Đang tải... (xem toàn văn)
Nghiên cứu đánh giá hiện trạng Bisphenol A (BPA) trong môi trường trầm tích tại khu vực tiếp nhận nước thải từ bãi chôn lấp rác Phước Hiệp trong 7 tháng (tháng 4, 5, 6, 7, 11, 12/2017 và 01/2018), bao gồm 4 vị trí. Phương pháp phân tích được sử dụng là phương pháp chiết pha rắn (SPE) kết hợp với phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) - đầu dò khối phổ (MS). Kết quả thu được trong các mẫu trầm tích đều phát hiện nồng độ của BPA dao động từ 18,56-80,36 ng/g tại 4 vị trí khảo sát. Nồng độ BPA có xu hướng thay đổi nhẹ tại các vị trí lấy mẫu theo thời gian và không gian do sự tích lũy BPA trong môi trường.
Khoa học Tự nhiên Sự tích lũy BPA trầm tích khu vực tiếp nhận nước thải sau xử lý bãi chơn lấp Phước Hiệp, TP Hồ Chí Minh Trần Bích Châu*, Trần Thị Thu Dung, Nguyễn Bích Ngọc, Lê Xuân Vĩnh Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh Ngày nhận 15/8//2018; ngày chuyển phản biện 20/8/2018; ngày nhận phản biện 24/9/2018; ngày chấp nhận đăng 28/9/2018 Tóm tắt: Nghiên cứu đánh giá trạng Bisphenol A (BPA) mơi trường trầm tích khu vực tiếp nhận nước thải từ bãi chôn lấp rác Phước Hiệp tháng (tháng 4, 5, 6, 7, 11, 12/2017 01/2018), bao gồm vị trí Phương pháp phân tích sử dụng phương pháp chiết pha rắn (SPE) kết hợp với phương pháp sắc ký lỏng hiệu cao (HPLC) - đầu dò khối phổ (MS) Kết thu mẫu trầm tích phát nồng độ BPA dao động từ 18,56-80,36 ng/g vị trí khảo sát Nồng độ BPA có xu hướng thay đổi nhẹ vị trí lấy mẫu theo thời gian khơng gian tích lũy BPA mơi trường Từ khóa: BPA, trầm tích Chỉ số phân loại: 1.7 Đặt vấn đề BPA cho chất gây rối loạn nội tiết tố, hợp chất sử dụng nhiều dân dụng công nghiệp hỗ trợ cho ngành sản xuất như: y khoa, nhựa PVC, bao bì đựng thực phẩm, chất hóa dẻo Tuy nhiên, BPA khơng có liên kết hóa học với thành phần sản phẩm, nên sau thời gian sống sản phẩm, chúng có khả xâm nhập vào mơi trường nước trầm tích qua tồn lưu chúng nước thải sau xử lý [1] Năm 2015, sản lượng BPA giới đạt 5,4 triệu tiếp tục tăng năm khả ứng dụng cao sản xuất công nghiệp dân dụng Tuy nhiên, nhiều nghiên cứu cho thấy BPA gây sẩy thai [2], rối loạn chức tình dục suy giảm tinh trùng nam giới [3], ung thư tuyến tiền liệt [4, 5], gây ung thư vú phụ nữ [6], nguyên nhân bệnh tiểu đường bệnh tim mạch [7] người bị phơi nhiễm Do vậy, BPA gần thu hút quan tâm đặc biệt giới khoa học, quan quản lý cộng đồng sản lượng sản xuất lớn, sử dụng rộng rãi ngành công nghiệp chất dẻo, gây ảnh hưởng đến sức khỏe người môi trường [8] Mặc khác, chôn lấp không phân loại phương pháp xử lý chất thải rắn (CTR) phổ biến Việt Nam, sản phẩm có chứa BPA sau chu kỳ sống bị đem chôn lấp bãi rác Môi trường ô chôn lấp thuận lợi cho việc phóng thích hợp chất BPA vào mơi trường thơng qua nước rỉ rác Khi nước rỉ rác sau xử lý xả thải vào môi trường nước, hợp chất dễ dàng tích lũy trầm tích bề mặt đáy sông sinh vật tôm, cá , tác nhân gián tiếp gây ảnh hưởng đến sức khỏe người môi trường ∗ Trên thực tế, BPA môi trường, đặc biệt trầm tích đáy chưa quan tâm nghiên cứu nhiều Việt Nam Hiện Việt Nam chưa có quy định nồng độ BPA nước thải bỏ qua rủi ro tiềm ẩn chúng môi trường sức khỏe người Do nghiên cứu “sự tích lũy BPA trầm tích khu vực tiếp nhận nước thải sau xử lý bãi chôn lấp Phước Hiệp” thực nhằm cung cấp bổ sung sở liệu khoa học nhiễm chất hố dẻo mơi trường trầm tích hoạt động chơn lấp chất thải TP Hồ Chí Minh Phương pháp nghiên cứu Vị trí lấy mẫu Thơng tin vị trí lấy mẫu trình bày bảng hình Bảng Mơ tả vị trí lấy mẫu khu vực nghiên cứu STT Ký hiệu Mô tả TN Thượng nguồn kênh Thầy Cai - cách khu vực tiếp nhận nước thải 700 m phía thượng nguồn K15 Kênh 15 - khu vực tiếp nhận nước thải từ bãi chôn lấp HN1 Hạ nguồn kênh Thầy Cai - cách khu vực tiếp nhận nước thải 100 m phía hạ nguồn HN2 Hạ nguồn kênh Thầy Cai - cách khu vực tiếp nhận nước thải 800 m phía hạ nguồn Mẫu thu bốn tháng mùa mưa (tháng 4, 5, 7/2017) tháng mùa khô (tháng 11, 12/2017 tháng 1/2018) Khoảng thời gian lấy mẫu vào buổi sáng, Tác giả liên hệ: Email: tbchau@hcmus.edu.vn 61(6) 6.2019 29 Khoa học Tự nhiên BPA accumulation in the sediment of the area receiving the processed effluents of Phuoc Hiep landfill, Ho Chi Minh city Bich Chau Tran*, Thi Thu Dung Tran, Bich Ngoc Nguyen, Xuan Vinh Le Faculty of Environmental Sciences, HCMVNU - University of Science Received 15 August 2018; accepted 28 September 2018 Abstract: The objective of this study was to quantify the level of Bisphenol A (BPA) in sediment of the area receiving effluents from Phuoc Hiep landfill during months (4, 5, 6, 7, 11, 12/2017 and 01/2018) The solid phase extraction (SPE) combined with high-pressure liquid chromatography (HPLC) - mass spectrometry (MS) was used to analyse the target compound The results showed that BPA concentrations were found in all of samples, ranging from 18.56 to 80.36 ng/g BPA level tended to vary slightly through time and space between sampling sites due to the accumulation of BPA in the environment Keywords: BPA, sediment Classification number: 1.7 túi ziplock nhôm không chứa BPA dụng cụ lấy mẫu bùn Wildco Instruments Mỹ Thiết bị hóa chất - Máy HPLC Agilent 1200 ghép nối với đầu dò MS micrOTOF QII hãng Bruker - Mỹ sử dụng cột Eclipse XDB-C18 (4,6x150 mm, µm, Agilent - Mỹ) - Máy đơng khô VaCo (Zirbus - Đức) - Máy ly tâm Mikro 200r (Hettich - Đức) - Cột SPE Florisil (1 g-6 ml) (Sigma Aldrich - Đức) - Chuẩn gốc BPA (Sigma Aldrich - Đức), độ tinh khiết ≥99% Phương pháp phân tích Xử lý mẫu: mẫu bùn sau đem đồng cốc thủy tinh để đảm bảo mẫu đại diện nhất, sau tiến hành đông khô, rây qua rây 0.5 mm Cân g mẫu bùn qua rây vào lọ vial 22 ml, thêm 10 ml dichloromethane (DCM) chất chuẩn gốc BPA, đem đánh vortex, đánh siêu âm Mẫu bùn sau siêu âm ly tâm với tốc độ 2.000 vòng/phút phút rút phần dung dịch phía cho vào lọ vial nâu khác, lặp lại thí nghiệm lần Làm chiết tách: dung dịch sau ly tâm làm hệ thống chiết pha rắn cột Florisil với hỗn hợp dung mơi DCM/Methanol (MeOH) (95/5) Sau rửa giải hệ dung môi DCM/MeOH 95/5 Dung môi sau rửa giải thổi khơ khí nitrogen 99,999%, hòa tan lại ml MeOH cho vào vial đánh siêu âm lọc qua màng lọc 0,45 µm, sau phân tích máy LC/MS Phân tích mẫu: BPA xác định hệ thống sắc ký lỏng siêu cao áp Agilent 1200 (USA) ghép nối hệ thống khối phổ MS phân giải cao micrOTOF-QII Bruker Daltonic (Đức) Các liệu xử lý phần mềm Data Analysis (Bruker, Đức) Pha tĩnh cột Eclipse XDB-C18 (4,6x150 mm, µm), ổn nhiệt 400C Hình 2, hình bảng cho biết thông tin mảnh định tính định lượng BPA sắc ký đồ BPA chuẩn mẫu Hình Mơ tả vị trí lấy mẫu khu vực nghiên cứu Phương pháp lấy mẫu bảo quản mẫu - Mẫu bùn lấy theo hướng dẫn đảm bảo chất lượng lấy mẫu xử lý mẫu theo TCVN 6663-13:2015 Dùng dụng cụ lấy mẫu bùn đảm bảo lấy mẫu bùn đại diện - Mỗi mẫu lấy với khối lượng 0,5 kg, cho mẫu trực tiếp vào 61(6) 6.2019 Hình Sắc ký đồ phổ MS chuẩn BPA 10 ppb (A) Cường độ mảnh 226,9/211,8 cường độ mảnh 226,9/132,9 (B) Sắc ký đồ mảnh 211,8 amu (C) Sắc ký đồ mảnh 132,9 amu 30 Khoa học Tự nhiên Bảng Thông tin LOD, LOQ hiệu suất thu hồi hợp chất BPA Hợp chất LOD (pg/g) Kết thảo luận BPA 465 LOQ (pg/g) 1.550 HSTH (%) 95 Hiện trạng độ BPA trường trầm LOD: Limit of detection (giới hạn nồng định tính); LOQ:trong Limitmơi of quantitation (giớitích hạn định lượng); HSTH: hiệu suất thu khuhồi vực nghiên cứu Tại vị trí nghiên cứu, 28 mẫu thu mùa mưa mùa khô để đánh giá sơ biến thiên nồng độ BPA Hiện trạng nồng độ BPA môigian trường trầm theo khơng gian thời trầmtích tíchkhu vực khu nghiên vực cứu Tại vị trí nghiên cứu,phát 28 mẫu thucả mùa BPA tất mẫu thumưa đượcvàtạimùa cáckhô để đánh giá sơ biến thiên nồng độ BPA theo khơng gian thời gian trầm tích vị trí lấy mẫu (tần suất phát 100%), có giá trị dao động khu vực BPA phát tất mẫu thu từ 18,56-80,79 ng/g Nồng độ trung bình qua tháng củacác vị trí lấy mẫu (tần suất phát 100%), có giá trị dao động từ 18,56-80,79 ng/g Nồng độ BPA TN, K15, HN1 HN2 có giá trị trung bình tương trung bình qua tháng BPA TN, K15, HN1 HN2 có giá trị trung bình ứng 23,75±3,6 ng/g.dw, 47,50±14,1 ng/g.dw, 64,91±14,5 tương ứng 23,75±3,6 ng/g.dw, 47,50±14,1 ng/g.dw, 64,91±14,5 ng/g.dw ng/g.dw 53,69±12,1 ng/g.dw (bảng hình 4) 53,69±12,1 ng/g.dw (bảng hình 4) Kết thảo luận Bảng Nồng Bảng độ trung bình BPAbình theo khối khơkhơ (ng/g.dw) Nồng độ trung BPA theolương khối lượng (ng/g.dw) trầm trầm tích khu vực nghiên cứu tích khu vực nghiên cứu Hình Sắc ký đồ phổ MS mẫu (A) Cường độ mảnh 226,9/211,8 cường độ mảnh 226,9/132,9 (B) Sắc ký đồ Vị trí Vị trí mảnh 211,8 amu (C) Sắc ký đồ mảnh 132,9 amu Bảng Thơng số mảnh định tính định lượng BPA BPA 28,45 18,56 K15 47,50±14,1 47,50±14,1 65,33 65,33 28,36 28,36 HN1 HN1 64,91±14,5 64,91±14,5 80,79 80,79 47,66 47,66 HN2 HN2 53,69±12,1 53,69±12,1 69,61 69,61 40,54 40,54 Ion định lượng (m/z) Ion định tính (m/z) K15 8,25 211,8 132,9 Pha động: chương trình pha động thực theo bảng tốc độ dòng 0,5 ml/phút Trong đó, pha A dung dịch nước khử ion chứa 0,1% acid formic pha B MeOH chứa 0,1% acid formic 90 80 70 60 50 40 30 20 10 Bảng Chương trình pha động cột C18 Thời gian (phút) %Pha A* %Pha B* 50 50 20 80 100 12 100 (∗): tính theo % thể tích Min Min 28,45 Thời gian lưu (phút) 23,75±3,6 Max 23,75±3,6 TN TN Nồng độ trung Max Nồng độ trung bình bình TN K15 HN1 18,56 HN2 Hình Nồng độ BPA trung bình trầm tích khu vực tiếp nhận nước Hình Nồng độ BPA trung bình trầm tích khu vực tiếp thải bãi chôn lấp Phước Hiệp nhận nước thải bãi chôn lấp Phước Hiệp Đảm bảo kiểm soát chất lượng: nghiên cứu Sự tiếndiện BPA trầm tích nhiều nghiên cứu công bố Sự diện BPA trầm tích nhiều giới hành q trình đảm bảo kiểm sốt chất lượng thơng Kết qua nồng độ BPA khu vực tiếp nhận nước thải nghiên cứu cao so với trầm tích sơng Canada giá trị 0,09-9,5 nghiên cứu công bố giới Kết nồng độcóBPA đánh giá mẫu trắng, giới hạn phát hiện, giới hạn định lượng phương pháp, mẫu trắng hiệu suất thu hồi (bảng 4) Bảng Thông tin LOD, LOQ hiệu suất thu hồi hợp chất BPA Hợp chất LOD (pg/g) LOQ (pg/g) HSTH (%) BPA 465 1.550 95 LOD: Limit of detection (giới hạn định tính); LOQ: Limit of quantitation (giới hạn định lượng); HSTH: hiệu suất thu hồi 61(6) 6.2019 khu vực tiếp nhận nước thải nghiên cứu cao so với trầm tích sơng Canada có giá trị 0,09-9,5 ng/g [9] Đức - Württemberg có giá trị 0,5-15,0 [10] Bên cạnh đó, nghiên cứu Pojana cộng [11], BPA phát trầm tích sơng có giá trị dao động lớn, từ 2,1-118 ng/g.dw Trong khảo sát sức khỏe rạn san hô Okinawa, Nhật Bản, nghiên cứu nồng độ BPA trầm tích 31 Khoa học Tự nhiên khu vực dao động từ < LOD đến 6,8 ng/g, thấp so với khu vực trầm tích sơng thành thị (