Tóm tắt Luận án Nghiên cứu đánh giá dư lượng một số chất kháng sinh trong nước và động vật thủy sinh trong một số hồ Hà Nội

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO 
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI 
----------------------------------- 
PHẠM THỊ THANH YÊN 
NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ DƯ LƯỢNG MỘT SỐ 
CHẤT KHÁNG SINH TRONG NƯỚC VÀ ĐỘNG VẬT 
THỦY SINH TRONG MỘT SỐ HỒ HÀ NỘI 
Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trường 
Mã số: 62520320 
TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG 
Hà Nội - 2017 
Công trình được hoàn thành tại: 
Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 
 Người hướng dẫn khoa học 1: GS.TS Huỳnh Trung Hải 
 Người hướng dẫn khoa học 2: PGS.TS Nguyễn Quang Trung 
Phản biện 1: .. 
Phản biện 2: .. 
Phản biện 3: .. 
Luận án được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án tiến sĩ cấp 
Trường họp tại Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 
Vào hồi .. giờ, ngày .. tháng .. năm  
Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện: 
 1. Thư viện Tạ Quang Bửu - Trường ĐHBK Hà Nội 
 2. Thư viện Quốc gia Việt Nam 
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN 
1.Phạm Thị Thanh Yên, Nguyễn Quang Trung (2012) Hiện trạng 
sử dụng kháng sinh và sự tồn dư kháng sinh trong môi trường 
nước ở Việt Nam. Tạp chí Khoa học & Công nghệ trường đại 
học Công Nghiệp Hà Nội, 13, pp. 61-65. 
2. Phạm Thị Thanh Yên, Nguyễn Quang Trung (2013) Dư lượng 
kháng sinh chloramphenicol trong tôm ở một số chợ của Hà 
Nội. Tạp chí Khoa học & Công nghệ trường đại học Công 
Nghiệp Hà Nội, 15, pp. 39-42. 
3. Nguyễn Quang Trung, Huỳnh Trung Hải, Phạm Thị Thanh Yên 
(2014) Sự xuất hiện và phân bố của các kháng sinh trong một 
số hồ, sông Kim Ngưu và sông Tô Lịch ở Hà Nội. Tạp chí Hóa 
Học, 52(6A), pp. 48 – 53. 
4. Phạm Thị Thanh Yên, Huỳnh Trung Hải, Nguyễn Quang Trung 
(2014) Xác định đồng thời kháng sinh họ quinolons, penicillins 
và trimethoprim trong cá bằng sắc ký lỏng hai lần khối phổ. 
Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên và Công 
nghệ, 30(6S), pp. 246 - 254. 
5. Phạm Thị Thanh Yên, Nguyễn Quang Trung, Huỳnh Trung Hải 
(2015) Nghiên cứu xác định kháng sinh sulfathiazole, 
sulfamethazine, sulfamethoxazole, sulfamerazine trong nước 
mặt bằng sắc ký lòng hai lần khối phổ. Tạp chí phân tích Hóa, 
Lý và Sinh học, 20(2), pp. 20 – 29. 
6. Phạm Thị Thanh Yên, Nguyễn Quang Trung (2016) Occurrence 
of antibiotics in lake in Hanoi. Hội thảo Korra 25th birthday 
internation symposium proceeding Biomass world and up-cycle, 
Ngày 21-22 tháng 7/2016, Tại trường đại học Jungwon – Hàn 
Quốc. 
7. Phạm Thị Thanh Yên, Nguyễn Quang Trung, Huỳnh Trung Hải 
(2016) Đánh giá sự xuất hiện và rủi ro tiềm năng của các kháng 
sinh quinonoles, sulfonamides và trimethoprim đối với môi 
trường nước và trầm tích của Hồ Tây và hồ Trúc Bạch. Tạp chí 
Hóa Học, 54(5), pp. 620 – 625. 
1 
MỞ ĐẦU 
Tính cấp thiết của đề tài 
Kháng sinh có ý nghĩa rất quan trọng đối với con người và vật nuôi, 
nhưng với hạn chế về hiểu biết và xem kháng sinh là thần dược, con người 
đã và đang lạm dụng kháng sinh quá mức dẫn đến sự tồn dư trong môi 
trường. Trong môi trường tự nhiên kháng sinh không dễ phân hủy, thêm 
nữa chúng liên tục được đưa vào từ các hoạt động của con người nên 
kháng sinh được coi là những chất gây ô nhiễm "giả liên tục". Nhiều bằng 
chứng cho thấy sự tồn lưu kháng sinh trong môi trường dù ở nồng độ thấp 
vẫn có nguy cơ ảnh hưởng nghiêm trọng tới môi trường sinh thái, đặc biệt 
là sinh ra các vi khuẩn kháng kháng sinh, vì vậy chúng ngày càng nhận 
được sự quan tâm của các nhà khoa học, các phương tiện truyền thông. 
Sulfonamides (SAs), trimethoprim (TRI) và quinolones (QNs) là những 
kháng sinh phổ rộng được sử dụng phổ biến ở Việt Nam trong y học ở 
người, nuôi trồng thủy sản và gia súc. Thêm nữa thời gian tồn lưu trong 
môi trường lâu, nên nghiên cứu đã lựa chọn các kháng sinh này để đánh 
giá dư lượng trong nước, trầm tích, cá rô phi và ốc ở hồ Tây, hồ Trúc 
Bạch, hồ Thủ Lệ, hồ Ngọc Khánh và hồ Yên Sở của Hà Nội. 
Mục tiêu nghiên cứu của luận án 
- Tối ưu hóa quy trình phân tích đồng thời ba nhóm kháng sinh QNs, SAs, 
TRI trong nước, trầm tích và cá rô phi. 
- Xác định hàm lượng kháng sinh trong nước, trầm tích, cá rô phi và ốc tại 
hồ Tây, hồ Trúc Bạch, hồ Thủ Lệ, hồ Ngọc Khánh và hồ Yên Sở. 
- Bước đầu đánh giá sự nguy hại của kháng sinh với sinh vật trong nước, 
trầm tích. 
- Đề xuất phương pháp xử lý nước thải có chứa kháng sinh và các chất 
dược phẩm khác. 
Đối tượng và phương pháp nghiên cứu 
Đối tượng nghiên cứu là hàm lượng kháng sinh SAs, QNs và TRI trong 
nước hồ, trầm tích, cá rô phi và ốc tại hồ Tây, hồ Trúc Bạch, hồ Thủ Lệ, 
hồ Ngọc Khánh và hồ Yên Sở của Hà Nội 
2 
Sử dụng phương pháp nghiên cứu thực nghiệm tại hiện trường (lấy mẫu, 
bảo quản mẫu, khảo sát hiện trạng các hồ) và trong phòng thí nghiệm (xử 
lý mẫu và phân tích trên sắc ký lóng hai lần khối phổ LC/MS/MS); 
Phương pháp thống kê toán học để xử lý số liệu phân tích; Phương pháp kế 
thừa các số liệu thu thập được trong các tài liệu và các kết quả đã được 
nghiên cứu; phương pháp đánh giá dựa trên các số liệu thực nghiệm đo 
được để rút ra các kết luận. 
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 
- Đã ứng dụng sắc ký lỏng hai lần khối phổ (LC/MS/MS) để phân tích hàm 
lượng kháng sinh họ quinolones, sulfonamides và trimethoprim. 
- Đánh giá được hiện trạng ô nhiễm kháng sinh trong 5 hồ Hà Nội, trên cơ 
sở đó xác định nguyên nhân và đề xuất một số biện pháp giảm thiểu nồng 
độ kháng sinh vào hồ. 
- Bước đầu nghiên cứu khả năng tích tụ kháng sinh trong ốc và cá rô phi 
qua hệ số tích lũy sinh học để đưa ra các khuyến cáo với người dân trong 
sử dụng ốc và cá rô ở các hồ có nguồn nước thải vào làm thực phẩm. 
- Dự đoán được kháng sinh nào có nguy cơ ảnh hưởng mạnh tới quần thể 
sinh trong năm hồ Hà Nội thông qua thương số nguy hại HQ. 
Những điểm mới của luận án 
Đây là nghiên cứu đầu tiên ở Việt Nam đưa ra những kết quả về ô nhiễm 
kháng sinh trong nước, trầm tích, cá rô phi và ốc ở các hồ Hà Nội. 
Đã đưa ra kết quả dự báo về mức độ ảnh hưởng của các kháng sinh QNs, 
SAs, TRI đối với quần thể sinh vật trong nước và trầm tích của 5 hồ Hà 
Nội. 
Cấu trúc của luận án gồm 
Luận án gồm 109 trang gồm mở đầu (2 trang), chương 1-Tổng quan tài 
liệu (27 trang), chương 2 – Phương pháp nghiên cứu (15 trang), chương 3- 
Kết quả và thảo luận (63 trang), kết luận (2 trang), tài liệu tham khảo và 
phụ lục 
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 
1.1.Tổng quan về thuốc kháng sinh 
Thuốc kháng sinh là những chất được sử dụng để điều trị các bệnh 
nhiễm khuẩn do vi khuẩn và các vi sinh vật khác gây ra. Dựa vào cấu trúc 
3 
hóa học, kháng sinh được chia thành 9 nhóm: β-lactam, aminoglycosid, 
tetracyclin, phenicol, macrolid, lincosamid, peptid; quinolone, nhóm Co – 
trimoxazol. 
 Sulfonamides, trimethoprim và quinolones là những kháng sinh phổ 
rộng được sử dụng phổ biến để điều trị bệnh hoặc kích thích tăng trưởng 
cho người, chăn nuôi và nuôi trồng thủy sản ở Việt Nam do giá thành rẻ, 
hiệu quả xử lý cao. Trên thế giới cũng như ở Việt nam các kháng sinh này 
được phát hiện với nồng độ và tần suất lớn trong môi trường nước, trầm 
tích. 
1.2. Hiện trạng sử dụng thuốc kháng sinh 
Để đánh giá chính xác mức tiêu thụ toàn cầu của tất cả các loại thuốc 
kháng sinh sẽ là khó khăn, nếu có thể nói là không thể, nhưng nhìn chung 
sự tiêu thụ kháng sinh trên toàn thế giới sử dụng cho người đang gia tăng 
đặc biệt là ở các quốc gia có thu nhập thấp và trung bình. 
Hiện nay trên thị trường Việt Nam có khoảng 39.016 hiệu thuốc, hầu 
hết thuốc bán không có đơn thuốc kèm theo. Người bệnh chỉ cần mô tả 
triệu chứng bệnh, người bán với kiến thức hạn chế về y, dược sẽ đưa ra các 
hướng dẫn lựa chọn.Trong chăn nuôi việc lựa chọn kháng sinh và quyết 
định liều dùng chủ yếu dựa trên kinh nghiệm của chủ hộ 44%, 33% theo 
hướng dẫn của bác sỹ thú y, 17% theo hướng dẫn của nhà sản xuất. Trong 
chăn nuôi phần lớn các chủ hộ không tuân theo quy định về việc ngừng sử 
dụng kháng sinh trước khi thu hoạch từ động vật. 
1.3. Ô nhiễm thuốc kháng sinh và ảnh hưởng đến môi trường 
sinh thái 
Con người và động vật hấp thụ không hoàn toàn các hợp chất kháng 
sinh, do đó chúng sẽ đi vào môi trường qua đường nước tiểu, phân ở dạng 
ban đầu và dạng chất chuyển hóa. Trong môi trường kháng sinh có thể tồn 
tại ổn định và lâu dài, sự tồn tại phụ thuộc vào độ bền của chúng với ánh 
sáng, khả năng hấp phụ, tốc độ phân hủy và sự hòa tan vào trong nước. 
Kháng sinh có tính hấp phụ mạnh, thường có xu hướng tích lũy trong đất 
hoặc trầm tích (như tetracylin, floquinonoles) và ngược lại, nhưng kháng 
sinh có tính linh động cao (như SAs), ít bị phân hủy thì thường có xu 
hướng thấm vào nước ngầm và được vận chuyển cùng với nước ngầm hay 
theo các đường thoát nước chảy tràn vào nước mặt. 
4 
Kháng sinh tồn tại trong môi trường sẽ gây ra những ảnh hưởng nghiêm 
trọng như: Sinh ra các vi khuẩn kháng kháng sinh, tăng cường sức đề 
kháng của vi sinh vật kháng thuốc, sự tích tụ kháng sinh trong sinh vật có 
khả năng tác động tới sức khỏe con người, do các gen kháng và/hoặc vi 
khuẩn kháng kháng sinh có thể chuyển từ động vật sang người, có nguy cơ 
gây ảnh hưởng tới môi trường sinh thái. 
1.4. Các phương pháp loại bỏ kháng sinh 
Trong tự nhiên kháng sinh có thể tự loại bỏ khỏi môi trường nhờ quá 
trình hấp phụ, phân hủy sinh học, phản ứng quang phân, phản ứng thủy 
phân. Nhưng kháng sinh được liên tục đưa vào môi trường hoặc hàm 
lượng kháng sinh đưa vào môi trường lớn hơn so với khả năng tự phân hủy 
của chúng đã dẫn đến sự tồn lưu kháng sinh vào môi trường. Phương xử lý 
nước thải bằng sinh học loại bỏ không hiệu quả kháng sinh, vì vậy để loại 
bỏ kháng sinh triệt để cần phải sử dụng thêm các phản ứng oxy hóa tiên 
tiến như O3/H2O2, O3/UV, H2O2/UV, Fenton Fe
2+/
H2O2. Ngoài ra còn có 
một số các quá trình khác như clo hóa, chiếu tia UV, sử dụng các màng 
siêu lọc, hấp phụ lên than hoạt tính cũng có thể loại bỏ kháng sinh. 
CHƯƠNG 2. THỰC NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP 
 NGHIÊN CỨU 
2.1. Hóa chất, dụng cụ và thiết bị 
Các dung môi và hóa chất sử dụng để xử lý mẫu và chạy sắc ký lỏng hai 
lần khối phổ là những dung môi có độ tinh khiết cao chuyên dùng để phân 
tích và chạy máy sắc ký. 
Thiết bị sắc ký lỏng hai lần khối phổ LC/MS/MS của hãng Thermo TSQ 
Quantum Access – Mỹ. 
2.2. Lấy mẫu và bảo quản mẫu 
Mẫu nước, trầm tích, cá rô phi rô phi đen (Oreochromis mossambicus) 
và ốc nhồi Pila polita được lấy theo QCVN và một số tài liệu tham khảo 
Bảng 2.2. Bảng tổng hợp số mẫu lấy tại năm hồ Hà Nội 
STT Tên hồ 
Số lượng mẫu 
Nước 
Trầm 
tích 
Cá rô phi Ốc 
1 Hồ Tây 144 108 10 
5 
2 Hồ Trúc Bạch 59 44 14 12 
3 Hồ Thủ Lệ 30 10 
4 Hồ Ngọc Khánh 30 10 
5 Hồ Yên Sở 30 10 
2.3. Tối ưu hóa quy trình phân tích đồng thời kháng sinh QNs, 
SAs, TRI trong nước, trầm tích và cá rô phi 
Khảo sát các điều kiện tối ưu cho sắc ký lỏng hai lần khối phổ: ion mẹ, 
ion con và năng lượng bắn phá tối ưu được thể hiện ở bảng 2.3, pha động 
và chế độ chạy pha động. 
Bảng 2.3. Thời gian lưu, thông số khối phổ của kháng sinh SAs, QNs và TRI 
Tên 
chất 
Thời 
gian 
lưu 
(Phút) 
Ion 
mẹ 
(m/z) 
Ion con định lượng 
(Năng lượng) 
m/z (V) 
Ion con định tính 
(Năng lượng) 
m/z (V) 
STZ 6,91 256 256→156 (12) 256→108 (20) 
SMZ 8,48 279,1 279,1→186 (16) 279,1→124 (20) 
SMX 8,77 254 254→156 (13) 254→108,2 (20) 
SMR 6,55 265 265→156 (14) 265→108 (18) 
TRI 8,34 291,2 291,2→230,1 (21) 291,2→123 (22) 
CIP 8,61 332,2 332,2→288 (15) 332,2→230,8 (33) 
NOR 8,62 320,2 320,2→275,6 (15) 320, 2→302,3 (22) 
OFL 8,53 362 362→261(28) 362→318 (20) 
ENR 8,33 360 360→342 (20) 360→245 (28) 
Tối ưu hóa quy trình phân tích nồng độ kháng sinh QNs, SAs, TRI trong 
nước với các yếu tố khảo sát: thể tích mẫu chiết, giá trị pH của mẫu chiết 
và thẩm định lại phương pháp. 
Tối ưu hóa quy trình phân tích nồng độ kháng sinh QNs, SAs, TRI trong 
trầm tích với các yếu tố khảo sát: trạng thái của mẫu, dung môi chiết, ảnh 
hưởng của pH tới hiệu suất chiết kháng sinh và thẩm định lại phương 
pháp. 
Tối ưu hóa quy trình phân tích nồng độ kháng sinh QNs, SAs, TRI trong 
cá rô phi với các yếu tố khảo sát: dung môi chiết, điều kiện loại chất béo 
và thẩm định lại phương pháp. 
6 
2.4. Hàm lượng và sự phân bố kháng sinh quinolones, 
sulfonamides và trimethoprim trong các hồ của Hà Nội 
Kháng sinh tồn dư trong môi trường nước thì cũng có khả năng tích tụ 
trong trầm tích, động vật thủy sinh, vì vậy để đánh giá toàn diện về mức độ 
ô nhiễm kháng sinh trong 5 hồ của Hà Nội, nghiên cứu đã tiến hành lấy 
mẫu ở cả ba môi trường để xác định nồng độ kháng sinh. 
Từ các kết quả phân tích kháng sinh ở các vị trí khác nhau trong hồ và ở 
thời gian lấy mẫu khác nhau, kết hợp với các số liệu về thời tiết (nhiệt độ, 
lượng mưa trung bình trong tháng), kết quả khảo sát về tình hình nuôi cá ở 
các hồ đưa ra các kết luận về nguyên nhân gây ô nhiễm kháng sinh trong 
hồ, quy luật phân bố kháng sinh theo không gian và thời gian. 
2.5. Đánh giá sự nguy hại của kháng sinh 
Đánh giá khả năng tích tụ của kháng sinh trong trầm tích thông qua hệ 
số hấp phụ Kd. 
Đánh giá khả năng tích lũy kháng sinh trong động vật thủy sinh thông 
qua hệ số tích lũy sinh học (BAF). 
Đánh giá ảnh hưởng của kháng sinh tới quần thể sinh vật trong nước và 
trầm tích thông qua nồng độ gây ảnh hưởng trung bình EC50 và thương số 
nguy hại HQ. 
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 
3.1. Tối ưu hóa quy trình phân tích kháng sinh SAs, TRI, QNs 
trong nước, trầm tích và cá 
3.1.1. Khảo sát pha động sử dụng cho LC/MS/MS 
Thành phần các chất, loại dung môi sử dụng trong pha động sẽ ảnh 
hưởng tới khả năng phân tách, hình dạng của pic và tín hiệu phát hiện 
kháng sinh. Kết quả khảo sát đã lựa chọn được dung môi pha động là axit 
focmic 0,2% v/v (pha động A), axetonitrit (pha động B) với chế độ chạy 
pha động là: 10% B trong 4 phút, tăng từ 10% lên 90% B trong 3 phút, 
90% trong 2 phút, giảm tử 90% xuống 10% trong 4 phút, giữ ổn định 10% 
trong 5 phút, vậy tổng thời gian phân tích một mẫu là 18 phút. 
3.1.2. Quy trình xử lý mẫu nước hồ xác định đồng thời các kháng sinh 
Kết quả khảo sát đã xác định được các điều kiện tối ưu cho quá trình 
chiết mẫu: 
7 
- Thể tích mẫu chiết: 500mL. 
- Môi trường pH của mẫu trước khi chiết kháng sinh: 3,5 - 4. 
Kết quả thẩm định phương pháp: 
- Khoảng tuyết tính của đường chuẩn từ 0,5 – 200 ng/L tùy từng kháng 
sinh, R
2
>0,99. 
- Độ thu hồi từ 67,2 – 91,2%; RSD từ 2,1 – 12,3%; MDL từ 0,16 – 1,14 
ng/L; MQL từ 0,48 – 3,45 ng/L. 
Hình 3.6. Sơ đồ phân 
tích đồng thời kháng 
sinh trong nước hồ 
Hình 3.10. Sơ đồ phân tích 
đồng thờikháng sinh trong 
trầm tích 
Hình 3.12. Sơ đồ phân 
tích đồng thời kháng sinh 
trong cá 
Quy trình phân tích kháng sinh trong nước được thể hiện trong hình 3.6. 
3.1.3. Quy trình xử lý mẫu trầm tích xác định đồng thời các kháng 
sinh 
Kết quả khảo sát đã tìm ra được các điều kiện tối ưu cho quá trình chiết 
mẫu: 
- Trạng thái của mẫu chiết là ở dạng ướt. 
- Dung dịch thích hợp chiết kháng sinh ra khỏi trầm tích là MeOH: đệm 
citrat (1:1, v/v; pH =4,0). 
8 
Kết quả thẩm định phương  ...  mùa mưa 
và mùa khô tới sự biến đổi nồng độ kháng sinh trong 3 hồ (HTL, HNK, 
HYS), kết quả cho thấy hồ Ngọc Khánh thường xuyên tiếp nhận một 
lượng lớn nước thải chưa qua xử lý từ các hộ dân xung quanh và khu vực 
lân cận nồng độ kháng sinh lớn nhất được phát hiện vào các tháng mùa 
khô (Tháng 3/2014 và tháng 1/2015) do nước thải không được pha loãng 
và dung tích nước trong hồ ít. Nhưng ở hồ ít tiếp nhận nước thải (hồ Thủ 
Lệ) và tiếp nhận các nguồn nước đã qua xử lý (hồ Yên Sở) thì các tháng 
mùa mưa nồng độ kháng sinh lại cao hơn. 
Hình 3.22. Sự biến đổi nồng độ kháng sinh theo thời gian của hồ Trúc Bạch 
Nhiệt độ và cường độ ánh sáng cũng là một trong các yếu tố ảnh hưởng 
tới nồng độ kháng sinh trong nước, kết quả cho thấy khi nhiệt độ thay đổi 
thì nồng độ kháng sinh trong hồ cũng biến đổi theo như mối quan hệ tuyến 
tính giữa hai đại lượng này rất thấp (R
2
 < 0,42). Kết quả này có thể là do 
17 
khí hậu nhiệt đới gió mùa của Hà Nội, khi nhiệt độ tăng thì lượng kháng 
sinh bị phân hủy tăng nhưng nó cũng tạo điều kiện cho vi khuẩn phát triển 
mạnh nên lượng kháng sinh tiêu thụ nhiều hơn. Đây chính là nguyên nhân 
dẫn đến một số kháng sinh trong các hồ không biến đổi theo quy luật với 
nhiệt độ. Lượng mưa cũng ảnh hưởng mạnh tới sự biến đổi nồng độ kháng 
sinh trong nước, kết quả cho thấy khi lượng mưa thay đổi nồng độ kháng 
sinh cũng biến đổi nhưng không giống nhau giữa các hồ và các loại kháng 
sinh. Điều này một lần nữa khẳng định nồng độ kháng sinh trong hồ chịu 
tác động của nhiều yếu tố. 
3.3.2. Sự phân bố nồng độ kháng sinh trong trầm tích 
Kết quả tính Kd trong bảng 3.22 cho thấy có sự khác nhau lớn giữa sự 
tích tụ kháng sinh trong trầm tích của hồ Tây và hồ Trúc Bạch. Trong hồ 
Tây các kháng sinh QNs và TRI có hệ số hấp phụ cao hơn nhiều so với các 
kháng sinh SAs và cao nhất là CIP (75,92 L/kg), nhưng trong hồ Trúc 
Bạch hệ số hấp phụ Kd của các kháng sinh lại ngược lại Kd của QNs thấp 
hơn so với kháng sinh SMX. Sự khác biệt này là do khả năng hấp phụ 
kháng sinh trong trầm tích ngoài phụ thuộc vào bản chất của kháng sinh 
còn phụ thuộc vào môi trường nước (như độ mặn, độ pH, ), bản chất của 
trầm tích (như thành phần chất hữu cơ, các kim loại nặng và kích thước 
của các hạt trầm tích) và điều kiện thời tiết. 
Bảng 3.22. Hệ số octanol - nước (KOW), hệ số hấp phụ (Kd) của các kháng sinh 
nghiên cứu trong trầm tích hồ Tây và hồ Trúc Bạch 
Kháng 
sinh 
LogKOW 
Hồ Tây Hồ Trúc Bạch 
Cs 
(ng/kg) 
Cw
(ng/L) 
Kd 
(L/kg) 
Cs 
(ng/kg) 
Cw
(ng/L) 
Kd 
(L/kg) 
SMX 0,89 < MQL 16,75 - 1792,30 24,66 72,68 
STZ 0,05 < MDL nd - < MDL < MDL - 
SMZ 0,89 < MDL 2,31 - < MDL < MDL - 
SMR 0,14 < MDL < MDL - < MQL 3,52 - 
TRI 0,91 219,97 5,17 42,55 1055,53 23,22 45,46 
CIP 0,28 1035,49 13,64 75,92 1261,74 39,00 32,35 
ENR 1,1 < MDL 1,67 - < MDL 16,18 - 
OFL 0,35 298,88 11,36 26,31 400,08 60,34 6,63 
NOR -0,13 326,70 9,95 32,83 < MDL 18,38 - 
18 
Kết quả phân tích kháng sinh trong trầm tích của hồ Tây cho thấy cả 9 
kháng sinh nghiên cứu đều có sự biến đổi theo mùa, trong đó CIP là chịu 
tác động lớn nhất theo mùa. Nhìn chung nồng độ kháng sinh trong trầm 
tích của hồ Tây vào các tháng mùa mưa thường lớn hơn các tháng mùa 
khô, còn hồ Trúc Bạch ảnh hưởng theo mùa tới nồng độ kháng sinh trong 
trầm tích là không rõ ràng. 
3.4. Đánh giá sự nguy hại của kháng sinh 
3.4.1. Ảnh hưởng của kháng sinh đối với quần thể sinh vật trong 
nước 
So sánh kết quả phân tích nồng độ kháng sinh trong nước của các hồ Hà 
Nội với giá trị EC50 được tổng hợp từ các nghiên cứu trước cho thấy các 
giá trị này đều nhỏ hơn nghĩa là ở nồng độ này các kháng sinh chưa gây 
ảnh hưởng cấp tính tới vi khuẩn, tảo, động vật không xương sống và cá 
trong hồ. Tuy nhiên một số nghiên cứu gần đây cho thấy ở nồng độ này 
chúng vẫn có nguy cơ gây ảnh hưởng tới môi trường sinh thái thủy sinh, 
như ảnh hưởng tới tảo, sinh ra các vi khuẩn kháng kháng sinh. Thêm nữa 
trong môi trường tự nhiên không chỉ tồn tại một hoặc một nhóm chất 
kháng sinh mà có hàng trăm nghìn các chất khác nhau, các chất này có thể 
cộng kết với nhau làm tăng độc dược của kháng sinh, vì vậy cần có các 
nghiên cứu toàn diện hơn. 
Để đánh giá những nguy hại tiềm năng do kháng sinh gây ra, nghiên cứu 
đã sử dụng thương số nguy hại HQ. Kết quả tính giá trị HQ trong nước của 
5 hồ Hà Nội thể hiện ở hình 3.31 cho thấy giá trị HQ nằm trong khoảng từ 
0,0002 đến 15,1180, trong đó có ba kháng sinh SMX, CIP và OFL ở một 
số hồ có giá trị HQ >1. Theo hướng dẫn về đánh giá rủi ro của Liên Minh 
châu Âu năm 2006 thì ba kháng sinh có nguy cơ ảnh hưởng lớn tới quần 
thể sinh thái. 
19 
Hình 3.31.Thương số nguy hại trong nước của các kháng sinh ở hồ Hà Nội 
3.4.2. Ảnh hưởng của kháng sinh tới quần thể sinh vật trong trầm 
tích 
Giá trị HQs trong trầm tích của hồ Tây và hồ Trúc Bạch được thể hiện ở 
bảng 3.27 cho thấy hồ Tây có một kháng sinh CIP, hồ Trúc Bạch có hai 
kháng sinh (CIP và OFL) có nguy cơ ảnh hưởng lớn tới sinh thái trong 
trầm tích của hồ (HQ >1). Kết quả này cho thấy việc sử dụng kháng sinh 
QNs ở Việt Nam cần phải có những quan tâm hơn nữa. 
Bảng 3.27. Thương số nguy hại (HQs) của các kháng sinh nghiên cứu trong 
trầm tích HT, HTB 
Khán
g sinh 
PNECw 
(µg/L) 
Hồ Trúc Bạch Hồ Tây 
PNECs 
(µg/kg) 
MECs 
(µg/kg) 
HQs 
PNECs 
(µg/kg) 
MECs 
(µg/kg) 
HQs 
SMX 0,03 2,18 1,71 0,7834 0,20 0,10 0,5177 
STZ 0,1 0,00 <MDL - 0,00 <MDL - 
SMZ 1,277 0,00 <MDL - 37,42 0,10 0,0027 
SMR - - 0,11 - - <MDL - 
TRI 16 727,33 1,02 0,0014 680,76 0,21 0,0003 
CIP 0,005
0,16 0,92 5,6898 0,38 1,17 3,0907 
ENR 0,049 0,01 <MDL - 2,57 0,06 0,0230 
OFL 0,021
0,03 0,08 2,4145 0,64 0,41 0,6334 
NOR 0,29
1,71 0,05 0,0286 10,30 0,40 0,0389 
20 
3.4.3. Sự tích tụ sinh học của kháng sinh trong động vật thủy sinh 
Nghiên cứu đã tiến hành đánh giá sự tích tụ sinh học của kháng sinh 
trong ốc và cá rô phi. Kết quả tính toán hệ số tích tụ sinh học ở bảng 3.28 
cho thấy giá trị BAF của các sinh vật thủy sinh nghiên cứu dao động từ 2,6 
đến 140,6. Trong đó ốc là sinh vật có khả năng tích tụ nhiều kháng sinh 
nhất đặc biệt là các kháng sinh có nhiều trong trầm tích như QNs, điều này 
phù hợp với các nghiên cứu trước về khả năng tích tụ các chất ô nhiễm có 
trong trầm tích của ốc. Trong mô cá rô phi thì khả năng tích tụ kháng sinh 
TRI là thấp nhất (trừ hồ Ngọc Khánh) và khả năng tích tụ lớn các kháng 
sinh CIP và OFL, đó là do quá trình chuyển hóa kháng sinh trong cơ thể 
của động vật. So sánh kết quả tích tụ sinh học của các kháng sinh trong 
động vật thủy sinh với tiêu chuẩn về đánh giá rủi ro của Châu Âu 
(BAF>2000 được coi là tích tụ sinh học và BAF>5000 coi là rất tích tụ 
sinh học) thì tất cả các kháng sinh nghiên cứu chưa được xếp vào các chất 
hóa học có khả năng tích tụ sinh học. Kết quả cũng cho thấy hệ số tích tụ 
sinh học của kháng sinh phụ thuộc vào nhiều yếu tố như bản chất của chất 
phân tích (logKow, pKa) và môi trường nước,  mà đã được các nghiên 
cứu trước khẳng định. 
Bảng 3.28. Hệ số tích tụ sinh học trung bình (BAF) của các kháng sinh 
Mẫu 
BAF 
SMX TRI CIP OFL 
Cá rô HT 11,9 13,5 29,7 46,0 
Cá rô HTB 21,4 6,0 35,2 29,6 
Ốc HTB 12,7 36,7 140,6 96,2 
Cá rô HNK 12,3 28,9 2,6 4,8 
Cá rô HTL 15,3 8,6 9,5 93,6 
Cá rô HYS 20,9 3,9 12,5 5,8 
3.5. Đề xuất giải pháp giảm thiểu ô nhiễm kháng sinh trong hồ Hà Nội 
3.5.1. Giải pháp quản lý 
Do trình độ hiểu biết, ý thức sử dụng kháng sinh của người dân chưa cao 
là một nguyên nhân gián tiếp dẫn đến sự ô nhiễm kháng sinh vào hồ. Vì 
vậy, để hạn chế sự ô nhiễm kháng sinh trong nước hồ Hà Nội cần phải 
21 
tuyên truyền, khuyến cáo và nâng cao nhận thức của người dân trong vấn 
đề sử dụng kháng sinh, đưa ra các quy định và có hình thức xử phạt nặng 
các các cửa hàng thuốc bán kháng sinh không đúng quy định. 
Để hạn chế lượng kháng sinh cũng như dược phẩm từ nước thải y tế vào 
hồ thì chính phủ cần phải bổ sung thêm các quy định về hàm lượng dược 
phẩm trong quy chuẩn quốc gia về nước thải y tế hoặc là ngăn chặn hoàn 
toàn không cho nguồn nước này chảy vào hồ. 
Kháng sinh vào hồ cũng có thể từ việc nuôi thả cá với mục đích kinh 
doanh, vì vậy thành phố nên cấm việc nuôi thả cá trong các hồ. 
3.5.2. Giải pháp kỹ thuật 
Thường xuyên tiến hành nạo vét bùn ở các cống rãnh, các hồ để nâng 
cao khả năng thoát nước và tăng dung tích điều hòa nhằm hạn chế ngập 
úng gây ra hiện tượng tràm nước thải từ các cống rãnh vào hồ. Xây dựng 
những trạm bơm có công suất lớn để có thể hút nước nhanh khi cần thiết 
tránh hiện tượng úng ngập cục bộ. 
Xây dựng các cống thoát song song với các con sông để thu gom nước 
thải của thành phố, còn sông chỉ cho các nguồn nước đã đạt tiêu chuẩn loại 
B2 về quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt (QCVN 08-
MT:2015/BTNMT). 
Hiện nay các hệ thống xử lý nước thải đô thị và nước thải bệnh viện của 
thành phố đều loại bỏ không hiệu quả kháng sinh, vì vậy cần bổ sung thêm 
bể oxy hóa tiên tiến (AOPs) ở giai đoạn cuối của quá trình xử lý. Các 
phương pháp oxy hóa tiến tiến (AOPs) có thể là O3/H2O2, O3/UV, 
H2O2/UV, Fenton (Fe
2+
/H2O2), phản ứng quang hóa sử dụng TiO2 . 
Đối với hệ thống xử lý xây dựng mới thì nên sử dụng công nghệ bể phản 
ứng theo mẻ (SBR), vì tỷ lệ C:N:P trong nước thải đô thị ở Hà Nội là 
không cân đối cho quá trình xử lý sinh học thông thường, hàm lượng 
cacbon thấp. Phương pháp này sẽ giúp xử lý hiệu quả hàm lượng nitơ 
trong nước, giảm giá thành xử lý, chiếm ít diện tích đất. Ngoài ra để loại 
bỏ triệt để kháng sinh và chất dược phẩm khác trong nước, hệ thống xây 
dựng thêm bể oxy hóa sử dụng phương pháp oxy hóa tiên tiến (O3/UV), 
như hình 3.36. 
22 
Hình 3.36. Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải đô thị tại Hà Nội 
KẾT LUẬN 
Qua nghiên cứu đánh giá dư lượng một số chất kháng sinh trong nước, 
trầm tích và động vật thủy sinh tại hồ Tây, hồ Trúc Bạch, hồ Thủ Lệ, hồ 
Ngọc Kháng và hồ Yên Sở của Hà Nội có thể rút ra một số kết luận sau: 
1/ Đánh giá được hiện trạng, nguyên nhân ô nhiễm và mối tương quan 
giữa nồng độ kháng sinh trong môi trường nước, trầm tích, cá rô phi và ốc 
tại 5 hồ của Hà Nội: 
Kết quả nghiên cứu cho thấy cả 5 hồ của Hà Nội đều phát hiện kháng 
sinh trong nước với nồng độ từ nhỏ hơn giới hạn phát hiện đến 1619,35 
ng/L, tần suất phát hiện từ 0 -100%. Trong đó kháng sinh có nồng và tấn 
suất phát hiện cao là SMX, TRI, CIP và OFL, Kháng sinh phát hiện thấp 
trong các hồ là STZ, SMZ, SMR. Kết quả nghiên cứu cũng cho thấy 
nguyên nhân chính ô nhiễm kháng sinh trong các hồ Hà Nội là từ nước 
thải sinh hoạt chưa qua xử lý, nước thải ra từ các trạm xử lý nước tập trung 
của thành phố. 
Hàm lượng kháng sinh trong trầm tích của hồ Tây và hồ Trúc Bạch dao 
động rất lớn theo cả thời gian và không gian, từ nhỏ hơn giới hạn phát hiện 
đến 23,81 µg/kg với tần suất phát hiện từ 0 – 74,3%, trong đó kháng sinh 
ciprofloxacin là có nồng độ lớn nhất và nồng độ nhỏ nhất là STZ. Hệ số 
hấp phụ (Kd) của các kháng sinh dao động từ 0 - 75,92 L/kg, kháng sinh họ 
quinolones có xu hướng tích tụ trong trầm tích. Hàm lượng kháng sinh 
trong nước và trong trầm tích của hồ Trúc Bạch là có mối quan hệ tuyến 
tính. 
Đã phát hiện thấy kháng sinh trong các mẫu cá rô phi phi đen 
(Oreochromis mossambicus) và ốc nhồi Pila polita với nồng độ từ không 
Nước 
thải 
vào 
Nước 
thải ra 
23 
phát hiện thấy đến 15,13 µg/kg, vẫn nằm trong giới hạn cho phép về dư 
lượng kháng sinh trong các sản phẩm thủy sản sử dụng làm thực phẩm của 
Liên minh Châu Âu. Kháng sinh không có khả năng tích tụ lâu trong mô 
cá rô phi và ốc. Hàm lượng kháng sinh trong nước tỷ lệ thuận với nồng độ 
kháng sinh trong mô cá, còn hàm lượng kháng sinh trong trầm tích tỷ lệ 
thuận với hàm lượng kháng sinh ốc. 
2/ Đánh giá được sự phân bố nồng độ kháng sinh trong 5 hồ theo không 
gian và thời gian: 
Sự phân bố nồng độ kháng sinh trong nước theo không gian của hồ Tây 
và hồ Trúc Bạch bị ảnh hưởng lớn bởi các nguồn xả, chế độ thủy động của 
hồ và dung tích hồ. Những hồ tiếp nhận một lượng lớn nước thải mà có 
diện tích nhỏ thì nồng độ kháng sinh lớn nhất là vào mùa khô như hồ Trúc 
Bạch và hồ Ngọc Khánh, những hồ diện tích nhỏ nhưng tiếp nhận lượng 
nước thải thấp (hồ Thủ Lệ) hay hồ tiếp nhận lượng nước thải lớn đã qua xử 
lý như hồ Yên Sở thì nồng độ kháng sinh lớn nhất vào mùa mưa. 
 Sự phân bố nồng độ kháng sinh trong trầm tích phụ thuộc vào nồng độ 
kháng sinh trong nước, bản chất của kháng sinh, chế độ thủy động của hồ, 
chất rắn lơ lửng trong hồ và bản chất của trầm tích. Ciprofoloxacin là 
kháng sinh có sự biến động mạnh nhất trong trầm tích theo thời gian ở hồ 
Tây và hồ Trúc Bạch. 
3/ Đánh giá về sự nguy hại của kháng sinh đối với môi trường hồ: 
Kết quả phân tích cho thấy nồng độ kháng sinh trong nước của 5 hồ của 
Hà Nội chưa gây ảnh hưởng cấp tính tới quần thể sinh vật trong nước, 
nhưng ciprofloxacin, ofloxacin có nguy cơ gây ảnh hưởng mạnh tới động 
vật thủy sinh trong nước và trầm tích của các hồ Hà Nội (HQ > 1). 
Hệ số tích lũy sinh học (BAF) của các kháng sinh trong cá rô phi và ốc 
dao động từ 2,6 đến 140,6 chưa được xem là những chất có khả năng tích 
tụ sinh học. Ciprofloxacin, ofloxacin có xu hướng tích tụ trong thịt cá và 
ốc hơn so với trimethoprim và sulfamethoxazole. Dựa vào hệ số Kow chỉ có 
thể dự đoán đúng một phần khả năng tích tụ kháng sinh trong động vật 
thủy sinh, muốn đánh giá chính xác cần phải tiến thực nghiệm. 
4/ Từ các kết quả nghiên cứu, đã đưa ra một số biện pháp nhằm hạn chế 
mức độ ô nhiễm các chất trong hồ nói chung và kháng sinh nói riêng: 
24 
Giải pháp quản lý: Tuyên truyền giáo dục người dân trong sử dụng 
kháng sinh và có ý thức bảo vệ môi trường hồ, cần đưa thêm qui định về 
giới hạn nồng độ các hóa chất dược phẩm trong nước thải. 
Giải pháp kỹ thuật: Cần tiến hành cải tạo hồ và hệ thống kênh dẫn trong 
thành phố một cách đồng bộ và toàn diện; Cần phải xây dựng những trạm 
xử lý nước thải đô thị theo phương pháp bể phản ứng theo mẻ (SBR) có 
lắp thêm bể oxy hóa bằng O3/UV để loại bỏ hiệu quả kháng sinh; Đối với 
các hệ thống xử lý nước thải đô thị và nước thải y tế đang hoạt động thì 
cần lắp thêm thiết bị oxy hóa tiên tiến để có thể loại bỏ hiệu quả kháng 
sinh. 
Kiến nghị 
Để tính thương số nguy hại (HQ) trong nghiên cứu đã sử dụng nồng độ 
không gây tác động được dự đoán (PNEC) của các nghiên cứu trước, mà 
giá trị này được lấy dựa trên các nghiên cứu tại phòng thí nghiệm, do đó sẽ 
dẫn đến sai lệch. Muốn đánh giá tổng thể và chính xác về kháng sinh trong 
nước, trầm tích và động vật thủy sinh cần có những nghiên cứu sâu hơn 
nữa. 
Nước thải sinh hoạt cần được thu gom và xử lý phù hợp trước khi đưa 
vào hồ. 
Để xây dựng được một công nghệ xử lý nước thải chứa hóa chất dược 
phẩm độc hại hiệu quả trong xử lý cũng như giá thành thấp cần có những 
nghiên cứu nghiên cứu khảo sát sâu hơn.