Nghiên cứu nhằm xác định hàm lượng hexabromobiphenyl (HBB) trong các mẫu bụi lắng lấy tại các cơ sở tái chế rác thải điện tử thuộc làng Triều Khúc, Tân Triều, Thanh Trì và làng Xà Cầu, xã Quảng Phú Cầu, huyện Ứng Hòa, Hà Nội. Hàm lượng HBB trong mẫu bụi được xác định bằng phương pháp sắc ký khí- khối phổ. Kết quả nghiên cứu cho thấy HBB được phát hiện trong tất cả 10 mẫu thu thập, hàm lượng HBB tương ứng dao động từ 9,05ng/g đến 13,31ng/g tại Triều Khúc và từ 5,18ng/g đến 10,97ng/g tại Xà Cầu. Nghiên cứu khẳng định sự hiện diện của HBB trong các mẫu bụi thu thập được và đề xuất các nghiên cứu tiếp theo về chất ô nhiễm này.

1. ĐẶT VẤN ĐỀ

Cộng đồng châu Âu và các quốc gia thành viên là các bên tham gia Công ước Stockholm đã đề xuất hexabromobiphenyl vào danh sách các hợp chất hữu cơ bền POP mới, Phụ lục A (Các hợp chất cần loại bỏ sản xuất và sử dụng) trong Công ước vào năm 2009 bên cạnh nhóm chất chống cháy dẫn xuất brom hóa khác- polybromo diphenyl ete PBDE.

HBB thuộc nhóm chất chống cháy polybromobiphenyl (PBB)- nhóm các hydrocacbon được brom hóa, hình thành bởi sự thế nguyên tử H bằng Br trong vòng biphenyl. Theo các dữ liệu hiện có, việc sản xuất và sử dụng HBB đã bị ngừng ở phần lớn các quốc gia trên thế giới (ngừng sản xuất ở Mỹ vào năm 1974). Tuy nhiên, có khả năng HBB vẫn đang được sản xuất ở một vài nước đang phát triển hay vài quốc gia có nền kinh tế đang chuyển đổi. Ở Mỹ và Canada, HBB được dùng làm chất chống cháy trong ba sản phẩm thương mại chính là nhựa nhiệt dẻo acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS) trong các vỏ máy thương mại hay trong các sản phẩm điện tử như đài, vô tuyến; làm chất chống cháy trong phủ cáp và sơn mài; và trong bọt polyurethane để bọc xe hơi.

Theo các dữ liệu hiện có, HBB có thể được coi là chất bền vững cao trong môi trường. Có những nghiên cứu trong phòng thí nghiệm cũng như ngoài hiện trường cho thấy sự thoái biến thấp hoặc không thoái biến trong nước, đất và trầm tích. HBB ít bay hơi hơn nhiều so với các hợp chất POPs trong danh mục công ước Stockholm. Tuy nhiên, những số liệu quan trắc chuyên sâu đã tìm thấy HBB trong động vật hoang dã ở Bắc cực, chứng tỏ khả năng vận chuyển khoảng cách xa trong môi trường. Với giá trị tích lũy sinh học BCF nằm trong khoảng từ 4.700-18.100 và giá trị khuyếch đại sinh học trong chuỗi thức ăn môi trường nước lớn hơn 100, HBB được xem là chất có tính lũy sinh học cao và có khả năng khuyếch đại sinh học lớn [2].

HBB dễ dàng hấp phụ và tích lũy vào trong cơ thể sau khi tiếp xúc lâu dài. Mặc dù độ độc cấp tính của HBB là thấp nhưng nhiều ảnh hưởng độc tính mãn tính bao gồm nhiễm độc gan đã được quan sát trong các thí nghiệm trên động vật tại liều lượng khoảng 1mg/kg trọng lượng cơ thể/ngày sau khi tiếp xúc lâu dài và những tác động tới tuyến giáp của chuột cũng được thấy tại liều lượng 0,05mg/kg trọng lượng cơ thể/ngày. Cơ quan nghiên cứu về ung thư quốc tế IARC đã phân loại HBB là một chất có khả năng gây ung thư cho con người (nhóm 2B).

HBB có thể xâm nhập vào môi trường từ việc sử dụng rộng rãi các sản phẩm chống cháy. Một phần đáng kể của chất được tạo ra có thể sẽ sớm thâm nhập vào môi trường do tính bền cao. Hơn nữa, một vài hóa chất này có thể hình thành các polybrom dibenzofurans độc hại trong quá trình đốt cháy.

Hiện nay, tại Việt Nam chưa tiến hành kiểm kê đối với các loại hóa chất POP mới, trong đó có HBB. Bởi vậy, các số liệu về hiện trạng sử dụng và phát thải HBB còn rất hạn chế. Tuy nhiên, theo các báo cáo ban đầu về hiện trạng các ngành công nghiệp Việt Nam, các ngành có khả năng nhập khẩu và sử dụng HBB là ngành điện, điện tử, phòng cháy chữa cháy, ngành dệt, và ngành chế tạo nhựa dân dụng. Việt Nam hàng năm nhập khẩu, sản xuất và tiêu thụ một lượng lớn các sản phẩm từ các ngành này nên nguy cơ tồn tại các chất POP mới này trong các sản phẩm đó rất cao [1].

Nguồn phát thải trực tiếp các HBB ở Việt Nam không tồn tại dưới dạng nguyên liệu mà ở dạng sản phẩm thải bỏ thì rất lớn bao gồm ti vi, máy tính, điện thoại di động và rất nhiều sản phẩm điện tử, đặc biệt là thiết bị kỹ thuật số thải bỏ. Các loại chất thải này có thể là sản phẩm thải ngay tại Việt Nam, những cũng có thể là sản phẩm nhập từ nước ngoài. Khối lượng hiện chưa xác định, tuy nhiên có thể khẳng định nguy cơ phát sinh HBB cao tại các nguồn này, nhất là tại các cơ sở tái chế đồ nhựa, điện/điện tử. Cho đến nay, có một số công bố về sự phân bố của PBDEs trong các mẫu bụi trong nhà, ngoài trời hay mẫu sản phẩm, sinh học nhưng các nghiên cứu về PBB nói chung và HBB nói riêng tại Việt Nam thực sự rất hạn chế. Vì vậy, mục đích của nghiên cứu này nhằm bước đầu xác định hiện trạng ô nhiễm môi trường của HBB là PBB-153, chất đồng loại phổ biến nhất, trong mẫu bụi lắng lấy tại một số cơ sở tái chế rác thải điện-điện tử thuộc làng Triều Khúc- Tân Triều- huyện Thanh Trì và làng Xà Cầu- Quảng Phú Cầu- huyện Ứng Hòa, thành phố Hà Nội.

2. PHƯƠNG PHÁP

2.1. Lấy mẫu

Thu thập mẫu bụi lắng trên bề mặt máy móc, thiết bị, bậu cửa, gờ tường và bám trên các thiết bị điện, điện tử thải bỏ và mẫu bụi sàn tại một số hộ gia đình tái chế nhựa tại làng Triều Khúc và Xà Cầu. Tại mỗi hộ, lấy một mẫu gộp để đánh giá hàm lượng PBB-153 trung bình. Mỗi mẫu bụi được lấy từ 10 - 20 gam, gói trong giấy nhôm sạch và chuyển vào túi PE kín. Tại phòng thí nghiệm, mẫu bụi được bảo quản trong tủ lạnh sâu -20^oC đến khi phân tích. Các mẫu lấy tại Triều Khúc được ký hiệu từ TK1-TK5, các mẫu lấy tại Xà Cầu được ký hiệu từ XC1-XC5. Mẫu được lấy trong tháng 11 và 12/2019.

2.2. Xử lý mẫu

HBB trong mẫu bụi được chiết Soxhlet trong 24 giờ, với hỗn hợp dung môi n-hexan:axeton (1:1). Dịch chiết sau khi cô đặc được chuyển sang phễu chiết 250ml để rửa axit và bazo. Cuối cùng, mẫu được tiếp tục làm sạch qua cột silicagel đa lớp. Rửa giải HBB bằng hỗn hợp n-hexan:diclometan (95:5). Dịch rửa giải được cô nitơ gần đến khô, thêm chất nội chuẩn và định mức chính xác về 100ml. Mẫu phân tích được xác định trên thiết bị sắc ký khí khối phổ GC/MS2030 của hãng Shimadzu.

2.3. Định lượng HBB

Dung dịch mẫu sau khi chiết tách và làm sạch được bơm trên thiết bị sắc ký khí, detector khối phổ GC/MS2030 Shimadzu để xác định hàm lượng. Thêm HBB được định lượng bằng phương pháp nội chuẩn với chất nội chuẩn MBB-153 (2,2',4,4',5,5'-Hexabromo[13C12]biphenyl). Điều kiện xác định HBB trên GC/MS được trình bày trong bảng sau:

Bảng 1: Điều kiện tách và phân tích các HBB trên GC/MS

2.4. Kiểm soát chất lượng và đảm bảo chất lượng

Mẫu trắng PTN được tiến hành song song với mẻ 06 mẫu thật. HBB được xác định trên GC/MS không có mặt trong mẫu trắng. Mẫu thật được xác định bằng phương pháp nội chuẩn với chất nội chuẩn MBB-153 (2,2',4,4',5,5'-Hexabromo[13C12]biphenyl), được thêm vào từ bước đầu tiên của quy trình xử lý mẫu. Độ thu hồi của HBB trên các mẫu thật thêm chuẩn là 79-81%; độ lặp lại 12-16%; giới hạn phát hiện của phương pháp là 0,4ng/g.

Tất cả các dụng cụ thủy tinh đều được làm sạch bằng cách ngâm trong dung dịch rửa qua đêm. Sau đó rửa lại bằng nước cất và tráng lại nhiều lần với các dung môi axeton, hexan và sấy khô trước khi dùng.

3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Kết quả xác định hàm lượng HBB trong các mẫu bụi thu thập tại hai khu vực nghiên cứu được biểu diễn trong Hình 1.

Kết quả phân tích cho thấy, HBB được phát hiện trong tất cả 10 mẫu bụi lấy tại hai địa điểm nghiên cứu, với hàm lượng nằm trong khoảng từ 5,19-13,31ng/g. Trong đó, hàm lượng HBB trung bình đo được tại Triều Khúc cao hơn so với hàm lượng trung bình đo tại Xà Cầu với các giá trị tương ứng là 11,41ng/g và 7,88ng/g. Điều này có thể liên quan đến đặc điểm phát sinh bụi tại hai địa điểm. Mặc dù chất thải nhựa tái chế đều được thực hiện theo phương thức thủ công các công đoạn thu gom, phân loại, rửa, phơi khô tự nhiên nhưng một số hộ gia đình tại làng nghề Triều Khúc còn thực hiện công đoạn xay nghiền, tạo hạt trên các hệ thống máy móc, thiết bị gây phát sinh bụi và tiếng ồn khá rõ nét. Hàm lượng HBB phát hiện cao nhất (13,31ng/g) tại vị trí TK4- mẫu bụi lấy trên gờ tường, bám trên bề mặt thiết bị của phân xưởng thực hiện công đoạn tạo hạt, nghiền, và ép nhựa thành khối, thành khuôn; hàm lượng HBB thấp nhất tại Triều Khúc lấy tại vị trí TK5- mẫu bụi trong nhà, có cửa thông thoáng hai mặt hướng ra sân rộng.

Hình 1: Hàm lượng HBB trong mẫu bụi tại làng nghề Triều Khúc và Xà Cầu

Trên thế giới chưa có tổ chức nào ban hành hay khuyến nghị giá trị giới hạn hàm lượng HBB trong mẫu bụi trong nhà hay ngoài trời. Vì vậy, hàm lượng HBB trong nghiên cứu được so sánh với các nghiên cứu tương tự được thực hiện tại một số quốc gia khác trên thế giới như Mỹ hay Trung Quốc. Giá trị hàm lượng HBB trong mẫu bụi (ng/g) của một số nghiên cứu được đưa ra trong Bảng 2.

Bảng2: Hàm lượng HBB trong mẫu bụi trong nhà của một số nghiên cứu khác

Hàm lượng HBB trong mẫu bụi thu thập tại làng Triều Khúc và Xà Cầu cao hơn so với các mẫu bụi trong nhà (bụi sàn và bụi bề mặt vật dụng, đồ nội thất) của các hộ gia đình tại Mỹ và Trung Quốc và thấp hơn so với mẫu bụi lấy trong máy bay thương mại tại Mỹ. Việc so sánh kết quả của nghiên cứu này với các kết quả khác cũng chỉ đưa ra những nhận xét sơ bộ, ban đầu về mức độ ô nhiễm HBB trong mẫu bụi tại các cơ sở tái chế rác thải điện, điện tử trên địa bàn thành phố Hà Nội. Tuy nhiên, do đặc tính của địa điểm nghiên cứu (số lượng nguyên liệu đầu vào, công suất sản xuất…) và số lượng mẫu còn hạn chế nên chúng tôi cũng chưa thể đưa ra được những bàn luận sâu sắc hơn.

4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã xác định sự có mặt của HBB (PBB-153) trong tất cả các mẫu bụi lắng trên bề mặt trang thiết bị, sàn nhà tại một số cơ sở tái chế rác thải điện tử lấy tại hai địa điểm nghiên cứu là làng Triều Khúc và Xà Cầu, thành phố Hà Nội. Kết quả định lượng cho thấy hàm lượng HBB nằm trong khoảng 5,19- 13,31 ng/g. Nghiên cứu chỉ ra sự tồn tại của HBB trong mẫu bụi và khẳng định hơn nữa bụi như là một nguồn ô nhiễm tiềm năng đối với sự tiếp xúc của con người.

Kiến nghị cần có những nghiên cứu sâu rộng hơn về hợp chất này trên các đối tượng mẫu khác nhau trong chu trình vòng đời của sản phẩm điện tử thải bỏ nhằm cung cấp cơ sở dữ liệu khoa học hiện trạng ô nhiễm môi trường và góp phần thiết thực trong việc quan trắc, kiểm soát và quản lý HBB nói riêng và POPs nói chung đối với các cơ quan chức năng.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. Tổng Cục Môi trường (2015), Báo cáo Hiện trạng các chất POP mới ở Việt Nam-Dự án cập nhập kế hoạch quốc gia thực hiện Công ước Stockholm về các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy (POPs).

[2]. ATSDR, Toxicological Profile for Polybrominated Biphenyls and Polybrominated Diphenyl Ethers.

[3]. Dong Niu, Yanling Qiu , Xinyu Du, Li Li, Yihui Zhou, Daqiang Yin, Zhifen Lin, Ling Chen, Zhiliang Zhu, Jianfu Zhao and Åke Bergman (2019), Novel brominated fame retardants in house dust from Shanghai, China: levels, temporal variation, and human exposure, Environ Sci Eur 31:6.

[4]. Joseph G Allen1, Heather M Stapleton, Jose Vallarino , Eileen McNeely , Michael D McClean , Stuart J Harrad, Cassandra B Rauert and John D Spengler (2013), Exposure to flame retardant chemicals on commercial airplanes, Environmental Health , 12:17.

[5]. Robin E. Dodson, Laura J. Perovich, Adrian Covaci, Nele Van den Eede, Alin C. Ionas, Alin C. Dirtu,‡ Julia Green Brody, and Ruthann A. Rudel (2012), After the PBDE Phase-Out: A Broad Suite of Flame Retardants in Repeat House Dust Samples from California, Environ. Sci. Technol 46, 13056-13066.

ThS. Trần Thị Liễu, Hoàng Thị Thanh Nga, Kiều Cao Tiến

Trạm Quan trắc và Phân tích Môi trường lao động - Viện Khoa học An toàn và Vệ sinh Lao động