Nghiên cứu xác định quy trình phân tích chất chống cháy triphenyl photphate (TDCPP) và tris (1,3-dichloroisopropyl)photphate (TPP) trong môi trường nước mặt và bước đầu đánh giá nguy cơ ảnh hưởng đến s

Nghiên cứu xác định quy trình phân tích chất chống cháy triphenyl photphate (TDCPP) và tris (1,3-dichloroisopropyl)photphate (TPP) trong môi trường nước mặt và bước đầu đánh giá nguy cơ ảnh hưởng đến.Nghiên cứu xác định quy trình phân tích chất chống cháy triphenyl photphate (TDCPP) và tris (1,3-dichloroisopropyl)photphate (TPP) trong môi trường nước mặt và bước đầu đánh giá nguy cơ ảnh hưởng đến sNghiên cứu xác định quy trình phân tích chất chống cháy triphenyl photphate (TDCPP) và tris (1,3-dichloroisopropyl)photphate (TPP) trong môi trường nước mặt và bước đầu đánh giá nguy cơ ảnh hưởng đến sNghiên cứu xác định quy trình phân tích chất chống cháy triphenyl photphate (TDCPP) và tris (1,3-dichloroisopropyl)photphate (TPP) trong môi trường nước mặt và bước đầu đánh giá nguy cơ ảnh hưởng đến sNghiên cứu xác định quy trình phân tích chất chống cháy triphenyl photphate (TDCPP) và tris (1,3-dichloroisopropyl)photphate (TPP) trong môi trường nước mặt và bước đầu đánh giá nguy cơ ảnh hưởng đến sNghiên cứu xác định quy trình phân tích chất chống cháy triphenyl photphate (TDCPP) và tris (1,3-dichloroisopropyl)photphate (TPP) trong môi trường nước mặt và bước đầu đánh giá nguy cơ ảnh hưởng đến sNghiên cứu xác định quy trình phân tích chất chống cháy triphenyl photphate (TDCPP) và tris (1,3-dichloroisopropyl)photphate (TPP) trong môi trường nước mặt và bước đầu đánh giá nguy cơ ảnh hưởng đến sNghiên cứu xác định quy trình phân tích chất chống cháy triphenyl photphate (TDCPP) và tris (1,3-dichloroisopropyl)photphate (TPP) trong môi trường nước mặt và bước đầu đánh giá nguy cơ ảnh hưởng đến sNghiên cứu xác định quy trình phân tích chất chống cháy triphenyl photphate (TDCPP) và tris (1,3-dichloroisopropyl)photphate (TPP) trong môi trường nước mặt và bước đầu đánh giá nguy cơ ảnh hưởng đến sNghiên cứu xác định quy trình phân tích chất chống cháy triphenyl photphate (TDCPP) và tris (1,3-dichloroisopropyl)photphate (TPP) trong môi trường nước mặt và bước đầu đánh giá nguy cơ ảnh hưởng đến s

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHÊ VN HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NGUYỄN VĂN HÀO NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH QUY TRÌNH PHÂN TÍCH CHẤT CHỐNG CHÁY TRIPHENYL PHOTPHATE (TDCPP) VÀ TRIS (1,3DICHLOROISOPROPYL) PHOTPHATE (TPP) TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC MẶT VÀ BƯỚC ĐẦU ĐÁNH GIÁ NGUY CƠ ẢNH HƯỞNG ĐẾN SỨC KHỎE CON NGƯỜI 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 VN HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NGUYỄN VĂN HÀO NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH QUY TRÌNH PHÂN TÍCH CHẤT CHỐNG CHÁY TRIPHENYL PHOTPHATE (TDCPP) VÀ TRIS (1,3-DICHLOROISOPROPYL)PHOTPHATE (TPP) TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC MẶT VÀ BƯỚC ĐẦU ĐÁNH GIÁ NGUY CƠ ẢNH HƯỞNG ĐẾN SỨC KHỎE CON NGƯỜI Ngành: Kỹ thuật hóa học, vật liệu, luyện kim môi trường Mã số: 8520320 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS TRỊNH THU HÀ HÀ NỘI - 2022 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan Những nội dung luận văn thực hướng dẫn TS Trịnh Thu Hà Mọi tham khảo dùng luận văn tơi trích dẫn nguồn gốc rõ ràng Các kết nghiên cứu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình Tơi xin chịu trách nhiệm vấn đề liên quan đến nội dung đề tài Hà Nội, ngày tháng năm 2022 Học viên Nguyễn Văn Hào ii LỜI CẢM ƠN Luận văn Thạc sĩ khoa học - Chuyên ngành Kỹ thuật môi trường với đề tài “Nghiên cứu xác định quy trình phân tích chất chống cháy triphenyl photphate (TDCPP) tris (1,3-dichloroisopropyl)photphate (TPP) môi trường nước mặt bước đầu đánh giá nguy ảnh hưởng đến sức khỏe người”được thực phịng thí nghiệm Phân tích Độc chất môi trường - Viện Công nghệ Môi trường - Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam, hướng dẫn TS Trịnh Thu Hà Trong suốt trình thực luận văn, từ nhận đề tài kết thúc thực nghiệm, em nhận quan tâm, động viên, hỗ trợ từ cáccơ hướng dẫn Bằng tất kính trọng, lòng biết ơn, em xin phép gửi tới TS Trịnh Thu Hà lời cảm ơn chân thành Em xin chân thành cảm ơn hỗ trợ kinh phí đề tài “Xây dựng quy trình tiêu chuẩn xác định chất chống cháy môi trường, vật liệu chống cháy đánh giá mức độ nguy hại đến sức khỏe người”, mã số: TĐPCCC.05/21-23” Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Ban lãnh đạo phịng Phân tích Độc chất Mơi trường,Viện Cơng nghệ Môi trường, Học Viện Khoa học Công nghệ cho phép tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ cho em hoàn thành luận văn Em xin gửi lời cảm ơn thầy cô giáo Khoa Môi trường - Viện Công nghệ Môi trường, Học viện Khoa học Công nghệ, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam, giảng dạy, truyền đạt kiến thức, tạo điều kiện sở vật chất hướng dẫn em hoàn thành chương trình học tập thực luận văn Dù cố gắng, song thời gian kiến thức đề tài chưa sâu rộng nên chắn luận văn khơng tránh khỏi thiếu sót hạn chế Kính mong nhận chia sẻ ý kiến đóng góp quý báu Thầy giáo, Cô giáo, bạn bè, đồng nghiệp Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2022 Học viên iii MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 13 1.1 Giới thiệu chất chống cháy TDCPP TPP 13 1.2.Tính chất chất chống cháy TCDPP TPP 14 1.3 Chất chống cháy TCDPP TPP môi trường nước mặt 18 1.4 Nguy phơi nhiễm người với TCDPP TPP 20 1.5 Phương pháp chiết tách phân tích TCDPP TPP mẫu mơi trường 23 1.6 Phương pháp phân tích OPFRs 28 1.7 Phương pháp đánh giá rủi ro đến sức khỏe người hệ sinh thái nước 31 1.7.1 Tính tốn đánh giá rủi ro đến sức khỏe người 31 1.7.2 Các công thức tính tốn đánh giá rủi ro đến hệ sinh thái 32 1.8 Các cơng thức tính tốn kết 32 CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM 35 2.1 Nội dung phương pháp nghiên cứu 35 2.1.1 Mục tiêu nghiên cứu 35 2.1.2 Đối tượng nghiên cứu 35 2.1.3 Nội dung nghiên cứu 35 2.2 Hóa chất thiết bị 36 2.2.1 Hóa chất .36 2.2.2 Dụng cụ thiết bị 36 2.3 Lấy mẫu bảo quản mẫu 37 2.4 Chuẩn bị dung dịch chuẩn gốc dung dịch chuẩn 38 2.5 Thực nghiệm 38 iv 2.5.1 Khảo sát điều kiện phân tích thiết bị GC-MS/MS 38 2.5.2 Khảo sát độ phù hợp kệ thống sắc ký 41 2.5.3 Khảo sát xây dựng đường chuẩn khoảng tuyến tính 41 2.5.4 Xác định chiết tách mẫu nước phương pháp chiết pha rắn SPE 42 2.5.5 Khảo sát thẩm định phương pháp 43 2.6 Phân tích mẫu thực tế 46 2.7 Phương pháp xử lý số liệu 46 2.8 Tính tốn đánh giá nguy rủi ro đến hệ sinh thái nước hồ Hà Nội 47 2.8.1 Tính tốn đánh giá ảnh hưởng đến sức khỏe người 47 2.8.2.Ttính tốn đánh giá rủi ro đến hệ sinh thái nước sông hồ Hà Nội 48 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 49 3.1 Phương pháp phân tích TDCPP TPP GC-MS/MS 49 3.1.1 Kết khảo sát điều kiện phân tích GC-MS/MS .49 3.1.2 Độ phù hợp hệ thống GC-MS/MS 50 3.1.3 Xây dựng đường chuẩn định lượng 50 3.2 Kết khảo sát quy trình chiết tách mẫu 52 3.2.1 Hệ dung môi rửa giải 52 3.3.2 Thể tích hệ dung mơi rửa giải 53 3.3 Kết thẩm định phương pháp 54 3.3.1 Độ thu hồi/ độ phương pháp 54 3.3.2 Độ lặp lại độ tái lập 56 3.3.3 Độ không đảm bảo đo phương pháp (ĐKĐBĐ) 58 3.3.4 Giới hạn phát (LOD), giới hạn định lượng (LOQ) giới hạn phát phương pháp (MDL) .58 3.4 Quy trình phân tích chất chống cháyTDCPP TPP mẫu nước v thiết bị GC-MS/MS 61 3.5 TDCPP TPP mẫu nước hồ Hà Nội 63 3.5.1 Nồng độ TDCPP TPP nước hồ Hà Nội .63 3.5.2 So sánh với nghiên cứu TDCPP TPP mẫu nước mặt giới 65 3.6 Đánh giá rủi ro, tác động TDCPP TPP có nước mặt đến sức khỏe người 66 3.7 Đánh giá rủi ro TDCPP TPP có nước mặt đến hệ sinh thái nước 68 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO 71 vi DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT Kí hiệu Tiếng việt Tiếng anh viết tắt TPP Triphenyl photphate Triphenyl photphate TDCPP Tris (1,3- Tris (1,3- dichloroisopropyl)photphate dichloroisopropyl)photphate EPA Cơ quan bảo vệ môi trường Mỹ Environment protection Agency TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam GC – MS Sắc ký khí kết nối khối phổ Liquid chromatography mass spectrometry LOD Giới hạn phát Limit of detection LOQ Giới hạn định lượng Limit of quantity SPE Chiết pha rắn Solid phase extraction HQ Chỉ số nguy hại Hazard Quotient MeOH Methanol Metanol ReT Thời gian lưu RSD Độ lệch chuẩn tương đối Ralative standard deviation CE Năng lượng phân mảnh Collision Energy ID Liều lượng phơi nhiễm hàng ngày SD Độ lệch chuẩn vii DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Cơng thức cấu tạo TDCPP 14 Hình 1.2 Cơng thức hóa học TPP 17 Hình Sắc đồ chất TDCPP TPP thu từ phương pháp GCMS/MS 49 Hình 3.2 Đường chuẩn xác định TDCPP 51 Hình 3.3 Đường chuẩn xác định TPP 51 Hình 3.4 Hiệu suất thu hồi TDCPP TPP sử dụng hệ dung môi rửa giải (Hệ DM 1: MeOH/acetonitril (1:1); Hệ DM2: Ethyl acetate; Hệ DM3: DCM, ethyl acetate; Hệ DM4: Hexan, DCM/hexan (1:1),ethyl acetate) 53 Hình 3.5 Hiệu suất thu hồi TDCPP TPP sử dụng hệ dung môi rửa giải với thể tích khác (Hệ 1: mL hexan; mL DCM/hexan (1:1); mL ethyl acetate; Hệ 2: mL hexan; mL DCM/hexan (1:1); mL ethyl acetate; Hệ 3: mL hexan; mL DCM/hexan (1:1); mL ethyl acetate; Hệ 4: mL hexan; mL DCM/hexan (1:1); mL ethyl acetate) 54 Hình 3.6 Độ thu hồi độ lệch chuẩn tương đối TDCPP với mức nồng độ thấp (50 ng/mL); mức nồng độ trung bình (100 ng/mL); mức nồng độ cao (500 ng/mL) 55 Hình 3.7 Độ thu hồi độ lệch chuẩn tương đối TPP với mức nồng độ thấp (50 ng/mL); mức nồng độ trung bình (100 ng/mL); mức nồng độ cao (500 ng/mL) 55 Hình 3.8 Quy trình chiết mẫu nước để phân tích TDCPP TPP phương pháp chiết SPE 62 Hình 3.9 Nồng độ TDCPP mẫu nước hồ Hà Nội 64 Hình 3.10 Nồng độ TPP mẫu nước hồ Hà Nội 64 Hình 3.11 Nồng độ TDCPP TPP mẫu nước hồ Hà Nội 64 viii DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Tính chất hóa lý TDCPP 15 Bảng 1.2 Tính chất hóa lý TPP 17 Bảng 2.1 Điều kiện thiết bị phân tích cho hợp chất OPFR theo EPA 1614A 40 Bảng 3.1 Các phân mảnh, thời gian lưu bắn phá TDCPP TPP 50 Bảng 3.2 Hệ số biến thiên thời gian lưu 50 Bảng 3.3 Độ lặp lại TDCPP TPP 56 Bảng 3.4 Độ tái lập phương pháp xác định TDCPP TPP 57 Bảng 3.5 ĐKĐBĐ TDCPP TPP 58 Bảng 3.6 Giới hạn phát phương pháp (MDL) TDCPP TPP 59 Bảng 3.7 Các thông số yêu cầu đạt củaTDCPP từ kết thẩm định phương pháp 60 Bảng 3.8 Các thông số yêu cầu đạt củaTPP từ kết thẩm định phương pháp 60 Bảng 3.9 Nồng độ TDCPP TPP nghiên cứu khác nước mặt giới (ng/L) 65 Bảng 3.10 Các thơng số để tính tốn số đánh giá rủi ro TDCPP nước đến sức khỏe người 66 Bảng 3.11 Các thơng số để tính tốn số đánh giá rủi ro TPP nước đến sức khỏe 67 Bảng 3.12 Chỉ số rủi ro (RQ) TDCPP cho sinh vật thủy sinh 68 Bảng 3.13 Chỉ số rủi ro (RQ) TPP cho sinh vật thủy sinh 69 62 Mẫu nước (500 mL) Thêm IS: (100 ng) (TPPd15, DIBP-d14)/hexane) Lọc qua giấy lọc GF/B 500 mL mẫu nước lọc Được tải lên cột HBL (200 mg) hoạt hóa Hoạt hóa cột HBL: Bơm lên cột dung môi: - 10 mL DCM - 10 mL MeOH - 10 mL nước cất tinh khiết Làm khô cột: hút chân không (30 phút) Rửa giải - mL hexane - mL DCM/ hexan (1:1) - mL Ethylacetat Cô đặc đến mL thổi khí Nito thêm 10 mL hexan vào Cơ đặc tiếp đến mL Định mức đến mL Chuyển sang vial GC-MS/MS Hình 3.8 Quy trình chiết mẫu nước để phân tích TDCPP TPP phương pháp chiết SPE 63 3.5 TDCPP TPP mẫu nước hồ Hà Nội 3.5.1 Nồng độ TDCPP TPP nước hồ Hà Nội Kết phân tích TDCPP TPP 10 mẫu nước hồ khu vực nội thành Hà Nội hình 3.9; 3.10 3.11 Nhìn chung, TPP TDCPP tìm thấy mẫu nước mặt với tần suất phát nồng độ khác TDCPP tìm thấy với tần suất phát 40% với nồng độ trung bình 5,076 ng/L (ND- 12,7 ng/L) TDCPP bị rút khỏi thị trườngsau chất chuyển hóa tìm thấy nước tiểu trẻ em mặcđồ ngủ xử lý TDCPP Gần đây, khảo sát thời gian dài nhà khoa học Mỹtrên sản phẩm dành cho trẻ em, kết cho thấy TDCPP chất chống cháy phát thường xuyên Trong TPP tìm thấy tất mẫu với tần suất phát 100% nồng độ trung bình mẫu nước 17,5 ng/L (2,77 – 55,8 ng/L) cao so với TDCPP.TPP chất chống cháy phốt thành phần chínhtrong hỗn hợp chất chống cháy thương mại Firemaster 550 Cả chất chống cháy TDCPP TPP tìm thấy trong số 10 mẫu nước hồ hồ Ba Mẫu, hồ Bẩy Mẫu, hồ Yên Sở hồ Văn Quán TDCPP tìm nồng độ cao hồ Bảy Mẫu với nồng độ 12,7 ng/L TPP tìm thấy nồng độ cao hồ Ba Mẫu (55,8 ng/L), sau đến hồ Linh Đàm (42,8 ng/L) hồ Yên Sở (12,3 ng/L) Kết TPP cao mẫu hồ xung quanh hồ có mật độ dân cư cao, hồ Linh Đàm hồ Yên Sở tiếp nơi tiếp nhận nhiều nguồn thải có chứa chất chống cháy TPP từ hoạt động sinh hoạt, hoạt động hàng ngày người dân sống quanh khu vực hồ, bên cạnh khu vực ven hồ nơi xả thải loại phế thải xây dựng, vật liệu xây dựng Theo qua thời gian ảnh hưởng điều kiện thời tiết kết hợp với đặc tính khơng liên kết hóa học TPP với vật liệu làm cho chúng dễ dàng vào nước hồ thơng qua q trình bay hịa tan làm cho hàm lượng TPP hồ cao khu vực khác 64 Hình 3.9 Nồng độ TDCPP mẫu nước hồ Hà Nội Hình 3.10.Nồng độ TPP mẫu nước hồ Hà Nội Hình3.11 Nồng độ TDCPP TPP mẫu nước hồ Hà Nội 65 3.5.2 So sánh với nghiên cứu TDCPP TPP mẫu nước mặt giới Hiện nay, có nhiều nghiên cứu tồn TDCPP TPP mẫu môi trường mẫu nước mặt nước giơi Do đó, Việc so sánh kết nghiên cứu với nghiên cứu khác giới nhằm cung cấp thêm liệu để hỗ trợ nhà quản lý đưa định việc quản lý sử dụng xử lý môi trường hóa chất lĩnh vực bảo vệ môi trường nước Kết so sánh nồng độtrung bình TDCPP TPP mẫu nước hồ nghiên cứu nàyvới báo cáo nghiên cứu trước bảng 3.9 Từ việc so sánh với số nước giới, thấy ô nhiễm TPP hồ Hà Nội cao đáng kể so với nghiên cứu nước trến giới Bảng 3.9 Nồng độ TDCPP TPP nghiên cứu khác nước mặt giới (ng/L) Sông, hồ Quốc gia TCDPP TPP Nghiên cứu Việt Nam ND – 12,7 2,77 – 55,8 Five Great Lakes Canada 1,1 0,13 (Venier, Dove et al 2014) 40 sông Trung Quốc