Nguồn ảnh: THERESE VAN WYK, ĐẠI HỌC JOHANNESBURG
Khi các nhà máy điện đốt than, một loại hợp chất được gọi là Hydrocacbon thơm đa vòng, hoặc PAH, tạo thành một phần của ô nhiễm không khí. Các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng độc tố PAHs phân hủy dưới ánh sáng mặt trời thành các hợp chất và sản phẩm phụ thứ cấp.
Một số hợp chất thứ cấp có thể độc hơn PAH ban đầu. Sông và đập bị ảnh hưởng bởi PAHs có khả năng bị ô nhiễm bởi một số lớn hơn rất nhiều chất độc hơn được phát ra bởi nguồn gây ô nhiễm lớn, nghiên cứu của các nhà nghiên cứu từ Đại học Johannesburg và Đại học Maryland, đăng trên tạp chí khoa học Chemosphere.
Tất cả những thứ này tạo ra một loại hóa chất độc hại ‘đặc trưng’, được gọi là PAH, khi nhiên liệu hóa thạch hoặc chất hữu cơ không bị đốt cháy hoàn toàn. PAHs có trong khí thải của các nhà máy nhiệt điện, khói thuốc lá, khí thải từ ống xả của phương tiện chạy bằng nhiên liệu hóa thạch, hay việc đốt nhựa và tàn dư cây trồng,… Các dấu hiệu PAH này đủ rõ ràng để các nhà khoa học có thể biết được các nguồn gây ô nhiễm có thể là gì. Họ có thể làm điều đó bằng cách phân tích các mẫu nước và trầm tích từ các con sông và đập bị ảnh hưởng bởi ô nhiễm.
Tiến sĩ Mathapelo Seopela, tác giả chính của nghiên cứu, cho biết có lẽ có nhiều hợp chất PAH gây ung thư, độc hại có trong các đập và sông – đồng thời – hơn người ta nghĩ trước đây. Seopela là nhà nghiên cứu tại Khoa Hóa học tại Đại học Johannesburg.
“Quá trình đốt cháy tạo ra PAH có kích thước khác nhau từ hai đến sáu vòng benzen hợp nhất. Quá trình đốt cháy càng nóng, hợp chất được hình thành càng lớn và càng có hại”, cô nói. “Ví dụ, khi than được đốt trong một nhà máy nhiệt điện than để phát điện, PAHs năm và sáu vòng có khả năng hình thành. Điều này là do quá trình đốt cháy ở nhiệt độ rất cao, trên 1000 độ C.”
“Các PAH tồn tại trong bầu khí quyển, trong không khí mà chúng ta hít thở. Thông thường, chúng có thể di chuyển rất xa từ các nguồn sản sinh ra chúng, chẳng hạn như trạm phát điện hoặc cháy rừng.”
Nhiều hợp chất PAH rất có hại. Chúng được hình thành từ hai hoặc nhiều phân tử benzen hợp nhất, hoặc vòng, trong quá trình đốt cháy không hoàn toàn nhiên liệu hóa thạch hoặc chất hữu cơ. Benzen là một chất lỏng độc hại, rất dễ cháy. Nó là nguyên nhân một phần gây ra mùi đặc trưng tại một trạm xăng.
PAH đơn giản nhất là naphtalen, có hai vòng benzen. Một số người sử dụng băng phiến naphtalene để bảo vệ quần áo khỏi bị sâu bướm. Nó là chất độc hại cho con người.
PAH lớn hơn tiếp theo là anthracen, một thành phần của nhựa than đá, có ba vòng benzen. Anthracene là một chất độc hại ở nơi làm việc. Nó rất độc trong môi trường nước, và được coi là chất ô nhiễm khó phân hủy và tích lũy sinh học.
Một số PAH đã được các tổ chức như EPA, WHO và Ủy ban Châu Âu liệt kê là chất gây ung thư hoặc chất gây ung thư. Điều này có nghĩa là mọi người có thể mắc một dạng ung thư nếu họ tiếp xúc với những PAH đó trong một thời gian dài.
Một số PAH có thể gây ra những thay đổi vĩnh viễn trong gen của động vật, có thể gây ra sự chậm phát triển hoặc dị tật ở phôi cá. Các hợp chất PAHs như vậy cũng được phân loại là gây đột biến.
Khi các hạt mưa kéo các hợp chất PAHs xuống sông và đập, có thể tạo ra những thách thức lớn về môi trường. Mưa đưa chất độc vào nước uống, nước tưới cây lương thực và nước cho gia súc. Cá tích tụ PAHs trong thịt của chúng.
“Trong nghiên cứu của chúng tôi, chúng tôi đã xem xét các PAH có từ hai đến sáu vòng benzen được nung chảy. Chúng đại diện cho sự ô nhiễm do cháy gỗ và khí thải ô tô và khí thải nhà máy điện than. Seopela cho biết: “Chúng tôi biết rằng nói chung, các hợp chất PAH sẽ bắt đầu thay đổi hoặc suy giảm khi ánh nắng mặt trời chiếu vào.
Trong nghiên cứu trước đây, cô đã phân tích nước và trầm tích từ một con đập bị ô nhiễm ở Nam Phi để tìm PAH. Đập Loskop được cấp nước bởi sông Olifants, trong một khu vực công nghiệp, khai thác than và nhà máy điện than lớn ở Mpumalanga. Cá và cá sấu chết hàng loạt đã được ghi nhận trên sông, và các chất ô nhiễm hữu cơ bao gồm PAH được xác định là các yếu tố góp phần.
Trong các nghiên cứu khác, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng PAH bị phân hủy trong ánh sáng mặt trời, nhưng các hợp chất ‘con’ nhỏ hơn được hình thành (sản phẩm quang), có thể độc hại hơn các hợp chất ‘mẹ’ lớn hơn.
Seopela và các nhà nghiên cứu từ Phòng thí nghiệm Sinh học Chesapeake của Trung tâm Khoa học Môi trường Đại học Maryland đã xây dựng một hệ thống tuần hoàn mạch kín phục vụ nghiên cứu trong phòng thí nghiệm của họ.
Họ đã kiểm tra năm PAH được US EPA liệt kê là chất ô nhiễm ưu tiên. Đó là naphtalen, anthracene, benzo (a) anthracene, benzo (a) pyrene và benzo (ghi) perylene. Đối với mỗi PAH, họ đã thử nghiệm các mẫu tinh khiết của nó trong nước tinh khiết để làm đối chứng. Sau đó, họ thử nghiệm từng PAH tinh khiết trong nước tinh khiết với một lượng chất hữu cơ tự nhiên (NOM) cụ thể được thêm vào để mô phỏng điều kiện sông và đập. Họ đã tự mình kiểm tra từng PAH, sau đó trộn tất cả chúng lại với nhau để xem điều gì sẽ xảy ra.
Tiến sĩ Leanne Powers, trợ lý nghiên cứu hóa học tại Phòng thí nghiệm sinh học Chesapeake cho biết: “Chúng tôi cũng nhận thấy rằng PAHs từ 5 đến 6 vòng phân hủy nhanh hơn nhiều so với PAHs hai vòng trong nước tinh khiết.
“Nhưng sự suy thoái sẽ chậm lại khi có nhiều chất hữu cơ tự nhiên hơn trong nước. Chúng tôi dự đoán rằng PAH trong nước hoặc trầm tích của một dòng sông âm u sẽ mất nhiều thời gian để phân hủy. Lâu hơn rất nhiều so với ba giờ và một chút PAH đã bị phân hủy trong nước tinh khiết trong phòng thí nghiệm của chúng tôi.
Powers cho biết: “Quy trình được sử dụng trong nghiên cứu này có thể được sử dụng để hiểu các PAH khác phân hủy như thế nào và chúng sẽ trở thành gì trong môi trường nước ngọt”.
Seopela nói: “Điều này có nghĩa là con người, động vật và thực vật sống phụ thuộc vào nguồn nước đó có khả năng tiếp xúc với một số lượng lớn hơn nhiều chất độc cùng một lúc, hơn là được thải ra từ các nguồn, chẳng hạn như trạm phát điện”.
Nguồn: EurekAlert (trang tin tức được điều hành bởi Hiệp hội vì sự tiến bộ của khoa học Hoa Kỳ (AAAS))
Để lại bình luận