Nghiên cứu dư lượng chất độc các PCDDF trong các thành phần của môi trường ở khu vực phía nam việt nam (tt)

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM VIỆN MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN CHU VÂN HẢI NGHIÊN CỨU DƯ LƯỢNG CHẤT ĐỘC CÁC PCDD/F TRONG CÁC THÀNH PHẦN CỦA MÔI TRƯỜNG Ở KHU VỰC PHÍA NAM VIỆT NAM Chuyên ngành : Độc tố học mơi trường Mã số chun ngành: 62.85.02.01 TĨM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SỸ KỸ THUẬT Tp Hồ Chí Minh năm 2015 Cơng trình hồn thành tại: VIỆN MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Địa chỉ: 142 Tơ Hiến Thành, Quận 10, TP.Hồ Chí Minh Điện thoại: 08.38651132; Fax: 08.38655670 Người hướng dẫn khoa học 1: PGS.TS Mai Tuấn Anh Người hướng dẫn khoa học 2: PGS.TS Nguyễn Phước Dân Phản biện 1: Phản biện 2: Phản biện 3: Phản biện độc lập 1: GS TSKH Lê Huy Bá Phản biện độc lập 2: PGS TS Lê Kế Sơn Luận án bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án họp Viện Môi trường Tài Nguyên vào lúc ngày tháng năm 2015 Có thể tìm hiểu luận án thư viện: - Thư viện Khoa học Tổng hợp Tp.HCM - Thư viện Viện Môi trường Tài nguyên- ĐHQG-HCM I PHẦN MỞ ĐẦU I.1 Tính cấp thiết đề tài Dioxin furan chất độc tồn mơi trường (đất, nước, khơng khí, sinh vật) nguồn phát sinh không chủ định có chủ định Sân bay Biên Hòa lại nơi tồn trữ xuất phát chuyến bay mang nhiệm vụ phân rải chất độc hóa học nh iều vùng đất miền Nam Việt Nam Một phận đáng kể dân cư sinh sống cận kề khu vực khơng qn có khả tiếp xúc dioxin nhiều đường khác với đất, bùn, bụi việc nghiên cứu mức độ ô nhiễm tương đối hạn chế nhiều nguyên nhân khách quan chủ quan Bên cạnh đó, nguồn phát thải polychlorinated dibenzo-para-dioxins (PCDD) polychlorinated dibenzofurans (PCDF) từ hoạt động công nghiệp lớn, đặc biệt từ lò đốt chất thải rắn y tế Các lò khơng có hệ thống xử lý khói lò cấp liệu gián đoạn, thủ cơng bán khí, cơng nghệ đốt rác thải lạc hậu, đầu tư cho lò đốt khơng đầy đủ q trình vận hành chưa hiệu dẫn đến hình thành phát sinh PCDD/F mơi trường xung quanh lớn khơng kiểm sốt Do đó, luận án nghiên cứu PCDD/PCDF từ khu vực bị ảnh hưởng chiến tranh (phạm vi nghiên cứu: vùng phụ cận sân bay Biên Hòa- Đồng Nai) lên thành phần môi trường: đất, nước, bùn, mẫu sinh học, đến nguồn phát thải gây ô nhiễm (phạm vi nghiên cứu: phát thải từ lò đốt rác thải y tế khu vực TP.HCM) nhằm xác định rõ nguồn gốc gây ô nhiễm PCDD/F từ chiến tranh công nghiệp I.2 Ý nghĩa khoa học – thực tiễn đề tài Ý nghĩa khoa học: nghiên cứu dư lượng dioxin đất, bùn, nước, mẫu sinh học, xác định nơi có dioxin cao sân bay Biên Hòa làm sở cho việc xử lý sau Nghiên cứu phát thải PCDD/F từ lò đốt chất thải y tế làm sở cho việc quản lý lò đốt chất thải y tế Kết nghiên cứu làm sáng tỏ nguồn dioxin điểm nóng Biên Hòa, phân biệt nguồn gốc dioxin từ chiến tranh dioxin từ công nghiệp đốt chất thải y tế Luận án cải tiến, áp dụng phương pháp phân tích tiêu chuẩn phù hợp điều kiện Việt Nam tiết kiệm thời gian, tiền bạc, nhân lực…khơng phải gửi mẫu nước ngồi Làm sở cho xây dựng tiêu chuẩn phân tích PCDD/F mẫu áp dụng cho phòng thí nghiệm phân tích Dioxin khác Ý nghĩa thực tiễn: Kết có ý nghĩa khoa học thực tiễn, làm sở cho quan chức TP Biên Hòa đề xuất biện pháp giám sát, khống chế tác động ô nhiễm PCDD/F, từ đề xuất biện pháp bảo vệ sức khỏe nhân dân, cung cấp nước sạch, vệ sinh an toàn thực phẩm qui hoạch sử dụng hợp lý tài nguyên đất Cung cấp sở liệu cho cơng tác kiểm sốt nhiễm mơi trường quan quản lý nhà nước lĩnh vực môi trường Cung cấp sở liệu cho lò đốt rác thải nguy hại Các nhà nghiên cứu chế tạo cơng nghệ lò đốt để đáp ứng sản xuất Kết đề tài vừa có giá trị khoa học cao, vừa có giá trị thực tế lớn số liệu đo cụ thể giúp thẩm định mức độ nguy hiểm khí thải, tro đáy, tro hóa chất, nước thải, bùn thải sinh từ lò đốt, làm sở cho việc quản lý lò đốt chất thải y tế Từ có biện pháp đề phòng thích hợp đảm bảo sức khỏe người dân quanh khu vực đốt rác thải y tế I Đối tượng nghiên cứu Đối tượng luận án tập trung nghiên cứu là: (1) đất, nước, bùn, mẫu sinh học, vùng phụ cận sân bay Biên Hòa, Đồng Nai (2) khí thải, tro hóa chất, tro đáy, nước thải, bùn thải (từ hệ thống xử lý nước thải) từ lò đốt chất thải rắn y tế khu vực TP.HCM I Phạm vi nghiên cứu Luận án tiến hành nghiên cứu dư lượng PCDD/F vùng phụ cận sân bay Biên Hòa- Đồng Nai, nghiên cứu phát thải PCDD/F từ lò đốt chất thải y tế khu vực TP.HCM I.5 Tính đề tài Luận án có điểm đề xuất áp dụng phương pháp phân tích theo tiêu chuẩn có cải tiến ứng dụng đ iều kiện phân tích Việt Nam Các phương pháp thực phân tích PCDD/F vùng nghiên cứu khác tài liệu tham khảo tốt cho phòng thí nghiệm phân tích PCDD/F khác Ứng dụng phương pháp lấy mẫu khí chuyên biệt cho lò đốt rác thải y tế theo tiêu chuẩn ứng dụng điều kiện Việt Nam Phát vị trí bị nhiễm vùng phụ cận sân bay Biên Hòa, Đồng Nai, khác với vị trí đ ã công bố Nghiên cứu khác biệt đặc trưng để phân biệt nguồn gốc dioxin chất da cam dioxin từ công nghiệp đốt chất thải y tế Đánh giá tổng thể mức độ phân bố PCDD/F vùng lân cận sân bay Biên Hòa phát thải PCDD/F từ lò đốt ch ất thải y tế khu vực TP.HCM Đây cơng bố khoa học tình hình nhiễm PCDD/F từ nguồn gốc chiến tranh công nghiệp I Mục tiêu nhiệm vụ nghiên cứu Luận án tập trung vào mục tiêu sau: (1) Mục tiêu 1: Nghiên cứu dư lượng PCDD/PCDF vùng phụ cận sân bay Biên Hoà, tỉnh Đồng Nai lên thành phần môi trường đất, nước, bùn mẫu sinh học (2) Mục tiêu 2: Nghiên cứu mức độ phát thải PCDD/F từ lò đ ốt chất thải y tế khu vực TP.HCM (3) Cải tiến phương pháp phân tích ứng dụng phương pháp lấy mẫu khí chun biệt cho lò đốt rác thải y tế Xem xét đến khác biệt đặc trưng, phát thải từ nguồn khác (nguồn cơng nghiệp) có vai trò quan trọng làm sáng tỏ nguồn dioxin điểm nóng Biên Hòa Từ đó, phân biệt nguồn gốc dioxin từ chiến tranh dioxin từ nguồn khác (công nghiệp đốt chất thải y tế) I.7 Phương pháp luận nghiên cứu Hình 2.1: Sơ đồ khung tiến trình nghiên cứu luận án I Phương pháp nghiên cứu Bao gồm phương pháp kế thừa, tiếp cận tài liệu Khảo sát thực địa kết hợp phiếu khảo sát, lựa chọn khu vực lấy mẫu (kết hợp khảo sát với quyền địa phương thông qua hội thảo) Phương pháp thực nghiệm (lấy mẫu phân tích, tham gia thử nghiệm th ành thạo với tổ chức quốc tế, kiểm soát chất lượng kết phân tích hoạt động đảm bảo chất lượng/ kiểm sốt chất lượng (QA/QC) phòng thí nghiệm, sử dụng mẫu chuẩn cho số mẫu có mẫu chuẩn, xác nhận giá trị sử dụng phương pháp (độ lập lại, độ tái lập, hiệu suất thu hồi, giới hạn phát hiện, độ không đảm bảo đo) Phương pháp so sánh đánh giá Phương pháp lấy ý kiến chun gia Ứng dụng mơ hình xác suất thống kê ứng dụng số phần mềm đặc dụng phân tích thống kê phân tích thành phần PCA (Principle component analysis), phân tích cụm CA (Cluster analysis) I.9 Phương pháp lấy mẫu phân tích Phương pháp lấy mẫu sử dụng luận án: Áp dụng tiêu chuẩn, QCVN hành để lấy mẫu mẫu đất theo TCVN 4046-85 TCVN 7538-8:2005, mẫu bùn theo TCVN 6663-13:2000, nước sông/suối theo TCVN 6663-6: 2008, nước ngầm theo TCVN 6663-11: 2011, mẫu thủy sinh vật thu lưới trợ giúp cư dân địa phương cho mẫu cá ốc Bùn thải lấy từ hệ thống xử lý nước thải Tro hóa chất: lấy túi lọc bụi hệ thống xử lý khí thải Tro đáy: lấy theo qui định lấy mẫu chất thải rắn theo phương pháp đổ đống chia 8, lấy phần đối đỉnh nhau, tiếp tục trộn thực tương tự có lượng mẫu cần thiết Khí thải lò đốt lấy theo TCVN 7556-1:2005 US-EPA Method 23 Áp dụng kỹ thuật lấy mẫu đẳng tốc Mẫu trắng kiểm tra lấy địa điểm lò đốt theo phương pháp mẫu thông thường Chuẩn lấy mẫu: PCDD/F Clor vị trí 2,3,7,8 đánh dấu 13C12 thêm vào trước lấy mẫu Cả hai nhóm PCDD/F hấp phụ hạt pha khí, thu vào dụng cụ lấy mẫu Các phận thu lọc XAD-2 Phương pháp phân tích luận án Phương pháp phân tích mẫu PCDD/F phát triển cải tiến dựa qui trình chuẩn EPA - Method 8280, qui trình 1613 EPA - Kỹ thuật pha lõang đồng vị (US EPA, 1994 1996) , EPA-Method 23 Các phương pháp nghiên cứu cho phù hợp với điều kiện Việt Nam có cải tiến rút ngắn thời gian phân tích mẫu Các phương pháp phân tích kiểm sốt chất lượng với mẫu chuẩn cho mẫu đất bùn với kết tương đồng với kết nhà sản xuất mẫu chuẩn công bố, kiểm tra chéo kết với phòng thí nghiệm khác áp dụng phương pháp phân tích luận án với kết trùng lặp hai phòng thí nghiệm cho mẫu đất bùn, tham gia hai chương trình thử nghiệm thành thạo với Quebec, Canada cho mẫu đất nước với kết đạt cho hai chương trình Tỉ lệ thu hồi chuẩn lấy mẫu khí thải 78-92% Hiệu suất thu hồi mẫu từ 87-100% Độ lập lại, độ tái lập, độ không đảm bảo đo, giới hạn phát hiện, giới hạn định lượng đánh giá II Kết thảo luận II Đánh giá tồn dư Dioxin đất/bùn/nước/ mẫu sinh học vùng phụ cận sân bay Biên Hòa II.1.1 Mẫu nước : Khu vực hồ Biên Hùng (Đồng Nai): nơi tiếp nhận nước thải nước mưa chảy tràn từ sân bay Biên Hoà nơi người dân sử dụng nước cho canh tác rau đánh bắt cá làm thực phẩm Khu vực hồ nằm bên sân bay khu vực tập trung nước mưa chảy tràn khu đất xung quanh sân bay có khả nơi tích tụ PCDD/F Vì vậy, mẫu nước lấy suối nước chảy từ sân bay thoát khu dân cư, nguồn xả thải vào hồ, giếng nước ngầm nơi người dân sử dụng cho việc tưới Các vị trí lấy mẫu khơng thực nơi đư ợc tiến hành khảo sát dự án trước khơng hiệu quả, vị trí cách xa khu vực sân bay Tập trung vào khu vực phụ cận sân bay Biên Hòa bao gồm phường Tân Phong, Trung Dũng, Quang Vinh, Bửu Long Về địa hình vị trí lấy mẫu thuộc khu vực bị nhiễm, nằm bên ngồi vòng rào sân bay theo hướng nước dòng chảy bên sân bay ngồi khu dân cư có độ dốc thấp bên sân bay Ở phường Tân Phong, vị trí lấy mẫu chọn điểm thoát nước từ nguồn nước thải bên sân bay khu dân cư phía Đơng sân bay Các vùng đất chưa bị cải tạo phía Nam phía Tây Sân Bay; Ở phường Trung Dũng Quang Vinh, vị trí lấy mẫu chọn điểm thoát nước từ nguồn nước thải bên sân bay khu dân cư phía Nam sân bay; Ở phường Bửu Long, độ dốc khu vực nghiêng phía Tây hướng dòng chảy thơng sơng Đồng Nai, vị trí lấy mẫu chọn điểm nước từ nguồn nước thải bên sân bay thơng bên ngồi phía Tây sân bay khu đất chưa bị cải tạo phía Tây sân bay H ình 2.3 Bản đồ vị trí lấy mẫu hướng dòng chảy sân bay vùng phụ cận 16 mẫu nước qua đợt lấy mẫu nghiên cứu cho thấy: a/ Các mẫu nước đất (nước giếng): Nồng độ PCDD/F vị trí từ 0,0101-0,0266 ng/L Vị trí từ 0,0007-0,0008ng/L Vị trí từ 0,0017-0,0171ng/L Cả vị trí có giá trị i-TEQ thấp ngưỡng cho phép theo tiêu chuẩn US.EPA -2003 (30pg/L), chứng tỏ nguồn nước ngầm khu vực khơng bị nhiễm, sử dụng cho mục đích tưới tiêu trồng vùng b/ Các mẫu nước mặt lấy từ nguồn nước thải ra: Vị trí (suối nước chảy từ sân bay thoát khu dân cư) Vị trí nguồn xả thải vào 11 II.1.3 Mẫu đất : II.1.3.1 Đánh giá mẫu đất tầng nông (0-30cm) Từ 28 mẫu, phát tồn hợp chất TCDD mẫu đất tầng nông mẫu vị trí vị trí với nồng độ từ 0,49 – 0,58 ng/g đất khô Vị trí với nồng độ từ 0,136 - 0,841 ng/g đất khơ Vị trí 10 (Suối nước thơng với nguồn nước thải từ sân bay khu dân cư) với nồng độ từ 0,6425 - 0,7485 ng/g đất khô Các mẫu lại khơng tìm thấy diện hợp chất TCDD (ở vị trí 7, vị trí 8,vị trí 9), phát dạng vết (vị trí 1, vị trí 2, vị trí 5) Ngồi ra, mẫu phân tích tìm thấy diện hợp chất TCDD dạng vết nồng độ thấp như: hợp chất TCDF (< 0,08 ng/g đất khô), hợp chất PeCDD/Fs (< 0,02 ng/g đất khô), hợp chất HxCDD/F (< 0,22 ng/g đất khô), hợp chất HpCDD/F (< 0,32 ng/g đất khô), hợp chất OCDD/F (< 8,53 ng/g đất khô) b Đánh giá theo TCVN: Khi so sánh giá trị i-TEQ với TCVN 8183:2009 (1 ng/g đất khơ) mẫu phân tích có giá trị i-TEQ nằm giới hạn cho phép Điều cho thấy, mơi trường đất an tồn, khơng bị ảnh hưởng nguy hại chất độc hóa học dioxin tạp chất khác môi trường Các mẫu lấy vào mùa khơ thường có giá trị i-TEQ cao mùa mưa địa hình dốc từ sân bay đến vị trí nước mưa rửa trôi mùa khô, mực nước cạn, bùn, đất cô đặc c/ Đánh giá theo tiêu chuẩn Canada: Khi so sánh giá trị i-TEQ theo tiêu chuẩn Canada, CCME 0,004ng/g đất khơ giá trị i-TEQ mẫu lấy vào mùa khô thường cao mùa mưa cao ngưỡng giới hạn cho phép Độ độc mẫu đất khu vực 12 nghiên cứu vư ợt mức quy định độ độc cho phép Canada; Mức độ ô nhiễm lấy vào mùa khô thể rõ rệt mẫu lấy vào mùa mưa tác động rửa trôi nước mưa II.1.3.2 Đánh giá mẫu đất tầng sâu ( 30-60cm) Phát mẫu đất tầng sâu có tồn hợp chất TCDD mẫu vị trí vị trí (suối nước chảy từ sân bay khu dân cư) với nồng độ từ 0,05 - 0,08 ng/g đất khơ Vị trí với nồng độ < 0,56ng/g đất khơ Vị trí 10 (Suối nước thơng với nguồn nước thải từ sân bay KDC) với nồng độ từ 0,32 - 1,02 ng/g đất khơ Các mẫu lại bị ảnh hưởng dạng vết Ngồi ra, tìm thấy diện hợp chất TCDD dạng vết nồng độ thấp như: hợp chất TCDF (< 0,19 ng/g đất khô), hợp chất PeCDD/F (< 0,622 ng/g đất khô), hợp chất HxCDD/F (< 0,28 ng/g đất khô), hợp chất HpCDD/F (< 0,56 ng/g đất khô), hợp chất OCDD/F (< 7,07 ng/g đất khô) a/ Đánh giá theo TCVN: Khi so sánh giá trị i-TEQ với giới hạn cho phép TCVN 8183:2009 (1 ng/g đất khơ) mẫu phân tích có giá trị i-TEQ nằm giới hạn cho phép Các mẫu lấy vào mùa khô thường có giá trị i-TEQ cao mùa mưa có tích tụ lâu ngày đất, thấm sâu b/ Đánh giá theo tiêu chuẩn Canada: Khi so sánh giá trị i-TEQ theo tiêu chuẩn Canada, CCME (0.004ng/g đất khơ) thì: Giá trị i-TEQ mẫu lấy vị trí 1,2,3,5,6,9 10 vào mùa khơ thường cao mùa mưa vượt ngưỡng giới hạn cho phép CCME Sự tồn dư hợp chất khó phân hủy có độc tính khu vực nghiên cứu vào thời điểm lấy mẫu mức độ cao mức cho phép độ độc quốc gia Canada 13 II.1.3.3 So sánh mẫu đất tầng nông (0-30cm) với mẫu đất tầng sâu (30-60cm) qua đợt lấy mẫu Giá trị i-TEQ mẫu đất tầng nông cao i-TEQ mẫu đất tầng sâu Riêng vị trí 10 (Suối nước thơng với nguồn nước thải từ sân bay KDC), giá trị i-TEQ mẫu đất tầng nông từ 0,68740,7971 ng/g đất khô thấp i-TEQ mẫu đất tầng sâu từ 0,9153-1,0602 ng/g đất khô Điều cho thấy, khu vực này, có tồn đọng chất thải mơi trường có tích tụ lâu ngày chất độc hóa học dioxin hợp chất khó phân hủy khác bị chôn vùi sâu lớp đất theo thời gian Dioxin xâm nhập vào đất, đọng lại quyện chặt vào đất, vào bùn dễ dàng kết hợp với acid hữu đất, acid humic (thành phần mùn đất) II.1.4 Mẫu sinh học Các mẫu thủy sinh vật (cá, ốc) thu lưới với trợ giúp cư dân sống địa phương hồ nghiên cứu mẫu nước nơi người dân sử dụng nước để đánh bắt cá tưới Số liệu nghiên cứu mẫu cá, ốc cho đợt lấy mẫu, cho thấy 7/8 mẫu cá, ốc có giá trị i-TEQ thấp giới hạn cho phép tiêu chuẩn Châu Âu EC, 2001 (i-TEQlimit : 4ng/kg mẫu tươi) Riêng mẫu cá lấy vị trí Hồ Cổng 2, miệng cống xả - đợt 2, có diện hợp chất TCDD mẫu (nồng độ: 18,4ng/kg mẫu tươi) Có giá trị i-TEQ vượt giới hạn cho phép 4,67 lần Điều cá bắt cửa nguồn xả thải vào hồ từ sân bay chúng hồ từ dòng nước thải bên sân bay Trong môi trường nước, PCDD/F có hệ số phân vùng carbon hữu Koc lớn, lại kỵ nước nên chúng tồn 14 dạng kết dính với chất lơ lửng thâm nhập vào bùn đáy tích tụ thể thuỷ sinh vật II.1.5 So với kết nghiên cứu khác Trong dự án đánh giá môi trường ô nhiễm dioxin sân bay Biên Hòa ban đạo 33/ Hatfield cho thấy sân bay Biên Hòa nhiễm chất da cam theo địa hình sân bay cao vùng vành đai phụ cận sân bay, nước mưa chảy tràn làm nhiễm khu vực bên ngồi sân bay Luận án áp dụng phương pháp thống kê đa biến dựa phân bố congener PCDD/F với giả thiết sân bay Biên Hòa điểm nóng phát thải PCDD/F khu vực phụ cận sân bay thông qua ống thải nước mưa chảy tràn đất, bùn, nước mặt, nước giếng lây nhiễm thủy sinh nuôi trồng hồ khu vực Qua phân tích hàm đa biến cho thấy có tương đồng mẫu nước, bùn, đất, thủy sinh có congener 2,3,7,8-TCDD/F, PeCDD, HxCDD/F, HpCDD, OCDD Điều chứng tỏ nguồn gốc gây ô nhiễm dioxin vùng phụ cận sân bay Biên Hòa tỉnh Đồng Nai từ sân bay Biên Hòa lan tỏa vùng phụ cận sân bay, xâm nhập vào nước, bùn, đất khu vực này, xâm nhập vào chuỗi thức ăn (thủy sinh vật) II.2 Nghiên cứu mức độ phát thải PCDD/F từ lò đốt chất thải rắn y tế nguy hại khu vực TP.HCM Theo QCVN 02/2012:BTNMT, tiêu chí lựa chọn lò đốt chất thải y tế phải lò đốt hai cấp lò dùng để đốt triệt để chất thải có hệ thống xử lý khí thải để kiểm sóat khí thải Nơi tập trung xử lý chất thải y tế địa bàn Thành phố Hồ Chí Minh có địa điểm lò Bình Hưng Hòa lò Đơng Thạnh Cơng ty TNHH MTV Mơi trường Đơ thị Thành phố quản lý Lò đốt Bình Hưng 15 Hòa lò đốt sản xuất Đức lò nhiều cấp với cơng nghệ nhiệt phân với công suất tấn/ngày theo dạng mẻ, vận hành bán liên tục Lò đốt Đơng Thạnh lò đốt sản xuất Thụy Sỹ lò kín, nhiều cấp với cơng nghệ nhiệt phân lò thùng quay Cơng suất 21 tấn/ngày theo dạng vận hành liên tục Cả lò có hệ thống kỹ thuật kiểm sốt nhiễm cao Năng lượng sử dụng khí đốt (gas) Làm nguội khí thải thiết bị trao đổi nhiệt (nước) Hệ thống kiểm sốt xử lý nhiễm: sử dụng túi lọc, máy lọc khơ, than hoạt tính NaHCO Ống khói > 15m, khơng nón Vị trí lắp đặt xa dân cư Nhiệt độ buồng sơ cấp < 1050 oC, nhiệt độ buồng thứ cấp từ 1050 -1225oC, nhiệt độ khí thải < 180oC cho lò Bình Hưng Hòa nhiệt độ buồng sơ cấp < 1000 oC, nhiệt độ buồng thứ cấp từ 1030 -1250oC, nhiệt độ khí thải 100 -120oC cho lò Đơng Thạnh Vị trí lấy mẫu vị trí khí thải ống khói theo TCVN 5977:2009 (ISO 9096:2003) Thời gian lấy mẫu 8h Do Công ty TNHH MTV Môi trường đô thị thành phố quản lý hai lò đốt Bình Hưng Hòa Đơng Thạnh nên chất thải đẩu vào toàn chất thải y tế nguy hại sau thu gom, phân loại; chất thải y tế đầu vào cho hai lò đốt phân phối hàng ngày tùy theo công suất lò Thành phần chất thải y tế đầu vào chủ yếu: Nhóm chất thải gây lây nhiễm; Nhóm vật sắc nhọn; Nhóm chất thải y tế từ phòng thí nghiệm Các nhóm chất thải bệnh viện cho chung vào thùng chứa để vận chuyển đến lò đốt (khơng phân loại ghi chép số liệu) Từ thành phần chất thải đầu vào (tham khảo tài liệu) để tính đến cân vật chất nhằm làm sáng tỏ phần đóng góp chất thải đầu vào ảnh hưởng đến lượng phát thải đầu Kết tính tốn cho thấy khối lượng chất thải đầu lò tập trung vào lượng tro đáy tạo thành tro bay từ hoá chất xử lý 16 3.1 Nghiên cứu mẫu khí thải: Để so sánh mức độ phát thải PCDD/F từ lò đốt chất thải nguy hại y tế, tiến hành thu mẫu khí thải lò đốt chất thải nguy hại Nhà Bè Bà Rịa -Vũng Tàu chất thải y tế hai lò nêu lò đốt y tế Cần Thơ Trong 26 mẫu khí thải, giá trị i-TEQ mẫu khí thải Bà Rịa – Vũng Tàu cao vượt ngưỡng cho phép so với tiêu chuẩn US-EPA (i-TEQlimit: 600pg/Nm3) Việt Nam (i-TEQlimit: 2300 pg/Nm3) 1,85 lần thành phần chất thải nguy hại có đốt hóa chất thuốc bảo vệ thự c vật So với tiêu chuẩn EU Singapore (i-TEQlimit:100 pg/Nm3) lò Nhà Bè Bà Rịa – Vũng Tàu vượt từ 2,69 - 42,69 lần Gía trị i-TEQ lò đốt y tế lại ngưỡng quy định Về chi tiết có diện hợp chất TCDD mẫu nghiên cứu với nồng độ dao động từ 0,2971 - 229,4395 pg/Nm3 vị trí lò đốt y tế < lò Nhà Bè < lò Bà Rịa -Vũng Tàu Và có diện hợp chất TCDF mẫu phân tích với nồng độ dao động từ 0,05 - 335 pg/Nm3 vị trí lò đốt y tế < lò Nhà Bè < lò Bà Rịa Vũng Tàu Có diện PCDD/F mẫu nghiên cứu, đó: 2,3,4,7,8-PeCDF có nồng độ cao nhóm PCDF Tỉ lệ PeCDF PeCDD cho tất mẫu lớn 1, điều nà y ngụ ý nguồn gốc gây ô nhiễm từ chất tổng hợp trội Kết nghiên cứu mẫu khí thải lò Đơng Thạnh cho thấy hàm lượng thấp ngưỡng cho phép QCVN02:2012/BTNMT Giá trị thông số vô khí thải như: CO, SO2, NO2, O2, HCl thấp cho hai lò đốt y tế K hơng phát PCDD/F qua năm thấy Cd, Hg, Pb khí thải hai lò đốt y tế Luận án tiến hành nghiên cứu thêm tổng PCB không phát thấy tổng PCB khí thải hai lò đốt y tế Tp.HCM 17 3.2 Nghiên cứu mẫu tro 3.2.1 Tro hóa chất: Trong 15 mẫu tro hóa chất, có diện TCDD mẫu tro hóa chất với nồng độ dao động từ 10,7128 111,3532 ng/kg lò Bình Hưng Hòa 12,0912 -98,6522 ng/kg lò Đơng Thạnh S o với QCVN 07:2009/BTNMT (0,1mg/kg cho 2,3,7,8-TCDD) diện TCDD cho lò đạt QCVN Có diện 17 PCDD/F mẫu Trong đó, 2,3,4,7,8-PeCDF; 1,2,3,4,7,8-HxCDF; 1,2,3,6,7,8-HxCDF; 2,3,4,6,7,8HxCDF; 1,2,3,4,6,7,8-HpCDF; OCDF; có nồng độ cao nhóm PCDF; tương tự 1,2,3,4,6,7,8-HpCDD, OCDD có nồng độ cao nhóm PCDD Tuy nhiên tro hóa chất thêm 1,2,3,7,8,9HxCDF; 1,2,3,4,7,8,9-HpCDF 1,2,3,6,7,8-HxCDD cho tất lò Tỉ lệ PCDF PCDD cho tất mẫu nhiều Tổng hàm lượng PCDD/F mẫu tro hóa chất lò Bình Hưng Hòa lò Đơng Thạnh ngưỡng cho phép so với QCVN 07/2009/BTNMT (300.000 ng/kg) Để nghiên cứu đánh giá tính độc hại tro hóa chất, luận án nghiên cứu thêm tiêu kim loại nặng cho hai lò kim loại nặng Hg, As, Pb, Cd, Zn bị hóa nhiệt độ đốt bình thường với kết Pb (từ 12,3-14,9 mg/kg) vượt gấp lần QCVN 07: 2009/ BTNMT (4mg/kg) không phát thấy PCB mẫu (MLOD: ppb) 3.2.2 Mẫu tro đáy: Trong 15 mẫu tro đáy, c ó diện TCDD với nồng độ dao động từ 7,0529 - 84,0766 ng/kg lò Bình Hưng Hòa 9,7731- 91,6350 ng/kg lò Đơng Thạnh So với QCVN 07:2009/BTNMT (0,1mg/kg cho 2,3,7,8-TCDD) diện TCDD cho lò đạt QCVN Có diện 17 PCDD/F mẫu Trong đó, 2,3,4,7,8-PeCDF; 1,2,3,4,7,8- 18 HxCDF; 1,2,3,6,7,8-HxCDF; 2,3,4,6,7,8-HxCDF; 1,2,3,4,6,7,8-HpCDF; OCDF có nồng độ cao nhóm PCDF, 1,2,3,4,6,7,8 -HpCDD, OCDD có nồng độ cao nhóm PCDD cho tất lò Tỉ lệ PCDF PCDD cho tất mẫu nhiều Tổng hàm lượng PCDD/F mẫu tro đáy từ lò đốt Bình Hưng Hòa lò Đơng Thạnh so với QCVN 07/2009/BTNMT ngưỡng cho phép (300.000 ng/kg) Để nghiên cứu đánh giá tính độc hại tro đáy, luận án nghiên cứu thêm tiêu kim loại nặng (Hg, Pb, Cd), nhiên không phát thấy kim loại tổng PCB cho hai lò 3.3 Nghiên cứu mẫu bùn thải (từ hệ thống xử lý nước thải) Đã phát thấy vết 1,2,3,7,8, 9-HxCDD; 1,2,3,4,6,7,8-HpCDD; OCDD bùn thải lò Bình Hư ng Hòa vết 2,3,7,8- TCDD; 1,2,3,4,6,7,8-HpCDD; OCDD bùn thải lò Đơng thạnh Đã phát thấy kim loại nặng Cd, Pb, Hg vượt qui chuẩn cho phép cho hai lò, đặc biệt nồng độ chì (Pb) cao (375 -504 mg/kg) so với QCVN50:2013/BTNMT (73,4- 96,2 mg/kg) Tuy nhiên không phát thấy tổng PCB 3.4 Nghiên cứu mẫu nước thải Lò Bình Hưng Hòa với cơng nghệ nhiệt phân tĩnh chất thải có độ ẩm cao nên có giai đoạn ép rác để giảm độ ẩm trước đốt Đã phát thấy vết 2,3,4,7,8-PeCDF, 1,2,3,4,7,8-HxCDF, 1,2,3,6,7,8-HxCDF, 2,3,4,6,7,8-HxCDF, 1,2,3,4,6,7,8-HpCDF, 1,2,3,4,7,8,9-HpCDF, OCDF, 1,2,3,4,6,7,8-HpCDD, OCDD hai lò Ngoài ra, kết nước thải từ hệ thống xử lý khí thải cho thấy tiêu BOD5, COD, N tổng cao QCVN 40:2011/BTNMT Cột B Tuy nhiên, nước thải từ nước 19 ép rác hệ thống xử lý khí xử lý hệ thống xử lý nước thải hai nhà máy Luận án áp dụng phần mềm Simca, sử dụng hàm đa biến để xem xét đến phân bố congener có mẫu khí thải, tro thải, bùn thải, nước thải cho thấy có tương đồng phân bố congener hai lò III.Phân biệt Dioxin có nguồn gốc từ chiến tranh (từ sân bay Biên Hòa) với Dioxin từ nguồn cơng nghiệp (từ lò đốt chất thải y tế) Phân biệt dựa theo nồng độ congner theo nồng độ độc cho thấy 2,3,7,8-TCDD đóng góp phần lớn độc tính I-TEQ PCDD/F mẫu nghiên cứu Biên Hòa Áp dụng phương pháp thống kê đa biến để phân biệt congener PCDD/F có nguồn gốc từ chiến tranh từ lò đốt chất thải y tế Các kết phân thành nhòm nhóm 1, 3, tập trung congener từ sân bay Biên Hòa Nhóm tập trung từ congener từ lò đốt chất thải y tế, ngoại lệ có mẫu đất từ sân bay Biên Hòa tầng sâu vị trí 9.2 đợt 2, vị trí đợt có congener tương tự congener từ lò đốt chất thải y tế, điều chứng tỏ mẫu đất sân bay Biên Hòa vị trí 9.2 vị trí ngồi ảnh hưởng chất diệt cỏ bị ảnh hưởng thêm từ hoạt động đốt rác thải sinh hoạt cư dân sống khu vực làm tăng giá trị I-TEQ mẫu Từ phân bố cho thấy rõ khác biệt phân bố congener PCDD/F có nguồn gốc từ chiến tranh từ cơng nghiệp Điều chứng minh cho thấy ô nhiễm dioxin vùng phụ cận sân bay Biên Hòa, Đồng Nai từ chất diệt cỏ từ sân bay Biên hòa lan tỏa vùng phụ cận IV Kết luận kiến nghị Luận án “Nghiên cứu dư lượng chất độc PCDD/PCDF thành phần môi trường khu vực phía Nam – Việt Nam (từ khu vực 20 bị ảnh hưởng chiến tranh, phạm vi nghiên cứu: vùng phụ cận sân bay Biên Hòa- Đồng Nai) lên thành phần môi trường: đất, nước, bùn, mẫu sinh học, đến nguồn phát thải gây ô nhiễm (phạm vi nghiên cứu: phát thải từ lò đốt chất thải y tế khu vực TP.HCM) nhằm xác định rõ nguồn gốc gây ô nhiễm PCDD/F từ chiến tranh công nghiệp cho thấy: - Về phương pháp lấy mẫu phân tích Các phương pháp lấy mẫu đư ợc áp dụng theo tiêu chuẩn/ qui chuẩn hành phù hợp Riêng phương pháp lấy mẫu khí thải áp dụng kỹ thuật lấy mẫu đẳng tốc dụng cụ lấy mẫu chuyên biệt Trong đó, thực đảm bảo chất lượng kiểm sốt chất lượng cơng việc lấy mẫu Các phương pháp phân tích phát triển dựa qui trình chuẩn có cải tiến rút ngắn thời gian phân tích mẫu Điều đặc biệt có ý nghĩa thực chuỗi mẫu tiết kiệm dung môi (độc) giúp giảm thiểu tác hại đến sức khỏe người phân tích nhiễm mơi trường có ý nghĩa khoa học thực tiễn, thực phân tích PCDD/F vùng nghiên cứu khác, tài liệu tham khảo tốt cho phòng thí nghiệm khác phân tích PCDD/F tài liệu tốt để tham khảo xây dựng qui chuẩn Việt Nam phương pháp phân tích PCDD/F đất, bùn, nước, thủy sinh vật, khí thải, tro thải, bùn thải - Về mức độ ô nhiễm PCDD/F vùng phụ cận sân bay Biên Hòa- Đồng Nai Đã phát vị trí bị nhiễm vùng phụ cận sân bay Biên Hòa, Đồng Nai khác với vị trí đư ợc cơng bố Từ kết nghiên cứu cho thấy có diện dioxin tất mẫu bùn đất 21 có giá trị i-TEQ cao giá trị cho phép lọai đất sử dụng cho mục đích nơng nghiệp, đất khu dân cư, đất công nghiệp, đặc biệt hai mẫu đất vị trí vị trí 10 Nước ngầm khu vực vấn đề ô nhiễm đáng quan tâm, nước mặt Hồ cổng cần lưu ý Các vị trí cần lưu ý vị trí số (suối nước từ sân bay khu dân cư KP9-P.Tân Phong), vị trí (Hồ cổng 2-P Quang Vinh) vị trí 10 (suối nước từ sân bay thoát khu dân cư KP.5-P.Bửu Long) Mức độ nhiễm vị trí khác không cao, nhiên, lâu dài, cần thực nghiên cứu sâu thực biện pháp cảnh báo theo dõi sức khỏe cho người dân sinh sống khu vực Nghiên cứu khác biệt đặc trưng làm sáng tỏ nguồn dioxin điểm nóng Biên Hòa Từ đó, phân biệt nguồn gốc dioxin từ chiến tranh dioxin từ nguồn công nghiệp - Về mức độ phát thải PCDD/F từ lò đốt chất thải y tế khu vực TP.HCM Kết nghiên cứu mẫu khí thải cho thấy hàm lượng PCDD/F qua năm lò thấp QCVN, có cao tiêu chuẩn Châu Âu cho năm 2013 giá trị thơng số vơ khí thải như: CO, SO2, NO2, O2, HCl thấp chứng tỏ hệ thống xử lý khí thải lò đạt yêu cầu Tuy nhiên, cần nghiên cứu thêm cơng nghệ lò đốt nhằm đáp ứng tiêu chuẩn cao bảo vệ môi trường Mẫu tro hóa chất tro đáy có hàm lượng PCDD/F ngưỡng cho phép Tuy vậy, tro thải nguồn gây nhiễm từ lò đốt chất thải y tế, cần có kế hoạch quản lý phù hợp để bảo vệ môi trường Kết nghiên cứu cho thấy, nước ép rác chứa nhiều chất độc hại bùn thải chứa lượng kim loại cao, điều cho thấy cần có biện pháp xử lý thích hợp cho nguồn thải 22 Với lò đốt đáp ứng QCVN 02:2010/BTNMT thiết kế lò đốt, q trình vận hành biện pháp xử lý ô nhiễm triệt để đảm bảo không phát thải chất độc môi trường - Về nguồn gốc Dioxin sân bay Biên Hòa Theo kết nghiên cứu cho thấy 2,3,7,8-TCDD đóng góp phần lớn độc tính I-TEQ PCDD/F mẫu nghiên cứu Biên Hòa Đặc trưng đồng đẳng PCDD/F có nguồn gốc từ chất độc da cam Biên Hòa tồn lưu đặc biệt 2,3,7,8-TCDD; 1,2,3,6,7,8-HpCDD Trong đó, mẫu phát thải PCDD/F có nguồn từ cơng nghiệp (lò đốt chất thải y tế) tập trung 17 đồng phân với nồng độ PCDF cao PCDD Điều cho thấy rõ nguồn gốc gây ô nhiễm PCDD/F Biên Hòa từ chất diệt cỏ IV.5 Kiến nghị: - Cần phân tích mẫu thực phẩm môi trường khu vực điểm nóng khu lân cận sân bay Biên Hòa để làm rõ trình phơi nhiễm - Cần ngừng việc nuôi trồng ao hồ xung quanh sân bay Biên Hòa - Cần có thêm đánh giá cách hệ thống khu vực xung quanh sân bay Biên Hòa để khơng bỏ sót điểm nhiễm - Cần nghiên cứu thêm phát tán PCDD/F khơng khí xung quanh, đất, nước, rau, sức khỏe người dân sống xung quanh khu vực có lò đốt chất thải y tế vận hành 23 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ ĐÃ ĐƯ ỢC CƠNG BỐ CĨ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN Chu Vân Hải, Mai Tuấn Anh (2015) Phát thải PCDD/F khí thải, nước thải, bùn thải từ lò đốt chất thải y tế thành phố Hồ Chí Minh Tạp chí Khoa học cơng nghệ Việt Nam p.5-16, Vol 15, ISSN 1859-4794 Chu Vân Hải, Mai Tuấn Anh Emissions of PCDD/Fs from medical incinerators in HCMC, Vietnam, PAP019437 (2015) 35th International Symposium on Halogenated persistent organic pollutants (Dioxin 2015- Brazil) Chu Vân Hải (2014-2015) Chủ nhiệm đề tài cấp thành phố: Nghiên cứu mức độ phát thải PCDD/F từ lò đ ốt chất thải y tế khu vực TP.HCM Sở Khoa học Công nghệ TPHCM Chu Vân Hải, Mai Tuấn Anh (2013) Quan trắc Dioxin miền Nam Việt Nam - Hiện trạng thách thức Tạp chí phân tích Hóa, lý sinh học, p.259-267, T-18, ISSN-0868-3224 Chu Vân Hải, Mai Tuấn Anh (2012) Quan trắc tồn dư Dioxin khu vực xung quanh sân bay Biên Hòa Tạp chí Phát triển khoa học cơng nghệ, p.5-16, Vol 15, ISSN 1859-0128, Đại học quốc gia TPHCM Chu Vân Hải, Mai Tuấn Anh, Vũ Hàn Giang, Hùynh Thị Mỹ Linh (2012) Phát thải PCDD/F từ lò đ ốt chất thải nguy hại miền Nam Việt Nam Tạp chí khoa học cơng nghệ, Viện khoa học công nghệ Việt Nam, p.250-260, Vol 50, ISSN 0866 708X Chu Vân Hải, Mai Tuấn Anh, Vũ Hàn Giang, Hu ỳnh Thị Mỹ Linh (2013) PCDD/Fs emission from hazadous waste 24 incinerators in Southern Vietnam The 3rd analytica Vietnam Conference, HCMC, April 17-18, p113-120 Chu Vân Hải, Mai Tuấn Anh (2013) Dioxin Monitoring in Southern Vietnam: Situation and challengers 33th International Symposium on Halogenated persistent organic pollutants (Dioxin 2013- Korea) Chu Vân Hải, Mai Tuấn Anh (2013) Dioxin monitoring in Southern Vietnam: Situation and Challenges Hóa học phát triển bền vững, Ngày hóa học thành phố lần thứ 7, p.181190 10 Chu Vân Hải, Vũ Hàn Giang, Hùynh Thị Mỹ Linh (2012) Năng lực phân tích Dioxin/Furan CASE kết đạt được: Phương pháp phân tích PCDD/F đảm bảo chất lượng kết thử nghiệm Hội nghị quốc tế: Năng lực phân tích Dioxin Việt Nam tương lai phát triển, Chương trình KHCN-33/11-15-Tổng cục môi trường 11 Chu Vân Hải, Mai Tuấn Anh, Vũ Hàn Giang, Hùynh Thị Mỹ Linh (2012) PCDD/Fs emission from hazadous waste incinerators in Southern Vietnam 3rd VNU-HCM International Conference for Environment and Natural Resources: Environmental Health and Socio-economic development, HCMC, December, p 78 12 Chu Vân Hải (2010) Chủ nhiệm đề tài cấp thành phố: Nghiên cứu kỹ thuật sắc ký khí ghép khối phổ (GC/MS) Sở Khoa học 25 Cơng nghệ TPHCM Giải khuyến khích hội thi sáng tạo cấp thành phố ... Nai từ chất diệt cỏ từ sân bay Biên hòa lan tỏa vùng phụ cận IV Kết luận kiến nghị Luận án Nghiên cứu dư lượng chất độc PCDD/PCDF thành phần mơi trường khu vực phía Nam – Việt Nam (từ khu vực 20... lò đốt chất thải rắn y tế khu vực TP.HCM I Phạm vi nghiên cứu Luận án tiến hành nghiên cứu dư lượng PCDD/F vùng phụ cận sân bay Biên Hòa- Đồng Nai, nghiên cứu phát thải PCDD/F từ lò đốt chất thải... trọng lượng khô), hợp chất HxCDD/F (< 0,08 ng/g trọng lượng khô), hợp chất HpCDD/F (< 0,43 ng/g trọng lượng khô), hợp chất OCDD/F (< 5,068 ng/g trọng lượng khơ) tồn dư tích lũy lâu ngày chất độc