MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 TỔNG QUAN 3 1.1 Mức độ ô nhiễm các hợp chất hữu cơ trong nước ở các sông trên Thế giới và Việt Nam 3 1.1.1 Mức độ ô nhiễm các hợp chất hữu cơ trong nước ở các sông trên Thế giới 3 1.1.2 Mức độ ô nhiễm các hợp chất hữu cơ trong nước trong các sông ở Việt Nam 11 1.2 Ảnh hưởng của các chất ô nhiễm hữu cơ đến sức khỏe con người và các loài thủy sinh 12 1.2.1 Ảnh hưởng của các chất ô nhiễm hữu cơ đến sức khỏe con người 12 1.2.2 Ảnh hưởng của các chất ô nhiễm hữu cơ đến các loài thủy sinh 15 1.3 Các biện pháp quản lý, giảm thiểu các chất ô nhiễm hữu cơ ở một số nước trên thế giới và Việt Nam 16 1.3.1 Các biện pháp quản lý, giảm thiểu các chất ô nhiễm hữu cơ ở Mỹ 16 1.3.2 Các biện pháp quản lý, giảm thiểu các chất ô nhiễm hữu cơ ở Châu Âu 19 1.3.3 Biện pháp quản lý, giảm thiểu các chất ô nhiễm hữu cơ ở Việt Nam 20 1.4 Các tiêu chuẩn quy định đối với các chất ô nhiễm ưu tiên ở một số nước trên thế giới và ở Việt Nam 23 1.4.1 Tiêu chuẩn chất lượng nước mặt của Mỹ 23 1.4.2 Tiêu chuẩn chất lượng nước mặt của Châu Âu 23 1.4.3 Tiêu chuẩn chất lượng môi trường nước của Nhật 20 1.4.4 Tiêu chuẩn chất lượng nước mặt của Thái Lan 19 1.4.5 Quy chuẩn nước mặt QCVN 08:2008 của Việt Nam 20 CHƯƠNG 2 25 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25 2.1 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu 25 2.2 Phương pháp nghiên cứu 25 2.2.1 Phương pháp tổng quan tài liệu 25 2.2.2 Phương pháp điều tra khảo sát thực địa, lấy mẫu và bảo quản mẫu 25 2.2.3 Phương pháp thực nghiệm trong phân tích trên thiết bị GC-MS kết hợp sử dụng phần mềm AIQS-DB 27 2.2.4 Phương pháp đánh giá rủi ro 33 2.2.5 Phương pháp tính toán sơ bộ quá trình tự làm sạch 33 CHƯƠNG 3 35 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 35 3.1 Đánh giá nguy cơ ô nhiễm hợp chất hữu cơ qua khảo sát nguồn thải và mức độ ô nhiễm trong nước sông Tô Lịch 35 3.1.1 Đánh giá nguy cơ ô nhiễm hợp chất hữu cơ trong nước sông Tô Lịch qua khảo sát nguồn thải 35 3.1.2 Đánh giá mức độ ô nhiễm hợp chất hữu cơ trong nước sông Tô Lịch 38 3.2 Đánh giá khả năng tự làm sạch của sông 51 3.3 Đề xuất một số biện pháp giảm thiểu ô nhiễm 55 3.3.1 Các biện pháp quản lý 55 3.3.2 Các biện pháp xử lý 56 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO 60 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1. PAHs trong nước một số sông ở Trung Quốc 4 Bảng 1.2. PPCPs trong nước một số sông trên thế giới 7 Bảng 1.3. Nồng độ (ng/l) các phthalate trong nước ở một số sông trên thế giới 10 Bảng 1.4. Ảnh hưởng có hại của Bis(2-ethylhexy)phthalate 14 Bảng 1.5. Các ảnh hưởng có hại của PPCPs 15 Bảng 1.6. Ảnh hưởng của Bis(2-ethylhexyl)phthalate đến các loài thủy sinh 16 Bảng 2.1. Độ thu hồi của các chất trong các mẫu nước sông Tô Lịch 29 Bảng 3.1. Lưu lượng các cống thải đổ vào sông Tô Lịch 36 Bảng 3.2. Kết quả phân tích nước thải tại các cống thải 37 Bảng 3.3. So sánh nồng độ một số chất hữu cơ trong nước sông Tô Lịch (mùa mưa) với tiêu chuẩn 43 Bảng 3.4. So sánh nồng độ một số chất hữu cơ trong nước sông Tô Lịch (mùa khô) với tiêu chuẩn 44 Bảng 3.5. Thương số nguy hại của các chất ô nhiễm hữu cơ (mùa mưa) 51 Bảng 3.6. Thương số nguy hại của các chất ô nhiễm hữu cơ (mùa khô) 51 Bảng 3.7. Các thông số tính toán cho công thức Thomas (1950) 52 Bảng 3.8. Khả năng tự làm sạch của đoạn sông nghiên cứu 54 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Tổng nồng độ PAHs trong nước sông Menderes, Thổ Nhĩ Kỳ 6 Hình 2.1. Sơ đồ vị trí lấy mẫu nước sông Tô Lịch 26 Hình 3.1. Tổng nồng độ các nhóm chất hữu cơ trong nước sông Tô Lịch mùa mưa 39 Hình 3.2. Tổng nồng độ các nhóm chất hữu cơ trong nước sông Tô Lịch mùa khô 39 Hình 3.3. Sự phân bố DEHP trong nước sông Tô Lịch 45 Hình 3.4. Sự phân bố isophorone trong nước sông Tô Lịch 46 Hình 3.5. Sự phân bố 4-nonylphenol trong nước sông Tô Lịch 47 Hình 3.6. Sự phân bố diethyl phthalate trong nước sông Tô Lịch 47 Hình 3.7. Sự phân bố dimethyl phthalate trong nước sông Tô Lịch 48 Hình 3.8. Sự phân bố fenobucarb trong nước sông Tô Lịch 49 Hình 3.9. Sự phân bố benzo(k)fluoranthene trong nước sông Tô Lịch 49 DANH MỤC VIẾT TẮT Tiếng Anh Tiếng Việt AHc Aliphatic hydrocarbons AIQS-DB Automated identification and quantification database system BBP Butylbenzyl phthalate DBP Di-n-butyl phthalate DDT Dichlorodiphenyltrichloroethane DEHP Bis(2-ethylhexyl)phthalate DEP Diethyl phthalate DMP Dimethyl phthalate DOP Di–n-octyl phthalate GC-MS Gas chromatography - mass spectroscopy Sắc ký khí-khối phổ HCH Hexachlorocyclohaxane LOEC Lowest observed effect concentration Nồng độ thấp nhất gây ra hiệu ứng có thể quan sát được NOEC No observed effect concentration Nồng độ không quan sát thấy hiệu ứng NTSH Nước thải sinh hoạt OCPs Organochlorinate pesticides Thuốc trừ sâu cơ clo PAHs Polycyclic aromatic hydrocarbons Các hydrocarbon đa vòng thơm PCBs Polychlorinated biphenyl PCDDs Polychlorinated Dibenzo-p- dioxins PCDFs Polychlorinated Dibenzofurans POPs Persistent organic pollutants Các chất ô nhiễm hữu cơ bền vững ppb Một phần tỉ PPCPs Pharmaceuticals and Personal Care Products Dược phẩm và các sản phẩm chăm sóc sức khỏe ppm Một phần triệu QCCP Quy chuẩn cho phép Re Recovery Độ thu hồi RSD Relative standard deviation Độ lệch chuẩn tương đối US EPA United States Environmental Protection Agency Cơ Quan Bảo vệ Môi trường Mỹ USEPA IRIS USEPA Integrated Risk Information System Hệ thống thông tin tích hợp rủi ro của cơ quan bảo vệ môi trường Mỹ VOCs Volatile Organic Compounds Các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi 1 MỞ ĐẦU 1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU Sự bùng nổ dân số cùng với tốc độ đô thị hóa, công nghiệp hóa đang tạo ra sức ép lớn tới môi trường. Vấn đề ô nhiễm môi trường ở nước ta đã và đang tạo ra sức ép lớn cho xã hội đặc biệt ở các thành phố lớn. Ở Hà Nội, trung bình mỗi ngày đêm xả ra 450.000 m 3 nước thải sinh hoạt chưa qua xử lý và 400 cơ sở sản xuất đổ vào hệ thống thoát nước thành phố khoảng 260.000 m 3 /ngày đêm, trong đó chỉ có khoảng 40 cơ sở đầu tư trạm xử lý nước thải, số còn lại mới xử lý sơ bộ hoặc xả thẳng ra sông, hồ gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng [7]. Sông Tô Lịch là một trong bốn sông thoát nước thải của Thành phố Hà Nội. Hàng ngày, sông phải tiếp nhận một lượng nước thải lớn chưa qua xử lý làm ô nhiễm nước sông, ảnh hưởng đến môi trường nước, không khí khu vực ven sông và sức khỏe người dân [3]. Ngoài ra, sông Tô Lịch bị ô nhiễm sẽ làm ảnh hưởng đến chất lượng nước sông Nhuệ. Đã có nhiều công trình nghiên cứu nhằm đánh giá mức độ ô nhiễm, tuy nhiên, các nghiên cứu này thường chỉ tập trung vào các thành phần môi trường, các thông số môi trường cơ bản như: NH 4 + , NO 3 - , NO 2 - , BOD, COD, các kim loại nặng…[1,2,4,5]. Việc đánh giá các thành phần hợp chất hữu cơ cụ thể còn ít được thực hiện do khó khăn trong phân tích và chi phí cao. Hiện nay, trên thế giới có khoảng hơn 70.000 loại hợp chất hóa học đang được sử dụng, tuy nhiên về số lượng và chủng loại của các hợp chất hóa học được sản xuất ra có tốc độ gia tăng nhanh chóng. Các ảnh hưởng trái ngược nhau về cả mặt có lợi và có hại của các chất hóa học đã được đề cập đến trong nhiều báo cáo của các nhà khoa học. Để có thể đưa ra những biện pháp đối phó phù hợp với những tác động của hóa chất, trước hết cần phải xác định được mức độ ô nhiễm hóa chất trong môi trường, thực phẩm…Các hóa chất hữu cơ độc hại đã và đang được quan trắc và đo đạc tại nhiều nước trên thế giới. Các phương pháp phân tích thường được sử dụng nhiều là phương pháp sắc ký khí và sắc ký lỏng sử dụng đầu dò khối phổ, các phương pháp này thường có độ nhạy, độ chọn lọc cao. Mặc dù vậy, các phương 2 pháp phân tích thông thường sẽ không thể phân tích được đồng thời tất cả các hợp chất, chính vì vậy khiến cho giá thành, chi phí xác định các hợp chất rất cao và đòi hỏi nhiều thời gian. Phương pháp phân tích hợp chất hữu cơ sử dụng phần mềm AIQS-DB trên thiết bị GC-MS có thể phân tích được đồng thời hơn 900 hợp chất ô nhiễm trong môi trường. Phương pháp này có ưu điểm vượt trội so với các phương pháp khác là chi phí thấp (không cần sử dụng chất chuẩn mà chỉ sử dụng qua chất nội chuẩn), là công cụ hữu ích trong đánh giá ô nhiễm. Vì thế, với những lợi thế của phương pháp phân tích hợp chất hữu cơ trên thiết bị GC-MS sử dụng phần mềm AIQS-DB, việc “Đánh giá nguy cơ ô nhiễm hợp chất hữu cơ ở sông Tô Lịch và đề xuất các biện pháp giảm thiểu” là rất cần thiết để kiểm soát và bảo vệ nguồn nước mặt đang ngày càng bị ô nhiễm. 2. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI Đánh giá nguy cơ ô nhiễm của một số hợp chất hữu cơ đặc thù qua khảo sát nguồn thải. Từ đó, đề xuất các biện pháp giảm thiểu ô nhiễm nước sông Tô Lịch. 3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU  Tổng quan tài liệu  Phân tích đồng thời các hợp chất hữu cơ bằng phần mềm AIQS-DB tích hợp trên thiết bị GC-MS  Đánh giá nguy cơ ô nhiễm hợp chất hữu cơ qua khảo sát nguồn thải và mức độ ô nhiễm trong nước sông Tô Lịch  Đánh giá khả năng tự làm sạch của sông Tô Lịch theo kịch bản giả định  Đề xuất các biện pháp giảm thiểu ô nhiễm nước sông Tô Lịch 3 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1. Mức độ ô nhiễm các hợp chất hữu cơ trong nước ở các sông trên Thế giới và Việt Nam 1.1.1. Mức độ ô nhiễm các hợp chất hữu cơ trong nước ở các sông trên Thế giới Ô nhiễm nước là một trong những vấn đề môi trường mà thế giới đang phải đối mặt. Hiện nay, các sông trên thế giới ngày càng bị ô nhiễm nghiêm trọng do ảnh hưởng của các hoạt động công nghiệp, nông nghiệp Sự xuất hiện của các chất ô nhiễm hữu cơ độc hại như: PAHs, PCBs, thuốc trừ sâu, phthalate ở các sông đã dấy lên những lo ngại đối với sức khỏe con người và các loài thủy sinh. Tháng 8 năm 2005 W.Guo và nhóm nghiên cứu đã thực hiện đánh giá sự xuất hiện của các aliphatic hydrocarbons (AHc) trong nước, các chất lơ lửng và trầm tích hệ thống sông Daliao bao gồm sông Hun, sông Taizi và sông Daliao. Nồng độ AHc trong nước mặt từ 13,39-283,62 µg/l. Điểm có nồng độ cao là do có nguồn thải bổ sung vào. Còn nồng độ giảm là do nước sông bị pha loãng. Nồng độ cao nhất ở sông Hun là 283,62 µg/l, do ảnh hưởng của nước thải của thành phố Shenyang. Gần công ty Thép Benxi chính là vị trí có nồng độ AHc cao nhất sông Taizi. Điểm hợp lưu của Sông Hun và sông Taizi với sông Daliao là điểm có nồng độ cao nhất sông Daliao [68]. Vì vậy, để đánh giá nguy cơ ô nhiễm ở các sông thì việc khảo sát các nguồn thải đổ vào sông rất cần thiết. Nồng độ PAHs trong nước sông Huaihe, Trung Quốc từ 0,86 đến 408 ng/l. Ngoại trừ một số điểm có nồng độ cao, còn lại hầu hết các mẫu nước đều thấp hơn hoặc tương đương với tiêu chuẩn nước không ô nhiễm của WHO (50mg/l) [70]. Các vị trí có nồng độ cao là do ảnh hưởng của các hoạt động công nghiệp. Trong nước sông Huaihe có chủ yếu là các PAH có khối lượng phân tử thấp (chiếm khoảng 78% tổng nồng độ các PAH) [32]. Một nghiên cứu khác về PAHs ở đoạn sông Hoàng Hà chảy qua tỉnh Hà Nam, Trung Quốc của Jian-Hui Sun và nhóm nghiên cứu cho thấy các PAHs có [...]... Kadokami và các cộng sự nhằm đánh giá các chất ô nhiễm hữu cơ trên 11 sông ở Nhật đó là: sông Toyohira, sông Masuda, sông Tune, sông Motoara, sông Tsurumi, sông Inabe, sông Kanagawa, sông Yamato, sông Kako, sông Zaita và sông Iwamatsu Kết quả nghiên cứu cho thấy số lượng các chất hữu cơ trong các sông là 188 chất thuộc các nhóm PAHs, thuốc trừ sâu, phthalates, PPCPs, PCBs, chất béo và các nhóm khác Sông. .. tình hình ô nhiễm hữu cơ ở một số sông trên thế giới Từ đó có một cái nhìn tổng quan để đánh giá nguy cơ ô nhiễm hợp chất hữu cơ ở sông Tô Lịch và đề xuất các biện pháp giảm thiểu 2.2.2 Phương pháp điều tra khảo sát thực địa, lấy mẫu và bảo quản mẫu Lựa chọn vị trí lấy mẫu: Để đánh giá nguy cơ ô nhiễm các hợp chất hữu cơ trên toàn sông Tô Lịch lựa chọn lấy mẫu tại thượng nguồn, hạ nguồn, các điểm có nguồn... thức ăn 1.3 Các biện pháp quản lý, giảm thiểu các chất ô nhiễm hữu cơ ở một số nước trên thế giới và Việt Nam 1.3.1 Các biện pháp quản lý, giảm thiểu các chất ô nhiễm hữu cơ ở Mỹ a Kế hoạch quản lý các chất độc hại trong sông Columbia Sự xuất hiện của các chất hữu cơ độc hại như: PAHs, PCBs trong nước, trầm tích và cá hồi sông Columbia đã dấy lên những lo ngại đối với sức khỏe con người và đời sống... trắc, đánh giá và cập nhật cơ sở dữ liệu về các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy; - Xây dựng và áp dụng các hướng dẫn kỹ thuật về thống kê, đánh giá, báo cáo về lượng tồn lưu, phát thải, sử dụng, vận chuyển, xử lý các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy; - Đánh giá, phân loại và xây dựng lộ trình xử lý các khu vực bị ô nhiễm do các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy gây ra; nghiên cứu và áp dụng các giải pháp. .. ương và địa phương có liên quan đến quản lý các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy; - Huy động sự tham gia rộng rãi và tạo cơ chế thuận lợi để cộng đồng dân cư, các tổ chức xã hội và mọi người dân chủ động tham gia vào việc quản lý an toàn và giám sát việc sử dụng các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy; - Công bố công khai thông tin về các cơ sở gây ô nhiễm môi trường do sử dụng các chất ô nhiễm hữu cơ khó... ô nhiễm môi trường do các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy gây ra cho cộng đồng và cơ chế cộng đồng tham gia giám sát, quản lý an toàn đối với các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy b) Tăng cường năng lực quản lý các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy: - Tăng cường năng lực cho cơ quan đầu mối quốc gia và các cơ quan chức năng khác có liên quan trong việc quản lý nhà nước đối với các chất ô nhiễm hữu cơ. .. sông Niagara, và các chất độc hại đã được phân tích trong nước thải công nghiệp ở các cơ sở trong thành phố xả ra sông [81] Các nguồn gây ô nhiễm nước sông Niagara là: nước thải, nước ngầm, nước mưa, đất bị ô nhiễm Vì vậy, các biện pháp giảm thiểu các chất độc hại ở sông Niagara tập trung vào giảm thiểu tại các nguồn trên - Xử lý nước thải: hoàn thành các nhà máy xử lý nước thải như: công ty thoát... công nghệ sạch và thân thiện với môi trường để giảm thiểu lượng phát thải các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy không chủ định, tập trung vào các ngành sản xuất kim loại, vật liệu xây dựng, hóa chất và xử lý chất thải d) Nâng cao nhận thức, vai trò và trách nhiệm của các cấp, các ngành, cộng đồng dân cư và mọi người dân trong việc quản lý an toàn hóa chất, giảm thiểu và loại bỏ các chất ô nhiễm hữu cơ. .. đào tạo và xây dựng nguồn nhân lực quản lý, nghiên cứu khoa học và phát triển công nghệ trong xử lý các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy; xây dựng 20 và đưa chương trình, nội dung đào tạo về các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy vào các trường đại học để giảng dạy, học tập; - Xây dựng và phát triển năng lực kỹ thuật cho các cơ sở quan trắc và xử lý ô nhiễm môi trường do các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân... hữu cơ khó phân hủy và các hóa chất, chất thải độc hại khác có liên quan; - Chính sách khuyến khích các hoạt động giảm thiểu, thay thế và loại bỏ các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy; - Chính sách ưu đãi, hỗ trợ về vốn, thuế, phí, quyền sử dụng đất đai, chuyển giao công nghệ đối với các cơ sở sản xuất, kinh doanh, dịch vụ, thực hiện các biện pháp giảm thiểu, thay thế và loại bỏ các chất ô nhiễm hữu cơ . của sông Tô Lịch theo kịch bản giả định  Đề xuất các biện pháp giảm thiểu ô nhiễm nước sông Tô Lịch 3 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1. Mức độ ô nhiễm các hợp chất hữu cơ trong nước ở các sông. NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 35 3.1 Đánh giá nguy cơ ô nhiễm hợp chất hữu cơ qua khảo sát nguồn thải và mức độ ô nhiễm trong nước sông Tô Lịch 35 3.1.1 Đánh giá nguy cơ ô nhiễm hợp chất hữu cơ trong. giới và Việt Nam 16 1.3.1 Các biện pháp quản lý, giảm thiểu các chất ô nhiễm hữu cơ ở Mỹ 16 1.3.2 Các biện pháp quản lý, giảm thiểu các chất ô nhiễm hữu cơ ở Châu Âu 19 1.3.3 Biện pháp