Nhằm đánh giá được hàm lượng HCB và PeCBz phát sinh trong quá trình đốt cháy của các lò đốt để từ đó tính toán được hệ số phát thải, đưa ra được những đánh giá về mức độ rủi ro của HCB và PeCBz đối với sức khỏe con người và đánh giá khả năng chuyển hóa HCB và PeCBz thành các hợp chất chứa ít clo hơn để giảm khả năng gây ô nhiễm môi trường để cung cấp các thông tin hữu ích trong việc kiểm kê phát thải đối với các ngành công nghiệp và là cơ sở để đưa ra các biện pháp kiểm soát nguồn phát thải, nhóm nghiên cứu do PGS. TS. Nguyễn Thị Huệ, Viện Công nghệ môi trường, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam làm chủ nhiệm đã đề xuất thực hiện đề tài: “Đánh giá khả năng phát thải, mức độ rủi ro và sự chuyển hóa giữa Pentachlorobenzen(PeCBz) và Hexachlorobenzen(HCB) trong môi trường từ quá trình đốt của các hoạt động công nghiệp”.

Sau một thời gian thực hiện, đề tài thu được các kết quả nhu sau:

1. Đã điều tra, khảo sát về nguồn phát sinh đối với HCB và PeCBz, cụ thể:

- Đã thu thập được 50 tài liệu về sự thải PeCB, HCB trong môi trường trên thế giới và Việt Nam từ các hoạt động sản xuất công nghiệp;

- Đã điều tra, khảo sát về một số nguồn phát thải HCB và PeCBz ở cơ sở đốt rác sinh hoạt, luyện kim, luyện kim màu ở Thái Nguyên, sản xuất xi măng Hải Dương, Thủy nguyên-Hải Phòng.

2. Khảo sát, lấy mẫu thực tế và phân tích mẫu

Kết quả nghiên cứu hệ số phát thải của PeCB và HCB trong mẫu tro bay và tro đáy từ nhà máy sản xuất thép, lò đốt rác thải sinh hoạt và rác thải y tế ở một số tỉnh miền Bắc Việt Nam (Hà Nội, Hải Phòng, Bắc Ninh, Hải Dương, Thái Nguyên, Quảng Ninh) cho thấy hệ số phát thải trong khí thải dao động từ 67.12-240 ng/tấn đối với PeCB và 11.640-1198 ng/tấn đối với HCB. Hệ số phát thải trong mẫu tro bay từ nhà máy luyện thép đối với PeCB là 4.85 ng/tấn HCB là 6,9 ng/tấn; mẫu tro bay từ nhà máy luyện kẽm đối với PeCB là 23,9 ng/tấn HCB là 0,8 ng/tấn.

Hệ số phát thải trong mẫu tro đáy từ nhà máy luyện kẽm đối với PeCB là 322 ng/tấn HCB là 89 ng/tấn; mẫu tro đáy từ lò đốt rác thải y tế đối với PeCB là 716 ng/tấn HCB là 2260 ng/tấn. Hệ số phát thải của clobenzene (CBz) trong mẫu tro bay và tro đáy của lò đốt rác công nghiệp, lò đốt rác thải sinh hoạt và nhà máy luyện thép lần lượt là 118-2020 µg/tấn và 5.3-22,600 µg/tấn. Lượng phát thải trung bình năm của CBz đối với mẫu tro bay và tro đáy lần lượt là 154-54,300 mg/năm và 20,160-161,400 mg/năm. Kết quả nghiên cứu cho thấy hệ số phát thải trung bình năm của CBzs trong mẫu tro bay của nhà máy luyện thép ở Thái Nguyên cao hơn so với hệ số phát thải CBzs của lò đốt rác thải ở Hà Nội và Hải Dương. Ngược lại, hệ số phát thải CBz trong mẫu tro đáy giảm theo thứ tự sau: nhà máy luyện thép> lò đốt rác công nghiệp>lò đốt rác sinh hoạt. Đây là bộ số liệu đầu tiên về hệ số phát thải của HCB, PeCB và các dẫn xuất của nó từ hoạt động đốt cháy của lò đốt công nghiệp. Kết quả này có ý nghĩa to lớn, góp phần giúp các nhà quản lý đưa ra các biện pháp, kết hoạch giảm thải sự phát thải các hợp chất phát thải không chủ định từ hoạt động sản xuất công nghiệp vào môi trường.

3. Đã xây dựng đường chuẩn, đánh giá hiệu suất thu hồi, độ tuyến tính, độ lệch chuẩn, sai số,.. của phép phân tích PeCB, HCB trên thiết bị và mẫu nghiên cứu.

- Đã tiến hành xây dựng đường chuẩn HCB, PeCB:

- Từ dung dịch chuẩn gốc HCB và PeCB 250 µg/ml, pha dung dịch làm việc PeCB, HCB 10 µg/ml để xây dựng đường chuẩn nội. PeCB, HCB được bảo quản trong tủ lạnh ở nhiệt độ ≤ 5°C, dung dịch chuẩn bền trong 6 tháng.

- Đường chuẩn nội PeCB, HCB gồm 6 điểm chuẩn với các nồng độ 5, 25, 50, 100, 200 và 400 ppb. Nội chuẩn là Pentaclonitrobenzen (PeCNB). Đo và dựng đường nội chuẩn bằng phần mềm GC Solution. Đường chuẩn được chấp nhận với r2 ≥ 0,9999.

- Đánh giá được độ tuyến tính, thu hồi, sai số của phép phân tích PeCB, HCB trên thiết bị GC-ECD (LOD của HCB: 1,3 ppb; PeCB: 1,5 ppb; LOQ của HCB: 4,0 ppb và PeCB: 4,2 ppb). Giới hạn phát hiện của phương pháp cho HCB là 1 ng/g và PeCB là 1,2 ng/g (trọng lượng khô).

4. Đánh giá mức độ rủi ro từ sự phát thải HCB và PeCBz trong quá trình đốt cháy của các hoạt động công nghiệp đến môi trường

-  Đã nghiên cứu được mức độ rủi ro đối với môi trường và sức khỏe con người gây ra bởi sự phát thải của PeCB và HCB. Trong nghiên cứu này, rủi ro sức khỏe gây ra bởi sự phát thải PeCB và HCB qua con đường tiêu thụ và tiếp xúc qua da của người dân sinh sống xung quanh nhà máy sản xuất thép và lò đốt rác sinh hoạt ở Thái Nguyên được đánh giá. Kết quả nghiên cứu cho thấy liều tiêu thụ hàng ngày của CBz đối với trẻ em cao gấp 2.8 - 4.3 lần so với người lớn. Liều tiêu thụ hàng ngày của CBz giảm theo thứ tự sau: TCBz> HCBz > DCBz >TeCBz>PeCBz. Rủi ro sức khỏe do tiếp xúc với CBz của người dân ở khu vực nghiên cứu nằm trong giới hạn cho phép theo EPA. Tuy nhiên, cần phải có thêm các nghiên cứu về hàm lượng của CBz trong lò đốt rác công nghiệp và lò luyện thép để có thêm số liệu về rủi ro của các chất này đối với sức khỏe con người.

- Đã đưa ra được các biện pháp nhằm kiểm soát phát thải HCB ra môi trường và một số phương pháp giảm thiểu sự phát thải HCB. Nhiệt độ lò đốt là yếu tố ảnh hưởng đến sự phát thải các hợp chất CBz trong quá trình phát thải, do vậy để giảm thiểu sự phát thải của các hợp chất CBz thì kiểm soát nhiệt độ lò đốt là cần thiết. Một số chất xúc tác (CuO, Al2O3, TiO2, Fe2O3…) có thể sử dụng trong trong quá trình đốt để giảm thiểu sự phát thải của hợp chất clobenzen vào môi trường.

5. Đánh giá mối liên hệ giữa sự hình thành HCB và PeCBz trong các điều kiện hoạt động của lò đốt (nhiệt độ, xúc tác,….)

Nghiên cứu quá trình chuyển hóa HCB và PeCB thành các sản phẩm chứa ít clo dưới các điều kiện nhiệt độ khác nhau và nồng độ ban đầu của PeCB khác nhau dưới điệu kiện phòng thí nghiệm đã được nghiên cứu. Kết quả chỉ ra rằng 1,4-dichlorobenzene và 1,3 dichlorobenzene là sản phẩm cuối cùng của quá trình chuyển hóa và 1,2,4-trichlorobenzene là sản phẩm chủ yếu trong quá trình chuyển hóa đối với cả hai điều kiện thay đổi nồng độ PeCB và nhiệt độ lò đốt. Các kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng 83% sản phẩm chuyển hóa của PeCB được tạo thành ở 500^oC và ở nồng độ mol ban đầu PeCB là 4 mol/L thì hiệu suất của quá trình chuyển hóa là cao hơn so với nồng độ ban đầu của PeCB là 20 mol/L và 40 mol/L. Dưới điều kiện phòng thí nghiệm, nghiên cứu này đã xác định được sản phẩm chủ yếu trong quá trình chuyển hóa và ở nồng độ PeCB 4 mol/L thì hiệu suất chuyển hóa là cao nhất. Trong các nghiên cứu tiếp tiếp, nhóm tác giả sẽ tiến hành nghiên cứu trên các mẫu thực và ở điều kiển nhiệt độ cao hơn phù hợp với các lò đốt công nghiệp hiện nay

Các kết quả được đăng trên tạp chí Springer Berlin Heidelberg, Springer US.

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 16387/2019) tại Cục Thông tin KH&CN Quốc gia.

P.T.T (NASATI)