Nghiên cứu sự tồn lưu và rủi ro môi trường của các chất hữu cơ thơm đa vòng pahs

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI ĐỖ THỊ LAN CHI NGHI N CỨU S T N LƯU VÀ RỦI RO MÔI TRƯỜNG CỦ CÁC CHẤT H U C TH M Đ V NG P Hs TRONG ĐẤT RỪNG NG P M N Đ NG RUI HUYỆN TI N Y N TỈNH QUẢNG NINH LU N ÁN TIẾN SĨ KỸ THU T HÀ NỘI, NĂM 2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI ĐỖ THỊ LAN CHI NGHI N CỨU S T N LƯU VÀ RỦI RO MÔI TRƯỜNG CỦ CÁC CHẤT H U C TH M Đ V NG P Hs TRONG ĐẤT RỪNG NG P M N Đ NG RUI HUYỆN TI N Y N TỈNH QUẢNG NINH Chuyên ngành: M i trƣờng Đất v Nƣớc Mã số: 62.03 NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC 1. PGS TS V Đức To n 2. TS Nguy n Th Thu Hi n HÀ NỘI, NĂM 2018 LỜI C M ĐO N Tác giả xin cam đoan đây l c ng trình nghiên cứu của tác giả Các kết quả nghiên cứu v các kết luận trong luận án l trung thực, kh ng sao chép từ bất kỳ một nguồn n o v dƣới bất kỳ hình thức n o Việc tham khảo các nguồn t i liệu đã đƣợc thực hiện trích dẫn v ghi nguồn tham khảo đúng quy đ nh Tác giả luận án Đỗ Thị Lan Chi i LỜI CẢM N Tác giả xin b y tỏ lời cám ơn chân th nh đối với PGS TS V Đức To n, TS Nguy n Th Thu Hi n đã tận tình hƣớng dẫn tác giả trong suốt quá trình thực hiện bản luận án này. Tác giả xin b y tỏ lời cám ơn chân th nh đối với Giáo sƣ Minoru Yoneda và các cán bộ của Lab Environmental Rick Analysis, khoa Environmental Systems Engineering, Trƣờng đại học Kyoto, Nhật Bản đã chấp nhận v giúp đ tác giả sang nghiên cứu tại Lab.

Tác giả xin cám ơn các thầy c ở Khoa M i trƣờng, Ph ng Đ o tạo Đại học v Sau đại học, Ban Giám Hiệu - Trƣờng đại học Thủy Lợi, Viện Khoa học v c ng nghệ m i trƣờng- Trƣờng đại học Bách khoa H Nội, ph ng Th nghiệm m i trƣờng v h a chất- Trung tâm QUATEST - T ng cục tiêu chu n đo lƣờng, chất lƣợng Việt Nam, Ủy ban nhân dân xã Đồng Rui, Sở T i nguyên m i trƣờng t nh Quảng Ninh, Khoa Đ a lý- Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên- Đại học Quốc Gia H Nội v một số chuyên gia khác đã giúp đ tác giả rất nhi u trong quá trình l m luận án Tác giả xin trân trọng cảm ơn Ban Giám Hiệu- Trƣờng Đại học C ng đo n v Lãnh đạo Khoa Bảo hộ lao động, c ng nhƣ bạn bè đồng nghiệp đã ủng hộ v tạo mọi đi u kiện thuận lợi giúp tác giả ho n th nh luận án Tác giả xin cảm ơn gia đình, bạn bè đã động viên, ủng hộ tác giả trong suốt quá trình làm luận án. ii MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH.vi DANH MỤC BẢNG BIỂU. viii DANH MỤC CÁC TỪ VI T TẮT VÀ GIẢI TH CH THUẬT NG .1 Tính cấp thiết của đ t i.1 2 Mục tiêu nghiên cứu .2 3 Đối tƣợng v phạm vi nghiên cứu .3 4 Cách tiếp cận v phƣơng pháp nghiên cứu .3 5 Ý nghĩa khoa học v thực ti n .4 6 Cấu trúc luận án .5 CHƢƠNG T NG QUAN VẤN Đ NGHI N CỨU .1 Khái quát chung v PAHs .1 Một số tính chất h a lý của PAHs .2 Nguồn phát thải PAHs .3 Độc tính của PAHs .2 Các nghiên cứu trong v ngo i nƣớc v sự tồn lƣu của PAHs trong đất .1 Các nghiên cứu ở nƣớc ngo i v sự tồn lƣu .2 Các nghiên cứu sự tồn lƣu PAHs ở trong nƣớc .3 Các nghiên cứu trong v ngo i nƣớc v rủi ro m i trƣờng do tồn lƣu PAHs trong đất .1 Các nghiên cứu ở nƣớc ngo i v rủi ro m i trƣờng .2 Các nghiên cứu ở trong nƣớc v rủi ro m i trƣờng .4 Các nghiên cứu v m hình phân bố PAHs trong m i trƣờng .1 Các nghiên cứu ngo i nƣớc v m hình phân bố .2 Các nghiên cứu trong nƣớc v m hình phân bố .5 Giới thiệu v đ a điểm nghiên cứu [2] [3] [70] [7 ] .1 Đi u kiện tự nhiên .2 Đi u kiện kinh tế, xã hội .6 Kết luận Chƣơng .38 CHƢƠNG 2 PHƢƠNG PHÁP NGHI N CỨU .1 Phƣơng pháp khảo sát, lấy mẫu, bảo quản mẫu .1 Lấy mẫu đất .2 Lấy mẫu bụi trong kh ng khí .4 Mẫu trầm tích .2 Phƣơng pháp x lý v phân tích mẫu .1 Mẫu đất, trầm tích .4 Phân tích TOC trong đất .5 Phân tích pH trong đất.3 Phƣơng pháp thƣơng số rủi ro (Risk quotient - RQ) .4 Phƣơng pháp ch số rủi ro ung thƣ (Cancer Risk - CR).5 Phƣơng pháp m hình phân bố, tích l y chất nhi m trong m i trƣờng .1 Phƣơng pháp m hình phân bố chất nhi m trong m i trƣờng .2 Phƣơng pháp m phỏng sự tích l y chất nhi m trong m i trƣờng theo thời gian.68 CHƢƠNG 3 K T QUẢ VÀ BÀN LUẬN .1 Sự tồn lƣu của PAHs trong đất rừng ngập m n xã Đồng Rui, huyện Tiên Yên, t nh Quảng Ninh .1 Sự tồn lƣu của PAHs trên b m t đất .2 Sự tồn lƣu của PAHs theo thời gian .3 Sự tồn lƣu của PAHs theo độ sâu phân bố .4 Mối liên hệ gi a tính chất đất với khả n ng tồn lƣu PAHs .5 Xác đ nh t lệ gi a các nh m PAHs với đ c điểm nguồn thải .2 Nghiên cứu đánh giá rủi ro m i trƣờng do tồn lƣu PAHs trong m i trƣờng đất rừng ngập m n xã Đồng Rui, huyện Tiên Yên, t nh Quảng Ninh .1 Khả n ng tác động đến m i trƣờng do tồn lƣu PAHs trong đất rừng ngập m n 98 3.2 Nguy cơ rủi ro tác động đến con ngƣời do tích l y PAHs trong đất rừng ngập m n.3 Nghiên cứu khả n ng phân bố v tích l y PAHs điển hình trong m i trƣờng đất rừng ngập m n xã Đồng Rui, huyện Tiên Yên, t nh Quảng Ninh th ng qua việc s dụng m hình Fugacity cấp III v cấp IV .1 M phỏng sự phân bố BaP trong m i trƣờng đất rừng ngập m n xã Đồng Rui 109 3.2 M phỏng sự tích l y BaP trong m i trƣờng đất rừng ngập m n xã Đồng Rui. 123 K T LUẬN VÀ KI N NGHỊ.

Kết quả đạt đƣợc của luận án. Nh ng đ ng g p mới của luận án. Nh ng tồn tại v hƣớng nghiên cứu tiếp .131 TÀI LIỆU THAM KHẢO .133 v DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH Hình1.1 Công thức cấu tạo của 16 PAHs [9] .6 Hình 2 Quy trình đánh giá rủi ro m i trƣờng dự báo [20].3 Mức độ rủi ro trong suốt quá trình đánh giá ở Sarajevo[52] .4 Dự báo PAHs tồn lƣu trong đất đ th của Bắc Kinh giai đoạn 1978- 2048 [56].5 V trí khu vực nghiên cứu [70] .33 Hình 2 Các v trí lấy mẫu .2 Quy trình phân tích PAHs trong đất .45 Hình 2 3 Đƣờng chu n BaP .4 Sắc ký đồ của mẫu chu n PAHs trên GC/MS .47 Hình 2 5 Quy trình phân tích PAHs trong nƣớc .49 Hình 2 6 Quy trình phân tích PAHs trong khí .51 Hình 2 7 Các bƣớc m phỏng sự phân bố chất nhi m trong m i trƣờng .60 Hình 2 8 Các bƣớc m phỏng sự tích l y chất nhi m trong m i trƣờng .1 Nồng độ trung bình Ʃ16 PAHs của 12 mẫu đất tại thời điểm 8/ 2014 .72 Hình 3 2 Nồng độ Ʃ8 PAHs v Ʃ16 PAHs trong đất v o 8 20 4 .3 T lệ phân bố PAHs theo số v ng benzen trong đất v o 8 20 4 .75 Hình 3 4 T lệ gi a các nh m PAHs trong đất v o 8 20 4 .5 Nồng độ PAHs trong các mẫu khí .6 Nồng độ PAHs trong một số mẫu đất rừng trong tháng 1/2015 .7 Nồng độ PAHs trong các mẫu trầm tích.8 Nồng độ trung bình Ʃ16 PAHs trong đất v độ lệch chu n theo thời gian lấy mẫu .9 Nồng độ trung bình các PAHs th nh phần trong đất theo thời gian .10 Nồng độ trung bình Ʃ8PAHs trong đất theo thời gian .11 Mối quan hệ gi a Ʃ8 PAHs gây ung thƣ với Ʃ16 PAHs trong đất .83 Hình 3 2 Biến thiên nồng độ theo số v ng PAHs trong đất theo thời gian .13 Nồng độ trung bình Ʃ16PAHs trong đất theo m a .14 Nồng độ trung bình Ʃ16PAHs trong đất theo n m .15 Nồng độ trung bình Ʃ16PAHs trong đất theo độ sâu phân bố v o 20 5 .16 Nồng độ PAHs trong đất theo độ sâu phân bố ở v trí ĐR5 trong 20 5 .17 Nồng độ Ace v Phe trong đất theo độ sâu phân bố v o 20 5.18 Nồng độ trung bình các PAHs trong đất theo độ sâu phân bố v độ lệch chu n trong tháng 20 5 .19 Nồng độ các PAHs trong đất tại v trí ĐR5 ở độ sâu 0- 5 cm theo thời gian .20 Nồng độ các PAHs trong đất tại v trí ĐR5 ở độ sâu 5- 10 cm theo thời gian .21 Nồng độ các PAHs trong đất tại v trí ĐR5 ở độ sâu 10- 15 cm theo thời gian .22 Nồng độ các PAHs trong đất tại v trí ĐR5 ở độ sâu 15- 20 cm theo thời gian .23 Biểu đồ mối quan hệ gi a Ʃ16PAHs v TOC trong đất rừng ngập m n .24 Biểu đồ mối quan hệ gi a Ʃ16PAHs và pH trong đất rừng ngập m n .25 T lệ BaA (BaA Chyr) v Ind (Ind BghiP) trong đất .26 T lệ Ant (Ant Phe) v Flt/ (Flt + Pyr) trong đất .27 Giá tr RQ trung bình của các PAH theo thời gian.28 Nồng độ BaP tích l y theo thời gian .127 vii DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng Một số tính chất vật lý của PAHs [12] .8 Bảng 2 Một số tính chất h a học của PAHs [12] .9 Bảng 3 Khả n ng gây ung thƣ v đột biến gen của các PAHs [12] .4 Nồng độ PAHs trong đất tại một số khu vực trên thế giới [30] [31] [32] [33] [34] [35] .5 Nồng độ PAHs trong đất RNM tại một số khu vực trên thế giới [23] [36] [37].15 Bảng 6 Một số nghiên cứu v sự tồn lƣu của PAHs trong đất theo độ sâu phân bố [38] [14] [39] [40].7 Mối liên quan gi a tỷ lệ của một số PAH v đ c điểm nguồn thải [41].