Nghiên cứu hàm lượng Chì, Cadmium trong nước thải bệnh viên và sự tồn lưu của nó trong thực phẩm là động - thực vật được nuôi trồng tại khu vực có chứa nước thải của bệnh viện thuộc thành phố Thái Nguyên

Vũ Xuân Tạo và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 89(01/2): 175 – 179 175 NGHIÊN CỨU HÀM LƯỢNG CHÌ, CADMIUM TRONG NƯỚC THẢI BỆNH VIÊN VÀ SỰ TỒN LƯU CỦA NÓ TRONG THỰC PHẨM LÀ ĐỘNG - THỰC VẬT ĐƯỢC NUÔI TRỒNG TẠI KHU VỰC CÓ CHỨA NƯỚC THẢI CỦA BỆNH VIỆN THUỘC THÀNH PHỐ THÁI NGUYÊN Vũ Xuân Tạo1, Bùi Thị Thanh2, Lương Thị Hồng Vân3 1Công ty cổ phần ứng dụng khoa học kỹ thuật Việt Nam 2Viện công nghệ môi trường 3Đại học Thái Nguyên TÓM TẮT Các tác giả tiến hành nghiên cứu phân tích hàm lượng chì (Pb), cadmium (Cd) trong nước thải từ 2 bệnh viện nằm trên địa bàn thành phố Thái Nguyên (Kí hiệu: BV1 & BV2) và trong các mẫu rau và cá được nuôi trồng tại vùng có chứa nước thải của 2 bệnh viên trên bằng máy hấp thụ nguyên tử (AAS) và máy cực phổ Metrohm 797 VA computrace. Kết quả cho thấy hàm lượng Cd, Pb trong các mẫu nước thải nghiên cứu cao hơn TCCP. Cụ thể: hàm lượng Cd vượt TCCP từ 2,7 – 3,9 lần, hàm lượng Pb vượt TCCP từ 4,18 – 4,52 lần. Động vật thuỷ sinh (cá) nuôi tại đây bị nhiễm kim loại nặng, hàm lượng Cd, Pb cao hơn TCCP, trong đó hàm lượng Pb trong cá cao hơn TCCP từ 4,8 – 7,8 lần. Thực vật (Rau cải) trồng tại đây cũng bị ô nhiễm kim loại nặng, đặc biệt là hàm lượng Cd trong rau cải cao hơn TCCP từ 9 – 13,5 lần. Có mối tương quan chặt chẽ giữa hàm lượng các kim loại nặng trong cơ thể động thực vật và hàm lượng các chất đó trong nước thải bệnh viên. Từ khóa: Nước thải, bệnh viện, kim loại nặng, Pb, Cd, ô nhiễm, động vật, thực vật. MỞ ĐẦU* Tính đến năm 2010, Việt Nam có một hệ thống rộng lớn gồm 1049 bệnh viện và các cơ sở y tế tương đương. Trong tổng số 1049 bệnh viện trên địa bàn cả nước có: 27 bệnh viện trong đó có 10 bệnh viện đa khoa, 17 bệnh viện chuyên khoa do Bộ Y Tế trực tiếp quản lý; 959 bệnh viện, trong đó có 122 bệnh viện đa khoa tỉnh, 262 bệnh viện chuyên khoa, 575 bệnh viên huyện/thị xã do địa phương quản lý (tỉnh, thành phố, huyện); 63 bệnh viện do các bộ ngành khác quản lý [1]. Trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên thì khu vực thành phố là khu vực tập trung nhiều bệnh viện nhất. Các bệnh viện tại đây quy mô ngày càng được mở rộng phát triển về chiều sâu nâng cao chất lượng phục vụ bệnh nhân không những trong tỉnh mà còn từ các tỉnh lân cận. Chính vì lượng bệnh nhân ngày càng lớn mà cơ sở vật chất còn nhiều hạn chế nên nước thải từ các bệnh viện này thải ra môi trường xung quanh chưa đảm bảo chất lượng đổ thải. * Nước thải không đảm bảo tiêu chuẩn thải cứ như vậy phát tán xa môi trường xung quanh mang theo nhiều nguy cơ trong đó có nguy cơ làm ô nhiễm môi trường về kim loại nặng. Kim loại nặng là khái niệm để chỉ các kim loại có nguyên tử lượng cao và thường có độc tính đối với sự sống. Các kim loại nặng thường gặp gồm: As, Pb, Cd, Hg, Mn, Cu, Zn, Cr trong đó có những kim loại có độc tính rất cao có hại cho con người và sinh vật như Pb, Cd. Chúng được xếp vào các chất thải nguy hại hay độc chất đối với môi trường và con người, vì chỉ cần liều lượng nhỏ khi xâm nhập vào cơ thể đã gây hại cho cơ thể bị nhiễm độc [6],[7]. Vi sinh vật, thực vật, động vật, kể cả con người khi tiếp xúc với kim loại nặng đều có thể bị nhiễm độc. Phần lớn các chất độc được sinh vật đào thải ra ngoài, một phần được tồn lưu trong cơ thể, nhưng tốc độ tích tụ kim loại nặng thường nhanh hơn tốc độ đào thải rất nhiều, nên theo thời gian lượng kim loại nặng sẽ tích luỹ trong cơ thể ngày càng nhiều. Theo chuỗi thức ăn thì kim loại nặng có khả năng Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Vũ Xuân Tạo và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 89(01/2): 175 – 179 176 truyền từ sinh vật này sang sinh vật khác thuộc bậc dinh dưỡng cao hơn kế nó trong chuỗi thức ăn. Và con người thuộc bậc dinh dưỡng cao nhất trong các bậc dinh dưỡng, có nghĩa là con người có khả năng tích luỹ và nhiễm độc cao nhất trong thế giới sinh vật [2], [4], [5]. Nhưng trên thực tế người dân trong vùng vẫn nuôi trồng rau, cá xung quanh khu vực bệnh viện tại những nơi bị nhiễm nước thải bệnh viện và dùng chúng như một nguồn thưc phẩm hằng ngày. Như vậy nguồn thực phẩm này có đảm chất lượng và độ an toàn? Xuất phát từ cơ sở trên chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu này với mục tiêu sau: - Xác định hàm lượng Pb, Cd trong nước thải từ 2 bệnh viện đang hoạt động tại khu vực thành phố Thái Nguyên và tác động của nó đến chất lượng và độ an toàn của cá và rau được nuôi trồng trong môi trường chịu ảnh hưởng của nước thải từ các bệnh viện nói trên. - Đề xuất một số giải pháp nhằm giảm thiểu kim loại nặng trong nước thải bệnh viện khi đổ ra môi trường ngoài. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Đối tượng nghiên cứu Mẫu nước - Nước thải bệnh viện: Loại nước thải từ 2 bệnh viện lớn thuộc thành phố Thái Nguyên trước khi đổ vào các thủy vực (ao chứa, hồ, mương, rãnh). - Nước ao (D) dùng làm đối chứng (ĐC): Nước ao tại khu vực không bị nhiễm nước thải bệnh viện. Động vật thủy sinh và thực vật dùng làm thực phẩm cho người - Thực phẩm là thực vật (rau): Rau cải được trồng trong môi trường (đất, nước) nhiễm nước thải bệnh viện và được tưới bằng nước của thủy vực có chứa nước thải bệnh viện. Mẫu rau ĐC trồng tại khu vực không bị nhiễm nước thải bệnh viện. - Thực phẩm là động vật thủy sinh (cá trê lai) sống ít nhất 3 tháng trong các thủy vực có chứa nước thải các bệnh viện nói trên và tại khu vực không bị nhiễm nước thải bệnh viện làm mẫu ĐC. Địa điểm nghiên cứu Địa điểm lấy mẫu: - Nước thải của bệnh viện BV1 và BV2 trước khi đổ vào ao chứa. - Nước ĐC được lấy từ ao nuôi cá của một hộ gia đình thuộc xã Quyết thắng – thành phố Thái Nguyên. Địa điểm phân tích mẫu - Bộ môn Sinh học, Hóa học, Trường Đại học Khoa học, ĐHTN. - Bộ môn Sinh thái Môi trường, Hóa sinh - Viện khoa học Sự sống, ĐHTN. Phương pháp nghiên cứu - Sử dụng phương pháp nghiên cứu mô tả, phân tích. Thiết kế nghiên cứu cắt ngang, so sánh các mẫu độc lập so sánh với ĐC và so sánh với tiêu chuẩn cho phép (TCCP) [3]. - Quy trình thu mẫu, xử lý, bảo quản và phân tích mẫu theo quy định chuẩn của chuyên môn ngành. - Thiết bị: Sử dụng các thiết bị hiện đại có tại Viện KHSS – ĐHTN. Tất cả các mẫu được vô cơ hoá và đo trên máy quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) và máy cực phổ Metrohm 797 VA computrace - Hóa chất: Sử dụng các hóa chất tinh sạch của các hãng có uy tín trên thế giới như Hãng Meck (Đức), Prolet (Tâybanha) - Cỡ mẫu: phải đạt ít nhất 3 mẫu đủ tiêu chuẩn phân tích cho mỗi loại mẫu. Xử lý số liệu - Sử dụng toán thống kê ứng dụng trong y – sinh học. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Vũ Xuân Tạo và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 89(01/2): 175 – 179 177 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Hàm lượng Pb, Cd trong nước thải của 2 bệnh viện nghiên cứu Bảng 1. Hàm lượng một số kim loại nặng trong mẫu nước thải nghiên cứu QS BV Kim loại Đơn vị Hà X ± SD X ± SD p/ĐC TCCP BV1 Pb mg/l 0,209 ± 0,001 0,12 ± 0,001 P< 0,01 0,05 n=4 Cd mg/l 0,039 ± 0,001 0,03 ± 0,001 P< 0,01 0,01 BV2 Pb mg/l 0,226 ± 0,001 0,12 ± 0,001 P< 0,01 0,05 n=4 Cd mg/l 0,027 ± 0,001 0,03 ± 0,001 P< 0,05 0,01 TCCP: Sử dụng Quy chuẩn Việt Nam QCVN 08:2008/BTNMT về chất lượng nước mặt Bảng 2. Hàm lượng Cd ,Pb trong cá được nuôi trong môi trường chứa nước thải bệnh viện (mg/kg) Quan sát Mẫu Kim loại Hàm lượng X ± SD ĐC -D X ± SD p/ĐC TCCP BV1 n=4 Cd 0,69 ± 0,01 1,57 ± 0,03 P<0,05 1 Pb 9,61 ± 0,02 0,78 ± 0,02 P<0,05 2 BV2 n=4 Cd 0,34 ± 0,02 1,57 ± 0,03 P>0,05 1 Pb 15,55 ± 0,04 0,78 ± 0,02 P<0,05 2 Ghi chú: TCCP sử dụng tiêu chuẩn của Bộ Y tế (1998 và năm 2007) Bảng 3. Hàm lượng Cd ,Pb trong rau cải được trồng tại vùng chứa nước thải bệnh viện (mg/kg) Quan sát Mẫu Kim loại Hàm lượng X ± SD ĐC -D X ± SD p/ĐC TCCP BV1 n=4 Cd 0,27 ± 0,001 0,012 ± 0,001 P<0,05 0,02 Pb 1,66 ± 0,001 0,548 ± 0,001 P<0,05 0,5 BV2 n=4 Cd 0,18 ± 0,001 0,012 ± 0,001 P<0,05 0,02 Pb 3,13 ± 0,001 0,548 ± 0,001 P<0,05 0,5 Ghi chú: TCCP sử dụng tiêu chuẩn của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn - Quy định tạm thời về sản xuất rau an toàn, quyết định số 67 năm 1998/QĐ-BNN-KHCN kèm theo quy trình sản xuất và lưu thông rau sạch của Sở Khoa học Công nghệ và Môi trường Hà Nội Bảng 4. Mối tương quan giữa hàm lượng Cd, Pb trong cơ thể thực vật, động vật với hàm lượng các chất đó có trong nước thải bệnh viện nghiên cứu Kim loại năng Quan hệ Số cặp r p Phương trình - Nhận định Cd Nước và cá 6 0,97 <0,05 y = 27,88x – 0,4 Tương quan thuận, rất chặt chẽ Nước và rau 8 0,88 <0,05 y = 0,106x + 0,009 Tương quan thuận, chặt chẽ Pb Nước và cá 6 0,99 <0,05 y = 342,12 x – 61,83 Tương quan thuận, rất chặt chẽ Nước và rau 8 0,96 <0,05 y = 0,012x + 0,189 Tương quan thuận, rất chặt chẽ Ghi chú: r là hệ số tương quan; p là độ tin cậy 95% của hệ số tương quan (r) Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Vũ Xuân Tạo và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 89(01/2): 175 – 179 178 Từ bảng trên ta thấy rằng hàm lượng Pb và Cd trong nước thải ở cả 2 bệnh viện đều cao hơn nhiều lần TCCP: - Pb: Cao hơn đối chiếu từ 1,7–1,9 lần (sự khác biệt có ý nghĩa thống kê p<0,01),Cao hơn TCCP từ 4,18 - 4,52 lần. Pb trong nước thải của BV2 cao hơn BV1 1,08 lần. - Cd: Cao hơn TCCP từ 2,7 - 3,9 lần. Cd trong nước thải BV1 cao hơn BV2 là 1,44 lần. Như vậy nước thải từ 2 bệnh viện nghiên cứu đều không đạt TCCP, nguồn nước thải này thải ra môi trường xung quang sẽ là nguy cơ gây ô nhiễm môi trường xung quang về chỉ tiêu kim loại nặng. Hàm lượng Cd, Pb trong thực phẩm là động thực vật được nuôi trồng trong môi trường bị nhiễm nước thải bệnh viện Qua bảng ta thấy đều có sự tồn dư Pb, Cd trong cơ thể động vật thủy sinh thí nghiệm, tuy nhiên hàm lượng Cd tồn dư nằm trong TCCP. Nhưng với hàm lượng Pb tồn dư trong cá vượt TCCP rất nhiều lần từ 4,8 – 7,8 lần. So với lô đối chứng thì hàm hàm lượng Pb tồn dư trong cá gấp từ 12,3 – 19,9 lần ( có ý nghĩa thống kê p<0,05). Qua bảng trên ta thấy hàm lượng Cd và Pb trong rau cải nghiên cứu đều cao hơn ĐC và vượt TCCP nhiều lần: - Pb trong rau cải chịu tác động bởi nước thải BV1 cao gấp 3,03 lần so với ĐC,ở BV2 cao gấp 5,7 lần so với ĐC. Như vậy hàm lượng kim loại Pb trong mẫu rau chịu tác động của nước thải ở BV 2 cao hơn ở BV1. ( p< 0.05 ). Và hàm lượng Pb ở cả hai mẫu đều cao hơn TCCP ở BV 1 cao gấp 3,32 lần TCCP, còn ở BV2 gấp 6,26 lần TCCP. - Cd ở mẫu rau chịu tác động nước thải của BV1 gấp 22,5 lần so với ĐC và gấp 13,5 lần so với TCCP, còn ở mẫu rau chịu tác động của nước thải BV2 gấp 15 lần so với ĐC và gấp 9 lần so với TCCP ( p< 0,05 ). Như vậy là sản phẩm rau được trồng tại những vùng chịu ảnh hưởng của nước thải bệnh viện (đất trồng, nước tưới) đều không an toàn bởi nhiễm Cd và Pb rất cao. Mối tương quan giữa hàm lượng Cd, Pb trong cơ thể thực vật, động vật với hàm lượng các chất đó có trong nước thải bệnh viện nghiên cứu Qua bảng trên cho thấy có mối quan hệ tuyến tính, chặt chẽ giữa hàm lượng các kim loại nặng Cd, Pb trong nước thải bệnh viện nghiên cứu với thực phẩm là động vật, thực vật được nuôi trồng trong môi trường chứa nước thải nghiên cứu. Có nghĩa là hàm lượng Cd, Pb trong nước thải càng cao thì mức độ tích luỹ chúng trong động vật, thực vật càng lớn. Đặc biệt là cá và rau được nuôi và tưới bằng nước thải có ô nhiễm kim loại nặng. KẾT LUẬN Thực trang ô nhiễm kim loại nặng trong nước thải bệnh viện nghiên cứu Nước thải có sự tồn dư kim loại nặng lớn hơn nhiều lần TCCP (Quy chuẩn Việt Nam QCVN 08:2008/BTNMT về chất lượng nước mặt ) như: Pb: Cao hơn đối chiếu từ 1,7–1,9 lần (sự khác biệt có ý nghĩa thống kê p<0,01), cao hơn TCCP từ 4,18 - 4,52 lần. Pb của lô Y cao hơn lô X 1,08 lần. Cd: Cao hơn TCCP từ 2,7 - 3,9 lần. Thực trạng ô nhiễm kim loại nặng trong cá và rau được nuôi trồng trong môi trường nhiễm nước thải bệnh viện nghiên cứu và mối tương quan giữa chúng Hàm lượng kim loại nặng tồn dư trong cá cao đặc biệt với kim loại Pb: Pb tồn dư trong cá vượt TCCP (Tiêu chuẩn của Bộ Y tế (1998 và năm 2007) rất nhiều lần từ 4,8 – 7,8 lần. So với lô đối chứng thì hàm hàm lượng Pb tồn dư trong cá gấp từ 12,3 – 19,9 lần ( có ý nghĩa thống kê p<0,05). Tồn tại mối tương quan rất chặt chẽ giữa hàm lượng Pb, Cd trong nước và trong cá (r = 0,99, r = 0,97). Hàm lượng kim loại nặng tồn dư trong rau cải khá cao. Pb tồn dư trong rau cải vượt TCCP (tiêu chuẩn của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn - Quy định tạm thời về sản xuất rau an toàn, quyết định số 67 năm 1998/QĐ- BNN-KHCN ) từ 3,32 – 6,26 lần, Cd cao hơn TCCP từ 9 – 13,5. Tồn tại mối tương quan chặt chẽ giữa hàm lượng Pb, Cd trong nước và trong rau (r = 0,96, r = 0,88). Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Vũ Xuân Tạo và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 89(01/2): 175 – 179 179 KIẾN NGHỊ Kết quả nghiên cứu của chúng tôi là một lời cảnh báo cho các nhà quản lý y tế, các nhà quản lý môi trường, các nhà đầu tư trang thiết bị xây dựng cơ sở hạ tầng cho hệ thống y tế, người dân xung quanh khu vực có các bệnh viện hay cơ sở y tế hoạt độngcần có các biện pháp xử lý nước thải bệnh viện một cách thoả đáng, nâng cao ý thức cộng đồng vì nước thải bệnh viện là một nguồn chứa đầy các yếu tố nguy hại cho bản thân mỗi con người, đặc biệt là yếu tố kim loại nặng. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Bộ y tế ,quyết định số 1047/QĐ – BYT ngày 28/3/2002 về việc quy hoạch mạng lưới khám chữa bệnh Việt Nam đến 2010. [2]. Trần Minh Hương (2007), “Báo cáo seminar Tổng quát về nguyên tố vi lượng”, Khoa công nghệ hoá học trường ĐH Bách Khoa TPHCM. [3]. Nông Thanh Sơn, Lương Thị Hồng Vân,(2003): Phương pháp nghiên cứu khoa học ứng dụng trong y - sinh học, Nxb Y học, Hà Nội [4]. TC 86: Tuyển tập 31 tiêu chuẩn Việt Nam về môi trường bắt buộc áp dụng. [5]. Lâm Minh Triết, Lê Thanh Hải (2006), Giáo trình quản lý chất thải nguy hại, NXB Xây Dựng. [6]. Chiroma TM, F.K.Hymore, R.O.Ebwele (2003), Heavy metal contamination of vegetable and soil irigated with sewage water in Yola, NJERD, vol, 2, No 3. [7]. Nasima Akter, Environmental Engineering Program_School of Environment, Resources and Development, January, 2000, ATF ( Asian Institure of Technology).:4-5 SUMMARY RESEARCH CONTENT OF LEAD, CADMIUM IN HOSPITAL WASTEWATER AND ITS RESIDUES IN FOOD IS FAUNA AND FLORA GROWN IN AREAS CONTAINING HOSPITAL WASTEWATER OF THAI NGUYEN CITY Vu Xuan Tao*1, Bui Thi Thanh2, Luong Thi Hong Van3 1Viet Nam Technical Scientific Application Joint Stock Company 2Viet Nam Academy of Science and Technology 3Thai Nguyen University The authors carried out analyses the total content of lead (Pb), cadmium (Cd) in wastewater from two hospitals in Thai Nguyên city (BV1 & BV2) and in vegetables and fish samples grown in areas containing hospital wastewater by AAS and Metrohm 797 VA computrace. The results showed that the content of Cd, Pb in wastewater samples of the study area is higher than allowable standard. Specifically: the content Cd was higher than allowable standard from 2,7 to 3,9 times, the content of Pb was higher than allowable standard from 4,18 to 4,52 times. Aquatic fauna (fish) were polluted by heavy metals, the content of Cd, Pb was higher than allowable standard, the content Pb was higher than allowable standard from 4,8 to 7,8 times. Flora (Brassica sinensis L ) were polluted by heavy metals, too. Especially, the content Cd was higher than allowable standard from 9 to 13,5 times. There was a very close correlation between the content of heavy metals in fauna, flora and their content in wastewater. Key words: Wastewater, hospital, heavy metals, lead, cadmium, pollution , fauna, flora * Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên