Các phương trình định lượng các chất rút ra từ đường ngoại chuẩn được nêu trong bảng 17.
Bảng 17. Các phương trình định lượng BTEX trên GC/FID
Tên chất Phương trình định lượng Hệ số hồi quy
Benzen Y= 1263,265.X + 8374,958 R= 0,9966490 Toluen Y= 617,5986.X + 999,5175 R= 0,9947032 Etylbenzen Y= 263,7006.X + 242,5325 R= 0,9982089 o – Xylen Y= 181,818.X + 35,6289 R= 0,9988008 m – Xylen Y= 213,9731.X + 341,2515 R= 0,9911118 p – Xylen Y= 149,2662.X + 211,316 R= 0,9997058 2.2.6. Phƣơng pháp phỏng vấn
Để đánh giá nguy cơ rủi ro với BTEX, các thông số về thời gian sống và cân nặng của người dân khu vực lấy mẫu đã được phỏng vấn trực tiếp 100 người. Những người phỏng vấn được chọn ngẫu nhiễn trong khu vực nghiên cứu. S ố đế m di ện tí ch píc Nồng độ (µg/ml)
2.2.7. Phƣơng pháp tính tốn đánh giá nguy cơ rủi ro bởi BTEX
Đánh giá rủi ro môi trường là đánh giá khả năng gây hại cho sức khỏe do tiếp xúc của con người với các chất độc hại theo thời gian [14]. Quá trình đánh giá rủi ro được thực hiện thông qua 4 bước, bao gồm xác định nguy cơ gây hại, tìm ra liều lượng đáp ứng, đánh giá nguy cơ phơi nhiễm và mơ tả đặc tính rủi ro [14].
2.2.7.1. Xác định nguy cơ gây hại
Xác định nguy cơ gây hại là xác định khả năng ảnh hưởng đến sức khỏe con người do tiếp xúc với các chất hóa học, trong đó bao gồm việc xác định sự tồn tại của các mối nguy hại, chất gây ơ nhiễm có liên quan, ảnh hưởng gây ung thư hoặc các loại tác động có hại đến sức khỏe.
2.2.7.2. Đánh giá liều lƣợng đáp ứng
Đánh giá liều lượng đáp ứng cho biết đặc trưng mối quan hệ giữa liều lượng (phơi nhiễm hóa chất), tỷ lệ mắc bệnh và mức độ nghiêm trọng của các ảnh hưởng bất lợi đối với sức khỏe. Đánh giá liều lượng đáp ứng được đánh giá khác nhau giữa ảnh hưởng gây ung thư và không gây ung thư.
2.2.7.3. Đánh giá nguy cơ phơi nhiễm
Đánh giá nguy cơ phơi nhiễm nhằm xác định mức độ (cường độ, tần số, thời gian hoặc liều) mà con người tiếp xúc với một hóa chất trong mơi trường [14]. Trong quá trình đánh giá nguy cơ phơi nhiễm, đặc tính của sự phơi nhiễm, con đường phơi nhiễm và định lượng nồng độ phơi nhiễm được xác định. Thông thường, định lượng nồng độ phơi nhiễm tiến hành với các bước sau đây:
Bước 1: Ước tính nồng độ phơi nhiễm bằng cách sử dụng dữ liệu theo dõi
Bước 2: Tính tốn lượng chất hóa học cụ thể từ mỗi con đường phơi nhiễm. Lượng hóa chất do hít phải tiếp xúc với con người được tính bằng cách sử dụng phương trình 2.1, bao gồm các thơng số về nồng độ phơi nhiễm, tỷ lệ hô hấp, thời gian phơi nhiễm, khoảng thời gian phơi nhiễm và tần suất phơi nhiễm, trọng lượng cơ thể và thời gian phơi nhiễm trung bình [14]
Lượng hấp thụ (hít vào) (I) đi vào cơ thể mỗi ngày của một người được tính tốn theo cơng thức: I = * * * * * CA IR ET EF ED BW AT (2.1) Trong đó:
I (intake) : Lượng hấp thụ đi vào cơ thể mỗi ngày của một người (mg/kg-ngày)
CA: Nồng độ chất ơ nhiễm trong khơng khí (mg/m3
) IR: Tỷ lệ hít vào ( m3/giờ)
ET: Thời gian phơi nhiễm (giờ/ngày) EF: Tần suất phơi nhiễm ( ngày/năm) ED: Khoảng thời gian phơi nhiễm (năm) BW: Trọng lượng cơ thể (kg)
AT: Thời gian trung bình (ngày)
2.2.7.4. Mơ tả đặc tính rủi ro
Trong q trình đánh giá rủi ro sức khỏe, mơ tả đặc tính rủi ro là bước cuối cùng được sử dụng để tính tốn định lượng ảnh hưởng gây ung thư và không gây ung thư cho 1 nhóm đối tượng cụ thể.
a. Ảnh hưởng gây ung thư
Đối với các chất gây ung thư, nguy cơ mà mỗi cá nhân phát triển bệnh ung thư trong suốt thời gian phơi nhiễm cả đời được tính tốn bằng cách sử dụng lượng hấp thụ dự đốn (I) và thơng tin liều lượng - đáp ứng của hóa chất cụ thể. Đối với lượng hấp thụ thấp, giả định rằng mối quan hệ giữa liều lượng – đáp ứng sẽ là tuyến tính. Như vậy, mức độ rủi ro gây ung thư được tính bằng cách sử dụng phương trình 2.2
Risk = CDI * SF (2.2)
Trong đó :
CDI: (hay I) Lượng hấp thụ (hít vào) đi vào cơ thể mỗi ngày của một người bị nhiễm độc mãn tính sống trên 70 năm (mg/kg-ngày)
SF: Hệ số rủi ro gây ung thư ( mg/kg-ngày)-1
Tuy nhiên, công thức này chỉ áp dụng cho mức độ rủi ro thấp (<0,01) Đối với mức độ rủi ro cao, phương trình 2.3 được sử dụng để đánh giá mức độ rủi ro gây ung thư.
Risk = 1- Exp ( - CDI*SF) (2.3)
Trong đó:
Risk : Mức độ rủi ro gây ung thư
CDI: Lượng hấp thụ (hít vào) đi vào cơ thể mỗi ngày của một người bị nhiễm độc mãn tính sống trên 70 năm (mg/kg-ngày)
SF: Hệ số rủi ro gây ung thư ( mg/kg-ngày)-1
Tổng rủi ro gây ung thư (riskT) được tính theo phương trình 2.4
RiskT= ∑in
Riski (2.4)
Trong đó:
RiskT : Tổng rủi ro gây ung thư
Riski : Rủi ro gây ung thư của chất thứ i, i từ 1 đến n
b. Ảnh hưởng không gây ung thư
Không giống như các mức độ rủi ro gây ung thư, mức độ rủi ro không gây ung thư được đánh giá bằng cách so sánh nồng độ tiếp xúc trong một thời gian cụ thể với liều lượng tham chiếu ( RfD) có nguồn gốc , thời gian tiếp xúc tương tự. Tỷ lệ này được gọi là thương số rủi ro của ảnh hưởng không gây ung thư và được thể hiện trong phương trình 2.5. Phương trình 2.5 áp dụng cho chất lỏng và chất rắn
HQ = E
RfD (2.5)
Trong đó:
HQ (hazard quotient): Thương số rủi ro của ảnh hưởng không gây ung thư. E : Mức độ phơi nhiễm(= I ) ( mg/kg-ngày)
RfD: Liều lượng ô nhiễm đặc trưng tham chiếu ( mg/kg-ngày) (áp dụng đối với chất lỏng và chất rắn)
Nếu là chất khí thì thương số rủi ro của ảnh hưởng không gây ung thư HQ được tính dựa vào phương trình 2.6.
HQ = C
RfC (2.6)
Trong đó:
C: Nồng độ lớn nhất của chất ô nhiễm trong khơng khí xung quanh (µg/m3)
RfC : Nồng độ ơ nhiễm đặc trưng tham chiếu ( µg/m3
)
Chỉ số rủi ro của ảnh hưởng khơng gây ung thư (HI) được tính theo phương trình 2.7.
HI= ∑in
HQi (2.7)
Trong đó:
HI (hazard index) : Chỉ số rủi ro của ảnh hưởng không gây ung thư HQ : Thương số rủi ro của ảnh hưởng không gây ung thư của chất thứ i, i từ 1 đến n
Trong quá trình đánh giá rủi ro sức khỏe, việc tính tốn nguy cơ hay mức độ rủi ro dựa vào phương trình 2.2 và 2.6; trong đó các giá trị SF và RfC được cho sẵn trong bảng 18.
Bảng 18. Định lượng nguy cơ gây ung thư và nồng độ tham chiếu[14]
Chất ô nhiễm
Ảnh hưởng gây ung thư Ảnh hưởng không gây ung thư
Hệ số rủi ro ung thư (SF)a
µg/kg-day-1 Nồng độ tham chiếu (RfC)b µg /m3 Benzen 5,45*10-5 3*10-2 Etylbenzen 1,75*10-5 1 Toluen - 5 Xylen - 0,1
CHƢƠNG 3
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Xác định nồng độ BTEX tại các vị trí nghiên cứu
Theo QCVN6:2009/BTNMT, nồng độ giới hạn cho phép trong khơng khí
đối với Bezen là 22 µg/m3
, Toluen là 500 µg/m3, tổng Xylen là 1000 µg/m3
.
3.1.1. Nồng độ BTEX trong khơng khí lấy ở vị trí H1, H2, H3, H4
Các mẫu lấy ở vị trí H1, H2, H3, H4 tại khu vực nút giao thông Giảng Võ – Đê La Thành đã được phân tích xác định BTEX. Kết quả xác định nồng độ các chất theo giờ được nêu trong bảng 19.
Bảng19. Kết quả xác định nồng độ BTEX theo giờ tại vị trí H1, H2, H3, H4
Vị trí lấy mẫu Ngày và giờ lấy mẫu Nồng độ các hợp chất BTEX ( µg/m3 )
Benzen Toluen Etylbenzen Xylen
7/10 11/10 7/10 11/10 7/10 11/10 7/10 11/10 H1 7-9h 80,02 90,95 336,68 163,04 53,89 66,96 139,90 160,92 9-11h 137,78 72,85 490,53 161,83 124,90 21,29 141,00 268,88 11-13h 102,86 55,17 344,93 152,28 41,20 32,63 178,09 33,08 13-15h 70,74 59,92 258,63 121,00 45,73 60,26 61,36 186,10 15-17h 102,97 41,50 366,80 124,45 72,99 73,97 172,35 225,23 17-19h 152,65 72,97 434,98 158,47 74,19 28,58 178,73 140,99 H2 7-9h 112,22 121,97 559,89 506,95 62,63 40,67 139,90 200,75 9-11h 74,43 125,80 252,35 345,85 39,45 72,77 141,00 63,31 11-13h 82,34 80,49 226,10 290,29 35,37 34,36 178,09 135,74 13-15h 82,84 68,67 181,08 269,03 41,62 32,45 61,36 156,10 15-17h 90,44 31,47 263,00 712,92 35,58 114,57 172,35 197,57 17-19h 120,01 74,86 567,95 118,83 113,24 115,32 178,73 49,55 H3 7-11h 61,59 42,12 435,33 197,11 23,08 47,52 49,29 80,15 11-15h 46,11 14,63 329,15 174,97 17,38 28,61 70,16 29,40 15-19h 51,41 44,53 634,10 306,23 35,92 29,54 70,04 27,97 H4 7-11h 57,33 49,78 455,75 86,30 29,12 19,86 63,10 40,72 11-15h 30,30 29,36 416,18 169,84 58,20 25,72 37,46 26,96 15-19h 17,44 47,10 592,81 397,11 33,60 46,98 50,41 81,32
Với kết quả phân tích xác định nồng độ các BTEX trong khơng khí khu vực nút giao thông Giảng Võ – Đê La Thành lấy ở vị trí H1, H2, H3, H4 ở bảng 19 so với QCVN có thể nhận xét như sau:
- Nồng độ của benzen trong hai ngày lấy mẫu dao động trong khoảng
từ 14,63 đến 152,65 µg/m3; như vậy so với QCVN (22 µg/m3) thì nồng độ
Benzen lớn nhất tại khu vực nghiên cứu cao hơn 6,9 lần.
- Nồng độ của toluen nằm trong khoảng từ 86,30 đến 712,92 µg/m3.
Nồng độ toluen lớn nhất tại khu vực nghiên cứu cao hơn QCVN (500 µg/m3)
1,4 lần.
- Nồng độ của etylbenzen nằm trong khoảng từ 17,38 đến 124,90 µg/m3.
- Nồng độ của xylen trong khơng khí nằm trong khoảng từ 26,96 đến 268,88 µg/m3. Như vậy nồng độ trung bình của xylen thấp hơn 10,6 lần so
với QCVN (1000 µg/m3
).
3.1.2. Nồng độ BTEX trong khơng khí lấy ở vị trí P1, P2
Các mẫu lấy ở vị trí P1, P2 tại khu vực nút giao thông Giảng Võ – Đê La Thành đã được phân tích xác định BTEX. Kết quả xác định nồng độ các chất theo giờ được nêu trong bảng 20.
Bảng 20. Kết quả xác định nồng độ BTEX theo giờ tại vị trí P1, P2
Vị trí lấy mẫu Ngày và giờ lấy mẫu Nồng độ các hợp chất BTEX ( µg/m3 )
Benzen Toluen Etylbenzen Xylen
6/10 12/10 6/10 12/10 6/10 12/10 6/10 12/10 P1 7-8h 123,20 197,51 124,30 324,97 69,71 128,97 56,36 165,04 11-12h 147,27 69,58 303,08 232,33 66,72 210,64 171,51 290,26 17h30- 18h30 174,52 77,70 384,67 249,60 142,20 79,25 323,65 62,28 P2 7-8h 246,36 254,55 720,30 364,10 195,6 79,63 292,38 70,54 11-12h 207,99 141,48 306,49 175,70 188,33 234,37 304,64 133,29 17h30- 18h30 208,73 154,22 270,73 235,38 0 376,81 199,41 173,81
Với kết quả phân tích xác định nồng độ các BTEX trong khơng khí khu vực nút giao thơng Giảng Võ – Đê La Thành lấy ở vị trí P1, P2 ở bảng 20 so với QCVN có thể nhận xét như sau:
- Nồng độ của benzen trong hai ngày lấy mẫu dao động trong khoảng từ
69,58 đến 254,55 µg/m3. So với QCVN (22 µg/m3) thì nồng độ Benzen cao
nhất tại 2 vị trí P1, P2 cao hơn 12 lần.
- Nồng độ của Toluen nằm trong khoảng từ 124,30 đến 720,30 µg/m3.
Nồng độ toluen cao nhất tại 2 vị trí P1, P2 cao hơn QCVN (500 µg/m3) 1,4 lần.
- Nồng độ của Etylbenzen dao động nằm trong khoảng từ 0 đến
376,81 µg/m3.
- Nồng độ của Xylen trong khơng khí nằm trong khoảng từ 56,36 đến
323,65 µg/m3 nằm thấp hơn 3,1 đến 17,7 lần so với mức qui định của QCVN
(1000 µg/m3).
Do được đo tại các nguồn phát sinh ra BTEX ngồi giao thơng là nơi bán đồ gỗ mỹ nghệ ( điểm P1) và cây xăng ( điểm P2) nên nồng độ BTEX tại hai điểm này khá là cao. Đặc biệt là nồng độ benzen cao nhất có thể vượt QCVN
06:2009/BTNMT ( 22 µg/m3) đến gần 12 lần; nồng độ toluen cao nhất thì vượt
QCVN 06:2009/BTNMT ( 500µg/m3) 1,4 lần. Đây là là 1 nguyên nhân không
kém phần quan trọng làm gia tăng khí BTEX tại nút giao thơng này.
3.2. Đặc điểm ô nhiễm các chất BTEX trong khơng khí khu vực Nút giao thông Giảng Võ – Đê La Thành Nút giao thông Giảng Võ – Đê La Thành
3.2.1. Đặc điểm ô nhiễm phân bố theo thời gian
Có thể nói hầu hết nồng độ các chất BTEX đều ở mức cao vào buổi sáng 7-11 giờ, giảm vào buổi trưa 11-15giờ và tăng trở lại vào buổi tối 15-19 giờ. Đây là hai khung giờ có số phương tiện giao thông đi lại lớn nhất tại nút giao thông. Sự chênh lệch này được thấy rõ hơn ở những ngày trong tuần so với ngày cuối tuần, bảng 21.
Bảng 21. Nồng độ trung bình của BTEX tại giờ cao điểm và giờ thấp điểm vào ngày trong tuần và cuối tuần
Benzen Toluen Etylbenzen Xylen
BTEX ngày trong tuần ( 7/10/2014) (µg/m3
)
Giờ cao điểm 138 634 125 179
Giờ thấp điểm 17 226 17 37
BTEX ngày cuối tuần ( 11/10/2014) (µg/m3
)
Giờ cao điểm 126 713 115 225
Giờ thấp điểm 15 86 20 28
Nồng độ BTEX các ngày trong tuần được quan sát thấy hầu như cao hơn các ngày cuối tuần với phạm vi nồng độ ngày trong tuần là 17-138 ; 226-634 ;
17-125 ; 37 -179 µg/m3 cho benzen, toluen, etylbenzen, xylen, tương ứng so
với phạm vi nồng độ vào ngày cuối tuần là 15 - 126 ; 86 -713 ;20 - 115 ; 28 -
225 µg/m3 . Nồng độ benzen đo cao nhất vào ngày trong tuần cao hơn 6 lần so
với mức qui định của QCVN 06:2009/BTNMT(22 µg/m3). Nồng độ toluen và xylen hầu như thấp hơn mức qui định của QCVN 06:2009/BTNMT là 500 và
1000 µg/m3, ngoại trừ trường hợp nồng độ toluen cao hơn quy chuẩn cho
phép được thấy vào giờ cao điểm buổi chiều tại điểm H2 cách nút giao thơng 3m cuối hướng gió.
Sự biến đổi nồng độ BTEX giữa giờ cao điểm và giờ thấp điểm trong ngày có thể do ngun nhân đáng kể từ giao thơng nhưng sự biến đổi BTEX giữa các ngày trong tuần và chủ nhật không thể được giải thích đầy đủ. Giao thơng vào ngày Chủ nhật đã diễn ra nhanh hơn, khơng có sự ùn tắc so với sự tắc nghẽn giao thông thường được quan sát thấy vào các ngày trong tuần. Ùn tắc giao thơng và tốc độ giao thơng thấp nói chung, đặc biệt là trong giờ cao điểm các ngày trong tuần, có thể là một yếu tố quan trọng hàng đầu để phát thải BTEX cao hơn. Các yếu tố khác cũng cần được xem xét, đặc biệt là sự thay đổi về khí tượng và các nguồn phát sinh BTEX khác mà không phải là giao thông.
Ngày trong tuần Ngày cuối tuần
7-9h 9-11h 11-13h 13-15h 15-17h 17-19h 7-9h 9-11h 11-13h 13-15h 15-17h 17-19h