1.3.1. Các nghiên cứu trên thế giới
Theo nghiên cứu của Sifatullah KM và cộng sự (2017) [34], tiến hành nghiên cứu xác định hàm lƣợng OCP trong trầm tích, tại hồ đập ở Tây Bắc Thổ Nhĩ Kỳ. Tổng hàm lƣợng OCP trong các mẫu dao động từ 12,9 đến 169,9 mg/kg, với giá trị trung bình 58,0 mg/kg. Phần trăm tổng lƣợng carbon hữu cơ (TOC) từ 1 đến 3%. Mặc dù tại Thổ Nhĩ Kỳ OCP đã bị cấm sử dụng, tuy
nhiên, hàm lƣợng thuốc trừ còn tồn dƣ có thể phát hiện trong các mẫu trầm trƣớc đây có sử dụng TBVTV vẫn còn tốn dƣ khá nhiều.
Vịnh Cheonsu, một trong những khu vực quan trọng nhất ở Hàn Quốc là một ngƣ trƣờng ven biển, một vịnh nửa kín đƣợc bao quanh bởi những cánh đồng lớn và khu vực công nghiệp. Môi trƣờng ven biển này đã bị ảnh hƣởng bởi các chất ô nhiễm nhân tạo, chẳng hạn nhƣ PCB và OCP. Do vậy Jin Young Choi và cộng sự (2016) [35] đã tiến hành nghiên cứu điều tra sự phân bố PCB và OCP trong trầm tích, trai Manila và trai từ Vịnh Cheonsu; nghiên cứu này đƣợc thực hiện liên quan đến sự thay đổi theo mùa; và rủi ro sinh thái từ trầm tích và rủi ro cho dân số Hàn Quốc từ việc tiêu thụ loại sinh vật hai mảnh vỏ này. Các mức hàm lƣợng của ΣPCB, ΣDDT và ΣHCHs lần lƣợt là 69,3-109 ng/g; 40,3 - 49,3 ng/g và 6,25 - 17,8 ng/g lipid ở ngao Manila, và 70,6-159 ng/g, 38,6 - 102ng/g và 9,9 - 13,5 ng/g lipid trong trai. Các biến thể theo mùa thay đổi đáng kể nồng độ PCB và OCP đã đƣợc quan sát thấy ở hai mảnh vỏ, cho thấy sự tích tụ PCB và OCP trong các loài này liên quan đến thời gian sinh sản của chúng. Chế độ ăn uống của hai hợp chất này và nguy cơ ung thƣ trong đời kết quả (LCR) và nguy cơ không phải ung thƣ đƣợc tính toán cho ngƣời tiêu thụ. Việc tiêu thụ hai loài sinh vật hai mảnh vỏ này dƣờng nhƣ an toàn cho sức khỏe con ngƣời với không đáng kể LCR và không có nguy cơ mắc ung thƣ.
Theo nghiên cứu của Adeel Mahmood và cộng sự (2014) [36] tiến hành trên sông Chenab, Pakistan. Kết quả nghiên cứu trầm tích cho thấy: tổng nồng độ của OCP nằm trong khoảng 16,6 – 224 ng/g với nồng độ trung bình là 95,5 ± 67 ng/g. Tổng nồng độ HCH (8,4 ± 9,2 ng/g), CIS-chlordane (1,72 ± 2,65 ng/g) và HCB (0,81 ± 1,26 ng/g).
Assem O. Barakat và cộng sự (2013) [37] đã tiến hành nghiên cứu xác định hàm lƣợng OCP, PCB trong mẫu trầm tích tại khu vực ven biển Địa Trung Hải, Ai Cập. Mẫu trầm tích đƣợc thu thập từ một số các địa điểm trên bờ biển Ai Cập, bao gồm bến cảng, bờ hồ, vịnh và cửa sông. Hàm lƣợng PCB, DDTs và chloropyrifos dao động từ 0,29 - 377 ng/g, 0,07 - 81,5ng/g, và dƣới giới hạn phát hiện (DL) đến 288 ng/g. Theo kết quả nghiên cứu đƣa ra, hàm lƣợng OCP và PCB tại khu khu vực nghiên cứu có hàm lƣợng cao hơn khu vực lân cận nhƣ Hồ Burullus, Vịnh Abu Qir, Cảng Đông Alexandria và Vịnh El Max, điều này đƣợc giải thích rằng tại khu vực nghiên cứu diễn ra các hoạt động vận chuyển, công nghiệp và đô thị một cách thƣờng xuyên.
Theo nghiên cứu của Guohua Dai và cộng sự (2011) [38], đã tiến hành phân tích hàm lƣợng OCP, PCB trong nguồn nƣớc mặt và trầm tích lắng từ hồ Baiyangdian, Bắc Trung Quốc. Nghiên cứu đã đƣa ra kết quả: Nồng độ của HCHs, DDTs và PCB trong nguồn nƣớc mặt nằm trong khoảng lần lƣợt là 3,13 – 10,60 ng/L; 4,05 – 20.59 ng/L; 19,46 – 131,62 ng/L. Nồng độ của tổng HCHs và DDTs đã đƣợc phát hiện trong tất cả các mẫu trầm tích, với tổng nồng độ khác nhau, từ 1,75 - 5,70 ng/g, và 0,91 - 6,48 ng/g. Trong tổng HCHs, các đồng phân của HCHs trong trầm tích có mức nồng độ giảm dần nhƣ sau: β-HCH (1,25 ng/g) > γ-HCH (0,63 ng/g) > α-HCH (0,58 ng/g) > δ- HCH (0,26 ng/g), và đồng phân của β-HCH chiếm khoảng 50% tổng số HCHs trong trầm tích. Đối với DDTs, DDD đƣợc phát hiện ở mức cao nhất (0,26 – 5,52 ng/g), tiếp theo là DDE (0,20 – 1,14 ng/g) và DDT (0,17 – 2,08 ng/g). DDD và DDE chiếm 45% và 31% tổng DDTs trong trầm tích. Tổng nồng độ của HCHs, DDTs và PCB trong trầm tích lần lƣợt là 1,75 - 5,70ng/kg; 0,91 - 6,48 và 5,96 - 30,01 ng/g trọng lƣợng khô. Hàm lƣợng của tổng PCB trong trầm tích trải dài từ 5,96 - 29,61 ng/g, với giá trị trung bình là 18,91 ng/g.
Nghiên cứu của Puneeta Pandey và công sự (2011) [39] đã báo cáo mức độ tập trung và phân bố của dƣ lƣợng thuốc trừ sâu OCP trong trầm tích mặt của sông Yamuna ở thủ đô Delhi của Ấn Độ. Các phép phân tích đƣợc thực hiện cho loại thuốc trừ sâu OCP trong tiền gió mùa, gió mùa và sau gió mùa, với 06 vị trí lấy mẫu khác nhau dọc theo đoạn sông dài 22 km của sông Yamuna ở Delhi. Kết quả cho thấy sự ô nhiễm của trầm tích bề mặt với thuốc trừ sâu OCP. Endrin aldehyde, Endosulfan sulfate và DDT cho thấy thành phần phần trăm cao nhất trong các OCP tại tất cả các điểm lấy mẫu trong cả ba mùa. Tổng lƣợng thuốc trừ sâu clo hữu cơ dao động từ 157,71 - 307,66 ng/g trong giai đoạn tiền gió mùa; từ 195,86 - 577,74 ng/g ở giai đoạn gió mùa và 306,9 - 844,45 ng/g giai đoạn sau gió mùa. Điều này không chỉ thể hiện sự ô nhiễm của dòng sông với thuốc trừ sâu dƣ lƣợng, mà còn là sự cần thiết của việc giám sát lâu dài liên tục của môi trƣờng bị ảnh hƣởng.
Sông Haihe là một trong những con sông bị ô nhiễm nghiêm trọng trong số bảy con sông lớn nhất ở Trung Quốc. Theo nghiên cứu Bin Wang và cộng sự (2010) [40] tại con sông này, nghiên cứu đã đƣa ra kết quả rằng: nồng độ của HCHs 0,06 – 6;07 μg/L; DDTs có hàm lƣợng từ ND (không đƣợc phát hiện) tới 1,21 μg/L; PCB mức nồng độ từ 0,12 - 5,29 μg/L; và Tổng số DLCs trong trầm tích đã đƣợc 4,78 - 343pg TEQ (độc tƣơng đƣơng)/g. Đánh giá rủi ro sinh thái thủy sản đƣợc thực hiện bằng cách sử dụng các phƣơng pháp xác suất đƣờng cong chung và đánh giá rủi ro bán định lƣợng sử dụng hệ số HQ (Hazard quotient). Theo nghiên cứu, do các hoạt động công nghiệp hoạt động gần khu vực nghiên cứu, vậy nên mức độ rủi ro của PCB, DDTs, và HCHs tƣơng đối cao. Trật tự nguy cơ rủi ro đƣợc sắp xếp: PCB > DDTs ≈ HCHs > DLCs. Nguy cơ HCHs ƣớc lƣợng tƣơng đƣơng với DDTs, nhƣng thực tế là mức độ rủi ro của HCHs thấp hơn nhiều ở các con sông khác tại Trung Quốc. Tổng nguy cơ rủi ro gây ra bởi các chất ô nhiễm là rất cao.
Nghiên cứu của tác giả Ruey-An Doong (2002) [41] đã cho thấy hàm lƣợng các OCP tại cửa sông Wu-shi, Đài Loan trên nền mẫu trầm tích là trong khoảng: 0,99-14,5 ng/g đối với ΣHCH (alpha-, beta-, gamma-, delta-HCH); 0,46-13,4 ng/g đối với ΣCyclodiene và 0,53-11,4 ng/g ΣDDT (p,p'-DDD, p,p'- DDE, p,p'-DDT). Nồng độ trung bình của ΣHCH, ΣCyclodiene và ΣDDT lần lƣợt là 3,79 ng/g; 4,87 ng/g và 2,51 ng/g. Trong số các OCP, thì Endosulfan sulfat, beta-HCH, và p, p '-DDD là các hợp chất chiếm ƣu thế nhất trong các trầm tích với nồng độ trung bình là 1,97 ng/g; 3,43 ng/g và 2,08 ng /g. Nghiên cứu đã cho thấy vẫn còn tồn tại một loạt dƣ lƣợng thuốc trừ sâu OCP trong các trầm tích từ bờ gần bờ Trung tâm Đài Loan.
1.3.2. Các nghiên cứu trong nƣớc
Các nghiên cứu về các hợp chất POPs nhƣ DDT, PCB ở Việt Nam đã đƣợc quan tâm từ cuối thế kỷ 20 vì tính độc hại chúng và sự thay đổi về nhận thức trong bảo vệ môi trƣờng của các nhà quản lý cũng nhƣ các nhà khoa học. Ô nhiễm chất hữu cơ bền vững trong môi trƣờng, đặc biệt là môi trƣờng biển, khu vực cửa sông đã và đang thu hút nhiều sự quan tâm của nhiều nhà khoa học. Trong những năm gần đây, cũng đã có những nghiên cứu về các nhóm chất OCP, PCB trong nƣớc và trầm tích tại một số khu vực ven biển nhƣ Hạ Long, Hải Phòng, Sài Gòn - Đồng Nai. Ngoài ra, các nghiên cứu còn tập trung xác định xu hƣớng ô nhiễm và biến động của các chất POPs theo mùa, một số biểu hiện tác động của OCP và PCB đến sức khỏe môi trƣờng, hệ sinh thái, từ đó đƣa ra các giải pháp kiểm soát các nguồn gây ô nhiễm POPs.
Theo nghiên cứu của Trịnh Thị Thắm và cộng sự (2017) [42], nhóm nghiên cứu đã thực hiện xác định hàm lƣợng và sự phân bố của OCP và PCB tại 6 cửa sông ven biển miền Trung Việt Nam. Nhóm nghiên cứu tiến hành thực hiện lấy mẫu trầm tích mặt vào 2 đợt trong năm là mùa mƣa và mùa khô,
tiến hành lấy mẫu 4 đợt trong 2 năm 2013 – 2014. Tổng hàm lƣợng OCP trong trầm tích khu vực cửa Đại (Quảng Nam) 5,58 – 16,8 ng/g, cửa Hội (Nghệ An) 8,64 – 24,4 ng/g, Lăng Cô (Huế) 5,66 – 15,6 ng/g, Cửa Nhật Lệ (Quảng Bình) 6,50 – 46,2 ng/g, Cửa Việt (Quảng Trị) 5,72 – 20,0 ng/g. Kết quả phân tích cho thấy sự tích lũy các OCP trong trầm tích tại các điểm lấy mẫu khác nhau không nhiều. Tổng hàm lƣợng PCB tại các khu vực lấy mẫu Cửa Hàn (Đà Nẵng), cửa Đại (Quảng Nam), cửa Hội (Nghệ An), cửa Lăng Cô (Huế), cửa Nhật Lệ (Quảng Bình), cửa Việt (Quảng Trị) lần lƣợt là 9,72 – 55,7 ng/g, 24,7 – 330 ng/g, 36 – 3719 ng/g, 9,73 – 47,3 ng/g, 32,3 – 2087 ng/g, 41,9 – 1014 ng/g.
Theo nghiên cứu của Lê Thị Trinh và cộng sự (2015) [44] đã tiến hành nghiên cứu xác định hàm lƣợng và sự phân bố của PCB tại vùng cửa Đại, Quảng Nam. Nghiên cứu này trình bày một dữ liệu khảo sát trên nồng độ dƣ lƣợng của PCB trong nƣớc và các mẫu trầm tích thu thập tại 4 địa điểm ở cửa Đại, một khu vực ven biển ở tỉnh Quảng Nam, miền Trung Việt Nam trong thời gian 2013 - 2014. Tổng PCB có nồng độ từ 0,2 - 5,2 μg/l trong nƣớc mẫu và 192 - 1750 µg/Kg khô trọng lƣợng trong các mẫu trầm tích. Nồng độ của PCB trong nƣớc thu thập trong mùa mƣa có xu hƣớng cao hơn so với thu thập trong mùa khô, trong khi mức độ dƣ lƣợng trong trầm tích cho thấy biến thể theo mùa ít hơn [43]. Nhóm tác giả này cũng thực hiện nghiên cứu, xác định hàm lƣợng OCP tại khu vực cửa sông Hàn, Đà Nẵng trong giai đoạn 2013 – 2014, trong mẫu nƣớc, trầm tích tại 11 vị trí lấy mẫu. Nồng độ của tổng OCP dao động từ 0,04 – 0,2 µg/L trong nƣớc, và 3,1 – 87,2 µg/Kg (dw) trong trầm tích. Kết quả nghiên cứu đƣa ra rằng nồng độ của OCP có sự thay đổi theo mùa trong mẫu nƣớc, nồng độ của OCP trong mùa mƣa cao hơn so với mùa khô. Tuy nhiên, sự tích lũy OCP trong trầm tích bề mặt không có sự thay đổi đáng để giữa mùa mƣa và mùa khô.
Dƣơng Thanh Nghị và cộng sự (2013) [45] đã tiến hành nghiên cứu chất ô nhiễm hữu cơ bền OCP (Lindan, Aldrin, Endrin, Dieldrin, 4,4-DDE, 4,4-DDD, 4,4-DDT) và PCB (28, 52, 101, 138, 153, 180) trong môi trƣờng nƣớc, trầm tích và sinh vật trong vùng biển ven bờ phía Bắc Việt Nam hai đợt vào tháng 3 năm 2011 và tháng 8 năm 2011. Kết quả cho thấy, trong môi trƣờng nƣớc nồng độ ∑OCP là 8,79 - 18,35 ng/l và nồng độ ∑PCB là 8,80- 254,75µg/l; trong môi trƣờng trầm tích nồng độ ∑OCP là 0,36-6,81ng/g khô và nồng độ ∑PCB là 0,35 - 2,20µg/kg khô; trong mô thịt ngao (Meretrix lyrata) nồng độ ∑OCP là 2,46-7,48ng/g khô và ∑PCB là 2,31-52,98µg/kg khô. Phân bố chất ô nhiễm OCP và PCB trong các hợp phần môi trƣờng vùng biển ven bờ phía Bắc Việt Nam có tính chất mùa. Hệ số tích tụ của OCP từ 32,78 đến 75,69 và của PCB từ 16,28 đến 168,37 cho thấy có nguy cơ tích tụ sinh học trong mô thịt ngao.
Một số nghiên cứu trong trầm tích sông tại các đô thị lớn nhƣ Hà Nội và Thành phố Hồ Chí Minh cho thấy sự tích lũy của OCP, PCB và PBDE. Hàm lƣợng tổng DDTs và PCB (arochlo 1254) trong trầm tích một số sông, hồ tại Hà Nội dao động từ 7 đến 80 ng/g (trọng lƣợng khô), từ không phát hiện đến 40 ng/g (trọng lƣợng khô) theo công bố của Đặng Đức Nhận và cộng sự (2001) [47]. Nghiên cứu này, cũng đƣa ra hàm lƣợng DDTs và PCB trong một số loài ốc tại các sông hồ nội đô Hà Nội với giá trị tích lũy lần lƣợt của các chất lên đến 864 ng/g trọng lƣợng ƣớt (w/w) và 76 ng/g (w/w) [46]. Kết quả tƣơng tự trong nghiên cứu của Phạm Mạnh Hoài và cộng sự (2010), hàm lƣợng theo thứ tự của DDTs, HCHs, HCB và PCB trong trầm tích sông nội đô tại Hà Nội biến thiên từ 4,4 đến 1100, <0,2 đến 36, <0,2 đến 22 và 1,3 đến 384 ng/g (trọng lƣợng khô).
Khu vực ven bờ từ cửa Thái Bình đến Ba Lạt, hàm lƣợng các OCP đƣợc phát hiện trong các mẫu trầm tích, sinh vật đáy (ngao, tôm, cua) ở cả mùa khô
và mùa mƣa. Nồng độ Lindan trong trầm tích mùa khô dao động từ 0,14 - 0,62 ng/g (trọng lƣợng khô), cao hơn mùa mƣa với khoảng hàm lƣợng 0,02 - 0,16 ng/g (trọng lƣợng khô). Phân bố của DDT cũng cho thấy hàm lƣợng của nó trong đất liền cao hơn trong trầm tích biển ven bờ [48]. Nghiên cứu của tác giả Nguyễn Hữu Cử và cộng sự cũng đã chỉ ra sự xuất hiện của các hợp chất OCP trong môi trƣờng nƣớc, trầm tích mặt và các lớp trầm tích tại một số đầm phá ven bờ biển miền Trung, Việt Nam [49].
CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Đối tƣợng và phạm vi địa điểm nghiên cứu
2.1.1. Đối tƣợng nghiên cứu
- Hợp chất PolyChlorinated Bisphenyls: PCB 28, PCB 52, PCB 101, PCB 138, PCB 152, PCB 194
- Một hóa chất bảo vệ thực vật cơ Clo trong trầm tích mặt: α – HCH, γ– HCH (Lindane), β – HCH, δ – HCH, Heptachlor, Aldrine, Heptachlor Epoxit, α – Endosulfan, p,p’ – DDE, Dieldrin, Endrin, p,p’- DDD, β – Endosulfan, p,p’ – DDT.
2.1.2. Phạm vi, địa điểm nghiên cứu
a) Vị trí địa lý lưu vực sông Đáy [50]
Sông Đáy là một chi lƣu nằm bên hữu ngạn của sông Hồng (từ 20033’ đến 21019’ vĩ độ Bắc và 105017’ đến 105050’ kinh độ Đông), chiều dài sông chính khoảng 247km (tính từ cửa Hát Môn đến cửa Đáy trƣớc khi đổ ra biển Đông), diện tích lƣu vực khoảng 6.595 km2. Lƣu vực giới hạn phía Bắc đƣợc bao bởi đê sông Hồng, phía Đông giáp với lƣu vực sông Nhuệ, phía Tây giáp tỉnh Hòa Bình, phía Nam giáp tỉnh Hà Nam.
Hình 2.1. Sơ đồ u vực nghiên cứu
Sông Đáy lấy nguồn nƣớc chính từ sông Hồng và chảy ra vịnh Bắc Bộ. Sông Đáy có lòng sông chảy gọn trong vùng đồng bằng Bắc Bộ với dòng sông chảy song song bên hữu ngạn hạ lƣu sông Hồng.
Các phụ lƣu lớn của sông Đáy ở phía hữu ngạn có sông Tích, sông Thanh Hà, sông Hoàng Long, ở phía tả ngạn có sông Nhuệ, sông Châu, sông Sắt và sông Đào Nam Định. Sông Đào ở Nam Định là chi lƣu của sông Hồng đổ vào sông Đáy ở Độc Bộ. Ngoài ra sông Ninh Cơ cũng là chi lƣu của sông Hồng liên hệ với sông Đáy bởi sông Quần Liêu.
- Đoạn từ Vân Cốc đến Đập Đáy dài 12km có dạng phễu, là khu chứa lũ Vân Cốc.
- Đoạn từ Đập Đáy đến cầu Mai Lĩnh dài 23km, chiều rộng trung bình giữa hai đê là 3.000m, lòng sông quanh co uốn khúc mùa kiệt không có nguồn sinh thuỷ, mùa lũ là nƣớc tiêu chảy tràn trên bãi.
- Đoạn Mai Lĩnh - Tân Lang dài 73km, lòng sông quanh co uốn khúc và có thể chia thành hai đoạn:
+ Đoạn Mai Lĩnh - Ba Thá dài 27km có khoảng cách giữa 2 đê khoảng