Các nghiên cứu khoa học đã chỉ ra một thực trạng đáng báo động: người lao động làm việc tại các trạm trộn bê tông nhựa nóng (asphalt plant) ở khu vực Miền Trung đang đối mặt với nguy cơ mắc bệnh ung thư cao hơn hẳn so với người bình thường. Điều này đòi hỏi sự chú ý và cảnh báo khẩn cấp để bảo vệ sức khỏe của họ.
Đặt vấn đề
Nguyên nhân chính dẫn đến nguy cơ này được xác định là do tiếp xúc với một nhóm hợp chất hóa học có tên là PAHs (Polycyclic Aromatic Hydrocarbons – Hydrocarbon Thơm Đa Vòng).
PAHs là gì? – PAHs là những hợp chất được tạo thành từ sự kết hợp của các vòng benzene (ít nhất là hai vòng). Về cơ bản, chúng chỉ bao gồm hai nguyên tố chính là Cacbon và Hydro.
Tác hại khủng khiếp của PAHs
Hợp chất Hydro Carbon đa vòng PAHs có tác động rất lớn tới sức khỏe của con người:
- Gây ung thư và đột biến gen: Trong không khí, gần 90% PAHs bám vào các hạt bụi mịn (PM10) và dễ dàng xâm nhập sâu vào phổi. Mặc dù chỉ cần tiếp xúc với nồng độ nhỏ trong thời gian dài, PAHs vẫn có thể gây hại nghiêm trọng. Rất nhiều loại PAHs có khả năng gây ung thư và làm thay đổi cấu trúc gen của cơ thể.
- Tổn thương sức khỏe toàn diện: Ngoài ung thư, PAHs còn có thể gây tổn thương cho da, các dịch trong cơ thể và làm suy giảm hệ miễn dịch.
- Mức độ nguy hiểm khác nhau: Khả năng gây ung thư của các loại PAHs không giống nhau. Các hợp chất có 2-3 vòng benzene thường ít nguy hiểm hơn. Chỉ những PAHs có từ 4 đến 5 vòng thơm trở lên mới bắt đầu có khả năng gây ung thư và đột biến gen. Đặc biệt, các PAHs có cấu trúc phân tử “góc cạnh” nguy hiểm hơn so với cấu trúc thẳng hoặc dày đặc.
Nguồn phát thải PAHs điển hình
Quá trình sản xuất trong trạm trộn bê tông nhựa nóng tại các trạm trộn asphalt là một nguồn phát thải PAHs chính ra môi trường không khí. Lý do là vì quá trình này sử dụng bitume, hắc ín và nhựa đường ở nhiệt độ cao. Trong số các loại PAHs phát thải từ hoạt động này, Benzo(a)pyrene (BaP) nổi lên như một “kẻ nguy hiểm” điển hình, gây tác hại lớn nhất cho người lao động.
Chính vì BaP có độc tính cao và là chất đại diện cho nhóm PAHs, các nhà nghiên cứu đã tiến hành so sánh tình trạng sức khỏe của những người lao động tại các trạm trộn asphalt tiếp xúc với BaP với một nhóm người không tiếp xúc (nhóm đối chứng). Mục đích là để đánh giá mức độ ảnh hưởng của BaP đến sức khỏe và xem xét sự chuyển hóa của nó trong cơ thể người lao động.
Chỉ số sinh học quan trọng: 1-Hydroxypyrene (1-OHP)
Để theo dõi và đánh giá mức độ tiếp xúc với PAHs một cách chính xác, các nhà khoa học thường sử dụng 1-Hydroxypyrene (1-OHP). Đây là một chất chuyển hóa của Pyrene (một loại PAHs phổ biến) có trong nước tiểu. Pyrene tồn tại với số lượng lớn trong các hợp chất PAHs.
Hiện nay, việc đo lường nồng độ 1-OHP trong nước tiểu được coi là phương pháp đánh giá sự tiếp xúc với PAHs hiệu quả và đáng tin cậy nhất trong y tế. Pyrene được cơ thể chuyển hóa và đào thải nhanh chóng, do đó, 1-OHP trong nước tiểu là một chỉ số phản ánh rất tốt mức độ phơi nhiễm với PAHs trong môi trường làm việc.
Việc hiểu rõ về tác hại của PAHs và sử dụng các chỉ số sinh học như 1-OHP là bước đi quan trọng để bảo vệ sức khỏe người lao động, đặc biệt là những người làm việc trong môi trường có nguy cơ cao như các trạm trộn bê tông asphalt.
Tìm hiểu thêm về: Tiêu chuẩn sửa chữa mặt đường bê tông nhựa nóng (Asphalt)
Phương pháp nghiên cứu
Nhằm đánh giá ảnh hưởng của các hợp chất PAHs đối với người lao động (NLĐ) làm việc tại các trạm trộn bê tông asphalt trong mùa mưa năm 2016 và mùa nắng năm 2017, nhóm nghiên cứu đã tiến hành lấy mẫu môi trường và mẫu sinh học tại 10 trạm trộn bê tông asphalt khu vực miền Trung.
Lấy mẫu không khí lao động và xác định BaP
Không khí tại vùng thở của NLĐ trực tiếp tiếp xúc với bê tông asphalt được thu mẫu để xác định nồng độ benzo(a)pyrene (BaP). Đồng thời, nhóm nghiên cứu cũng tiến hành lấy mẫu ở nhóm NLĐ đối chứng, là những người không tiếp xúc với bê tông asphalt, nhằm phục vụ so sánh.
Tại mỗi trạm trộn, 9 mẫu khí cá nhân được thu tại 3 vị trí làm việc chính, bao gồm:
- Vị trí vận hành lò nhựa nóng asphalt
- Vị trí vận hành lò phối trộn
- Vị trí vận hành phễu rót bê tông thành phẩm lên xe
Mỗi vị trí lấy 3 mẫu, thời gian thu mẫu kéo dài liên tục trong 8 giờ/ca làm việc, tại vùng thở của NLĐ.
Đối với nhóm đối chứng, tại mỗi trạm bê tông tươi hoặc văn phòng trạm, thu 3 mẫu khí cá nhân của 3 NLĐ không tiếp xúc với bê tông asphalt.
Sau khi thu thập và xử lý mẫu, nồng độ BaP được phân tích bằng sắc ký khí khối phổ (GC-MS) với:
- Giới hạn phát hiện (MDL): 0,99 ng/m³
- Độ lệch chuẩn tương đối (RSD): 3%
Mời các bạn tham khảo thêm về lịch sử nhựa đường nhé!
Thu mẫu nước tiểu và phân tích 1-hydroxypyrene (1-OHP)
Để đánh giá mức phơi nhiễm PAHs trong cơ thể, mẫu nước tiểu của NLĐ tại 10 trạm trộn bê tông asphalt được thu và phân tích 1-hydroxypyrene (1-OHP), với các tiêu chí sau:
- NLĐ đã vận hành lò trộn bê tông asphalt ít nhất 3 ngày liên tục trước thời điểm lấy mẫu.
- Mỗi NLĐ được thu mẫu nước tiểu tại 3 thời điểm trong ngày:
- Buổi sáng khi vừa thức dậy
- Buổi trưa trước khi ăn
- Buổi chiều trước khi tan ca
(Mỗi lần thu khoảng 20–25 ml)
Mẫu nước tiểu buổi sáng được NLĐ tự thu vào lọ polyethylene đã chuẩn bị sẵn và bàn giao ngay cho nhân viên nghiên cứu để bảo quản. Các mẫu thu buổi trưa và chiều được lấy trực tiếp tại nơi làm việc, sau đó trộn chung với mẫu buổi sáng và bảo quản theo quy định ở –20°C, thời gian lưu mẫu tối đa 5–7 ngày.
Tại mỗi trạm trộn bê tông asphalt, thu 9 mẫu nước tiểu, tương ứng với:
- 3 vị trí làm việc
- Mỗi vị trí 3 mẫu
Đối với nhóm đối chứng, tại mỗi trạm bê tông tươi hoặc văn phòng trạm, thu 3 mẫu nước tiểu của 3 NLĐ không tiếp xúc với bê tông asphalt.
Hàm lượng 1-OHP được phân tích bằng sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) với:
- Giới hạn phát hiện (LOD): 0,1 ng/ml
- Độ lệch chuẩn tương đối (RSD): 4,12%
Đánh giá nguy cơ ung thư
Dựa trên kết quả phân tích nồng độ BaP trong không khí lao động, nhóm nghiên cứu tiến hành đánh giá nguy cơ gia tăng ung thư trong suốt cuộc đời (Incremental Lifetime Cancer Risk – ILCR) thông qua hai con đường phơi nhiễm:
- Qua đường hô hấp
- Qua tiếp xúc da
Nguy cơ ung thư tổng hợp được xác định theo công thức:
Nguy cơ gia ung thư tăng do tiếp xúc qua da:
Carcinogenic Risk : CR= ILCRinhal + ILCRdermal
Trong đó, ILCR là nguy cơ gia tăng ung thư suốt đời; CS là nồng độ BaP; CSF là hệ số dốc gây ung thư; BW là khối lượng cơ thể; AT là tuổi thọ trung bình; EF là tần suất tiếp xúc; ED là thời gian tiếp xúc; IR là tốc độ hít vào; SA là diện tích da tiếp xúc; AF là hệ số bám dính; ABS là hệ số hấp thụ qua da và PEF là hệ số phát thải hạt.
Các thông số đầu vào được áp dụng cho trẻ em (6 tuổi) và người trưởng thành (24 tuổi), dựa trên Hướng dẫn đánh giá rủi ro của US EPA và các tài liệu tham khảo liên quan. Chi tiết các thông số được trình bày trong Bảng 1.
Tham khảo thêm: Biện pháp thi công cắt đường nhựa như thế nào?
Kết quả nghiên cứu
Sau khi đã đánh giá nguy cơ, xây dựng phương pháp lấy mẫu và nghiên cứu, sau đây là kết quả:
Kết quả nghiên cứu
Bảng 2: Kết quả khảo sát BaP của mẫu khí cá nhân thu tại vùng thở của NLĐ ở các trạm asphalt vào mùa mưa (2016) và mùa nắng (2017)
[1], [2],…,[10] : Các trạm trộn bê tông asphalt
Bảng 3 : Kết quả khảo sát BaP của mẫu khí cá nhân thu tại vùng thở của NLĐ đối chứng không tiếp xúc với với bê tông asphalt vào 2 mùa mưa (2016) nắng (2017)
– [NLĐ1] , [NLĐ2] ,., [NLĐ9]: Người lao động đối chứng
– Thời gian thu mẫu khí cá nhân: thu ở vùng thở của NLĐ đối chứng suốt 8 giờ/ca làm việc
Bảng 4: Kết quả khảo sát 1-OPH trong nước tiểu NLĐ vận hành trạm trộn bê tông asphalt, tiếp xúc với BaP vào mùa mưa (2016) và mùa nắng năm 2017
[1], [2],…,[10] : Các trạm trộn bê tông asphalt
Bảng 5: Kết quả khảo sát 1-OPH trong nước tiểu ở NLĐ đối chứng không tiếp xúc với bê tông asphalt, mùa mưa (2016) và mùa nắng (2017)
– KPH : không phát hiện
– [NLĐ1] , [NLĐ2] ,., [NLĐ9] : Người lao động đối chứng
Bàn luận về kết quả nghiên cứu
Theo Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (EPA), mức phơi nhiễm an toàn đối với PAHs là 0,03 mg pyrene/kg thể trọng. Trong khi đó, Quyết định 3733/2002/QĐ-BYT quy định nồng độ tối đa cho phép của benzo(a)pyrene (BaP) trong môi trường lao động là 100 ng/m³.
Kết quả khảo sát tại 10 trạm trộn bê tông asphalt ở miền Trung trong hai mùa mưa (2016) và nắng (2017) cho thấy mức độ phơi nhiễm BaP của người lao động có sự khác biệt rõ rệt theo mùa. Vào mùa mưa, do điều kiện thông thoáng kém, 100% mẫu khí cá nhân vượt ngưỡng cho phép, cao hơn từ 1,33 đến 1,58 lần. Ngược lại, vào mùa nắng, nhiệt độ cao làm BaP khuếch tán mạnh hơn, dẫn đến mức phơi nhiễm giảm; chỉ 30% mẫu vượt chuẩn, với giá trị từ 1,01 đến 1,22 lần. Việc tiếp xúc lâu dài với BaP có thể gây kích ứng da, đường hô hấp, tổn thương hệ sinh sản và làm gia tăng nguy cơ ung thư.
Đánh giá rủi ro cho thấy phơi nhiễm qua da chiếm ưu thế, cao hơn khoảng 1.000 lần so với đường hô hấp. Giá trị ILCR thu được vào mùa mưa (1,8×10⁻⁴) và mùa nắng (1,28×10⁻⁴) đều nằm trong ngưỡng có nguy cơ gây ung thư, cho thấy hoạt động của các trạm trộn bê tông asphalt tiềm ẩn rủi ro sức khỏe nghiêm trọng đối với người lao động. So sánh với các nghiên cứu quốc tế cho thấy nguy cơ ung thư tại các trạm trộn asphalt ở miền Trung cao hơn đáng kể và cần được cảnh báo.
Phân tích 1-hydroxypyrene (1-OHP) trong nước tiểu cho thấy tất cả NLĐ trực tiếp tiếp xúc với bê tông asphalt đều có sự hiện diện của chất này, chứng tỏ BaP đã được hấp thụ và chuyển hóa sinh học trong cơ thể. Nồng độ 1-OHP vào mùa mưa cao hơn mùa nắng, phù hợp với xu hướng biến động của nồng độ BaP trong không khí. Ngược lại, nhóm lao động đối chứng cũng phát hiện 1-OHP nhưng ở mức thấp hơn nhiều, cho thấy họ chỉ tiếp xúc PAHs từ môi trường xung quanh.
Hiện nay, chưa có quy định giới hạn 1-OHP trong nước tiểu, tuy nhiên kết quả nghiên cứu cho thấy nồng độ 1-OHP ở NLĐ tiếp xúc với bê tông asphalt cao hơn rõ rệt so với nhóm không tiếp xúc, phản ánh mức độ phơi nhiễm PAHs đáng lo ngại.
Kết luận & Kiến nghị
Kết quả nghiên cứu cho thấy 100% mẫu khí cá nhân vào mùa mưa vượt quy chuẩn BaP, trong khi vào mùa nắng tỷ lệ này giảm xuống còn 30%. Các hợp chất PAHs trong bê tông asphalt đã xâm nhập vào cơ thể NLĐ và được chuyển hóa thành 1-OHP, với nồng độ cao gấp 2,5–6 lần so với nhóm đối chứng.
Người lao động tại các trạm trộn bê tông asphalt ở miền Trung có nguy cơ ung thư cao, cần được cảnh báo và bảo vệ. Thực trạng ô nhiễm BaP hiện nay cho thấy các cơ quan quản lý môi trường cần sớm áp dụng biện pháp kiểm soát phù hợp, đồng thời xây dựng các tiêu chuẩn về PAHs trong không khí lao động và môi trường xung quanh.
Nghiên cứu từ ThS. LÊ VĂN KHOA – Phân viện KH An toàn VSLĐ & BVMT Miền Trung – Đơn vị thi công thảm bê tông nhựa nóng tại Hà Nội XDHD dẫn và tổng hợp!
Tài liệu tham khảo:
[1]. Nghiêm Trung Dũng (2006), Bài giảng kỹ thuật xử lý ô nhiễm khí, viện khoa học và công nghệ môi trường, trường đại học bách khoa Hà nội.
[2]. International Program on Chemical Safety (2004) Concise International Chemical Assessment Document 59: Asphalt (Bitumen), World Health Organization Geneva, Switzerland.
[3]. Luo D., Yu Q., Yin H., Feng. Y (2007), “Humic acid-bonded silica as a novel sorbent for solid-phase extraction of benzo[a]pyrene in edible oils”, Analytical Chimica. Acta., Vol.588(2), pp.261-267.
[4]. NeffJ.M (1995), “polycyclic aromatic hydrocarbons”, Fund of qua. toxic.
[5]. Safety and Environmental Asurance Center (2003), PAHs: An Ecotoxicological Perpective, Sharnbrool, Bedford, UK
[6]. Wang Z.S., Duan X.L., Liu P., Nie J., Huang N., Zhang J.L (2009), “Human exposure factors of Chinese people in environmental health risk assessment”, Res. Environ. Sci., Vol.22, 1164–1170. (In Chinese).
[7]. Wang Z., Li S.Q., Chen X.M., Lin C.Y. (2008), “Estimates of the exposed dermal surface area of Chinese in view of human health risk assessment”, J. Saf. Environ, Vol.8, 152–156.
[8]. Jongeneelen F.J., 2001, “Benchmark Guideline for Urinary 1-Hydroxypyrene as Biomarker of Occupational Exposure to Polycyclic Aromatic Hydrocarbons”, The Annals of Occupational Hygiene, 45(1), pp. 3-13.
[9]. 1-Hydroxypyrene in urine by Fluorimetry, 2010, Eureka – Lab Division.
[10]. Burgaz S., Borm P.J., Jongeneelen F.J., 1992, “Evaluation of urinary excretion of 1-hydroxypyrene and thioethers in workers exposed to bitumen fumes”, International Archives of Occupational and Environmental Health, 63(6), pp. 397-401.
[11]. Jongeneelen F.J., 1997, “Methods for routine biological monitoring of carcinogenic PAH-mixtures, Science of the Total Environment”, 199 (1-2), pp. 141-149.
(Tạp chí HĐKHCN An toàn – Sức khỏe và Môi trường lao động số 1,2&3/2019)