Hydrocacbon thơm đa vòng (polycyclic aromatic hydrocarbonsPAHs) là một nhóm hợp chất ô nhiễm nguy hiểm do chúng có độc tính cao và có mặt nhiều trong môi trường không khí. PAHs là nhóm hợp chất hữu cơ độc hại đối với sức khỏe con người do rất nhiều PAHs là những chất gây ung thư và gây đột biến gen. Nhựa đường là một hỗn hợp phức tạp chứa các hợp chất béo, alkan vòng, hydrocarbon vòng và đặc biệt là các PAHs do vậy trong quá trình trải nhựa đường tại nhiệt độ cao các PAHs rất dễ dàng bay hơi và phát tán trong không khí. Mục tiêu của nghiên cứu này là xây dựng qui trình phân tích PAHs trong không khí tại khu vực đang rải nhựa đường nhằm phân tích đánh giá hàm lượng các PAHs trong không khí trong quá trình thi công, đánh giá rủi ro phơi nhiễm đối với sức khỏe con người. Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã hoàn thiện quy trình phân tích đồng thời 16 PAHs bằng phương pháp chiết siêu âm, làm sạch bằng phương pháp sử dụng cột chiết pha rắn và sau đó được định lượng bằng phương pháp GCMS. Phương pháp có độ chính xác cao với hiệu suất thu hồi nằm trong khoảng 71,6% đến 105,00% và RSD dưới 5%. MDL trong khoảng 0,3811,45 ngmL và MQL trong khoảng 1,2136,45 ngmL. Kết quả phân tích mẫu thu được tại 3 địa điểm cho thấy hàm lượng tổng các PAHs nằm trong khoảng 275,63 ngm3 đến 599,77 ngm3. Các PAHs đều nằm ở ngưỡng cho phép theo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về một số chất độc hại trong không khí xung quanh. Đánh giá được rủi ro phơi nhiễm và nguy cơ ung thư của PAHs đối với các nhóm lứa tuổi khác nhau và qua các con đường khác nhau: rủi ro phơi nhiễm qua con đường hít thở là không đáng kể, chủ yếu là qua da. Nguy cơ ung thư các PAHs trong nhựa đường trung bình tại 3 địa điểm nghiên cứu nằm ở mức có khả năng phơi nhiễm ung thư.
Đánh giá sự ô nhiễm PAHs nhựa đường bằng phương pháp GC MS STT Chữ viết tắt Nội dung đầy đủ AOAC Ace Acenaphthen Ant Anthracen Acy Acenaphthylen BaP Benzo[a]pyren BbF Benz(b)fluoranthene BkF Benzo(k)fluoranthene BgP Benzo[g,h,i]perylen Chy Chrysen 10 DBA Dibenzo[a,h]anthracen 11 DBP Dibenzo[a,h]pyren 12 DCM Điclometan 13 Flu Fluoren 14 Fluh Fluoranthen 15 GC 16 GC/MS 17 HPLC 18 IDL Hiệp hội cộng đồng phân tích (Association of Analytical Communities) Sắc ký khí (Gas chromatography) Sắc ký khí khối phổ (Gas chromatography Spectrometry) Sắc ký lỏng hiệu cao (High Performance Liquid Chromatography) Giới hạn phát thiết bi (Instrument Detection Limit) 19 IDP Indeno[1,2,3-c,d]pyren 20 ILCR Nguy gia tăng ung thư đời (Incremental lifetime cancer risk) 21 IQL Giới hạn đinh lượng thiết bi (Instrument Quantitation Limit) Giới hạn phát 22 LOD 23 LOQ 24 MDL 25 MQL 26 MS 27 Nap 28 PAHs 29 Phe Phenanthren 30 Pyr Pyren 31 SD 32 RSD 33 SR 34 US EPA (Limit of Detection) Giới hạn đinh lượng (Limit of Quantification) Giới hạn phát phương pháp (Method detection limit) Giới hạn đinh lượng phương pháp (Method Quantitation Limit) Khối phổ (Mass Spectrometry) Napthalen Hydrocacbon thơm đa vòng (Polycyclic Aromantic Hydrocacbons) Độ lệch chuẩn (Standard Deviation) Độ lệch chuẩn tương đối (Relative Standard Deviation) Chất đồng hành (Surrogate) Cục bảo vệ môi trường Mỹ (United States Environmental Protection Agency) DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1: Cơng thức cấu tạo 16 PAHs nghiên cứu Hình 2: Sự phân bố PAHs pha theo nhiệt độ 11 Hình 3: Quy trình xử lý mẫu 24 Hình 4: Sắc ký đồ 16 chất PAHs nghiên cứu 29 Hình 5: Một số pic PAHs điển hình 32 Hình 6: Kết quả khảo sát hiệu suất thu hồi sử dụng dung môi cyclohexane điclometan 40 Hình 7: Kết quả hiệu suất thu hồi bơm hỗn hợp chuẩn PAHs nồng độ vào mẫu trắng 42 Hình 8: Hàm lượng PAHs trung bình địa điểm nghiên cứu 48 Hình 9: Thành phần phần trăm các hợp chất PAHs nơi rải nhựa đường đường Phạm Văn Đồng đối diện đại học ngoại ngữ 49 Hình 10: Thành phần phần trăm các hợp chất PAHs nơi rải nhựa đường đường Phạm Văn Đờng phía đại học ngoại ngữ 49 Hình 11: Thành phần phần trăm các hợp chất PAHs nơi rải nhựa đường đường Cầu Giấy 50 DANH MỤC BẢNG Bảng 1: Một số tính chất vật lý PAHs Bảng 2: Tổng nờng độ PAHs pha bụi khơng khí Delhi (Ấn Độ), ng/m Bảng 3: Lượng phát thải PAHs trung bình hàng năm ước tính số quốc gia Bảng 4: Nồng độ PAHs mẫu bụi khơng khí Hà Nội năm 2003 Bảng 5: Khả gây ung thư, đột biến gen các PAHs 12 Bảng 6: Bảng nồng độ 16 PAHs US EPA 610 21 Bảng 7: 10 mảnh phổ lớn 16 PAHs nghiên cứu 30 Bảng 8: Mảnh phổ mảnh phổ phụ 16 PAHs nghiên cứu 31 Bảng 9: Các phương trình hời quy tún tính mối tương quan tỉ lệ diện tích pic tỉ lệ nồng độ các PAHs so với nội chuẩn 33 Bảng 10: Kết quả tính IDL, IQL .34 Bảng 11: Kết quả tính MDL, MQL 35 Bảng 12: Hàm lượng PAHs dung dịch rửa giải các hạt XAD-2 trước sau làm 36 Bảng 13: Hàm lượng PAHs dung dịch rửa giải Filter trước sau làm 37 Bảng 14: Kết quả khảo sát hiệu suất thu hồi sử dụng dung môi cyclohexane điclometan 39 Bảng 15: Kết quả hiệu suất thu hồi bơm hỗn hợp chuẩn PAHs nồng độ vào mẫu trắng 41 Bảng 16: Nồng độ PAHs pha bụi đương Cầu Giấy 43 Bảng 17: Hàm lượng PAHs mẫu khơng khí đường Phạm Văn Đờng sau rải nhựa đường 44 Bảng 18: Hàm lượng PAHs mẫu khơng khí đường Cầu Giấy sau rải nhựa đường .45 Bảng 19: Hàm lượng PAHs khơng khí số địa điểm thế giới 46 Bảng 20: Hàm lượng PAHs trung bình địa điểm nghiên cứu 47 Bảng 21: Các thông số đánh giá rủi ro phơi nhiễm 51 Bảng 22: Kết quả ước lượng rủi ro phơi nhiễm ung thư 52 CHƯƠNG I TỔNG QUAN .2 1.1 Khái niệm PAHs, tính chất vật lý hóa học 1.2 Tính chất vật lý hóa học PAHs 1.2.1 Tính chất vật lý 1.2.2 Tính chất hóa học .4 1.3 Nguồn phát thải PAHs vào khơng khí .5 1.3.1 Nguồn tự nhiên: 1.3.2 Nguồn hoạt động người: 1.4 Nồng độ PAHs khơng khí .7 1.5 Hiện trạng ô nhiễm PAHs Việt Nam 1.6 Dạng tồn PAHs khơng khí .11 1.7 Tác hại PAHs 12 1.8 Nhựa đường 13 1.8.1 Nhựa đường 13 1.8.2 PAHs nhựa đường 13 1.9 Các phương pháp xác định PAHs 14 1.9.1 Sắc ký giấy sắc ký lớp mỏng (TLC) 14 1.9.2 Sắc ký khí (GC) 15 1.9.3 Sắc ký lỏng hiệu cao (HPLC) 16 1.10 Các phương pháp xử lý mẫu chiết PAHs khỏi mẫu khí: .17 1.10.1 Chiết soxhlhet 17 1.10.2 Chiết pha rắn 18 1.10.3 Chiết siêu âm 18 CHƯƠNG ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 20 2.1 Mục tiêu đối tượng nghiên cứu 20 2.2 Thiết bị, dụng cụ, hóa chất 20 2.2.1 Thiết bị 20 2.2.2 Dụng cụ .21 2.2.3 Hóa chất 21 2.3 Phương pháp nghiên cứu .22 2.3.1 Phương pháp lấy mẫu 22 2.3.2 Quy trình xử lý mẫu 23 2.3.3 Phân tích bằng GC-MS 25 2.3.4 Phương pháp xác nhận giá trị hiệu lực phương pháp[6,5] 25 a Giới hạn phát (LOD), giới hạn định lượng (LOQ) thiết bị 25 b Giới hạn phát (MDL) phương pháp[4,5] 26 c Xây dựng đường chuẩn 27 d Xác định độ xác (độ độ chụm)[4] 27 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 29 3.1 Phương pháp scan định tính 16 chất có hỗn hợp chuẩn PAHs: 29 3.2 Lập đường chuẩn 33 3.3 Giới hạn phát (IDL), giới hạn định lượng (IQL) thiết bị .34 3.4 Giới hạn phát (MDL), giới hạn định lượng (MQL) phương pháp: 35 3.5 Khảo sát các điều kiện tối ưu cho quá trình xử lý mẫu .36 3.5.1 Làm vật liệu hấp thụ XAD-2 Filter: 36 3.5.2 Chọn dung môi rửa giải qua cột SPE .38 3.6 Đánh giá độ xác phương pháp .41 3.7 Hàm lượng PAHs mẫu khơng khí số địa điểm sau rải nhựa đường: 43 3.8 Phân bố hàm lượng các PAHs mẫu khơng khí 46 3.9 So sánh thành phần phần trăm các hợp chất PAHs các điểm lấy mẫu 49 3.10 Rủi ro phơi nhiễm 50 3.10.1 Độc tính tương đương Benzo(a)pyrene: .50 3.10.2 Đánh giá rủi ro phơi nhiễm 51 KẾT LUẬN .54 TÀI LIỆU THAM KHẢO 55 PHỤ LỤC 59 MỞ ĐẦU Hydrocacbon thơm đa vòng (polycyclic aromatic hydrocarbons-PAHs) nhóm hợp chất nhiễm nguy hiểm chúng có độc tính cao có mặt nhiều mơi trường khơng khí PAHs được phát thải vào mơi trường khí từ trình tự nhiên núi lửa, cháy rừng Tuy nhiên nguồn chủ yếu PAHs môi trường hoạt động người gây Chúng sản phẩm q trình cháy khơng hồn tồn nhiệt phân hợp chất hữu dầu mỏ, than đá, gỗ, chất thải rắn,… số q trình cơng nghiệp sản xuất nhơm, thép, q trình đúc,… PAHs nhóm hợp chất hữu độc hại đối với sức khỏe người Rất nhiều PAHs chất gây ung thư gây đột biến gen Con người bi nhiễm PAHs qua thức ăn, nước uống, khí thở trực tiếp tiếp xúc với vật liệu chứa PAHs Thêm vào đó, nhiều sản phẩm phản ứng PAHs khơng khí có độc tính cao PAHs Như vậy, để xử lý PAHs khí thải kiểm sốt nguồn thải phát sinh PAHs cần được quan tâm Hiện nay, Việt Nam giới có nhiều nghiên cứu PAHs mẫu bụi lại mẫu khơng khí, đặc biệt nơi thi công xây dựng, phần trình thu mẫu xử lý mẫu phức tạp, vừa phải thu PAHs mẫu bụi đảm bảo lấy mẫu PAHs khơng khí Nhựa đường hỗn hợp phức tạp chứa hợp chất béo, alkan vòng, hydrocarbon vòng đặc biệt PAHs Các dạng PAHs 2-7 vòng được tìm thấy nhựa đường rắn khí thải nhựa đường khí thải nhựa đường có xu hướng chứa PAHs hai vòng, naphthalene năm vòng benzo[a]pyrene so với nhựa đường rắn Mục tiêu nghiên cứu xây dựng qui trình phân tích PAHs khơng khí tại khu vực rải nhựa đường nhằm phân tích đánh giá hàm lượng PAHs khơng khí q trình thi cơng, đánh giá rủi ro phơi nhiễm đối với sức khỏe người Từ bảng 15 Hình thấy độ thu hồi thu được cao nằm khoảng 71.6% đến 105% Các giá tri chấp nhận được phù hợp với yêu cầu tiêu chuẩn quốc tế AOAC 2007.01 Trong tiêu chuẩn cho phép hiệu suất thu hồi tương ứng với phương pháp từ 70-120% với hợp chất PAHs Cũng theo tiêu chuẩn AOAC 2007.01 [19] giới hạn cho phép độ lặp tại phương pháp RSD nhỏ 15% Qua kết bảng , ta thấy RSD nhỏ 5% phù hợp với tiêu chuẩn được công bố quốc tế Điều thể phương pháp có độ xác cao, phù hợp để áp dụng phân tích hợp chất PAHs 1.1 Hàm lượng PAHs mẫu khơng khí số địa điểm sau rải nhựa đường: Kết đo nồng độ PAHs pha bụi tại đia điểm đường Cầu Giấy Bảng 16 cho thấy nồng độ PAHs nhỏ, phần lớn dưới giới hạn phát phương pháp, phát thấy số PAHs Napthalene, Fluorene, Benzo(ghi)perylene với hàm lương nhỏ từ 4.32 đến 23.98 ng/mL Bảng 16: Nồng độ PAHs pha bụi đương Cầu Giấy Nồng độ đo máy (ng/mL) Chất phân tích Mẫu Mẫu Mẫu Naphtalene 4.32 17.29 3.76 Acenaphthylene 0.00 0.00 0.00 Acenapthlene 0.00 0.00 0.00 Fluorene 5.30 23.83 4.57 Phenanthrene 1.95 22.98 2.48 Anthracene 0.00 0.00 0.00 Fluoranthene 1.95 1.68 2.01 Pyrene 0.83 2.07 0.73 Benz(a)anthracene 0.00 0.00 0.00 Chrysene 0.00 0.00 0.00 Benz(b)fluoranthene 0.00 0.00 0.00 Benzo(k)fluoranthene 0.00 0.00 0.00 Benzo(a)pyrene 0.00 0.00 0.00 43 Indeno(1,2,3cd)pyrene 0.00 0.00 0.00 Dibenz(a,h)anthracene 0.00 0.00 0.00 Benzo(ghi)perylene 10.88 9.62 11.03 Do vậy, thí nghiệm sau, chúng tơi gộp pha bụi (được hâp thụ filter) pha khí (được hấp thụ XAD-2) xác đinh nồng độ tổng PAHS mẫu khơng khí Kết xác đinh hàm lượng PAHs mẫu khơng khí sau rải nhựa đường tại đường Phạm Văn Đồng (sau 36 h rải) đường Cầu Giấy (sau 10 h rải) được biểu diễn Bảng 17 Bảng 18 Bảng 17: Hàm lượng PAHs mẫu khơng khí đường Phạm Văn Đồng sau rải nhựa đường Chất phân tích Đường Phạm Văn Đồng (sau 36 h rải nhựa đường)(ng/m3) Đường Phạm Văn Đồng Đường Phạm Văn Đồng Naphtalene 116.6 184.3 152.3 120.8 187.6 157.7 108.2 145.0 Acenaphthylene 33.43 37.04 48.76 34.47 57.95 0.00 38.39 38.91 Acenapthlene ND ND 30.00 0.00 38.56 ND ND ND Fluorene 7.93 10.79 11.24 10.14 13.63 13.10 7.80 8.96 Phenanthrene 8.17 10.63 10.10 8.20 10.26 10.67 7.09 6.55 Anthracene ND ND ND ND ND ND ND ND Fluoranthene 4.52 5.34 5.21 4.55 6.42 6.11 5.18 5.08 Pyrene 2.22 2.70 2.52 2.02 3.44 3.24 2.41 2.43 Benz(a)anthracene ND ND ND ND ND ND ND 5.42 Chrysene 4.05 ND ND 4.33 ND ND ND ND Benz(b)fluoranthene 13.88 ND ND ND ND ND ND ND Benzo(k)fluoranthene ND ND ND ND ND ND ND ND Benzo(a)pyrene ND ND ND ND ND 10.34 ND ND 44 Indeno(1,2,3-cd)pyrene ND ND ND ND ND ND ND ND Dibenz(a,h)anthracene ND ND ND ND ND ND ND ND Benzo(ghi)perylene 21.29 21.35 21.46 ND ND 24.83 ND ND Tổng PAHs 212.1 272.1 281.6 184.5 317.9 226.0 169.1 212.4 Hàm lượng PAHs trung bình 237.64 231.37 Bảng 18: Hàm lượng PAHs mẫu khơng khí đường Cầu Giấy sau rải nhựa đường Chất phân tích Đường Cầu Giấy (sau 10 h rải) (ng/m3) Naphtalene 385.71 305.12 547.73 Acenaphthylene 51.30 56.10 76.49 Acenapthlene ND ND ND Fluorene 31.68 77.79 36.35 Phenanthrene 21.10 66.50 22.50 Anthracene ND ND ND Fluoranthene 10.83 9.84 11.12 Pyrene 6.77 9.72 6.82 Benz(a)anthracene ND 0.00 0.00 Chrysene ND ND ND Benz(b)fluoranthene ND ND ND Benzo(k)fluoranthene ND ND ND Benzo(a)pyrene ND ND ND Indeno(1,2,3cd)pyren e ND ND ND Dibenz(a,h)anthracene ND ND ND Benzo(ghi)perylene 23.38 19.64 22.81 Tổng PAHs 530.78 544.71 723.82 45 Hàm lượng PAHs trung bình 599.77 Kết phân tích thu mẫu tại đia điểm cho thấy tổng hàm lượng PAHs: đường Phạm Văn Đồng 231.37 (ng/m 3), đường Phạm Văn Đồng 237.64 (ng/m3), đường Cầu Giấy 599.77 (ng/m3) Ta thấy phía bên trái bên phải đường Phạm Văn Đồng kết không khác nhiều, thấp nhiều so với đường Cầu Giấy Kết khác thời gian lấy mẫu đường Phạm Văn Đồng sau 36 h rải nhựa đường, Cầu Giấy sau 10 h Do PAHs chất bán bay nhiệt độ thường lúc rải nhựa đường nhiệt độ cao, phần PAHs bi phân hủy gặp ánh sáng, nên theo thời gian PAHs phân tán phân hủy ngồi mơi trường Hàm lượng PAHs số nghiên cứu PAHs khơng khí giới được liệt kê Bảng 19: Bảng 19: Hàm lượng PAHs khơng khí số địa điểm thế giới Tên nước Hàm lượng PAHs khơng khí (ng/m3) Ấn Độ[25] 850.2 Đài Loan[30] 203.9 London, Anh [33] 166.00 Từ bảng cho thấy hàm lượng PAHs đia điểm nghiên cứu nằm mức trung bình Hàm lượng PAHs tại nước phát triển Anh thấp (166.00 ng/m 3), nước phát triển Ấn Độ hàm lượng cao (850.2 ng/m3) 1.1 Phân bố hàm lượng các PAHs mẫu khơng khí Hàm lượng PAHs trung bình đia điểm được cho Bảng 20: Bảng 20: Hàm lượng PAHs trung bình địa điểm nghiên cứu Chất phân tích Phạm Văn Đồng Phạm Văn Đồng Cầu Giấy Naphtalene 143.55 149.68 412.85 Acenaphthylene 38.43 45.09 61.30 46 Acenapthlene 30.00 38.56 ND Fluorene 10.03 10.87 48.61 Phenanthrene 9.28 8.64 36.70 Anthracene ND ND ND Fluoranthene 4.90 5.70 10.60 Pyrene ND ND 7.77 Benz(a)anthracene ND 5.42 ND Chrysene 4.20 ND ND Benz(b)fluoranthene 13.88 ND ND Benzo(k)fluoranthene ND ND ND Benzo(a)pyrene ND 10.34 ND Indeno(1,2,3cd)pyrene ND ND ND Dibenz(a,h)anthracene ND ND ND Benzo(ghi)perylene 21.37 24.83 21.94 450.00 400.00 350.00 300.00 250.00 200.00 150.00 Phạm Văn Đồng Phạm Văn Đồng Cầu Giấy 100.00 50.00 0.00 N a ht ap e len e Ac h pt na e len Ph th an en ne re F th an r luo B e en )a (a z en nt ac hr e en nz Be )f (b th an r luo e en B (a zo n e e en yr p ) ( nz be i D h a, nt )a e en ac r h Hình 8: Hàm lượng PAHs trung bình địa điểm nghiên cứu 47 Từ Bảng 20 biểu đồ Hình cho thấy hàm lượng Napthalene lớn vượt trội so với PAHs khác (hàm lượng từ 143.55 đến 412.85 ng/m 3), số chất Fluoranthene, Pyrene, Benz(a)anthracene, Benz(b)fluoranthene, Chrysene phát với nồng độ thấp (hàm lượng từ 4.20 đến 13.88 ng/m 3), số chất Anthracene, Benzo(k)fluoranthene, Indeno(1,2,3-cd)pyrene, Dibenz(a,h)anthracene khơng phát Nhìn chung hàm lượng PAHs tại đường Cầu Giấy cao tại Phạm Văn Đồng Một số PAHs sau phát tại đia điểm, Chrysene Benz(b)fluoranthene phát tại đường Phạm Văn Đồng 1, Benz(a)anthracene Benzo(a)pyrene phát tại đường Phạm Văn Đồng 2, Pyrene phát thấy tại đường Cầu Giấy So sánh với ngưỡng chất thải cho phép Bảng 26 phần phụ lục, hàm lượng PAHs tại đia điểm nằm mức cho phép Quy Chuẩn Kỹ Thuật Quốc Gia Về Ngưỡng Chất Thải Nguy Hại (QCVN 07: 2009/BTNMT) Theo [24, 32], tỉ lệ Flu/(Flu+Pyr) từ 0.2-0.5 cho thấy nguồn phát thải từ động chạy xăng, so sánh với kết chúng tôi, tại đường Cầu Giấy có tỉ lệ Flu/(Flu+Pyr) 0.577, cho thấy ngồi nhựa đường nguồn phát thải có đóng góp phần từ phương tiện chạy xăng 1.1 So sánh thành phần phần trăm các hợp chất PAHs các điểm lấy mẫu 48 BbF 5.04% Chy 1.52% Flu 1.78% Phe 3.37% Fluh 3.64% Acy Ace 13.94% 10.88% BgP 7.75% Nap 52.08% Hình 9: Thành phần phần trăm các hợp chất PAHs nơi rải nhựa đường đường Phạm Văn Đồng đối diện đại học ngoại ngữ BaP ; 3.46% BaA; 1.81% Flu; 1.91% BgP ; 8.30% Phe; 2.89% Fluh; 3.63% Nap; 50.04% Ace; 12.89% Acy; 15.07% Hình 10: Thành phần phần trăm các hợp chất PAHs nơi rải nhựa đường đường Phạm Văn Đờng phía đại học ngoại ngữ 49 Pyr; 1.30% BgP ; 3.66% Flu; 1.77% Fluh; 8.10% Phe; 6.12% Acy; 10.22% Nap; 68.84% Hình 11: Thành phần phần trăm các hợp chất PAHs nơi rải nhựa đường đường Cầu Giấy Từ biểu đồ Hình 9, 10 11 thành phần Naphtahlene 50% đia điểm, đến Acenaphthylen với tỉ lệ 10% Như vậy, PAHs được tìm thấy tại đia điểm lấy mẫu chủ yếu hợp chất chứa 2-3 vòng benzene Điều với lý thuyết hợp chất PAHs có phân tử lượng thấp dễ bay hấp thụ vào XAD-2 Filter tốt 1.1 Rủi ro phơi nhiễm 1.1.1 Độc tính tương đương Benzo(a)pyrene: Đinh lượng khả gây độc được tính tổng tiềm tương đương Benzo(a)pyrene (BaP TPE) cho PAHs BaP TPE được tính tính tốn việc sử dụng yếu tố tiềm tương đương (PEFs)[39] BaP TPE tổng tiềm gây ung thư được ước tính liên quan đến BaP đối với tất PAHs gây ung thư được tính theo cơng thức dưới đây: BaP TPE (ng/m3) = C× TEF or PEF đó, C nồng độ PAHs, TEF/PEF hệ số tương đương cho PAHs (CCME, 2010) Giá tri TEF Nap, Acy, Acen, Flu, Phen, Anth, Flan, Pyr, BaA, Chry, BbF, BkF, BaP, BghiP, IP and DBA tương ứng 0.001, 0.001, 0.001, 0.001, 0.001, 0.01, 0.001, 0.001, 0.1, 0.01, 0.1, 0.1, 1, 1, 0.1 0.01 [40] 50 1.1.1 Đánh giá rủi ro phơi nhiễm Độc tính tương đương BaP (BaP TPE) được sử dụng để tính tốn đánh giá rủi ro phơi nhiễm Nguy gia tăng ung thư đời (Incremental lifetime cancer risk-ILCR) được tính dựa phương trình dưới đây[27,36]: Carcinogenic Risk = ILCRinhal + ILCRdermal đó, ILCR nguy gia tăng ung thư đời, CS tổng mức PAHs được chuyển đổi dựa vào độc tính tương đương BaP dựa vào TEF CSF hệ số dốc gây ung thư (mg kg-1 ngày-1), BW khối lượng thể (kg), AT tuổi thọ trung bình (năm), EF tần suất tiếp xúc (ngày năm -1), ED thời gian tiếp xúc (năm), IRInhalation tốc độ hít vào (m ngày-1), SA diện tích tiếp xúc bề mặt da (cm 2), AF hệ số dính vào da (mg cm h-1), ABS phần hấp thụ qua da PEF hệ số phát thải hạt (m3 kg-1) Tất thơng số được sử dụng mơ hình cho trẻ em (6 tuổi) người lớn (24 tuổi), dựa Hướng dẫn Đánh giá Rủi ro US EPA xuất liên quan Các thông số được trình bày Bảng 21: Bảng 21: Các thơng số đánh giá rủi ro phơi nhiễm Yếu tố tiếp xúc Người lớn Trẻ em Tài liệu tham khảo Diện tích da bi tiếp xúc, SA (cm2) 2145 1150 [21,36] Hệ số dính vào da, AF (mg/cm2) 0.07 0.2 [39] Tần suất tiếp xúc, EF(ngày/năm) 180 180 [21] Thời gian tiếp xúc, ED (năm) 24 [40] Khối lượng thể, BW (kg) 58.6 15 [21,34,40] Thời gian trung bình, AT (ngày) 25550 25550 [21] Phần hấp thụ qua da, ABS 0.13 0.13 [39,40] Tốc độ hít vào,IR (m3/ngày) 12.8 7.6 [21,34,37] Hệ số phát thải hạt, PEF (m3/kg) 1.36x109 1.36x109 [40] CSFinhal, (mg/kg/ngày) 3.85 3.85 [27] 51 CSFdermal, (mg/kg/ngày) 25 25 [27] Dựa theo phương trình trên, ta ước lượng mức độ phơi nhiễm PAHs qua đường hít thở tiếp xúc qua da trung bình đia điểm sau: Bảng 22: Kết quả ước lượng rủi ro phơi nhiễm ung thư Tổng BaPeq chuyển đổi (CS) Người lớn Trẻ em ILCRinhal 24.49 2.41x10-9 8.88x10-10 ILCRdermal 24.49 3.25x10-5 3.08x10-5 3.25x10-5 3.08x10-5 Nguy ung thư(CR) Từ Bảng 22 ta thấy rủi ro phơi nhiễm PAHs qua đường tiếp xúc da lớn nhiều lần so với đường hít thở (gấp 10000 lần) Vì vậy, hít phải hạt bụi không đáng kể so với đường phơi nhiễm tiếp xúc qua da Giá tri ILCR ≤ 10-6 an tồn, ILCR >10-4 có nguy phơi nhiễm cao, ILCR nằm khoảng 10-6 đến 10-4 cho thấy có khả phơi nhiễm[37] Giá tri ILCR thu được thu được khoảng 3x10-5 cho thấy cho thấy phát thải PAHs tại nơi rải nhựa đường có khả phơi nhiễm ung thư Một số nghiên cứu giới rủi ro phơi nhiễm, nghiên cứu Đánh giá nguy sức khỏe người tiếp xúc với PAHs khơng khí Sandro Fhoerner cộng [29], nghiên cứu khơng khí giao thơng cơng nhân làm việc gần đường tại Curitiba-Brazil, giá tri ILCRinhal cỡ khoảng 10-9, giá tri tương đương đương với nghiên cứu Điều cho thấy việc hít phải PAHs khơng khí giao thơng tại đường Curitiba-Brazil nằm mức an toàn Với nghiên cứu Đánh giá nguy phơi nhiễm ung thư PAHs bụi đường thành phố Asansol, Ấn Độ Manash Gope cộng [23], giá tri nguy ung thư (CR) thu được nằm khoảng 10-5 đến 10-6, nằm mức có khả phơi nhiễm ung thư 52 KẾT LUẬN Trong q trình thực đề tài, chúng tơi thu được số kết sau: - - - Hoàn thiện quy trình phân tích đồng thời 16 PAHs phương pháp chiết siêu âm, làm sạch phương pháp sử dụng cột chiết pha rắn sau được đinh lượng phương pháp GC/MS Hồn thiện quy trình làm sạch vật liệu lấy mẫu XAD-2 Filter Quy trình phân tích với hiệu suất cao nằm khoảng 71.6% đến 105.00% với RSD dưới 5% Giới hạn phát giới hạn đinh lượng thiết bi phương pháp thấp, IDL khoảng 0.475.95 ng/mL, IQL khoảng 1.6-19.81 ng/mL; MDL khoảng 0.38-11.45 ng/mL MQL khoảng 1.21-36.45 ng/mL Kết phân tích mẫu thu được tại đia điểm cho thấy hàm lượng tổng PAHs: đường Phạm Văn Đồng có tổng hàm lượng PAHs trung bình 275.63 ng/m3, đường Phạm Văn Đồng có tổng hàm lượng PAHs trung bình 299.13 ng/m3, đường Cầu Giấy có tổng nồng độ PAHs trung bình 599.77 ng/m Các PAHs nằm ngưỡng cho phép theo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia số chất độc hại khơng khí xung quanh Đánh giá được rủi ro phơi nhiễm nguy ung thư PAHs đối với nhóm lứa tuổi khác qua đường khác nhau: rủi ro phơi nhiễm qua đường hít thở khơng đáng kể, chủ yếu qua da Nguy ung thư PAHs nhựa đường trung bình tại đia điểm nghiên cứu nằm mức có khả phơi nhiễm ung thư Chúng tơi mong rằng, với kết phân tích khóa luận góp phần vào việc quan trắc đánh giá trạng nhiễm nhóm hợp chất có khả gây ung thư thuộc nhóm đa vòng thơm tại Hà Nội Từ xem xét đưa giải pháp phù hợp để bước loại bỏ nhóm hợp chất khỏi mơi trường 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng việt: Nghiêm Trung Dũng (2006), giảng kỹ thuật xử lý nhiễm khí, viện khoa học cơng nghệ môi trường, trường đại học bách khoa hà nội Nguyễn Hữu Đĩnh, Trần Thi Đà, Ứng dụng phương pháp phổ nghiên cứu cấu trúc, Viện Kiểm nghiệm An toàn Vệ sinh thực phẩm quốc gia (2010) Lê Tiến Mạnh (2008), Phân lập, tuyển chọn nghiên cứu khả phân hủy sinh học hydrocacbon thơm số vài chủng vi khuẩn được phân lập từ nước ô nhiễm dầu tại Quảng Ninh, Luận văn thạc sĩ khoa học, Đại học Thái Nguyên Tạ Thi Thảo (2010), Bài Giảng Chuyên đề thống kê hóa phân tích, Đại học khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội Viện Kiểm nghiệm An toàn Vệ sinh thực phẩm quốc gia (2010), Thẩm đinh phương pháp phân tích hóa học vi sinh, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Phạm Hùng Việt (2003), Cơ sở lý thuyết phương pháp sắc ký khí, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Tài liệu tiếng anh: Albert L Juhasz, Naidu R (2000), “Biorenejation of high molecular weight polycyclic aromatic hydrocacbons: a review of the microbial degradation of Benzo[a]Pyren”, International Biodeterioration & Biodegradation, 45(1), pp 57-88 Anders Christensen, Conny Östman and Roger Westerholm (2002), “Determination of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs) in urban dust and diesel particulate matter using ultrasonic assisted extraction and on line LC-GC-MS”, Analytical Sciences, 23(6), pp 667-671 B.Maliszewska-Kordybach (1999), “ Sources, Concentrations, Fate and Effect of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs) in thhe Environment”, Polish Journal of Environmental Studies, Vol.8, No.3, pp.131-136 Canadian Environmental Protection Act, polycyclic aromatic hydrocarbons, minister of supply and services Canada 1994, catalogue no en 40-215/42E 54 Célia A Alves, Ana M Vicente, Danilo Custódio, Mário Cerqueira, Teresa Nunes, Casimiro Pio, Franco Lucarelli (2017), “Polycyclic aromatic hydrocarbons and their derivatives (nitro-PAHs, oxygenated PAHs, and azaarenes) in PM2.5 from Southern European cities”, Science of the Total Environment, Vol.597, pp 494-504 Chen B.H., & Lin Y.S., (1997), “Formation of policiclic aromatic hydrocacbons during processing of duck meat”, Journal of Agricultural and Food Chemistry, 45(4), pp 1394-1403 Ferreira-Baptista, L.; De Miguel, E Geochemistry and risk assessment of street dust in Luanda, Angola: A tropical urban environment Atmos Environ 2005, 39, 4501–4512 H Marvin, L.Allan and B.E Mccarry(1992), “A comparison of ultrasonic extraction and soxhlet extraction of polycyclic aromatisc hydrocacbons from sediment and air particulate material”, Inrern J Environ Anal Chem, Vol 49, pp 221-230 IARC (1985) Polynuclear aromatic compounds, Part 4, Bitumen, coal-tars and derived products, shale-oils and soots, IARC Monogr Eval Carcinog Risk Chem Hum, 35: 1-247 PMID:2991123 10 IARC (1987) Overall evaluations of carcinogenicity: an updating of IARC Monographs volumes to 42 IARC Monogr Eeval Carcinog Risk Chem Hum suppl, 7: 1-440 PMID:3482203 11 IARC (2010) Some non-heterocyclic polycyclic aromatic hydrocarbon and some related exposures IARC Monogr Eeval Carcinog Risk Chem Hum, 92: 1-852 PMID:21141735 12 IPCS; International Program on Chemical Safety (2004) Concise International Chemical Assessment Document 59: Asphalt (Bitumen), Geneva, Switzerland: World Helth Organization 13 Kartz, C.Chan, H.Tosine, T Sakuma (1979), Polycyclic Aromatic Hydrocarbons,Ann Arbor Sci Public, Michigan 14 Li-Bin LIU, Yuki HASHI, Min LIU, yanlin WEI, jin-ming Lin (2007), determination of particle-associated polycyclic aromatic hydrocarbons in urban air of Beijing by GC-MS, analytical sciences, vol 23 No 6, p.667 15 Li, R.Z.; Zhou, A.J.; Dong, F.; Wu, Y.D.; Zhang, P.; Yu, J Distribution of metals in urban dusts of Hefei and health risk assessment Environ Sci 2011, 32, 2261–2268 (In Chinese) 55 16 Luo,D, Yu, Q, Yin.H, Feng.Y (2007), “Humic acid-bonded silica as a novel sorbent for solid-phase extraction of benzo[a]pyrene in edible oils”, Analytical Chimica Acta, 588(2), pp 261-267 17 Manash Gope, Reginald Ebhin Masto, Joshy George, Srinivasan Balachandran, Exposure and cancer risk assessment of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in the street dust of Asansol city, India, Sustainable Cities and Society 18 Masao Kishida, Kiyoshi Imamura, Norimichi Takenaka, Yasuaki Maeda, Pham Hung Viet, Hiroshi Bandow (2008), “Concertrations of Atmospheric Polycyclic Aromatic Hydrocacbon in Particulate Matter and the Gaseous Phase at road sites in Ha Noi, Viet Nam”, Bull Environ Contam Toxicol, 81, pp 174-179 19 Neeri, 2006 Ambient air quality status for ten cities of India Report (19912005) National Environmental Engineering Research Institude, Nagpur 20 NeffJ.M, “polycyclic aromatic hydrocarbons”, fund of qua.toxic, 1995 21 Peng, C.; Chen, W.P.; Liao, X.L.; Wang, M.E.; Ouyang, Z.Y.; Jiao, W.T.; Bai, Y Polycyclic aromatic hydrocarbons in urban soils of Beijing: Status, sources, distribution and potential risk Environ Pollut 2011, 159, 802–808 22 Safety and Environmental Asurance Center (2003), PAHs: An Ecotoxicological Perpective, Sharnbrool, Bedford, UK 23 Sandro Froehner, Marcell Maceno, Karina Scurupa Machado and Marianne Grube, Health risk assessment of inhabitants exposed to PAHs particulate matter in air, Journal of Environmental Science and Health, Part A (2011) 46, 817–823 24 Sheu HL, Lee WJ, Lin SJ, Fang G-C, Chang HC, You WC (1997) Particle bound PAH content in ambient air Environ Pollut 96:369–82 25 Speight JG (2000) Asphalt In: Kirk-Othmer encyclopedia of chemical technology New York, USA: John Wiley & Sons, Inc., pp 1-33 26 To Thi Hien,Pham Phuong Nam, Sadanaga Yasuhiro, Kameda Takayuki (2007), Comparision of particle – phase polycyclic aromatic hydrocarbon and their variability cause in the ambient air in Ho Chi Minh, Vietnam and in Osaka, Japan, during 20052006”, Science of the Total Environment, 382, pp.70-81 27 Vyskocil A, Fiala Z, Chénier V, Krajak V, Ettlerova E, Bukac J, Viau C, Emminger S (2000) Assessment of multipathway exposure of small children to PAH Environ Toxicol Pharm 8:111–118 28 Wang, Z.S.; Wu, T.; Duan, X.L.; Wang, S.; Zhang, W.J.; Wu, X.F.; Yu, Y.J Research of inhalation rate exposure factors of Chinese people in environmental health risk assessment Res Environ Sci 2009, 22, 1171–1175 (In Chinese) 56 29 Wang, Z.S.; Duan, X.L.; Liu, P.; Nie, J.; Huang, N.; Zhang, J.L Human exposure factors of Chinese people in environmental health risk assessment Res Environ Sci 2009, 22, 1164–1170 (In Chinese) 30 Wang, Z.; Li, S.Q.; Chen, X.M.; Lin, C.Y Estimates of the exposed dermal surface area of Chinese in view of human health risk assessment J Saf Environ 2008, 8, 152–156 (In Chinese) 31 Warshawsky D, Trosset RP and Bingham E (1979): Carcinogenic potential of petroleum hydrocarbons: a critical review of the literatures J Environ Pathol Toxicol, 3: 483-563 PMID:397958 32 WHO (1998), Selected non – Heterocyclic polycyclic Aromatic Hydrocarbons, Geneva 33 US Environmental Protection Agency (US EPA) Risk Assessment Guidance for Superfund Volume I: Human Health Evaluation Manual Part E, Supplemental Guidance for Dermal Risk Assessment Final; U.S Environmental Protection Agency: Washington, DC, USA, 2004 34 US Environmental Protection Agency (US EPA) Supplemental Guidance for Developing Soil Screening Level for Superfund Sites OSWER 9355.4-24 Office of Solid Waste and Emergency Response; U.S Environmental Protection Agency: Washington, DC, USA, 2001 57 ... quả hiệu suất thu hồi bơm hỗn hợp chuẩn PAHs nồng độ vào mẫu trắng 41 Bảng 16: Nồng độ PAHs pha bụi đương Cầu Giấy 43 Bảng 17: Hàm lượng PAHs mẫu không khí đường Phạm... Pyren C16H10 202 Không 150.4 393 135 màu Benzo[a]anthracen C18H12 228 Không 160.7 400 14 253.8 295 2,0 168.3 481 1.2 màu Chrysen C18H12 228 Không màu Benzo[b]fluoranthen C20H12 252 Không màu Benzo[k]fluoranthen... nhiệt độ sôi thấp, bao gồm PAHs từ đến vòng, nhiệt độ cao tham gia vào sản xuất chất cặn chân không khoảng từ 350oC đến 450oC không đủ cao để bắt đầu hình thành PAHs đáng kể hầu hết PAHs được