7. Bố cục của luận án
3.7.2.Kết quả phân tích hàm lượng POP trung bình trong các mẫu bùn mùa mưa
mưa trong 2 năm (2012-2013)
Các số liệu trung bình hóa hàm lượng các POP trong các mẫu bùn mùa mưa được trình bày trong bảng 3.25a và 3.25b của hai năm 2012 và 2013.
Các bảng số liệu này được sử dụng làm các biến cho chương trình xử lý số liệu tìm nguồn phát thải trên địa bàn nghiên cứu.
Bảng 3.25a. Hàm lượng trung bình của các hợp chất POP trong 24 mẫu bùn lấy từ thành phố Đà Nẵng vào 2 mùa mưa của 2 năm 2012-2013
SII Hợp chất POP BĐN1 BĐN2 BĐN3 BĐN4 BĐN5 BĐN6 1 Aldrin 0.17 0.36 1.48 0.05 0.01 0.24 2 Endrin 0.01 0.05 0.01 0.01 1.50 0.01 3 Dieldrin 3.00 2.10 1.00 1.00 1.20 0.01 4 Lindan 0.61 3.14 0.07 6.25 8.85 5.72 5 HCB 14.09 2.53 57.00 195.59 11.20 1.84 6 Heptachlor 4.08 1.90 10.86 0.12 0.01 0.34 7 Beta-HCH 0.01 0.48 3.64 0.64 0.01 0.40 8 Alpha-HCH 0.65 3.35 0.03 2.59 0.01 2.48 9 Cis-Chlordane 0.27 0.78 2.88 1.16 1.92 2.21 10 Trans-Chlordane 0.01 0.11 0.86 0.01 0.01 1.53 11 Cis-Nanochlor 0.01 0.01 0.49 0.01 0.01 1.01 12 o,p-DDE 0.29 0.69 0.10 0.53 0.66 0.21 13 o,p-DDD 0.33 2.01 2.59 3.33 0.01 3.37 14 o,p-DDT 0.64 1.68 2.92 2.39 3.12 2.80 15 p,p'-DDE 1.91 1.79 1.02 2.26 1.61 1.29 16 p,p'-DDD 0.84 2.68 6.35 4.52 5.86 9.18 17 p,p'-DDT 1.15 5.96 7.12 7.28 7.10 8.51 18 CB44 0.01 7.65 11.56 5.74 4.88 2.75 19 CB49 0.70 10.20 6.49 0.45 0.91 0.01 20 CB101 0.42 4.45 2.26 6.04 0.01 3.78 21 CB110 1.35 0.01 0.01 0.01 2.80 5.45 22 CB97 0.40 0.24 0.30 0.88 0.01 0.67 23 CB118 0.39 0.55 0.01 1.71 0.19 0.44 24 CB132+153 0.70 3.39 18.48 4.17 0.01 3.03 25 CB105 0.53 2.15 0.01 0.95 0.01 0.01 26 CB138+158 1.51 2.71 0.01 2.23 1.00 1.09 27 CB128 1.63 6.62 0.01 1.18 0.01 2.98 28 CB180 1.62 8.99 0.01 0.01 1.04 0.01 29 CB170 1.23 2.60 0.01 0.01 0.62 0.01 30 Aroclor1254 6.29 29.74 23.50 14.03 6.33 12.14 31 Aroclor1260 3.15 14.87 11.75 7.01 3.17 6.07
Bảng 3.25b. Hàm lượng trung bình của các hợp chất POP trong 24 mẫu bùn lấy từ thành phố Đà Nẵng vào hai mùa mưa của hai năm 2012-2013
SII Hợp chất POP BĐN7 BĐN8 BĐN9 BĐN10 BĐN11 BĐN12 1 Aldrin 0.08 0.04 0.01 0.10 0.03 0.02 2 Endrin 0.01 0.01 1.50 0.77 0.02 0.07 3 Dieldrin 1.00 3.00 0.60 1.60 0.04 0.42 4 Lindan 4.30 0.87 1.87 0.02 4.62 2.52 5 HCB 18.94 5.26 3.19 2.40 3.24 4.55 6 Heptachlor 0.01 0.32 0.38 0.01 0.26 0.07 7 Beta-HCH 0.65 0.13 0.24 5.41 1.32 0.91 8 Alpha-HCH 3.90 0.79 1.34 1.03 5.46 5.73 9 Cis-Chlordane 2.30 0.30 0.40 3.60 1.21 0.81 10 Trans-Chlordane 0.01 0.03 0.01 0.50 0.15 0.22 11 Cis-Nanochlor 0.01 0.01 0.01 0.12 0.05 0.31 12 o,p-DDE 0.64 0.77 1.25 0.40 0.37 0.27 13 o,p-DDD 4.97 0.44 0.56 2.58 1.42 1.32 14 o,p-DDT 4.57 0.58 0.98 0.01 1.51 1.42 15 p,p'-DDE 2.81 3.22 10.55 1.30 2.73 2.01 16 p,p'-DDD 22.17 0.42 1.21 3.44 3.66 1.25 17 p,p'-DDT 27.80 1.45 3.26 5.09 6.25 3.63 18 CB44 1.71 5.03 16.09 0.01 2.53 1.57 19 CB49 0.17 0.01 1.16 6.26 0.13 4.62 20 CB101 1.50 5.47 0.01 1.72 1.63 2.61 21 CB110 0.01 0.01 4.48 0.01 0.52 1.48 22 CB97 0.35 0.13 0.01 0.37 0.06 2.15 23 CB118 1.56 0.15 0.54 0.81 0.39 0.24 24 CB132+153 1.55 0.25 18.53 1.63 2.63 3.67 25 CB105 1.39 0.50 7.59 0.84 0.14 1.33 26 CB138+158 0.86 2.59 4.75 1.03 2.13 3.16 27 CB128 1.30 7.71 6.81 0.01 0.07 1.73 28 CB180 0.23 10.56 14.64 0.91 0.38 0.55 29 CB170 0.15 0.02 2.45 3.31 0.04 0.78 30 Aroclor1254 6.47 19.46 46.24 10.15 5.63 4.27 31 Aroclor1260 3.23 9.73 23.12 5.07 2.78 2.05
Phương pháp phân tích nhân tố chính sử dụng chương trình PASW statistics 18 đã được vận hành theo các bước hướng dẫn như trình bày trong phần Phụ lục 7 trên cơ sở số liệu của các bảng 3.24a,b và 3.25a,b. Kết quả là các nhân tố chính hay các nguồn phát thải chính của các hợp chất POP trên địa bàn thành phố Đà Nẵng đã được nhận diện và trình bày trong bảng 3.26 và 3.27 tương ứng cho các nguồn phát thải POP trên địa bàn thanh phố Đà Nẵng vào mùa khô và mùa mưa.
Bảng 3.26. Các nguồn phát thải POP trên địa bàn thành phố Đà Nẵng vào mùa khô được nhận diện bằng phương pháp phân tích nhân tố chính sử dụng chương trình
SPSS (PASW statistics 18)
Rotated Component Matrixa Component 1 2 3 4 CB49 .997 CB97 .997 Endrin .997 o,p-DDE .991 Dieldrin .987 p,p’-DDE .965 p,p’-DDD .958 Heptachlor .954 CB101 .910 CB118 .907 CB44 .878 p,p’-DDT .786 Aldrin .675 CB110 .674 CB180 .995 CB170 .994 CB132+153 .992 CB138+158 .989 CB105 .983 CB128 .978 Aroclor 1260 .954 Aroclor1254 .954 -HCH .749 HCB .625 Trans-Chlordane .929 o,p-DDT .926 Cis-Chordane .853 o,p-DDD .650 .716 -HCH (lindan) .980 Cis-Nanochlor .729 Extraction Method: Principal Component Analysis.
Rotation Method: Varimax with Kaiser Normalization. a. Rotation converged in 5 iterations.
Bảng 3.27. Các nguồn phát thải POP trên địa bàn thành phố Đà Nẵng vào mùa mưa được nhận diện bằng phương pháp phân tích nhân tố chính sử dụng chương
trình SPSS (PASW statistics 18)
Rotated Component Matrixa Component 1 2 3 4 5 6 7 8 Aroclor1254 .936 Aroclor1260 .935 CB105 .918 p,p'-DDE .873 CB180 .856 CB44 .837 o,p-DDE .797 CB128 .735 CB138+158 .731 CB132+153 .645 p,p'-DDT .980 p,p'-DDD .966 o,p-DDD .828 o,p-DDT .799 CB118 .612 .540 Heptachlor .955 Aldrin .914 Cis-Nanochlor .933 Trans-Chlordane .924 CB110 .682 Dieldrin .445 Beta-HCH .843 CB49 .733 CB170 .732 Lindan .587 Cis-Chlordane .525 CB101 .871 Endrin .742 Alpha-HCH .873 CB97 .767 HCB .940 Extraction Method: Principal Component Analysis.
Các số liệu trong bảng 3.26 và 3.27 là tỉ lệ hàm lượng các hợp chất tương ứng đóng góp vào từng nguồn (component). Thí dụ: số 0.997 tương ứng đối với endrin thuộc nguồn phát thải thứ nhất (component 1) của bảng 3.26 có ý nghĩa là đến 99,7% lượng endrin trong các mẫu bùn thuộc về nguồn 1 hay còn được gọi là “được tách vào nguồn 1”. Phần còn lại 0,3% có thể là do sai số phân tích hoặc đi vào nguồn khác. Trong phương pháp phân tích nhân tố chính phần này được gọi là phần “còn dư” không giải thích được bằng mô hình.
Kết quả của bảng 3.26 cho thấy: vào mùa khô trên địa bàn thành phố Đà Nẵng có 4 nguồn thải POP như sau.
1. Nguồn thứ nhất (component 1) bao gồm các hợp chất nhóm DDT, nhóm drin và một số CB như CB44, CB49, CB97… Đây là hai nhóm thuốc diệt côn trùng được trộn thêm một số CB, có lẽ là để tăng tính độc của sản phẩm. Như vậy nguồn phát thải thứ nhất là thuốc diệt côn trùng chứa DDT. Sự hiện diện hóa chất nhóm drin có lẽ là do rơi lắng ướt từ mùa mưa và đọng lại cùng với DDT trong bùn. Các hợp chất nhóm drin không sử dụng trên địa bàn thành phố Đà Nẵng vì hàm lượng của chúng trong các mẫu bùn là rất thấp và phân bố đều theo vị trí địa lý (xem phần bàn luận kết quả ở trên). Đây là nguồn phát địa phương cùng một ít rơi lắng từ ngoài lãnh thổ Việt Nam.
2. Nguồn thứ hai (component 2) bao gồm các chất trong nhóm PCB. Nhóm này cũng có nguồn phát từ địa phương, có thể là từ các cơ sở sửa chữa ô tô, xe máy hoặc sản xuất dây cáp điện. Trong nguồn này có đóng góp đến 62,5% tổng hàm lượng HCB (hexaclorobenzen) trong các mẫu bùn. HCB là hóa chất công nghiệp sử dụng chống mối, mọt trong xử lý và chế biến biến gỗ. Hàm lượng HCB trong các mẫu bùn cũng thấp, phần đóng góp của HCB làm ô nhiễm môi trường trên địa bàn thành phố Đà Nẵng là không nhiều.
3. Nguồn thứ ba (component 3) bao gồm các hợp chất nhóm clodan như cis- và trans-clodan. Đây là nhóm hóa chất sử dụng chủ yếu cho các công trình ngầm và chế biến gỗ để chống mối và chống mọt.
4. Nguồn thứ tư (component 4) bao gồm lindan. Ở Đà Nẵng, bùn từ các khu canh tác nông nghiệp có hàm lượng lindan thấp, nhưng bùn từ các kênh thoát nước ở các khu đông dân cư trong thành phố lại có hàm lượng lindan cao.
Kết quả trình bày trong bảng 3.27 cho thấy: vào mùa mưa, số nguồn phát thải POP trên địa bàn thành phố Đà Nẵng là 8 nguồn. Ngoài bốn nguồn phát tương tự như trong mùa khô, là các nguồn phát thải địa phương vào mùa
mưa còn phát hiện thêm 4 nguồn phát thải nữa. Tất cả 4 nguồn mới, có thể là từ rơi lắng ướt theo mưa.
Các nguồn phát thải do rơi lắng ướt trên địa bàn thành phố Đà Nẵng là các các nguồn có các nhóm chất “drin”, heptaclo, α-HCH và HCB và CB118. Alpha- HCH là một trong 8 đồng phân của hợp chất HCH. Trong sản phẩm HCH kỹ thuật mà Trung Quốc hiện vẫn đang sản xuất để xuất khẩu sang châu Phi thì hợp chất α- HCH chiếm thành phần chính.
Nguồn phát thải địa phương thứ 8 phát hiện được vào mùa mưa ở thành phố Đà Nẵng gồm HCB. Theo danh sách POP của Công ước Stockholm năm 2001 thì HCB là hóa chất POP công nghiệp sử dụng để chống mối, mọt cho các công trình ngầm và chế biến gỗ. Có thể HCB đã được dùng để bảo vệ đường dây cáp ngầm trong thành phố và vào mùa mưa đã theo nước mưa rỉ ra môi trường. Mẫu bùn thu góp từ vị trí số 3 và số 4 vào mùa mưa của 2 năm (2012-2013) có hàm lượng HCB khá cao, tương ứng là 57 và 195,59 g/kg bùn khô.
Tóm tại, trên cơ sở các số liệu hàm lượng POP trong các mẫu bùn thu góp từ các vị trí khác nhau vào hai mùa (khô và mưa) năm 2012 và 2013 cùng với sự hỗ trợ của chương trình PASW statistics 18 đã nhận diện được 4 nguồn phát thải POP có nguồn gốc địa phương và 4 nguồn POP từ ngoài lãnh thổ do rơi lắng khô vào mùa khô và rơi lắng ướt vào mùa mưa trên địa bàn thành phố Đà Nẵng.
KẾT LUẬN
1. Đã nghiên cứu lựa chọn được các điều kiện tối ưu cho phép phân tích POP bằng phương pháp GC-ECD:
- Lựa chọn dung môi n-hexan loại PG của hãng Prolabo (Pháp), với kỹ thuật chiết Soxhlet.
- Khẳng định phương pháp làm sạch bằng kỹ thuật sắc ký cột nhồi Florisil là phù hợp để tách và phân tích dư lượng các hợp chất POP (nhóm hóa chất thuốc trừ sâu và công nghiệp) trong môi trường.
- Thời gian chiết tối ưu là: ttối ưu = 8 giờ, đạt được hiệu suất chiết khá cao (95 ÷ 105%) cho cả mẫu bùn và mẫu nước. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Chế độ gia nhiệt tốt nhất cho cột sắc ký là: 3oC/phút. 2. Đã xây dựng và đánh giá độ tin cậy của phương pháp phân tích.
- Giới hạn phát hiện LOD = 1 ÷ 2 ppb (ng/g), giới hạn định lượng LOQ = 3 ÷ 6 ppb (ng/g).
- Độ chính xác của phương pháp được kiểm chứng thông qua phép phân tích so sánh quốc tế với mẫu sa lắng IAEA-459 và đáp ứng được yêu cầu phân tích dư lượng POP trong bùn/sa lắng có hàm lượng ở mức ppb.
Phương pháp xây dựng được, cho phép phân tích hàm lượng không chỉ của các hợp chất hữu cơ mà còn xác định được cả hàm lượng của các đồng phân (alpha, beta, gamma-HCH), các đồng đẳng của PCB và các chất chuyển hóa của p,p’-DDT là p,p’- DDE, p,p’-DDD, o,p-DDT, o,p-DDE và o,p-DDD) trong các mẫu môi trường.
3. Đã sử dụng phương pháp phân tích xây dựng được, để xác định hàm lượng POP trong 96 mẫu môi trường, với trên 3000 số liệu tại địa bàn thành phố Đà Nẵng. Các kết quả cho thấy DDT và lindan hiện vẫn còn đang được sử dụng trên địa bàn thành phố Đà Nẵng:
- Trong môi trường thủy quyển của thành phố Đà Nẵng, dư lượng lindan, DDT và PCB trong nước mặt và bùn/sa lắng có hàm lượng tương đương mức ô nhiễm trong môi trường ở các khu vực khác như Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh hoặc ở đồng bằng sông Mê Kông.
- Hàm lượng DDT, HCH và PCB trong môi trường ở thành phố Đà Nẵng là tương đương hàm lượng các hợp chất này trong môi trường ở các nước trong khu vực Bắc Á và Đông-Nam Á.
4. Đã sử dụng chương trình SPSS (PASW statistics 18) để nhận diện các nguồn phát thải các hợp chất POP trên địa bàn nghiên cứu theo mô hình “điểm thu nhận” (đối với mẫu bùn), kết quả nhận diện cho thấy:
- Vào mùa khô trên địa bàn thành phố Đà Nẵng có 4 nguồn thải POP.
- Vào mùa mưa trên địa bàn thành phố Đà Nẵng có 8 nguồn thải POP. Trong đó có 4 nguồn phát thải POP từ địa phương và 4 nguồn POP phát thải từ ngoài lãnh thổ do rơi lắng.
CÁC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN
1. Fernando P. Carvalho, J.P. Villeneuve, C. Cattini, I.Tolosa, Dao Dinh
Thuan, Dang Duc Nhan, (2008). Agrochemical and polychlorobyphenyl (PCB)
residues in the Mekong River delta, Vietnam. Marine Pollution Bulletin Volume 56:1476-1485.
2. Fernando P. Carvalho, J.P. Villeneuve, C. Cattini, Dao Dinh Thuan, Dang Duc
Nhan, (2009). Polychlorinated Biphenyl Congeners in the Aquatic Environment of the Mekong River, South of Vietnam. Bull. Environ. Contam. Toxicol., 83:
983-898.
3. Dang Duc Nhan, Fernando P. Carvalho, Nguyễn Thị Hong Thinh, Dao Dinh Thuan and Do Quang Huy, (2010). The Status and trends of POP in The environment of Vietnam. Proc. 1st Intl Conf. “Environ.Poll., Restn, and Manag.”. SEATAC Asia-Pacific & Technol. Univ. of HCMC, HCM City, 3-8
Mar, 2010.
4. Bùi Học, Đặng Đức Nhận, Đào Đình Thuần, (2005). Nghiên cứu tính chu chuyển của các hợp chất hữu cơ khó phân hủy (POPs) trong những vùng phát triển kinh tế trọng điểm, đề xuất giải pháp. Báo cáo tổng kết đề tài cấp Bộ trọng điểm, Trường Đại học Mỏ địa chất chủ trì.
5. Đào Đình Thuần, (2012). “Nghiên cứu tìm nguồn phát thải các ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy (POP) trong môi trường đất và nước trên địa bàn tỉnh Hưng Yên và đề xuất giải pháp giảm thiểu phát thải POP vào môi trường”. Báo cáo tổng
kết Đề tài NCKH cấp Bộ năm 2012, Mã số B 2010-02-83.
6. Đào Đình Thuần, Đặng Đức Nhận, Đào Văn Bảy, (2013). Định lượng dư lượng DDT và HCH trong bùn bằng kỹ thuật sắc khí cột mao quản và detector bắt giữ điện tử (GC-ECD). Tạp chí khoa học, Trường Đại học sư phạm Hà nội. ISSN 0868 – 3719, Volume 58, Number 10,2013, Tr.20-27.
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt
1. Bộ Tài nguyên và Môi trường. QCVN 08:2008/BTNMT – Quy chuẩn Quốc gia
về chất lượng nước mặt (National technical regulation on surface water quality). Ban hành theo Quyết định số 16/2008/QĐ-BTNMT ngày
31 tháng 12 năm 2008 của Bộ trưởng Bộ Tài nguyên và Môi trường.
2. Bộ Tài nguyên và Môi trường. QCVN X:2009/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về ngưỡng chất thải nguy hại (National Technical Regulation on Hazardous Waste Thresholds).
3. Bộ Tài nguyên và Môi trường. QCVN 15 : 2008/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về dư lượng hóa chất bảo vệ thực vật trong đất (National technical regulation on the pesticide residues in the soils). Ban hành theo Quyết định số 16/2008/QĐ-BTNMT ngày 31 tháng 12 năm 2008 của Bộ trưởng Bộ Tài nguyên và Môi trường.
4. Bộ Tài nguyên và Môi trường. QCVN 24: 2009/BTNMT - Quy chuẩn kỹ (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
thuật Quốc gia về nước thải công nghiệp (National Technical Regulation on Industrial Wastewater). Ban hành theo Thông tư số 25/2009/TT- BTNMT ngày 16 tháng 11 năm 2009 của Bộ Tài nguyên và Môi trường. 5. Bùi Học, Đặng Đức Nhận, Đào Đình Thuần, (2005). Nghiên cứu tính chu
chuyển của các hợp chất hữu cơ khó phân hủy (POP) trong những vùng phát triển kinh tế trọng điểm, đề xuất giải pháp. Báo cáo tổng kết đề tài cấp Bộ trọng điểm, Trường Đại học Mỏ địa chất chủ trì, Hà Nội, 2005, 74 trang.
6. Cục BVTV, Bộ NN&CNTP, (1992). Danh mục thuốc bảo vệ thực vật được phép sử dụng, hạn chế sử dụng và cấm sử dụng tại Việt Nam. NXB Nông nghiệp.
7. Vũ Đăng Độ (1999), Hoá học và sự ô nhiễm môi trường, NXB Giáo dục, Hà Nội.
8. Đặng Đức Nhận, Đào Đình Thuần, Nguyễn Văn Lâm (2010), Báo cáo tổng kết thực hiện dự án ”Điều tra, xử lý khu vực bị ô nhiễm thuốc DDT, 666 gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng tại làng Ải, xã Trung Môn, huyện Yên Sơn