Đánh giá mức độ ô nhiễm chất hữu cơ độc hại trong nước sông Hồng đoạn chảy qua lãnh thổ Việt Nam : Luận văn ThS. Khoa học môi trường và Bảo vệ môi trường: 60 44 3 01

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Bùi Sỹ Bách ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ Ô NHIỄM CHẤT HỮU CƠ ĐỘC HẠI TRONG NƢỚC SÔNG HỒNG ĐOẠN CHẢY QUA LÃNH THỔ VIỆT NAM LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC Hà Nội – 2014 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Bùi Sỹ Bách ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ Ô NHIỄM CHẤT HỮU CƠ ĐỘC HẠI TRONG NƢỚC SÔNG HỒNG ĐOẠN CHẢY QUA LÃNH THỔ VIỆT NAM Chuyên ngành: Khoa học môi trƣờng Mã số: 60440301 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS NGUYỄN QUANG TRUNG Hà Nội - 2014 MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT iv DANH MỤC BẢNG v DANH MỤC HÌNH vi MỞ ĐẦU Chƣơng TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Khái quát lƣu vực Sông Hồng đoạn chảy qua lãnh thổ Việt Nam 1.2 Đặc tính ô nhiễm nƣớc sông Hồng .4 1.2.1 Ơ nhiễm suy thối nguồn nước số vùng trọng điểm lưu vực 1.2.2 Ơ nhiễm nguồn nước vùng nơng thôn 1.3 Những nghiên cứu trước ô nhiễm nước sông Hồng 1.4 Tình trạng nhiễm PAH giới Việt Nam .8 1.4.1 Tình trạng nhiễm PAH giới 1.4.2 Tình trạng nhiễm PAH Việt Nam 1.5 Ứng dụng phần mềm AIQS-DB tích hợp thiết bị GC/MS 10 1.5.1 Giới thiệu phần mềm AIQS-DB tích hợp thiết bị GC/MS 10 1.5.2 Ứng dụng phần mềm AIQS-DB tích hợp thiết bị GC/MS 11 1.5.3 Quy trình phân tích phần mềm AIQS-DB 15 1.6 Tình hình nghiên cứu ngồi nƣớc 18 1.7 Tính ƣu việt phần mềm 20 1.8 Giới hạn phát phƣơng pháp AIQS-DB phƣơng pháp truyền thống 22 1.8.1 Thử nghiệm mẫu dung dịch chuẩn sử dụng phần mềm AIQS-DB 24 1.8.2 Phân tích dung dịch chuẩn clo phương pháp truyền thống 26 Chƣơng ĐỐI TƢỢNG, PHƢƠNG PHÁP VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 29 2.1 Đối tƣợng nghiên cứu .29 2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu 29 2.2.1 Phương pháp thu thập tài liệu 29 i 2.2.2 Phương pháp điều tra khảo sát thực tế 29 2.2.3 Phương pháp thực nghiệm 31 2.3 Nội dung nghiên cứu 35 Chƣơng KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 37 3.1 Kết phân tích .37 3.1.1 Các kết phân tích thu 37 3.1.2 Kiểm soát chất lượng 40 3.2 Đánh giá có mặt nhóm chất khác .42 3.2.1 Các hợp chất Hydrocarbons đa vòng thơm (PAHs) .42 3.2.2 Các hợp chất Sterol 50 3.3 Đánh giá phân bố chất 53 3.3.1 Các chất thuộc nhóm PAHs 53 3.3.2 Các chất thuộc nhóm Sterol 61 3.4 Thảo luận nguồn ô nhiễm đặc trƣng chúng 65 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 66 Kết luận .66 Kiến nghị 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO 68 PHỤ LỤC 71 ii LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc tới TS Nguyễn Quang Trung, trưởng phịng Độc chất mơi trường, Viện Công nghệ Môi trường - Viện Khoa học Cơng nghệ Việt Nam tận tình hướng dẫn tơi q trình nghiên cứu hồn thành luận án Tôi xin chân thành cảm ơn cán phịng phân tích Độc chất mơi trường, Viện Cơng nghệ Môi trường - Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam, giúp đỡ tơi q trình thực địa lấy mẫu nước sông Hồng, tạo điều kiện cho tơi sử dụng thiết bị, hóa chất cần thiết q trình xử lý mẫu Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới thầy, môn Công nghệ môi trường, khoa môi trường, trường Đại học khoa học tự nhiên- Đại học quốc gia Hà Nội, lãnh đạo Viện Công nghệ môi trường-Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam tạo điều kiện giúp đỡ tơi q trình học tập, nghiên cứu trường Viện Một lần xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 25 tháng năm 2014 Học viên Bùi Sỹ Bách iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT AIQS-DB PAH Automated Identification and Quantification System using a Database (hệ thống phát định lƣợng tự động với sở liệu) Polycyclic aromatic hydrocacbon (hydrocarbon thơm đa nhân) PCR Polymerase Chain Reaction (phản ứng chuỗi trùng hợp) USEPA United State Environmental Protection Agency (Cục bảo vệ môi trƣờng Hoa Kỳ) NOEL No observed effect level (Liều lƣợng cao độc chất mà nồng độ khơng quan sát thấy ảnh hƣởng nhiễm độc đến thể sinh vật thực nghiệm ppm Đơn vị phần triệu (mg/l) μm Micromet μl Microlit KCN Khu công nghiệp KCX Khu chế xuất iv DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Điểm khác biệt cách thức khảo sát môi trƣờng từ trƣớc tới với cách thức điều tra nghiên cứu 12 Bảng1.2 Danh sách chất hữu đƣợc phân tích phần mềm AIQS-DB tích hợp thiết bị GC/MS Shimadzu 14 Bảng 2.1 Tổng hợp vị trí lấy mẫu 29 Bảng 3.1 Nồng độ chất hữu độc hại mẫu nƣớc vị trí nghiên cứu 38 Bảng 3.2 Độ thu hồi, RSD, hệ số phân bố octane- nƣớc chuẩn đồng hành 41 Bảng 3.3 Tính chất vật lý số loại PAH 48 v DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Lƣu vực Sông Hồng Hình 1.2 Hệ thống sở liệu AIQS 11 Hình 1.3 Quy trình phân tích bằ ng phầ n mề m AIQS -DB 18 Hình 2.2a Tổng hợp vị trí lẫy mẫu dọc theo sơng Hồng 30 Hình 2.2b Tổng hợp vị trí lẫy mẫu dọc theo sơng Hồng 31 Hình 2.3 Quy trình chiết pha rắn [2] 33 Hình 2.4 Sơ đồ phân tích mẫu [2]…………………………………………… 35 Hình 3.1 Mối tƣơng quan độ thu hồi LogPow 42 Hình 3.2 Cấu trúc hóa học số loại PAHs [10] 44 Hình 3.3 Nồng độ nhóm PAHs điểm nghiên cứu 49 Hình 3.4 Cơng thức hóa học 51 Hình 3.5 Nồng độ nhóm Sterols điểm nghiên cứu 52 Hình 3.6 Nồng độ Naphthalene điểm nghiên cứu 53 Hình 3.7 Nồng độ 2-Methylnaphthalene điểm nghiên cứu 54 Hình 3.8 Nồng độ 1-Methylnaphthalene điểm nghiên cứu 55 Hình 3.9 Nồng độ Acenaphthylene điểm nghiên cứu 55 Hình 3.10 Nồng độ Acenaphthene điểm nghiên cứu 56 Hình 3.11 Nồng độ Fluorene điểm nghiên cứu 56 Hình 3.12 Nồng độ Phenanthrene điểm nghiên cứu 57 Hình 3.13 Nồng độ 3-Methylphenanthrene điểm nghiên cứu 58 Hình 3.14 Nồng độ 2-Methylphenanthrene điểm nghiên cứu 58 Hình 3.15 Nồng độ 9-Methylphenanthrene điểm nghiên cứu 59 vi Hình 3.16 Nồng độ Fluoranthene điểm nghiên cứu 59 Hình 3.17 Nồng độ Pyrene điểm nghiên cứu 60 Hình 3.18 Nồng độ Coprostanol điểm nghiên cứu 61 Hình 3.19 Nồng độ Cholesterol điểm nghiên cứu 62 Hình 3.20 Nồng độ Cholestanol điểm nghiên cứu 62 Hình 3.21 Nồng độ Ergosterol điểm nghiên cứu 63 Hình 3.22 Nồng độ Campesterol điểm nghiên cứu 63 Hình 3.23 Nồng độ Stigmasterol điểm nghiên cứu 64 Hình 3.24 Nồng độ beta-Sitosterol điểm nghiên cứu 64 vii MỞ ĐẦU Hiện vấn đề ô nhiễm chất hữu độc hại sông lớn nhận đƣợc nhiều quan tâm từ cấp ban ngành nhƣ nhân dân địa phƣơng Những năm gần đây, nƣớc sông Hồng qua thành phố Lào Cai đột ngột chuyển màu đục ngầu nhiều thời điểm, có nhiều bọt trơi kín mặt sơng, ngày hơm trƣớc dịng nƣớc xanh, mực nƣớc sông Hồng biến đổi thất thƣờng vào mùa khô, sông thƣờng chảy trái với quy luật tự nhiên bốc mùi hôi thối Lƣu vực sông Trung Quốc tiếp nhận nhiều nƣớc thải chất thải từ nhà máy, xí nghiệp, vùng canh tác nơng nghiệp từ khu dân cƣ thải Cứ năm hàng trăm loại thuốc bảo vệ thực vật, thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ, chất kháng sinh đƣợc chế tạo ứng dụng rộng rãi Sông Hồng sơng lớn chảy qua chín tỉnh thành phố với khu công nghiệp lớn, nhỏ nguyên nhân dẫn đến nƣớc sông Hồng ô nhiễm Hơn hàng chục triệu dân đƣợc hƣởng lợi ích trực tiếp từ sông Hồng, ô nhiễm nƣớc sông gây ảnh hƣởng lớn đến hoạt động sản xuất nhƣ sinh hoạt ngƣời dân, việc phân tích nghiên cứu chất hữu độc hại nƣớc sông Hồng công việc quan trọng đặt nhà quản lý mơi trƣờng nói riêng xã hội nói chung để từ tìm biện pháp kịp thời bảo vệ nguồn nƣớc sông Hồng sức khỏe cộng đồng Trong năm gần Việt Nam, việc phân tích thành phần hợp chất hữu độc hại trở nên dễ dàng với lƣu lƣợng lấy mẫu nhỏ, kết thu đƣợc nhanh chóng, độ xác cao, độ nhạy cao, trang thiết bị khơng q phức tạp nhờ kỹ thuật sắc ký khí Gas Chromatography (GC) sắc ký lỏng (HPLC) Trong sắc ký khí GC trở thành phƣơng pháp sắc ký quan trọng để tách, xác định cấu trúc, nghiên cứu thông số độc chất môi trƣờng nhƣ thuốc trừ sâu, diệt cỏ, hợp PCBs, hydrocacbon đa vòng thơm PAHs, dƣ lƣợng kháng sinh Trong thiết bị sắc ký khí khối phổ GC-MS phận nhận diện, định dạng đƣợc chất hữu nằm thƣ viện khối phổ chất đƣợc xác 527 Cyanofenphos 528 Cyanophos, CYAP 529 Cyfluthrin 530 Cyfluthrin 531 Cyfluthrin 532 Cyfluthrin 533 Cyhalothrin 534 Cyhalothrin 535 Cypermethrin 536 Cypermethrin 537 Cypermethrin 538 Cypermethrin 539 Cyromazine 540 DCIP 541 DDVP 542 Deltamethrin 543 Demeton-S-methyl 544 Demeton-S-methylsulphon 545 d-HCH 546 Dialifos 547 Diazinon 548 Diazinon oxon 549 Dichlofenthion, ECP 550 Dicrotophos 551 Dieldrin Diflubenzuron 552 Dimethoate 553 Dimetylvinphos 90 554 Dimetylvinphos 555 Dinoseb 556 Diofenolan 557 Diofenolan 558 Dioxabenzofos(Salithion) 559 Disulfoton 560 Endosulfan I 561 Endosulfan II 562 Endosulfan sulfate 563 Endrin 564 Endrin aldehyde 565 Endrin ketone 566 EPN 567 EPN oxon 568 Esfenvalerate 569 Esfenvalerate 570 Ethiofencarb 571 Ethion 572 Ethoprophos 573 Etofenprox 574 Etoxazole metabolite 575 Etrimfos 576 Famphur 577 Fenchlorphos 578 Fenitrothion (MEP) 579 Fenitrothion oxon 580 Fenobucarb 581 Fenoxycarb 91 582 Fenthion 583 Fenvalerate 584 Fenvalerate 585 Fipronil 586 Flucythrinate 587 Flucythrinate 588 Flufenoxuron dec2 589 Flufenoxuron dec3 590 Fluvalinate 591 Fluvalinate 592 Fonofos 593 g-HCH 594 Heptachlor 595 Heptachlor epoxide (B) 596 Indoxacarb 597 Isazofos 598 Isocarbophos 599 Isofenphos 600 Isofenphos oxon 601 Isoprocarb 602 Isoxathion 603 Isoxathion oxon 604 Leptophos 605 Malathion 606 Mecarbam 607 Methacrifos 608 Methamidophos 609 Methidathion 92 610 Methiocarb 611 Methoprene 612 Methoxychlor 613 Methyl parathion 614 Mevinphos 615 Mevinphos 616 Monocrotophos 617 Naled 618 Nereistoxin oxalate 619 Novaluron-deg 620 o,p'-DDD 621 o,p'-DDE 622 o,p'-DDT 623 Omethoate 624 Oxychlordane 625 p,p'-DDD 626 p,p'-DDE 627 p,p'-DDT 628 Parathion 629 Permethrin 630 Permethrin 631 Phenothrin 632 Phenothrin 633 Phenthoate 634 Phorate 635 Phosalone 636 Phosmet 637 Phosphamidon 93 638 Piperonyl butoxide 639 Pirimicarb 640 Pirimiphos-methyl 641 Profenofos 642 Propaphos 643 Propetamphos 644 Propoxur 645 Prothiofos 646 Pyraclofos 647 Pyrethrin 648 Pyrethrin 649 Pyrethrin 650 Pyrethrin 651 Pyridaben 652 Pyridaphenthion 653 Pyriproxyfen 654 Quinalphos 655 Silafluofen 656 Sulfotep 657 Sulprofos 658 Tebupirimfos 659 Tefluthrin 660 Temephos 661 Terbufos 662 Tetrachlorvinphos 663 Tetramethrin-1 664 Tetramethrin-2 665 Thiamethoxam 94 666 Thiocyclam 667 Thiometon 668 Tolfenpyrad 669 Tralomethrin-deg 670 trans-Chlordane 671 trans-Nonachlor 672 Triazophos 673 Trichlorfon 674 XMC 675 Xylylcarb 676 2,6-Dichlorobenzamid 677 Acetochlor 678 Alachlor 679 Allidochlor 680 Ametryn 681 Amino-chlornitrofen 682 Anilofos 683 Atrazine 684 Benfluralin 685 Benfuresate 686 Benoxacor 687 Bensulide 688 Bentazone 689 Bifenox 690 Bromacil 691 Bromobutide 692 Butachlor 693 Butafenacil 95 694 Butamifos 695 Butylate 696 Cafenstrole 697 Captan 698 Carbetamide 699 Carfentrazone-ethyl 700 Chloridazon 701 Chlorimuron-ethyl 702 Chlornitrofen (CNP) 703 Chlorpropham Chlorsulfuron 704 Chlorthal-dimethyl 705 Cinmethylin 706 Clomazone 707 Clomeprop 708 Cyanazine 709 Cycloate 710 Cyhalofop Butyl 711 Desmedipham 712 Dichlobenil 713 Diclofop-methyl 714 Diclosulam 715 Difenzoquat metilsulfate 716 Diflufenican 717 Dimepiperate 718 Dimethametryn 719 Dimethenamid 720 Dimethipin 96 721 Diphenamid 722 Dithiopyr 723 EPTC 724 Esprocarb 725 Ethalfluralin 726 Ethofumesate 727 Etobenzanid 728 Fenoxaprop-ethyl 729 Flamprop-methyl 730 Flumiclorac-pentyl 731 Flumioxazin 732 Fluridone 733 Fluthiacet-methyl 734 Furilazole 735 Hexazinone 736 Imazamethabenz-methyl 737 Indanofan 738 Isopropalin 739 Isoxadifen-ethyl 740 Lenacil 741 MCPA-thioethyl (Phenothiol) 742 MCPB-ethyl 743 Mefenacet 744 Mefenpyr-diethyl 745 Methyl dymron 746 Metolachlor 747 Metribuzin 748 Metribuzin DA 97 749 Metribuzin DADK 750 Metribuzin DK 751 Molinate 752 Nitralin 753 Nitrofen (NIP) 754 Norflurazon 755 Oryzalin 756 Oxabetrinil 757 Oxadiazon 758 Oxyfluorfen 759 Pebulate 760 Pendimethalin 761 Pentachlorophenol 762 Pentoxazone 763 Phenmedipham 764 Picolinafen 765 Piperophos 766 Pretilachlor 767 Prometryn 768 Propachlor 769 Propanil 770 Propazine 771 Propham 772 Propyzamide 773 Pyraflufen ethyl 774 Pyrazoxyfen 775 Pyributicarb 776 Pyridate 98 777 Pyriminobac-methyl E 778 Pyriminobac-methyl Z 779 Quinoclamine 780 Quizalofop-ethyl 781 Simazine (CAT) 782 Simetryn 783 Sulfentrazone 784 Swep 785 Terbacil 786 Terbcarb (MBPMC) 787 Terbutryn 788 Thenylchlor 789 Thiobencarb 790 Tri-allate 791 Tribenuron-methyl 792 Triclopyr 793 Trifluralin 794 2-Phenylphenol (OPP) 795 Azaconazole 796 Azoxystrobin 797 Benalaxyl 798 Biphenyl 799 Bitertanol 800 Bromuconazole-1 801 Bromuconazole-2 802 Bupirimate 803 Captafol 804 Carboxin 99 805 Chinomethionat 806 Chloroneb 807 Chlorothalonil (TPN) 808 Cyflufenamid 809 Cyproconazole 810 Cyprodinil 811 Dichlofluanid 812 Dichlofluanid metabolite 813 Dichlone 814 Diclobutrazol 815 Diclocymet 816 Diclocymet 817 Diclomezine 818 Dicloran 819 Diethofencarb 820 Difenoconazole 821 Difenoconazole 822 Dimethomorph E 823 Dimethomorph Z 824 Diniconazole 825 Diphenylamine 826 Ditalimfos 827 Edifenphos 828 Ethoxyquin 829 Etridiazole (Echlomezol) 830 Famoxadone 831 Fenamidone 832 Fenarimol 100 833 Fenbuconazole 834 Fenbuconazole lactone A 835 Fenbuconazole lactone B 836 Fenoxanil 837 Fenpropimorph 838 Ferimzone 839 Fluazinam 840 Fludioxonil 841 Fluquinconazole 842 Flusilazole 843 Flusilazole metabolite 844 Flusulfamide 845 Flutolanil 846 Flutriafol 847 Folpet 848 Fthalide 849 Furametpyr 850 Furametpyr metabolite 851 Hexachlorobenzene 852 Hexaconazole 853 Hymexazol 854 Imazalil 855 Imibenconazole 856 Iprobenfos (IBP) 857 Iprodione 858 Iprodione metabolite 859 Isoprothiolane 860 Kresoxim methyl 101 861 Mefenoxam (Metalaxyl-M) 862 Mepanipyrim 863 Mepronil 864 Metalaxyl 865 Metominostrobin E 866 Metominostrobin Z 867 Myclobutanil 868 Napropamide 869 Nitrothal-isopropyl 870 Oxadixyl 871 Oxpoconazole-formyl 872 Oxpoconazole-fumalate 873 Penconazole 874 Pencycron 875 Pentachloronitrobenzene (Quintozene) 876 Prochloraz 877 Procymidone 878 Propamocarb 879 Propiconazole 880 Propiconazole 881 Pyraclostrobin 882 Pyrazophos 883 Pyrifenox E 884 Pyrifenox Z 885 Pyrimethanil 886 Pyroquilon 887 Quinoxyfen 888 Simeconazole 102 889 Spiroxamine 890 Spiroxamine 891 TCMTB 892 Tebuconazole 893 Tecnazene 894 Tetraconazole 895 Thiabendazole 896 Thifluzamide 897 Tolclofos-methyl 898 Tolylfluanid 899 Tolylfluanid metabolite 900 Triadimefon 901 Triadimenol 902 Triadimenol 903 Trichlamid 904 Tricyclazole 905 Tridemorph 906 Trifloxystrobin 907 Triflumizole 908 Vinclozolin 909 Zoxamide 910 6-Benzylaminopurine 911 Acrinathrin 912 Amitraz 913 Amitraz (deg) 914 Bromopropylate 915 Chlorobenzilate 916 Clofentezine 103 917 Dicofol 918 Dicofol-deg 919 Ethychlozate 920 Etoxazole 921 Fenamiphos 922 Fenothiocarb 923 Fenpropathrin 924 Fensulfothion 925 Fluacrypyrim 926 Fosthiazate 927 Fosthiazate 928 Halfenprox 929 Hexythiazox 930 Methomyl oxime 931 Paclobutrazol 932 Probenazole 933 Prohydrojasmon 934 Propargite 935 Propargite 936 Pyrimidifen 937 Spirodiclofen 938 Tebufenpyrad 939 Tecloftalam 940 Tetradifon 941 Tribufos 942 Uniconazole P 104 ...ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Bùi Sỹ Bách ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ Ô NHIỄM CHẤT HỮU CƠ ĐỘC HẠI TRONG NƢỚC SÔNG HỒNG ĐOẠN CHẢY QUA LÃNH THỔ VIỆT NAM Chuyên ngành: Khoa. .. tính ƣu việt sở liệu đại AIQS-DB phân tích chất hữu bền tiến hành nghiên cứu đề tài ? ?Đánh giá mức độ ô nhiễm chất hữu độc hại nước sông Hồng đoạn chảy qua lãnh thổ Việt Nam? ??’ Chƣơng TỔNG QUAN CÁC... tới thầy, cô môn Công nghệ môi trường, khoa môi trường, trường Đại học khoa học tự nhiên- Đại học quốc gia Hà Nội, lãnh đạo Viện Công nghệ môi trường- Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam tạo điều