Đánh giá mức độ phát thải và nguy hại của một số hợp chất hữu cơ phát sinh không chủ định từ một số ngành công nghiệp miền Bắc Việt Nam

Trong thời gian từ năm 2017 đến năm 2020, PGS. TS. Phạm Thị Ngọc Mai cùng các cộng sự tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên đã thực hiện đề tài: “Đánh giá mức độ phát thải và nguy hại của một số hợp chất hữu cơ phát sinh không chủ định từ một số ngành công nghiệp miền Bắc Việt Nam”.

Đề tài hướng đến thực hiện các mục tiêu sau:

- Xây dựng một nghiên cứu tổng thể về sự phát thải của các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy phát sinh không chủ định (U-POPs) như polychlorinated dibenzo-pdioxins/furans (PCDD/Fs) và dioxin-like polychlorinated biphenyls (dl-PCBs) từ các hoạt động công nghiệp như lò đốt rác thải, luyện kim, sản xuất xi măng, nhiệt điện và những hoạt động sản xuất, tái chế tự phát với quy mô nhỏ tại các làng nghề. Khu vực nghiên cứu bao gồm một số khu công nghiệp và làng nghề thuộc các tỉnh thành trong cả nước.

- Khảo sát, thu thập mẫu và phân tích PCDD/Fs và dl-PCBs trong các mẫu chất thải công nghiệp (khí thải, bụi thải, nước thải, bùn thải, tro bay, tro xỉ đáy lò) và mẫu môi trường (không khí, bụi, đất, trầm tích) tại các khu vực nghiên cứu.

- Đánh giá mức hàm lượng của POPs trong nguồn thải, xây dựng hồ sơ phân bố, đặc điểm tích lũy, cơ thế hình thành và ước tính giá trị hệ số phát thải POPs cho từng lĩnh vực dựa trên số liệu đo đạc thực tế.

- Đánh giá rủi ro đối với sức khỏe môi trường và con người thông qua việc xác định nồng độ của các chất POPs trong mẫu môi trường. Nghiên cứu phương pháp luận và tính toán các giá trị hệ số rủi ro sinh thái, liều lượng hấp thụ hàng ngày, và hệ số rủi ro đối với sức khỏe con người của PCDD/Fs và dl-PCBs.

Sau ba năm nghiên cứu, đề tài đã thu được các kết quả như sau:

- Xây dựng kế hoạch nghiên cứu tổng thể và đồng bộ về sự hình thành, phát thải và tác động đến sức khỏe môi trường và con người của các chất U-POPs điển hình là PCDD/Fs và dl-PCBs. Yếu tố tổng thể và đồng bộ được thể hiện qua: (1) đối tượng nghiên cứu bao gồm cả nguồn thải và môi trường tiếp nhận; (2) khảo sát nhiều ngành sản xuất khác nhau; (3) phạm vi nghiên cứu trên nhiều tỉnh thành trong cả nước; (4) khai thác triệt để nhiều khía cạnh của tập số liệu.

- Xây dựng và đánh giá quy trình phân tích lượng vết và siêu vết các chất PCDD/Fs và dl-PCBs trong các nền mẫu phức tạp. Phương pháp xử lý mẫu được lựa chọn có hiệu lực cao (giảm thời gian phân tích và lượng dung môi, hóa chất; có tính đặc hiệu cao đối với PCDD/Fs và dl-PCBs). Phương pháp phân tích hiện đại và có độ chính xác cao (GC/MS phân giải cao, định lượng bằng phương pháp nội chuẩn và pha loãng đồng vị với chất chuẩn đồng hành và chất nội chuẩn được đánh dấu đồng vị bền 13C, quy trình kiểm soát chất lượng và đảm bảo chất lượng QA/QC được tiến hành nghiêm ngặt).

- Xây dựng bộ số liệu về sự hình thành và phát thải PCDD/Fs và dl-PCBs trong khí thải công nghiệp ở Việt Nam. Hồ sơ về mức hàm lượng và đặc trưng đồng loại của 17 chất PCDD/Fs và 12 chất dl-PCBs trong khí thải được đánh giá cho 20 cơ sở công nghiệp thuộc 11 loại hình sản xuất trên địa bàn 11 tỉnh, thành phố. Nồng độ PCDD/Fs và dl-PCBs trong khí thải nhìn chung giảm theo thứ tự sau: lò đốt rác thải công nghiệp > nhà máy luyện kẽm thứ cấp bằng công nghệ điện phân > lò hơi thủ công đốt than > nhà máy nhiệt điện ≈ lò đốt rác thải y tế > nhà máy luyện thép ≈ nhà máy xi măng > nhà máy luyện đồng thứ cấp > lò hơi công nghiệp đốt than > nhà máy luyện thiếc thứ cấp ≈ lò đốt rác thải sinh hoạt. Kết quả phân tích đặc

- Xây dựng bộ số liệu về sự hình thành và phát thải PCDD/Fs và dl-PCBs trong tro bay và tro đáy lò ở Việt Nam. Hồ sơ về mức hàm lượng và đặc trưng đồng loại của 17 chất PCDD/Fs và 12 chất dl-PCBs trong khí thải được đánh giá cho 15 cơ sở công nghiệp thuộc 9 loại hình sản xuất trên địa bàn 9 tỉnh, thành phố. Hàm lượng PCDD/Fs và TEQs trong mẫu tro nhìn chung giảm theo thứ tự sau: nhà máy luyện thép > xưởng tái chế nhôm > lò đốt rác thải y tế > lò hơi > lò đốt rác thải sinh hoạt > nhà máy luyện thiếc > nhà máy gạch > nhà máy nhiệt điện. Sự hình thành PCDD/Fs và dl-PCBs chủ yếu là do cơ chế tổng hợp de novo, tuy nhiên sự hình thành do cơ chế tiền chất (precursor) cũng có những đóng góp nhất định. Hệ số phát thải PCDD/Fs và dl-PCBs trong tro thải ước tính cho các nhà máy nằm trong khoảng 0.00005 đến 85.8 μg TEQ/tấn, tương ứng với lượng phát thải từ 26.2 đến 28.4 g TEQ/năm. Các kết quả này đã được công bố trong Bài báo quốc tế 2 (Environmental Science and Pollution Research 26(17), 2019, 17719–17730) và Bài báo quốc gia 2 (Tạp chí Hóa học 56(3E12), 2018, 109–112), và Bài kỷ yếu Hội thảo quốc tế (Tạp chí Phân tích Hoá Lý và Sinh học 24 (4A), 2019, 39-43.

- Đánh giá mức độ ô nhiễm của PCBs, bao gồm các đồng loại là sản phẩm phụ của quá trình sản xuất sơn và sắc tố, trong môi trường bụi tại một số khu vực ở miền Bắc Việt Nam. Bên cạnh các dl-PCBs được hình thành không chủ định trong các quá trình sản xuất công nghiệp và thiêu đốt, một số PCBs được hình thành trong quá trình sản xuất sơn và sắc tố (p-PCBs) đang là những chất ô nhiễm “mới” được quan tâm. Nồng độ của các p-PCBs (ví dụ PCB-1, -2, -3, -4, -5/8, -11, -52, -77, - 101, -153, -194, -199, -202, -205, -206, -207, -208, -209), đặc biệt là PCB-11, trong mẫu bụi tại khu vực đô thị cao hơn đáng kể so với khu vực nông thôn đã góp phần phản ánh những nguy cơ gây ô nhiễm môi trường liên quan đến quá trình đô thị hóa và hiện đại hóa. Các kết quả này đã được công bố trong Bài báo trong nước 3 (Tạp chí Hóa học 56(6E1), 2018, 162–166).

- Đánh giá rủi ro liên quan đến PCDD/Fs và dl-PCBs trong nguồn thải công nghiệp. Lượng hấp thụ hàng ngày, hệ số độc cho các bệnh không ung thư (non-cancer hazard index–HI) và rủi ro ung thư (cancer risk–CR) đối với TEQs trong tro thải được ước tính cho công nhân làm việc tại các cơ sở công nghiệp được khảo sát. Giá trị HI nhìn chung thấp hơn đáng kể so với giá trị ngưỡng HI = 1 cho thấy rủi ro sức khỏe liên quan đến các bệnh không ung thư là tương đối thấp. Giá trị CR nằm trong khoảng 1,7 × 10–11 đến 5,5 × 10–5 . Nếu lấy giá trị CR = 10–5 làm ngưỡng thì trong kịch bản phơi nhiễm xấu nhất, công nhân tại một số nhà máy thép và xưởng tái chế nhôm có khả năng phải đối mặt với nguy cơ mắc bệnh ung thư cao hơn so với đại bộ phận dân cư. Các kết quả này đã được công bố trong Bài báo quốc tế 2 (Environmental Science and Pollution Research 26(17), 2019, 17719–17730).

Các kết quả nghiên cứu thu được từ đề tài này có ý nghĩa khoa học và thực tiễn cao. Đây là một trong những nghiên cứu tổng thể và đồng bộ đầu tiên tại Việt Nam cũng như trong khu vực Đông Nam Á về sự hình thành, phát thải và tác động đến sức khỏe môi trường và con người của các chất POPs phát sinh không chủ định, bao gồm PCDD/Fs và dl-PCBs.

Có thể tìm đọc báo cáo kết quả nghiên cứu (mã số 18148/2020) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.