Nghiên cứu phân tích và đánh giá rủi ro phơi nhiễm phthalate từ không khí trong nhà tại hà nội, việt nam

Phthalate là diester của acid phthalic, chúng được sử dụng rộng rãi trong các sản phẩm gia dụng và vật liệu cho nhiều ngành công nghiệp khác nhau. Chúng đóng vai trò quan trọng trong quá trình sản xuất nhựa polyvinyl cloride (PVC) và các loại nhựa khác như polyvinyl acetate, ester cenlulose và polyurethane. Trong vật liệu xây dựng, đồ gia dụng, đồ chơi trẻ em, quần áo, thực phẩm (vật liệu đóng gói) và các sản phẩm y tế, mỹ phẩm. Phthalate còn được sử dụng làm tăng tính kết dính trong chất tẩy rửa, dung môi. Tuy nhiên khả năng tích lũy sinh học, độc tính và những ảnh hưởng xấu của phthalate đối với động vật phòng thí nghiệm, sự phân bố của phthalate trong các môi trường khác nhau như không khí, đất, nước, trầm tích, bùn và bụi,... cũng là vấn đề đáng được quan tâm và đã được báo cáo trong nhiều nghiên cứu trước. Tuy nhiên, cho đến nay những hiểu biết chung về lớp hợp chất này trên thế giới vẫn còn khá hạn chế. Tại Việt Nam, qua tìm hiểu chúng tôi nhận thấy mới chỉ có một vài nghiên cứu cơ bản về phương pháp xác định phthalate trong môi trường và thực phẩm. Nhằm hoàn thiện quy trình phân tích và đóng góp thêm những hiểu biết về sự phân bố, khả năng rủi ro cho những cư dân sống trong môi trường bị ô nhiễm phathalte, chúng tôi đã thực hiện đề tài nghiên cứu Nghiên cứu phân tích và đánh giá rủi ro phơi nhiễm phthalate từ không khí trong nhà tại Hà Nội, Việt Nam. Mục tiêu: 1. Xây dựng phương pháp xác định phthalate trong mẫu không khí trong nhà sử dụng kĩ thuật sắc kí khí ghép nối khối phổ. 2. Thu thập mẫu và xác định sự phân bố của phthalate từ không khí trong nhà tại Hà Nội, Việt Nam. 3. Đánh giá rủi ro phơi nhiễm phthalate qua con đường hít thở không khí đối với các nhóm đối tượng khác nhau. Phương pháp: Xác định hàm lượng phthalate bằng phương pháp sắc ký khí khối phổ (GCMS).

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN

DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC BẢNG

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 2

1.1 Tổng quan về phthalate 2

1.1.1 Giới thiệu về phthalate 2

1.1.2 Tính chất của phthalate 5

1.1.3 Độc tính của phthalate 7

1.1.4 Quá trình chuyển hóa các phthalate trong cơ thể người 12

1.1.5 Quy chuẩn hàm lượng phthalate 15

1.2 Các phương pháp phân tích phthalate 19

1.3 Phương pháp sắc ký GC/MS 19

1.3.1 Khái niệm 19

1.3.2 Sơ đồ và nguyên tắc hoạt động thiết bị GC/MS 20

1.4 Các thông số cơ bản của phương pháp phân tích 21

1.4.1 Giới hạn phát hiện, giới hạn định lượng 21

1.4.2 Độ chính xác của phép đo 22

1.4.3 Độ thu hồi 23

1.4.4 Khoảng tuyến tính 24

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM 25

2.1 Mục tiêu và đối tượng nghiên cứu 25

2.1.2 Đối tượng nghiên cứu 25

2.2 Hóa chất, thiết bị 25

2.2.1 Hóa chất 25

2.3 Khảo sát điều kiện tối ưu 27

2.3.1 Lựa chọn cột tách sắc ký 27

2.3.2 Khảo sát chương trình nhiệt độ 27

2.3.3 Khảo sát dung môi chiết 28

2.3.4 Xác định giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng của thiết bị 29

2.4 Quá trình chuẩn bị mẫu 29

2.4.1 Làm sạch dụng cụ trước khi tiến hành thu mẫu 29

2.4.2 Cân màng lọc và ghi các điều kiện tiến hành trước khi thu mẫu 29

2.4.3 Thu mẫu 30

2.4.4 Chuẩn bị chất chuẩn và chất đồng hành 33

2.4.5 Quy trình chuẩn bị mẫu trắng 33

2.5 Xử lý mẫu 34

2.5.1 Phthalate trên pha hơi 34

2.5.2 Phthalate trên pha hạt 34

2.6 Xác định các thông số của phương pháp 34

2.6.1 Độ thu hồi và độ lặp lại của phương pháp 34

2.6.2 Xác định giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng của phương pháp .35

2.6.3 Khoảng tuyến tính 35

2.7 Đánh giá sự thay đổi nồng độ phthalate theo nhiệt độ 35

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 37

3.1 Tối ưu điều kiện chiết tách và phân tích sắc ký phthalate 37

3.1.1 Lựa chọn cột tách sắc ký 37

3.1.2 Khảo sát chu trình nhiệt độ 37

3.1.3 Khảo sát dung môi chiết 38

3.1.4 Tính đặc hiệu, độ chọn lọc của phương pháp 39

3.1.5 Giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng của thiết bị 41

3.1.6 Đường chuẩn và khoảng tuyến tính 41

3.2 Chuẩn bị mẫu trắng 43

3.2.1 Hàm lượng phthalate trong PUF và filter mới 43

3.2.2 Hàm lượng phthalate trong mẫu trắng 43

3.2.3 Đánh giá sự thay đổi nồng độ phthalate khi nhiệt độ thay đổi 44

3.3 Xác định các thông số của phương pháp 46

3.3.1 Giới hạn phát hiện và định lượng của phương pháp 46

3.3.2 Độ thu hồi và độ lặp lại của phương pháp 47

3.4 Quy trình phân tích 49

3.5 Kết quả phân tích một số mẫu không khí trong nhà 50

3.5.1 Nồng độ phthalate trong pha hơi 50

3.5.2 Nồng độ phthalate trong pha hạt 52

3.5.3 Nồng độ phthalate trong không khí 55

3.5.4 So sánh tỉ lệ nồng độ phthalate giữa pha hơi và pha hạt 56

3.5.5 Sự phân bố các phthalate trong mẫu không khí 57

3.5.6 So sánh kết quả nồng độ phthalate trong không khí với các nghiên cứu khác trên thế giới 59

3.6 Hằng số kp và kow 59

3.6.1 Xác định hằng số kp và kow 59

3.7 Ước lượng mức độ phơi nhiễm phthalate qua con đường hít thở không khí.64

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN 68

TÀI LIỆU THAM KHẢO 69

PHỤ LỤC

Phụ lục 1: Đường chuẩn của 10 phthalate

Phụ lục 2: Phân tích phương sai một yếu tố

Phụ lục 3: Sắc ký đồ của một số mẫu thực

DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

MQL Method Quantification Limit (Giới hạn định lượng của phương

pháp)

(Độ lệch chuẩn tương đối)

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1: Một số phthalate thường gặp 3

Bảng 1.2 Tính chất lý, hoá học của các phthalate trong nghiên cứu này 6

Bảng 1.3 LD50 của một số phthalate 8

Bảng 1.4 Quy định về hàm lượng phthalate ở một số nước trên thế giới 15

Bảng 2.1 Các điều kiện tiến hành thu mẫu 32

Bảng 3.1 Các mảnh ion dùng để định lượng của các chất chuẩn 38

Bảng 3.2 Hiệu suất thu hồi (%) khi dùng dung môi chiết ở các tỉ lệ khác nhau 39

Bảng 3.3 Thời gian lưu của phthalate 40

Bảng 3.4 IDL và IQL của phthalate 41

Bảng 3.5 Sự phụ thuộc diện tích pic vào nồng độ phthalate 42

Bảng 3.6 Phương trình đường chuẩn của các phthalate 42

Bảng 3.7 Hàm lượng các phthalate có trong mỗi PUF mới 43

Bảng 3.8 Hàm lượng các phthalate có trong mẫu trắng ở pha hơi(ng) 44

Bảng 3.9 Nồng độ phthalate trong không khí ở các nhiệt độ khác nhau 45

Bảng 3.10 MDL và MQL của các phthalate 46

Bảng 3.11 Độ thu hồi và lặp lại của các d 4- phthalate trong pha hơi (%) 47

Bảng 3.12 Độ thu hồi và lặp lại của các d 4 - phthalate trong pha hạt (%) 48

Bảng 3.13 Nồng độ phthalate trong pha hơi (ng/m3) 51

Bảng 3.14 Nồng độ phthalate trong pha hạt (ng/mg) 53

Bảng 3.15 Nồng độ phthalate trong không khí (ng/m3) 55

Bảng 3.16 Kết quả log ( KP) 60

Bảng 3.17 Kết quả log ( Kow) 61

Bảng 3.18 So sánh giá trị logKow trong một số nghiên cứu khác nhau 63

Bảng 3.19 Mức độ ước lượng phơi nhiễm phthalate thông qua con đường hít thởkhông khí trong nhà (ng/kg-bw/ngày) 65Bảng 3.20 Mức độ ước lượng phơi nhiễm phthalate thông qua các con đường khácnhau (ng/kg-bw/ngày) 67

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Sơ đồ hệ thống sắc ký khí GC-MS 20

Hình 2.1 Máy sắc ký khí GC 27

Hình 2.2 Dụng cụ thu mẫu khí 31

Hình 2.3 Bộ thu mẫu khí 31

Hình 3.1 Chương trình nhiệt độ buồng cột 37

Hình 3.2 Sắc ký đồ chất chuẩn phthalate 500 ng/mL 40

Hình 3.3 Sự phụ thuộc nồng độ phthalate trong không khí vào nhiệt độ 46

Hình 3.4 Sơ đồ xử lí mẫu không khí 49

Hình 3.5 Nồng độ các phthalate trong pha hơi 52

Hình 3.6 Nồng độ các phthalate trong pha hạt (ng/mg) 54

Hình 3.7 Nồng độ các phthalate trong không khí 56

Hình 3.8 Tỉ lệ phthalate giữa pha hơi và pha hạt 57

Hình 3.9 Sự phân bố các phthalate trong không khí 58

Hình 3.10 So sánh nồng độ phthalate ở Hà Nội với một số thành phố trên thế giới 59

Hình 3.11 Giá trị ước lượng trung bình của logKp và logKow đối với mỗi phthalate 62

Hình 3.12 So sánh giá trị logKow trong một số nghiên cứu khác nhau 63

Hình 3.13 Mức độ ước lượng phơi nhiễm phthalate thông qua con đường hít thở không khí trong nhà (ng/kg-bw/ngày) 66

MỞ ĐẦU

Phthalate là diester của acid phthalic, chúng được sử dụng rộng rãi trongcác sản phẩm gia dụng và vật liệu cho nhiều ngành công nghiệp khác nhau Chúngđóng vai trò quan trọng trong quá trình sản xuất nhựa polyvinyl cloride (PVC) vàcác loại nhựa khác như polyvinyl acetate, ester cenlulose và polyurethane Trongvật liệu xây dựng, đồ gia dụng, đồ chơi trẻ em, quần áo, thực phẩm (vật liệu đónggói) và các sản phẩm y tế, mỹ phẩm Phthalate còn được sử dụng làm tăng tính kếtdính trong chất tẩy rửa, dung môi Tuy nhiên khả năng tích lũy sinh học, độc tính

và những ảnh hưởng xấu của phthalate đối với động vật phòng thí nghiệm, sự phân

bố của phthalate trong các môi trường khác nhau như không khí, đất, nước, trầmtích, bùn và bụi, cũng là vấn đề đáng được quan tâm và đã được báo cáo trongnhiều nghiên cứu trước Tuy nhiên, cho đến nay những hiểu biết chung về lớp hợpchất này trên thế giới vẫn còn khá hạn chế Tại Việt Nam, qua tìm hiểu chúng tôinhận thấy mới chỉ có một vài nghiên cứu cơ bản về phương pháp xác địnhphthalate trong môi trường và thực phẩm Nhằm hoàn thiện quy trình phân tích vàđóng góp thêm những hiểu biết về sự phân bố, khả năng rủi ro cho những cư dânsống trong môi trường bị ô nhiễm phathalte, chúng tôi đã thực hiện đề tài nghiên

cứu "Nghiên cứu phân tích và đánh giá rủi ro phơi nhiễm phthalate từ không khí trong nhà tại Hà Nội, Việt Nam".

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan về phthalate

1.1.1 Giới thiệu về phthalate

Phthalate hay còn gọi là các diester của 1,2-benzenedicarboxylic acid hoặcphthalic acid Phthalate là loại hóa chất công nghiệp được sử dụng rộng rãi trongngành nhựa để tạo ra tính mềm dẻo và độ bền chắc cho sản phẩm Phthalate được

sử dụng làm chất trợ dẻo trong việc chế tạo nhựa polyinyl chloride (PVC) Chấttrợ dẻo được nhóm thành các loại sau: Phthalate, terephthalate, epoxy, aliphatic(chủ yếu là adipate và hydro hóa phthalate), trimellitate, polymeric, phosphate, vàmột số thành phần khác Trong đó các ester của acid phthalic, thường được gọi làchất làm dẻo phthalate, là loại chất làm dẻo chủ yếu được sản xuất và tiêu thụ trênthế giới Năm 2014, trên thế giới sản lượng sản xuất nhựa dẻo khoảng 8 triệu tấn,trong đó phthalate chiếm 70%, giảm từ khoảng 88% năm 2005; chúng được dựbáo sẽ chiếm 65% lượng tiêu thụ thế giới trong năm 2019 [12]

Phthalate được tìm thấy trong vật liệu xây dựng, bọc đệm, vinyl sàn, sơntường, sợi, bao bì thực phẩm, đồ chơi trẻ em và mỹ phẩm như sơn móng tay, gelvuốt tóc, kem dưỡng da, nước hoa, chúng được thêm vào để làm tăng độ bóng,

độ mịn, độ bám bề mặt và giữ mùi lâu hơn [2], [19] Phthalate được sử dụng tùythuộc vào những thuộc tính khác nhau của chúng ví dụ như trọng lượng phân tử.Một số phthalate có trọng lượng phân tử cao (7C đến 13C) được bổ sung vào nhựa

để làm tăng tính dẻo và độ bền của vật liệu, phthalate có trọng lượng phân tử thấp(2C đến 6C) thường được dùng làm tăng tính kết dính trong chất tẩy rửa, dung môi[27] Phthalate được dùng làm chất chống tạo bọt trong sản xuất giấy [34] Trongngành y dược phthalate còn được ứng dụng sản xuất các loại dụng cụ, thiết bị y tế,các phthalate thường có trong những túi nhựa đựng máu, dây truyền nước và hóachất, ống thông tiểu, ống súc dạ dày Diethyl phthalate (DEP) có tính diệt khuẩncao nên được dùng như một chất trị bệnh ghẻ Đặc biệt, DEP được dùng làm chấthóa dẻo trong bao phim viên thuốc, nhưng lớp phim bao này thường rất mỏng

cộng với việc sử dụng hàng ngày chỉ một lượng nhỏ nên coi như lượng vào cơ thểkhông đáng kể [28].

Công thức cấu tạo chung của phthalate

Đây là công thức cấu tạo chung của các ester phthalate hay còn được gọi làdiester của acid benzenedicarboxylic

R và R’ là 2 gốc hydrocarbon Cấu trúc khác nhau của 2 nhánh này sẽ tạo ranhững tính chất hóa học và vật lý rất riêng của từng chất và làm thay đổi hoạt tínhsinh học của chúng [29] Tên gọi, công thức hoá học của một số phthalate thôngdụng được thể hiện ở bảng 1.1

6 Di- iso -butyl

n-decyl phthalate ODP CH3(CH2)7OOCC6H4COO(CH2)9CH3 418,61

19 Di- iso -nonyl

phthalate DiNP C6H4[COO(CH2)6CH(CH3)2]2 418,6120

21 Di- iso -decyl

phthalate DiDP C6H4[COO(CH2)7CH(CH3)2]2 446,66

22 Diundecyl

- Khi bị phân hủy nhiệt, các phthalate này cho khí mùi hơi chát

- Phthalate không có tương tác với các muối nitrate, kiềm, acid hay nhữngchất oxy hóa mạnh

- Phthalate là một nhóm hóa chất được sử dụng như chất làm dẻo, trong đócung cấp tính linh hoạt và độ bền cho nhựa như polyvinyl cloride (PVC)

- Phthalate khác nhau rất nhiều về tính chất hóa học do độ dài chuỗi khácnhau của chúng Do đó, sự phân bố của phthalate trên các môi trường khác nhaucũng khác nhau Trọng lượng phân tử dao động từ khoảng 194 đến 550 g/ mol, độhòa tan trong nước và hệ số phân tán octanol- nước tăng theo trọng lượng phân tử.Như với hầu hết các hóa chất kỵ nước hữu cơ, các ester phthalate ít hòa tan trongnước mặn hơn trong nước ngọt [32] Tính chất lý hoá học của một số phthalateđược thể hiện ở bảng 1.2

Bảng 1.2 Tính chất lý, hoá học của các phthalate trong nghiên cứu này

STT Phthalate Công thức

cấu tạo

Nhiệthóahơi logKow

Độtantrong

Áp suấthóa hơi(mmHg)

Tríchdẫn

1 DMP 284

1,5-2,1

4mg/L(25oC)

3,08 10-3( 25oC) [16]

1080mg/L(25oC)

1,65.10-3( 25oC)

[16],[18]

1,047mg/L(20oC)

< 0,001 ( 20oC)

[17],[16]

-6,2mg/L(24oC)

4,76.10-5 ( 25oC) -

2,69mg/L(25oC)

8,25.10-6( 25oC) [16]

-0,05mg/L(25oC)

1,4.10-5(25oC) -

0,983mg/L(20oC)

< 0,001( 20oC) [17]

8 DnOP 385 5,22

0,2mg/L(25oC)

1,44.10-4( 25oC) [7],[11]

4,0mg/L(24oC)

8,69.10-7(25oC) [22]

-1.1.3 Độc tính của phthalate

Phthalate được sử dụng rộng rãi trong nhiều sản phẩm chăm sóc cá nhân vàtiêu dùng của con người, do phthalate không tạo thành một liên kết hoá học bềnvững với chất dẻo, chỉ có sự tương tác lưỡng cực giữa chúng nên chúng có thểthoát khỏi sản phẩm ra môi trường một cách dễ dàng

Chưa có nhiều thử nghiệm về tác hại của các phthalate đối với cơ thể conngười Tuy nhiên đối với những nghiên cứu trên động vật (cụ thể là chuột ở cả haigiống đực và cái) đã cho ta thấy những kết quả đáng sợ về độc tính của cácphthalate này Theo nghiên cứu trước đây đã nêu ra độc tính của các phthalate nàytrên những con chuột được tiêm vào một lượng phthalate nhất định Tất cả cácphthalate kiểm tra đều có những tác hại về hệ sinh sản và một điều đáng lưu ý ởmột số thai nhi bị biến đổi ở hầu hết các động vật được tiêm Các phthalate khiđược tiêm vào tĩnh mạch chuột, cơ thể chuột tích tụ các phthalate lại trong phổi,gan và lá lách với những lượng khác nhau các phthalate và dần dần làm mất chứcnăng của các bộ phận đó [28], [36] Trong các nghiên cứu trên động vật thínghiệm, khi tiếp xúc với phthalate lâu dài sẽ dẫn đến tỷ lệ mắc các bệnh bất

thường như hở hàm ếch, các dị tật xương và đường hô hấp tăng và tỉ lệ tử vongcủa thai nhi tăng lên [4]

Để đánh giá mức độ độc tính của phthalate, một nghiên cứu đã được khảosát trên chuột hoặc thỏ qua nhiều con đường phơi nhiễm khác nhau, kết quả thểhiện trong bảng 1.3 [14]

Qua đường tiêu hóa (thỏ) 4,4 g/kg

DEHP Qua đường tiêu hóa (chuột) 30,6 g/kg

Qua đường tiêu hóa (thỏ) 33,9 g/kg

LD50- (Lethal Dose - là liều lượng của hoá chất phơi nhiễm trong cùng mộtthời điểm, gây ra cái chết cho 50% (một nửa) của một nhóm động vật dùng thửnghiệm)

Một nghiên cứu cho thấy sự xuất hiện của 14 chất phthalate đã được tìmthấy trong tất cả các mẫu nước tiểu của người từ một số nước châu á như: TrungQuốc, Ấn Độ, Nhật Bản, Hàn Quốc, Kuwait, Malaysia và Việt Nam [36], cho thấy

sự phơi nhiễm phổ biến của con người với phthalate ở các nước Châu á này

Sự ảnh hưởng của phthalate đến sức khoẻ con người đã được chỉ ra trongmối liên quan giữa sự phơi nhiễm phthalate cao và các bệnh về nội tiết và hệ sinhsản của con người, về trí thông minh và hành vi của trẻ, sự phơi nhiễm nồng độ

phthalate cao có thể làm cho phụ nữ bị lạc nội mạng tử cung, vô sinh [29], namgiới ở độ tuổi thanh thiếu niên khi cơ quan sinh sản chưa phát triển hoàn toàn, bịnhiễm các phthalate ở một mức độ, cơ thể bị gia tăng tỷ lệ tinh hoàn không mongmuốn, tinh hoàn giảm trọng lượng hoặc giảm khoảng cách giữa hậu môn và dươngvật [36] Một nghiên cứu báo cáo rằng việc tăng tỉ lệ mắc bệnh Eczema và viêmmũi ở trẻ em có liên quan đến nồng độ BBP tăng cao trong bụi nhà [28].

Nghiên cứu trên lâm sàng và nghiên cứu trên người cho thấy phthalate cóthể làm cho cơ thể bị kháng insulin và đái tháo đường tuýp II; thừa cân và béo phì,

dị thường xương, dị ứng và hen suyễn, ung thư [20]

Gần nhất, nhóm nghiên cứu của các nhà khoa học ở Đài Loan thực hiện tạiKhoa Y (ĐH Quốc gia Chen Kung) nghiên cứu trên 30 bé gái dậy thì sớm so với

33 bé gái bình thường Kết quả nước tiểu bé gái dậy thì sớm chứa lượngmonomethyl phthalate cao hơn nhiều so với bé gái bình thường và cho rằng đây làmột nguyên nhân gây dậy thì sớm cho các bé gái Theo các nhà khoa học, các dẫnxuất phthalate được xác định là các xenoestrogen, do đó chúng sẽ làm rối loạn nộitiết (endocrine disruptors), cụ thể là làm rối loạn hệ thống hormone giới tính vàgây ra dậy thì trước tuổi ở cả trẻ trai và trẻ gái Ở bé gái, khi cơ thể chưa dậy thìnhưng bị tác động của một lượng lớn dẫn xuất phthalate sẽ dễ bị kích hoạt vùngdưới đồi và tuyến yên Từ đó tiết ra các hormone hướng dục (gonadotropins)

“đánh thức” buồng trứng làm việc và gây ra dậy thì sớm Biểu hiện của dậy thìsớm ở bé gái thể hiện qua: phát triển vú, sau đó mọc lông nách, lông trên xương

mu và xuất hiện kinh nguyệt Ở bé trai, cũng có dậy thì sớm nhưng dấu hiệuthường kín đáo hơn

Một số phthalate cụ thể đã được nghiên cứu:

a Butylbenzyl phthalate (BBP)

Thường có trong vinyl sàn, chất kết dính, đồ chơi, bao bì, thực phẩm, datổng hợp, dung môi công nghiệp, sản phẩm chăm sóc cá nhân Sự phơi nhiễmphthalate với nồng độ cao có nguy cơ làm tăng tỉ lệ mắc bệnh Eczema và viêmmũi ở trẻ em [5] Nghiên cứu trên động vật (chuột), khi mang thai việc tiếp xúc

với BBP gây quái thai, dị dạng xương, tăng tỉ lệ hở hàm ếch ở trẻ khi sinh, làmgiảm trọng lượng buồng trứng và nang trứng, những khiếm khuyết trong sự pháttriển cơ quan sinh sản của chuột con [27], ở chuột cái đã trưởng thành phơi nhiễmphthalate làm tăng tỉ lệ mắc bệnh bạch cầu [6].

Mono - n- butyl Phthalate (MBP) là 1 chất chuyển hoá của BBP đã được

chứng minh là gây quái thai ở chuột, sau khi tiếp xúc của người mẹ trong thời kỳmang thai, dị tật ở thai nhi, dẫn đến gia tăng tỉ lệ tử vong của bào thai [21]

Sự tiếp xúc của chuột với DBP trước khi sinh gây quái thai, bao gồm dị tật

ở xương, tăng tỉ lệ hở hàm ếch, những khiếm khuyết trong sự phát triển cơ quansinh sản nam, giảm hormone tuyến yên Phơi nhiễm với DBP trong giai đoạntrưởng thành làm giảm testosterone, tăng tỉ lệ tử vong ở chuột [28]

c Di-2-ethylhxyl phthalate (DEHP)

Mức độ chuyển hóa DEHP của loài gặm nhấm, động vật có vú và conngười tương đối cao

Đối với hàm lượng 500-1000 mg/kg/ngày không gây ảnh hưởng đến chuột

Từ liều lượng 5000 – 10000 mg/kg/ngày, khi tiếp xúc với chuột khiến giảmtrọng lượng cơ thể, nhưng lại làm tăng khối lượng của thận, tim, não, tuyến thượngthận và gan

DEHP thường có trong các sản phẩm gia dụng như: đồ chơi, bọc đệm, sàn,gạch ngói, sơn tường, bao bì thực phẩm, túi đựng máu, thiết bị y tế Sự phơinhiễm phthalate làm ung thư biểu mô tế bào gan, gây ảo giác, ảnh hưởng đến sựphát triển của bào thai, gây quái thai ở liều cao [19] Tỉ lệ bệnh hen suyễn ở trẻ em

tăng theo nồng độ DEHP có trong bụi nhà Sự phơi nhiễm DEHP của trẻ sơ sinh vàtrẻ nhỏ từ các thiết bị y tế làm giảm lưu lượng của mật và rối loạn bất thường ởphổi [28] Một nghiên cứu khác trên chuột, khi chuột mẹ mang thai tiếp xúc vớiDEHP làm tăng tỉ lệ dị tật, hở hàm ếch ở thai nhi, giảm số lượng bào thai sống khisinh ra, làm tăng tỉ lệ tinh hoàn bất thường, hạ huyết áp, suy giảm tinh thần vàgiảm testosterone Chuột trong thời kỳ sơ sinh đang bú sữa mẹ tiếp xúc với DEHPlàm giảm hoạt động enzym của gan [28]

d Diethyl phthalate (DEP)

Thường có trong các sản phẩm chăm sóc cá nhân (nước hoa), chất phủ(dược phẩm), thuốc nhuộm, thuốc trừ sâu Khi bị phơi nhiễm DEP làm giảm hấpthụ thức ăn dẫn đến giảm sự phát triển của con người [19] Một nghiên cứu trênchuột cho thấy sự tiếp xúc DEP trong thời kỳ trước sinh và giai đoạn bú sữa mẹgây ra biến dạng xương, làm giảm quá trình cứng xương ở chuột con khi sinh ra,làm giảm testosterone ở chuột trưởng thành, chuột đã trưởng thành tiếp xúc vớiDEP làm tăng trọng lượng gan [9]

1.1.4 Quá trình chuyển hóa các phthalate trong cơ thể người

Phthalate được thải ra môi trường từ nhiều nguồn khác nhau bao gồm phátthải công nghiệp, chất thải rắn đô thị, sử dụng đất của bùn thải và phát thải từ sảnphẩm có chứa phthalate Phthalate di chuyển vào thức ăn và môi trường, Theo thờigian phthalate có thể bay hơi và phát tán vào không khí, do đó chúng có khả năngphân bố ở khắp mọi nơi trong môi trường vì thế con người dễ dàng bị phơi nhiễmvới phthalate qua các con đường trực tiếp hay gián tiếp Mức độ tiếp xúc hàngngày với DEHP ở trẻ em ước tính khoảng 12,4 µg/kg trọng lượng cơ thể/ngày (bétrai khoảng 9,9 µg/kg trọng lượng cơ thể/ngày, bé gái khoảng 17,8 µg/kg trọnglượng cơ thể/ngày), ở phụ nữ ước tính khoảng 41,7 µg/kg trọng lượng cơ thể/ngày[10]

Sau khi cơ thể bị phơi nhiễm, các phthalate nhanh chóng được chuyển hóa

và bài tiết qua nước tiểu và phân Trong quá trình biến đổi sinh học ở giai đoạn I,

các phthalate có khối lượng phân tử thấp (ví dụ: DEP) sẽ thủy phân một nhómester để chuyển hóa thành các monoester thủy phân của chúng.

Công thức hóa học của phthalate diester và chất chuyển hóa phthalatemonoester

(Với R là alkyl hoặc nhóm ankyl: -CH3 (dimethyl phthalate), -CH2CH3(diethyl phthalate), -CH2CH2CH2CH3 (dibutyl phthalate),

Tiếp theo các phthalate monoester có thể sẽ bị biến đổi bởi các quá trìnhoxy hóa hoặc hydroxyl hóa ở trong giai đoạn I của quá trình sinh học như sau:

Giai đoạn II của quá trình chuyển hóa sinh học như sau:

Đặc biệt với DEHP trong cơ thể con người sẽ được chuyển hóa như sau:

Cơ chế này được đề xuất, nhờ quá trình xác định phthalate trong cơ thểngười Khi đó, không tìm thấy dạng diester phthalate mà chỉ tìm thấy được dạngmonoester phthalate [28] Do đó việc sử dụng các monoester thuỷ phân như là cácchỉ số sinh học đơn thuần để so sánh phơi nhiễm tương đối với các phthalate khácnhau nên các monoesters phthalate có thể được đo trên các nền mẫu sinh hoạt(nước tiểu, huyết thanh, sữa mẹ, nước bọt, dịch nang buồng trứng, huyết tương vànước ối) [19].

1.1.5 Quy chuẩn hàm lượng phthalate

Bảng 1.4 Quy định về hàm lượng phthalate ở một số nước trên thế giới [28]

Châu Âu (EU) Đồ chơi trẻ em

Sản phẩm chăm sóc dànhcho trẻ dưới 3 tuổi

DEHP + DBP + BBP ≤0,1%

Đồ chơi trẻ em và các sảnphẩm được cho vào miệng

DINP + DIDP + DNOP ≤0,1%

Mỹ phẩm BBP hạn chế

DBP, DEHP: cấmChai nhựa, vỏ bọc thức ăn

DEHP, DBP, BBP ≤ 0,1%

Sản phẩm và đồ chơi dànhdành cho trẻ em dưới 12tuổi có thể cho vào miệng

DEHP, DBP, BBP, DINP,DNOP ≤ 0,1%

Canada

Đồ chơi ethenylvinyl vàcác sản phẩm cho trẻ em DEHP, DBP, BBP ≤ 0,1%

Đồ chơi mềm ethenylvinyl

và sản phẩm cho trẻ em dưới 4 tuổi có thể cho vào miệng

DINP, DIDP, DNOP ≤ 0,1%

Argentina

Đồ chơi trẻ em và các sảnphẩm cho trẻ em dưới 3tuổi

DEHP + DBP + BBP ≤ 0,1%

Đồ chơi trẻ em và các sảnphẩm cho trẻ em có thể chovào miệng

DEHP + DBP + BBP+ DINP + DIDP + DNOP ≤0,1%

Brazil

Đồ chơi ethenylvinyl vàcác sản phẩm cho trẻ em DEHP, DBP, BBP ≤ 0,1%

Đồ chơi ethenylvinyl vàsản phẩm cho trẻ dưới 3tuổi

DEHP, DBP, BBP, DINP,DIDP, DNOP ≤ 0,1%

Các quy chuẩn để hạn chế hoặc cấm các hợp chất phthalate trong đồ chơi

đã có ở châu Âu, Mỹ và Canada Ví dụ, trong năm 2010 chính phủ Canada đãcông bố các giới hạn về mức của ba hợp chất phthalate – di(2-ethylhexylphthalate) (DEHP), dibutyl phthalate (DBP), và butyl benzyl phthalate (BBP) –trong các đồ chơi plastic và các sản phẩm chăm sóc trẻ em như là yếm và ống hút

Ba phthalate nữa là di-iso-nonyl phthalate (DINP), di-iso- decyl phthalate (DIDP)

và di-n-octyl phthalate (DNOP) sẽ được kiểm soát đối với các bộ phận có thể đưa

vào miệng của trẻ em dưới 4 tuổi Ở Mỹ, Đạo luật Cải thiện An toàn của Sản phẩmTiêu dùng 2008 (CPSIA) của Ủy ban An toàn sản phẩm Tiêu dùng (CPSC) đã cấm

sử dụng sáu phthalate (các chất được đề cập ở trên) trong đồ chơi và các sản phẩmchăm sóc trẻ em với nồng độ lớn hơn 0,1%

Vào tháng 10 năm 2009, Quỹ người tiêu dùng, Trung Quốc (Đài Bắc)CFCT đã công bố kết quả kiểm tra tìm thấy 5 trong số 12 mẫu lấy chứa hơn 0,1%hàm lượng chất làm dẻo phthalate, bao gồm DEHP, vượt quá tiêu chuẩn an toàn đồchơi CNS 4797 của chính phủ CFCT khuyên người dùng nên đeo tất để tránh tiếpxúc trực tiếp với da

Tháng 5 năm 2011, việc sử dụng bất hợp pháp của DEHP trong thực phẩm

và đồ uống đã được báo cáo tại Đài Loan Việc kiểm tra các sản phẩm ban đầu đãphát hiện ra sự hiện diện của chất làm dẻo, khi nhiều sản phẩm được kiểm tra, cácthanh tra đã tìm thấy nhiều nhà sản xuất hơn sử dụng DEHP và DINP Bộ Y tế xácnhận rằng thực phẩm và đồ uống bị ô nhiễm đã được xuất khẩu sang các nước vàkhu vực khác, cho thấy sự phổ biến rộng rãi của các chất làm dẻo độc hại Mốiquan tâm về hóa chất ăn vào của trẻ em khi nhai đồ chơi bằng nhựa khiến Ủy banchâu Âu ra lệnh cấm tạm thời đối với phthalate vào năm 1999, quyết định dựa trên

ý kiến của Ủy ban khoa học về độc tính, độc tính sinh thái và CSTEE môi trường.Cho đến năm 2004, EU cấm sử dụng DEHP cùng với một số phthalates khác DBP,BBP, DINP, DIDP và DNOP trong đồ chơi cho trẻ nhỏ Năm 2005, Hội đồng vàQuốc hội đã thỏa hiệp đề xuất cấm ba loại phthalate DINP, DIDP và DNOP "trong

đồ chơi và các sản phẩm chăm sóc trẻ em có thể được đặt trong miệng của trẻ em"

Năm 2007, luật Hóa chất (REACH) của Hội đồng Châu Âu đã đưa 03 phthalatebao gồm diethyl hexyl phthalate (DEHP), dibutyl phthalate (DBP) và benzyl butylphthalate (BzBP) vào mục 52, phụ lục XVII nhằm hạn chế sự sản xuất, buôn bán

và sử dụng các hợp chất này Năm 2009, đạo luật về cải tiến an toàn sản phẩm tiêudùng của Mỹ (CPSIA) cũng qui định đồ chơi và đồ dùng dành cho trẻ em khôngđược phép chứa 3 phthalate trên với hàm hàm lượng vượt quá 0,1% [30]

Vào tháng tám năm 2008, Quốc hội Hoa Kỳ thông qua và Tổng thốngGeoege W Bush đã ký Đạo luật cải tiến an toàn sản phẩm tiêu dùng (CPSIA).Mục 108 của đạo luật quy định rằng, "Nó là bất hợp pháp cho bất kỳ người nàosản xuất để bán, chào bán, phân phối trong thương mại, hoặc nhập khẩu đồ chơi,hay các sản phẩm chăm sóc cho trẻ em có chứa hàm lượng lớn hơn 0,1% (về khốilượng các phthalate so với sản phẩm) vào Hoa Kỳ '' Hơn nữa, luật pháp Hoa Kỳquy định việc thành lập một hội đồng xét duyệt thường xuyên để xác định hàmlượng của phthalate trong các sản phẩm tiêu dùng [31]

Năm 2012, Bộ trưởng Môi trường Đan Mạch Ida Auken đã thông báo lệnhcấm của DEHP, DBP, DIBP và BBP, tại Đan Mạch trước Liên minh châu Âu đãbắt đầu một quá trình loại bỏ phthalate Tuy nhiên, nó đã bị trì hoãn hai năm và đã

có hiệu lực vào năm 2015 và không phải trong tháng 12 năm 2013 như kế hoạchban đầu, lý do là bốn phthalate phổ biến hơn nhiều so với dự kiến và các nhà sảnxuất không thể loại bỏ phthalate nhanh như Bộ Môi trường yêu cầu Năm 2012,Pháp trở thành quốc gia đầu tiên trong EU cấm sử dụng DEHP ở các khoa nhi, trẻ

sơ sinh và thai sản trong bệnh viện

DEHP hiện đã được xếp vào loại 1B độc tố reprotoxin và hiện đang nằmtrong Phụ lục XIV của luật REACH của Liên minh châu Âu DEHP đã được loại

bỏ ở Châu Âu theo REACH và chỉ có thể được sử dụng trong các trường hợp cụthể nếu đã được cấp phép Ủy quyền của Ủy ban châu Âu cấp phép sau khi có ýkiến của Ủy ban đánh giá rủi ro RAC và Ủy ban phân tích kinh tế xã hội SEACcủa Cơ quan hóa chất châu Âu ECHA

Hạn chế của phthalate theo RoHS (Restriction Of Hazardous Substances

-Sự hạn chế các chất độc hại ROHS là một bộ quy tắc tiêu chuẩn được pháp luậtChâu Âu ban hành) DEHP, BBP, DBP và DIBP sẽ bị hạn chế từ ngày 22 tháng 7năm 2019 đối với tất cả các thiết bị điện và điện tử, thiết bị y tế, thiết bị giám sát

và điều khiển sẽ bắt đầu có hiệu lực vào ngày 22 tháng 7 năm 2021

Trước những ảnh hưởng nghiêm trọng của những hóa chất trong không khí,các nhà nghiên cứu khuyến cáo mọi người nên:

- Tuyệt đối không sử dụng những đồ ăn, thức uống… bị các nhà sản xuấtdùng DEHP làm chất phụ gia

- Cẩn thận khi dùng các sản phẩm nhựa, chất dẻo… là những sản phẩm cóthể chứa các dẫn chất phthalate

- Không cho thức ăn quá nóng vào tô, chén, bao bì bằng nhựa chất dẻo… vìnhiệt độ quá nóng các phthalate dễ bay ra Dùng lá chuối hoặc giấy làm bao bìthay vì dùng bao bì bằng nhựa, plastic…

Hiện tiêu chuẩn DEHP của Tổ chức Y tế thế giới (WHO) là 8 ppt/kg thực phẩm,tiêu chuẩn của Mỹ là 6 ppt/kg thực phẩm, ở Việt Nam, Bộ Y tế đã ban hành quyđịnh tạm thời mức giới hạn nhiễm chéo DEHP trong thực phẩm đối với thực phẩmrắn và lỏng (không bao gồm nước uống đóng chai) là 1,5 mg/kg

1.2 Các phương pháp phân tích phthalate

Lina Huang (2011) [15] đã tách 05 phthalate: DEHP, DEP, DBP, BBP,DNHP sử dụng HPLC hiệu Hitachi (model L- 7100, Tokyo) với hệ bơm mẫu tựđộng (model L- 7200), detector được kết nối với hệ ghép nối Hitachi (model L-7000), cột C18 Supelcosil 250mm x 4,6 mm x 5 µm Tổng thời gian phân tích mộtmẫu là 50 phút

Silvia Marten (2010) [23] đã đưa ra quy trình tách 08 phthalate: BB, BBP,DBP,DHP, DEHP, DnOP, DiNP, DIDP trên hệ RP - HPLC cột Eurospher II100-3C18 H, 250 x 3 mm Kênh A gồm H2O/ACN tỉ lệ 15/85 (v/v) kênh B là ACN.Tổng thời gian chạy một mẫu là 21 phút

Yun Zou, Min Cai (2013) [33], 05 phthalate bao gồm: DBP, BBP, DEHP,DNOP, DINP được phân tích trên hệ thống GC-MS với cột Agilent J & W BD - 5

ms ULtra Inert caplilary column, 30 m x 0.25 mm, 0,25 µm, tốc độ dòng ban đầu

là 1ml/ phút, dòng chảy liên tục, khí mang He, van tiêm mẫu 1µl ở 2900C, áp suấtđầu cột 35 psi

Sắc ký khí là phương pháp có hiệu quả tách rất cao và có thời gian phântích ngắn, phù hợp với các hợp chất dễ bay hơi Ngày nay phương pháp sắc ký khí

đã phát triển đầy đủ, đóng góp nhiều vào phân tích môi trường

Nguyên tắc: Sắc ký khí là phương pháp sắc ký mà pha động là một dòngkhí liên tục chạy qua pha tĩnh Các chất được tách ra khỏi hỗn hợp bởi tương táckhác nhau của chúng với pha tĩnh Do khả năng hòa tan rất kém của chất khí, dòngkhí này không đóng vai trò của một pha động thực sự trong hệ thống sắc ký Nóchỉ làm nhiệm vụ lôi cuốn các chất trong pha hơi chạy theo pha tĩnh để chúng cóthể tuơng tác với pha tĩnh Do đó, dòng khí chạy trong cột sắc ký được gọi là khímang Đóng vai trò đẩy các chất ra khỏi pha tĩnh là nhiệt độ Các chất có độ sôikhác nhau sẽ bị lưu giữ hay bị lôi cuốn bởi các dòng khí mang khác nhau Từ đócác chất được tách ra khỏi nhau Do phải được hóa hơi để có thể lôi cuốn đi, chỉ cónhững chất bay hơi mới có thể phân tách được Vì vậy, sắc ký khí chỉ áp dụng chocác chất có khả năng bay hơi ở nhiệt độ tiến hành sắc ký

Phương pháp sắc ký khí GC-MS là một phương pháp có độ nhạy cao được

sử dụng trong các nghiên cứu về thành phần các chất trong không khí

1.3.2 Sơ đồ và nguyên tắc hoạt động thiết bị GC/MS

GC/MS có cấu tạo giống với một thiết bị sắc ký khí thông thường với đầu

Nguồn cấp khí (gas supply)

Thiết bị điều khiển khí nén

Cửa tiêm mẫu (injection): Dung môi chứa hỗn hợp các chất sẽ được tiêmvào hệ thống tại vị trí này Mẫu sau đó được dẫn qua hệ thống bởi khí trơ Nhiệt độ

ở cửa tiêm mẫu được nâng lên 300oC để mẫu trở thành dạng khí

Buồng cột (oven): Phần thân của hệ thống GC chính là một buồng gia nhiệtđặc biệt Nhiệt độ của lò này có thể điều chỉnh dao động trong khoảng từ 400C chotới 3200C

Cột tách (column): Bên trong hệ thống GC là một cuộn ống nhỏ hình trụ cóchiều dài 30 mét với mặt trong được tráng bằng một loại polymer đặc biệt Cácchất trong hỗn hợp được phân tách bằng cách chạy dọc theo cột này

Bộ phân khuếch đại tín hiệu (detector amplifier)

Bộ phận kết nối (interface)

Sau khi đi qua cột sắc kí khí, các hoá chất tiếp tục đi vào pha khối phổ Ởđây chúng bị ion hoá Sau quá trình bắn phá, các mảnh phổ sẽ tới bộ phận lọc Dựatrên khối lượng, bộ lọc lựa chọn chỉ cho phép các mảnh phổ có khối lượng nằmtrong một giới hạn nhất định đi qua

Khối phổ (MS): xác định định tính và định lượng

Nguồn cấp ion (ion source)

Bộ phận phân tích định lượng (mass analyser)

Detector MS

Buồng chân không (vacuum system)

Thiết bị điều khiển điện tử (control electronics)

Thiết bị cảm biến có nhiệm vụ đếm số lượng các hạt có cùng khối lượng.Thông tin này sau đó được chuyển đến máy tính và xuất ra kết quả gọi là phổ khốiđồ

1.4 Các thông số cơ bản của phương pháp phân tích

1.4.1 Giới hạn phát hiện, giới hạn định lượng

LOD_ (limit of detection) là nồng độ nhỏ nhất của chất phân tích mà hệthống phân tích còn cho tín hiệu khác với tín hiệu mẫu trắng (hay tín hiệu nền)

LOQ_ (limit of quantification) là nồng độ chất phân tích thấp nhất mà hệthống phân tích có thể định lượng được với tín hiệu phân tích khác có ý nghĩa địnhlượng với mẫu trắng (hay tín hiệu nền)

Giới hạn của thiết bị:

IDL (Instrumental detection limit) là lượng chất nhỏ nhất đưa vào máy màdetector có thể đo được và cho tín hiệu của peak cao gấp 3 lần đường nền IDL chophép đánh giá thiết bị hoạt động có ổn định không, nó bao gồm các loại nhiễu từlinh kiện cơ – điện tử của thiết bị, điều kiện vận hành máy và điều kiện môi trườngxung quanh thường được ước lượng qua các dung dịch chuẩn

IQL (Instrumental quantification limit) là lượng chất nhỏ nhất đưa vào máy

đủ để tạo tín hiệu của peak cao gấp khoảng 10 lần đường nền như thế có thể địnhlượng khi tiến hành phân tích sắc ký Thông thường ta thường lấy IQL = 3 IDL.IQL cho phép đánh giá thiết bị có đủ điều kiện dùng để định lượng các cấu tử cầnphân tích hay không và cho biết nồng độ cấu tử khi bơm vào máy có đủ điều kiện

để định lượng hay không

Giới hạn phát hiện của phương pháp:

MDL (Method detection limit) là giá trị nồng độ chất nhỏ nhất trong mẫu

ban đầu sau khi qua quá trình xử lý mẫu và xác định được trên máy để thu được tínhiệu của pic cao gấp 3 lần đường nền

MQL (Method quantification limit) là giá trị nồng độ nhỏ nhất của chất

cần phân tích trong mẫu ban đầu mà khi sử dụng phương pháp để phân tích có thểđịnh lượng được Tương tự, ta cũng có: MQL = 3 × MDL Từ đó, có thể thấy MDLphụ thuộc vào các yếu tố như: quy trình chiết tách xử lý mẫu, lượng mẫu thu banđầu, thể tích khi bơm vào máy

1.4.2 Độ chính xác của phép đo

Độ chính xác của phép đo được đánh giá qua độ đúng và độ chụm [2]

- Độ chụm: Dùng để chỉ mức độ gần nhau của các giá trị riêng lẻ xi của cácphép đo lặp lại Nói cách khác, độ chụm được dùng để chỉ sự sai khác giữa các giátrị xi so với giá trị trung bình x thước đo độ chụm thường được thể hiện bằng độphân tán và được tính toán như là độ lệch chuẩn của các kết quả thử nghiệm Độchụm càng thấp thì độ lệch chuẩn càng lớn

- Độ đúng : Chỉ mức độ gần nhau giữa giá trị trung bình của dãy lớn các kếtquả thí nghiệm và giá trị qui chiếu được chấp nhận Do đó, thước đo độ đúngthường ký hiệu bằng độ chệch hay đánh giá qua sai số tương đối

- Độ lệch chuẩn: - Độ lệch chuẩn tương đối RSD hay hệ số biến thiên CV:RSD = 100

x SD

Trong đó:

% ER : Phần trăm sai số tương đối

Xi: Giá trị đo được

µ: Giá trị quy chiếu được chấp nhận

1.4.3 Độ thu hồi

Hiệu suất thu hồi là cách khác để biểu diễn độ chệch dưới dạng phần trăm

tương đối của lượng tìm lại được Độ chệch càng nhỏ thì hiệu suất thu hồi cànglớn [2]

Trong khi thực hiện quá trình xử lý mẫu, tách, chiết và phân tích chúng takhông thể biết chính xác chất phân tích đã được tách ra hết chưa và không có cáchnào để biết đã xác định được chính xác bao nhiêu % trong số có sẵn trong mẫu Vìvậy, trong thực tế người ta xác định hiệu suất thu hồi bằng cách thêm một lượngchất có cùng đặc tính với các chất phân tích (còn gọi là chất đồng hành) Độ thuhồi là phần trăm cấu tử chất đồng hành còn lại sau khi tiến hành xử lý mẫu so vớilượng chất thêm vào mẫu ban đầu

Độ thu hồi (R%) được xác định theo công thức:

R%: Độ thu hồi, %

Cc: Nồng độ chuẩn thêm (lý thuyết)

Ctt: Nồng độ chất phân tích trong mẫu trắng thêm chuẩn

Khoảng tuyến tính là khoảng nồng độ của chất phân tích mà phương phápphân tích cho tín hiệu của thiết bị tỉ lệ tuyến tính với nồng độ trong mẫu phân tích.

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM

2.1 Mục tiêu và đối tượng nghiên cứu

2.1.1 Mục tiêu

Xây dựng phương pháp xác định phthalate trong mẫu không khí trong nhà

sử dụng kĩ thuật sắc kí khí ghép nối khối phổ

Thu thập mẫu và xác định sự phân bố của phthalate từ không khí trong nhàtại Hà Nội, Việt Nam

Đánh giá rủi ro phơi nhiễm phthalate qua con đường hít thở không khí đốivới các nhóm đối tượng khác nhau

2.1.2 Đối tượng nghiên cứu

Các mẫu không khí trong nhà đã được thu thập tại Hà Nội, mẫu được phânchia thành 2 nhóm đó là không khí trong nhà ở và không khí phòng thí nghiệm

2.2 Hóa chất, thiết bị

2.2.1 Hóa chất

Mười chất chuẩn phthalate diester bao gồm:

- Di-2-ethylhexyl phthalate (DEHP)

- Di-n-octyl phthalate (DnOP)

Với độ tinh khiết của các chất chuẩn >98% và được mua của hãng Aldrich (MO, Hoa kỳ)

Sigma-Benzyl butyl phthalate (BzBP): Với độ tinh khiết 99,9% được mua củahãng Supelco (Bellefonte, PA, Hoa kỳ)

Bảy chất đồng vị deuteri (d4-phthalate) của từng chất phthalate tương ứng

với độ tinh khiết > 99%, của hãng Dr Ehrenstorfer (Đức), được sử dụng làm chấtđồng hành:

- d 4 -Di-2-ethylhexyl phthalate (d 4-DEHP)

Các dung môi n-hexane và acetone, với độ tinh khiết sắc ký, của hãng

Merck KGaA (Darmstadt, Đức) và dichloromethane với độ tinh khiết sắc ký, đượcmua của hãng Fisher Scientific UK (LE11 5RG, Vương quốc Anh) Các dung môi

n-hexane và acetone, với độ tinh khiết sắc ký, của hãng Merck KGaA (Darmstadt,

Đức) và dichloromethane với độ tinh khiết sắc ký

2.2.2 Thiết bị, dụng cụ

a Thiết bị

- Máy bơm hút tốc độ thấp (LP-7, A.P Buck Inc, Orlando, FL, Hoa kỳ)

- Máy lắc Orbital Shaker-SSM1

- Máy cô quay chân không IK RV 05 basic

- Cân phân tích sai số 0.01 mg

b Dụng cụ

- Ống polyurethane foam (ORBO-1000 PUF có đường kính trong: 2.2 cm

và chiều dài 7.6 cm của hãng Supelco (Bellefonte, PA, Hoa kỳ)

- Ông thủy tinh (của hãng ACE glass, đường kính trong: 2.2 cm và chiềudài 25 cm)

- Màng lọc thạch anh của hãng Whatman, kích thước lỗ: 2.2 µm, đườngkính ngoài 32 mm)

Hộp chứa màng lọc bằng Teflon (Supelco, PUF filter cartridge assembly).

2.3 Khảo sát điều kiện tối ưu

2.3.1 Lựa chọn cột tách sắc ký

Phthalate là hợp chất kém tan trong nước, kém phân cực nên sử dụng cộttách với pha tĩnh có bản chất kém phân cực, cụ thể nền pha tĩnh là 5% diphenyl95% dimethylpolysiloxane

2.3.2 Khảo sát chương trình nhiệt độ

Chương trình nhiệt độ của buồng cột được thay đổi sao cho khả năng tách

là tối ưu Đã được khảo sát với các chương trình nhiệt độ như sau:

Với nhiệt độ injector: 250 oC

Chương trình 1:

- Nhiệt độ ban đầu: 80 ºC Giữ 1.0 phút

- Tăng đến 180 ºC với tốc độ 12 ºC/phút Giữ 1.0 phút

- Tăng lên 230 ºC với tốc độ 6 ºC/phút

- Tăng lên 270 ºC với tốc độ 8 ºC/phút Giữ 2.0 phút

- Tăng lên 280 ºC với tốc độ 30 ºC/phút Giữ 12.0 phút

2.3.3 Khảo sát dung môi chiết

- Lựa chọn dung môi chiết

Dung môi để chiết phải đảm bảo các yêu cầu sau:

+ Dung môi để chiết phải hòa tan tốt chất được chiết

+ Không hòa lẫn với dung môi cũ (thường dùng là nước), nghĩa là có tỉkhối khác nhiều với dung môi cũ

+ Dung môi này phải không tương tác hóa học với chất được chiết và cónhiệt độ sôi tương đối thấp.

Sử dụng dung dịch chuẩn phthalate 100 ppb để thêm vào mẫu trắng là 2PUF, tiến hành chiết lần 1 với 100 mL, lần 2 với 80 mL hỗn hợp dung dịch chiết,mỗi lần chiết đều được lắc trên máy Orbital Shaker-SSM1 với tốc độ 250vòng/phút trong 20 phút, toàn bộ dịch chiết được chuyển sang bình cầu và cô cạnđến khoảng 7 mL bằng máy cô quay chân không Khi cô quay xong về khoảng 7

mL phần dung dịch được chuyển sang ống nghiệm nhỏ 15 mL và được cô cạnbằng dòng N2 đến 1 mL Cuối cùng lượng dung dịch sau khi cô được chuyển sang

lọ nhỏ (GC vial) để tiến hành phân tích sắc ký

Dung dịch chiết ở đây được chúng tôi lựa chọn là hỗn hợp dichloromethane

(DCM): n-hexane được thay đổi tỉ lệ giữa DCM và n-hexane lần lượt là: 3:1, 3:2

và 2:1 để tìm ra dung dịch chiết phù hợp nhất

2.3.4 Xác định giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng của thiết bị

Chuẩn bị một dãy dung dịch chuẩn phthalte với các nồng độ từ cao xuốngthấp: 50 ng/mL; 25ng/mL; 10ng/mL; 5 ng/mL; 1ng/mL, tiến hành bơm vào máysắc ký các dung dịch chuẩn này theo các điều kiện đã xác lập với thể tích bơmmẫu là 1- 3 µL, không chia dòng Đến khi nào ta thu được tín hiệu cao gấp khoảng

3 lần tín hiệu đường nền (S/N ≈ 3) Nồng độ nhỏ được bơm vào máy mà detectorcho tín hiệu S/N ≈ 3 đem nhân với thể tích bơm mẫu được gọi là giới hạn pháthiện của thiết bị

Giới hạn định lượng của thiết bị được xác định bằng công thức: IQL = 3 IDL

2.4 Quá trình chuẩn bị mẫu

2.4.1 Làm sạch dụng cụ trước khi tiến hành thu mẫu

- Chuẩn bị ống polyurethane foam (PUF) sạch: Hai ống PUF được làm sạch

bằng cách chiết lắc với 100 mL hỗn hợp dichloromethane và n-hexane (tỷ lệ 3:2 về

thể tích) trong thời gian 20 phút và lặp lại lần thứ hai với 80 mL hỗn hợp dung môitrên

- Màng lọc thạch anh được chuẩn bị bằng cách sấy ở 350 ˚C trong 20 giờ,sau đó được giữ ở 100 ˚C cho đến khi sử dụng Trước và sau khi thu mẫu, mànglọc thạch anh đều được cân (sử dụng cân phân tích, sai số 0,01 mg) nhằm xác địnhlượng hạt bụi thu được từ trong không khí.

- Các dụng cụ đi kèm như ống thủy tinh, hộp bằng Teflon cũng được tráng

rửa kĩ với aceton sau đó là n-hexane.

2.4.2 Cân màng lọc và ghi các điều kiện tiến hành trước khi thu mẫu

- Trước và sau khi thu mẫu màng lọc thạch anh đã được cân (sử dụng cânphân tích, sai số 0,01 mg) để xác định lượng bụi thu được trên màng lọc dựa trênchênh lệch khối lượng của màng lọc trước và sau khi thu mẫu

- Các khối lượng cân màng lọc, các điều kiện thu mẫu như nhiệt độ, độ ẩm,nơi tiến hành lấy mẫu đều được ghi lại

2.4.3 Thu mẫu

Hai ống PUF được giữ trong một ống thủy tinh (của hãng ACE glass,đường kính trong: 2,2 cm và chiều dài 25 cm), và màng lọc thạch anh chứa trongmột hộp bằng Teflon (Supelco, PUF filter cartridge assembly) được gắn trên đầucủa ống thủy tinh đã chứa hai ống FUF

Sử dụng một bơm hút tốc độ thấp để thu mẫu không khí trong nhà, tại 4 địađiểm là 2 phòng thí nghiệm và 2 nhà ở trong khu vực nội thành Hà Nội, việc thumẫu được tiến hành trong khoảng thời gian 17 đến 24 giờ với tốc độ dòng 5lít/phút

Tổng thể tích không khí thu được ở mỗi địa điểm nằm trong khoảng 5.3 m3đến 6.8 m3 Mẫu không khí (bao gồm cả hai PUF và màng lọc thạch anh) được giữ

ở -18˚C cho đến khi phân tích và thời gian lưu mẫu trước khi phân tích không quá

2 tuần

Các dụng cụ thu mẫu khí được thể hiện trong hình 2.2 và được lắp hoànchỉnh như hình 2.3

Hình 2.2 Dụng cụ thu mẫu khí

Hình 2.3 Bộ thu mẫu khí

Khi tiến hành thu mẫu các thông tin được ghi lại trong bảng 2.1.

Bảng 2.1 Các điều kiện tiến hành thu mẫu

Mã hiệu

mẫu

Khối lượng (g) Độ ẩm (%) Nhiệt độ (oC) Pha

hơi(lit )

PhaHạt(mg)

2.4.4 Chuẩn bị chất chuẩn và chất đồng hành

- Dung dịch chuẩn phthalate nồng độ 1000 µg/mL (chuẩn bị bằng cách pha

10 mg chất chuẩn gốc với 10 mL n-hexane sạch)

- Các dung dịch chuẩn với các mức nồng độ từ cao đến thấp (500 ng/mL,

lần lượt với dung môi n-hexane sạch từ dung dịch chuẩn phthlate nồng độ 1000

µg/mL

- Dung dịch đồng hành có nồng độ 1000 µg/mL (chuẩn bị bằng cách đem

cân 10 mg chất đồng hành phthalate rồi thêm 10 mL dung môi n-hexane).

- Dung dịch các chất đồng hành d 4 -phthalate với các mức nồng độ: 100

µg/mL, 10 µg/mL, 1 µg/mL, 500 ng/mL, 300 ng/mL, 100 ng/ml, 50 ng/mL đượcpha từ dung dịch đồng hành có nồng độ 1000 µg/mL

- Các dung dịch được ghi rõ nhãn mác và bảo quản ở -50C trong tủ lạnh

2.4.5 Quy trình chuẩn bị mẫu trắng

Mẫu trắng đều được thực hiện ở cả pha hơi và pha hạt

Ở pha hơi, mẫu trắng gồm 2 PUF đã được làm sạch không cho hấp thụ mẫu

không khí, thêm 100 ng chất đồng hành d4-phthalate (ngoại trừ d4-DEHP là 250

ng) Ngay sau đó, tiến hành chiết lần 1 với 100 mL, lần 2 với 80 mL hỗn hợp

dichloromethane (DCM) và n-hexane (3:2, v: v), mỗi lần chiết đều được lắc trên

máy Orbital Shaker-SSM1 với tốc độ 250 vòng/phút trong 20 phút, toàn bộ dịchchiết được chuyển sang bình cầu và cô cạn đến khoảng 7 mL bằng máy cô quaychân không Phần dung dịch được chuyển sang ống nghiệm nhỏ 15 mL và được côcạn bằng dòng N2 đến 1 mLvà chuyển sang lọ nhỏ (GC vial) để tiến hành phântích sắc ký

Tương tự đối với pha hạt, màng lọc (filter) mới chưa qua quá trình thu mẫuđược đặt trong ống nghiệm 15 ml, thêm 100 ng chất đồng hành d4-phthalate(ngoại trừ DEHP là 250 ng) Sau đó chiết bằng cách lắc với 5 mL hỗn hợpdichloromethane (DCM) và hexane (3:2, v: v) trong 5 phút Lặp lại quá trình chiếtnhư vậy thêm hai lần Toàn bộ phần dịch chiết được chuyển sang ống nghiệm nhỏ

15 mL khác và dịch chiết sau đó được cô cạn bằng dòng N2 đến 1 mL và chuyểnsang lọ nhỏ (GC vial) để tiến hành phân tích sắc ký

2.5 Xử lý mẫu

2.5.1 Phthalate trên pha hơi