Thực trạng ô nhiễm một số kim loại nặng trong môi trường nước, thực phẩm, sức khỏe dân cư ở một khu vực ven biển huyện Thủy Nguyên Hải Phòng và thử nghiệm giải pháp can thiệp

Thực trạng ô nhiễm một số kim loại nặng trong môi trường nước, thực phẩm, sức khỏe dân cư ở một khu vực ven biển huyện Thủy Nguyên Hải Phòng và thử nghiệm giải pháp can thiệp.Ô nhiễm môi trường là vấn đề được quan tâm toàn cầu, đặc biệt ở các nước đang phát triển và khu vực ven biển do ảnh hưởng của quá trình phát triển công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ công cộng như y tế, du lịch và thương mại. Theo báo cáo năm 2016 của Tổ chức Y tế thế giới (WHO), trong năm 2012 toàn cầu có 12,6 triệu trường hợp tử vong (23%) do liên quan ô nhiễm môi trường [1]. Trong các tác nhân gây ô nhiễm môi trường, kim loại nặng là yếu tố ngày càng được quan tâm nghiên cứu vì đây là chất độc, có khả năng tích lũy sinh học, tồn tại bền vững, không phân hủy và có thể gây rủi ro sinh thái. Con người phơi nhiễm với kim loại nặng qua không khí, nguồn nước, thực phẩm hoặc từ hoạt động công nghiệp [2, 3]. Thảm hoạ Minamata do ô nhiễm thuỷ ngân hữu cơ tại vịnh Chisso, Nhật Bản là bằng chứng kinh điển về ô nhiễm nước ven biển với nhiều hậu quả nghiêm trọng tới hệ sinh thái và sức khoẻ người dân khu vực này đồng thời tiêu tốn chi phí lớn của chính phủ quốc gia này nhằm xử lý môi trường cũng như chăm sóc sức khoẻ nạn nhân [4].

Kết quả một số nghiên cứu cho thấy tình trạng ô nhiễm kim loại nặng trong nước, rau và thuỷ hải sản ở một số khu vực của nước ta. Nguyễn Thị Thu Hiền (2016), Testuro Agusa (2014) đã phát hiện Cd và Pb là chất ô nhiễm chính trong trầm tích bề mặt, lưu vực sông Hồng [5, 6] trong khi As, Cr và Hg cao hơn giới hạn cho phép ở đồng bằng sông Cửu Long [7]. Nguyễn Thị Kim Phượng (2013) đã phát hiện kim loại nặng (As, Cd, Cr, Pb) trong mô sò ở ven bờ Cần Giờ và Lê Quang Dũng (2013) tìm thấy hàm lượng cao ở hàu đá, vẹm xanh ở khu ven biển Đồ Sơn-Đình Vũ [8, 9].
Với bờ biển dài 3200 km và 28 tỉnh, thành phố biển, ven biển, môi trường biển có vai trò quan trọng đối với sự phát triển kinh tế xã hội của Việt Nam [10]. Nằm bên sông Bạch Đằng, ở phía Bắc thành phố Hải Phòng với2 nhiều điều kiện tự nhiên thuận lợi trong phát triển đa đang về ngành nghề cả nông nghiệp, công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp, thuỷ sản và du lịch, Thuỷ Nguyên là một huyện ven biển đã và đang được quan tâm khai thác lợi thế về địa lý trong phát triển kinh tế xã hội với việc xây dựng và mở rộng các nhà máy, xí nghiệp sản xuất như sản xuất xi măng, đóng tàu, nhiệt điện,… tiềm ẩn nhiều nguy cơ ành hưởng đến môi trường và sức khoẻ dân cư. Tuy nhiên, chưa có nghiên cứu nào về ô nhiễm kim loại nặng trong môi trường nước, thực phẩm và sức khoẻ người dân ở khu vực này.
Vậy thực trạng ô nhiễm kim loại nặng trong môi trường nước, thực phẩm ở khu vực này hiện nay như thế nào? Cơ cấu bệnh tật và nguy cơ liên quan đến thấm nhiễm kim loại nặng trong môi trường nước, thực phẩm của dân cư ở khu vực này ra sao? Giải pháp nào phù hợp để loại bỏ kim loại nặng trong môi trường nước có hiệu quả? Và liệu có thể loại bỏ kim loại nặng ra khỏi nguồn nước bằng vật liệu dễ kiếm, chi phí thấp để đáp ứng đa số nhu cầu người dân hay không?
Để trả lời những câu hỏi trên, chúng tôi thực hiện đề tài: Thực trạng ô nhiễm một số kim loại nặng trong môi trường nước, thực phẩm, sức khỏe dân cư ở một khu vực ven biển huyện Thủy Nguyên Hải Phòng và thử nghiệm giải pháp can thiệp, với các mục tiêu cụ thể sau:
1. Mô tả thực trạng ô nhiễm một số kim loại nặng trong môi trường nước, thực phẩm tại 2 xã ven biển huyện Thủy Nguyên, Hải Phòng năm 2017-2018.
2. Mô tả cơ cấu bệnh tật và yếu tố nguy cơ do thâm nhiễm kim loại nặng ở người dân tại khu vực nghiên cứu.
3. Thử nghiệm và đánh giá kết quả loại bỏ kim loại nặng trong nước bằng than hoạt tính cây thầu dầu từ 2018-2019

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN …………………………………………………………………………………i
LỜI CÁM ƠN……………………………………………………………………………………..ii
DANH MỤC CÁC CHỮ, KÝ HIỆU VIẾT TẮT ………………………………….iii
DANH MỤC BẢNG…………………………………………………………………………..vii
DANH MỤC HÌNH…………………………………………………………………………….ix
ĐẶT VẤN ĐỀ …………………………………………………………………………………….. 1
Chƣơng 1: TỔNG QUAN……………………………………………………………………. 3
1.1 Ô nhiễm một số yếu tố kim loại nặng trong môi trường nước, thực phẩm
khu vực ven biển …………………………………………………………………………….. 3
1.1.1 Một số khái niệm về ô nhiễm môi trường………………………………….. 3
1.1.2 Kim loại nặng, nguồn gốc, chuyển hóa trong tự nhiên và ảnh hưởng
của chúng đến sức khỏe ………………………………………………………….. 4
1.1.3 Thực trạng ô nhiễm kim loại nặng trong nước, thực phẩm trên thế
giới và Việt Nam……………………………………………………………………. 8
1.2 Cơ cấu bệnh tật và nguy cơ phơi nhiễm KLN ở cư dân vùng ven biển…. 14
1.2.1 Một số khái niệm …………………………………………………………………. 14
1.2.2 Cơ cấu bệnh tật khu vực ven biển trên thế giới và Việt Nam……… 15
1.2.3 Nguy cơ ảnh hưởng sức khỏe do sử dụng nước, rau và thủy sản
nhiễm kim loại nặng……………………………………………………………… 21
1.3 Giải pháp loại bỏ kim loại nặng trong nguồn nước ……………………………….. 27
1.3.1 Trên thế giới………………………………………………………………………… 27
1.3.2 Tại Việt Nam……………………………………………………………………….. 32
Chƣơng 2: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU…………. 37
2.1 Đối tượng nghiên cứu ……………………………………………………………………. 37
2.1.1 Môi trường ………………………………………………………………………….. 37
2.1.2 Thực phẩm ………………………………………………………………………….. 37v
2.1.3 Người dân……………………………………………………………………………. 37
2.2 Địa điểm, thời gian nghiên cứu……………………………………………………….. 38
2.2.1 Địa điểm nghiên cứu…………………………………………………………….. 38
2.2.2 Thời gian nghiên cứu ……………………………………………………………. 38
2.3 Phương pháp nghiên cứu………………………………………………………………… 38
2.3.1 Thiết kế nghiên cứu: Nghiên cứu gồm 2 giai đoạn……………………. 38
2.3.2 Cỡ mẫu và chọn mẫu nghiên cứu …………………………………………… 39
2.3.3 Nội dung nghiên cứu…………………………………………………………….. 45
2.4 Sai số và cách khống chế sai số ………………………………………………………. 59
2.5 Xử lý số liệu…………………………………………………………………………………. 60
2.6 Đạo đức nghiên cứu ………………………………………………………………………. 61
Chƣơng 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU……………………………………………….. 63
3.1 Thực trạng ô nhiễm một số kim loại nặng trong môi trường nước, thực phẩm
ở khu vực ven biển huyện Thủy Nguyên, Hải Phòng năm 2017-2018………. 63
3.1.1.Hàm lượng kim loại nặng trong đất nông nghiệp……………………… 63
3.1.2.Hàm lượng kim loại nặng trong nước……………………………………… 63
3.1.3.Hàm lượng kim loại nặng trong rau ở khu vực nghiên cứu………… 64
3.1.4.Hàm lượng kim loại nặng trong thủy sản nuôi trồng…………………. 67
3.2 Thực trạng cơ cấu bệnh tật và nguy cơ ảnh hưởng sức khỏe dân cư do
thấm nhiễm kim loại nặng tại địa điểm nghiên cứu……………………………. 69
3.2.1 Thực trạng bệnh tật của người dân khu vực nghiên cứu ……………. 69
3.2.2 Hàm lượng kim loại nặng trong máu, nước tiểu của đối tượng
nghiên cứu…………………………………………………………………………… 72
3.2.3 Mối liên quan giữa thâm nhiễm kim loại nặng và sức khoẻ của đối
tượng nghiên cứu …………………………………………………………………. 75
3.2.4 Nguy cơ ảnh hưởng sức khoẻ do tiêu thụ thực phẩm và nước nhiễm
kim loại nặng……………………………………………………………………….. 78vi
3.3 Kết quả thử nghiệm lọc kim loại nặng bằng than hoạt tính…………………. 85
3.3.1 Kết quả thử nghiệm loại bỏ kim loại nặng tại phòng thí nghiệm … 85
3.3.2 Kết quả thử nghiệm loại bỏ kim loại nặng tại thực địa ……………… 89
Chƣơng 4: BÀN LUẬN……………………………………………………………………… 91
4.1 Thực trạng ô nhiễm một số kim loại nặng trong môi trường khu vực ven
biển Thủy Nguyên, Hải Phòng………………………………………………………… 91
4.1.1 Hàm lượng kim loại nặng trong đất nông nghiệp…………………….. 91
4.1.2 Hàm lượng kim loại nặng trong nước……………………………………… 93
4.1.3 Hàm lượng kim loại nặng trong rau ở khu vực nghiên cứu………… 95
4.1.4 Hàm lượng kim loại nặng trong thủy sản ………………………………… 97
4.2 Thực trạng bệnh tật và nguy cơ ảnh hưởng sức khỏe dân cư liên quan đến
thấm nhiễm kim loại nặng tại khu vực nghiên cứu…………………………… 102
4.2.1.Thực trạng bệnh tật của người dân khu vực nghiên cứu ………….. 102
4.2.2.Hàm lượng kim loại nặng trong máu, nước tiểu của đối tượng
nghiên cứu…………………………………………………………………………. 104
4.2.3.Mối liên quan giữa ô nhiễm môi trường và sức khỏe người dân khu
vực nghiên cứu…………………………………………………………………… 106
4.2.4.Nguy cơ ảnh hưởng sức khỏe do tiêu thụ nước và thực phẩm nhiễm
kim loại nặng……………………………………………………………………… 107
4.3 Kết quả loại bỏ kim loại nặng trong nước bằng than hoạt tính thầu dầu 112
4.3.1 Kết quả thử nghiệm trong phòng thí nghiệm………………………….. 112
4.3.2 Kết quả thử nghiệm tại thực địa……………………………………………. 116
KẾT LUẬN …………………………………………………………………………………….. 119
KHUYẾN NGHỊ……………………………………………………………………………… 120
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Phân bố lượt khám theo chương bệnh ở người dân trong 5 năm… 18
Bảng 1.2. Phân bố lượt khám theo chương bệnh ở Hải Phòng trong 5 năm … 19
Bảng 1.3. Phân bố tỷ lệ lượt khám theo chương bệng của người dân Thủy
Nguyên trong 5 năm …………………………………………………………. 20
Bảng 1.4. Ưu nhược điểm của các kỹ thuật xử lý kim loại nặng……………. 29
Bảng 2.1. Đặc tính độc học của các kim loại nặng nghiên cứu ……………… 55
Bảng 3.1. Hàm lượng kim loại nặng trong đất nông nghiệp …………………. 63
Bảng 3.2. Hàm lượng kim loại nặng trong nước bề mặt ………………………. 63
Bảng 3.3. Hàm lượng kim loại nặng trong nước giếng ………………………… 64
Bảng 3.4. Hàm lượng kim loại nặng trong rau ……………………………………. 64
Bảng 3.5. Hàm lượng KLN trong rau theo nhóm ……………………………….. 65
Bảng 3.6. Hàm lượng kim loại nặng từng loại rau ……………………………… 66
Bảng 3.7. Hàm lượng KLN trong một số mẫu thủy sản nuôi ………………… 67
Bảng 3.8. Thông tin chung về đối tượng nghiên cứu……………………………. 69
Bảng 3.9. Phân bố tỷ lệ mắc một số bệnh thường gặp theo giới…………….. 70
Bảng 3.10. Tỷ lệ mắc bệnh ở xã Tam Hưng và thị trấn Minh Đức theo
chương bệnh trong 5 năm ………………………………………………….. 71
Bảng 3.11. Hàm lượng kim loại nặng trong máu và nước tiểu………………… 72
Bảng 3.12. Phân bố Asen thành phần trong nước tiểu……………………………. 73
Bảng 3.13. Phân bố hàm lượng Asen niệu theo giới………………………………. 73
Bảng 3.14. Phân bố ALA niệu theo giới………………………………………………. 74
Bảng 3.15. Phân bố hàm lượng Pb máu theo giới………………………………….. 74
Bảng 3.16. Phân bố thâm nhiễm KLN theo giới……………………………………. 74
Bảng 3.17. Mối liên quan giữa tỷ lệ mắc bệnh thường gặp với thâm
nhiễm KLN……………………………………………………………………… 75
Bảng 3.18. Mối liên quan giữa một số triệu chứng nhiễm độc với thấm
nhiễm KLN……………………………………………………………………… 76viii
Bảng 3.19. Phân bố chỉ số hoá sinh máu theo thấm nhiễm kim loại nặng … 77
Bảng 3.20. Liều ước lượng KLN đưa vào cơ thể qua đường uống/ngày ….. 78
Bảng 3.21. Thương số nguy cơ HQ do tiêu thụ thực phẩm ở nam giới…….. 79
Bảng 3.22. Thương số nguy cơ HQ do tiêu thụ thực phẩm ở nữ giới ………. 80
Bảng 3.23. Chỉ số tác động (HI) do tiêu thụ thực phẩm nhiễm KLN theo giới… 81
Bảng 3.24. Nguy cơ ung thư ước tính do nước nhiễm Asen……………………. 82
Bảng 3.25. Nguy cơ ung thư ước tính do nước nhiễm chì………………………. 83
Bảng 3.26. Nguy cơ ung thư ước tính do nước nhiễm cadimi…………………. 83
Bảng 3.27. Nguy cơ ung thư ước tính do nước nhiễm crom……………………. 84
Bảng 3.28. Nguy cơ ung thư do tiêu thụ thủy sản nhiễm KLN theo giới….. 84
Bảng 3.29. Nguy cơ ung thư do tiêu thụ rau nhiễm KLN theo giới …………. 85
Bảng 3.30. Kết quả lọc As trong nước bằng than hoạt tính sọ dừa và thầu dầu .. 85
Bảng 3.31. Kết quả lọc Pb trong nước bằng than hoạt tính sọ dừa và thầu dầu .. 86
Bảng 3.32. Kết quả lọc Cd trong nước bằng than hoạt tính sọ dừa và thầu dầu . 87
Bảng 3.33. Kết quả lọc Cr trong nước bằng than hoạt tính sọ dừa và thầu dầu… 88
Bảng 3.34. Kết quả loại bỏ KLN bằng than hoạt tính thầu dầu sau 18 tháng
tại thực địa……………………………………………………………………….. 89
Bảng 3.35. Nguy cơ ung thư ước tính do sử dụng nguồn nước nhiễm KLN
trước và sau lọc bằng than hoạt tính thầu dầu ………………………. 9