Nghiên cứu xây dựng quy trình phân tích và đánh giá mức độ ô nhiễm các hợp chất cơ clo mạch ngắn trong nước mặt trên địa bàn một số quận thuộc thành phố hà nội

MỘT SỐ THUẬT NGỮ VIẾT TẮT BYT Bộ Y tế CTPT Công thức phân tử ECD Detectơ cộng kết điện tử (Electron capture detector) EPA Cơ quan bảo vệ môi trường Hoa Kỳ FPD Detectơ quang hóa lửa (Flame photometric detector) FID Detectơ ion hóa lửa (Flame ionization detector) GC Sắc ký khí (Gas chromatography) HPLC Sắc ký lỏng hiệu cao (High performance liquid chromatography) KIEST Viện Khoa học Công nghệ Hàn Quốc (Korea institute of Environmental Science & Technology) MS Khối phổ (Mass spectrometry) OEHHA Cơ quan đánh giá nguy sức khỏe Môi Trường (Office of Environmental Health Harzar Assessment) QCVN Quy chuẩn Việt Nam TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam VOCs Các hợp chất hữu dễ bay (Volatile organic compounds) WHO Tổ chức Y tế Thế giới (World Health Organization) DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Sơ đồ lưu chuyển hợp chất clo mạch ngắn môi trường Hình 1.2 Cấu tạo dụng cụ kỹ thuật SMPE 14 Hình 1.3 Thiết bị sắc ký khí 17 Hình 2.1 Quá trình lấy mẫu kỹ thuật khơng gian 26 Hình P1 Các vị trí lấy mẫu Hồ Khương Đình, quận Thanh Xuân 60 Hình P2 Các vị trí lấy mẫu Hồ Triều Khúc, quận Thanh Xuân 60 Hình P3 Các vị trí lấy mẫu quận Đống Đa 61 Hình P4 Các vị trí lấy mẫu sơng Tô Lịch đoạn từ điểm giao cắt với Sông Lừ đến Ngã Tư Sở 61 Hình P5 Các vị trí lấy mẫu sơng Tơ Lịch đoạn từ Ngã Tư Sở đến đường Hoàng Quốc Việt 62 Hình B4 Sắc ký đồ phân tích mẫu nước mặt ao Khương Đình – quận Thanh Xuân 64 Hình B5 Sắc ký đồ phân tích mặt nước mặt Sơng Tơ Lịch 65 Hình B6 Sắc kí đồ phân tích mẫu nước hồ Đống Đa 65 Hình B7 Sắc kí đồ phân tích mẫu nước hồ Ba Mẫu 66 Hình B10 Sắc kí đồ phân tích mẫu nước hồ Kim Liên 66 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Một số tiêu chuẩn quy định nồng độ chất clo mạch ngắn dễ bay nước ăn uống Bảng 1.2 Đề xuất tiêu chuẩn chất lượng nước mặt cho Moldova Bảng 1.3 Tiêu chuẩn quy định nồng độ chất clo mạch ngắn dễ bay nước thải KIEST Bảng 1.4 Tiêu chuẩn quy định nồng độ chất clo mạch ngắn dễ bay nước xả thải Nhật Bản Bảng 2.1 Phân mức rủi ro 31 Bảng 2.2 Nồng độ Diclometan dung dịch chuẩn 33 Bảng 2.3 Nồng độ chất chuẩn Triclometan dung dịch chuẩn 34 Bảng 2.4 Nồng độ chất chuẩn 1,2-Dicloetan dung dịch chuẩn 34 Bảng 3.1 Đường ngoại chuẩn Diclometan 37 Bảng 3.2 Đường ngoại chuẩn Triclometan 37 Bảng 3.3 Đường ngoại chuẩn 1,2-Dicloetan 38 Bảng 3.4 Kết phân tích chất Diclometan, Triclometan, 1,2-Diclotean cứu mẫu nước mặt số hồ thuộc quận Thanh Xuân 39 Bảng 3.5 Kết phân tích chất Diclometan, Triclometan, 1,2-Dicloetan mẫu nước mặt số hồ thuộc quận Đống Đa 40 Bảng 3.6 Kết phân tích chất Diclometan mẫu nước lấy 42 sông Tô Lịch 42 Bảng 3.7 Kết phân tích chất Triclometan mẫu nước lấy 44 sông Tô Lịch 44 Bảng 3.8 Kết phân tích 1,2-Dicloetan mẫu nước lấy 46 sông Tô Lịch 46 Bảng 3.9 Hệ số tiềm ung thư số chất qua đường hô hấp 47 Bảng 3.10 Rủi ro ung thư thời gian sống (10-6) gây Diclometan, Triclometan 1,2-Dicloetan nước mặt khu vực quận Thanh Xuân 48 Bảng 3.11 Rủi ro ung thư thời gian sống (10-6) gây Diclometan, Triclometan 1,2-Dicloetan nước mặt khu vực quận Đống Đa 49 Bảng 3.12 Rủi ro ung thư thời gian sống (10-6) gây Diclometan, Triclometan 1,2-Dicloetan nước mặt sông Tô Lịch 51 MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Nguồn phát sinh hợp chất clo mạch ngắn 1.2 Ảnh hưởng hợp chất clo mạch ngắn đến sức khỏe người 1.3 Tiêu chuẩn, giới hạn cho phép số hợp chất clo mạch ngắn môi trường nước 1.4 Tổng quan trạng ô nhiễm nước mặt VOCs giới Việt Nam 10 1.5 Các kỹ thuật thường sử dụng tách chiết VOCs 11 1.6 Phương pháp phân tích sắc kí khí 15 1.6.1 Nguyên tắc chung phương pháp sắc kí khí 15 1.6.2 Detectơ ion hoá lửa 17 1.6.3 Detectơ cộng kết điện tử 18 1.6.4 Detectơ khối phổ 19 1.7 Một vài nét khu vực nghiên cứu 19 1.7.1 Quận Thanh Xuân 19 1.7.2 Quận Đống Đa 20 1.7.3 Một vài nét Sông Tô Lịch 22 CHƯƠNG 23 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23 2.1 Đối tượng nghiên cứu 23 2.2 Phương pháp nghiên cứu 23 2.2.1 Phương pháp lấy mẫu bảo quản mẫu 24 2.2.2 Phương pháp tách chất kỹ thuật không gian 25 2.2.3 Phương pháp sắc ký khí detectơ cộng kết điện tử 27 2.2.4 Phương pháp tính tốn rủi ro ngưỡng gây ung thư 30 2.3 Thực nghiệm 31 2.3.1 Dụng cụ hóa chất 31 2.3.1.1 Dụng cụ 31 2.3.1.2 Hóa chất 32 2.3.2 Chuẩn bị dung dịch hỗn hợp chuẩn mẫu chuẩn 32 2.3.3 Phân tích mẫu thực tế 35 2.3.4 Tính rủi ro ngưỡng gây ung thư 35 CHƯƠNG 36 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 36 3.1 Xác định điều kiện phân tích chất nghiên cứu phương pháp sắc ký khí 36 3.2 Kết xác định nồng độ clo mạch ngắn mẫu nước mặt địa bàn khu vực nghiên cứu 36 3.2.1 Xây dựng đường ngoại chuẩn 36 3.2.2 Xác định nồng độ clo mạch ngắn mẫu nước mặt quận Thanh Xuân 38 3.2.3 Xác định nồng độ clo mạch ngắn mẫu nước mặt quận Đống Đa 40 3.2.4 Xác định nồng độ clo mạch ngắn mẫu nước sông Tô Lịch 42 3.3 Kết tính toán cảnh báo rủi ro gây ung thư gây Diclometan, Triclometan 1,2-Dicloetan 47 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO 57 PHỤ LỤC 60 PHỤ LỤC 63 MỞ ĐẦU Như biết, Việt Nam nước thải đô thị, bao gồm nước thải từ khu vực dân cư đô thị, từ nhà máy, xí nghiệp sản xuất cơng, nông nghiệp dịch vụ, từ bệnh viện, trường học, khu vui chơi giải trí, thải đổ vào ao, hồ, sơng ngịi, Các thành phần chủ yếu trong nước thải đô thị chất hữu dễ phân hủy, chất hữu bền vững, chất rắn, kim loại nặng, chất vô cơ, dầu mỡ, vi sinh vật, Hà Nội, thành phố có nhiều sông, hồ Việc sử dụng sông chảy thành phố để chứa dẫn nước thải làm cảnh quan môi trường làm ô nhiễm nguồn nước Việc phân tích xác định thành phần, hàm lượng chất gây ô nhiễm nước sông thực Tuy nhiên, việc phân tích xác định dung mơi hữu chứa clo nước sông chưa quan tâm mức Trong có chất clo dễ bay như: Diclometan (CH2Cl2); Triclometan (CHCl3); Tricloetylen (C2HCl3); Tetracloetylen (C2Cl4),… Sự có mặt chất môi trường nước gây ảnh hưởng nghiêm trọng tới động vật thủy sinh ảnh hưởng tới sức khỏe người Nguồn phát sinh hợp chất clo mạch ngắn nước sinh hoạt chủ yếu q trình khử trùng nước clo - cơng đoạn thiếu nhà máy nước Việt Nam, nước mặt Việt Nam thường tiếp nhận nước thải sinh hoạt từ khu vực khách sạn, nhà hàng, sở giặt khô, hơi, ; số nơi nước mặt bị tiếp nhận từ nguồn nước thải công nghiệp sản xuất sơn, sản xuất ô tô, Các hợp chất clom mạch ngắn chất dễ bay hơi, nên chúng khỏi bề mặt nước làm nhiễm mơi trường khơng khí Từ đó, chúng dễ dàng hấp thụ vào thể người qua hệ hô hấp Các chất clo mạch ngắn thâm nhập vào thể người gây ảnh hưởng đến hệ thống thần kinh, hệ tuần hoàn, gan, thận nguy hiểm khả gây ung thư Tuy nhiên, chưa có nhiều nghiên cứu việc xác định đánh giá ảnh hưởng hợp chất clo mạch ngắn nước mặt tới sức khỏe cộng đồng Xuất phát từ yêu cầu thực tế đó, chúng tơi lựa chọn thực đề tài “NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ Ô NHIỄM CÁC HỢP CHẤT CƠ CLO MẠCH NGẮN TRONG NƯỚC MẶT TRÊN ĐỊA BÀN MỘT SỐ QUẬN THUỘC THÀNH PHỐ HÀ NỘI” Nội dung nghiên cứu đề tài: - Hoàn thiện phương pháp tách chiết số hợp chất clo mạch ngắn dễ bay nước mặt kỹ thuật không gian phù hợp để phân tích hệ thống sắc ký khí detectơ cộng kết điện tử - Áp dụng quy trình xây dựng để xác định nồng độ diclometan, triclometan, 1,2-Dicloetan có mẫu nước mặt lấy sông, hồ số quận nội thành Hà Nội - Từ kết phân tích xác định mức độ nhiễm tính tốn đánh giá rủi ro ung thư gây hợp chất clo mạch ngắn người vùng nghiên cứu Mục tiêu nghiên cứu đề tài gồm: - Đưa quy trình phân tích hợp chất clo mạch ngắn nước mặt - Xác định nồng độ chất nghiên cứu nước mặt sông hồ địa bàn số quận thuộc thành phố Hà nội - Tính tốn rủi ro ung thư gây chất nghiên cứu từ kết phân tích mẫu nước mặt lấy CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Nguồn phát sinh hợp chất clo mạch ngắn Sự có mặt chất clo mạch ngắn mơi trường khơng khí nước khơng ảnh hưởng trực tiếp gián tiếp tới sức khỏe người theo chế nêu trên, mà cịn có tác động trực tiếp tới hệ sinh thái trái đất Sự có mặt chất clo tetraclometan, tricloetan khơng khí ngun nhân gây phá hủy tầng ozôn - hiểm họa mang tính tồn cầu Cách khoảng chục năm, số nhà khoa học người Đức bỏ nhiều công sức để nghiên cứu nồng độ chất clo mạch ngắn, đặc biệt tetracloetylen dịch chuyển, phân bố chúng đối lưu cách lấy mẫu khơng khí hịn đảo xa trung tâm công nghiệp quan trọng Kết nghiên cứu họ cho thấy hợp chất clo mạch ngắn vượt qua vùng hội tụ nhiệt đới ngăn cách khối khơng khí Bắc bán cầu với Nam bán cầu gây tổn hại cho Nam bán cầu Theo tính tốn nhà khoa học, hàng năm có 80% sản lượng hợp chất clo (khoảng 480.000 tấn/năm) tác động đến đối lưu Do hợp chất clo tương đối bền khơng khí (ví dụ tetracloetylen: 125 ngày) nên chất tác động tia tử ngoại bị phân hủy phần tạo Cl• tự Cl• tự tác nhân công trực tiếp để phá hủy tầng ôzôn Tại Hà Lan, người ta tìm thấy có mặt hợp chất clo mạch ngắn thở người sống cạnh xưởng giặt khô trung tâm thành phố Amstecdam, nồng độ chúng giảm dần dịch chuyển xa xưởng đó, điều ảnh hưởng nhiều đến sức khỏe, đặc biệt người già trẻ em [1][4] Các hợp chất clo mạch ngắn không phát thấy khơng khí, mà cịn phát thấy mạch nước ngầm thải, rị rỉ ngẫu nhiên từ khu cơng nghiệp kho hóa chất chơn cất đất không d quy cách Thường gặp tầng nước ngầm l tricloetylen, ờng ớc tetracloetylen metylclorofom Quá trình lưu chuyển chất clo môi l trường h ợc hình 1.1 Hình 1.1 Sơ đồ l chuyển hợp chất clo mạch ngắn môi lưu ạch trường Các nguồn thải có chứa nhóm chất clo mạch ngắn chủ yếu từ nước thải ồn ạch l sinh hoạt nước thải công nghiệp nh ớc như: - Khu vực hoạt động th ực thương mại, dịch vụ khách sạn, nhà hàng - Hoạt động phân tích hóa học v việc sử dụng hóa chất phịng thí ạt ệc ph nghiệm quan, trư trường học - Hoạt động bệnh viện, sở sản xuất dược phẩm ạt c - Cơ sở giặt khô, - Cơ sở sản xuất sơn [2] 1.2 Ảnh hưởng hợp chất clo mạch ngắn đến sức khỏe ng ởng c ạch người Bên cạnh ứng dụng to lớn hợp chất clo nhà khoa học ạnh h mặt tác hại chất n có mặt mơi tr ỉ ặt trường Khi tiếp xúc với chất n nồng độ cao tiếp xúc thường xuyên, ếp t người bị mắc chứng bệnh sau: ị sau Tổng rủi ro điểm lấy mẫu Cao ung thư tồn sơng Rủi ro ung thư Ký hiệu Tên chất Tổng rủi ro ung thư Nồng độ Mẫu -6 (ppb) (10 ) 1,2-Dicloetan 7,66 3,636 Diclometan