Đánh giá sự tồn lưu và rủi ro môi trường của PAHs trong đất rừng ngập mặn tại xã Đồng Rui, huyện Tiên Yên, tỉnh Quảng Ninh

MỤC LỤC

Mụctiêunghiêncứu

- Đánh giá sự phân bố và xu thế tích lũy theo thời gian của PAHs điển hình (BaP)trong môi trườngtrongđấtrừngngậpmnbngmôhìnhFugacitycấpIIIvàcấpIV.

Đốitượng vàphạmvinghiêncứu 1 Đốitượngnghiêncứu

- Phương pháp lấy mẫu và phân tích mẫu:Sử dụng để lấy mẫu nước, đất, trầm tích,khôngkhívàphântíchtrongphòngthínghiệm;. -Phươngphápphântích,kánhgiá:Phântích,đánhgiácáckếtquảthuđƣợctrêncơsở kết quả đieu tra khảo sát khu vực nghiên cứu và kết quả phân tích trong phòng thínghiệm;.

Cấutrúcluậnán

Kháiquát chung vềPAHs .1 MộtsốtínhchấthóalýcủaPAHs

Trong hoạt động của con người, PAHs hình thành do quá trình cháy không hoàn toàncác loại nguyên, nhiên liệu nhƣ than, dầu, khí đốt, gỗ, cỏ và rác thải ho c quá trình hunkhói,nướng,ránthứcăn.Hầuhếtcáclĩnhvựcnhưsảnxuấtcôngnghiệp,nôngnghiệp,sinh hoạt, giao thông và các hoạt động khác đeu phát sinh PAHs [11] [15]. Kết quả từ các nghiên cứu trên động vật cho thấy khi đi vào cơthể, một phần PAHs đƣợc tích tụ trong các mô có chứa chất béo, một phần sẽ đƣợcchuyển hóa và một phần sẽ đƣợc đào thải ra ngoài cơ thể theo phân và nước tiểu.Những động vật bị phơi nhiem PAHs có biểu hiện ung thƣ, sinh non, sinh con dị dạngvàmộtsốvấnđevethầnkinh[8].

Bảng 1.4 Nồng độ PAHs trong đất tại một số khu vực trên thế giới [30] [31] [32] [33]
Bảng 1.4 Nồng độ PAHs trong đất tại một số khu vực trên thế giới [30] [31] [32] [33]

Giớithiệuvềđịađiểmnghiêncứu[2][3][70][71]

Xã có cơ cấu nông nghiệp cao,người dân nơi đây chủ yếu sống bang nghe sản xuất nông nghiệp kết hợp khai thác,nuôitrồngthuỷsản.Nguồnnhânlựctuynhieunhƣnglaođộnghầuhếtchƣađƣợcquađào tạo nghe nên khó đáp ứng đƣợc sự đòi hỏi của thời kỳ công nghiệp hoá, hiện đạihoá.Ngànhchănnuôicópháttriểnnhưngchưamạnh,đờisốngcủangườidâncòngpnhieu khó khăn. Do địa hình dốc ve phía Nam nên tạo ra nhieu khe suối nhỏ,chia cắt thành nhieu khu vực, đ c trƣng của các suối này là có độ dốc từ 4-6% thoátnước nhanh, nhưng vì lòng sông suối hep nên sau những trận mưa lớn thường gâyngập lụt ở một số nơi, đ c biệt ảnh hưởng xấu đến môi trường NTTS như gây ra hiệntượng ngọt hoá nhanh, gây đục nguồn nước do xói mòn, rửa trôi mạnh, phá huỷ hệthốngđêđieu,đầmnuôi,cuốntrôivậtnuôi.

KetluậnChương1

Mô hình Fugacity cấp 3 và cấp 4 là những mô hình gần với đieu kiệnmôitrườngthựctếhơnvàcầnnhieudữliệuđầuvàothìchưacónghiêncứunàoởViệtNam thực hiện. Do vậy, việc ứng dụng mô hình Fugacity cấp 3 và cấp 4 trong việcđánh giá rủi ro môi trường là rất cần thiết để hướng tới xem xét khả năng phân bố chấtô nhiem trong các thành môi trường khác nhau và dự báo sự tích lũy của chất ô nhiemtheothờigian.

Phươngphápkhảosát,lấy mẫu,bảoquản mẫu .1 Lấymẫuđất

Các vị trílấymẫunàykhôngtrùngvớinghiêncứunàotrướcđâydođịađiểmlấymẫunamtrongkhu vực RNM Đồng Rui, không ở vị trí ven biển như một số nghiên cứu trước đây.Tọa độ điểm lấy mẫu đất và mẫu không khí trình bày trong bảng 2.1. Các mẫu được xử lý và phân tích tại Phòng thử nghiệm môi trường và hóa chất, TrungtâmKỹthuậtTiêuchuanĐolườngChấtlượng1,TongcụcTiêuchuanĐolườngChấtlượng Việt Nam theo các tiêu chuan EPA 3500C: Organic extraction and samplepreparation, EPA 3540C: soxhlet. Các mẫu được xử lý và phân tích tại Phòng thử nghiệm môi trường và hóa chất, TrungtâmKỹthuậtTiêuchuanĐolườngChấtlượng1,TongcụcTiêuchuanĐolườngChấtlượng Việt Nam theo các tiêu chuan EPA 3500C: Organic extraction and samplepreparation, EPA 3540C: soxhlet.

Khi quátrình hấp phụ của PAHs vào đất chiếm ƣu thế so với các quá trình biến đoi khác (bayhơi, rửa trôi…), thì hoàn toàn có khả năng có mối quan hệ cùng tăng ho c cùng giảmgiữa giá trị nồng độ PAHs với giá trị TOC trong các mẫu đất. Tuỳ theo giá trị của hệ số tương quan Pearson mà giữa giá trị của TOC và giá trị nồngđộ củaƩ16PAHs sẽ có thể có quan hệ dương (xu hướng giá trị nồng độƩ16PAHs trongmẫu đất cùng tăng khi giá trị TOC tăng và ngược lại), quan hệ âm (xu hướng giá. Cho phầnmẫu thử vào bình mẫu và thêm vào một thể tích nước có độ dẫn điện riêng không lớnhơn 0,2 mS/m ở 250C và pH lớn hơn 5,6 , dung dịch kali clorua có nồng độ 0,01 mol/lgấp năm lần thể tích của mẫu thử.

Phương phápthương số rủi rođược áp dụng để đánh giá rủi ro bán định lượng dựatrên các đ c tính hóa lý của chất ô nhiem thường làcác hợp chất hữu cơ khó phân hủytừ các nguồn thải trong một số thành phần môi trường như đất, nước, trầm tíchđểđánh giá các rủi ro tiem năng của một chất nào đó đến môi trường ho c các chất ônhiem phức tạp đến môi trường sinh thái. Trong đánh giá rủi ro môi trường bang phương pháp thương số rủi ro, người ta dùngnhieucấpđộđểđánhgiá,từmứcrủirorấtthấpđếnmứcrủirorấtcao.Bảng2.2đã chỉ ra 4 cấp độ thường được sử dụng đối với các chất hữu cơ khó phân hủy.

Phươngphápmôhìnhphânbố, tíchlũy chấtônhiễmtrong môitrường

Mô hình Fugacity có 4 cấp độ, tuy nhiên, trong luận án chỉ sử dụng 2 mô hìnhFugacty cấp III và cấp IV vì mô hình cấp 1 và mô hình cấp 2 có các đieu kiện đầu vàogiả định không gần với môi trường thực tế. Mô hình Fugacity Cấp III mô tả sự phân bố các chất ô nhiem trong các thành phần môitrường khi giả định rang các chất ô nhiem đi vào môi trường với dòng chảy on định.Các chất gây ô nhiem sẽ bị phân hủy, thoát ra ngoài môi trường bởi sự đối lưu và vậnchuyểntừkhoangmôitrườngnàysangkhoangmôitrườngkhác. Xem xét khả năng vậnchuyểnchấtônhiemgiữacácmôitrườngthànhphần,khảnăngphân hủychấtônhiemtrong từng môi trường thành phần và khả năng đối lưu của chúng trong môi trường,thờigianlưucủachấtônhiemtrong môitrường.

D12: Khí- nước: Quá trình vận chuyển chất ô nhiem từ khoang khí sang khoang nướcgồm có 4 quá trình: khuếch tán đối lưu, phản ứng với mưa, lắng đọng ướt, lắng đọngkhô(Bảng2.8). D23:Nước-đất:Thôngthườngđốivớihầuhếtcáckhuvựckhôngxảyraquátrìnhvậnchuyển chất ô nhiem từ khoang nước vào khoang đất do diện tích tiết diện ngang giữađấtvànướclàbangkhông. Kiểm định mô hình mô phỏng sự phân bố chất ô nhiem trong các môi trường thànhphần bang việc xác định tong tải lƣợng đầu ra, nếu tong tải lƣợng đầu ra bang tong tảilƣợngđầuvào, môhìnhđƣợcchấpnhận.

Việc xác định các thông số ở mô hình cấp IV cơ bản giống nhƣ cấp III.Tuy nhiên, với mô hình cấp IV cần phải xác định thêm nồng độ, hệ số khuếch tán đầuvào của mô hình. Nồng độ đầu vào của mô hình (Coi) sẽ chính là nồng độ trung bìnhkhảo sát đƣợc tại thời điểm lấy mẫu trong từng khoang môi trường tại thời điểm bắtđầutínhtoán.

Ketquả đạtđượccủaluậnán

Đồng thời, do quá trình lan truyen PAHs trong đất chậm nên ở độ sâu15-20cm,nồngđộchấtônhiemlànhỏnhất. Nguycơrủirođếnmôitrườngđượcxácđịnhbangthôngsốbánđịnhlượngthôngquaphương phápthương số rủi ro (RQ) đã cho thấyhầu hết các giá trị nồng độ của cácPAHs trong các đợt khảo sát nam ở mức rủi ro rất thấp. BaP với chỉ số RQ cao có nguy cơ gây rủirođến môi trườngsinh tháingaycảkhiởnồng độnhỏnhất.

Nguy cơ rủi ro tác động đến con người do tích lũy PAHs trong đất rừng ngập m nthông qua việc xác định chỉ số rủi ro ung thƣ (CR). - Khả năng phân bố và tích lũy PAHs điển hình bang sử dụng mô hình Fugacity cấp IIIvàcấpIV. Áp dụng mô hình Fugacity cấp III để xem xét khả năng phân bố PAHs điển hình trongmôi trường.

Phân bố PAHs điển hình trong môi trường đất là lớn nhất, sau đó đến môitrườngtrầmtíchvàcuốicùnglàmôitrườngkhôngkhí,nước.

Nhngđónggópmớicủaluận án

Từ đó mở ra xu hướng đánh giá khả năng phân bốvàtíchlũychấtônhiemtrongcác thànhphầnmôitrường bang môhìnhFugacity. Luận án tập trung vào vấn đe tồn lưu và rủi ro PAHs trong môi trường đất rừng ngậpm n ở Đồng Rui mà chưa nghiên cứu tồn lưu và rủi ro của PAHs trong các thành phầnmôi trường khác để có sự so sánh và đánh giá một cách tong thể ve tồn lưu và rủi roPAHstrongcácthànhphầnmôitrường. MởrộngnghiêncứutồnlưuvàrủiroPAHsởtấtcảcácmôitrườngthànhphầnnhư:đất,nước,khôngkh íthậmchítrongđộng,thựcvật.Đồngthờicóthểnghiêncứutồnlưuvàrủi ro của nhieu chất ô nhiem khác trong một khu vực để có sự đánh giá và so sánh tácđộngcủachúngđếnmôitrường.

TrongứngdụngmôhìnhFugacityvephânbốvàtíchlũychấtônhiemtrongmôitrườngcó thể lựa chọn thêm môi trường thành phần như thực vật, động vật thủy sinh và conngườiđểxemxétkhảnăngphânbốcủachấtônhiemtrongcácmôitrườngthànhphầnnày. Ứng dụng các mô hình khác trong nghiên cứu phân bố và tích lũy chất ô nhiem trongmôitrườngnhưmôhìnhIntegratedEnvironmentalModeling.

Kiennghị

Do Thi Lan Chi,Vu Đuc Toan, Nguyen Thi Thu Hien, Vo Thi Le Ha, Ngo TraMai, Simulation Tool for Assessing the Environmental Distribution of PAHsContamination,InternationalJournalofEngineeringResearch&TechnologyVol.6,n o12,pp346-350,December –2017. [18] Jian Xu, Changsheng Guo, Yuan Zhang, Yangwei Bai, Wei Meng Jiapei Lv,"Spatial and temporal distribution of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) insurface water from Liaohe River Basin,northeast China,"Environ Sci Pollut Res,vol.21,no.11,pp.7088–7096,2014. [51] Phạm Hựng Việt, Nguyen Thị Hạnh, Vừ Thành Lờ, Lương Mạnh Tuõn, YasuakMaeda Nguyen Thúy Ngọc, "Đánh giá ban đầu ve các hợp chất Hydro cacbonthơm đa vòng (PAHS) trong không khí tại một số điểm nút giao thông quan trọngởHàNội,"inHộinghị khoahọcnữlầnthứ8,HàNội,2003,pp.75-89.

[53] DươngThanhNghị,TranDucThanh,PhanSonHaiNhonDangHoai,"Accumulation of Persistent Organic Pollutants in Sediment on Tidal Flats in theNorth of Vietnam,"VNU Journal of Science Earth and Environmental Sciences,vol.30,no.3,pp.13-26,September2014. [61] FaisalKhanab,VikramGaraniyab,ShuhongChaibMingYanga,"Multimediafatemodeling of oil spills in iceinfested waters: an exploration of the feasibility ofthe fugacity-based approach,"Process Safety and Environmental Protection, vol.93,pp.206-217,January2015. [68] Vũ Kiến Nam, Trần Thanh Thuỷ Đỗ Thanh Bái, "Ứng dụng mô hình fugacity đểđánh giá ô nhiem môi trường do sử dụng hoá chất bảo vệ thực vật trên địa bàn hànội-đexuấtcácgiảiphápkiểmsoátônhiem,"ViệnHoáhọcCôngnghiệp,Hà Nội,Scienceresearchtopic01C-09/05-2004-2,2005.

[85] Xue Xu, Xinwei LuLijun Wang, "Composition, source and potential risk ofpolycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in vegetable soil from the suburbs ofXianyang City, Northwest China: a case study,"Environmental Earth Sciences,vol.75,no.1,pp.56-75,January2016. [86] Ningombam Linthoingambi Devib, Jun Lia, Gan Zhang Ishwar Chandra Yadava,"Polycyclic aromatic hydrocarbons in house dust and surface soil in major urbanregions of Nepal: Implication on source apportionment and toxicological effect,"ScienceoftheTotal Environment,vol.76,no.2,pp.223- 235,October2017.