính chất và phương pháp phân tích

2.1 Tính chất

Một tính chất quan trọng của PCBs là tính trơ PCBs khó bị phân huỷ trong môi trường Axit lẫn môi trường Kiềm và tương đối bền nhiệt Tuy nhiên ở nhiệt độ cao, PCBs dễ bị cháy và sản phẩm của quá trình cháy ( gồm có axit HCl và PCDFs ) có thể gây nguy hiểm hơn nhiều Những nguyên liệu kỹ thuật có chứa PCBs và Chlorobenzen (như một số dung dịch điện môi ) khi cháy cũng có thể sinh ra PCDDs PCDFs cũng được sản xuất trong thời gian thương mại hoá và tiến hành mua bán PCBs Lượng PCDFs được hình thành trong điều kiện sản xuất tin cậy Những chất không thuần khiết như 2, 3, 7, 8-Tetrachlorodibenzofuran và 2, 3, 4, 7, 8-Pentachlorodibenzofuran

đã được phát hiện ở các nồng độ lần lượt là 0.33 và 0.83 mg/kg trong Aroclor 1248 hay ở nồng độ 0.11 và 0.12 mg/kg trong Arclor 1254 Nồng độ của PCDFs có trong hỗn hợp PCB thương mại, bao gồm A-60, Phenoclor DP-6 và Kanechchlor 400, đã được thông báo

Tính chất vật lý như tính tan, áp suất hơi hay hằng số Henry được đưa ra cho từng dạng riêng biệt Thực nghiệm đã xác định hệ số cân bằng Octan-Nước ( giá trị Kow ) cho 19 dạng và phương pháp ước lượng cho phép xác định giá trị Log ( Kow) của các dạng PCB khác Việc công bố các dạng PCBs là rất quan trọng bởi tính chất độc hại của chúng và bởi chúng xuất hiện với nồng độ cao trong môi trường

Nói chung, PCBs tương đối khó hoà tan trong nước, với khả năng hoà tan cao nhất nằm trong số các dạng Ortho-chlorinated ( 5mg/lit cho PCB 1 ) có thể vì mối liên kết Hydro kết hợp với tính chất phân cực của các phân tử Khả năng hoà tan giảm nhanh trong các dạng Ortho trống, đặc biệt khi vị trí Para đã lấp đầy PCBs có thể hoà tan tự do trong dung môi hữu cơ không phân cực và trong chất béo sinh học.

3 Phương pháp phân tích

Thường sử dụng 2 dạng mẫu để phân tích PCBs là mẫu sinh học và mẫu từ môi trường

3.1 Mẫu sinh vật học

Sự định lượng PCBs trong mẫu sinh học thường gồm 3 bước

- Chiết suất PCBs từ mẫu chuẩn bằng dung môi hoặc hỗn hợp dung môi

- Làm sạch PCBs ( tách bỏ tạp chất ) trên biểu đồ

- Định lượng PCBs bằng sắc ký với máy dò thích hợp

Một số phương pháp phân tích hay được sử dụng là:

+ GC (gas chromatography_phép sắc ký khí ) với ECD ( electron capture detector_bộ kiểm trắc thu bắt điện tử )

+ MS (mass spectrometry_máy trắc phổ khối lượng )

+ HRGC (high-resolution gas chromatography phép sắc ký có độ phân giải cao)

…

3.2 Mẫu môi trường

Mẫu khí thường được lấy bằng bơm không khí qua thiết bị lấy mẫu có chứa bộ lọc dạng sợi thuỷ tinh và bẫy hấp thụ để tách hạt liên kết và pha hơi Chất hấp thụ thường chủ yếu gồm Florisil và bọt Polyurethane Các bẫy Florisil là dung môi nhả hấp thụ và bẫy XAD-2 là để chiết xuất Soxhlet PCBs được xác định bằng GC/ECD hoặc HRGC/MS

Mẫu nước uống được chiết xuất đặc trưng bằng dung môi trước khi phân tích bằng GC/ECD hoặc HRGC/ECD

Mẫu đất, lớp trầm tích và mẫu chất thải rắn thường được chiết xuất Soxhlet Cách chiết xuất cực đoan với sự kết hợp của nhiều dung môi và SFE ( scope for growth_ phạm vi sinh trưởng ) cũng được sử dụng

3.3 Ứng dụng của PCBs

PCBs được sản xuất mang tính thương mại từ năm 1929 và được sử dụng rộng rãi, như trong các sản phẩm nhựa, lớp phủ bề mặt, mực, chất làm chậm cháy, chất làm dính, thuốc bảo vệ thực vật dài ngày, sơn và giấy than không chứa Carbon Vì PCBs chịu được tác dộng của Axit và Kiềm, lại tương đối bền nhiệt nên chúng được sử dụng trong dung dịch điện môi trong các máy biến thế và trong tụ điện Vào những năm

1939, thế giới mỗi năm sản xuất khoảng 26.000 tấn Từ những năm 40 của thế kỷ trước, Việt Nam cũng đã nhập khẩu khoảng 27.000 đến 30.000 tấn PCB từ Nga, Trung Quốc và Rumani chủ yếu làm chất cách điện trong các máy biến thế

Ứng dụng trong các hệ thống kín:

+ Làm chất cách điện hay dung dịch làm mát trong máy biến thế

+ Làm dung dịch điện môi trong các tụ điện

+ Làm chất lỏng thủy lực trong các thiết bị nâng, xe tải hay bơm cao áp

Hình 2: Dung môi trong các tụ điện Hình 3: Làm mát máy biến thế

Hình 4: Thủy lực các thiết bị Hình 5: Điện trở, Bơm Cao áp

PCBs được sử dụng như các chất phụ gia trong các dung dịch điện môi trong các

tụ điện

Ngoài ra PCBs còn được ứng dụng trong hệ thống hở như:

+Chất bôi trơn trong dầu và mỡ

+Chất chống thấm nước và chất chống cháy

+Chất phụ gia trong keo hồ, sơn hay lớp bảo vệ chống xói mòn

PHẦN 2: NGUỒN PHÁT THẢI VÀ SỰ LAN TRUYỀN

PCBs TRONG MÔI TRƯỜNG.

từ ống gas của lò đốt phế thải đô thị tại Ohio, Mỹ, vào khoảng 0.26 Mg/m3 ) Cộng thêm những nguồn gây ô nhiễm do sự bay hơi PCB từ các bãi chôn lấp có chứa nhiều dầu biến thế, tụ điện hay những nguồn thải PCB khác

Theo thống kê, trong giai đoạn từ 1930 đến 1993, 11 nước gồm: Mỹ, Đức, Liên

Xô cũ, Anh, Pháp, Nhật, Ý, Tây Ban Nha, Tiệp Khắc, Trung Quốc, Phần Lan đã sản xuất hơn 1,3 triệu tấn PCB, trong đó Mỹ là nước sản xuất nhiều nhất (641 nghìn tấn), sau đó là các nước: Đức (159 nghìn tấn), Liên Xô cũ (142 nghìn tấn), Pháp (135 nghìn tấn) Sau khi phát hiện ra độc tính của PCB với con người và môi trường, PCB đã lần lượt bị dừng sản xuất tại các nước trên thế giới

Chỉ có 4% PCB được sản xuất bị phân hủy, 31% tồn tại trong môi trường (đất liền và ven biển) Phần còn lại tập trung chủ yếu ở ngành điện, là chất phụ gia trong dầu của các thiết bị điện như máy biến thế, tụ điện

Việt Nam không sản xuất PCB mà nhập khẩu PCB thông qua các thiết bị điện, thiết bị công nghiệp và các ứng dụng dân dụng có sử dụng PCB

PCB có mặt trong tự nhiên

PCBs đầu tiên được tổng hợp vào năm 1881 và năm 1914, PCBs xuất hiện như là hợp chất giữ các lồng chim trong viện bảo tàng Từ năm 1927 đến năm 1979, PCBs được sử dụng nhiều trong lĩnh vực công nghiệp và theo đó là những tác động nguy hại của PCBs ảnh hưởng đến sức khỏe con người với những chứng bệnh ngày càng nghiêm trọng, ban đầu là các bệnh ngoài da, gây biếng ăn sau đó là các bệnh suy hô hấp, thần kinh, hiện tượng máu trắng, ung thư trở nên phổ biến vào năm 1968 tại Nhật Bản, Ấn Độ, Hoa Kỳ Từ đây, PCBs được biết như là một vấn nạn của cả thế giới Năm 1979, Mỹ đã cấm sản xuất và tiêu thụ các sản phẩm có chứa hóa chất công nghiệp này vì những rủi ro có thể xảy ra đối với sức khỏe con người và môi trường Kể

từ năm 1929 khoảng 2.000.000 tấn PCBs đã được sản xuất, khoảng 10% trong số đó vẫn còn trong môi trường hiện nay.[1]

Từ năm 1992, Việt Nam đã cấm nhập khẩu PCBs, tuy nhiên vẫn còn một lượng đáng kể chất này còn tồn tại trên các thiết bị điện cũ hoặc nằm trong kho chờ xử

lí Theo điều tra của Cục Môi trường năm 2006, vẫn còn khoảng 19.000 tấn dầu cách điện trong toàn quốc có khả năng chứa PCBs Lượng dầu này chủ yếu nằm trong các biến thế cũ và là nguồn có nguy cơ gây phát tán PCBs ra môi trường Một đánh giá về tồn lưu của PCBs trong đất được thực hiện trong giai đoạn 1992 – 2006 tại TP Hồ Chí Minh, Thừa Thiên Huế và Bắc Ninh cho thấy có sự ô nhiễm đáng kể của PCBs ở phạm

vị rộng Sự xâm nhập của hóa chất này vào đất đã diễn ra trong thời gian dài Tồn dư của PCBs trong trong đất có xu hướng tăng từ năm 1992 đến 2005.[2]

2 Sự phát tán PCBs trong môi trường.

PCB phát tán vào môi trường qua nhiều con đường khác nhau Chúng có thể bị phát tán vào môi trường do sự vận chuyển PCB, do những sự cố rò rỉ, tràn hóa chất hoặc do cố tình thải loại PCB vào môi trường vì thiếu hiểu biết về tính độc hại của PCB đối với môi trường, con người và động vật

Khi được thải vào môi trường, PCB có thể di chuyển với một khoảng cách dài và tồn tại trong môi trường theo chuỗi thức ăn PCB được tìm thấy trong đất, nước, trầm

tích, và bay hơi một phần nhỏ vào không khí Thông qua chu trình tuần hoàn không khí và sự luân chuyển của nước, PCB có thể di chuyển rất xa nơi phát thải PCB đã được tìm thấy trong mô mỡ của động vật và cả con người sống ở Bắc cực, nơi không

có các hoạt động công nghiệp

Sự di chuyển PCB trong không khí là quan trọng nhất do sự phát tán toàn cầu của PCB Chúng đi vào không khí do sự bay hơi bề mặt của cả đất và nước Trong không khí, PCB cóthể bị phát thải đi rất xa và nó đã được tìm thấy trong tuyết và nước biển ở những nơi rất xa so với nơi chúng phát thải vào môi trường như ở Bắc Cực PCB ở trong không khí có thể tồn tại ở dạng hơi hoặc hấp phụ vào các hạt rắn lơ lửng sau đó chúng quay trở lại đất nước bở sự lắng đọng qua bụi, mưa và tuyết

Trong môi trường nước: PCB có thể được di chuyển bởi dòng nước, lắng xuống trầm tích hoặc các phần tử lơ lửng trong nước và bay hơi vào không khí Quá trình lắng đọng trầm tích của PCB diễn ra mạnh Quá trình tích lũy PCB trong trầm tích cho phép lưu giữ PCB trong một khoảng thời gian dài, và do đó PCB thường tồn tại với hàm lượng tương đối cao trong các loại trầm tích Khi nhiệt độ môi trường tăng cao hơn, PCB tái hòa tan một phần nhỏ từ trầm tích vào nước và bay hơi từ nước vào không khí

Trong môi trường đất: Do có kích thước lớn và ít tan trong nước, PCB có khuynh hướng tách khỏi pha nước và hấp phụ trên bề mặt đất, trầm tích hoặc các hạt keo lơ lửng

Các PCB trong môi trường sẽ đi vào cơ thể bởi sự tích lũy sinh học Khả năng tích lũy sinh học của PCB tăng cùng với sự tăng hàm lượng clo trong phân tử và tính tan trong nước thấp Các PCB có hàm lượng nguyên tử clo thấp (1-4 nguyên tử clo) được tích lũy sinh học dễ dàng bởi sinh vật nhưng cũng dễ dàng bị loại trừ và chuyển hóa Vì vậy, các chất đồng loại này không được tích lũy sinh học ở phạm vi rộng Các cấu tử có nguyên tử clo cao (7 - 10 nguyên tử clo) có mặt trong môi trường với nồng

độ thấp và liên kết chặt với đất, trầm tích và chất hữu cơ nên các PCB này không được tích lũy sinh học đáng kể Sự tích lũy sinh học tối ưu xuất hiện ở những đồng loại đồng phẳng Khả năng tích lũy sinh học của PCB tăng cùng với sự tăng hàm lượng clo trong phân tử và tính tan trong nước thấp Mức độ tích lũy sinh học thay đổi tùy theo đặc điểm của từng loài Loài nào có lượng mỡ Trong cơ thể càng cao thì nhiễm PCB càng nhiều và ngược lại.[7]

Do tính độc hại của PCB đối với sức khỏe con người và môi trường, Công ước Stockholm yêu cầu các nước thành viên xác định, kiểm soát, quản lý và thải bỏ an toàn các thiết bị và chất thải có chứa từ 50 mg trên mỗi kg dầu, tương đương với lượng PCB trong dầu là 50 ppm (50 phần triệu) Việt Nam cam kết dừng sử dụng PCB trước năm 2020 và tiêu hủy an toàn trước năm 2028

PHẦN 3 ĐỘC HỌC CỦA PCBs ĐỐI VỚI CON NGƯỜI VÀ MÔI TRƯỜNG

1 PCB và sức khỏe con nguời.

PCB là hóa chất có độc tính thuộc nhóm 2A là nhóm có khả năng gây ung thư, được coi là “sát thủ vô hình” với sức khỏe con nguời Con người bị phơi nhiễm PCB qua các con đường tiêu hóa, hô hấp và tiếp xúc qua da Riêng trẻ sơ sinh có thể bị phơi nhiễm PCB từ sữa mẹ khi người mẹ bị phơi nhiễm PCB

PCB có thể gây ra các ảnh hưởng cấp tính và mãn tính đối với sức khỏe Trong trường hợp cấp tính, cơ quan đầu tiên bị PCB gây tổn thương là gan PCB gây thương tổn cấp tính như nổi mụn, cháy da và bỏng mắt Với trường hợp mãn tính, PCB có thể tồn tại lâu dài trong mô mỡ và tích lũy trong cơ thể, gây tác hại nghiêm trọng đối với sức khỏe như ung thư, tác động đến hệ nội tiết (rối loạn nội tiết) và phát triển của trẻ nhỏ (ảnh hưởng đến hệ thần kinh, chỉ số IQ)

Việc phơi nhiễm PCB có thể gây ra các bệnh liên quan tới hệ thần kinh như tê liệt, đau đầu, run rẩy chân tay Phơi nhiễm PCB có thể ảnh hưởng đến quá trình sinh sản của con người, làm giảm khả năng sinh sản của nữ giới và giảm số lượng tinh trùng ở nam giới

PCB có liên quan đến các chứng phát ban và ngứa, đặc biệt là nguy cơ gây ung thư hệ tiêu hoá, gan và da Hàm lượng PCB trong máu cao có thể liên quan tới bệnh ung thư hệ bạch huyết Một nghiên cứu đã tìm ra mối quan hệ về liều lượng – phản ứng giữa các hàm lượng PCB trong huyết tương và u lympho không Hodgkin (ung thư hạch không Hodgkin) là một bệnh ung thư hệ bạch huyết

Với con nguời, nhiều nghiên cứu cho thấy nếu phơi nhiễm PCB diễn ra trong thời kỳ mang thai và cho con bú có thể ảnh hưởng đến sự sinh truởng và phát triển của trẻ sơ sinh, dẫn đến phát triển chậm, cũng như làm giảm khả năng miễn dịch

PCBs đã được chứng minh gây ra một loạt các hiệu ứng có hại cho sức khỏe PCBs đã được chứng minh là gây ra ung thư ở động vật PCBs cũng đã được chứng minh là gây ra một số ảnh hưởng sức khỏe nghiêm trọng không ung thư ở động vật, bao gồm cả các hiệu ứng trên hệ thống miễn dịch, hệ thống sinh sản, hệ thống thần kinh, hệ nội tiết và ảnh hưởng sức khỏe khác Các nghiên cứu ở người cung cấp bằng chứng hỗ trợ cho các hiệu ứng tiềm năng gây ung thư và không gây ung thư của PCBs

Sự ảnh hưởng của PCBs khác nhau có thể liên hệ với nhau, như thay đổi trong một hệ thống có thể có ý nghĩa quan trọng cho các hệ thống khác của cơ thể Các ảnh hưởng sức khỏe tiềm năng của PCB tiếp xúc được thảo luận chi tiết hơn dưới đây.[4]

1.1 Ung thư

EPA sử dụng một cách tiếp cận trọng lượng của bằng chứng trong việc đánh giá chất gây ung thư tiềm năng của các chất gây ô nhiễm môi trường Cách tiếp cận của EPA cho phép đánh giá của cơ sở dữ liệu gây ung thư hoàn chỉnh, và cho phép các kết quả của nghiên cứu cá nhân để được xem trong bối cảnh của tất cả các nghiên cứu có sẵn khác Các nghiên cứu trên động vật cung cấp bằng chứng để kết luận rằng PCBs gây ra ung thư Các nghiên cứu ở con người nâng cao hơn nữa mối quan tâm liên quan đến chất gây ung thư tiềm năng của PCBs Nhìn chung, các dữ liệu mạnh mẽ cho thấy rằng PCBs có thể xảy ra của con người chất gây ung thư

PCBs là một trong những chất gây ô nhiễm môi trường nghiên cứu rộng rãi nhất,

và nhiều nghiên cứu ở động vật và quần thể người đã được thực hiện để đánh giá chất gây ung thư tiềm năng của PCBs EPA đánh giá đầu tiên của PCB gây ung thư được hoàn thành vào năm 1987 Vào thời điểm đó, dữ liệu được giới hạn Aroclor 1260 Trong năm 1996, sự chỉ đạo của Quốc hội, EPA hoàn thành một đánh giá lại các PCB gây ung thư, có tiêu đề "PCBs: Liều lượng, đáp ứng ung thư đánh giá và ứng dụng hỗn hợp môi trường" (PDF) (83 trang, 197K) Ngoài Aroclor 1260, nghiên cứu mới cung cấp dữ liệu trên Aroclors 1016, 1242, và 1254 Đánh giá lại bệnh ung thư của EPA

phản ánh cam kết của Cơ quan đến việc sử dụng của khoa học tốt nhất trong việc đánh giá ảnh hưởng sức khỏe của PCBs Đánh giá lại bệnh ung thư của EPA là phản biện chuyên gia của 15 chuyên gia về PCBs, bao gồm các nhà khoa học từ các học viện, chính phủ và ngành công nghiệp Peer tổng quan đồng ý với kết luận của EPA PCB là

có thể xảy ra của con người chất gây ung thư

Có bằng chứng rõ ràng rằng PCBs gây ra ung thư ở động vật EPA xem xét tất cả các tài liệu có sẵn trên các chất gây ung thư của PCBs trên động vật như là một bước quan trọng đầu tiên trong đánh giá lại ung thư Một nhà khoa học ngành công nghiệp nhận xét rằng "tất cả các nghiên cứu đáng kể đã được xem xét bằng và được đại diện trong tài liệu" Văn học trình bày những bằng chứng quá PCBs gây ra ung thư ở động vật Peer-một ngành công nghiệp tài trợ xem xét chuột nghiên cứu, mô tả như là

"nghiên cứu tiêu chuẩn vàng" của một nhà phê bình đồng đẳng, chứng minh rằng tất cả các hỗn hợp PCB thương mại thử nghiệm gây ra ung thư Các nghiên cứu mới xem xét trong đánh giá lại PCB cho phép EPA để phát triển tiềm năng ước tính chính xác hơn

so với trước đây có sẵn cho PCBs Việc đánh giá được cung cấp EPA với đầy đủ thông tin để phát triển một loạt các ước tính tiềm năng cho các hỗn hợp PCB khác nhau, dựa trên tỷ lệ mắc ung thư gan và xem xét tính di động của PCBs trong môi trường

Việc đánh giá kết quả một ước tính tiềm năng giảm nhẹ ung thư tương đối Aroclor 1260 ước tính năm 1987 do việc sử dụng các thông tin đáp ứng liều bổ sung cho hỗn hợp PCB và cải tiến trong kỹ thuật đánh giá rủi ro (ví dụ, sử dụng của một nhân rộng động vật sang người khác nhau yếu tố cho liều) Việc đánh giá kết luận rằng các loại PCBs được bioaccumulated cá và bị ràng buộc vào trầm tích là hỗn hợp PCB gây ung thư nhất

Ngoài ra các nghiên cứu trên động vật, một số nghiên cứu dịch tễ học của công nhân tiếp xúc với PCBs đã được thực hiện Kết quả nghiên cứu con người nâng cao mối quan tâm đối với chất gây ung thư tiềm năng của PCBs Các nghiên cứu của công nhân PCB được tìm thấy sự gia tăng bệnh ung thư gan hiếm gặp và u hắc tố ác tính Sự hiện diện của bệnh ung thư trong cùng một cơ quan đích (gan) sau khi tiếp xúc với PCBs trên động vật và ở người và phát hiện ung thư gan và khối u ác tính trên nhiều nghiên cứu của con người tăng thêm trọng lượng để kết luận rằng PCB là có thể xảy ra của con người chất gây ung thư

Một số nghiên cứu ở người đã không chứng minh mối liên quan giữa phơi nhiễm PCBs và bệnh tật Tuy nhiên, nghiên cứu dịch tễ học chia sẻ những hạn chế phổ biến phương pháp có thể ảnh hưởng đến khả năng của họ để phân biệt ảnh hưởng đến sức khỏe quan trọng (hoặc xác định họ là có ý nghĩa thống kê) ngay cả khi họ có mặt Thông thường, số lượng cá thể trong một nghiên cứu là quá nhỏ cho một hiệu ứng được tiết lộ, hoặc có những khó khăn trong việc xác định mức độ tiếp xúc thực tế, hoặc có nhiều yếu tố gây nhiễu (yếu tố có xu hướng xảy ra cùng với tiếp xúc với PCB,