Xác định thành phần hữu cơ và mô phỏng hình thái phát thái bụi PM2 5 tại thành phố hà nội

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ N u n V n Chinh ÁC Đ NH THÀNH PH N HỮU C VÀ MÔ PHỎNG H NH THÁI PHÁT THẢI ỤI PM2.5 TẠI MỘT SỐ Đ A ĐI M TR N Đ A ÀN THÀNH PHỐ HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HÓA HỌC, VẬT LIỆU, LUYỆN KIM VÀ MÔI TRƯỜNG Hà Nội, 2022 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ N u nV nC n ÁC Đ NH THÀNH PH N HỮU C VÀ MÔ PHỎNG H NH THÁI PHÁT THẢI ỤI PM2.5 TẠI MỘT SỐ Đ A ĐI M TR N Đ A ÀN THÀNH PHỐ HÀ NỘI C u ên n àn : Kỹ thuật mô trường Mã số: 8520320 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGÀNH KỸ THUẬT HÓA HỌC, VẬT LIỆU, LUYỆN KIM VÀ MÔI TRƯỜNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : Hướng dẫn : TS ù Quan M n Hà Nội 2022 LỜI CẢM N Lời đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới TS i Qu ng Minh gi o đề tài tận tình hướng dẫn, qu n tâm, giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho em học tập nghiên cứu suốt trình thực luận văn Em xin bày tỏ lòng biết ơn trân trọng tới thầy cô giáo Khoa Môi trường cán Học viện Khoa học Công nghệ giảng dạy, truyền đạt cho em nhiều kiến thức giúp em hồn thiện mơn học biết thêm nhiều kỹ để áp dụng vào thực tiễn công việc Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến nh chị em, bạn bè đồng nghiệp phịng Th Nghiệm Trọng iểm n Tồn Thực Ph m Môi Trường - Trung tâm Nghiên cứu Chuyển gi o Công nghệ - Viện Hàn lâm Kho học Cơng nghệ Việt N m c ng tồn thể cán làm việc Trung tâm hỗ trợ, động viên, giúp đỡ, tạo điều kiện cho em hoàn thành luận văn Cuối c ng, em xin gửi lời cảm ơn tới gi đình, người thân, bạn bè bên em, ủng hộ, động viên, giúp đỡ chỗ dựa vững cho em suốt thời gian vừa qua Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2022 Học viên N u nV nC n MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG iv DANH MỤC H NH v DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT, KÝ HIỆU vi MỞ Đ U CHƯ NG TỔNG QUAN 1.1 10 Giới thiệu bụi mịn 10 1.1.1.Khái niệm bụi mịn 10 1.1.2.Tác hại bụi mịn sức khỏe 11 1.1.3 Hiện trạng ô nhiễm môi trường đị bàn thành phố Hà Nội 1.2 1.3 1.4 Hàm lượn PAH tron bụi mịn ác định PAH mẫu bụ k ơn k í Giới thiệu chung drocacbon t ơm đa vịn 12 12 13 13 1.4.1.Thơng tin chung hydrocacbon thơm đa vòng (PAH) 14 1.4.2.Phân loại 14 1.5 Tín c ất vật lý, óa ọc PAH 15 1.5.1.Tính chất vật lý 15 1.5.2.Tính chất hóa học 16 1.5.3.Độc tính PAH 17 1.5.4.Qui định giới hạn hàm lượng PAH không khí 18 1.6 Nguồn gốc p át s n ợp chất PAH 19 1.6.1.Nguồn tự nhiên 19 1.6.2.Nguồn nhân tạo 19 1.7 P át tán PAH tron mô trường 20 1.8 Nồn độ PAH tron k ôn k í 21 i 1.8.1.Dạng tồn PAH khơng khí 21 1.8.2.Hiện trạng nhiễm PAH khơng khí giới 22 1.8.3.Hiện trạng nhiễm PAH khơng khí Việt Nam 22 1.9 P ươn p áp xử lý mẫu 24 1.9.1.Phương pháp chiết lỏng – lỏng (LLE) 24 1.9.2.Phương pháp chiết pha rắn (SPE) 24 1.9.3.Chiết soxhlhet 25 1.9.4.Chiết siêu âm 25 Mô p ỏn 25 1.10 n t p át t ả CHƯ NG THỰC NGHIỆM 27 2.1 Đố tượng, mục t nộ dun n ên cứu 27 2.1.1 Mục t n ên cứu 27 2.1.2 Nộ dun n ên cứu 27 2.2 P ươn p áp n ên cứu 28 2.1.1.Phương pháp GC-MS/MS 28 2.1.2.Phương pháp xử lí mẫu 28 2.1.3.Phương pháp xử lí mẫu 29 Thiết bị óa c ất 29 2.3 2.3.1.Thiết bị sắc ký khí - khối phổ(GC-MS/MS) 29 2.3.2.Các thiết bị khác 29 2.3.3.Dụng cụ 30 2.3.4.Hóa chất, chất chuẩn 30 Qu tr n t ực nghiệm 30 2.4.1.Lấy mẫu bảo quản mẫu 30 2.4.2.Quy trình xử lý mẫu 31 2.4.3.Phân tích GC – MS/MS 32 2.4.4.Giới hạn phát 33 2.4 ii 2.4.5.Khảo sát tốc độ dịng khí 33 2.5 â dựn đường chuẩn 34 2.6 ác địn độ c ín xác (độ đún độ chụm) 34 2.6.1.Độ 34 2.6.2.Độ lặp 35 CHƯ NG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 36 3.1 Kết thu thập mẫu 36 3.2 Kết khảo sát tố ưu đ ều kiện ệ thiết bị sắc ký k í 37 3.2.1 Kết khảo sát lựa chọn mảnh khối cho phương pháp phân tích 37 3.2.2 Kết khảo sát tốc độ dịng khí việc phân tách 39 3.2.3 Kết khảo sát nhiệt độ cổng bơm mẫu 40 3.2.4 Kết xây dựng đường chuẩn 41 3.2.5 Đánh giá độ ổn định phương pháp phân tích 43 3.3 Kết đán 45 p ươn p áp xử lý mẫu 3.4 Kết p ân tíc mẫu 47 3.4.1 Kết đánh giá thời gian thu thập mẫu xác định PAH 47 3.4.2 Kết so sánh hàm lượng bụi theo thời gian 48 3.4.3 Kết phân tích hàm lượng PAH hai địa điểm nghiên cứu 49 3.4.4 ánh giá nguồn ô nhiễm PAH 52 3.5 Kết ứng dụn mô 53 n Suttons CHƯ NG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGH 55 4.1 Kết Luận 55 4.2 Kiến nghị 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO 56 PHỤ LỤC 58 iii DANH MỤC BẢNG Bảng 1 Hàm lượng PAH bụi mịn PM2.5 (ng/m3) 12 Bảng Một số t nh chất vật lý củ P H [13] 15 Bảng Khả gây ung thư, đột biến gen củ P H [18] 18 Bảng Ngưỡng chất thải nguy hại số PAH theo quy chu n kỹ thuật Quốc gia ngưỡng chất thải nguy hại chất thải hữu (QCVN 07: 2009/BTNMT)[19] 18 Bảng Nồng độ P H mẫu bụi không kh Hà Nội năm 2003 23 Bảng Các P H có khả gây ung thư theo US EPA 27 Bảng Thông tin kết thu thập mẫu 36 Bảng iều kiện phân t ch hệ thiết bị GC/MS/MS 37 Bảng 3 Phương trình đường chu n củ hợp chất PAHs 41 Bảng ộ lệch chu n tương đối củ t n hiệu phân t ch ngày ngày 44 Bảng Kết xác định hiệu suất thu hồi độ lệch chu n củ phương pháp phân t ch 45 Bảng Kết kháo sát thời gian thu thập mẫu 47 Bảng Kết so sánh nồng độ bụi PM2.5 theo thời gian 48 Bảng Kết phân t ch hàm lượng PAHs mẫu bụi PM2.5 49 Bảng Kết so sánh thực nghiệm mơ hình 54 iv DANH MỤC H NH Hình 1 Sự mô k ch thước khác nh u củ hạt bụi 10 Hình ( ) Cấu trúc b chiều (b) cấu trúc mạng tinh thể 14 Hình Cấu trúc 18 hợp chất P H điển hình [8] 15 Hình Sự phân bố PAH hai pha theo nhiệt độ 22 Hình Hệ thống thiết bị GC – MS/MS 29 Hình ị điểm thu thập mẫu 36 Hình Kết biến thiên độ phân giải 39 Hình 3 Kết khảo sát tốc độ kh m ng 40 Hình Kết khảo sát nhiệt độ cổng bơm mẫu 41 Hình Sắc ký đồ chu n P Hs s u tối ưu 43 Hình Kết xác định độ lặp lại tái lặp 44 Hình Kết xác định hiệu suất thu hồi củ phương pháp phân t ch 46 Hình Kết xác định độ lệch chu n củ phương pháp phân t ch 46 Hình Phân bố hợp chất PAHs bụi PM2.5 điểm thu thập viện Hàn lâm 52 Hình 10 Phân bố hợp chất PAHs bụi PM2.5 điểm thu thập ngã tư Nguyên Văn Huyên 53 v DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT, KÝ HIỆU Chữ viết tắt IS Tiếng Anh Gas chromatography mass spectrometry Gas Chromatography - Tandem Mass Spectrometry Internal standard LOD Limit of detection LOQ Limit of quantification GC-MS GC-MS/MS LPAHs HPAHs PAHs VOCs MSD HPLC IARC Low molecular weight of polycyclic aromatic hydrocarbons High molecular weight of polycyclic aromatic hydrocarbons Polycyclic aromatic hydrocarbons Volatile organic compounds Mass spectrometry detector High Performance Liquid Chromatography Environmental Awareness Resource Center Tiếng Việt Sắc k kh ghép nối khối phổ Sắc k kh ghép nối lần khối phổ Chất nội chu n Giới hạn phát phương pháp Giới hạn định lượng củ phương pháp Các P Hs có khối lượng nhỏ Các P Hs có khối lượng lớn Hidroc cbon thơm đ vòng Các chất hữu dễ b y Detector khối phổ Sắc ký lỏng hiệu c o Trung tâm Tài nguyên Nâng c o Nhận thức Con người Nguy gi tăng ung thư đời Hệ số độc tương đương ộ lệch chu n ộ lệch chu n ILCR Incremental lifetime cancer risk TEF RSD SD SIM NA 1-NA Toxic Equivalence Factor, Relative Standard Deviation Standard Deviation United States Environmental Protection Agency Selected ion monitoring Naphthalene Methyl-Naphthalene ACL Acenaphthylene Acenaphthylene ACE Acenaphthene Acenaphthene FLU Fluorene Fluorene PH Phenanthrene Phenanthrene ANT Anthracene Anthracene FLUO Fluoranthene Fluoranthene PYR Pyrene Pyrene US EPA vi Cục bảo vệ môi trường Mỹ Chế độ qu n sát chọn lọc ion Naphthalene Methyl-Naphthalene BaA Benz(a)anthracene Benz(a)anthracene CHR Chrysene Chrysene BbF Benzo(b) fluoranthene Benzo(b) fluoranthene BaP Benzo(a)pyrene Benzo(a)pyrene IcdP Indeno(1,2,3-cd)pyrene Indeno(1,2,3-cd)pyrene DahA Dibenz(a,h)anthracene Dibenz(a,h)anthracene BghiP Benzo(g,h,i)perylene Benzo(g,h,i)perylene vii 120 H % AOAC 100 RSD (%) 80 60 40 20 NA 1-NA ACL ACE FLU PH ANT FLUO PYR BaA CHR BbF BaP IcdP DahA BghiP Hình 3.7 Kết xác định hiệu suất thu hồi phương pháp phân tích 15 RSD % AOAC 13 11 RSD (%) -1 NA 1-NA ACL ACE FLU PH ANT FLUO PYR BaA CHR BbF BaP IcdP DahA BghiP Hình 3.8 Kết xác định độ lệch chuẩn phương pháp phân tích Kết đánh giá hiệu suất thu hồi củ phương pháp cho thấy hiệu suất thu hồi củ phương pháp tương đối ổn định Hiệu suất thu hồi d o động khoảng 86,17 đến 100,17% ph hợp với tiêu chu n O C cho phép hiệu suất thu hồi củ phương pháp phân t ch (H% khoảng 80-120%) ộ lệch chu n củ phương pháp phân t ch đạt yêu cầu củ O C đề với khoảng d o đông từ 2,83 đến 10,03% (< 15%) điều cho thấy phương pháp xử lý mẫu hệ thống chiết siêu âm kết hợp làm cột chiết pha rắn ph hợp để chiết tách hợp chất PAH mẫu bụi PM2.5 phân t ch hệ thống GC/MS/MS Qu th nghiệm xác định t nh ch nh xác củ phương 46 pháp phân t ch, quy trình phân t ch tối ưu cho nghiên cứu tiến hành phân t ch mẫu bụi thu thập để đư r tình trạng mẫu phần báo cáo 3.4 Kết p ân tíc mẫu 3.4.1 Kết đán t ời gian thu thập mẫu xác định PAH Kết phân t ch mẫu bụi PM2.5 thu thập hai khoảng thời gi n khác nh u b n ngày b n đêm viện hàn lâm đư phân t ch hàm lượng PAH Mẫu VHL9_01 thu thập từ 6h-18h mẫu VHL9_02 thu thập từ 18h-6h sáng ngày hôm s u Kết phân t ch hàm lượng PAH hai mẫu bụi trình bày bảng 3.6: Bảng 3.6 Kết kháo sát thời gian thu thập mẫu Hàm lượng PAH (µg/g) Tên Số chất vịng VHL9_01 VHL9_02 NA 8,32 13,54 1-NA 1,02 4,54 ACL 1,75 6,58 ACE 1,08 4,14 FLU < LOQ 2,82 PH < LOQ 24,63 ANT < LOQ 27,98 FLUO < LOQ < LOQ PYR 2,05 3,74 BaA < LOQ 2,69 CHR < LOQ 1,21 BbF < LOQ < LOQ BaP < LOQ 2,36 IcdP < LOQ < LOQ DahA < LOQ < LOQ BghiP < LOQ 0,93 LPAH 12,17 84,23 HPAH 2,05 10,93 Dự vào Bảng 3.6 thể tổng hàm lượng hợp chất PAH mẫu thu thập vào b n đêm (95,16 ng/m3) c o 6,7 lần so với tổng hàm lượng PAH mẫu thu thập vào b n ngày (14,22 ng/m3) iều tượng nghịch nhiệt không kh dẫn đến hạt bụi tầng kh không phát tán bị nén xuống vào b n đêm khiến cho hàm lượng bụi PM2.5 tăng c o đột biến kéo theo chất ô nhiễm hấp phụ bụi tăng c o hàm lượng PAH Dự vào số liệu nghiên cứu thời điểm thu thập mẫu lựa chọn b n ngày từ 6h-18h hàng ngày để đánh giá hàm lượng hợp chất PAH t ch lũy bụi xác định nguồn ô nhiễm ch nh bụi cách khách qu n Với thời gian lấy mẫu lựa chọn giúp nhóm nghiên cứu chủ động việc qu n sát thời tiết 47 thu thập thông tin kh hậu để định đến t nh ch nh xác mẫu phân t ch 3.4.2 Kết so sán àm lượng bụi theo thời gian Trong ngày, hàm lượng bụi PM2.5 th y đổi nhiều gia tang c o điểm ngược lại yếu tố thời tiết tác động lên làm th y đổi giá trị Vì vậy, khảo sát thu thập mẫu bụi PM2.5 lựa chọn để đánh giá biến thiên nồng độ bụi PM2.5 theo thời gian khoảng thời điểm lấy mẫu nghiên cứu Kết đánh giá đư 3.7: Bảng 3.7 Kết so sánh nồng độ bụi PM2.5 theo thời gian TT Tên mẫu Thời gian thu thập mẫu Nồng độ bụi PM2.5 Ghi NVH 3_1 6h-8h 23,9 Nắng nhẹ, có gió NVH 3_2 8h30-10h30 23,3 Nắng nhẹ, có gió NVH 3_3 11h-13h 33,53 Nắng , lặng gió NVH 3_4 13h30-15h30 7,12 Nắng , có gió NVH 3_5 16h-18h 9,17 Nắng nhẹ , có gió Dự vào kết phân t ch hàm lượng bụi PM2.5thực tế điểm thu thập mẫu biến thiên chênh lệch giữ khoảng thời gian thu thập mẫu lớn, gần gấp năm lần (mẫu NVH3_02 có giá trị 33,53 mẫu NVH3_4 có giá trị 7,12) ặc biệt giá trị ô nhiễm PM2.5 ngày lớn mức ô nhiễm nặng cho thấy ảnh hưởng bụi đến người dân đáng lưu ý Vì để đánh giá tổng quát ô nhiễm hợp chất hữu PAH mẫu bụi PM2.5 tổng thời gian thu thập mẫu lựa chọn kéo dài ngày từ 6h-18h bao gồm toàn thời gi n c o điểm thấp điểm khu vực nghiên cứu Thời gian lấy mẫu giúp khái quát ô nhiễm đến từ hoạt động gi o thông đư r t nh khách qu n mẫu nghiên cứu không bị ảnh hưởng đặc điểm lưu lượng gi o thông phân tán ngày 48 3.4.3 Kết p ân tíc àm lượng PAH hai địa đ ểm n ên cứu Tiến hành phân t ch hàm lượng PAH mẫu thu thập theo quy trình tối ưu Kết phân t ch 20 mẫu bụi PM2.5 đư r bảng 3.8 Bảng 3.8 Kết phân tích hàm lượng PAH mẫu bụi PM2.5 Tên Số chất vòng NA 1-NA ACL ACE FLU PH ANT FLUO PYR BaA CHR BbF BaP IcdP DahA BghiP LPAH HPAH VHL11 15,06 1,57 0,98 1,22 1,48 7,85 6,64 < LOQ 0,49 < LOQ < LOQ < LOQ < LOQ < LOQ < LOQ < LOQ 34,8 0,49 Tổng PAH 35,29 Tên chất NA 1-NA ACL ACE FLU PH ANT FLUO PYR BaA CHR BbF Số vòng 2 3 3 4 4 VHL20 1,68 1,79 2,14 0,31 0,25 < LOQ < LOQ < LOQ 2,95 < LOQ < LOQ < LOQ Hàm lượng PAH (ng/m3) VHL12 VHL13 17,04 11,85 1,91 1,26 2,43 2,4 0,67 0,2 1,02 0,86 5,85 5,11 5,03 5,69 < LOQ < LOQ 3,16 0,27 < LOQ < LOQ < LOQ < LOQ < LOQ < LOQ < LOQ < LOQ < LOQ < LOQ < LOQ < LOQ < LOQ < LOQ 33,95 27,37 3,16 0,27 37,11 27,64 Hàm lượng PAH (ng/m3) VHL21 VHL22 17,35 16,56 1,49 0,35 0,55 2,44 0,42 1,32 0,22 0,53 < LOQ < LOQ < LOQ < LOQ < LOQ < LOQ 0,18 0,92 < LOQ < LOQ < LOQ < LOQ < LOQ < LOQ 49 VHL14 4,02 0,11 2,82 1,49 1,36 < LOQ < LOQ < LOQ 0,17 < LOQ < LOQ < LOQ < LOQ < LOQ < LOQ < LOQ 9,8 0,17 9,97 VHL23 18,6 0,24 1,77 0,62 1,01 31,5 13,22 < LOQ 2,11 < LOQ < LOQ < LOQ BaP IcdP DahA BghiP LPAH HPAH Tổng PAH Tên Số chất vòng NA 1-NA ACL ACE FLU PH ANT FLUO PYR BaA CHR BbF BaP IcdP DahA BghiP LPAH HPAH Tổng PAH Tên Số chất vòng NA 1-NA ACL ACE FLU PH ANT FLUO PYR BaA CHR BbF BaP IcdP < LOQ < LOQ < LOQ < LOQ 6,17 2,95 9,12 VHL24 5,28 1,23 0,95 1,44 0,2 40,81 36,85 < LOQ 1,2 < LOQ < LOQ < LOQ < LOQ < LOQ < LOQ < LOQ 86,76 1,2 87,96 NVH6 14,42 1,3 1,38 0,19 1,48 12,79 10,3 < LOQ 2,55 < LOQ < LOQ < LOQ < LOQ < LOQ < LOQ < LOQ < LOQ < LOQ < LOQ < LOQ < LOQ < LOQ 20,03 21,2 0,18 0,92 20,21 22,12 Hàm lượng PAH (ng/m3) VHL25 NVH4 2,84 16,51 0,65 0,96 1,55 2,15 0,2 0,15 1,2 0,66 38,5 37,78 10,69 21,45 < LOQ < LOQ 0,45 1,86 < LOQ 1,88 < LOQ 1,21 < LOQ < LOQ < LOQ 1,23 < LOQ < LOQ < LOQ < LOQ < LOQ < LOQ 55,63 79,66 0,45 6,18 56,08 85,84 Hàm lượng PAH (ng/m3) NVH7 NVH13 17,53 35,47 0,79 0,98 2,51 2,24 0,19 0,79 0,32 0,88 17,95 33,03 9,2 20,45 < LOQ < LOQ 0,96 1,69 < LOQ 2,36 < LOQ 0,69 < LOQ < LOQ 0,56 0,93 < LOQ < LOQ 50 < LOQ < LOQ < LOQ < LOQ 66,96 2,11 69,07 NVH5 27,71 0,52 1,95 0,17 0,83 39,29 25,28 < LOQ 0,61 4,36 2,13 < LOQ 2,56 < LOQ < LOQ 0,78 95,75 10,44 106,19 NVH14 28,72 1,2 2,68 1,08 0,19 6,39 5,48 < LOQ 3,67 < LOQ < LOQ < LOQ < LOQ < LOQ DahA BghiP LPAH HPAH Tổng PAH Tên Số chất vòng NA 1-NA ACL ACE FLU PH ANT FLUO PYR BaA CHR BbF BaP IcdP DahA BghiP LPAH HPAH Tổng PAH < LOQ < LOQ 41,86 2,55 44,41 NVH15 6,33 0,46 2,71 1,36 0,39 30,47 22,91 < LOQ 0,47 < LOQ < LOQ < LOQ < LOQ < LOQ < LOQ < LOQ 64,63 0,47 65,1 < LOQ < LOQ < LOQ < LOQ 48,49 93,84 1,52 5,67 50,01 99,51 Hàm lượng PAH (ng/m3) NVH16 NVH17 7,11 17,38 1,12 0,12 1,35 0,59 0,56 1,24 0,69 0,85 27,4 23,32 20,38 20,08 < LOQ < LOQ 0,39 2,56 3,21 < LOQ 0,89 < LOQ < LOQ < LOQ 1,91 < LOQ < LOQ < LOQ < LOQ < LOQ 0,71 < LOQ 58,61 63,58 7,11 2,56 65,72 66,14 < LOQ < LOQ 45,74 3,67 49,41 NVH18 10,4 1,36 1,11 0,2 0,86 19,99 12,64 < LOQ 2,96 < LOQ < LOQ < LOQ < LOQ < LOQ < LOQ < LOQ 46,56 2,96 49,52 LPAH: PAH phân tử khối thấp (2-3 vòng) HPAH: PAH phân tử khối c o (>3 vòng) Các tiêu không phát mẫu (k hiệu < MDL) tức giới hạn phát phương pháp t nh nồng độ ½ MDL chất đó, Trong 20 mẫu bụi PM2.5 thu thập để xác định hàm lượng PAH xuất hàm lượng củ t hợp chất PAH iều cho thấy môi trường lý tưởng PAH hấp phụ vào phát tán r khu vực lân cận Tổng hàm lượng 16 hợp chất PAH mẫu d o động từ 9,02 (ng/m3) đến 104,19 ng/m3 Các mẫu thu thập viện hàn lâm có giá trị tổng hàm lượng PAH thấp d o động từ 9,12 đến 37,11 (ng/m3) so với giá trị mẫu thu thập ngã tư Nguyên văn Huyên d o động từ 44,41 đến 106,19 (ng/m3) iều cho thấy ô nhiễm bụi PM2.5 đến từ nguồn phát thải giao thông đáng qu n tâm với giá trị c o 5-10 lần đị điểm chịu ảnh hưởng nhỏ hoạt động gi o thông Tổng hàm lượng củ hợp chất P H có trọng lượng thấp c o hẳn tổng hàm lượng hợp chất PAH có trọng lượng cao lần khẳng định việc phát tán bụi PM2.5 đến chủ yếu từ hoạt động gi o thông 51 với đặc điểm loại xe giới nhỏ từ nguồn phát dân sinh mà đến từ hoạt động vận tải giới nặng hoạt động công nghiệp khu vực nghiên cứu 3.4.4 Đán n uồn ô n m PAH Kết qủa tỷ lệ giá trị t nh toán để xác định lại lần nữ h y để xác minh nguồn gốc ô nhiễm bụi đến từ nguồn thể biểu đồ hình 3.9 3.10 VHL25 VHL24 VHL23 VHL22 VHL21 VHL20 VHL14 VHL13 VHL12 VHL11 0% 10% NA 20% 1-NA 30%ACL 40% ACE PYR BaA CHR BbF 50% FLU BaP 60% PH 70% ANT 80% FLUO IcdP DahA BghiP 90% 100% Hình Phân bố hợp chất PAH bụi PM2.5 điểm thu thập viện Hàn lâm NVH1 NVH1 NVH1 NVH1 NVH1 NVH1 NVH7 NVH6 NVH5 NVH4 0% FLU 10% NA 20% 1-NA30% ACL 40%ACE 50% PYR BaA CHR BbF BaP 52 PH 60% IcdP ANT 70% DahA FLUO 80% BghiP 90% 100% Hình 10 Phân bố hợp chất PAH bụi PM2.5 điểm thu thập ngã tư Nguyên Văn Huyên Kết cho thấy tỷ lệ giá trị NT/(PH + NT) mẫu nhỏ 0,5 đơn vị cụ thể d o động từ 0,22 đến 0,48 cho thấy ô nhiễm PAH mẫu bụi chủ yếu đến từ nguồn gốc hoạt động gi o thông, đốt cháy nhiên liệu xăng dầu hó thạch iều hoàn toàn ph hợp với đị điểm nghiên cứu hàm lượng bụi PM2.5 chịu ảnh hưởng chủ yếu từ hoạt động giao thông ặc biệt số mẫu thu thập ngã tư Nguyễn Văn Huyên xuất giá trị hàm lượng hợp chất P (0,56 đến 2,56) ghiP (9,71 đến 0,78 ng/m3) với giá trị hệ số BaP/BghiP mẫu NCH5; NVH 16 3,28 2,69 đơn vị, chất có độc t nh c o có khả gây ung thư c o nhóm hợp chất PAH nghiên cứu Với kết tỷ lệ cho thấy hàm lượng PAH có góp mặt củ phương tiện sử dụng động diesel Theo qu n sát thực tế đị điểm nghiên cứu khu vực lấy mẫu cấm phương tiện lưu thông thời gian thu thập mẫu số phương tiện hoạt động xe chở xăng dầu xe bus lưu thơng khoảng thời gi n việc xuất hàm lượng hợp chất hiểu Có thể thấy tương phản lớn củ hàm lượng phần trăm hợp chất h i đị điểm nghiên cứu: Trong viện Hàn lâm hàm lượng hợp chất Nap chiếm chủ yếu bụi PM2.5 điểm nghiên cứu Nguyên Văn Huyên số chi hầu hết nhóm chất d o động chủ yếu với hợp chất N p; Ph ChR iều cho thấy với nhóm hợp chất nhẹ khả phát tán c o theo bụi khu vực khác So sánh với nghiên cứu trước đây: Trong nghiên cứu củ Võ Thị Lê Hà [28] cộng phân t ch hàm lượng PAH tồn mẫu bụi PM2.5 số trường học Hà Nội Kết cho thấy hàm lượng tổng PAH mẫu không kh nhà d o động khoảng 267,1 ng/m3 mẫu kh xung qu nh trời d o động khoảng 843,4 ng/m3, kết c o nhiều với nghiên cứu d o động khoảng 104,19 ng/m3 iều thấy nguồn phát sinh P H đến không kh Hà Nội đ dạng, khó kiểm sốt Một nghiên cứu khác Phạm Kim O nh cộng [29] phân t ch hàm lượng PAH mẫu bụi PM2.5 thành phố Hồ Ch Minh khoảng thời gian tết nguyên đán năm 2020 cho thấy tổng hàm lượng P H mẫu bụi PM2.5 d o động khoảng 10,34 ng/m3 giá trị thấp nhiều so với nghiên cứu Hà Nội Thời điểm thu thập mẫu củ nghiên cứu tết nguyên đán nên lưu lượng hoạt động gi o thông giảm mạnh nên việc hàm lượng PAH tồn bụi nhỏ điều hiểu 3.5 Kết ứng dụn mô n Suttons Trong vài nghiên cứu trước đề cập đến hệ số ô nhiễm củ phương tiện đến giá trị bụi PM2.5 Cụ thể nghiên cứu MartinFerm cộng [30] đư r giá trị EFs củ nhóm phương tiện gi o thông giới (xe con; xe tải; xe gắn máy…) dao động khoảng 0,022 g/km/xe Giá 53 trị kế thừ ứng dụng nghiên cứu để đánh giá chênh lệch giữ giá trị lý thuyết hàm lượng bụi đị điểm nghiên cứu xây dựng q trình mơ phát tán bụi PM2.5 s u: Công suất nguồn phát thải hoạt động gi o thông đị điểm nghiên cứu t nh theo công thức M= 0,022x1000 x Q/3600 Trong M cơng suất nguồn thải củ xe giới bụi PM2.5 (mg/km/s) Q lưu lượng củ xe giới (xe/h) S u t nh toán giá trị công suất nguồn thải công thức t nh hàm lượng chất ô nhiễm thời điểm xây dựng theo công thức Tại đị điểm nghiên cứu với giá trị z=0 x=1 m giá trị nồng độ PM2.5 theo mơ hình phát thải điểm thu thập mẫu kết phân t ch thực tế phòng th nghiệm đư r bảng sau: Bảng 3.9 Kết so sánh thực nghiệm mơ hình Lưu lượng xe Vận tốc Kết Kết Mơ gió trung theo mơ phân t ch hình/phân bình hình t ch NVH8 9600 3,29 25,00 27,6 0,91 NVH9 11100 5,6 22,52 25,12 0,90 NVH10 11400 4,3 22,95 25,1 0,91 NVH11 12600 6,04 19,97 19,12 1,04 NVH12 13200 4,33 21,53 20,17 1,07 Dự vào kết t nh tốn theo mơ hình kết phân t ch thực tế cho thấy lý thuyết với nguồn phát thải đường chủ yếu hoạt động phương tiện gây r Tuy nhiên theo kết phân t ch thực tế lại cho thấy phát thải PM2.5 từ phương tiện có s i số khoảng 90-107% iều khuếch tán củ lượng bụi đường trình di chuyển phương tiện gi o thông gây lên gây s i số kết phân t ch thực tế so với mơ hình mơ Như thấy mơ hình Sutton để xây dựng mơ hàm lượng bụi PM2.5 ch nh xác Vì tiến hành dự kết củ mơ hình mô lại phát tán củ lượng bụi phát sinh khu vực đến điểm khác khu vực nghiên cứu Từ xây dựng đồ dự báo phát tán từ điểm phát thải cố định đến khu dân cư xung qu nh tổng hợp dự báo tình trạng ô nhiễm tương lai 54 CHƯ NG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGH 4.1 Kết Luận Nghiên cứu tiến hành thu thập 22 cặp mẫu để phân t ch hàm lượng PAH mẫu bụi PM2.5 18 mẫu để tiến hành khảo sát nghiên cứu quy trình phân t ch hệ thiết bị GC-MS/MS ã nghiên cứu tối ưu điều kiện phân t ch hệ thiết bị GC-MS/MS tốc độ dòng kh tối ưu 1ml/phút; Nhiệt độ cổng bơm mẫu tối ưu 280oC ã th m định phương pháp nghiên cứu đổ ổn định củ phương pháp phân t ch thiết bị GC-MS/MS; đánh giá độ thu hồi, độ lặp lại củ phương pháp xử lý mẫu Nghiên cứu thời gian thu thập mẫu lựa chọn thời gian thu thập mẫu tối ưu khoảng 6h đến18h Tiến hành phân t ch hàm lượng PAH 22 cặp mẫu thu thập với tổng hàm lượng hợp chất PAH d o động khoảng 9,02 (ng/m3) đến 104,19 ng/m3 Các mẫu thu thập viện hàn lâm có giá trị tổng hàm lượng PAH thấp d o động từ 9,12 đến 37,11 (ng/m3) so với giá trị mẫu thu thập ngã tư Nguyên văn Huyên d o động từ 44,41 đến 106,19 (ng/m3) ánh giá kết nghiên cứu kết dự đốn theo mơ hình xây dựng nhận thấy độ sai lệch từ 90-107% 4.2 Kiến nghị ể đánh giá mức độ ô nhiễm PAH bụi PM2.5 Hà Nội cần mở rộng nghiên cứu nhiều đị điểm ánh giá sâu độ ô nhiễm tần suất thu thập mẫu Nghiên cứu dừng lại khảo sát với điều kiện gi o thông tác động đến bụi PM2.5 vậy, cần có nghiên cứu lớn điều kiện khác tác động đến không kh Việt N m hoạt động công nghiệp, nông nghiệp th y đổi thời tiết để có nhìn tổng qt tình hình nhiễm Việt N m nói chung Hà Nội nói riêng 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO Sudip, K S., Om, V S., Rakesh, K J (2002), “Polycyclic aromatic hydrocarbons: Environmental pollution and bioremediation”, Trends in Biotechnology, 20(6), pp 243–248 Tolis, E.I., Saraga, D.E., Filiou, K.F., Tziavos, N.I., Tsiaousis, C.P., Dinas, A., Bartzis, J.G., (2015), “One-year intensive characterization on PM2.5 nearby port area of Thessaloniki, Greece Environ” Sci Pollut Res 22, 6812–6826/ Wang Z., Li S.Q., Chen X.M., Lin C.Y (2016), “Estimates of the exposed dermal surface area of Chinese in view of human health risk assessment”, J Saf Environ, Vol.8, 152–156 Y Ma, J Cheng, F Jiao, Z Rong, M Li, W Wang, “Distribution, sources, and potential risk of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) in drinking water resources from Henan Province in middle of China”, Environmental Monitoring Assessment 146, 127 – 138 (2014) ourotte, C.,Forti, M.C., T niguchi, S., c ng cộng 2005 “A wintertime study of PAH in fine and coarse aerosols in Sao Paulo City, Brazil”, Atmos Environ39.3799-3811 Fraser, M.P., Yue, Z.W., Tropp, R.J., Kohl, S.D., Chow, J.C., (2002).,“Molecular composition of organic fine particulate matter in Houston, TX” Atmos Environ 36 Fernandez, A.E., Miguel, A.H., Froines, J.R., Thurairatnam, S., Avol Ed, L., (2004) “Seasonal and spatial variation of polycyclic aromatic hydrocarbons in vapor-phase and PM2.5 in Southern California urban and rural communities” Aerosol Sci Dong, D C., Chen, F C., Chen, W C (2012), “Determination of polycyclic aromatic hydrocarbons in industrial harbor sediments by GC-MS”, International Journal of Environmental Research and Public Health, 9(6), pp 2175–2188 J Masih, R Singhvi, K Kumar, V.K Jain, A.Taneja, (2012), “ Seasonal Variation and Sources of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAH) in Indoor and Outdoor Air in a Semi Arid Tract of Northern India”, Aerosol Air Quality Research, 12, 515–525 10 European Commission (2002), “Polycyclic Aromatic Hydrocarbons – Occurrence in foods, dietary exposure and health effects”, Scientific Committee on Food 11 Viện Khoa học Quản lý môi trường, Tổng cục Môi trường (2012) ề tài “ nh hưởng củ ô nhiễm không kh đến sức khỏe người dân” 12 Adeniji, O A., Okoh, O O., Okoh, I A (2018), “Analytical Methods for Polycyclic Aromatic Hydrocarbons and their Global Trend of Distribution in Water and Sediment: A Review", Recent Insights in Petroleum Science and Engineering, 19, pp 393–427 13 Abdel-Shafy, I H., Mansour, M S M (2016), “A review on polycyclic aromatic hydrocarbons: Source, environmental impact, effect on human 56 health and remediation”, Egyptian Journal of Petroleum, 25(1), pp 107–123 14 Alegbeleye, O O., Opeolu, B O., Jackson, V A (2017), “Polycyclic Aromatic Hydrocarbons: A Critical Review of Environmental Occurrence and Bioremediation”, Environmental Management, 60(4), pp 758–783 15 Lawal, T A (2017), “Polycyclic aromatic hydrocarbons A review”, Cogent Environmental Science, 3(1), pp 1–89 16 Manoli, E., Samara, C (1999), “Polycyclic aromatic hydrocarbons in natural waters: sources, occurrence and analysis”, Trends in analytical chemistry, 18(6), pp 417–428 17 Manzetti, S (2013), “Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in the Environment: Environmental Fate and Transformation”, Polycyclic Aromatic Compounds, 33(4), pp 311–330 18 QCVN 07: 2009/BTNMT: Quy chu n kỹ thuật ngưỡng chất thải nguy hại 19 Grimmer, G., Jacob, J., Dettbarn, G., Naujack, K.W., (1985), “Determination of polycyclic aromatic compounds, azaarenes, and thiaarenes emitted from coal-fired residential furnaces by gas chromatography/mass spectrometry”, Fresen Z Anal Chem 322, 595– 602 20 Chen J., Xu Q., Li L., Jeffrey R., “Determination of PAH in edible oils by DACC-HPLC with fluoresences detection”, Thermo Fisher Scientific 21 Yan, C., Zheng, M., Yang, Q., Zhang, Q., Qiu, X., Zhang, Y., Fu, H., Li, X., Zhu, T., Zhu, Y (2015), “Commuter exposure to particulate matter and particle-bound PAH in three transportation modes in Beijing, China”, Environmental Pollution, 204, pp 199–206.36 22 Tolis, E.I., Saraga, D.E., Filiou, K.F., Tziavos, N.I., Tsiaousis, C.P., Dinas, A., Bartzis, J.G.,( 2015), “One-year intensive characterization on PM2.5 nearby port area of Thessaloniki, Greece” Environ Sci Pollut Res 22, 6812–6826 23 Liu, J., Zhang, L., Winterroth, C L., Garcia, M., Weiman, S., Wong, W J., Sunwoo, B J., Nadeau, C K (2013), “Epigenetically Mediated Pathogenic Effects of Phenanthrene on Regulatory T Cells”, Journal of Toxicology, 20, pp 1–13 24 Gope, M., Masto, E R., George, J., Balachandran, S (2018), “Exposure and cancer risk assessment of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) in the street dust of Asansol city, India”, Sustainable Cities and Society, 38, pp 616–626 C Escrivá, E Vi n , (1994) “Comparison of four methods for the determination of polycyclic aromatic hydrocarbons in airborne particulates”, Journal of Chromatography A, Volume 676, Issue , Pages 375-388 26 C H Marvin,L Allan,B E McCarry &D W Bryant (1992), “ A Comparison of Ultrasonic Extraction and Soxhlet Extraction of 25 57 Polycyclic Aromatic Hydrocarbons from Sediments and Air Particulate Material”, International Journal of Environmental Analytical Chemistry , Volume 49, Issue 4, Pages 221-230 27 U.S Environmental Protection Agency (1984), "Method 610: Polynuclear Aromatic Hydrocarbons" 28 Vo Thi Le Ha , Nguyen Thi Thu Hien, Nghiem Trung Dung, Nguyen Lan Anh, Thai Ha Vinh, Minoru Yoneda (2020), “PM2.5-bound PAH in the indoor and outdoor airof nursery schoolsin hanoi, vietnam and health implication”, Vietnam Journal of Science and Technology 58(3), 319-327 29 Pham KIM OANH, Yasuyuki ITANO, To Thi HIEN, Yusuke FUJII and Norimichi TAKENAKA (2020), “Preliminary Study on Influence of Cultural Activities during Vietnamese New Year Holidays on PM2.5- Bound Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAH)”, Earoru Kenkyu, 35 (2), 118-128 30 M rtinFerm, K rinSjöberg(2015) , “Concentrations and emission factors for PM2.5 and PM10 from road traffic in Sweden”, Atmospheric Environment ,Volume 119 211-219 PHỤ LỤC Sắc ký đồ phân t ch số mẫu 58 Thiết bị thu thập mẫu 59 Thu thập mẫu 60 ... 258 248,1 250 ,12 126 248,09 250 ,12 250 ,12 272,08 274,12 277 274,1 276,12 139 30 30 15 15 10 10 10 15 30 30 40 15 15 20 25 25 20 25 25 30 20 20 35 20 20 40 30 30 40 30 30 40 30 30 40 35 35 35. .. 228,12 228,12 252 ,12 252 ,12 252 ,12 252 ,11 252 ,11 252 ,11 274,12 276, 15 278 276,12 278, 15 186 38 43 150 ,08 151 ,1 75 162,16 162,16 164 152 ,12 152 ,12 46.2 163,08 1 65, 1 164 152 ,09 176,11 89 152 ,08 176,1...BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ N u nV nC n ÁC Đ NH THÀNH PH N HỮU C VÀ MÔ PHỎNG H NH THÁI PHÁT THẢI ỤI PM2. 5 TẠI MỘT SỐ Đ A