Nghiên cứu xây dựng quy trình phân tích Đối với nhóm chất tetrachlorodibenzo dioxin (tcdds) và Đánh giá sự tồn lưu của chúng trong mẫu tro xỉ tại việt nam

Dioxin là sản phẩm phụ vô tình được tạo ra từ các hoạt động công nghiệp và một số quá trình đốt cháy ở nhiệt độ cao, chẳng hạn như sản xuất clo hữu cơ, các nhà máy tái chế kim loại thứ c

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

Mai Thị Hồng Hằng

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUY TRÌNH PHÂN TÍCH ĐỐI VỚI NHÓM CHẤT TETRACHLORODIBENZO-DIOXINS (TCDDs)

VÀ ĐÁNH GIÁ SỰ TỒN LƯU CỦA CHÚNG TRONG MẪU TRO XỈ

TẠI VIỆT NAM

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội – 2024

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

Mai Thị Hồng Hằng

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUY TRÌNH PHÂN TÍCH ĐỐI VỚI NHÓM CHẤT TETRACHLORODIBENZO-DIOXINS (TCDDs)

VÀ ĐÁNH GIÁ SỰ TỒN LƯU CỦA CHÚNG TRONG MẪU TRO XỈ

TẠI VIỆT NAM

Chuyên ngành: Hóa phân tích

Mã số: 8440112.03

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS Vũ Đức Nam PGS.TS: Từ Bình Minh

Hà Nội – 2024

LỜI CẢM ƠN

Luận văn được hoàn thành với sự hỗ trợ của hợp phần 5: “Nâng cao chất lượng phân tích Dioxin của phòng thí nghiệm đạt tiêu chuẩn quốc tế”, mã số TĐDIOX.05/22-24, thuộc Đề án KHCN trọng điểm cấp Viện Hàn lâm KHCNVN:

“Nghiên cứu nguy cơ tích lũy Dioxin và dẫn suất phát sinh từ một số hoạt động kinh

tế xã hội đến chuỗi sản xuất thực phẩm, mã số TĐDIOX.00/22-24” và đề tài NAFOSTED mã số 104.04-2021.09

Với lòng biết ơn sâu sắc, em xin chân thành cảm ơn TS Vũ Đức Nam và PGS.TS Từ Bình Minh đã giao đề tài, định hướng nghiên cứu, tận tình hướng dẫn và tạo điều kiện tốt nhất trong suốt quá trình em làm luận văn tốt nghiệp

Em cũng xin chân thành cảm ơn lãnh đạo Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển công nghệ cao - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam cùng các anh chị

và các bạn trong Phòng thí nghiệm trọng điểm nghiên cứu về Dioxin đã giúp đỡ tận tình và tạo mọi điều kiện tốt nhất để em hoàn thành luận văn này

Em cũng xin gửi lời cảm ơn tới các thầy, cô khoa Hóa học đặc biệt là các thầy

cô bộ môn Hóa phân tích lòng tri ân sâu sắc

Hà Nội, ngày 25 tháng 10 năm 2024

Học viên cao học

Mai Thị Hồng Hằng

MỤC LỤC

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT v

DANH MỤC BẢNG vi

DANH MỤC HÌNH vii

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 3

1.1 GIỚI THIỆU VỀ DIOXIN, FURAN 3

1.1.1 Cấu trúc, phân loại, cách gọi tên PCDD/PCDF 3

1.1.2 Tính chất vật lý, tính chất hóa – sinh, sự tồn tại và chuyển hóa trong môi trường của của dioxin, furan 7

1.1.2.1 Tính chất vật lý của dioxin, furan 7

1.1.2.2 Tính chất hóa – sinh 9

1.1.2 Độc tính, cơ chế gây độc của dioxin, furan và tác động của chúng đến hệ sinh thái 9

1.1.2.1 Độc tính 9

1.1.2.2 Độc tính của một số đồng phân không thế 2,3,7,8-TCDD 11

1.1.3.3 Tác động của dioxin đến hệ sinh thái 12

1.1.3 Cơ chế hình thành và các nguồn phát thải dioxin, furan ra ngoài môi trường 13

1.1.3.1 Các cơ chế hình thành dioxin, furan 13

1.1.3.2 Các nguồn phát thải dioxin, furan ra ngoài môi trường 14

1.1.4 Nguy cơ ô nhiễm Dioxin, furan từ các nhà máy điện rác 16

1.1.5 Một số quy định hiện có về dioxin, furan trên thế giới và tại Việt Nam 17

1.2 TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH DIOXIN, FURAN 20

1.2.1 Phương pháp xử lý mẫu trong phân tích dioxin, furan 20

1.2.2 Phương pháp phân tích PCDD/PCDF trên hệ thống sắc ký khí khối phổ phân giải cao 23

1.2.2.1 Tách các hợp chất dioxin, furan bằng sắc ký khí 23

1.2.2.2 Định tính và định lượng PCDD/PCDF bằng HRMS 26

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 28

2.1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 28

2.1.1 Mục tiêu nghiên cứu 28

2.1.2 Nội dung nghiên cứu 28

2.1.3 Đối tượng nghiên cứu 28

2.1.3.1 Chỉ tiêu phân tích 28

2.1.3.2 Đối tượng phân tích 29

2.1.3.3 Phương pháp lấy mẫu, bảo quản và kết quả lấy mẫu 29

2.2 THIẾT BỊ, DỤNG CỤ, HÓA CHẤT VÀ CHẤT CHUẨN 30

2.2.1 Thiết bị 30

2.2.2 Dụng cụ 30

2.2.3 Hóa chất 31

2.2.4 Chất chuẩn và cách chuẩn bị các dung dịch chuẩn làm việc 33

2.2.4.1 Các dung dịch chuẩn gốc 33

2.2.4.2 Chuẩn bị các dung dịch chuẩn làm việc và dung dịch đường chuẩn 34

2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 36

2.3.1 Tối ưu hóa các điều kiện phân tích PCDD/Fs trên thiết bị HRGC/HRMS 36 2.3.1.1 Khảo sát chương trình nhiệt độ 36

2.3.1.2 Giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng của thiết bị 36

2.3.1.3 Xây dựng đường chuẩn 37

2.3.2 Tối ưu hóa quy trình xử lý mẫu 37

2.3.2.1 Các thí nghiệm với mẫu trắng 37

2.3.2.2 Khảo sát tiền xử lý mẫu 38

2.3.2.3 Khảo sát số chu kỳ chiết trên thiết bị chiết ASE 39

2.3.2.4 Tối ưu hóa điều kiện làm sạch mẫu 40

2.3.2.5 Đánh giá quy trình làm sạch 41

2.3.3 Xác nhận giá trị sử dụng của phương pháp phân tích PCDD/PCDF trong mẫu tro xỉ 41

2.3.4 Xử lý số liệu 43

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 46

3.1 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU TRÊN THIẾT BỊ 46

3.1.1 Kết quả khảo sát chương trình nhiệt độ 46

3.1.2 Thời gian lưu của các chất phân tích 51

3.1.3 Hệ số đáp ứng của các chất chuẩn 53

3.1.4 Phương trình đường chuẩn, giới hạn phát hiện (IDL) và giới hạn định lượng (IQL) của thiết bị 55

3.2 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH XỬ LÍ MẪU 57

3.2.1 Tối ưu hóa quy trình xử lý mẫu 57

3.2.1.1 Kết quả thí nghiệm với mẫu trắng 57

3.2.2.2 Kết quả khảo sát tiền xử lý mẫu 57

3.2.2.3 Kết quả khảo sát số chu kỳ chiết trên thiết bị chiết ASE 58

3.2.2.3 Kết quả tối ưu hóa điều kiện làm sạch 60

3.2.2.4 Kết quả đánh giá quy trình làm sạch 61

3.2.2 Xác nhận giá trị sử dụng của phương pháp 64

3.2.2.1 Độ thu hồi 64

3.2.2.2 Giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng của phương pháp 66

3.2.2.3 Độ lặp lại, độ tái lặp của phương pháp 67

3.2.2.2 Kết quả phân tích mẫu thử nghiệm thành thạo quốc tế 70

3.2.3 Quy trình phân tích mẫu thực 70

3.3 KẾT QUẢ PHÂN TÍCH PCDD/Fs TRONG MẪU TRO XỈ 72

3.3.1 Kết quả phân tích 17 đồng loại thế 2,3,7,8-PCDD/Fs 72

3.3.2 Kết quả phân tích một số đồng phân không thế 2,3,7,8-TCDDs 76

KẾT LUẬN 80

TÀI LIỆU THAM KHẢO 81

PHỤ LỤC 87

Phụ lục 1: Nồng độ PCDD/PCDF trong các dung dịch đường chuẩn và dung dịch chuẩn thêm vào mẫu 87

Phụ lục 2: Đường chuẩn của các chất phân tích 90

Phụ lục 3: Một số sắc đồ phân tích PCDD/Fs trong mẫu tro xỉ 94

Phụ lục 4: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về ngưỡng chất thải nguy hại – QCVN 07: 2009/BTNMT 97

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

khó phân hủy

lọc ion

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1: Số chất dioxin, furan phân loại theo số nguyên tử clo 3

Bảng 1.2: Công thức, tên gọi và kí hiệu của một số PCDD/PCDF 4

Bảng 1.3: Tính chất vật lý cơ bản của các dioxin, furan 8

Bảng 1.4 Giá trị TEF cho 7 đồng loại dioxin, 10 đồng loại furan 11

Bảng 1.5: Các nguồn phát thải Dioxin ra ngoài môi trường 15

Bảng 1.6: Quy định giới hạn của một số nước trên thế giới về mức độ phát thải dioxin đối với lò đốt chất thải 18

Bảng 1.7: Tóm tắt một số phương pháp chuẩn bị mẫu tro 22

Bảng 1.8: Một số phương pháp phân tích trên GC [27,55] 25

Bảng 2.1: Cách chuẩn bị nền mẫu giả, các dung dịch và cột làm sạch dịch chiết 32

Bảng 2.2: Thông tin các chất chuẩn gốc 33

Bảng 2.3 Cách chuẩn bị và mục đích sử dụng của các dung dịch chuẩn 34

Bảng 3.2 Thời gian lưu sắc ký của 17 chỉ tiêu dioxin, furan và 4 chỉ tiêu mới nhóm TCDDs 52

Bảng 3.3 Hệ số đáp ứng của chất chuẩn đánh dấu đồng vị đối với chất nội chuẩn 53 Bảng 3.4 Phương trình đường chuẩn, giới hạn phát hiện (IDL) và giới hạn định lượng (IQL) của thiết bị 55

Bảng 3.5 Độ thu hồi của các PCDD/Fs trong khảo sát số chu kỳ chiết ASE 59

Bảng 3.6 Độ thu hồi của các chất chuẩn đồng vị của quá trình làm sạch 62

Bảng 3.7 Độ thu hồi của các chất phân tích trong quá trình làm sạch 63

Bảng 3.8 Độ thu hồi của các chất phân tích trong quy trình xử lý mẫu 65

Bảng 3.9 Giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng của phương pháp 66

Bảng 3.10 Độ lặp lại của phương pháp phân tích 67

Bảng 3.11 Độ tái lặp của phương pháp phân tích 68

Bảng 3.12 Kết quả hàm lượng PCDD/PCDF (ng/kg) trong mẫu tro xỉ 72

Bảng 3.13: So sánh kết quả đưa ra trong luận văn với một số nghiên cứu khác 76

Bảng 3.14 Hàm lượng và giá trị TEQ của một số đồng phân khác nhóm TCDDs trong mẫu tro xỉ 77

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Công thức cấu tạo tổng quát của PCDD và PCDF 3

Hình 1.2: Cơ chế quá trình chuyển hóa 1,2,7,8-TCDD ở chuột đực 12

Hình 3.1: Sắc đồ tổng ion của các đồng phân PCDD/PCDF với chương trình nhiệt độ thứ nhất 46

Hình 3.2: Sắc đồ tổng ion của các đồng phân PCDD/PCDF với chương trình nhiệt độ thứ hai 46

Hình 3.3: Sắc đồ của các đồng phân khác nhóm TetrachloroDibenzo-Dioxin 47

Hình 3.4: Sắc đồ của các đồng phân TCDD trong nghiên cứu của Vyacheslav N Fishman và cộng sự [50] 48

Hình 3.5: Sắc đồ tổng ion của dung dịch chuẩn MCS5 nồng độ 20 – 200 ng/mL 51

Hình 3.6: Sắc đồ tổng ion của dung dịch chuẩn MCS3-Tetra nồng độ 1,0 ng/mL 51

Hình 3.7: Sắc đồ phân tích mẫu trắng nonan trên thiết bị HRGC - HRMS 57

Hình 3.8: Độ thu hồi của các PCDD/Fs trong khảo sát tiền xử lý mẫu 58

Hình 3.8 Độ thu hồi của các PCDD/Fs trong quá trình làm sạch dịch chiết mẫu trên cột silica gel đa lớp 60

Hình 3.9: Độ thu hồi của các PCDD/Fs trong quá trình làm sạch dịch chiết mẫu trên cột than hoạt tính 61

Hình 3.10: Độ thu hồi và RSD của các chất chuẩn đánh dấu đồng vị trong quy trình xử lí mẫu 64

Hình 3.11: So sánh kết quả phân tích mẫu tro PT tại phòng thí nghiệm và giá trị chấp nhận [23] 70

Hình 3.12: Quy trình phân tích mẫu tro xỉ 71

Hình 3.13: Tỉ lệ phần trăm đóng góp TEQ của 17 chỉ tiêu PCDD/Fs 75

Hình 3.14: Tỉ lệ đóng góp của các đồng phân nhóm TCDDs 78

MỞ ĐẦU

Thuật ngữ “Dioxin” thường được sử dụng cho nhóm hợp chất hữu cơ có cấu

trúc gồm polychlorinated dibenzo - p - dioxins (PCDD) và polychlorinated

dibenzo-furans (PCDF) Chúng là những chất hữu cơ khó phân hủy (POPs) trong môi trường được liệt kê theo Công ước Stockholm

Dioxin là sản phẩm phụ vô tình được tạo ra từ các hoạt động công nghiệp và một số quá trình đốt cháy ở nhiệt độ cao, chẳng hạn như sản xuất clo hữu cơ, các nhà máy tái chế kim loại thứ cấp, lò đốt công nghiệp, đốt các chất có chứa clo và đốt chất thải Trong những năm 1970 và 1980, nguồn phát thải PCDD/Fs trên thế giới hầu hết

là từ các lò đốt chất thải đô thị Sự hiện diện của các PCDD/PCDF trong mẫu máu của những công nhân tiếp xúc với tro xỉ tại các lò đốt chất thải đã đưa ra lời cảnh báo phơi nhiễm dioxin đối với con người Dioxin tác động đến quá trình sinh sản và phát triển, gây rối loạn hệ thống miễn dịch và nội tiết của cơ thể ngay cả khi chỉ có hàm lượng rất nhỏ Bên cạnh 17 đồng loại thế 2,3,7,8-PCDD/Fs có hệ số độc TEF được đưa ra theo WHO, thì một số nghiên cứu về độc tính và chuyển hóa trên các đồng loại không thế 2,3,7,8-TCDDs đã xác nhận nguy cơ tiềm ẩn của chúng Ngoài ra, trong số 210 hợp chất PCDD/Fs, các đồng loại chứa 4 nguyên tử clo (thuộc nhóm Tetrachlorodibenzo-Dioxin) thường có độc tính cao nhất Vì vậy, việc xác định đồng thời 17 đồng loại thế 2,3,7,8-PCDD/Fs và một số đồng loại không thế 2,3,7,8-TCDDs trong mẫu tro xỉ có thể cung cấp nhiều thông tin hữu ích hơn trong việc đánh giá và kiểm soát phát thải PCDD/PCDF, góp phần bảo vệ môi trường và đặc biệt là sức khỏe con người

Nghiên cứu này hướng đến việc nghiên cứu quy trình phân tích đồng thời 17 đồng loại của dioxin, furan và một số đồng phân khác thuộc nhóm Tetrachlorodibenzo-Dioxin trong mẫu tro xỉ Phương pháp phân tích được sử dụng là phương pháp sắc ký khí ghép nối khối phổ phân giải cao, định lượng bằng phương pháp pha loãng đồng vị và nội chuẩn, đây là phương pháp có độ nhạy, độ chính xác cao cho phân tích lượng vết và siêu viết các hợp chất hữu cơ trong nền mẫu phức tạp

Luận văn thạc sĩ khoa học với đề tài “Nghiên cứu xây dựng quy trình phân tích

đối với nhóm chất Tetrachlorodibenzo-Dioxin (TCDDs) và đánh giá sự tồn lưu của chúng trong mẫu tro xỉ tại Việt Nam” được thực hiện nhằm mục đích bước

đầu đánh giá sơ bộ hàm lượng 17 đồng loại dioxin, furan và một số đồng phân khác thuộc nhóm TCDDs trong nền mẫu tro xỉ thu thập tại nhà máy điện rác tại Việt Nam

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 GIỚI THIỆU VỀ DIOXIN, FURAN

1.1.1 Cấu trúc, phân loại, cách gọi tên PCDD/PCDF

Polychlorinated dibenzo - p - dioxins (PCDD) và Polychlorinated

dibenzofurans (PCDF) là những chất gây ô nhiễm môi trường có thể được phát hiện

ở hầu hết các khu vực của hệ sinh thái toàn cầu với lượng rất nhỏ [5] Thuật ngữ

“dioxin” thường được sử dụng và đề cập đến 75 đồng loại của Polychlorinated

dibenzo - p - dioxins (PCDD) và 135 đồng loại của Polychlorinated dibenzofurans

(PCDF) [5,16]

Hình 1.1: Công thức cấu tạo tổng quát của PCDD và PCDF

Đây là hai nhóm ete đồng phẳng, ba vòng, có tới 8 nguyên tử clo gắn vào các nguyên tử cacbon từ 1 đến 4 và 6 đến 9 [5] Các dioxin, furan được phân loại dựa vào

số lượng nguyên tử clo thế trong phân tử, cụ thể như Bảng 1.1 dưới đây:

Bảng 1.1: Số chất dioxin, furan phân loại theo số nguyên tử clo

Bảng 1.2: Công thức, tên gọi và kí hiệu của một số PCDD/PCDF

STT Công thức cấu tạo Tên / Công thức phân tử Kí hiệu

2,3,7,8 - TCDF

9

1,2,3,7,8 - Pentachlorodibenzo Furan

1,2,3,7,8 - PeCDF

10

2,3,4,7,8 - Pentachlorodibenzo Furan

2,3,4,7,8 - PeCDF

11

1,2,3,4,7,8 - Hexachlorodibenzo Furan

1,2,3,4,7,8 - HxCDF

12

1,2,3,6,7,8 - Hexachlorodibenzo Furan

1,2,3,6,7,8 - HxCDF

13

2,3,4,6,7,8 - Hexachlorodibenzo Furan

2,3,4,6,7,8 - HxCDF

14

1,2,3,7,8,9 - Hexachlorodibenzo Furan

1,2,3,7,8,9 - HxCDF

15

1,2,3,4,6,7,8 - Heptachlorodibenzo Furan

1,2,8,9-1.1.2 Tính chất vật lý, tính chất hóa – sinh, sự tồn tại và chuyển hóa trong môi trường của của dioxin, furan

1.1.2.1 Tính chất vật lý của dioxin, furan

Ở điều kiện thường, dioxin là chất rắn màu trắng, kết tinh rất mịn Dioxin có nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi cao nên chúng là các hợp chất rất bền vững trong môi trường tự nhiên Một số giá trị nhiệt độ được đưa ra sau đây chứng tỏ sự bền nhiệt của các dioxin: nhiệt độ nóng chảy 305 – 306°C; nhiệt độ sôi 412,2°C; nhiệt độ tạo thành 750 – 900°C; thậm chí quá trình tạo dioxin còn tồn tại ngay cả ở nhiệt độ 1200°C; dioxin bị phân hủy hoàn toàn trong khoảng nhiệt độ 1200 – 1400°C hoặc cao hơn Các dioxin có áp suất bay hơi và hằng số Henry thấp [8]

Dioxin là các chất phân cực rất thấp với giá trị logarit hệ số phân bố của chúng

chúng gần như không tan trong nước Độ tan trong nước của dioxin giảm khi khối lượng phân tử tăng [8]

Dioxin tan tốt trong các dung môi hữu cơ như 1,2-dichlorobenzen, Chlorobenzen, chloroform, benzen, … và đặc biệt chúng tan tốt trong dầu mỡ Đặc tính ưa dầu (lipophilic) và kị nước (hydrophobic) của dioxin liên quan chặt chẽ với

độ bền vững của chúng trong các môi trường khác nhau đối với nước đều rất cao, ví

dụ hệ số phân bố dioxin giữa nước và đất là 23000, giữa sinh vật và nước là 11000 [8]

Các furan có tính chất vật lí tương tự như dioxin, chúng là chất rắn ở nhiệt độ thường, nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi cao, áp suất hơi và hằng số ổn định Henry

LogK ow Độ tan trong

nước (mg.L -1 )

Hằng số định luật Henry (L.atm.mol -1 )

1.1.2.2 Tính chất hóa – sinh

Các dioxin đều là các chất rất bền vững, chúng không có phản ứng với các axit mạnh, kiềm mạnh, chất oxi hóa mạnh khi không có chất xúc tác ngay cả ở nhiệt độ cao Các phản ứng hóa học của dioxin được quan tâm nghiên cứu nhằm mục đích phân hủy hoàn toàn hoặc chuyển hóa dioxin thành các dẫn suất kém độc hơn Các phản ứng này được thực hiện trong các điều kiện đặc biệt về nhiệt độ cao, chất xúc tác, các axit có tính oxi hóa mạnh, kiềm đặc, bức xạ hay vi sinh vật [5]

Tác động của nhiệt độ và hóa chất: Dioxin bay hơi hoàn toàn ở 800°C và

phân hủy ở 1200oC đến 1400°C Dùng chất xúc tác có thể giúp hạ nhiệt độ phản ứng phân hủy xuống 300°C Ở nhiệt độ khoảng 250°C, dioxin bị các axit vô cơ có tính oxi hoá mạnh phân huỷ hoàn toàn thành những chất không độc Dưới tác dụng của kiềm đặc, nhiệt độ và áp suất cao, các nguyên tử clo bị thay thế dần bằng các nhóm hydroxyl để trở thành hợp chất ít độc

Tác động của các bức xạ điện từ: Ánh sáng mặt trời và tia tử ngoại phân huỷ

dioxin theo hướng đề clo hoá, sinh ra các sản phẩm thế clo thấp hơn hoặc không chứa clo Sự quang phân TCDD, ngoài tác dụng trực tiếp của ánh sáng mặt trời còn cần phải có các chất cung cấp hydro Ngoài ra, để xử lý dioxin trong nước, người ta bổ sung ozon vào nước trước khi chiếu tia tử ngoại, tốc độ quá trình phân hủy tăng nhanh, đồng thời cho sản phẩm phân hủy là CO2 và các muối vô cơ [40]

Tác động của vi sinh vật: Vi sinh vật phân hủy dioxin với tốc độ chậm Trong

số các vi sinh vật có sẵn trong đất, nước, không khí, chỉ có dòng vi sinh vật nào sản sinh ra hydro mới có khả năng phân huỷ hết dioxin Vi sinh vật tiết ra các enzym cắt dioxin thành các phần tử nhỏ rồi hút vào, sau đó là một loạt các phản ứng sinh hóa phức tạp, tuy nhiên quá trình khử độc xảy ra rất chậm [43]

1.1.2 Độc tính, cơ chế gây độc của dioxin, furan và tác động của chúng đến hệ sinh thái

1.1.2.1 Độc tính

Dioxin là một trong những hợp chất độc nhất mà con người biết đến Trong

17/210 đồng loại PCDD/PCDF thì 2,3,7,8-TCDD là chất độc nhất, nó là chất gây ung

thư cho người (ung thư tổ chức phần mềm, ung thư tiền liệt tuyến, ung thư đường hô

hấp như ung thư phổi, phế quản, khí quản, thanh quản), ngoài ra nó còn là tác nhân

gây ra một loạt các bệnh nguy hiểm khác như bệnh sạm da, bệnh tiểu đường, bệnh đau tủy, u lympho ác tính, bệnh thần kinh ngoại vi, … có thể dẫn đến tử vong Nguy hiểm hơn, 2,3,7,8-TCDD còn gây thiểu năng sinh dục cho cả nam và nữ, sinh con

quái thai, dị dạng 2,3,7,8-TCDD được Tổ chức Nghiên cứu Ung thư Quốc tế – IARC

xếp vào nhóm độc loại 1 tức là nhóm gây ung thư dẫn đến tử vong đối với người Độc

tính của dioxin được thể hiện qua giá trị liều gây chết trung bình (Median Lethal Dose – LD50), tức là khối lượng chất độc trên một đơn vị thể trọng để làm chết 50% số vật thí nghiệm Giá trị LD50 phụ thuộc vào độc tính của chất, đặc trưng loài và con đường tiếp xúc, nhìn chung LD50 càng thấp thì chất càng độc Đối với con người, giá trị LD50của 2,3,7,8-TCDD nằm trong khoảng từ 60 – 70 mg/kg

Ngoài ra, các dioxin và furan có từ 4 nguyên tử clo trở lên, thế vào các vị trí

2,3,7,8 của phân tử dibenzo - p - dioxin cũng có cơ chế gây độc tương tự nhưng mức

độ độc kém hơn Mức độ tương đối về độ độc của dioxin được biểu thị thông qua một giá trị được gọi là hệ số độc tương đương (Toxic Equivalent Factor – TEF) Các giá trị TEF được đưa ra đối với dioxin và furan vào năm 1998 bởi chương trình NATO/CCMS, được áp dụng trên phạm vi quốc tế (International TEF, I-TEF) Trong

đó, giá trị TEF của TCDD được quy định là 1, các đồng loại khác được xác định bằng một phần của chỉ số TEF của TCDD Giá trị TEF cho 7 đồng loại dioxin, 10 đồng loại furan, theo quy định của Tổ chức Y tế Thế giới (World Health Organization-TEF, WHO-TEF) vào năm 2005 [49] được đưa ra trong Bảng 1.4

Từ giá trị TEF đưa ra trong Bảng 1,4, khi nghiên cứu về độc tính của các PCDD/PCDF người ta quan tâm đến khái niệm độ độc tương đương (Toxic Equivalent Quantity – TEQ) của mỗi chất, thường được biểu diễn dưới dạng nồng độ của chất và nhân với hệ số TEF tương ứng, như vậy một chất có nồng độ càng cao và TEF càng lớn thì độ độc tương đương càng lớn

Bảng 1.4 Giá trị TEF cho 7 đồng loại dioxin, 10 đồng loại furan

2,3,4,6,7,8-HxCDF 1,2,3,7,8,9-HxCDF 1,2,3,4,6,7,8-HpCDF 1,2,3,4,7,8,9-HxCDF OCDF

0,1 0,1 0,01 0,01 0,0003

1.1.2.2 Độc tính của một số đồng phân không thế 2,3,7,8-TCDDs

Để hiểu rõ hơn độc tính của một số đồng phân không thế 2,3,7,8-TCDDs thì 1,2,7,8-TCDD đã được sử dụng để tiến hành nghiên cứu phân bố, bài tiết và chuyển hóa mô ở động vật có vú [21] Dữ liệu nghiên cứu cho thấy 1,2,7,8-TCDD có khả năng can thiệp đáng kể vào cân bằng nội môi hormone tuyến giáp thông qua quá trình hydroxyl hóa thành các loài liên kết cạnh tranh protein vận chuyển (Transthyretin - TTR), 2-OH-1,3,7,8-TCDD Cơ chế quá trình chuyển hóa 1,2,7,8-TCDD ở chuột đực được đưa ra như sơ đồ Hình 1.2

Các tác động của 1,2,3,4-TCDD lên enzyme chuyển hóa thuốc cũng đã được nghiên cứu trên chuột [37] Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng 1,2,3,4-TCDD kích thích enzyme chuyển hóa thuốc giai đoạn I (monoxygenase trung gian CYP1A) và giai đoạn II (UGT, GST, DT-diaphorase) ở gan của chuột đực và chuột cái Khả năng chuyển hóa thuốc của 1,2,3,4-TCDD thấp hơn so với BNF nhưng tương tự với đồng phân 2,3,7,8-TCDD Sự thay đổi enzyme chuyển hóa thuốc cũng là đặc trưng cho độc tính của PCDD, 1,2,3,4-TCDD có thể có độc tính giống 2,3,7,8-TCDD [37]

Hình 1.2: Cơ chế quá trình chuyển hóa 1,2,7,8-TCDD ở chuột đực

PCDD là sản phẩm phụ của quy trình sản xuất thuốc diệt cỏ chloronitrofen (1,3,5-trochloro,2-nitro(4-nitrophenoxy)benzen, CNP) nhờ quá trình ngưng tụ 2,4,6-triclorophenol với 4-chloronitrobenzen trong môi trường kiềm [14] Trong đó 1,3,6,8-TCDD được xác định là chất gây ô nhiễm chính trong nhóm chất tetrachlorodibenzo

- p - dioxin (TCDDs) có trong một số thực phẩm ăn uống của người Nhật, đặc biệt là

rau [33] Theo nghiên cứu của Graeme Allinson và cộng sự, 1,3,6,8-TCDD làm giảm

số lượng quần thể loài ốc Indohiramakigai ngay cả khi chúng hấp thụ với nồng độ thấp nhất [14]

1.1.3.3 Tác động của dioxin đến hệ sinh thái

Nghiên cứu trong nhiều thập kỷ qua đã cho thấy dioxin có khả năng ảnh hưởng

sâu sắc đến sức khỏe của nhiều loài động thực vật trong môi trường Điều đáng lưu ý

là ảnh hưởng của dioxin diễn ra ngay ở những nồng độ rất thấp Thêm vào đó do tính chất bền vững, dioxin tồn tại rất lâu trong cơ thể động vật và gây ra sự tích lũy làm

gia tăng nồng độ theo thời gian Khi đạt đến một khoảng nồng độ nhất định, dioxin

sẽ bắt đầu kìm hãm sự hoạt động bình thường của các cơ quan chức năng và gây hại tới sự phát triển của sinh vật [27]

Nhiều nghiên cứu trên các loài động vật bậc cao tại các khu bị ô nhiễm ở hồ

lớn, Hoa Kỳ cho thấy dioxin và các chất tương tự đã làm suy giảm nghiêm trọng số loài chim cũng như số lượng từng loài sống tại khu vực này [46,47] Các sinh vật

sống dưới nước nhiễm dioxin từ nước và tích lũy tới một giới hạn nhất định trong cơ

thể chúng và theo chu trình thức ăn các loài chim bắt cá cũng sẽ tích lũy một lượng dioxin lớn Sự tích lũy của dioxin tới nồng độ cao như vậy đã gây suy giảm khả năng sinh sản và khả năng miễn dịch, dẫn tới hiện tượng số lượng các con non được sinh

ra và sống sót tới khi trưởng thành suy giảm, xuất hiện nhiều con non được sinh ra

với những bất thường và dị tật bẩm sinh [32]

Tại Việt Nam, chất diệt cỏ có chứa dioxin do quân đội Mỹ phun rải trong chiến

tranh đã gây ảnh hưởng lớn đến hệ sinh thái tại nhiều khu vực như A Lưới, Mã Đà,

Hồ Biên Hùng Các nhà khoa học Việt Nam và thế giới nhận thấy có sự suy giảm

nghiêm trọng đa dạng sinh học tại những khu vực này Nhiều loài vi sinh vật bản địa

suy giảm tới mức gần như mất hẳn Số lượng các loài động vật bậc cao cũng bị suy giảm nặng nề Sự tích lũy dioxin trong động vật sống dưới nước cũng cao hơn hẳn các khu vực khác, dẫn đến sự suy giảm khả năng sinh sản và số lượng của các loài

1.1.3 Cơ chế hình thành và các nguồn phát thải dioxin, furan ra ngoài môi trường

1.1.3.1 Các cơ chế hình thành dioxin, furan

Dioxin và furan là những chất được hình thành một cách không chủ đích và có thể coi là một sản phẩm phụ trong một số quá trình hóa học, chủ yếu là các quá trình cháy có sự tham gia của các nguyên tố cacbon, oxy, hydro và clo Nhiều nghiên cứu

đã chỉ ra sự hình thành dioxin và furan thường được diễn ra theo 3 cơ chế chủ yếu sau đây:

 Sự phá hủy không hoàn toàn các hợp chất dioxin đã có sẵn trong thành phần của các vật liệu đốt như nhiên liệu và chất thải, … Nếu quá trình đốt không hiệu quả, công nghệ đốt và các hệ thống kiểm soát ô nhiễm trong quá trình vận hành

lò đốt kém, không đảm bảo các điều kiện cần thiết cho quá trình chất hoàn toàn, bao gồm nhiệt độ cháy, thời gian lưu cháy và độ trộn lẫn với oxy (Temperature, Time and

Turbulance - 3T) thì dioxin, furan chưa bị phá hủy sẽ thoát ra môi trường theo các nguồn thải của lò đốt [11,17]

 Sự hình thành dioxin trong lò đốt thông qua phản ứng hóa học giữa các chất tiền dioxin Các hợp chất tiền dioxin thường là các chất hữu cơ nhân thơm và dị

tố clo, ví dụ như các clobenzen, clophenol và clobiphenyl Nếu quá trình cháy xảy ra không hoàn toàn do chưa đủ điều kiện 3T, các tiền chất nói trên có thể được hình thành như là những sản phẩm trung gian Trong điều kiện đó sự có mặt của clo sẽ dẫn đến phản ứng giữa tiền chất với clo để hình thành dioxin và furan [11,41]

 Sự hình thành dioxin do phản ứng tổng hợp từ đầu (de novo synthesis): Dioxin được hình thành bởi sự oxy hóa và chuyển hóa của cacbon dạng cao phân tử (như than, than củi, muội) hình thành các hợp chất mạch vòng rồi kết hợp với clo và hydro Yếu tố ảnh hường đến tổng hợp dioxin theo cơ chế này gồm: (1) nhiệt độ 250°C - 400°C, ở nhiệt độ 1000°C các phản ứng vẫn có thể xảy ra; (2) nguồn cacbon

từ tro xỉ của khí thải; (3) oxy trong khí thải, đây là điều kiện thiết yếu, hàm lượng oxy càng cao sẽ càng dễ hình thành dioxin, furan; (4) nguồn hydro và clo chủ yếu từ các hợp chất vô cơ liên kết các hạt cacbon rắn; (5) ion Cu2+ xúc tác mạnh mẽ cho quá trình này; và (6) yếu tố ngăn cản hoặc ức chế quá trình này là sự làm nguội nhanh dòng khí thải và sự có mặt của chất phụ gia [11,41]

1.1.3.2 Các nguồn phát thải dioxin, furan ra ngoài môi trường

Dioxin, furan có thể được tạo thành như là các sản phẩm phụ trong rất nhiều hoạt động sống và hoạt động sản xuất công nghiệp khác nhau, đặc biệt là các hoạt động sử dụng đến nhiệt độ cao và các hóa chất có chứa clo hữu cơ Không có một ranh giới rõ rệt để phân chia các nguồn gốc hình thành dioxin vào các nhóm hoạt động sử dụng nhiệt hay các hoạt động sản xuất Hai hoạt động này đều sinh ra dioxin một cách không chủ định theo những cơ chế phức tạp (đã được đưa ra ở mục 1.1.4.1) Các mẫu mô của con người trước đây cho thấy hàm lượng dioxin rất thấp so với ngày nay [31] Các nghiên cứu về trầm tích gần các khu công nghiệp của Hoa Kỳ cho thấy hàm lượng dioxin rất thấp cho đến khoảng năm 1920 [2] Những nghiên cứu này cho thấy sự gia tăng nồng độ dioxin từ những năm 1920 và tiếp tục cho đến khoảng năm

1970 và có thể được giải thích do xu hướng sản xuất chlorophenol tương ứng Vì vậy,

có vẻ như sự hiện diện của các hợp chất dioxin trong môi trường chủ yếu là do nguồn nhân tạo Các nguồn phát thải chính được chia thành 4 nhóm chính trình bày như trong Bảng 1.5 dưới đây:

Bảng 1.5: Các nguồn phát thải Dioxin ra ngoài môi trường

Dioxin hình thành chủ yếu bằng hai quá trình xúc tác

bề mặt chính: (i) hình thành từ tiền chất và (ii) hình thành bằng quá trình tổng hợp de novo Các lò đốt sử dụng công nghệ cũ, không trang bị kiểm soát ô nhiễm khí thải

Lò đốt chất thải bệnh viện

Lò đốt chất thải nguy hại

Lò đốt bùn thải

Đốt sinh khối Một số nghiên cứu đã tìm thấy dioxin trong khí thải,

tro và bồ hóng từ các vụ cháy rừng, đốt rơm, rạ,… Động cơ xe

Việc sản xuất bột giấy và giấy tẩy trắng có nguy cơ phát thải dioxin vào môi trường đất, nước và các sản phẩm giấy Các hợp chất này được hình thành thông qua quá trình clo hóa các hợp chất phenolic tự nhiên

có trong gỗ và thường xảy ra trong các giai đoạn gia nhiệt

Công nghiệp luyện kim

Các quá trình luyện kim và tái chế các kim loại thép, đồng, nhôm,… thường diễn ra ở nhiệt độ cao, nguyên liệu đầu vào có thể là các kim loại phế liệu chứa nhiều tạp chất hữu cơ Bên cạnh đó các ion kim loại cũng chính là xúc tác cho sự hình thành dioxin

Sản xuất hóa chất

Dioxin có thể được hình thành dưới dạng các sản phẩm phụ từ quá trình sản xuất các hợp chất hữu cơ chứa clo như: các clobenzen, PCBs, thuốc diệt cỏ (2,4-D; 2,4,5-T; …), thuốc trừ sâu cơ clo (DDT, DDE, HCHs, …)

Nguồn tự

Sự cố rò rỉ dioxin tại Seveso, Ý và Yusho Nhật Bản

có thể được coi là vô tình thải dioxin vào khí quyển Ngoài ra còn có thể do các thảm họa tự nhiên như cháy rừng và núi lửa hay hoạt động chiến tranh sử dụng vũ khí hóa học

1.1.4 Nguy cơ ô nhiễm Dioxin, furan từ các nhà máy điện rác

Trong những năm gần đây, dân số đô thị có xu hướng tăng nhanh gây áp lực rất lớn đến môi trường sống đô thị, đặc biệt là vấn đề xử lý chất thải Trung Quốc là một ví dụ điển hình, vào năm 2017 dân số đô thị của nước này đạt 813,47 triệu người, trong khi đó khối lượng giải phóng chất thải rắn đô thị (Municipal solid waste - MSW) đạt 205,468 triệu tấn và thiêu hủy là phương pháp chính để giải quyết MSW [53] Tại Việt Nam, theo số lượng thống kê của Bộ Tài nguyên và Môi trường, lượng MSW trên cả nước đạt 60,000 tấn/ngày; trong đó khu vực đô thị chiếm 60% Về tỉ lệ xử lý chất thải theo các phương pháp xử lý ở nước ta hiện nay khoảng 71% tổng lượng chất thải được xử lý theo phương pháp chôn lấp, 16% được xử lý tại các nhà máy chế biến phân compost và 13% được xử lý bằng phương pháp đốt Tuy nhiên, do thiếu hụt về tài nguyên đất để xử lý MSW theo phương pháp chôn lấp nên các bãi rác dần được thay thế bằng phương pháp đốt thiêu hủy [53]

Tại các lò đốt chất thải, nhiệt độ cao trên 800°C và không khí sẽ đốt cháy các hợp chất hữu cơ tạo ra chất thải chủ yếu dưới dạng khí, tro bay và tro xỉ đáy, trước

khi đi vào tháp rửa khí, khí thải sẽ được dẫn qua hệ thống lọc và tro bay được giữ lại

ở bộ phận lọc bụi này Tổng lượng các chất thải rắn sau quá trình xử lý rác thải tại các lò đốt ước tính đạt 25% đến 35% (một số trường hợp lên đến 40%) so với trọng lượng ban đầu của chất thải đầu vào Trong đó, tro xỉ đáy lò chiếm khoảng 20 đến 30%, tro bay chiếm khoảng 1 – 3% theo khối lượng chất thải ban đầu ở dạng ướt [54] Vào năm 2013, có hơn 1600 nhà máy chuyển đổi chất thải thành năng lượng (Waste

to Energy - WTE) với tổng công suất khoảng 228,24 triệu tấn mỗi năm Do vậy, nếu tính trung bình rằng 3% tro bay được tạo ra từ tổng lượng chất thải bị đốt cháy thì lượng tro bay thải ra ngoài môi trường mỗi năm lên tới 6,85 triệu tấn [54] Mặt khác, trong tro bay, chứa một lượng lớn các các hóa chất độc hại, bao gồm PCDD/Fs Lượng dioxin thải ra trong trong tro bay từ quá trình đốt rác thải được ước tính khoảng từ 3,4 kg I-TEQ/năm đến 45,6 kg I-TEQ/năm [54]

Một trong những phương pháp để xử lý tro bay trước khi đưa ra ngoài môi trường là nấu chảy hoặc thủy tinh hóa Dưới tác dụng của nhiệt độ cao tại các lò nung chảy tro bay, các hợp chất dioxin, furan sẽ phân hủy một phần hoặc chuyển hóa thành các đồng loại kém độc hơn và sản phẩm cuối cùng sẽ là tro xỉ [54] Theo nghiên cứu của Kim và cộng sự, hàm lượng các PCDD/Fs trong tro xỉ thấp hơn 150 – 27,000 lần

so với trong tro bay, tương đương với mức giảm TEQ khoảng 435 – 43,500 lần Tuy nhiên, mức giảm PCDD/Fs trong tro xỉ còn phụ thuộc vào phương pháp làm nguội của quá trình nung chảy tro bay [28] Ngày nay, một lượng lớn tro xỉ được tái sử dụng làm vật liệu xây dựng cho các công trình giao thông, thủy lợi, … Vì vậy, có thể thấy nguy cơ phát thải dioxin từ vật liệu này là rất lớn và cần phải có biện pháp kiểm soát chặt chẽ hàm lượng dioxin trong tro xỉ trước khi tái sử dụng chúng vào những mục đích khác

1.1.5 Một số quy định hiện có về dioxin, furan trên thế giới và tại Việt Nam

Hiện nay, các quy định quốc tế về dioxin chủ yếu tập trung về ngưỡng tiếp xúc

và tiếp nhận của dioxin đối với con người Tổ chức Y tế thế giới (WHO 1998) quy định lượng tiêu thụ dioxin chấp nhận hàng ngày là 1 – 4 pg WHO-TEQ/kg trọng

lượng cơ thể/ngày Ủy ban Chuyên gia về phụ gia thực phẩm (JECFA 2001) quy định liều lượng diozin chấp nhận hàng ngày, hàng tuần, hàng tháng lần lượt là 2,3 pg TEQ/kg trọng lượng cơ thể/ngày; 16,1 pg TEQ/kg trọng lượng cơ thể/tuần và 70 pg TEQ/kg trọng lượng cơ thể/tháng Tuy các giá trị về ngưỡng dioxin này không phản ánh trực tiếp các quy định về phát thải dioxin trong các hoạt động công nghiệp nhưng chúng vẫn được trình bày trong báo cáo này để đảm bảo tính hệ thống của các quy định cũng như để nhấn mạnh mục tiêu quan trọng nhất của các quy định khắt khe liên quan đến dioxin là bảo vệ sức khỏe con người

Ngưỡng hàm lượng tối đa cho phép của WHO-PCDD/Fs-TEQ đối với các lò đốt chất thải tại một số nước trên thế giới được đưa ra trong Bảng 1.6

Bảng 1.6: Quy định giới hạn của một số nước trên thế giới về mức độ phát thải

dioxin đối với lò đốt chất thải

2,3 ng TEQ/Nm3 31/12/2014 1,2 ng TEQ/Nm3 01/01/2015

Lò đốt chất thải công nghiệp công suất >300 kg/h

1,2 ng TEQ/Nm3 31/12/2014 0,6 ng TEQ/Nm3 01/01/2015

Lò đốt chất thải rắn đô thị

Đang hoạt động:

0,1 ng TEQ/Nm3 01/07/2003 Đang hoạt động:

0,5 ng TEQ/Nm3 30/06/2003 Việt Nam đã ký Công ước Stockholm vào ngày 23 tháng 5 năm 2001 và phê chuẩn công ước này ngày 22 tháng 7 năm 2002, chính thức trở thành thành viên thứ

14 của Công ước Stockholm Năm 2004, các chất dioxin, furan, PCBs đã được đưa vào Phụ lục C của Công ước Stockholm, là nhóm các chất POP hình thành và phát sinh không chủ định từ các hoạt động sản xuất và đời sống Nhận thức được các vấn

đề nghiêm trọng về môi trường và sức khỏe liên quan đến các chất POP, Chính phủ Việt Nam đã và đang xây dựng các chính sách, quy định và thực hiện một số hành động cụ thể nhằm mục tiêu quản lý an toàn POP

Một số Tiêu chuẩn quốc gia (TCVN) về dioxin được Bộ khoa học và Công nghệ ban hành như:

- TCVN 8183:2009: Ngưỡng dioxin trong đất và trầm tích;

- TCVN 7556-1:2005: Lò đốt chất thải rắn y tế - Xác định nồng độ khối lượng PCDD/PCDF – Phần 1: Lấy mẫu;

- TCVN 7556-2:2005: Lò đốt chất thải rắn y tế - Xác định nồng độ khối lượng PCDD/PCDF – Phần 2: Chiết và làm sạch;

- TCVN 7556-3:2005: Lò đốt chất thải rắn y tế - Xác định nồng độ khối lượng PCDD/PCDF – Phần 3: Định tính và định lượng

Một số Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia (QCVN) về dioxin được Bộ Tài nguyên

và Môi trường ban hành như:

- QCVN 07:2009/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về ngưỡng chất thải nguy hại, ban kèm theo Thông tư số 25/2009/TT-BTNMT, có hiệu lực từ ngày 01/01/2010

- QCVN 30:2012/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về lò đốt chất thải công nghiệp, ban hành kèm theo Thông tư số 27/2012/TT-BTNMT, có hiệu lực từ ngày 01/03/2013

Do sự hình thành dioxin trong các hoạt động công nghiệp là không chủ định

và theo các cơ chế rất phức tạp Trong khi đó các hoạt động công nghiệp ngày càng phát triển, lượng các nguồn thải từ các hoạt động này cũng gia tăng đòi hỏi cần có các công nghệ xử lý hiện đại, tốn kém chi phí là một trở ngại lớn đối với các cơ sở sản xuất vừa và nhỏ Ngoài ra, năng lực quan trắc, phân tích dioxin hiện nay ở nước

ta còn rất hạn chế, việc lấy mẫu, phân tích và xử lý số liệu phân tích các chỉ tiêu dioxin với lượng siêu vết trong nền mẫu phức tạp, giá thành phân tích cao nên không

đủ tính đại diện Chính vì những lý do trên mà việc xây dựng các quy định về dioxin trong ngành công nghiệp Việt Nam là một nhiệm vụ khó khăn Từ đó có thể thấy hiện tại Việt Nam chưa có đủ các Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia quy định hàm lượng tối đa cho phép của tổng PCDD/PCDF trong các đối tượng chất thải của ngành công nghiệp

có khả năng phát thải dioxin

1.2 TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH DIOXIN, FURAN 1.2.1 Phương pháp xử lý mẫu trong phân tích dioxin, furan

Trong các mẫu môi trường các hợp chất PCDD/PCDF được phát hiện ở mức nồng độ rất thấp (phần nghìn tỷ - ppt), nhưng lại chứa một số chất gây ảnh hưởng (ví

dụ như: các nguyên tố dễ bay hơi (clo, lưu huỳnh, kali và natri), các hợp chất polycyclic aromatic hydrocacbon - PAHs, polychlorinated biphenyls - PCBs, …) ở

đòi hỏi phải trải qua nhiều bước phức tạp có tính chọn lọc cao đảm bảo các yêu cầu

về kích thước vật liệu, phương pháp chiết và các kỹ thuật làm sạch mẫu trong phân tích lượng vết

Hiện nay, có rất nhiều phương pháp chiết để tách chiết dioxin ra khỏi nền mẫu tro xỉ như: chiết soxhlet, chiết gia tốc dung môi (Accelerated Solvent Extraction - ASE), chiết siêu âm (Ultrasonic Extraction - USE) và một số phương pháp khác Tùy thuộc vào điều kiện của phòng thí nghiệm mà có thể áp dụng kỹ thuật chiết sao cho phù hợp để đạt được các yêu cầu của phương pháp phân tích

Phương pháp chiết gia tốc dung môi ASE – còn được gọi là kỹ thuật chiết xuất chất lỏng dưới áp suất (Pressuried Fluid Extraction - PFE) Kỹ thuật chiết ASE đạt được quá trình chiết xuất nhanh chóng với thể tích nhỏ các dung môi hữu cơ thông thường bằng cách sử dụng nhiệt độ cao (lên đến 200°C) và áp suất cao (lên đến 20 Mpa) để duy trì dung môi ở trạng thái lỏng Việc sử dụng dung môi lỏng ở nhiệt độ cao và áo suất cao đã nâng cao hiệu quả so với việc chiết xuất axit ở nhiệt độ gần với nhiệt độ phòng và áp suất khí quyển vì tăng độ hòa tan và hiệu ứng chuyển khối, cùng với sự phá vỡ cân bằng bề mặt ASE đã được sử dụng để chiết xuất nhiều hợp chất hữu cơ kỵ nước từ các nền mẫu môi trường khác nhau [34] Một số nghiên cứu đã thực hiện so sánh giữa ASE và các kỹ thuật truyền thống, chẳng hạn như chiết xuất chất lỏng siêu tới hạn (Supercritical Fluid Extraction - SFE) và chiết soxhlet [10,12,13] Trong các nghiên cứu so sánh các kỹ thuật, hiệu suất của ASE luôn tương đương hoặc tốt hơn các kỹ thuật truyền thống như chiết xuất soxhlet và chiết xuất bằng sóng siêu âm

Dịch chiết mẫu thu được từ quá trình chiết thường là hỗn hợp của nhiều chất

có thể gây ảnh hưởng trong quá trình xác định dioxin, furan trên thiết bị phân tích Các kỹ thuật làm sạch/phân đoạn như sắc ký hấp phụ, sắc ký thẩm thấu gel (Gel Permeation Chromatography - GPC), sắc ký phân bố, … thường được sử dụng để loại

bỏ các chất gây cản trở [44] Việc lựa chọn kỹ thuật làm sạch phụ thuộc vào mức độ

ô nhiễm dioxin trong mẫu Đối với nền mẫu tro xỉ quy trình làm sạch dịch chiết mẫu thường được dựa trên sắc ký hấp phụ và có thể bao gồm các cột tuần tự chứa các chất hấp phụ như cột silica gel đa lớp (bao gồm các lớp của chất hấp phụ silica gel biến tính với axit, kiềm hoặc bạc nitrat), cột nhôm biến tính (axit/kiềm), cột florisil và cột than hoạt tính Cột silica gel đa lớp, cột nhôm và cột florisil được sử dụng để loại bỏ các chất gây nhiễu phân cực và không phân cực [44] Ví dụ, silica gel đa lớp có thể loại bỏ các chất béo và dầu, trong khi cột nhôm (biến tính axit/kiềm) có thể giữ lại PCBs hoặc các hợp chất clo thơm ít phân cực hơn (naphtalen polychlorin hoặc phenoxyphenol polychlorin) Cột than hoạt tính được sử dụng để tách phân đoạn các phân tử thơm đa vòng như PCDD/PCDF, PCBs không thế vị trí ortho-, các naphtalen

polychlorinated (PCN) và diphenylether (PCDPE) Các dung môi rửa giải thích hợp cho từng loại cột làm sạch được sử dụng để loại bỏ các chất gây cản trở trong dịch chiết mẫu phân tích [44]

Dưới đây là bảng tóm tắt một số phương pháp chuẩn bị mẫu, chiết mẫu và làm sạch mẫu trong phân tích dioxin, furan

Bảng 1.7: Tóm tắt một số phương pháp chuẩn bị mẫu tro

Tro từ

lò đốt

chất thải

đô thị

- Mẫu được tiền xử lý axit HCl (10% w:w) trong 15 – 30 phút

Loại bỏ lượng axit bằng cách rửa lại với nước deion Sau đó, mẫu

được làm khô, đồng nhất và bảo quản trong lọ thủy tinh tối màu

đến khi sử dụng

- Mẫu được chiết bằng 2 phương pháp:

+ Chiết soxhlet: 1 gam mẫu (thêm chất nội chuẩn) chiết với 150

mL toluen trong 24 giờ

+ Chiết xuất dung môi dưới áp xuất cao: 1 gam mẫu được chiết

với 30 mL hỗn hợp dung môi toluen : metanol (3:1, v:v) với các

thông số chiết: tốc độ dòng 1 mL/phút; nhiệt độ chiết 150°C; áp

suất 15 Mpa; thể tích cell chiết 15 mL

- Dung dịch mẫu sau khi chiết sẽ được làm sạch trên hệ thống làm

sạch tự động (hệ thống sắc ký lỏng áp suất trung bình - hãng

PARC) Mẫu được làm sạch trên 2 cột:

+ Cột thứ nhất: cột mix silica gel / silica gel H2SO4 (12 mm I.D;

2 g silica gel; 10 g silica gel; 44% (w/w) axit sunfuric; 63 – 200

mesh; hãng ICN Biomedicals, Đức)

+ Cột thứ 2: cột nhôm (12 mm I.D; 15 g nhôm; hãng ICN

Biomedicals, Đức)

=> rửa giải bằng 30 – 50 µL dung môi

[14]

Tro

- 10 gam mẫu được chiết soxhlet với 150 mL dung môi methylen

hoặc toluen trong 24 – 48 giờ

- Dịch chiết được làm sạch trên 3 cột:

[25]

+ Cột silica gel đa lớp của hãng AGIO (1g silica gel, 2 g bạc, 1 g

silica gel, 4 g axit – silica, 1 g silica)

+ Cột nhôm 100 – 200 mesh (hãng AGIO)

+ Cột than hoạt tính (AX-21)

Tro, đất,

bụi

- Các mẫu được chiết bằng phương pháp chiết soxhlet và chiết

ASE (Dionex ASE 200)

+ Áp suất: 12,4 Mpa

+ Nhiệt độ chiết: 150°C

+ Dung môi chiết: hexan và toluen

+ Chu kỳ chiết: 3 chu kỳ

Khối lượng chiết của các mẫu lần lượt: mẫu tro 10 g; mẫu đất 20

- Quy trình làm sạch: dịch mẫu thu được sau quá trình chiết được

làm sạch trên cột silica gel đa lớp Cột được nhồi vật liệu hấp phụ

theo thứ tự: 2 g muối Na2SO4; 0,9 g silica gel; 3 g silica gel tẩm

KOH 2%; 0,9 g silica gel; 5 g silica gel tẩm axit H2SO4 44%; 7 g

silica gel tẩm H2SO4 22%; 0,9 g silica gel; 2,5 g silica gel tẩm bạc

nitrat 10% và 3 g muối Na2SO4 Rửa giải chất phân tích bằng 50

mL hỗn hợp dung môi Hex : DCM (95:5, v:v) Sau đó mẫu tiếp

tục được làm sạch trên cột than hoạt tính với 150 mL toluen

cơ Hiện nay, GC sử dụng cột mao quản là kỹ thuật được hầu hết các phòng thí nghiệm

sử dụng để xác định dioxin Hiệu quả của việc tách sắc ký các PCDD/PCDF được quyết định bởi các yếu tố như: khí mang (loại khí mang, tốc độ khí mang), cột tách (thành phần pha tĩnh, độ phân cực pha tĩnh, bề dày lớp phim và chiều dài cột tách) và chương trình nhiệt độ của lò cột

Khí mang sử dụng cho các phép phân tích trên thiết bị sắc ký khí phải trơ và không bị hấp phụ bởi pha tĩnh của cột Hiện nay, loại khí mang được sử dụng phổ biến nhất là heli, với độ tinh khiết 99,99% Khí mang thường được duy trì ở chế độ đẳng dòng với vận tốc tuyến tính là 30 cm/giây và tốc độ dòng từ 1,0 đến 1,5 ml/phút

Trong các phương pháp tiêu chuẩn như EPA 1613B, EPA 8290 và phương pháp tiêu chuẩn châu Âu EN 1948, PCDD/PCDF được phân tách phát triển dựa trên cột DB-5 (5% diphenyl 95% dimethylpolysiloxane) của hãng J&W Scientific hoặc các cột có thành phần pha tĩnh tương đương (HP-5MS, Rtx-5MS và Equity-5) Tuy nhiên, cột DB-5 không thể tách hoàn toàn bốn đồng phân 1,2,3,7,8,9-HxCDD; 2,3,7,8-TCDF; 2,3,4,7,8-PeCDF và 1,2,3,4,7,8-HxCDF trong số tổng tất cả 17 đồng phân thế 2,3,7,8-TCDD ra khỏi các đồng phân đồng rửa giải khác của chúng, do đó giá trị TEQ có thể bị sai lệch Cột DB-5MS (đồng trùng hợp 5% Silphenylene Silicone hoặc Si-Arylene) của J&W Scientific có độ ổn định nhiệt cải thiện hơn so với cột DB-5 Ngược lại với cột DB-5, cột DB-5MS không thể tách hoàn toàn 2,3,4,7,8-PeCDF; 2,3,4,6,7,8-HxCDF và 1,2,3,7,8,9-HxCDF nhưng đã cải thiện khả năng tách đối với 2,3,7,8-TCDF Cột SP-2331 (90% biscyanopropyl 10% phenyl cyanopropylsiloxane 1:1) với giới hạn nhiệt độ cao cũng được sử dụng rộng rãi trong các phòng thí nghiệm So với phân tích các nhóm chất POPs khác, ví dụ như phân tích thuốc trừ sâu nhóm cơ clo hữu cơ hoặc PCBs sử dụng cột 30 m với lớp phim 0,25 µm; thì phân tích dioxin, furan sử dụng cột có chiều dài lớn hơn thường là 60 m với lớp phim pha tĩnh dày 0,25 µm

Điều kiện tách dioxin, furan bằng sắc ký khí trong một số tài liệu được đưa ra

ở Bảng 1.8

Bảng 1.8: Một số phương pháp phân tích trên GC [27,55]

- 200°C (giữ 2 phút), tăng đến 220°C (5°C/phút) giữ 7 phút Tăng lên 235°C (5°C/phút) giữ 7 phút Tiếp tục tăng đến 310°C (5°C/phút), giữ 10 phút

- Tổng thời gian phân tích: 53,11 phút

[51]

ZB-5MS

- 120°C (giữ 1 phút), tăng lên 220°C (20°C/phút) giữ 16 phút Tăng lên 235°C (5°C/phút) giữ 7 phút Tiếp tục tăng đến 300°C (5°C/phút), giữ 5 phút

- Tổng thời gian phân tích: 52,06 phút

VF-5MS

- 160°C (giữ 1 phút), tăng lên 220°C (30°C/phút) giữ 16 phút Tăng lên 230°C (5°C/phút) giữ 5 phút Tiếp tục tăng đến 310°C (5°C/phút), giữ15 phút

- Tổng thời gian phân tích: 54,05 phút

Dioxin2

Rtx 200°C (giữ 2 phút), tăng lên 235°C (5°C/phút) giữ 16 phút Tăng lên 250°C (5°C/phút) giữ 8 phút Tiếp tục tăng đến 310°C (5°C/phút), giữ 19 phút

- Tổng thời gian phân tích: 64,19 phút

SP-2331

- 160°C (giữ 1 phút), tăng lên 220°C (40°C/phút) Tăng lên 260°C (2°C/phút) giữ 21 phút

- Tổng thời gian phân tích: 49,51 phút

DB-225

- 160°C (giữ 1 phút), tăng lên 200°C (40°C/phút) Tăng lên 220°C (1°C/phút) đến 240°C (0,3°C/phút) giữ cho đến khi tách đến đồng phân cuối cùng OCDD

- Tổng thời gian phân tích: 52,06 phút

- 120°C (giữ 1 phút), tăng lên 180°C (50°C/phút) Tăng lên 280°C (3°C/phút)

[26]

DB-17, OV-17

- 120°C (giữ 1 phút), tăng lên 160°C (20°C/phút) Tăng lên 240°C (2°C/phút)

DB-210, DB-225

- 120°C (giữ 1 phút), tăng lên 180°C (20°C/phút) Tăng lên 240°C (2°C/phút)

Sự kết hợp của GC và khối phổ phân giải cao (HRMS) đã được sử dụng để xác định 2,3,7,8-TCDD trong nhiều nền mẫu khác nhau và có thể phát hiện dioxin ở mức hàm lượng phần tỉ (ppt) Các phương pháp tiêu chuẩn như US EPA 1613B, 8920A [1,45] cũng như nhiều nghiên cứu về dioxin đã công bố hầu hết đều sử dụng HRMS để định tính và định lượng PCDD/PCDF bằng phương pháp pha loãng đồng vị và phương pháp nội chuẩn Kỹ thuật phổ khối phân giải cao - HRMS kết hợp với phương pháp pha loãng đồng vị và nội chuẩn đem lại nhiều ưu điểm cho việc xác định dioxin trong các nền mẫu như: độ nhạy cao, độ chọn lọc cao (với độ phân giải khối m/Δm ≥ 10,000

và chế độ quan sát chọn lọc ion – SIM), độ chính xác cao (do sử dụng chất chuẩn

có trong mẫu phân tích và có tính chất hóa lý hoàn toàn tương tự với chất phân tích)

Chế độ quan sát chọn lọc ion – SIM cho phép định tính và định lượng mỗi đồng loại PCDD/PCDF bằng cách quan sát chọn lọc một số mảnh m/z đặc trưng, sau

đó nồng độ được xác định dựa trên tỉ lệ diện tích pic của chất phân tích so với hợp chất đánh dấu đồng vị tương ứng Thông thường, một mảnh m/z sẽ được lựa chọn để làm mảnh định lượng, một hoặc hai mảnh m/z khác được dùng làm mảnh đối chứng Chế độ ion hóa của khối phổ quyết định việc lựa chọn mảnh m/z để quan sát Hai chế

độ ion hóa phổ biến được ứng dụng để phân tích dioxin là chế độ ion hóa va đập điện

tử (Electron Ionization - EI) và chế độ ion hóa hóa học (Chemical Ionization - CI)

Chế độ ion hóa va đập điện tử (EI) cho đến nay là phương pháp ion được sử dụng phổ biến nhất Các chất phân tích sau khi được tách trên cột sắc ký sẽ được chuyển vào một chùm electron có năng lượng động học khoảng 70 eV hoặc thấp hơn

Để hạn chế sự phân mảnh và ion quan sát được là ion phân tử, năng lượng của dòng electron thường được sử dụng ở 35 eV Đối với các PCDD/PCDF có số clo thấp

PCDD/PCDF có số clo cao (các nhóm thế penta-, hexa-, hepta- và octa-) mảnh phổ

sử dụng chế độ ion hóa NCI dẫn đến tăng độ nhạy so với EI Đối với chế độ này mảnh

[7]

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

2.1.1 Mục tiêu nghiên cứu

2.1.2 Nội dung nghiên cứu

Luận văn được thực hiện với 3 nội dung nghiên cứu chính:

1 Tối ưu hóa điều kiện xử lý mẫu và hoàn thiện quy trình phương pháp phân tích đồng thời 17 đồng loại thế 2,3,7,8-PCDD/Fs và 4 đồng phân không thế 2,3,7,8-TCDDs trên thiết bị HRGC-HRMS bằng phương pháp nội chuẩn sử dụng chất chuẩn đánh dấu đồng vị

2 Xác nhận giá trị sử dụng của phương pháp phân tích 17 đồng loại thế PCDD/Fs và 4 đồng phân không thế 2,3,7,8-TCDDs

2,3,7,8-3 Áp dụng quy trình phân tích đã xác nhận và bước đầu đánh giá sơ bộ hàm lượng dioxin, furan trong nền mẫu tro xỉ thu thập tại nhà máy điện rác tại Việt Nam

2.1.3 Đối tượng nghiên cứu

2.1.3.1 Chỉ tiêu phân tích

Luận văn này nghiên cứu quy trình phân tích một số đồng phân không thế 2,3,7,8-TCDDs thuộc nhóm thế 4 nguyên tử clo gồm các chất: 1,2,8,9-TCDD; 1,2,3,7-TCDD; 1,2,3,8-TCDD và 1,3,6,8-TCDD Tên gọi và công thức phân tử đưa

ra theo Bảng 1.2 ở mục 1.1.1 Đây là những đồng phân có khả năng tiềm ẩn nguy cơ gây hại đến sức khỏe con người và môi trường sống

Ngoài ra, nghiên cứu này đã lựa chọn phân tích 17 đồng loại thế PCDD/Fs thuộc nhóm dioxin, furan bao gồm 7 đồng loại nhóm dioxin: 2,3,7,8 -TCDD; 1,2,3,7,8-PeCDD; 1,2,3,4,7,8-HxCDD; 1,2,3,6,7,8-HxCDD; 1,2,3,7,8,9-HxCDD; 1,2,3,4,6,8,9-HpCDD; OCDD và 10 đồng loại nhóm furan: 2,3,7,8-TCDF; 2,3,4,7,8-PeCDF; 1,2,3,7,8-PeCDF; 1,2,3,4,7,8-HxCDF; 1,2,3,6,7,8-HxCDF; 1,2,3,7,8,9-HxCDF; 2,3,4,6,7,8-HxCDF; 1,2,3,4,6,7,8-HpCDF; 1,2,3,4,7,8,9-HpCDF; OCDF (tên gọi và công thức được đưa ra theo Bảng 1.2 mục 1.1.1) Đây là các đồng loại có hệ số độc TEF theo WHO và được đưa ra theo phương pháp tiêu chuẩn US EPA method 1613B cũng như nhiều nghiên cứu đã công bố khác

2,3,7,8-2.1.3.2 Đối tượng phân tích

Đối tượng mẫu được nghiên cứu trong luận văn là các mẫu tro xỉ được thu thập tại một nhà máy điện rác tại miền Bắc, Việt Nam

Các tính chất của tro xỉ tại nhà máy điện rác - đốt chất thải đô thị thay đổi theo

sự thay đổi của thành phần chất thải, điều kiện đốt, mức độ lọc khí thải, … Trong tro

xỉ từ các lò đốt chất thải này thường chứa một lượng lớn thành phần nguy hại như kim loại nặng và dioxin [11] Bên cạnh đó, tro xỉ đốt chất thải rắn cũng chứa một lượng lớn các nguyên tố dễ bay hơi (clo, lưu huỳnh, kali và natri) và các hợp chất khác như PAHs, PCBs, … gây ảnh hưởng trong quá trình làm sạch và phân tích mẫu

Do đó, phép phân tích dioxin, furan trong mẫu tro xỉ cần đảm bảo các yêu cầu của phân tích lượng vết

2.1.3.3 Phương pháp lấy mẫu, bảo quản và kết quả lấy mẫu

Trong nghiên cứu này, 9 mẫu tro xỉ được thu thập tại khu vực tập kết chất thải rắn của nhà máy điện rác Sóc Sơn - Hà Nội từ tháng 3 năm 2023 đến tháng 6 năm

2023 Các mẫu đều là mẫu gộp được tại nhiều vị trí khác nhau tại khu tập kết chất thải rắn của nhà máy rồi đồng nhất thành một mẫu Mỗi mẫu được lấy khoảng 500 –

1000 gam (ký hiệu lần lượt từ Ash 1 đến Ash 9), bằng vật dụng chuyên dụng (xẻng lấy mẫu, khay đựng mẫu, …) chuyển vào phoi nhôm sạch, bảo quản trong túi PE kín

và chuyển tới phòng thí nghiệm Tại phòng thí nghiệm, tất cả các mẫu được loại bỏ các dị vật (mảnh thủy tinh, giấy, rác, …), sau đó nghiền mịn bằng thiết bị nghiền mẫu

rồi sàng qua rây kích thước lỗ 150 µm trước khi phân tích hoặc bảo quản ở 4°C để hạn chế sự biến đổi sinh học của mẫu

2.2 THIẾT BỊ, DỤNG CỤ, HÓA CHẤT VÀ CHẤT CHUẨN

2.2.1 Thiết bị

 Hệ thống sắc khí khí ghép nối khối phổ phân giải cao (HRGC/HRMS – DFS) của hãng Thermo Scientific, Mỹ

o Phần sắc ký khí: GC TRACE 1310

o Bộ phận bơm mẫu tự động: TriPlus RSH Autosampler

o Phần khối phổ: DFS Mass Spectrometer, độ phân giải khối 10,000

 Cột tách TG - Dioxin, Thermo Scientific, USA với các thông số:

o Kích thước: chiều dài cột 60 m; đường kính trong 0,25 mm; chiều dày lớp phim pha tĩnh 0,1 µm Khoảng nhiệt độ làm việc: nhiệt độ tối đa 340°C

o Đặc điểm: TG - dioxin là loại cột tách chuyên dụng để phân tích dioxin furan

 Hệ thống chiết gia tốc dung môi – ASE: Dionex 350 (Thermo sciencetific - Đức)

 Hệ thống chiết soxhlet: 6 vị trí (Gerhardt – Đức)

 Một số thiết bị khác như: Thiết bị cô quay chân không (R300: Buchi, Thụy Sĩ); bể rung siêu âm (Elmasonic S100, GmbH&Co.KG, Đức); lò nung (Nabertherm B180, Đức 30 - 3000°C); cân phân tích (Pioneero, Ohaus, USA, độ đọc 0,0001g); máy lắc ngang (GFL 3016 ( 20-300 vòng/phút), Đức); máy rung (Vortex mixer VX – 200, Labnet Internation, USA)

 Lọ đựng mẫu: lọ đựng mẫu thủy tinh tối màu 1,5 mL, nắp vặn có lớp lót teflon, lọ đựng mẫu thủy tinh 200 µL (Agilent Technologies, USA)

 Các dụng cụ khác: cốc thủy tinh 100 – 1000 mL; pipet pasteur; bông thủy tinh Dụng cụ thủy tinh sau khi sử dụng được rung siêu âm với nước xà phòng trong bể rung siêu âm 10 phút, tráng sạch bằng nước máy, tráng nước cất, để khô tự nhiên hoặc sấy ở nhiệt độ 80°C trong tủ sấy dụng cụ, trước khi sử dụng tráng bằng axeton và hexan

2.2.3 Hóa chất

 Chất khí:

o Khí mang: Heli, độ tinh khiết 99,999% (Cryotech, Việt Nam)

o Khí cô đuổi dung môi: Nito, độ tinh khiết 99,99% (Cryotech, Việt Nam)

 Dung môi: axeton, diclometan (DCM), hexan, nonan, toluen với độ

tinh khiết 99,8% (Merck, Đức)

 Chất hấp phụ:

o Silicagel (Sigma, Thụy Sĩ): kích thước 70 – 230 mesh (63 – 200 µm),

lỗ rỗng 60Å, nung ở 450°C trong 8 giờ để loại bỏ nước và các hợp chất hữu cơ, sau

đó được đựng vào lọ thủy tinh sạch bảo quản trong tủ hút ẩm đến khi sử dụng

o Than hoạt tính (Wako, Nhật Bản)

 Muối: Natri sunfat khan (Merch, Đức) hoạt hóa ở 400°C trong 4 giờ để

loại bỏ nước và các hợp chất hữu cơ, sau đó được đựng vào lọ thủy tinh sạch bảo quản trong tủ hút ẩm đến khi sử dụng

 Axit: axit sunfuric 95 – 97% (Merch, Đức); axit clohidric 37% (Pháp)

 Kiềm: Kali hidroxit khan (Merch, Đức)

 Bạc nitrat 10% (Singma Aldrich, Canada)

Cách chuẩn bị nền mẫu giả, các dụng dịch và cột làm sạch dịch chiết mẫu được đưa ra trong Bảng 2.1