Trong nghiên cứu này, các mẫu bụi lắng trong nhà và trong khu vực làm việc của các xưởng tháo dỡ ELV được thu thập để xác định hàm lượng của 43 cấu tử PCBs của 10 nhóm đồng phân, bao gồm cả các chất PCBs chỉ thị, PCBs tương tự dioxin và cấu tử đặc biệt PCB-11 đại diện cho nguồn phát thải đang tiếp diễn từ sắc tố hữu cơ. Mức nồng độ và đặc trưng tích lũy của PCBs trong mẫu bụi được phân tích nhằm cung cấp những thông tin cập nhật về sự tồn tại và nguồn phát thải của các chất ô nhiễm điển hình này tại Việt Nam.
VNU Journal of Science: Natural Sciences and Technology, Vol 36, No (2020) 88-97 Original Article Contamination Status and Emission Sources of Polychlorinated Biphenyls in Settled Dust from End-of-life Vehicle Processing and Urban Areas, Northern Vietnam Hoang Quoc Anh1,2, Shin Takahashi2, Tu Binh Minh1, Tran Manh Tri1, University of Science, Vietnam National University, Hanoi, 19 Le Thanh Tong, Hanoi, Vietnam Center of Advanced Technology for the Environment (CATE), Ehime University, 3-5-7 Tarumi, Matsuyama 790-8566, Japan Received 15 May 2020 Revised 02 August 2020; Accepted 11 August 2020 Abstract: Concentrations of polychlorinated biphenyls (PCBs) including 43 congeners of 10 homologs were determined in settled dust samples collected from urban houses and end-of-life vehicle (ELV) processing workshops in northern Vietnam Concentrations of total 43 PCBs (ΣPCBs), indicator PCBs (IN-PCBs), and 12 dioxin-like PCBs (DL-PCBs) in the ELV workshop dusts were significantly higher than those measured in the urban house dusts, suggesting ELV processing activities as potential sources of PCBs However, concentrations of PCB-11 (3,3’dichlorobiphenyl) in the urban house dusts (mean 4.5; range 1.2–8.7 ng/g) were markedly higher than levels found in the ELV workshop dusts (1.6; 0.46–5.4 ng/g) PCB-11 is a novel congener because it is only a trace component of technical PCB mixtures but identified as a major impurity of many organic pigments, especially diarylide yellow pigments PCB patterns of the ELV workshop dusts were dominated by penta- and hexa-PCBs with major congeners as PCB-118, -138, -153, 110, and -101, which were also principal components of technical formulations such as Aroclor 1254, Kanechlor 500, and Sovol Meanwhile, PCB-11 served as the most predominant congener detected in the urban house dusts, implying current emissions from paints and pigmented products; however, this point should be confirmed by further studies on the occurrence of PCBs in Vietnamese commercial products Apart from PCB-11, the urban house dusts also contained elevated proportions of penta- and hexa-PCBs, suggesting residues from electrical equipment application in the past Our results indicate that even though PCBs are legacy and banned chemicals, their presence has been observed in indoor environments due to their persistent nature and novel emission sources Further studies on the occurrence and emission behavior of these pollutants should be conducted, including not only congeners in technical mixtures but also unintentionally produced compounds Keywords: PCBs, PCB-11, settled dust, end-of-life vehicle, urban area, Vietnam Corresponding author Email address: manhtri0908@gmail.com https://doi.org/10.25073/2588-1140/vnunst.5077 88 H.Q Anh et al / VNU Journal of Science: Natural Sciences and Technology, Vol 36, No (2020) 88-97 Đánh giá tình trạng nhiễm nguồn phát thải polyclo biphenyl mẫu bụi lắng khu vực tháo dỡ phương tiện giao thông hết hạn sử dụng khu vực đô thị miền Bắc Việt Nam Hồng Quốc Anh1,2, Shin Takahashi2, Từ Bình Minh1, Trần Mạnh Trí1, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội, 19 Lê Thánh Tông, Hà Nội, Việt Nam Trung tâm Công nghệ Tiên tiến cho Môi trường (CATE), Đại học Ehime, 3-5-7 Tarumi, Matsuyama 790-8566, Nhật Bản Nhận ngày 12 tháng năm 2020 Chỉnh sửa ngày 02 tháng năm 2020; Chấp nhận đăng ngày 11 tháng năm 2020 Tóm tắt: Nồng độ polyclo biphenyl (PCBs) bao gồm 43 cấu tử 10 nhóm đồng phân xác định mẫu bụi lắng thu thập từ nhà khu vực đô thị xưởng tháo dỡ phương tiện giao thông hết hạn sử dụng (ELV) miền Bắc Việt Nam Nồng độ tổng 43 PCBs (ΣPCBs), chất PCBs thị (IN-PCBs) 12 chất PCBs tương tự dioxin (DL-PCBs) mẫu bụi xưởng ELV cao đáng kể so với nồng độ đo mẫu bụi khu vực đô thị, phản ánh hoạt động tháo dỡ ELV nguồn phát thải PCBs Tuy nhiên, nồng độ PCB-11 (3,3’diclobiphenyl) mẫu bụi khu vực thị (trung bình 4,5; khoảng 1,2–8,7 ng/g) lại cao so với giá trị ghi nhận khu vực ELV (1,6; 0,46–5,4 ng/g) PCB-11 cấu tử đặc biệt tồn hỗn hợp PCB thương mại mức nồng độ vết chí khơng phát được, lại tìm thấy với mức nồng độ đáng kể nhiều sắc tố hữu cơ, đặc biệt sắc tố vàng nhóm diarylide Trong mẫu bụi khu vực ELV, penta- hexa-PCBs chiếm tỉ lệ cao với cấu tử quan trọng PCB-118, -138, -153, -110 -101, thành phần số hỗn hợp PCBs thương mại Aroclor 1254, Kanechlor 500 hay Sovol Trong đó, PCB-11 cấu tử có tỉ lệ cao mẫu bụi khu vực đô thị, có khả liên quan đến phát thải từ sơn sản phẩm có chứa sắc tố; nhiên nhận định cần kiểm chứng nghiên cứu PCBs sản phẩm tiêu dùng Việt Nam Ngồi PCB-11 mẫu bụi khu vực đô thị chứa lượng đáng kể penta- hexa-PCBs, liên quan đến ứng dụng thiết bị điện có chứa PCBs khứ Các kết nghiên cứu cho thấy, PCBs bị cấm từ nhiều năm nay, tồn chúng môi trường ghi nhận chất bền vững chúng nguồn phát thải tiếp diễn Các nghiên cứu tồn phương thức phát tán PCBs cần thiết nên bao gồm khơng cấu tử hỗn hợp PCBs thương mại mà cấu tử hình thành khơng chủ định Từ khóa: PCBs, PCB-11, bụi, phương tiện giao thông hết hạn sử dụng, khu vực đô thị, Việt Nam Tác giả liên hệ Địa email: manhtri0908@gmail.com https://doi.org/10.25073/2588-1140/vnunst.5077 89 90 H.Q Anh et al / VNU Journal of Science: Natural Sciences and Technology, Vol 36, No (2020) 88-97 Mở đầu Polyclo biphenyl (PCBs) nhóm chất nhiễm hữu khó phân hủy (POPs) điển hình với tính chất bền vững mơi trường, có khả phát tán xa, có khả tích lũy sinh học có độc tính cao PCBs sản xuất rộng rãi nhiều nước phát triển giới năm 1930 đến 1990 với tổng trữ lượng lên đến 1,3 triệu [1] Mặc dù ứng dụng PCBs làm chất lỏng cách điện tụ điện máy biến thế, chất lỏng truyền nhiệt hệ thống máy cơng nghiệp, tức ứng dụng “đóng”, có mặt hợp chất sinh vật hoang dã chí phơi nhiễm trên thể người lại phát trở thành mối quan tâm lớn nhà khoa học môi trường độc học từ năm cuối thập niên 1960 [2,3] Năm 2001, Công ước Stockholm chất POPs liệt kê PCBs vào Phụ lục A (các chất cần loại bỏ) Phụ lục C (các chất hình thành khơng chủ định) Các nghiên cứu trước tồn PCBs nhiều đối tượng môi trường Việt Nam đất, trầm tích, khơng khí, bụi nhà, bụi mặt đường chí thể người [4-9] PCBs không sản xuất Việt Nam có mặt hợp chất mơi trường nước ta có liên quan chủ yếu đến thiết bị điện máy móc cơng nghiệp có chứa dầu nhiễm PCBs nhập triển khai khứ Nhìn chung, nồng độ PCBs đối tượng môi trường Việt Nam mức thấp so với quốc gia khác giới Tuy nhiên, khảo sát trước phát số nguồn phát thải đáng ý PCBs có liên quan đến hoạt động tái chế rác thải tự phát số địa phương miền Bắc, ví dụ rác thải điện tử hay phương tiện giao thông hết hạn sử dụng (ELV) [5-7,9,10] Bên cạnh đó, có mặt PCB-11, cấu tử đại diện cho hình thành khơng chủ định PCBs trình sản xuất sắc tố, phát mẫu đất, trầm tích, bụi mặt đường khơng khí Việt Nam với tỉ lệ đáng kể, phản ánh nguồn phát thải PCBs [4,8,9] Trong nghiên cứu này, mẫu bụi lắng nhà khu vực làm việc xưởng tháo dỡ ELV thu thập để xác định hàm lượng 43 cấu tử PCBs 10 nhóm đồng phân, bao gồm chất PCBs thị, PCBs tương tự dioxin cấu tử đặc biệt PCB-11 đại diện cho nguồn phát thải tiếp diễn từ sắc tố hữu Mức nồng độ đặc trưng tích lũy PCBs mẫu bụi phân tích nhằm cung cấp thơng tin cập nhật tồn nguồn phát thải chất nhiễm điển hình Việt Nam Đối tượng phương pháp nghiên cứu 2.1 Thông tin mẫu phân tích Khu vực nghiên cứu bao gồm số xưởng tháo dỡ ELV thôn Thuyền, xã Dĩnh Trì, thành phố Bắc Giang, tỉnh Bắc Giang số nhà dân Hà Nội Các xưởng ELV thuộc khu vực nông thôn với khoảng 300 hộ gia đình, khoảng 40 hộ có hoạt động tháo dỡ ELV số cịn lại trì hoạt động sản xuất nông nghiệp Tại đây, phương tiện giao thông (chủ yếu ô tô) thu thập từ nhiều tỉnh thành nước, sau tháo dỡ thủ công dụng cụ thô sơ lửa đèn khí, kéo cắt kim loại, búa tạ, v.v Sau tháo dỡ, phận phân loại để bán lại cho đầu mối thu mua tái chế Các phận vật liệu khơng có giá trị nhựa thải, đệm mút, kính, v.v bị thải bỏ chí bị đốt góc xưởng Các xưởng thiết kế thô sơ với cấu trúc chủ yếu khung thép lợp tơn, thường khơng có ngăn cách với khu vực sinh hoạt chủ sở Trong đó, mẫu bụi khu vực thị lấy nhà dân thuộc số quận nội thành Nhìn chung, khu vực thị có mức độ thị hóa, đại hóa cao rõ rệt so với khu vực ELV Các mẫu bụi quét phương pháp thủ công chổi làm sợi tự nhiên xẻng hót giấy Các dụng cụ lấy mẫu thay điểm khảo sát để tránh nhiễm chéo mẫu Tại điểm khảo sát, mẫu bụi thu thập sàn nhà, khung H.Q Anh et al / VNU Journal of Science: Natural Sciences and Technology, Vol 36, No (2020) 88-97 cửa sổ, bề mặt đồ nội thất, v.v trộn để tạo thành mẫu đại diện Mẫu bụi chuyển vào túi chống tĩnh điện chun dụng chuyển phịng thí nghiệm ngày thu thập Tại phịng thí nghiệm, mẫu bụi rây qua sàng có kích thước 100 µm, bảo quản lọ thủy tinh giữ nhiệt độ –20 oC đến phân tích Tổng cộng 10 mẫu đại diện thu thập khu vực ELV (kí hiệu E-1 đến E-5) khu vực đô thị (U-1 đến U-5) thời gian từ tháng đến tháng năm 2017 Điểm khác biệt nghiên cứu so với nghiên cứu trước [7] bao gồm: (1) thời điểm lấy mẫu; (2) việc báo cáo nồng độ PCB-11; (3) bổ sung mẫu so sánh khu vực đô thị Hà Nội 2.2 Phương pháp xử lý mẫu Khoảng g mẫu bụi chiết kỹ thuật chiết siêu âm tập trung với đầu dò phát siêu âm VCX 130 (Sonic & Materials, Inc.) Sau thêm chất chuẩn đồng hành đánh dấu đồng vị bền 13 C12 (1 ng chất 13C12-PCB-1, -3, -8, -15, 28, -52, -70, -77, -81, -101, -105, -114, -118, 123, -126, -138, -153, -156, -157, -167, -169, 170, -180, -189, -208, -209), mẫu bụi chiết với 10 mL axeton 10 mL axeton/hexan (1:1) với thời gian lần chiết 10 phút Dịch chiết sau gộp lại, đặc chuyển hồn tồn vào hexan Dịch chiết mẫu hexan xử lý với axit sunfuric 98% đưa qua cột làm chứa g silica gel hoạt hóa (130 oC h) PCBs rửa giải 80 mL diclometan/hexan (5:95) Dịch rửa giải cô đặc, thêm chất nội chuẩn (13C12-PCB-9, -37, 79, -111, -162, -194, -206) chuyển hoàn toàn vào 100 µL decan trước phân tích hệ thống sắc ký khí ghép nối khối phổ kế phân giải cao (HRGC–HRMS) Các chất chuẩn PCBs cung cấp Wellington Laboratories Các hóa chất dung mơi mức độ tinh khiết cho phân tích PCBs cung cấp Wako Pure Chemical Industries, Ltd 2.3 Phương pháp phân tích PCBs PCBs phân tích phương pháp HRGC–HRMS hệ thống GC 6890N (Agilent Technologies) JMS-800D (JEOL) 91 với cột tách HT8-PCB (60 m × 0,25 mm ì 0,25 àm; Kanto Chemical) Khớ mang l heli với tốc độ dịng khơng đổi mL/phút Nhiệt độ cổng bơm mẫu 280 oC Thể tích mẫu µL đưa vào hệ thống chế độ khơng chia dịng Chương trình nhiệt độ lị cột cài đặt sau: 120 oC, tăng đến 180 oC (20 oC/phút), đến 260 o C (2 oC/phút) đến 300 oC (5 oC/phút, giữ phút) Khối phổ kế vận hành chế độ ion hóa va đập electron (EI) với độ phân giải ≥ 10.000 Năng lượng ion hóa gia tốc 38 eV 10 kV Nhiệt độ phận ghép nối (interface) nguồn ion 280 oC Dữ liệu phổ thu thập chế độ quan sát chọn lọc ion (SIM) sắc đồ xử lý phần mềm chuyên dụng JEOL DioK V4.02 PCBs định lượng phương pháp nội chuẩn pha loãng đồng vị Trong nghiên cứu này, 43 cấu tử PCBs thuộc 10 nhóm đồng phân với số lượng nguyên tử clo phân tử từ đến 10 định lượng, bao gồm: mono- (PCB-1, -2, -3), di(-8, -11, -15), tri- (-28, -31, -33, -37), tetra- (-52, -66, -70, -74, -77, -81), penta- (-99, -101, -105, 110, -114, -118, -123, -126), hexa- (-138, -149, 153, -156, -157, -167, -169), hepta- (-170, -180, -183, -187, -189), octa- (-194, -196, -199), nona(-206, -207, -208) deca-PCB (-209) Danh sách bao gồm chất PCBs thị (IN-PCBs: -28, -52, -101, -118, -138, -153, -180), 12 chất PCBs tương tự dioxin (DL-PCBs: -77, -81, -126, -169, -105, -114, -118, -123, -156, -157, -167, 189) PCB-11, cấu tử đặc biệt quan tâm nghiên cứu Việt Nam 2.4 QA/QC Phương pháp chiết tách làm dịch chiết chứa PCBs khảo sát xác nhận giá trị sử dụng Trung tâm Công nghệ Tiên tiến cho Mơi trường (CATE), Đại học Ehime, Nhật Bản Độ xác độ lặp lại quy trình phân tích xác nhận thơng qua việc phân tích lặp lại (n = 3) mẫu trắng thêm chuẩn PCBs (1 ng tất cấu tử nghiên cứu) mẫu chuẩn SRM (Standard Reference Material® 2585 Organic Contaminants in House Dust; National Institute of Standard and Technology, USA) Tỉ lệ giá trị đo giá trị thêm chuẩn/giá trị chứng nhận nằm khoảng 70% đến 92 H.Q Anh et al / VNU Journal of Science: Natural Sciences and Technology, Vol 36, No (2020) 88-97 105% Độ lặp lại phương pháp phân tích đánh giá thơng qua độ lệch chuẩn tương đối thí nghiệm lặp mẫu thêm chuẩn mẫu SRM (RSD < 15% cho cấu tử) Độ thu hồi chất đồng hành thêm chuẩn vào mẫu thực tế nằm khoảng 65% đến 110% Các mẫu trắng phân tích đồng thời mẫu thực mẻ mẫu Trong mẫu trắng phát lượng vết số cấu tử: PCB-8 (8.0 ± 3.0 pg), PCB-11 (20 ± 5.0 pg) PCB-52 (10 ± 3.0 pg) Nồng độ PCBs mẫu thực hiệu chỉnh với nồng độ trung bình mẫu trắng Giới hạn phát PCBs mẫu bụi nằm khoảng từ 0.020 đến 0.060 ng/g Kết nghiên cứu bàn luận 3.1 Nồng độ tổng PCBs mẫu bụi PCBs phát tất mẫu bụi nghiên cứu này, phản ánh mức độ phổ biến hợp chất môi trường sử dụng chúng bị cấm hầu hết quốc gia, có Việt Nam, từ nhiều thập niên qua Nồng độ tổng 43 PCBs (ΣPCBs) nhóm cấu tử đặc biệt mẫu bụi trình bày Hình Nồng độ ΣPCBs mẫu bụi khu vực ELV (trung bình 460; khoảng 55–1200 ng/g) cao đáng kể so với giá trị đo mẫu khu vực đô thị (13; 8,8–17 ng/g) (Mann-Whitney U test; p < 0,05) Nồng độ chất IN-PCBs (260; 28– 730 ng/g) DL-PCBs (120; 12–250 ng/g) mẫu bụi khu vực ELV cao hẳn so với khu vực đô thị (IN-PCBs: 3,7; 1,7–6.5 ng/g DL-PCBs: 1,9; 0,59–2,3 ng/g) Như vậy, bước đầu nhận định hoạt động tháo dỡ ELV nguồn phát thải tiềm PCBs, đặc biệt cấu tử có liên quan đến hỗn hợp PCBs thương mại (IN-PCBs) cấu tử hình thành khơng chủ định trình nhiệt độ cao thiêu đốt (DL-PCBs) Các bàn luận cụ thể nguồn phát thải PCBs đưa mục 3.4 Các nghiên cứu tồn PCBs mẫu bụi Việt Nam hạn chế Hàm lượng PCBs đo mẫu bụi khu vực ELV nghiên cứu (thời điểm lấy mẫu 2017) nhìn chung nằm khoảng giá trị cơng bố trước năm 2013 (trung vị 190; khoảng 80–2200 ng/g), cho thấy tình trạng ô nhiễm PCBs mẫu bụi khu vực khơng có nhiều thay đổi khoảng thời gian nói [7] Trước đó, vào năm 2008, số mẫu bụi nhà khu vực đô thị, ngoại ô số khu vực tái chế rác thải điện tử (e-waste) thu thập để phân tích hàm lượng PCBs [6] Theo đó, hàm lượng PCBs mẫu bụi khu vực tái chế e-waste (khoảng 4.8–320 ng/g) lớn so với khu vực đô thị (5.6–85 ng/g) ngoại ô (3.6–20 ng/g), sai khác khơng có ý nghĩa thống kê [6] Hàm lượng PCBs mẫu bụi nhà khu vực đô thị Hà Nội đo nghiên cứu tương đương với kết Tue cs (2013) mẫu thu thập năm 2008 [6] Mẫu bụi mặt đường Hà Nội có chứa PCBs khoảng nồng độ từ 6.6 đến 32 ng/g [8], tương đương với nồng độ PCBs mẫu bụi nhà Qua cho thấy khu vực thị, nhiễm PCBs bụi có liên quan đến nguồn phát thải bên nhà Nồng độ tương đối cao PCBs đo mẫu bụi khu vực ELV, so với mẫu bụi nhà khu vực khác, cung cấp thêm thông tin để khẳng định nguồn phát thải PCBs đáng lưu ý nước ta Hình Nồng độ PCBs mẫu bụi khu vực đô thị khu vực tháo dỡ ELV H.Q Anh et al / VNU Journal of Science: Natural Sciences and Technology, Vol 36, No (2020) 88-97 3.2 Sự có mặt PCB-11 mẫu bụi PCB-11 (3,3’-diclobiphenyl) cấu tử đặc biệt Hợp chất tồn lượng vết (nhỏ 0,1%) khơng tìm thấy hỗn hợp PCBs thương mại Tuy nhiên, PCB11 lại phát nhiều loại sắc tố hữu với nồng độ lên đến vài ppm xấp xỉ 0,1%, chiếm tỉ lệ cao hẳng so với cấu tử PCBs khác nhiều trường hợp [11,12] PCB-11 tìm thấy nhiều loại sắc tố hữu nhóm diarylide (chủ yếu sắc tố vàng da cam) sản xuất từ phản ứng diazo hóa amin thơm, điển hình 3,3’dichlorobenzidine (Hình 2) [11] PCB-11 nhìn nhận chất nhiễm phổ biến tồn cầu có mặt ghi nhận tất thành phần mơi trường khơng khí, nước, đất, trầm tích, bụi, đối tượng sinh học thể người [13] 93 hợp [4,8,9] Tuy nhiên, tồn PCB-11 đối tượng bụi lắng nhà hay nơi làm việc chưa quan tâm nghiên cứu nước ta nước khác giới Nghiên cứu cung cấp thông tin mức nồng độ PCB-11 mẫu bụi nhà Việt Nam khu vực Đơng Nam Á nói chung PCB-11 phát tất mẫu bụi, cho thấy phổ biến hợp chất Điều thú vị là, nồng độ tổng PCBs, IN-PCBs DL-PCBs mẫu bụi khu vực đô thị thấp đáng kể so với khu vực ELV, nồng độ PCB-11 lại cao mẫu bụi khu vực thị (trung bình 4,5; khoảng 1,2–8,7 ng/g) so với khu vực ELV (1,6; 0,46–5,4 ng/g) Như vậy, bước đầu đưa nhận xét nguồn gốc cách thức phát tán PCB-11 khác biệt so với cấu tử PCBs lại IN-PCBs hay DL-PCBs, ô nhiễm cấu tử có liên quan đến mức độ thị hóa [4,9-11,13] Thông tin ô nhiễm PCB-11 bụi nhà nơi làm việc hạn chế, phạm vi toàn giới Trong nghiên cứu công bố gần đây, Wang cs (2019) phát PCB-11 mẫu bụi nhà văn phòng Brisbane Canberra, Australia với nồng độ trung vị 5,6 trung bình 6,5 ± 2,5 ng/g, tương đồng với giá trị đo Việt Nam [14] 3.3 Đặc trưng tích lũy PCBs Hình Sự tương đồng cấu trúc phân tử PCB11, 3,3’-dichlorobenzidine sắc tố vàng PY13 Ở nước ta, PCB-11 phát đất trầm tích [4], bụi lắng mặt đường [8] khơng khí [9] Các nghiên cứu rằng, PCB-11 cấu tử chính, chí chiếm tỉ lệ cao nhiều trường Đặc trưng tích lũy theo nhóm đồng phân (với số lượng nguyên tử clo từ đến 10) theo cấu tử mẫu bụi khu vực thị ELV trình bày Hình Hình Theo đó, mẫu bụi nhà khu vực thị có tỉ lệ diPCBs cao (37 ± 22%), hexa- (19 ± 7%), penta- (18 ± 7%), hepta- (8 ± 3%), tetra(7 ± 3%) tri-PCBs (5 ± 3%) Các nhóm đồng phân mono-, octa-, nona- deca-PCB có tỉ lệ tương đối thấp Trong đó, mẫu bụi ELV có thành phần theo nhóm đồng phân sau: penta- (47 ± 5%) > hexa- (35 ± 7%) > tetra- (8 ± 6%) > hepta-PCBs (7 ± 2%), nhóm cịn lại có tỉ lệ thấp Như vậy, khác biệt lớn đặc trưng tích lũy PCBs hai loại mẫu bụi tỉ lệ di-PCBs, mà chủ yếu PCB-11 94 H.Q Anh et al / VNU Journal of Science: Natural Sciences and Technology, Vol 36, No (2020) 88-97 định Điều thể rõ ràng Hình với tỉ lệ PCB-11 mẫu bụi khu vực đô thị (36 ± 22%) cao rõ rệt so với khu vực ELV (0,5 ± 0,3%) Trong mẫu bụi khu vực ELV, cấu tử quan trọng là: PCB-118 (14 ± 3%), PCB-138 (14 ± 2%), PCB153 (12 ± 4%), PCB-110 (10 ± 2%) PCB-101 (9 ± 2%) Trong mẫu bụi khu vực thị, ngồi PCB-11 cấu tử quan trọng khác bao gồm PCB-138, -118, -153, -110, -105 -180 với tỉ lệ trung bình từ 4% đến 8% sánh hợp lí hơn, chúng tơi ước tính tỉ lệ PCB-11 IN-PCBs nghiên cứu Cụ thể, tỉ lệ trung bình PCB-11 IN-PCBs mẫu bụi khu vực đô thị Hà Nội (1,2) cao đáng kể so với khu vực ELV (0,006) Tỉ lệ mẫu bụi mặt đường khu vực nông thôn Bắc Giang, khu vực đô thị Hà Nội, khu vực công nghiệp Thái Nguyên 1,8; 0,2 0,07 [8] Trong đó, tỉ lệ mẫu bụi Australia 1,1 [14] Qua cho thấy tồn mức độ tương đối PCB-11 IN-PCBs mẫu bụi nhà khu vực đô thị lớn Việt Nam Australia tương đồng Hình Đặc trưng tích lũy theo nhóm đồng phân PCBs mẫu bụi khu vực đô thị khu vực tháo dỡ ELV Tỉ lệ cao nhóm đồng phân với nguyên tử clo mẫu bụi khu vực ELV nhìn chung phù hợp với cơng bố trước mẫu bụi Hà Nội, khu vực tái chế e-waste Hải Phòng Hưng Yên, khu vực ELV Bắc Giang [6,7] Tuy nhiên, nghiên cứu trước [6,7], cấu tử PCBs phân tích khơng bao gồm PCB-11, số lượng cấu tử đóng góp cho tổng PCBs khác dẫn đến khó khăn định cho việc so sánh Để đưa so Hình Đặc trưng tích lũy theo cấu tử PCBs mẫu bụi khu vực đô thị khu vực tháo dỡ ELV H.Q Anh et al / VNU Journal of Science: Natural Sciences and Technology, Vol 36, No (2020) 88-97 3.4 Đánh giá sơ nguồn phát thải PCBs Nhìn chung, nguồn phát thải PCBs chia thành hai nhóm lớn nguồn phát thải chủ định (liên quan đến ứng dụng hỗn hợp PCBs thương mại khứ) nguồn phát thải khơng chủ định (liên quan đến hình thành PCBs q trình có nhiệt độ cao, sản xuất hóa chất thiêu đốt rác thải) Để đánh giá cách xác đầy đủ nguồn phát thải PCBs đối tượng môi trường, việc lựa chọn cấu tử đặc trưng để phân tích quan trọng Trong nghiên cứu này, lựa chọn 43 cấu tử PCBs thuộc 10 nhóm đồng phân, với đại diện hỗn hợp PCBs thương mại thị q trình thiêu đốt (ví dụ DL-PCBs) hình thành khơng chủ định q trình sản xuất sử dụng sắc tố hữu (PCB-11) Nhằm đưa đánh giá sơ nguồn phát thải chất nhiễm này, đặc trưng tích lũy PCBs mẫu bụi phân tích cơng cụ thống kê phân tích tương quan Spearman phân tích nhóm (hierarchical cluster analysis), đặt so sánh với thành phần PCBs hỗn hợp thương mại Aroclor Mỹ, Kanechlor Nhật Bản Sovol Liên Xô cũ [15] Như trình bày mục 3.3, đặc trưng tích lũy PCBs mẫu bụi khu vực ELV có tỉ lệ cao penta- hexa-PCBs với cấu tử quan trọng PCB-118, -138, -153, -110 101 Đây tín hiệu cho thấy nguồn gốc PCBs từ ứng dụng có chủ đích Kết phân tích nhóm Hình tương đồng đặc trưng tích lũy PCBs mẫu bụi ELV với hỗn hợp PCBs thương mại Aroclor 1254, Kanechlor 500 Sovol Các hỗn hợp sử dụng rộng rãi làm chất lỏng cách điện tụ điện, máy biến thế, chất lỏng truyền nhiệt, chất bơi trơn, dầu cắt gọt, chất kết dính, chất trám phụ gia cao su, chất phủ, mực in, v.v [16] Như vậy, trình tháo dỡ ELV có khả phát tán PCBs mơi trường xung quanh loại chất lỏng kỹ thuật chất bơi trơn có chứa PCBs khơng quản lý cách phù hợp, dẫn đến cố rò rỉ 95 chảy tràn mặt đất xưởng ELV Ngồi ra, số hoạt động có nhiệt độ cao liên quan đến ELV dùng lửa đèn khí để tháo dỡ hay đốt khơng kiểm sốt vật liệu giá trị thấp nhựa thải, đệm mút, lốp xe phát sinh PCBs Tuy nhiên, đặc trưng tích lũy DL-PCBs (với cấu tử chủ yếu PCB-118 PCB-105) mẫu bụi ELV cho thấy nguồn gốc từ hỗn hợp PCBs thương mại hình thành theo chế de novo [17] Hình Kết phân tích nhóm (hierarchical cluster analysis) đặc trưng tích lũy PCBs mẫu bụi khu vực đô thị (U-1 đến U-5) khu vực ELV (E-1 đến E-5) với hỗn hợp PCBs thương mại: A (Aroclor, Mỹ), KC (Kanechlor, Nhật Bản) Sovol (Liên Xô cũ) Với ý đặc biệt đến PCB-11, tỉ lệ cao cấu tử mẫu bụi Hà Nội khiến cho đặc trưng tích lũy PCBs bụi nhà khu vực đô thị khác biệt so với tất hỗn hợp PCBs thương mại (Hình 5) Nếu loại bỏ PCB-11 phép thống kê đặc trưng tích lũy PCBs mẫu bụi Hà Nội nhìn chung tương đồng với Aroclor 96 H.Q Anh et al / VNU Journal of Science: Natural Sciences and Technology, Vol 36, No (2020) 88-97 1254 hỗn hợp tương đương với tỉ lệ cao penta- hexa-PCBs, với dịch chuyển nhẹ sang nhóm đồng phân nặng hexa- hepta-PCBs Điều phản ánh ô nhiễm PCBs từ ứng dụng thiết bị điện khứ trình biến đổi theo thời gian làm tăng tỉ lệ cấu tử nặng có độ bền cao khả bay Kết phân tích tương quan cho thấy PCB-11 khơng thể mối quan hệ với cấu tử lại, góp phần khẳng định nguồn gốc đặc thù cấu tử Sự có mặt PCB-11 mẫu bụi giải thích áp dụng rộng rãi loại sơn sản phẩm tiêu dùng in màu nhuộm màu [11-13,18] Tuy nhiên, nhận định cần kiểm chứng nghiên cứu tồn PCBs (bao gồm cấu tử hình thành khơng chủ định PCB-11) loại sơn sản phẩm tiêu dùng Việt Nam Kết luận Trong nghiên cứu này, nồng độ đặc trưng tích lũy PCBs mẫu bụi lắng phân tích cách chi tiết với độ xác cao phương pháp sắc ký khí ghép nối khối phổ kế phân giải cao Kết phân tích cho thấy hoạt động tháo dỡ phương tiện giao thông hết hạn sử dụng nguồn phát thải đáng ý PCBs môi trường xung quanh Ngồi ra, có mặt PCB-11 với tỉ lệ cao so với cấu tử khác mẫu bụi khu vực đô thị phản ánh nguồn phát thải tiếp diễn PCBs, có liên quan đến hình thành phát sinh khơng chủ định chất nhiễm q trình sản xuất áp dụng sắc tố hữu Mặc dù PCBs bị cấm sản xuất sử dụng hầu hết quốc gia từ nhiều thập kỷ qua, chúng phát môi trường, bao gồm không gian sinh hoạt làm việc người với nguy phơi nhiễm bỏ qua Do đó, nghiên cứu quan trắc đánh giá rủi ro nhóm chất POPs này, bao gồm cấu tử thành phần hỗn hợp PCBs thương mại chất hình thành không chủ định, cần thiết nên tiếp tục thực thời gian tới Lời cảm ơn Nghiên cứu tài trợ Quỹ Phát triển Khoa học Công nghệ Quốc gia (NAFOSTED) đề tài mã số 104.012018.314 Tài liệu tham khảo [1] [2] [3] [4] [5] [6] K Breivik, A Sweetman, J.M Pacyna, K.C Jones Towards a global historical emission inventory for selected PCB congeners – a mass balance approach Global production and consumption Science of the Total Environment 290 (2002) 181-198 https://doi.org/10.1016/ S0048-9697(01)01075-0 S Jensen, A.G Johnels, M Olsson, G Otterlind DDT and PCB in marine animals from Swedish waters Nature 224 (1969) 247-250 https://doi org/10.1038/224247a0 M Kuratsune, T Yoshimura, J Matsuzaka, A Yamaguchi Yusho, a poisoning caused by rice oil contaminated with polychlorinated biphenyls HSMHA Health Reports 86 (1971) 1083-1091 https://doi.org/10.2307/4594392 S Romano, R Piazza, C Mugnai, S Giulinani, L.G Bellucci, N.H Cu, M Vecchiato, S Zambon, D.H Nhon, M Frignani PBDEs and PCBs in sediments of the Thi Nai Lagoon (Central Vietnam) and soils from its mainland Chemosphere 90 (2013) 2396-2402 https://doi org/10.1016/j.chemosphere.2012.10.067 N.M Tue, A Sudaryanto, T.B Minh, T Isobe, S Takahashi, P.H Viet, S Tanabe Accumulation of polychlorinated biphenyls and brominated flame retardants in breast milk from women living in Vietnamese e-waste recycling sites Science of the Total Environment 408 (2010) 2155-2162 https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2010.01.012 N.M Tue, S Takahashi, G Suzuki, T Isobe, P.H Viet, Y Kobara, N Seike, G Zhang, A Sudaryanto, S Tanabe Contamination of indoor dust and air by polychlorinated biphenyls and brominated flame retardants and relevance of nondietary exposure in Vietnamese informal e-waste recycling sites Environment International 51 (2013) 160-167 https://doi.org/10.1016/j.envint 2012.11.006 H.Q Anh et al / VNU Journal of Science: Natural Sciences and Technology, Vol 36, No (2020) 88-97 [7] S Takahashi, N.M Tue, C Takayanagi, L.H Tuyen, G Suzuki, H Matsukami, P.H Viet, T Kunisue, S Tanabe PCBs, PBDEs and dioxinrelated compounds in floor dust from an informal end-of-life vehicle recycling site in northern Vietnam: contamination levels and implications for human exposure Journal of Material Cycles and Waste Management 19 (2017) 1333-1341 https://doi.org/10.1007/s10163-016-0571-3 [8] H.Q Anh, I Watanabe, K Tomioka, T.B Minh, S Takahashi Characterization of 209 polychlorinated biphenyls in street dust from northern Vietnam: contamination status, potential sources, and risk assessment Science of the Total Environment 652 (2019) 345-355 https://doi.org/ 10.1016/j.scitotenv.2018.10.240 [9] H.Q Anh, I Watanabe, N.M Tue, L.H Tuyen, P.H Viet, N.K Chi, T.B Minh, S Takahashi Polyurethane foam-based passive air sampling for simultaneous determination of POP- and PAHrelated compounds: a case study in informal waste processing and urban areas, northern Vietnam Chemosphere 247 (2020) 125991 https://doi.org/ 10.1016/j.chemosphere.2020.125991 [10] H.Q Anh, K Tomioka, N.M Tue, G Suzuki, T.B Minh, P.H Viet, S Takahashi Comprehensive analysis of 942 organic micropollutants in settled dusts from northern Vietnam: pollution status and implications for human exposure Journal of Material Cycles and Waste Management 21 (2019) 57-66 https://doi.org/10 1007/s10163-018-0745-2 [11] K Anezaki, T Nakano Concentration levels and congener profiles of polychlorinated biphenyls, pentachlorobenzene, and hexachlorobenzene in commercial pigments Environmental Science and Pollution Research 21 (2014) 998-1009 https://doi.org/10.1007/s11356-013-1977-2 [12] H Shang, Y Li, T Wang, P Wang, H Zhang, Q Zhang, G Jiang The presence of polychlorinated biphenyls in yellow pigment products in China with emphasis on 3,3’-dichlorobiphenyl (PCB [13] [14] [15] [16] [17] [18] 97 11) Chemosphere 98 (2014) 44-50 https://doi org/10.1016/j.chemosphere.2013.09.075 K Vorkamp An overlooked environmental issue? A review of the inadvertent formation of PCB-11 and other PCB congeners and their occurrence in consumer products and in the environment Science of the Total Environment 541 (2016) 1463-1476 https://doi.org/10.1016/j scitotenv.2015.10.019 X Wang, A.P.W Banks, C He, D.S Drage, C.L Gallen, Y Li, Q Li, P.K Thai, J.F Mueller Polycyclic aromatic hydrocarbons, polychlorinated biphenyls and lecagy and current pesticides in indoor environment in Australia – occurrence, sources and exposure risks Science of the Total Environment 693 (2019) 133588 https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.133588 T Takasuga, K Senthilkumar, T Matsumura, K Shiozaki, S Sakai Isotope dilution analysis of polychlorinated biphenyls (PCBs) in transformer oil and global commercial PCB formulations by high resolution gas chromatography–high resolution mass spectrometry Chemosphere 62 (2006) 469-484 https://doi.org/10.1016/j chemosphere.2005.04.034 M.D Erickson, R.G Kaley II Applications of polychlorinated biphenyls Environmental Science and Pollution Research 18 (2011) 135151 https://doi.org/10.1007/s11356-010-0392-1 M.T.N Pham, H.Q Anh, X.T Nghiem, B.M Tu, T.N Dao, M.H Nguyen Characterization of PCDD/Fs and dioxin-like PCBs in flue gas from thermal industrial processes in Vietnam: a comprehensive investigation on emission profiles and levels Chemosphere 225 (2019) 238-246 https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2019.03.0 24 J Guo, S.L Capozzi, T.M Kraeutler, L.A Rodenburg Global distribution and local impacts of inadvertently generated polychlorinated biphenyls in pigments Environmental Science & Technology 48 (2014) 8573-8580 https://doi.org/ 10.1021/es502291b ... Vol 36, No (2020) 88-97 Đánh giá tình trạng nhiễm nguồn phát thải polyclo biphenyl mẫu bụi lắng khu vực tháo dỡ phương tiện giao thông hết hạn sử dụng khu vực ? ?ô thị miền Bắc Việt Nam Hồng Quốc... Nồng độ polyclo biphenyl (PCBs) bao gồm 43 cấu tử 10 nhóm đồng phân xác định mẫu bụi lắng thu thập từ nhà khu vực ? ?ô thị xưởng tháo dỡ phương tiện giao thông hết hạn sử dụng (ELV) miền Bắc Việt... đo mẫu bụi khu vực ELV, so với mẫu bụi nhà khu vực khác, cung cấp thêm thông tin để khẳng định nguồn phát thải PCBs đáng lưu ý nước ta Hình Nồng độ PCBs mẫu bụi khu vực ? ?ô thị khu vực tháo dỡ