Thông tin tài liệu
VNU Journal of Science: Earth and Environmental Sciences, Vol 37, No (2021) 52-60 Original Article Simultaneous Determination and Preliminary Source Estimation of Polychlorinated Biphenyls and Polybrominated Diphenyl Ethers in Road Dust from Northern Vietnam Hoang Quoc Anh1,2, Shin Takahashi2, Thai Thu Thuy3, Pham Thi Ngoc Mai1, Nguyen Thi Anh Huong1,* 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 Institute for Tropical Technology, Vietnam Academy of Science and Technology, A13, 18 Hoang Quoc Viet, Hanoi, Vietnam Received 22 January 2020 Revised 21 July 2020; Accepted 28 July 2020 Abstract: Concentrations of seven indicator polychlorinated biphenyls (Ʃ7PCBs) and eight predominant polybrominated diphenyl ethers (Ʃ8PBDEs) were examined in outdoor dust samples collected from some representative areas in northern Vietnam, including a core urban area of Hanoi City, an industrial park in Thai Nguyen Province, and a rural area in Bac Giang Province Levels (median and range) of Ʃ7PCBs and Ʃ8PBDEs in our dust samples were 2.8 (0.028–22) and 11 (0.55– 52) ng/g, respectively Concentrations of PCBs and PBDEs in the urban and industrial dust samples were significantly higher than those measured in the rural ones, suggesting the role of urbanizationindustrialization processes on the emission of these pollutants PCBs exhibited specific profiles in the industrial dusts with significant proportions of low-chlorinated congeners such as CB-28 and CB-52, while the remaining samples were more contaminated by heavier compounds such as CB118, CB-138, and CB-153 For PBDEs, BDE-209 was the most predominant congener in all the samples Emission souces of PCBs and PBDEs in our dust samples were estimated to be household, traffic, and industrial activities Human exposure to PCBs and PBDEs in outdoor dusts was estimated, implying relatively low health risk Keywords: PCBs, PBDEs, outdoor dust, urbanization, industrialization.* * Corresponding author E-mail address: nguyenthianhhuong@hus.edu.vn https://doi.org/10.25073/2588-1094/vnuees.4541 52 H.Q Anh et al / VNU Journal of Science: Earth and Environmental Sciences, Vol 37, No (2021) 52-60 53 Phân tích đồng thời sơ ước đốn nguồn phát thải polyclo biphenyl polybrom diphenyl ete mẫu bụi lấy mặt đường số khu vực miền Bắc Việt Nam Hoàng Quốc Anh1,2, Shin Takahashi2, Thái Thu Thủy3, Phạm Thị Ngọc Mai1, Nguyễn Thị Ánh Hường1,* 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 Viện Kỹ thuật Nhiệt đới, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam, A13, 18 Hoàng Quốc Việt, Hà Nội, Việt Nam Nhận ngày 22 tháng 01 năm 2020 Chỉnh sửa ngày 21 tháng năm 2020; Chấp nhận đăng ngày 28 tháng năm 2020 Tóm tắt: Hàm lượng chất polyclo biphenyl (Ʃ7PCBs) chất polybrom diphenyl ete (Ʃ8PBDEs) phân tích đồng thời mẫu bụi lấy mặt đường số khu vực đại diện miền Bắc Việt Nam, bao gồm khu vực đô thị trung tâm Hà Nội, khu công nghiệp Thái Nguyên khu vực nông thôn Bắc Giang Nồng độ (trung vị khoảng) Ʃ7PCBs Ʃ8PBDEs mẫu bụi 2,8 (0,028–23) 11 (0,55–52) ng/g Hàm lượng PCBs PBDEs mẫu bụi Hà Nội Thái Nguyên cao đáng kể so với mẫu Bắc Giang, phản ánh tác động trình thị hóa cơng nghiệp hóa đến phát thải chất ô nhiễm hữu mơi trường xung quanh Đặc trưng tích lũy PCBs mẫu bụi khu cơng nghiệp có tỉ lệ cao số cấu tử có phân tử khối thấp CB-28 CB-52, khác biệt so với mẫu cịn lại với chất CB-118, CB-138 CB-153 Trong đó, BDE-209 đồng loại có nồng độ cao so với PBDEs khác tất mẫu Sự tồn PCBs PBDEs mẫu bụi ước đốn có liên quan đến nguồn phát thải hỗn hợp từ hoạt động dân sinh, giao thông sản xuất công nghiệp Sự phơi nhiễm PCBs PBDEs bụi đánh giá cho người dân sống khu vực nghiên cứu với mức độ rủi ro sức khỏe tương đối thấp Từ khóa: PCBs, PBDEs, bụi mặt đường, thị hóa, cơng nghiệp hóa Mở đầu* Cơng ước Stockholm chất nhiễm hữu khó phân hủy (POPs) ký năm 2001 thức có hiệu lực từ năm 2004 Đây * Tác giả liên hệ Địa email: nguyenthianhhuong@hus.edu.vn https://doi.org/10.25073/2588-1094/vnuees.4541 hiệp ước quốc tế môi trường nhằm quản lý an toàn, hạn chế hướng đến loại bỏ chất POPs Danh sách chất POPs cần quản lý bao gồm 12 chất/nhóm chất clo hữu cơ, chủ yếu hóa chất bảo vệ thực vật, polyclo dibenzo- 54 H.Q Anh et al / VNU Journal of Science: Earth and Environmental Sciences, Vol 37, No (2021) 52-60 p-dioxin/furan polyclo biphenyl (PCBs) Đến năm 2019 có khoảng 30 chất/nhóm chất liệt kê vào danh sách này, bao gồm chất hữu chứa clo, brom flo tổng hợp ứng dụng nhiều ngành sản suất nông nghiệp, cơng nghiệp hình thành cách khơng chủ định Trong đó, PCBs polybrom diphenyl ete (PBDEs) nhóm chất sản xuất rộng rãi nhiều quốc gia giới (trên triệu tấn) đến bị liệt kê vào danh sách cần phải loại bỏ Công ước Stockholm Rất nhiều nghiên cứu mức độ ô nhiễm, đặc trưng phân bố môi trường, nguồn phát thải tác động độc hại PCBs PBDEs thực giới vòng nửa kỷ qua [1-4] Tại Việt Nam, nghiên cứu PCBs môi trường mẫu sinh học, mẫu thực phẩm thực từ năm 1990 [5-7], số liệu tồn PBDEs mẫu cá da trơn lưu vực sông Mê Kông báo cáo Minh cs (2006) [8] Việt Nam gia nhập Công ước Stockholm năm 2002 trở thành thành viên thứ 14 công ước Việc thực nghiên cứu mức độ ô nhiễm tác động tiêu cực đến sức khỏe môi trường người chất POPs “cũ” PCBs hay chất POPs “mới” PBDEs khơng có ý nghĩa quan trọng mặt học thuật mà cịn nhằm hồn thành nghĩa vụ quốc gia thành viên Công ước Stockholm Các nghiên cứu thực vòng thập kỷ trở lại số nguồn phát thải đặc trưng PCBs PBDEs Việt Nam tái chế rác thải điện tử, tháo dỡ phương tiện giao thông hết hạn sử dụng hay chôn lấp rác thải [9-11] Trong nghiên cứu này, chúng tơi lựa chọn đối tượng phân tích mẫu bụi mặt đường để xác định đồng thời hàm lượng nhóm chất POPs điển hình PCBs PBDEs Mẫu bụi mặt đường cho yếu tố thị để đánh giá mức độ ô nhiễm môi trường kim loại nặng chất ô nhiễm hữu với ưu điểm dễ dàng thu thập, bảo quản khả phản ánh nhiều nguồn phát thải khác Nồng độ đặc trưng tích lũy chất PCBs chất PBDEs mẫu bụi khai thác để ước đoán nguồn phát thải rủi ro phơi nhiễm cho người dân sống khu vực nghiên cứu Đối tượng phương pháp 2.1 Đối tượng Các khu vực nghiên cứu lựa chọn bao gồm: số trục đường với lưu lượng giao thơng cao khu vực đô thị trung tâm Hà Nội (HN-U); trục đường Cách Mạng Tháng 10 qua khu cơng nghiệp Sông Công I, thành phố Sông Công, tỉnh Thái Nguyên (TN-I); đường làng đường dẫn ruộng lúa Mai Đình, xã nơng thuộc huyện Hiệp Hòa, tỉnh Bắc Giang (BG-R) Các khu vực nghiên cứu đặc trưng khác biệt mật độ dân số, mật độ giao thông, mức độ thị hóa hoạt động kinh tế–xã hội Khu vực đô thị trung tâm Hà Nội có mật độ dân số năm 2017 11.220 người/km2, cao hẳn so với mật độ chung toàn thành phố (2182 người/km2) số địa phương khác Thái Nguyên (348 người/km2) hay Bắc Giang (426 người/km2) Ngồi tình trạng giao thơng đơng đúc, phức tạp với số lượng lớn cơng trình xây dựng dân dụng sở hạ tầng đặc trưng khu vực [11,12] Khu công nghiệp Sông Công I Thái Nguyên thành lập năm 1999, có diện tích sản xuất khoảng 2,2 km2 với ngành cơng nghiệp luyện kim, tuyển quặng, khí, điện tử dệt may Khu vực nơng thơn Bắc Giang có vai trị khu vực so sánh với hoạt động chủ yếu dân sinh sản xuất nông nghiệp, với mật độ giao thông mức độ thị hóa–cơng nghiệp hóa thấp rõ rệt so với khu vực HN-U TN-I Tổng số 20 mẫu gộp thu thập từ tháng đến tháng năm 2016 Hà Nội (n = 10), Thái Nguyên (n = 5) Bắc Giang (n = 5) Các mẫu bụi lấy phương pháp quét thủ công dụng cụ làm từ vật liệu tự nhiên không chứa thành phần nhựa Mỗi mẫu bụi nghiên cứu mẫu gộp bao gồm mẫu đơn theo phân bố không gian Trên trục đường, mẫu đơn lấy theo H.Q Anh et al / VNU Journal of Science: Earth and Environmental Sciences, Vol 37, No (2021) 52-60 chiều di chuyển phương tiện giao thơng vị trí với phạm vi 0,5 m × m tính từ lề đường Mỗi mẫu gộp có khối lượng khoảng 500 g chuyển vào túi giấy vận chuyển phịng thí nghiệm ngày Tại phịng thí nghiệm, mẫu bụi xử lý sơ để loại bỏ dị vật có kích thước lớn, sàng qua rây có độ 100 μm trộn để đồng Mẫu bụi sau bảo quản lọ thủy tinh tối màu nhiệt độ –20 oC đến phân tích 2.2 Phương pháp Mẫu bụi (khoảng g) thêm chuẩn hỗn hợp chất đồng hành PCBs (13C12-CB-28, -52, 101, -118, -138, -153, -180; ng chất) PBDEs (monofluoro FBDE-99, FBDE-183 13 C12-BDE-209; đến 10 ng chất) trước chiết Mẫu chiết kỹ thuật chiết hỗ trợ siêu âm trực tiếp với đầu dò phát siêu âm VCX 130 (130 W, 20 kHz; Sonic & Materials, Inc.) 10 mL axeton 10 mL hỗn hợp axeton/hexan (1:1, v/v) Các phần dịch chiết sau gộp lại, đặc chuyển vào dung môi hexan Dịch chiết làm cách xử lý với axit sulfuric 98% cột hấp phụ chứa g silica gel hoạt hóa (130 oC h) PCBs PBDEs rửa giải từ cột silica gel 80 mL hỗn hợp diclometan/hexan (5:95, v/v) Dịch rửa giải cô đặc, thêm chuẩn chất nội chuẩn PCBs (13C12-CB-206, ng) PBDEs (FBDE154, ng) chuyển vào 100 μL decan trước phân tích sắc ký khí–khối phổ (GC– MS) Các chất chuẩn sắc ký cung cấp Wellington Laboratories AccuStandard Hóa chất dung mơi tinh khiết phân tích cung cấp Wako Pure Chemical Industries, Ltd Các PCBs (CB-28, -52, -101, -118, -138, 153, -180) tách phân tích hệ thống GC 6890 N (Agilent Technologies) ghép nối khối phổ kế JMS-800D (JEOL) sử dụng cột mao quản HT8-PCB (60 m × 0,25 mm × 0,25 μm; Kanto Chemical) Khí mang heli có tốc độ dòng mL/min Nhiệt độ cổng bơm mẫu 280 oC Thể tích mẫu μL đưa vào hệ thống GC– MS chế độ khơng chia dịng Chương trình nhiệt độ lị cột cài đặt sau: 120 oC tăng đến 180 oC (20 oC/min), đến 260 oC (2 55 C/min) đến 300 oC (5 oC/min, giữ min) Khối phổ kế vận hành chế độ ion hóa va đập electron (EI) với lượng ion hóa 38 eV Nhiệt độ interface nguồn ion 280 oC Dữ liệu phổ thu thập chế độ quan sát chọn lọc ion (SIM) với ion phân tử cho chất PCBs Các PBDEs (BDE-28, -47, -99, -100, -153, 154, -183, -209) định lượng hệ thống GCMS-QP2010 Ultra (Shimadzu) sử dụng cột mao quản DB-5ht (15 m × 0,25 mm × 0,10 μm; Agilent Technologies) Khí mang heli có tốc độ dòng 1,2 mL/min Nhiệt độ cổng bơm mẫu 260 o C Thể tích mẫu μL đưa vào hệ thống GC–MS chế độ không chia dịng Chương trình nhiệt độ lị cột cài đặt sau: 135 oC (giữ min), tăng đến 215 oC (10 oC/min), đến 275 oC (5 oC/min), đến 295 oC (20 oC/min, giữ 0,5 min) đến 310 oC (20 oC/min, giữ min) Khối phổ kế vận hành chế độ ion hóa hóa học âm (NCI) với khí phản ứng metan Nhiệt độ interface nguồn ion 310 oC 250 oC Dữ liệu phổ thu thập chế độ SIM với ion Br–, HBr2– cho tất PBDEs, thêm ion C6HBr4O–, C6Br5O– cho BDE-183, BDE-209 13C12-BDE-209 Hàm lượng PCBs PBDEs tính tốn phương pháp nội chuẩn hiệu chỉnh với tín hiệu mẫu trắng Độ xác phương pháp phân tích đảm bảo kết phân tích mẫu thêm chuẩn mẫu chuẩn (Standard Reference Material® 2585; NIST, USA) với tỉ lệ nồng độ đo nồng độ thêm chuẩn giá trị chứng nhận nằm khoảng 70–115% RSD < 15% (n = 3) Độ thu hồi chất đồng hành dao động khoảng 65– 120% Giới hạn định lượng PCBs nằm khoảng 0,010 đến 0,030 ng/g, BDE209 0,50 ng/g PBDEs lại nằm khoảng 0,020 đến 0,040 ng/g o Kết thảo luận 3.1 Hàm lượng đặc trưng tích lũy PCBs Hàm lượng chất PCBs thị mẫu bụi dao động khoảng 0,028 đến 23 ng/g với giá trị trung vị (t.v.) 2,8 ng/g Hàm 56 H.Q Anh et al / VNU Journal of Science: Earth and Environmental Sciences, Vol 37, No (2021) 52-60 lượng Ʃ7PCBs mẫu HN-U (3,4; 2,1– 9,8 ng/g) TN-I (3,9; 0,54–23 ng/g) cao đáng kể so với mẫu BG-R (0,045; 0,028– 0,30 ng/g) (Mann-Whitney U test, p < 0,05) PCBs có tất 209 cơng thức hợp thức thường tồn thành phần môi trường dạng hỗn hợp phức tạp nhiều cấu tử Tuy nhiên, việc phân tích tất 209 cấu tử PCBs khó khăn, địi hỏi u cầu khắt khe thiết bị, chất chuẩn, kinh phí thời gian phân tích Do đó, nghiên cứu PCBs thường lựa chọn số cấu tử thị ngoại suy hàm lượng tổng PCBs từ hàm lượng chất thị với hệ số tỉ lệ Hàm lượng tổng PCBs ngoại suy từ Ʃ7PCBs với hệ số cho mẫu cá [12] mẫu trầm tích [13] Hệ số dùng để tính hàm lượng tổng PCBs từ Ʃ6PCBs (CB-28, -52, -101, -138, -153, -180) mẫu bụi [14,15] Trong nghiên cứu này, hàm lượng tổng PCBs mẫu bụi ước tính × Ʃ7PCBs có giá trị từ 0,11 đến 90 (t.v 11) ng/g Hàm lượng tổng PCBs mẫu TN-I (16; 2,2–90 ng/g) > HN-U (13; 8,6–40 ng/g) > BG-R (0,18; 0,11–1,2 ng/g) (Hình 1) Hàm lượng tổng PCBs mẫu bụi nghiên cứu thấp đáng kể so với mẫu bụi mặt đường khu vực tháo dỡ rác thải điện tử (6300; 760–16.000 ng/g), khu công nghiệp (10.000; 3600–63,000 ng/g), khu vực đô thị (350; 140–800 ng/g) khu vực nông thôn (150; 100–190 ng/g) North-Rhine Westphalia, Đức [14,15] Hàm lượng tổng PCBs mẫu bụi đường (thu thập năm 2016) thấp so với hàm lượng đo mẫu trầm tích sơng hồ Hà Nội thời điểm năm 2006 (60; 1,3–384 ng/g) [13] Sự so sánh phản ánh hai thực tế: mẫu bụi mặt đường có khả thị cho mức độ nhiễm tích lũy lâu dài mẫu trầm tích, hai hàm lượng PCBs (đặc biệt chất thị cho hỗn hợp PCBs thương mại) môi trường nước ta có xu hướng giảm dần theo thời gian Tuy nhiên, nghiên cứu chuyên sâu phân bố PCBs không gian chiều hướng biến đổi chúng theo thời gian loại đối tượng môi trường cần thiết nên thực thời gian tới Hình Hàm lượng PCBs PBDEs (trung vị khoảng, ng/g) mẫu bụi lấy mặt đường số khu vực miền Bắc Việt Nam (ΣPCBs = × Σ7PCBs; ΣPBDEs = Σ8PBDEs) Đặc trưng tích lũy chất PCBs thị mẫu bụi đường thể Hình 2a Trong mẫu bụi HN-U, tỉ lệ % trung bình PCBs giảm theo thứ tự: CB-118 > -138 > 153 > -101 > -180 > -52 > -28; khơng có khác biệt đáng kể so với mẫu BG-R: CB-138 > 153 > -118 > -180 > -101 > -52 > -28 Tỉ lệ cao PCBs với (CB-101, -118) (CB138, -153) nguyên tử clo mẫu phản ánh áp dụng khứ hỗn hợp PCBs thương mại Aroclor 1254 hay Sovol thiết bị điện máy biến thế, tụ điện [10] Tỉ lệ PCBs phân tử khối lớn có độ bền cao CB-138, -153, -180 mẫu bụi BGR cao so với mẫu lại, cho thấy nguồn ô nhiễm khoảng cách xa lâu dài, nguồn ô nhiễm gần [14,15] Trong đó, mẫu bụi TN-I lại thể đặc trưng tích lũy khác biệt với tỉ lệ cao PCBs phân tử khối thấp: CB-28 > -52 > -118 > 138 > -153 > -101 > -180 So với PCBs phân tử khối cao (trên ngun tử clo) PCBs nguyên tử clo bền H.Q Anh et al / VNU Journal of Science: Earth and Environmental Sciences, Vol 37, No (2021) 52-60 có khả bay cao hơn, nên chúng có xu hướng phân bố pha khí tốt tích lũy pha hạt Phổ tích lũy đặc biệt PCBs mẫu TN-I tương đồng với phát khu vực công nghiệp North-Rhine Westphalia, Đức, cho thấy diện nguồn phát thải gần tiếp diễn [14,15] Sự sản xuất sử dụng PCBs bị cấm hầu hết quốc gia phát triển từ năm 1990 với kế hoạch thu hồi tiêu hủy PCBs Tuy nhiên quản lý hóa chất độc hại nước phát triển Việt Nam cịn nhiều khó khăn Nhằm hướng đến mục tiêu dừng sử dụng PCBs vào năm 2020 tiêu hủy an toàn chúng vào năm 2028, việc thực nghiên cứu để đánh giá mức độ ô nhiễm tìm nguồn phát thải tiềm PCBs Việt Nam cần thiết 57 giới [16,17] Phổ tích lũy phù hợp với phát nghiên cứu trước diện PBDEs số nguồn phát thải chúng phận nhựa thiết bị điện tử hay vật liệu nội thất phương tiện giao thơng [18] Các kết góp phần khẳng định ứng dụng rộng rãi hỗn hợp deca-BDE thương mại (với thành phần BDE-209) sản phẩm tiêu dùng, vật liệu xây dựng phương tiện giao thông [9,10,18] 3.2 Hàm lượng đặc trưng tích lũy PBDEs So với PCBs, sở liệu PBDEs mơi trường nước ta cịn tương đối hạn chế Trong nghiên cứu này, phát hàm lượng Ʃ8PBDEs mẫu bụi đường có giá trị khoảng 0,55 đến 52 (t.v 11) ng/g, tương đương với mức hàm lượng tổng PCBs Hàm lượng PBDEs mẫu bụi HN-U (24; 13–52 ng/g) cao đáng kể so với TN-I (4,6; 2,7–9,0 ng/g) BG-R (0,81; 0,56–3,2 ng/g) (p < 0,05; Hình 1) Qua đó, phát thải PBDEs có liên quan mật thiết đến mức độ thị hóa khu vực nghiên cứu Nồng độ PBDEs mẫu bụi chúng tơi nhìn chung thấp so với giá trị đo mẫu tương tự số nước châu Á khác Trung Quốc (112; 59,1–217 ng/g) [16] hay Pakistan (258; 1,02– 1791 ng/g) [17] Đặc trưng tích lũy PBDEs mẫu bụi trình bày Hình 2b Do chất PBDEs có số ngun tử brom từ đến khơng phát mẫu BG-R, BDE-209 chiếm tỉ lệ 100% mẫu Tuy nhiên, mẫu HN-U TN-I BDE-209 chiếm tỉ lệ áp đảo so với chất lại (84–99%, trung bình 96%) Tỉ lệ gần tuyệt đối BDE-209 phát mẫu bụi đường nước khác Hình Tỉ lệ % đồng loại PCBs (a) PBDEs (b) mẫu bụi lấy mặt đường số khu vực miền Bắc Việt Nam 3.3 Ước đoán nguồn phát thải PCBs PBDEs Dựa tập số liệu phân tích hàm lượng PCBs PBDEs mẫu bụi mặt đường, số phương pháp thống kê áp dụng để đánh giá mối liên hệ hợp chất nguồn gốc chúng Cụ thể, công cụ thống kê sử dụng bao gồm: phân tích tương quan Pearson, phân tích thành phần (PCA) phân tích tỉ lệ cấu tử đặc trưng Do nồng độ PCBs PBDEs mẫu so sánh khu vực nông thôn BG-R tương đối thấp với nhiều cấu tử không phát được, phép 58 H.Q Anh et al / VNU Journal of Science: Earth and Environmental Sciences, Vol 37, No (2021) 52-60 phân tích thống kê áp dụng cho mẫu lấy khu vực đô thị khu công nghiệp Các phần mềm sử dụng bao gồm Minitab 16 (Minitab Inc.) Excel 2010 (Microsoft Office) Độ tin cậy thống kê đặt mức p < 0,05 Kết phân tích PCA đưa số nhóm chất như: (CB-101, -118, -138, -153; BDE-28); (BDE-99, -153, -154, -183, -209); (CB-28, -52; BDE-47, -99) Hệ số tương quan Pearson cao (R > 0,7; p < 0,05) tìm thấy nhóm chất Sự tương đồng PCBs PBDEs có số lượng nguyên tử halogen xấp xỉ nhau, ví dụ CB-28/52, BDE-47/99 hay BDE-153/154 giải thích dựa tương tự tính chất hóa lý (như nhiệt độ bay hơi, áp suất hơi, số định luật Henry hệ số cân pha), với tồn đồng thời chúng hỗn hợp PCBs PBDEs thương mại Tuy nhiên, mối liên hệ PCBs với PBDEs phát hiện, góp phần phản ánh nét tương đồng tính chất phạm vi ứng dụng hợp chất PBDEs phụ gia nhiều vật liệu polyme để làm giảm khả bắt cháy vật liệu, trước chúng sử dụng để chế tạo nhiều sản phẩm công nghiệp tiêu dùng khác [3,4] Trong ứng dụng PCBs tương đối phong phú, từ hệ thống kín (chất lỏng cách điện, chất truyền nhiệt, chất lỏng thủy lực) ứng dụng mở chất kết dính, chất bơi trơn, mực in lượng định làm chất chống cháy [1,2] Như vậy, việc đánh giá nguồn gốc PCBs PBDEs nhiệm vụ tương đối phức tạp cần có số liệu cụ thể mức nồng độ đặc trưng tích lũy chúng nguồn phát thải Một số tỉ lệ cấu tử đặc trưng PCBs PBDEs mẫu bụi tính tốn so sánh với hỗn hợp PCBs PBDEs thương mại [19,20] Tỉ lệ (CB-28 + 52) / (CB-101 + 118 +138 + 153 + 180) hỗn hợp PCBs thương mại Aroclor 1016, 1242, 1248, 1254 1260 330; 6,9; 2,0; 0,22 0,01 Tỉ lệ mẫu bụi HN-U TN-I có giá trị trung bình khoảng 0,10 (0,062– 0,16) 1,1 (0,33–3,4) Một cách tương đối, nhận thấy PCBs mẫu HN-U có liên quan chủ yếu đến hỗn hợp Aroclor 1254, PCBs mẫu TN-I có nguồn gốc từ hỗn hợp Aroclor 1242, 1248 1254 Tỉ lệ CB28/52 mẫu TN-I (2,3 đến 4,4) gần với tỉ lệ Aroclor 1242 (1,9) Tỉ lệ CB-118/153 tất mẫu HN-U TN-I có giá trị trung bình 1,5; phản ánh có mặt Aroclor 1254 (tỉ lệ 1,9) hỗn hợp có mức độ clo hóa tương đương Loại trừ vị trí lấy mẫu TN-I có nồng độ BDE-99 thấp giới hạn phát hiện, mẫu HN-U TN-I cịn lại có tỉ lệ BDE-47/99 từ 0,64 đến 1,0 (trung bình 0,83), phù hợp với tỉ lệ hỗn hợp pentaBDE thương mại DE-71 (0,79) hay Bromkal 70-5DE (0,96) Tỉ lệ cao tuyệt đối BDE-209 mẫu bụi tương ứng với thành phần hỗn hợp deca-BDE thương mại Saytex 102E (96,8%) hay Bromkal 82-0DE (91,6%) Các nghiên cứu chuyên sâu PCBs PBDEs với số lượng cấu tử lớn từ nguồn phát thải chủ định không chủ định, với xem xét đặc biệt q trình vận chuyển, chuyển hóa mơi trường (ví dụ phân hủy quang hóa PBDEs) cần thiết để có đánh giá tồn diện xác nguồn gốc phương thức tồn chất POPs điển hình 3.3 Rủi ro phơi nhiễm PCBs PBDEs bụi Liều lượng hấp thụ hàng ngày (ID, ng/kg/ngày) hệ số độc hại (HI) tổng PCBs (4 lần giá trị Ʃ7PCBs) số PBDEs điển hình ước tính cho người lớn, trẻ em người làm việc ngồi đường (ví dụ cảnh sát giao thông, nhân viên vệ sinh đô thị, người bán hàng đường phố) dựa công thức sau [21]: ID = (C × IR × F) / BW HI = ID / RfD Trong đó: C nồng độ chất ô nhiễm bụi (ng/g); IR tốc độ hấp thụ bụi nuốt phải, 0,05, 0,2 0,5 g/ngày người lớn, trẻ em người làm việc đường; F phần thời gian sử dụng đường, người lớn trẻ em 2/24 (ứng với thời gian di chuyển tham gia giao thông) người làm việc 8/24; BW trọng lượng thể, có H.Q Anh et al / VNU Journal of Science: Earth and Environmental Sciences, Vol 37, No (2021) 52-60 giá trị trung bình 60 kg cho người lớn 15 kg cho trẻ em RfD liều lượng tham chiếu đề xuất Cục Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (US EPA), có giá trị cho tổng PCBs, BDE-47, BDE99, BDE-153 BDE-209 20, 100, 100, 200 7000 ng/kg/ngày Giá trị ID < RfD tương ứng với HI < phản ánh rủi ro liên quan đến sức khỏe mức chấp nhận Dựa mức nồng độ đo chất ô nhiễm mẫu bụi kịch phơi nhiễm đưa trên, người dân sống khu vực thị khu cơng nghiệp có khả phơi nhiễm PCBs PBDEs bụi đường cao đến bậc lũy thừa so với người dân khu vực nông thôn Trẻ em đối tượng phơi nhiễm nghề nghiệp với bụi đường có nguy tiếp nhận PCBs PBDEs bụi cao đáng kể so với mức trung bình đại phận dân cư Tuy nhiên, hệ số độc hại cho tổng PCBs (3,8 × 10–7 – 5,6 × 10–3); BDE-47 (6,9 × 10–9 – 5,3 × 10–6); BDE-99 (6,9 × 10–9 – 7,8 × 10–6); BDE-153 (3,5 × 10–9 – 2,1 × 10–6); BDE-209 (5,6 × 10–9 – 2,1 × 10–5) nhỏ nhiều so với giá trị ngưỡng HI = Như sơ kết luận rủi ro sức khỏe liên quan đến PCBs số chất PBDEs bụi đường không đáng kể người dân sống khu vực nghiên cứu Kết luận Nghiên cứu cung cấp số liệu khảo sát đồng thời hai nhóm chất POPs điển hình PCBs PBDEs mẫu bụi lắng mặt đường thu thập số tỉnh, thành phố miền Bắc Việt Nam Nồng độ PCBs PBDEs mẫu bụi khu vực đô thị khu công nghiệp cao đáng kể so với khu vực so sánh nông thơn, phản ánh tác động q trình thị hóa cơng nghiệp hóa đến phát thải chất ô nhiễm hữu vào môi trường Đặc trưng tích lũy chất PCBs chất PBDEs phân tích, cung cấp thơng tin khảo sát bước đầu nguồn gốc chúng mẫu bụi đường Tại Hà Nội, có mặt PCBs có khả lượng tồn lưu từ ứng dụng thiết bị điện tụ điện, máy biến có chứa dầu bị nhiễm PCBs (chủ yếu hỗn hợp Aroclor 1254 59 công thức tương đương); ứng dụng hỗn hợp PCBs nhẹ Aroclor 1242 1248 tìm thấy khu vực cơng nghiệp Đối với PBDEs, BDE-209 đồng loại quan trọng nhất, chứng tỏ áp dụng rộng rãi hỗn hợp deca-BDE thương mại Liều lượng hấp thụ hàng ngày PCBs số PBDEs bụi ước tính có giá trị thấp đáng kể so với liều lượng tham chiếu Tuy nhiên, nghiên cứu tổng thể để đánh giá rủi ro liên quan đến phơi nhiễm chất hữu cần phải tiếp tục thực hiện, bao gồm nhiều nguồn phơi nhiễm khác không khí, bụi nhà thực phẩm Tài liệu tham khảo [1] M Erickson, R.G Kaley II, Applications of polychlorinated biphenyls, Environ Sci Pollut Res 18 (2011) 135-151 https://doi.org/10.1007/s11356-010-0392-1 [2] R Weber, C Herold, H Hollert, J Kamphues, L Ungemach, M Blepp, K Ballschmiter, Life cycle of PCBs and contamination of the environment and of food products from animal origin, Environ Sci Pollut Res 25 (2018) 16325-16343 https://doi.org/10.1007/s11356-018-1811-y [3] M Alaee, P Arias, A Sjodin, A Bergman, An overview of commercially used brominated flame retardants, their applications, their use patterns in different countries/regions and possible modes of release, Environ Int 29 (2003) 683-689 https://doi.org/10.1016/S0160-4120(03)00121-1 [4] J Li, Y Chen, W Xiao, Polybrominated diphenyl ethers in articles: a review of its applications and legislation, Environ Sci Pollut Res 24 (2017) 4312-4321 https://doi.org/10.1007/s11356-015-4515-6 [5] A Schecter, P Furst, W Groebel, J.D Constable, S Kolesnikov, A Beim, A Boldonov, E Trubitsun, B Vlasov, H.D Cau, L.C Dai, H.T Quynh, Levels of chlorinated dioxins, dibenzofurans and other chlorinated xenobiotics in food from the Soviet Union and the south of Vietnam, Chemosphere 20 (1990) 799-806 https://doi.org/10.1016/0045-6535(90)90185-V [6] K Kannan, S Tanabe, H.T Quynh, N.D Hue, R Tatsukawa, Residue pattern and dietary intake of persistent organochlorine compounds in food stuffs from Vietnam Arch Environ Contam Toxicol 22 (1992) 367-374 https://doi.org/10.1007/BF00212555 60 H.Q Anh et al / VNU Journal of Science: Earth and Environmental Sciences, Vol 37, No (2021) 52-60 [7] V.D Thao, M Kawano, R Tatsukawa, Persistent organochlorine residues in soils from tropical and sub-tropical Asian countries Environ Pollut 81 (1993) 61-71 https://doi.org/10.1016/02697491(93)90029-N [8] N.H Minh, T.B Minh, N Kajiwara, T Kunisue, H Iwata, P.H Viet, N.P.C Tu, B.C Tuyen, S Tanabe, Contamination by polybrominated ethers and persistent organochlorines in catfish and feed from Mekong River Delta, Vietnam Environ Toxicol Chem 25 (2006) 2700-2709 https://doi.org/10.1897/05-600R.1 [9] 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 non-dietary exposure in Vietnamese informal ewaste recycling sites, Environ Int 51 (2013) 160167 https://doi.org/10.1016/j.envint.2012.11.006 [10] 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, J Mater Cycles Waste Manag 19 (2017) 1333-1341 https://doi.org/10.1007/s10163-016-0571-3 [11] A Eguchi, T Isobe, K Ramu, N.M Tue, A Sudaryanto, G Devanathan, P.H Viet, R.S Tana, S Takahashi, A Subramanian, S Tanabe, Soil contamination by brominated flame retardants in open waste dumping sites in Asian developing countries, Chemosphere 90 (2013) 2365- 2371 https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2012.10.027 [12] P.M Hoai, N.T Ngoc, N.H Minh, P.H Viet, M Berg, A.C Alder, W Giger, Recent levels of organochlorine pesticides and polychlorinated biphenyls in sediments of the sewer system in Hanoi, Vietnam, Environ Pollut 158 (2010) 913920 https://doi.org/10.1016/j.envpol.2009.09.018 [13] M Klees, E Hiester, P Bruckmann, T.C Schmidt, Polychlorinated biphenyls and polychlorinated dibenzo-p-dioxins and dibenzofurans in street dust of North-Rhine Westphalia, Germany, Sci Total Environ 511 (2015) 72-81 https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2014.12.018 [14] M Klees, K Hombrecher, D Gladtke, Polychlorinated biphenyls in the surrounding of an e-waste recycling facility in North-Rhine Westphalia: levels in plants and dusts, spatial [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] distribution, homologue pattern and source identification using the combination of plants and wind direction data, Sci Total Environ 603604 (2017) 606-615 https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2017.06.079 O Froescheis, R Looser, G.M Cailliet, W.M Jarman, K Ballschmiter, The deep-sea as a final global sink of semivolatile persistent organic pollutants? Part I: PCBs in surface and deep-sea dwellingfish of the North and South Atlantic and the Monterey Bay Canyon (California), Chemosphere 40 (2000) 651-660 https://doi.org/10.1016/s0045-6535(99)00461-0 Z Cao, L Zhao, J Kuang, Q Chen, G Zhu, K Zhang, S Wang, P Wu, X Zhang, X Wang, S Harrad, J Sun, Vehicles as outdoor BFR sources: Evidence from an investigation of BFR occurrence in road dust, Chemosphere 179 (2017) 29-36 https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2017.03.095 M.U Khan, J Li, G Zhang, R.N Malik, New insight into the levels, distribution and health risk diagnostic of indoor and outdoor dust-bound FRs in colder, rural and industrial zones of Pakistan, Environ Pollut 216 (2016) 662-674 https://doi.org/10.1016/j.envpol.2016.06.030 H.Q Anh, V.D Nam, T.M Tri, N.M Ha, N.T Ngoc, P.T.N Mai, D.H Anh, N.H Minh, N.A Tuan, T.B Minh, Polybrominated diphenyl ethers in plastic products, indoor dust, sediment and fish from informal e-waste recycling sites in Vietnam: a comprehensive assessment of contamination, accumulation pattern, emissions, and human exposure, Environ Geochem Health 39 (2017) 935-954 https://doi.org/10.1007/s10653-0169865-6 G.M Frame, J.W Cochran, S.S Bowadt, Complete PCB congener distributions for 17 Aroclor mixtures determined by HRGC systems optimized for comprehensive, quantitative, congener-specific analysis J High Resolut Chromatogr 19 (1996) 657-668 https://doi.org/10.1002/jhrc.1240191202 M.J La Guardia, R.C Hale, E Harvey, Detailed polybrominated diphenyl ether (PBDE) congener composition of the widely used penta-, octa- and deca-PBDE technical flame-retardant mixtures, Environ Sci Technol 40 (2006) 6247-6254 https://doi.org/10.1021/es060630m US EPA, Exposure Factors Handbook 2011 Edition (Final Report) http://cfpub.epa.gov/ncea/risk, 2011 (accessed September 2018) ... Sciences, Vol 37, No (2021) 52-60 53 Phân tích đồng thời sơ ước đốn nguồn phát thải polyclo biphenyl polybrom diphenyl ete mẫu bụi lấy mặt đường số khu vực miền Bắc Việt Nam Hoàng Quốc Anh1,2, Shin Takahashi2,... BDE-209 phát mẫu bụi đường nước khác Hình Tỉ lệ % đồng loại PCBs (a) PBDEs (b) mẫu bụi lấy mặt đường số khu vực miền Bắc Việt Nam 3.3 Ước đoán nguồn phát thải PCBs PBDEs Dựa tập số liệu phân tích. .. diphenyl ete (Ʃ8PBDEs) phân tích đồng thời mẫu bụi lấy mặt đường số khu vực đại diện miền Bắc Việt Nam, bao gồm khu vực đô thị trung tâm Hà Nội, khu công nghiệp Thái Nguyên khu vực nông thôn Bắc Giang
Ngày đăng: 06/05/2021, 15:04
Xem thêm:
