Chương 1 .TỔNG QUAN
1.8.3.Đánh giá nguy cơ phơi nhiễm
1.8. Đánh giá rủi ro môi trường của BTEX
1.8.3.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 (NJNEP, 2009). 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 (USEPA, 1989).
Lượng hấp thụ (hít vào) (I) đi vào cơ thể mỗi ngày của một người được tính tốn theo cơng thức:
CA * IR * ET * EF * ED I =
BW * AT
Trong đó:
I: 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)
1.8.4. Mơ tả đặc tính rủi ro
Trong quá 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 khơng gây ung thư cho một nhóm đối tượng cụ thể.
1.8.4.1. 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
Trong đó :
Risk : Mức độ rủi ro gây ung thư;
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)
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)
ni
T i
Risk = Risk
Trong đó:
RiskT : Tổng rủi ro gây ung thư;
Riski : Rủi ro gây ung thư của chất thứ i, i từ 1 đến n. 1.8.4.2. 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
(2.2)
(2.3)
được thể hiện trong phương trình 2.5. Phương trình 2.5 áp dụng cho chất lỏng và chất rắn. E HQ = RfD Trong đó:
HQ: 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).
C HQ =
RfC
Trong đó:
C: Nồng độ lớn nhất của chất ơ nhiễm trong khơng khí xung quanh (µg/m3); RfC : Nồng độ ô nhiễm đặc trưng tham chiếu (µg/m3).
Chỉ số rủi ro của ảnh hưởng không gây ung thư (HI) được tính theo phương trình (2.7).
ni i HI = HQ
Trong đó:
HI : 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.
1.9. Tổng quan về quận Hai Bà Trưng 1.9.1. Vị trí địa lý 1.9.1. Vị trí địa lý
Quận Hai Bà Trưng nằm ở phía Đơng Nam trung tâm Thành phố Hà Nội. Quận có vị trí địa lý như sau [8]:
- Phía Bắc giáp quận Hồn Kiếm;
(2.5)
(2.6)
- Phía Đơng giáp sơng Hồng (bên kia sông là quận Long Biên); - Phía Nam giáp quận Hồng Mai;
- Phía Tây giáp quận Đống Đa và quận Thanh Xuân.
Tính đến hết quí 4 năm 2011, tổng diện tích tự nhiên của quận Hai Bà Trưng là 10,89km2, dân số là 311,2 vạn người, mật độ dân số 30842 người/km2. Quận có 20 đơn vị hành chính cấp phường, 102 đường phố.
Địa bàn quận cơ bản được chia làm hai khu vực khác nhau:
- Khu vực các phường phía Bắc: gồm 08 phường (Lê Đại Hành, Nguyễn Du, Bùi Thị Xuân, Ngơ Thì Nhậm, Phố Huế, Đồng Nhân, Phạm Đình Hổ, Đống Mác) được tính từ đường vành đai I (Đại Cồ Việt – Trần Khát Chân) vào trung tâm. Đây là khu vực các phường được hình thành từ các khu phố cũ từ thời Pháp thuộc. Khu vực này có hệ thống hạ tầng kỹ thuật tương đối hoàn chỉnh, được đầu tư thường xuyên từ nhiều năm. Hệ thống hạ tầng xã hội, dịch vụ, thương mại phát triển mạnh.
- Khu vực các phường phía Nam: gồm 12 phường (Bạch Đằng. Thanh Lương, Thanh Nhàn, Bạch Mai, Cầu Dền, Quỳnh Mai, Quỳnh Lôi, Trương Định, Bách Khoa, Đồng Tâm, Minh Khai, Vĩnh Tuy): Khu vực này có một số ít tuyến phố cũ được hình thành từ thời Pháp thuộc như phố Bạch Mai, Đại La. Còn lại hầu hết là các khu vực làng xóm, khu dân cư cũ, được hình thành và phát triển qua q trình đơ thị hóa giai đoạn sau này. Hệ thống hạ tầng kỹ thuật còn thiếu đồng bộ, nhất là tại các phường Trương Định, Vĩnh Tuy, Thanh Lương… Hệ thống hạ tầng xã hội đang được tập trung phát triển mạnh trong những năm gần đây. Nhà ở phát triển manh mún chủ yếu trong các ngõ, ngách.
Trên địa bàn quận có các tuyến giao thơng quan trọng với các trục giao thơng chính như sau: Đường Giải Phóng (trục QL1A) ở phía Tây, đường Trần Khánh Dư - Nguyễn Khối ở phía Đơng, đường Trương Định - Bạch Mai - Phố Huế; các tuyến đường trục ngang chính là Trần Khát Chân - Đại Cồ Việt (vành đai I), đường Minh Khai - Đại La (vành đai II). Đây là những tuyến đầu mối giao thông quan trọng nối liền quận Hai Bà Trưng với các tỉnh phía Nam, các quận, huyện của thủ đô Hà Nội. Với vị trí địa lý như vậy sẽ tạo điều kiện thuận lợi trong việc phát triển kinh tế, chính trị, thương mại, dịch vụ xã hội và giao lưu
văn hoá với các quận, huyện khác của Thành phố Hà Nội nói riêng và các tỉnh khác trong vùng kinh tế trọng điểm Bắc Bộ nói chung.
1.9.2. Địa hình
Quận Hai Bà Trưng thuộc vùng Đồng bằng châu thổ sơng Hồng, địa hình bằng phẳng, có hướng thấp dần từ Bắc xuống Nam, từ Tây sang Đông. Mức chênh lệch độ cao giữa các vùng khơng đáng kể, độ cao trung bình từ 4 - 10m so với mực nước biển,
Phần lớn diện tích đất trên địa bàn quận là đất phi nông nghiệp; đất nông nghiệp của quận chiếm tỷ lệ thấp (1,46% diện tích tự nhiên), chủ yếu là các ao hồ nhỏ nuôi trồng thủy sản và trồng rau màu [8]..
1.9.3. Khí hậu
Quận Hai Bà Trưng chịu ảnh hưởng của khí hậu nhiệt đới gió mùa với hai mùa rõ rệt: mùa hè nóng ẩm và mưa nhiều, mùa đơng khơ lạnh, mưa ít [8].
Mùa nóng từ tháng 5 đến tháng 9, với đặc điểm là nóng ẩm mưa nhiều, hướng gió thịnh hành là Đơng Nam. Mùa lạnh bắt đầu từ tháng 10 và thường kết thúc vào tháng 4 năm sau, với đặc điểm là lạnh và khơ, ít mưa; hướng gió thịnh hành là Đông Bắc. Tháng 4 và tháng 10 được coi như những tháng chuyển tiếp tạo cho địa bàn có 4 mùa: xn, hạ, thu, đơng.
Nhiệt độ bình quân hàng năm khoảng 24oC, nhiệt độ tháng cao nhất là 28,8oC, nhiệt độ thấp nhất (tháng 1) là 15,9oC, nhiệt độ cao tuyệt đối ghi nhận được là 40oC, nhiệt độ thấp nhất tuyệt đối là 4,5oC.
Lượng mưa trung bình hàng năm từ 1.600 - 1.700 mm, chủ yếu tập Trung vào các tháng 6,7,8 và tháng 9 chiếm 75% lượng mưa cả năm. Lượng mưa tháng cao nhất 335,29 mm (vào tháng 8), lượng mưa thấp nhất 17,8 mm (vào tháng 12).
Độ ẩm khơng khí hàng năm bình quân 85%, độ ẩm trung bình cao nhất 90% và độ ẩm trung bình tháng thấp nhất 81%.
1.9.4. Đặc điểm giao thơng
Trên địa bàn quận Hai Bà Trưng có ba nút giao thơng quan trọng, trong đó có nút giao thơng Đại La - Minh Khai, Trần Khát Trân - Lò Đúc và Đại Cồ Việt - Trần Khát Trân. Trên dọc các con đường chính thuộc ba nút giao nói trên ln ln có một lượng lớn xe ơ tơ, xe máy qua lại. Đặc biệt các con đường này
là các tuyến đường phân làn xe ô tô cỡ lớn đi từ phía Nam thành phố sang phía Bắc Hà Nội, do vậy lượng xe tải rất lớn. Hơn nữa đây cũng là tuyến đường chính để người dân đi làm, học sinh đi học ở các vùng phía Nam, phía Đơng thành phố đi vào trong nội thành làm việc và lượng lớn người dân đi làm, học sinh đi học trong nội thành đi ra ngoại thành làm việc. Với các lý do đó, ba nút giao thông này thường xuyên tắc đường vào giờ cao điểm. Với mật độ giao thơng lớn như vậy, về lý thuyết thì khơng khí tại nút giao thông và khu vực quanh nút giao thông sẽ bị ô nhiễm bởi khói bụi giao thơng; cho đến nay ba nút giao thơng đã nêu trên chưa thấy có các nghiên cứu đánh giá về ô nhiễm bụi và BTEX.
Chương 2
ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu của luận văn là hợp chất gây ô nhiễm khơng khí BTEX gồm: benzen, toluen, etylbenzen, xylen.
Địa điểm lấy mẫu để xác định BTEX trong khơng khí là tại ba nút giao thơng chính thuộc quận Hai Bà Trưng, thành phố Hà Nội bao gồm:
- Nút giao thông Đại La - Minh Khai, giao cắt với đường Trương Định; - Nút giao thông Đại Cồ Việt - Trần Khát Chân, giao cắt với đường Bạch Mai;
- Nút giao thông Trần Khát Chân - Kim Ngưu, giao cắt với đường Lò Đúc và một số điểm ở trong khu dân cư xung quanh ba nút giao thơng trên. Ba nút giao thơng có lưu lượng người tham gia giao thông khá lớn, đông đúc và thường xuyên xảy ra ách tắc giao thông vào giờ cao điểm.
2.2. Phương pháp nghiên cứu
2.2.1. Phương pháp lấy mẫu tại hiện trường 2.2.2.1. Phương pháp lấy mẫu chủ động 2.2.2.1. Phương pháp lấy mẫu chủ động
Phương pháp lấy mẫu chủ động được sử dụng trong việc lấy các mẫu khí để xác định các chất dễ bay hơi trong khơng khí, trong đó có BTEX. Phương pháp lấy mẫu chủ động thường có các đặc tính sau: Hệ thống cần có bơm hút khí; mẫu khí được hút và chứa trong ống hấp phụ rắn hoặc dung dịch lỏng. Phương pháp thích hợp cho lấy mẫu di động và có chu kỳ lấy mẫu ngắn theo giờ và theo ngày. Thiết bị lấy mẫu khí MP-30 Minipump (Code 8086-030) của Hãng SIBATA (Nhật Bản), hình 10.
Nguyên tắc của phương pháp là cho các chất có khả năng hấp phụ tiếp xúc với khơng khí có chứa BTEX. Hợp chất BTEX sẽ hấp phụ lên than hoạt tính, sau đó được rửa giải và xác định bằng sắc ký khí với đầu dị ion hóa ngọn lửa (GC-FID). Để lấy mẫu khí xác định BTEX, Chúng tơi đã sử dụng ống hấp phụ thủy tinh chứa than hoạt tính 150 mg ký hiệu Mã số 20267 ORBO™ - 32 của Hãng SUPELCO sản xuất.
2.2.2.2. Quy trình lấy mẫu
Mở hai đầu ống thủy tinh của than hoạt tính, nối ống than với máy hút khí, điều chỉnh tốc độ máy hút khí đạt 0,1 L/phút. Tại vị trí lấy mẫu miệng ống than đặt cách mặt đất 1,5 m. Hút mẫu khí theo các thời gian khác nhau. Thể tích mẫu khí được xác định theo công thức sau:
V = F x T
Trong đó:
- V: Thể tích lấy mẫu (lít); - T: Tốc độ hút (lít/phút); - F: Thời gian lấy mẫu (phút).
Công thức quy đổi sang điều kiện tiêu chuẩn (trong phịng thí nghiệm ở 250C, 760 mmHg):
P1*V1/T1 = P0*V0/T0
Trong đó:
- P0: Áp suất tiêu chuẩn (760 mmHg); - V0: Thể tích tiêu chuẩn (Lit) ;
- T0: Nhiệt độ tiêu chuẩn (T0 + 273); - P1: Áp suất thực tế (mmHg);
- V1: Thể tích thực tế (Lít);
- T1: Nhiệt độ tiêu chuẩn (T1 + 273).
Sau khi lấy mẫu xong, đậy kín hai đầu ống lấy mẫu bảo quản ở nhiệt độ 40C trong hộp xốp và chuyển về phịng thí nghiệm.
2.2.2.3. Vị trí lấy mẫu
Đề tài tiến hành lấy mẫu khơng khí ở sáu vị trí thuộc ba nút giao thơng chính thuộc quận Hai Bà Trưng, Thành phố Hà Nội ,hình 11.
Hình 11. Sơ đồ các vị trí lấy mẫu BTEX ở quận Hai Bà Trưng
- Vị trí thứ 1 (T1): Vị trí lấy mẫu cách điểm nút giao thông Đại La - Minh Khai 3m trước hướng gió chủ đạo (có tọa độ 20° 59'44.73"N, 105°50'59.09"E);
- Vị trí thứ 2 (T2): Cách nút giao thơng Đại La - Minh Khai 70m ở trong khu dân cư, (có tọa độ 20° 59'44.00"N, 105°55'57.07"E);
- Vị trí thứ 3 (T3): Vị trí lấy mẫu cách điểm nút giao thơng Đại Cồ Việt - Trần Khát Chân 3m trước hướng gió chủ đạo (có tọa độ 21° 00'30.65"N,
105°51'04.66"E);
- Vị trí thứ 4 (T4): Cách điểm nút giao thông Đại Cồ Việt - Trần Khát Chân 80m ở trong khu dân cư (có tọa độ 21° 00'29.41"N, 105°51'02.23"E);
- Vị trí thứ 5 (T5): Vị trí lấy mẫu cách điểm nút giao thông Trần Khát Chân - Kim Ngưu 3m trước hướng gió chủ đạo (có tọa độ 21° 00'31.95"N, 105°51'38.06"E);
- Vị trí thứ 6 (T6): Cách nút giao thơng Trần Khát Chân - Kim Ngưu 70m ở trong khu dân cư (có tọa độ 21° 00'30.35"N, 105°51'36.40"E).
Các vị trí lấy mẫu đồng mức, khơng lấy trên cầu vượt, vị trí lấy mẫu theo hướng gió chủ đạo Đơng Bắc.
2.2.2.4. Tần suất lấy mẫu
Dựa trên phạm vi và thời gian thực hiện đề tài, mẫu được tiến hành đo đạc trong năm ngày (gồm: 01/10; 06/10: 09/10; 11/10; 12/10) trong tháng 10 năm 2014 khi gió mùa Đơng Bắc là chủ đạo; thời gian lấy mẫu từ 7h đến 19h hàng ngày. Các mẫu khí BTEX tại điểm nút giao thơng và khu dân cư được lấy đồng thời trong một ngày, mẫu được lấy làm hai đợt (gồm các ngày trong tuần và ngày cuối tuần), mỗi đợt lấy ở sáu vị trí. Tổng số mẫu nghiên cứu là 54 mẫu, các thơng số lấy mẫu được trình bày ở bảng 10, bảng 11, bảng 12 dưới đây.
Bảng 10: Thông số lấy mẫu tại điểm T1, T2 nút giao thông Đại La lấy ngày 01/10 và ngày 11/10 Vị trí Thời gian lấy mẫu (giờ)
Ký hiệu mẫu bơm mẫu Tốc độ (L/phút) Thể tích lấy mẫu (L) Nhiệt độ (độ C) Áp suất (mmHg) Ngày 01/10 Ngày 11/10 Ngày 01/10 Ngày 11/10 Ngày 01/10 Ngày 11/10 Ngày 01/10 Ngày 11/10 T1 7h-9h T1.1-1 T1.2-1 0,1 12,0 11,9 24 26 762,6 757,5 9h-11h T1.1-2 T1.2-2 0,1 11,8 11,7 26 28 757,5 752,4 11h-13h T1.1-3 T1.2-3 0,1 11,9 11,8 28 29 752,4 749,9 13h-15h T1.1-4 T1.2-4 0,1 11,8 11,7 31 32 745,0 742,6 15h-17h T1.1-5 T1.2-5 0,1 12,0 11,8 31 31 745,0 745,0 17h-19h T1.1-6 T1.2-6 0,1 11,9 12,0 27 28 754,9 752,4 T2 7h-11h T2.1-1 T2.2-1 0,1 24,0 24,0 25 26 757,5 757,5