ThS. Trần Thị Thanh Thoả1, Thiều Mai Lâm 2, và GS.TS. Trương Nguyện Thành3
1 Khoa Sinh học, Trường Đại học Thủ đô Tôkyo, Nhật Bản (thoa.tran@riken.jp)
2Viện Khoa học Cao phân tử, Đại học Kỹ thuật Virginia, Mỹ (thieu@vt.edu)
3Khoa Hóa Học, Đại Học Utah, Mỹ (Thanh.Truong@utah.edu)
Hiện tượng cá biển chết hàng loạt ở Vũng Áng và dọc bờ biển dài hàng trăm km ở các tỉnh miền Trung đã khiến dư luận cả nước quan tâm, bức xúc, cuộc sống của nhân dân các tỉnh liên quan gần như bị đảo lộn [1]. Biển và nguồn lợi biển không chỉ là nguồn sống của rất nhiều ngư dân dọc bờ biển, nó còn là một trong những nguồn kinh tế trọng yếu của nước ta. Bên cạnh đó, việc ngộ độc do ăn đồ biển nhiễm độc đã khiến người dân trở nên hoang mang. Những hiện tượng tương tự như thế này và hậu quả nghiêm trọng của nó đã từng được ghi nhận trong lịch sử môi trường thế giới [2]. Do tính nghiêm trọng của vấn đề, ngay khi hiện tượng này xảy ra, GS.TS Trương Nguyện Thành đã lập tức cảnh báo vào ngày 20 tháng 4 năm 2016 trên Mạng Kết Nối Các Nhà Khoa Học Việt Nam ở Toàn Cầu [3].
Với nghi vấn là việc cá chết liên quan đến nhiễm độc kim loại nặng (KLN) và những tác hại lâu dài của nó, giáo sư và cộng sự đã có bài viết trao đổi về vấn đề này dưới góc nhìn của những người làm khoa học.
Kim loại nặng là gì? Nguồn gốc của kim loại nặng là như thế nào?
Kim loại nặng (KLN) là những nguyên tố kim loại có khối lượng riêng lớn (>5g/cm3), có thể gây độc tính mạnh ngay cả ở nồng độ thấp. Ví dụ về kim loại nặng gồm có: chì (Pb), thuỷ ngân (Hg), cadimi (Cd), arsen (As), bạc (Ag)...KLN có rất nhiều ứng dụng trong công nghiệp, nông nghiệp, y tế, cũng như các sản phẩm công nghệ cao như điện thoại thông minh, xe hơi điện … [4]
Kim loại nặng (kim loại quí hiếm) thường có trong lòng đất và thường bị khóa chặt trong cấu trúc của một số loại đá nên bình thường trong thiên nhiên thì vô hại. Ngay cả trong cơ thể sống, với nồng độ cực thấp KLN cũng có vai trò quan trọng trong quá trình trao đổi chất. Lượng kim loại nặng tích luỹ trong lòng đất rất ít trong khi nhu cầu sử dụng nó ngày càng tăng do đó kim loại nặng càng trở nên quí hiếm. Trong qui trình khai thác, các kim loại này được giải phóng; một số còn tồn lại trong chất thải (đa số là chất lỏng nhưng đôi khi chất khí) sẽ thoát ra môi trường chung quanh qua các ống thải. Nó có thể bay trong không khí, ngấm xuống nguồn nước ngầm, hấp thụ bởi cây cỏ, hải sản, và súc vật [4].
Đường xâm nhập của các kim loại nặng và tác hại của nó với sức khoẻ.
Kim loại nặng thường có tính bền vững rất cao. Do vậy, nó sẽ tồn tại rất lâu trong đất, nước, không khí. Nếu các sinh vật hấp thụ các KLN này thì chất độc sẽ được tích luỹ và chuyển qua các sinh vật (động vật cũng như thực vật) khác nhau qua chuỗi thức ăn. Con người thường là mắt xích cuối cùng của chuỗi thức ăn và các KLN này sẽ đi vào cơ thể qua ăn uống. Ngoài ra, chúng cũng có thể xâm nhập qua đường hô hấp và qua niêm mạc (da) [5].
Nếu hàm lượng KLN vượt quá ngưỡng cho phép sẽ rất độc và gây tác hại lâu dài đến cơ thể con người. Những nguyên tố KLN như arsen, cadimi, crom, chì, thủy ngân đều được cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (EPA) và Cơ quan Quốc tế Nghiên cứu về Ung thư (IARC) coi là tác nhân gây ung thư ở người [4]. Nguy hiểm hơn nếu cơ thể tích lũy hàm lượng lớn kim loại nặng sẽ dẫn đến nhiều biến chứng nặng nề, gây tổn thương não, co rút các bó cơ, biến dạng các ngón tay, chân, khớp, làm người bệnh phát điên và tử vong sau khi tiếp xúc từ vài giờ đến vài tháng hoặc năm. KLN có thể tiếp xúc với màng tế bào, ảnh hưởng đến quá trình phân chia DNA, dẫn đến thai chết, sự dạng, quái thai của các thế hệ sau. Tác hại về sức khỏe của kim loại nặng đã được cộng đồng khoa học quốc tế nghiên cứu và công bố trong thời gian dài [5].
Tại sao lại nghi ngờ cá chết ở Vũng Áng và miền Trung hiện nay là do nhiễm độc kim loại nặng?
Để khẳng định một cách chính xác, các phương pháp phân tích hóa chất thường dùng trong các phòng thí nghiệm hóa học, phân tích chất lượng nước, v.v. có thể xác định chính xác hóa chất gây cá chết. Thí dụ dùng phương pháp Atomic Absorption Spectroscopy (AAS) có thể tìm ra những kim loại nặng hấp thụ trong cá chết hoặc Gas Chromatography Mass Spectroscopy (GC-MS) xác định hàm lượng vết các chất hữu cơ. Những thí nghiệm này không quá phức tạp chỉ cần trình độ cử nhân hóa học là làm được. Tuy nhiên lý do vì sao cho đến giờ chưa có một báo cáo nào công bố cụ thể các chỉ số cho toàn dân biết để phòng tránh vẫn là một điều khó hiểu [6]. Trong lúc chờ kết luận của cơ quan chức năng, chúng tôi đưa ra những bằng chứng sau để có thể kết luận khả năng hai trường hợp có thể xảy ra.
Trường hợp 1: Nhiễm độc kim loại nặng
- Chất có khả năng giết hàng loạt cá biển trên một diện rộng như thế phải là chất kịch độc như kim loại nặng và kể cả chất phóng xạ. Theo thiết kế của KCN, cổng xả thải được đặt ở vị trí 2 km ngoài khơi, nơi được cho là có khả năng làm loãng mọi hóa chất một cách nhanh chóng do dung lượng lớn của nước biển. Tuy nhiên, đối với các kim loại nặng như chì thì một lượng rất nhỏ chỉ cần 1 g trong 1,000,000 litter nước cũng đủ chết người (Nồng độ IDLH (Immediately Detrimental to Life and Health) từ Environmental Protection Agency (EPA -Cơ quan bảo vệ môi trường Mỹ) và 1 g trong 10 triệu litter nước đủ nguy hại đến cá 2 (Xem bài báo khoa học của Solomon).
- KLN khối lượng riêng nặng nên khi bị phát tán sẽ dần chìm xuống dưới nên mới gây chết rất nhiều cá ở tầng đáy. Như các thông tin báo chí đăng có thể thấy cá sống ở lớp nước sâu bị ảnh hưởng nhiều hơn cá sống ở lớp nước mặt. Điều đó có thể là dấu hiệu cho thấy do các hợp chất chứa kim loại nặng chìm xuống dưới làm chết các loại cá và sinh vật dưới đáy biển.
- Kết luận kiểm tra của Sở NN&PTNT Thừa Thiên - Huế cho biết, nguyên nhân cá chết hàng loạt là do pH nước thay đổi đột ngột, chất lượng phú dưỡng (PO43-) tăng cao đột ngột. Câu hỏi đặt ra “PO4 từ đâu ra và tại sao pH nước tăng đột ngột?”
- Đá ở khu vực Vũng Áng rất giống loại đá phosphorite: có lỗ nhỏ và màu ngả vàng.
Hình 1- So sánh đá ở khu vực Vũng Áng và đá phosphorite
Hình 2- Nước thải từ Formosa (trái) và nước thải từ quá trình khai thác vàng (phải)
b. Trong qui trình khai thác đá phosphorite sẽ thải ra nước thải màu vàng.
Nếu đúng như nhận định ban đầu nguyên nhân gây chết cá là từ nước thải của Formosa thì ta có thể liên hệ thấy nước thải này có màu vàng, rất giống với màu đặc trưng của nước thải khi khai thác phosphorite.
c. Cấu trúc của đá phosphorite điển hình thường có chứa gốc iôn kim loại nặng và PO43- :
(Một số ít ion bạc trong cấu trúc này có thể được thay thế bởi các loại kim loại nặng khác nhau). Khi khai thác đá phosphorite sẽ giải thoát một lượng lớn PO4, ion Ag cũng như một số kim loại nặng vào nước thải.
d. Phosphoric acid là một acid yếu do đó với lượng lớn PO4 3- ion, theo nguyên tắc chuyển dịch cân bằng Le Chatelie, chiều phản ứng sẽ bị đẩy ngược để tạo nhiều OH ion hơn và do đó nâng cao độ pH của nước.
e. Theo nghiên cứu của Salamon, chỉ cần 0.1 ppb (part per billions) lượng ion bạc là đủ giết cá. 0.1 ppb tương đương với 1 g cho 10 triệu litter nước. (hệ số biến đổi: 1 ppb = 1 g/1 triệu L) 2
Trường hợp 2: Nhiễm độc bởi cyanide
Trong kỹ thuật khai thác mỏ kim loại, NaCN thường dùng để chiết xuất vàng và các kim loại quí hiếm. Thí dụ trong trường hợp chiết xuất vàng từ quặng, NaCN giúp biến vàng thành chất có thể tan trong nước theo phản ứng sau và đồng thời sản xuất NaOH, một bazơ mạnh theo phương trình sau:
4 Au + 8 NaCN + O2 + 2 H2O → 4 Na[Au(CN)2] + 4 NaOH
NaCN là một loại muối rất dễ tan trong nước. Do đó nếu không kết hợp với kim loại thì ion cyanua sẽ xuất hiện ở dạng ion trong nước thải.
- Vì phản ứng hóa học thải ra NaOH do đó nồng độ pH của nước sẽ tăng phù hợp với báo cáo của Sở NN&PTNT Thừa Thiên - Huế.
- Ion Cyanua (CN-) tan trong nước là một chất cực kỳ độc. Nó làm hệ thống hô hấp của động vật mất chức năng tiêu thụ oxy. Nồng độ IDLH của CN là 25 g/ 1 triệu L. [14]. Tuy không độc bằng kim loại nặng nhưng với lượng lớn cyanua cũng có thể gây cá biển chết hàng loạt.
- Khu vực miền Trung được biết có nhiều mỏ vàng. Do đó khả năng chất thải có từ việc khai thác vàng và kim loại quí hiếm cũng không phải là thấp (Xem hình 2- so sánh nước thải của Formosa và nước thải từ quá trình khai thác vàng)
Tác hại có thể dự đoán trên diện rộng của sự việc ở Vũng Áng.
Khi cống thải được đặt ở 2 km xa bờ biển thì cột nước thải có thể cao vài chục đến cả trăm mét. Dòng hải lưu nơi đó đủ mạnh để phát tán chất độc trong diện rộng từ vài trăm đến ngàn km dễ dàng và nhanh chóng. Thực tế cho thấy tác hại đã lan ra trên 250 km bờ biển.
Hình 3- Cột nước thải và sơ đồ vùng biển nhiễm độc [8]
Theo lí thuyết, những chất này nếu là kim loại nặng thì tác hại của nó có thể là khôn lường và rất khó ước đoán. Các loại hải sản ở khu vực nhiễm độc đều có thể bị nhiễm nặng. Lượng độc tố có thể ngấm sâu xuống mạch nước ngầm và gây hại lâu dài. Tình trạng ở Vũng Áng có tầm nguy hại đến sức khỏe và mưu sinh của dân chúng trên diện rộng do dòng hải lưu và phân phối hải sản tiêu thụ trên cả nước chứ không chỉ giới hạn ở Vũng Áng. Lịch sử thế giới đã ghi nhận rất nhiều trường hợp thương tâm về việc nhiễm kim loại nặng từ môi trường và cuộc đấu tranh pháp lí không hề dễ dàng.
Một vài ví dụ đau thương được ghi nhận về nhiễm độc kim loại nặng
Hình 4- Nạn nhân bị nhiễm bệnh Minamata
Bệnh Minamata là đại thảm họa môi trường của Nhật-như cái giá phải trả cho việc quá nôn nóng phát triển kinh tế mà bỏ qua việc bảo vệ môi trường. Từ năm 1932-1968, công ty Chisso (Nhật) sử dụng thủy ngân hữu cơ là chất xúc tác để sản xuất acetaldehyde, axit acetic và các chất dẻo. Methyl thủy ngân là chất kịch độc, độc đến nỗi chỉ vài giọt rơi vào da có thể dẫn đến tử vong ngay lập tức. Trong quá trình sản xuất, methyl thủy ngân được sinh ra và đổ thẳng xuống vịnh Minamata mà không qua bất kì một sự xử lý nào. [9]
Thủy ngân phát tán trong môi trường nước, bám vào phù du và lắng xuống bùn. Cá hấp thụ oxy trong nước qua mang cá, tích lũy thủy ngân trong cơ thể. Khi ăn phải những con cá bị nhiễm độc đó dần dần, người ăn sẽ tích lũy lượng thủy ngân đáng kể trong cơ thể. Khi đi vào trong cơ thể người, thủy ngân tấn công thẳng vào hệ thần kinh trung ương, hệ nội tiết, và các cơ. Thủy ngân làm con người trở nên loạn trí, các khớp xương bị co rút, dẫn đến biến dạng cơ thể. Người mẹ nhiễm thủy ngân sẽ đẻ con ra quái thai, dị dạng hoặc bị nhiễm bệnh Minamata bẩm sinh. Hậu quả là hơn 17 000 người dân phải gánh chịu căn bệnh này suốt hơn 60 năm. [10]
Tác hại của việc khai thác KLN cho môi trường có thể biểu hiện trực quan hơn ở chung quanh khu vực nhà máy khai thác kim loại nặng ở Baotou, Trung Quốc năm 2012 súc vật bị chết do nhiễm khí độc. Ngay cả cây ăn trái cũng èo uột và trái có mùi hôi thối [11].
Nếu là NaCN thì sao?
Tuy tính độc hại lâu dài của cyanua không tàn khốc như kim loại nặng, chất độc này có thể phá hủy hệ thần kinh và bộ phận hô hấp, thay đổi hồng cầu. [15]. Người bị nhiểm độc rất khó thở và dễ bị chảy máu mũi. Những triệu chứng này không phù hợp lắm với triệu chứng tìm thấy ở những người bị ngộ độc do ăn cá nhiễm độc báo chí đã đưa thời gian gần đây. [12]
Không ăn cá chết thôi chứ hải sản sống thì ăn không sao? Tắm biển cũng không sao?
Đây là một nhận định sai lầm trầm trọng. Khi cá chết có nghĩa nồng độ chất độc đã vượt ngưỡng. Nhưng cá còn sống không có nghĩa là không có bị ngấm chất độc. Tuy trường hợp cá chết do NaCN thì ít nguy hại hơn nhưng nếu là kim loại nặng thì hệ quả lớn hơn nhiều. Xin nhắc lại tất cả hải sản từ vùng ô nhiễm có xác suất hấp thụ độc tố rất cao đặc biệt là những loại sinh vật sống sát đáy. Những độc tố này tồn dư, tích luỹ qua chuỗi thức ăn. Do cơ thể con người không có khả năng thải kim loại nặng hiệu quả, nó sẽ tích lũy dần dần và gây tác hại lâu dài như nói trên. Đã có nghiên cứu chỉ ra lượng nhiễm độc thuỷ ngân vào cơ thể người từ việc ăn cá lên đến 95%. [10] Ngay cả lí do lần này không liên quan đến kim loại nặng thì việc chất độc tồn dư ở những con cá chưa đủ liều lượng giết chêt cá là điều hoàn toàn có thể xảy ra. Thậm chí đã có ngộ độc với người xảy ra ở Quảng Bình (Bố Trạch), Hà Tĩnh (Kì Anh) [12]. Do vậy, đây là một nhận định vô cùng nguy hiểm. Người ngộ độc KLN qua đường tiêu hóa thường có triệu chứng bụng quặng đau, buồn nôn, tiêu chảy, nhức đầu và kiệt sức.
Bên cạnh đó, như chúng tôi đã đưa ra trước đó bên cạnh sự nhiễm độc do hô hấp và qua đường thức ăn thì chất độc có thể đi vào cơ thể qua da (niêm mạc). Do vậy, trong thời gian này hạn chế việc tắm biển, thậm chí các bạn tham gia điều tra nên có bảo hộ khi lặn sâu vào vùng nhiễm độc.
Không đưa ra lời cảnh báo để tránh việc chặn đi đường sống của hàng triệu dân nghèo?
Cũng có một vài ý kiến cho rằng, khi chưa có bằng chứng cụ thể chúng ta không đưa ra nhận định để tránh làm mất đi nguồn sống của người dân hay làm nhân dân hoang mang. Theo chúng tôi đây là một nhận định hết sức sai lầm. Khoa học ngoài việc tìm ra bằng chứng còn có chức năng dự báo để đề phòng trường hợp xấu nhất. Chúng ta đề phòng trường hợp xấu nhất nhưng mong đợi vào tình huống khả quan nhất. Nếu chúng ta không cảnh báo kịp thời, hậu quả sẽ lan nhanh, sâu và rộng hơn cho cộng đồng đến mức độ không còn khả năng kiểm soát được. Như ví dụ trên: vụ nhiễm độc Minamata cũng được phát hiện nhờ vào lời cảnh báo của viện trưởng Hosokawa của bệnh viện Kumamoto khi nghi ngờ nhiêm độc thủy ngân hữu cơ của các bệnh nhân. Tại thời điểm đó, sự việc như này chưa hề có tiền lệ trước đó [10]. Chúng ta đi sau nên học những bài học của người đi trước để tránh sai lầm. Hơn nữa việc chúng ta được cảnh báo là để chúng ta biết và đề phòng chứ không hề vì thế mà sợ hãi.
Những phát ngôn thiếu trách nhiệm
Thời gian gần đây nhiều cơ quan chức năng nhà nước đưa ra kết luận “nguyên nhân cá biển chết hàng loạt là do độc tố” [13]. Về điều này, một người dân không có hiểu biết về khoa học cũng có thể kết luận được, đặc biệt là những nạn nhân trúng độc phải cấp cứu do ăn đồ biển ở khu có cá chết. Có hai nguyên nhân cá biển chết hàng loạt: 1) báo hiệu sắp có thiên tai từ động đất hay núi lửa ở thềm lục địa (điều này xưa nay chưa bao giờ xảy ra ở Việt Nam), 2) có sự thay đổi lớn về số lượng vi sinh vật trong vùng nước (hiện tượng nước nở hoa, hay dịch bệnh) và 3) chất kịch độc do con người thải ra trong nước biển. Kết luận của cơ quan chức năng chỉ khẳng định rằng chúng ta sẽ không có thiên tai. Điều 90 triệu dân Việt cần biết từ cơ quan chức năng là xác định cá chết và người dân bị ngộ độc là do hóa chất gì để cộng đồng khoa học có thể hổ trợ tìm phương án giải quyết.
Lãnh đạo Formosa nói 300 tấn hóa chất nhập về sử dụng để tẩy rửa một số đường ống không gây hại và với khu công nghiệp thì chỉ “bé như hạt gạo” [13]. Kết luận của lãnh đạo Formosa rất mập mờ và khó hiểu, gây phẫn nộ cho rất nhiều người dân Việt Nam. Xin phép được hỏi hóa chất tẩy rửa đường ống đó có tên hóa học là gì? Nếu lãnh đạo Formosa không trả lời được thì xin cho biết tên thương mại là gì? Chi cục Hải Quan Hà Tĩnh có thể cho dân biết thông tin cụ thể về 300 tấn hóa chất này không?
Mới đây lãnh đạo Formosa còn tuyên bố để phát triển kinh tế việc chết vài con cá biển là chuyện nhỏ và là cái giá phải đánh đổi. Chỉ tiếc là việc chết cá biển không phải là chuyện “bé như hạt gạo” mà nó có thể là cảnh báo cho một tai họa còn khủng khiếp hơn chất độc màu da cam sắp đổ xuống các thế hệ tiếp theo của Việt Nam.
Kết luận:
Có thể coi sự việc nghiêm trọng này là một thảm họa quốc gia, một quốc nạn tác hại khôn lường và lâu dài. Với sự nguy hiểm của chất độc chúng tôi cho rằng cần có một nghiên cứu toàn diện với sự hỗ trợ của cộng đồng khoa học quốc tế như World Health Organization (WHO) và nên khẩn cấp trong thời gian này. Chính phủ cần yêu cầu Formosa dừng ngay việc xả nước thải ra biển cho đến khi có kết quả điều tra chính thức. Các cơ quan luật pháp cũng như các luật sư cần thu thập thông tin đầy đủ để có thể bắt buộc Formosa bồi thường thiệt hại cho dân về sức khỏe cũng như thiệt hại kinh tế nếu sự thật chất độc là do Formosa thải ra. Trong khi chờ kết luận của cơ quan điều tra thì người dân tạm dừng tiêu thụ các loại hải sản và không đi tắm biển. Người dân ở vùng bị nhiễm, cần phải xét nghiệm mẫu nước sinh hoạt và sản xuất nơi mình đang sống. Chúng tôi đã có bài viết hướng dẫn cách lấy mẫu và gửi đi xét nghiệm để có kết quả chính xác. Nếu các bạn cần tư vấn thêm về cách xử lý nước hoặc trao đổi về các kết quả nhận được có thể gửi email cho chúng tôi. Nếu có điều kiện hãy dùng máy lọc để lọc nước trước khi dùng kể cả đó là nguồn nước sinh hoạt. Đồng thời chúng ta cũng nhanh chóng phổ biến đến người dân, để nhân dân an tâm, có biện pháp đề phòng và cũng cần đề phòng các lực lượng mê tín dị đoan lợi dụng hiện tượng này để tung tin đồn nhảm và trục lợi. Hơn lúc nào hết người dân cần tự mình trang bị những kiến thức cần thiết để bảo vệ cho chính bản thân và gia đình.
Tài liệu tham khảo
1- http://m.vietnamnet.vn/vn/thoi-su/300459/ca-chet-trang-bien-mien-trung-nghi-nhiem-doc-tu-vung-ang.html
2- Frances Solomon, ‘Impacts on aquatic ecosystems and human health’, Mining.com (April, 2008)
3- https://www.facebook.com/groups/ivanet.org/
4-Tác hại của KLN : ” Heavy Metals Toxicity and the Environment”.
5- Lars Järup, Hazard of heavy metal contamination, British Medical Bulletin 2003; 68: 167–182
7- Ảnh bồn chứa nước xả. http://m.nguoiduatin.vn/kinh-ngu-mat-tich-sau-cong-bo-bi-mat-ve-ong-xa-thai-cua-formosa-a237658.html
10- Sách của bộ Môi trường Nhật Bản (Japanese Ministry of the Environment -環 境 省)
12-http://thanhnien.vn/doi-song/vu-ca-bien-chet-bat-thuong-mua-ca-chet-ve-an-nguoi-dan-bi-ngo-doc-693922.html
15- http://nj.gov/health/eoh/rtkweb/documents/fs/1693.pdf
