Xác định hàm lượng các hydrocacbon thơm đa vòng ngưng tụ (PAHs) trong mẫu tóc của những người hút thuốc

Mẫu 04/ĐTCS ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HC KHOA HC T NHIấN h ọ c đ ạh k i h o BÁO CÁO TỔNG KẾT KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP CƠ SỞ Tên đề tài: Xác định hàm lƣợng hydrocacbon thơm đa vịng ngƣng tụ (PAHs) mẫu tóc ngƣời hút thuốc Mã số đề tài: TN.18.22 Chủ nhiệm đề tài: ThS Phùng Thị Vĩ Hà Nội, tháng năm 2019 Mẫu 04/ĐTCS PHẦN I THÔNG TIN CHUNG Tên đề tài: Xác định hàm lượng hydrocacbon thơm đa vịng ngưng tụ (PAHs) mẫu tóc người hút thuốc Mã số: TN.18.22 Danh sách cán thực đề tài: TT Học vị, họ tên Phùng Thị Vĩ Nguyễn Thị Quỳnh Đơn vị chủ trì thực hiện: Trung tâm Nghiên cứu Công nghệ Môi trường Phát triển Bền vững (CETASD) Thời gian thực hiện: 5.1 Theo hợp đồng: 5.2 Gia hạn (nếu có): 5.3 Thực thực tế: Tổng kinh phí đƣợc phê duyệt đề tài: 25 triệu đồng Những thay đổi so với thuyết minh ban đầu (nếu có): Khơng PHẦN II TỔNG QUAN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Đặt vấn đề Hydrocacbon thơm đa vòng (Polycyclic Aromatic Hydrocarbon - PAHs), hay gọi hydrocacbon thơm đa vòng ngưng tụ hợp chất hóa học bao gồm vịng thơm khơng chứa dị tố mang theo nhóm Hiện nay, người ta tìm 200 chất phần lớn nghiên cứu giới thường tập trung vào 16 PAHs chủ yếu, có khả gây ung thư đột biến gen tồn hàm lượng đáng kể môi trường [1] Độc tính PAHs phụ thuộc vào cấu trúc, với đồng phân khác độc tính thay đổi từ trạng thái độc đến độc hại Vì vậy, PAHs gây ung thư với mức độ nhiều [2-4] Cục Bảo vệ Mơi trường Hoa Kỳ (US EPA) xếp PAHs vào nhóm chất nhiễm điển hình tiến hành kiểm sốt có mặt PAHs hệ sinh thái nước cạn [5, 6] Các hướng dẫn quy định nước Châu Âu nhằm mục đích giảm thiểu PAHs xâm nhập vào mơi trường (khơng khí, đất nước) Ví dụ, PAHs quy định công ước Mẫu 04/ĐTCS POPs khơng khí phạm vi rộng, xuyên quốc gia quy định POP EU (Quy định EC số 850/2004); Quy định thiết lập ngưỡng tối đa số chất gây ô nhiễm thực phẩm (Quy định EC số 1881/2006); Hướng dẫn an toàn đồ chơi (2009/48/EC) áp dụng cho tất loại đồ chơi; Hướng dẫn EU chất lượng nhiên liệu xăng dầu diezen (98/70/EC), quy định nồng độ PAHs không vượt 8% trọng lượng nhiên liệu diezen…[7] Nguồn phát sinh chủ yếu PAHs môi trường bắt nguồn từ hoạt động sống người [8] PAHs sản phẩm q trình đốt cháy khơng hồn tồn loại nhiên liệu (xăng, dầu diesel…) động phương tiện giao thơng Ngồi ra, việc đốt rác, hoạt động sinh hoạt nhà (hút thuốc lá, sưởi ấm đun nấu mùn cưa, than hoa, than tổ ong, gỗ,…), đốt rác q trình cơng nghiệp (nhiệt điện, sử dụng nhiên liệu,…) góp phần đáng kể vào phát thải PAHs Các đối tượng chứa PAHs nghiên cứu nhiều trước mẫu môi trường nước, trầm tích hay khơng khí Tuy vậy, ln có mối liên hệ mơi trường, thực phẩm người Con người bị phơi nhiễm PAHs qua thức ăn, q trình hơ hấp qua tiếp xúc trực tiếp với vật liệu có chứa PAHs Đối với đối tượng thực phẩm, PAHs tìm thấy sản phẩm chế biến có sử dụng nhiệt rán, nướng, hun khói, … Bên cạnh đó, việc hút thuốc coi trình ―tiêu thụ thực phẩm‖ dẫn tới xâm nhập PAHs vào thể trình cháy thuốc có khả sinh PAHs Đánh giá phơi nhiễm PAHs thể thơng qua phân tích mẫu tóc đem lại nhiều thơng tin hữu ích Đây hướng nghiên cứu nhận quan tâm đông đảo nhà khoa học giới Việt Nam Hàm lượng PAHs mẫu sinh phẩm, mơi trường xác định phương pháp như: sắc ký khí (GC), sắc ký khí khối phổ (GC-MS), sắc ký khí khối phổ hai lần (GC-MS/MS), sắc ký lỏng hiệu cao (HPLC), quang phổ hấp thụ phân tử (UV) Trong đó, GC-MS cơng cụ lựa chọn để phát hợp chất hữu ô nhiễm môi trường Chi phí vận hành thiết bị GC-MS giảm đáng kể đồng thời độ tin cậy tăng việc sử dụng GC-MS nghiên cứu môi trường ngày nhiều lựa chọn lý tưởng độ nhạy độ đặc hiệu, đáp ứng việc phân tích nồng độ thấp Mục tiêu phạm vi nghiên cứu 2.1 Mục tiêu đề tài Xác định hàm lượng 16 hợp chất PAHs mẫu tóc thiết bị sắc ký khí ghép nối khối phổ (GC-MS) thu thập liệu hàm lượng hợp chất Mẫu 04/ĐTCS PAHs có đối tượng mẫu thuộc phạm vi nghiên cứu đề tài, từ có khuyến cáo cần thiết cho cộng đồng việc sử dụng thuốc lá; đồng thời phục vụ cho hướng nghiên cứu khác sau 2.2 Phạm vi nghiên cứu đề tài Phạm vi nghiên cứu đề tài mẫu tóc người hút thuốc người không hút thuốc Tổng quan tài liệu 3.1 Cấu trúc phân tử hợp chất hydrocacbon đa vòng thơm ngưng tụ Hydrocacbon đa vòng thơm ngưng tụ (polycyclic aromatic hydrocarbons-PAHs) họ hydrocacbon phân tử có chứa số vịng thơm kiểu benzen, hai vịng cạnh tiếp giáp hai nguyên tử cacbon Ví dụ đơn giản họ PAHs naphtalen, C10H8, gồm hai vòng benzen Khi nối thêm vòng benzen thứ ba vào naphtalen, có hai kiểu, tạo thành phân tử chứa ba vịng benzen thẳng hàng – anthracen ba vòng theo kiểu nhánh – phenanthren Coronen coi hợp chất PAHs mơi trường có khối lượng phân tử cao gồm bảy vịng benzen nối với Thơng thường PAHs chứa vòng benzen, số trường hợp có vịng năm cạnh, ví dụ axenaphten fluoranten [9] Nguồn gốc PAH Có nhiều nguồn gốc tự nhiên PAHs môi trường Trước hết phải kể tới cháy rừng hoạt động núi lửa Lượng PAHs tạo thành thực tế khác nhau, phụ thuộc vào chu kỳ tự nhiên tượng Phần lớn PAH vào môi trường từ nguồn gốc nhân tạo từ trình cơng nghiệp, lị đốt rác, khí thải động cơ, q trình đốt cung cấp lượng cơng nghiệp dân dụng [10] Hút thuốc nguồn PAHs đáng kể (0,8 – 2,0 µg/g thuốc lá), điều quan trọng nguồn PAHs làm cho người hút thuốc người không hút cạnh bị tiếp nhiễm Hậu ung thư ảnh hưởng khác việc hút thuốc nicotin, nicotin chất độc, mà tiếp nhiễm PAHs tạo thành khí đốt cháy thuốc Người ta phát thấy nhiều PAHs sản phẩm trình hút thuốc (xem bảng 3.1), có chất gây ung thư benzo(a)pyren [10] Bảng 3.1 Nồng độ PAH khơng khí xung quanh từ nguồn hút thuốc PAH Fluoranthene Pyrene Benzo(a)Anthracene Mẫu 04/ĐTCS Benzo (b,j,k)fluoranthene Benzo(a)pyrene Perylene Nguồn [10] 3.2 Độc tính khả gây ung thư PAH Vị trí khơng gian tương đối vịng phân tử PAHs có vai trị quan trọng xác định khả gây ung thư chúng tới động vật Trong phân tử PAHs có khả gây ung thư cao có ―vùng vịnh‖ tạo thành vòng benzene tiếp giáp theo kiểu nhánh Sắp xếp nguyên tử cacbon theo kiểu vùng vịnh làm tăng hoạt tính sinh học PAHs [11] Các nghiên cứu cho thân phân tử PAHs chất gây ung thư; để trở thành dạng gây ung thư cần chuyển hóa thể qua số bước trao đổi chất Sản phẩm q trình chuyển hóa PAHs epoxyt tạo thêm nguyên tử ôxy vào cấu trúc PAHs Các mảnh phân tử epoxyt sau gắn thêm H2O để tạo thành hai nhóm OH hai cacbon cạnh Phản ứng chuyển hóa tạo thành epoxyt thêm H 2O nỗ lực thể để đưa nhóm OH vào phân tử kị nước PAHs, làm cho chúng trở nên dễ hòa tan nước sau loại bỏ Liên kết đơi cịn lại vịng có chứa hai nhóm OH sau bị + epoxy hóa để tạo thành dạng phân tử có hoạt tính ung thư Nếu thêm H vào phân tử tạo thành dạng cation bền vững gắn vào trung tâm phân tử sinh học AND hemoglobin, dẫn tới nguyên nhân tạo thành khối u Tuy nhiên giai đoạn cuối đòi hỏi thời gian tương đối dài chưa hiểu rõ [11] Đối với benzo(a)pyren PAHs có vùng vịnh, sản phẩm trung gian trình chuyển hóa nhiều bước thay đổi tạo thành cation bền vững gây ung thư Bảng 3.2 Khả gây ung thư PAHs PAHs Phenanthrene Anthracene Fluoranthene Pyrene Benzo(a)anthracene Benzo(a)pyrene a = gây ung thư cho người; 2A = chắn gây ung thư cho người; 2B = có khả gây ung thư cho người; = chưa phân loại; = chắn không gây ung thư cho người [11] Mẫu 04/ĐTCS Sự có mặt PAHs thể ngƣời Nhiều nghiên cứu có mặt PAHs thể người qua việc phân tích mẫu tóc, mẫu máu mẫu nước tiểu Đối với mẫu sinh phẩm người, ngồi việc phân tích PAHs, người ta cịn phân tích chất PAHs chuyển hóa Bảng tóm tắt số kết PAHs mẫu sinh phẩm: Bảng 3.3 Hàm lượng PAHs thể người (ppb) Loại mẫu Mẫu máu Mẫu nước tiểu Mẫu tóc Tình hình nghiên cứu ngồi nƣớc định hƣớng nội dung cần nghiên cứu đề tài 5.1 Tình hình nước Tại Việt Nam, nghiên cứu hợp chất PAHs vấn đề khơng cịn q mới, nhiên hầu hết cơng trình tập trung vào vấn đề xác định nguồn gốc hàm lượng PAHs đối tượng mẫu mơi trường nước, trầm tích hay khơng khí [16-18] PAHs hấp thụ vào thể thông qua chuỗi thức ăn, tùy theo cấu tạo PAHs đối tượng tác động mà PAHs có mức độ tác động khác Sự có mặt liều lượng định PAHs thường gây tác động tiêu cực đến sinh sản, sinh trưởng, phát triển khả miễn dịch Sau thời gian dài tích tụ thể, PAHs gây ảnh hưởng trực gián tiếp đến sức khỏe người Việc xác định hàm lượng PAHs mẫu tóc cần thiết để đánh giá khả tích lũy ảnh hưởng tới sức khỏe người PAHs Tuy vậy, chưa có cơng bố vấn đề Việt Nam Mẫu 04/ĐTCS 5.2 Ngồi nước Trên giới có nhiều nghiên cứu xác định hàm lượng PAHs dự báo mức độ ảnh hưởng PAHs (tập trung vào nhóm có khả gây ung thư, gây độc tính) người qua trình sinh hoạt hay sử dụng số loại thực phẩm sữa, thịt/cá, trái cây, rau quả, dầu thực vật,.v.v thảo dược Đặc biệt, số nghiên cứu có mặt PAHs mẫu tóc [19-22] Sự phát thu hút nhà khoa học theo hai hướng nghiên cứu: PAHs sinh bụi khí PAHs sinh trình hút thuốc Hầu hết nghiên cứu PAHs mẫu tóc người hút thuốc người không hút thuốc tập trung châu Á, có hai nghiên cứu Nhật Bản hai nghiên cứu Trung Quốc Sự có mặt hợp chất PAHs mẫu tóc người hút thuốc không hút thuốc Nhật Bản nghiên cứu Akira Toriba cộng (2003), hàm lượng chất trừ Naphtalen tóc người hút thuốc cao khác khơng có ý nghĩa mặt thống kê [15] Nghiên cứu Palazzi cộng năm 2018 nghiên cứu PAHs chất chuyển hóa PAHs mẫu sinh học [20] Kết cho thấy hàm lượng PAHs phụ nữ khơng hút thuốc Bảo Đình, Trung Quốc cao đáng kể hàm lượng PAHs mẫu tóc phụ nữ không hút thuốc Đại Liên, Trung Quốc Tuy nhiên, nicotin cotinin phát 100% 96% mẫu tóc phụ nữ hai khu vực tương ứng cho thấy nguy tiềm ẩn việc hút thuốc thụ động Mặc dù có nghiên cứu PAHs mẫu tóc liệu phơi nhiễm PAHs xuất phát từ thói quen hút thuốc cịn hạn chế Cách tiếp cận phƣơng pháp nghiên cứu Cách tiếp cận: Ngoài việc sử dụng thực phẩm qua chế biến chiên, nướng hay sống môi trường không khí nhiễm, người bị phơi nhiễm PAHs từ việc hút thuốc Hơn nữa, PAHs độc chất có khả gây ung thư, việc xác định hàm lượng chất cần thiết Đối với người hút thuốc, PAHs có khả tập trung cao tóc thị sinh học quan trọng để đánh giá mức độ tích lũy độc chất thể Xuất phát từ yêu cầu thực tế này, đề tài lựa chọn PAHs mẫu tóc người hút thuốc đối tượng nghiên cứu Phƣơng pháp nghiên cứu, kỹ thuật sử dụng: Tổng hợp tài liệu nghiên cứu giới qua đánh giá, chọn lựa, thử nghiệm đề xuất quy trình phân tích Mẫu 04/ĐTCS Các kỹ thuật chiết (lỏng - lỏng, rắn – lỏng) nhằm làm giàu mẫu đồng thời chuyển PAHs vào dung mơi hữu thích hợp Phương pháp GC-MS để xác định hàm lượng PAHs Nội dung kết nghiên cứu 5.1 Thực nghiệm 5.1.1 Hóa chất, thiết bị Chất chuẩn PAHs Mix 63, 1000 µg/ml gồm 16 chất naphthalen (Nap), acenaphthylen (Acy), acenaphthen (Ace), fluoren (Flu), phenanthren (Phe), anthracen (Ant), fluoranthen (Flt), pyrene (Pyr), chrysen (Chr), benz[a]anthracen (BaA), benzo[b]fluoranthen (BbF), benzo[k]fluoranthen (BkF), benzo[a]pyren (BaP), indeno[1,2,3-cd]pyren (IP), dibenzo[a,h]anthracen (DBahA), benzo[ghi]perylene (BghiP) toluen, (P/N: DRE-YA06100300TO), chất đồng hành PAH Mix 33, 2000 µg/ml toluen (P/N: DRE-YA08273300TO), benzo[a]pyren- d12, 10 µg/ml toluen (P/N: DRE-LA20635100CY) mua hãng Dr Ehrenstorfer Các hóa chất khác sử dụng nghiên cứu gồm chất nội chuẩn pyren-d10, 200 µg/ml (P/N: ICA-6K-231), dung mơi diclometan (p.a), dung môi n-hexan (p.a), axeton (p.a), xyclohexan (G.C), NaCl, Na2SO4, silicagel 60 (cỡ hạt từ 63 µm đến 200 µm) PAHs phân tích thiết bị sắc kí khí ghép nối khối phổ GCMS 2010, Shimadzu, Japan với thông số điều kiện vận hành sau: nhiệt độ cổng bơm o o mẫu: 260 C, nhiệt độ nguồn ion: 230 C; cột tách BPX5: 60 m (chiều dài) x 0,25 µm o (đường kính trong) x 0,25 m (độ dày pha tĩnh); chương trình nhiệt độ: 60 C (2 phút) o o o -> 210 C -> - 310 C (15 phút) với tốc độ gia nhiệt 30 C/phút o C/phút Giới hạn phát thiết bị (IDL) có giá trị từ 0,06 đến 0,16 ng/ml giới hạn phát phương pháp (MDL) nằm khoảng từ 0,13 đến 0,32 ng/g Giới hạn định lượng (LOQ) cấu tử PAHs nằm khoảng từ 0,4 – 1,1 ng/g mẫu hiệu suất thu hồi đạt giá trị từ 75 – 120%, ngoại trừ naphtalen, acenaphthylen acenaphthen đạt hiệu suất từ 50 - 65% cấu tử có số vịng benzen thấp dễ dàng bị bay trình xử lý mẫu 5.1.2 Lấy mẫu Mẫu tóc thu thập từ 32 người hút thuốc (giới tính: nam, độ tuổi từ 18 đến 71, thói quen: hút thuốc lào, hút thuốc hút hai loại) 20 người không hút thuốc (giới tính: nam nữ, độ tuổi từ 16 đến 43) Đối với cá nhân cung cấp mẫu, 50 - 100 mg tóc lấy khoảng 12 cm tính từ đỉnh đầu bảo o quản C trước phân tích Mẫu 04/ĐTCS phương pháp kiểm tra thống kê Student áp dụng để so sánh hai giá trị trung bình độc lập tương ứng hai đối tượng gồm giá trị tổng hàm lượng PAHs hàm lượng trung bình cấu tử PAHs mẫu tóc Các kết cao đột biến hai tập số liệu người hút thuốc (kết quả: 1.275 ng/g; 1.173 ng/g) người không hút thuốc (kết quả: 627,1 ng/g; 643,9 ng/g 910,8 ng/g) khơng tính đến phép thống kê giá trị xuất phát từ ngun nhân tiếp nhiễm PAHs theo nguồn khác phân tích mục 5.1 Bảng 5.2 Các giá trị chuẩn F chuẩn t thực nghiệm tra bảng chuẩn t (P = 0,95) Mean Nap Acy Ace Flu Phe Ant Flt Pyr Chr BaA BbF BkF BaP IP DBahA BghiP Theo lý thuyết phân bố Student, so sánh hai giá trị trung bình giá trị chuẩn Ftính > Fbảng chứng tỏ có khác có nghĩa hai giá trị độ tin cậy thống kê chọn Từ kết Bảng 5.2 cho thấy giá trị tổng hàm lượng trung bình PAHs, hàm lượng phenanthren, fluoren anthracen mẫu tóc khác có ý nghĩa người hút thuốc người khơng hút thuốc độ tin cậy 95% Như vậy, kết luận hàm lượng PAHs mẫu tóc người hút thuốc cao người khơng hút thuốc hồn tồn có sở 5.2.3 Sự phân bố PAHs mẫu tóc Phenanthren, pyren fluoranthen PAHs chiếm ưu mẫu tóc người hút thuốc với tỉ lệ % tương ứng 26%; 22%; 21% người không hút thuốc với tỉ lệ % tương ứng 19%; 25% 24% Sự phân bố cấu tử PAHs nghiên cứu tương đồng với nghiên cứu Palazzi cộng (2018) [20], nhiên lại không tương đồng với nghiên cứu trước Điển nghiên cứu Toriba (2003) Wang (2013), naphtalen cấu tử ưu mẫu tóc, phenanthren, fluoranthen pyren [15, 20, 21] Sự 10 Mẫu 04/ĐTCS phân bố hàm lượng PAHs mẫu tóc (ng/g) người hút thuốc người khơng hút thuốc trình bày Hình 5.1 Trong nghiên cứu này, hàm lượng trung bình phenanthren tìm thấy mẫu tóc người hút thuốc (100,4 ng/g) cao gấp hai lần người không hút thuốc (51,6 ng/g) Tại Nhật Bản, giá trị trung bình hàm lượng phenanthren nghiên cứu Yamamoto (2015) Toriba (2003) 119 ng/g 106 ng/g người hút thuốc 116 ng/g 68,5 ng/g người không hút thuốc [15, 19] Tại Trung Quốc hàm lượng tìm thấy tóc phụ nữ hút thuốc thụ động Bảo Định Đại Liên 160 ng/g 86,6 ng/g [20] Khơng h H Hình 5.1 Sự phân bố hàm lượng PAHs mẫu tóc (ng/g) người hút thuốc người khơng hút thuốc Hàm lượng trung bình Pyren mẫu tóc người hút thuốc người không hút thuốc nghiên cứu 84 ng/g 67,6 ng/g Kết cao gấp khoảng lần so với nghiên cứu Nhật Bản (10,7 ng/g người hút thuốc 8,3 ng/g người không hút thuốc) cao gấp gần lần so với nghiên cứu Trung Quốc (27,5 ng/g mẫu tóc phụ nữ Bảo Đình, 15,3 ng/g Đại Liên) [15, 19] Fluoranthen tìm thấy nghiên cứu với hàm lượng trung bình 81,6 ng/g mẫu tóc người hút thuốc 63,8 ng/g mẫu tóc người không hút thuốc Hàm lượng hợp chất cao gấp gần lần nghiên cứu Toriba (24,1 ng/g người hút thuốc 19,4 ng/g người không hút thuốc) thấp nghiên cứu Yamamoto (89 ng/g) [15, 19] 5.2.4 Độc tính PAHs mẫu tóc Mười sáu PAHs chia thành nhóm theo số lượng vịng thơm để đánh giá phân bố chúng tóc: nhóm PAHs vịng bao gồm naphtalen; nhóm PAHs vịng bao gồm acenaphthylen, acenaphthen, fluoren, phenanthren anthracen; nhóm PAHs vịng gồm fluoranthen, pyren, chrysen, benz[a]anthracen; nhóm PAHs vịng gồm benzo[b]fluoranthen, benzo[k]fluoranthen, benzo[a]pyren, dibenzo[a,h]anthracen; nhóm PAHs vịng gồm indeno[1,2,3-cd]pyren benzo[ghi]perylen (BghiP) Sự phân bố tương đối PAHs tóc theo số lượng 11 Mẫu 04/ĐTCS Hàm lượng PAHs (ng/g) vịng thơm, trình bày Hình 5.2 Trong tất mẫu, tỷ lệ PAHs vịng, vịng vịng khơng đáng kể tỷ lệ PAHs vòng vòng chiếm tỉ lệ lớn nhất, phân bố tương đồng mẫu tóc người hút thuốc người khơng hút thuốc Độc tính chất họ PAHs lại phụ thuộc vào công thức cấu tạo chúng Nếu PAHs chứa từ đến vòng benzen khả gây ung thư đột biến gen yếu Trong đó, với PAHs chứa từ đến vịng benzen trở lên khả gây ung thư đột biến gen lớn nhiều Biểu đồ 5.2 cho thấy PAHs có vịng benzen chiếm thành phần lớn số nhóm PAHs người hút thuốc (53,8%) người không hút thuốc (62,5%) Hình 5.2 Sự phân bố PAHs theo số vòng thơm Benzo[a]pyrene (BaP), hợp chất PAHs vòng thường dùng làm chất đại diện cho khả gây ung thư họ PAHs hợp chất coi độc hại Chính vậy, hệ số độc tương đương (Toxic Equivalence Factor, TEF) BaP quy ước Để đánh giá tiềm độc hại PAHs, tổng nồng độ PAHs biểu thị qua tổng độ độc tương đương với BaP (BaPeq) theo biểu thức đây: BaPeq = ∑(BaPeqi) = ∑(CPAHi x TEFPAHi) Trong đó, BaPeqi: giá trị trung bình độ độc tương đương cấu tử PAHs, CPAHi: nồng độ trung bình cấu tử trong, TEF PAHi: hệ số độc tương đương cấu tử tương ứng Bảng 5.3 Hệ số độc tương đương 16 PAHs giá trị trung bình tổng độ độc tương đương PAHs so với BaP mẫu tóc STT PAHs Nap Acy Ace Flu 12 10 11 12 13 14 15 16 BaPeq Phe Ant Flt Pyr BaA Chr BbF BkF BaP IP DBahA BghiP (ng/g) Bảng 5.3 trình bày hệ số độc tương đương 16 PAHs giá trị trung bình tổng độ độc tương đương PAHs so với BaP mẫu tóc Kết tính tốn cho thấy giá trị trung bình tổng độ độc tương đương PAHs so với BaP mẫu tóc người hút thuốc người không hút thuốc 13,32 11,29 ng/g Sự chênh lệch tổng độ độc tương đương hai đối tượng nghiên cứu không lớn cấu tử PAHs có hàm lượng cao đáng kể hai đối tượng hệ số độc tương đương lại thấp Năm 2008, Cơ quan an toàn thực phẩm châu Âu (EFSA) xác định nhóm chất PAHs có số độc hại lớn nguy gây ung thư cao PAH4 gồm BaP + Chyr + BaA + BbF PAH8 gồm PAH4 + BkF + BghiP + DBahA + IP [23] Dựa vào kết hàm lượng PAHs tóc số nghiên cứu tương tự giới nghiên cứu này, số giá trị PAHs quan tâm PAH4, PAH8, BaPeq tính tốn Bảng 5.4 Bảng 5.4 So sánh hàm lượng PAHs số nghiên cứu giới Nghiên cứu (n=số mẫu) S(*) Nhật Bản (n=20; 10 PAHs) Nhật Bản (n1=20, n2=20; 15 PAHs) 13 Mẫu 04/ĐTCS Bảo Đình, Trung Quốc (n=102; 15 PAHs) Đại Liên, Trung Quốc (n=102; 15 PAHs) Việt Nam (n1 = 32, n2 = 20; 16 PAHs) Ghi chú: (*) S: Người hút thuốc (số mẫu: n1), N: Người khơng hút thuốc (số mẫu: n2) Kết tính tốn Bảng 5.4 cho thấy giá trị trung bình tổng PAHs nghiên cứu thấp so với kết nghiên cứu nghiên cứu Yamamoto, Toriba Palazzi [15, 19, 20] Tuy nhiên, giá trị PAHs đáng quan tâm PAH4, PAH8 BaPeq thấp nghiên cứu Yamamoto cao nghiên cứu tương tự khác Trong nghiên cứu này, hàm lượng trung bình BaP cao gấp lần, giá trị trung bình tổng hàm lượng PAH4 cao gấp 10 lần giá trị BaPeq mẫu tóc người hút thuốc cao gấp lần so với nghiên cứu Toriba Tại Bảo Đình, Trung Quốc, hàm lượng trung bình BaP thấp gần 10 lần, PAH4 thấp gần lần BaPeq thấp 4,5 lần so với nghiên cứu Như vậy, giá trị đại diện cho độc tính PAHs tính tốn nghiên cứu mức độ tiếp nhiễm PAHs tóc nguy gây ung thư cao cho người hợp chất PAHs Đánh giá kết nghiên cứu đạt đƣợc Nghiên cứu bước đầu khẳng định có mặt PAHs mẫu tóc người hút thuốc người không hút thuốc Việt Nam Các kết thu nghiên cứu đáng tin cậy q trình phân tích thực cách hệ thống từ khâu lấy mẫu, xử lý mẫu phân tích GC-MS Việc sử dụng phép kiểm định thống kê cho thấy hàm lượng PAHs mẫu tóc người hút thuốc cao người không hút thuốc Bên cạnh đó, kết tính tốn mức độ độc tương đương theo BaPeq nghiên cứu cao so với nghiên cứu tương tự khác Nhật Bản Trung Quốc Xu hướng lời cảnh báo tác hại khác thói quen hút thuốc sức khỏe người Kết luận kiến nghị Kết nghiên cứu cho thấy giá trị trung bình tổng hàm lượng 14 Mẫu 04/ĐTCS PAHs mẫu tóc người hút thuốc cao người không hút thuốc khác có ý nghĩa theo chuẩn thống kê Student Xét phân bố cấu tử, phenanthrene, pyren, fluoranthen PAHs chiếm ưu mẫu tóc người hút thuốc người không hút thuốc Xét phương diện số vòng benzen, PAHs vòng với độc tính cao chiếm tỷ lệ lớn so với nhóm PAHs cịn lại Các giá trị PAHs đáng quan tâm PAH4, PAH8 BaPeq cao so với nghiên cứu tương tự khác trừ nghiên cứu Nhật Bản Từ nghiên cứu sơ này, thấy việc phân tích PAHs mẫu tóc, thị sinh học cần thiết hữu ích để đánh giá phơi nhiễm PAHs thể người Tuy nhiên, để đánh giá khác biệt hàm lượng hợp chất nhóm người hút thuốc người khơng hút thuốc cách sâu sắc toàn diện, cần tiến hành thu thập mẫu với số lượng lớn phân tích thêm thơng số liên quan trực tiếp tới việc hút thuốc Tài liệu tham khảo [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] World Health Ozganization, Selected Non-Heterocyclic Polycyclic Aromatic Hydrocacbons, Geneva, 1998 Canadian Environmental Protection Act, Polycyclic Aromantic Hydrocarbons, Minister of supply and services Canada 1994, catalogue No En40-215/42E X Tang, B Zhang, Y Li, Y Xu, Q Xin, W Shen, Carbonmonoxide oxidation over CuO/CeO2catalysts, Catalysis Today, 2004, pp 191- 198 J Lehr, H Yagi, O Hernandez, P.M.Dansette, P.G Wisslochi, A.W Wood, W Levin A.M Connery, Vitro Metabolic Activation in Mutagenesis testing, Elsevier, Amsterdam, 1976 C E Cerniglia, Biodegradation of polycyclic aromatic hydrocarbons, Current Opinion in Biotechnology, vol 4, 1993, pp 331-338 Sudip K Samanta, Om V Singh and Rakesh K Jain, Polycyclic aromatic hydrocarbons: environmental pollution and bioremediation TRENDS in Biotechnology (20) 6, 2002, pp 243-247 German Environment Agency, Polycyclic Aromatic Hydrocarbons Harmful to the Environment Toxic Inevitable, Germany, 2016 WHO, Selected Non – Heterocylic Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, Geneva, 1998 nd DW Connell, Basic Concepts of Environmental Chemistry, ed., CRC Press, taylor & Francis Group, FL, 2005 [10] H Richter, J.B Howard, Formation of polycyclic aromatic hydrocarbons and their growth to soot—a review of chemical reaction pathways, Progress in Energy and Combustion Science 26, 2000, 565–608 [11] KHyun Kim et al., (2013) A review of airborne polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) and their human health effects, Environment International 60, 71–80 [9] 15 Mẫu 04/ĐTCS [12] Vipul K Singh et al., Blood levels of polycyclic aromatic hydrocarbons in [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] children and their association with oxidative stress indices: An Indian perspective, Clinical Biochemistry 41, 2008, 152–161 Sam De Craemer et al., Investigating unmetabolized polycyclic aromatic hydrocarbons in adolescents' urine as biomarkers of environmental exposure, Chemosphere, 155, 2016, 48-56 Georg Becher and Alf Bjorseth, Determination Of Exposure To Polycyclic Aromatic Hydrocarbons By Analysis Of Human Urine, Cancer Letters, 17, 1983, 301-311 W Wang, F Wu, J Zheng, M.H Wong, Risk assessments of PAHs and Hg exposure via settled house dust and street dust, linking with their correlations in human hair, J Hazard Mater , 263 Pt 2, 2013, 627-37 N T Thảo, D T Hạnh, N Q Trung, Đánh giá hàm lượng PCBs, PAHs, sterol nước sơng Hà Nội Thành phố Hồ Chí Minh phần mềm AIQSDB tích hợp GCMS, Tạp chí Hóa học, 54(5), 2016, 555-560 Y Yamamoto, A Ishizaki, H Kataoka, Biomonitoring method for the determination of polycyclic aromatic hydrocarbons in hair by online in-tube solid-phase microextraction coupled with high performance liquid chromatography and fluorescence detection, J Chromatogr B Anal Technol Biomed Life Sci., 1000, 2015, 187–191 A Toriba, Y Kuramae, T Chetiyanukornkul, R Kizu, T Makino, H Nakazawa, K Hayakawa, Quantification of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in human hair by HPLC with flourescence detection: A biological monitoring method to evaluate the exposure to PAHs, Biomedical Chromatography, 17(23), 2003, 126-32 P Palazzi, S Mezzache, N Bourokba, E.M Hardy, A Schritz, P Bastien, C Emond, J Li, J Soeur, B.M.R Appenzeller, Exposure to polycyclic aromatic hydrocarbons in women living in the Chinese cities of BaoDing and Dalian revealed by hair analysis, Environ Int., 121(Pt 2), 2018, 1341-1354 Z Li, B Wang, S Ge, L Yan, Y Liu, Z Li, A Ren, A simultaneous analysis method of polycyclic aromatic hydrocarbons, nicotine, cotinine and metals in human hair, Environ Pollut , 219, 2016, 66-71 P T Kha, Phân bố hydrocacbon đa vòng thơm (PAHs) trầm tích vùng biển ven bờ phía bắc Việt Nam, Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Biển; Tập 13, Số 3; 2013: 284-288 T T Hiền, H V An, Sự phân bố theo kích thước nguồn gốc PAHs bụi khơng khí thành phố Hồ Chí Minh, Tạp chí phát triển KH & CN, Tập 16, 2013, số M3 I.C.T Nisbet and P.K LaGoy, Toxic equivalency factors (TEFs) for polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), Regul Toxicol Pharmacol., 16 ( 3), 1992, 290300 16 Mẫu 04/ĐTCS Phụ lục: Một số sắc đồ minh họa Hình 5.3 Sắc đồ chuẩn PAHs nồng độ 200 ppb Hình 5.4 Sắc đồ mẫu H29 Tóm tắt kết (tiếng Việt tiếng Anh) 9.1 Tóm tắt tiếng Việt PAHs biết đến hợp chất ô nhiễm hữu độc hại, khó phân hủy sinh từ q trình đốt cháy khơng hồn tồn vật chất hữu bao gồm việc hút thuốc Để đánh giá phơi nhiễm PAHs qua thói quen hút thuốc, 16 PAHs mẫu tóc 32 người hút thuốc 20 người khơng hút thuốc phân tích sử dụng 17 Mẫu 04/ĐTCS phương pháp sắc kí khí khối phổ Kết cho thấy tổng hàm lượng PAHs mẫu tóc người hút thuốc nằm khoảng từ 46,8 ng/g đến 1.257 ng/g (giá trị trung bình: 388,3 ng/g) mẫu tóc người khơng hút thuốc nằm khoảng từ 65,3 ng/g đến 910,8 ng/g (giá trị trung bình: 266,1 ng/g) Áp dụng phương pháp thống kê Student cho thấy tập số liệu tổng hàm lượng PAHs hai nhóm đối tượng nghiên cứu khác có ý nghĩa Phenanthrene, pyren, fluoranthen PAHs chiếm ưu mẫu tóc người hút thuốc người khơng hút thuốc Giá trị trung bình tổng độ độc tương đương 16 PAHs so với Benzo(a)pyrene mẫu tóc người hút thuốc người khơng hút thuốc 13,32 ng/g 11,29 ng/g Các giá trị PAHs đáng quan tâm PAH4, PAH8 BaPeq cao so với nghiên cứu tương tự khác giới trừ nghiên cứu Nhật Bản Việc phân tích PAHs thị sinh học mẫu tóc hướng nghiên cứu tiềm để đánh giá tiếp nhiễm PAHs thể người 9.2 Tóm tắt tiếng Anh PAHs are known as toxic, persistent organic pollutants produced by incomplete combustion of organic materials including smoking To assess the exposure of PAHs through smoking habits, 16 PAHs in hair samples of 32 smokers and 20 non-smokers were analyzed using gas chromatography in hyphenation with mass spectrometry The results showed that total concentration of PAHs in hair samples of smokers ranged from 46.8 ng/g to 1,257 ng/g (average: 388.3 ng/g) and that of non-smokers ranged from 65.3 ng/g to 910.8 ng/g (average: 266.1 ng/g) Application of the Student statistical test indicated that the dataset of PAHs in hair samples between two subject groups were significantly different Phenanthrene, pyrene, fluoranthene were the most dominant PAHs in hair samples of both smokers and non-smokers The mean concentration of total toxicity equivalent of 16 PAHs compared to Benzo (a) pyrene in hair samples of smokers and non-smokers were 13.32 ng/g and 11.29 ng/g, respectively Some considerable values of PAHs including PAH4, PAH8 and BaPeq were higher than other similar studies in the world except one study in Japan The analysis of a new biomarker such as PAHs in hair samples is a potential research trend to assess the exposure of PAHs in the human body PHẦN III SẢN PHẨM CỦA ĐỀ TÀI Các cơng trình khoa học cơng bố: Sản phẩm TT Cơng trình cơng bố tạp chí khoa học quốc tế theo hệ thống ISI/Scopus Bài báo quốc tế không thuộc hệ thống ISI/Scopus 18 Bài báo tạp chí khoa học chuyên ngành quốc gia Phùng Thị Vĩ, Nguyễn Thúy Ngọc, Trương Thị Kim, Nguyễn Thị Quỳnh, Dương Hồng Anh Phạm Hùng Việt, Xác định hàm lượng PAHs mẫu tóc người hút thuốc người không hút thuốc sử dụng phương pháp sắc kí khí ghép nối khối phổ, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên Công nghệ Báo cáo khoa học đăng kỷ yếu hội nghị quốc tế Báo cáo khoa học đăng kỷ yếu hội nghị quốc gia Sản phẩm khác Sản phẩm đào tạo: TT Họ tên Tiến sỹ / Nghiên cứu sinh Thạc sỹ / Học viên cao học Cử nhân Các sản phẩm khác Tổng hợp sản phẩm đăng ký hoàn thành đề tài: STT Sản phẩm Bài báo/ báo cáo khoa học Đào tạo/ hỗ trợ đào tạo Phương pháp, quy trình cơng nghệ, phần mềm máy tính, vẽ thiết kế, sơ đồ, đồ, sở liệu, báo cáo phân tích, Sản phẩm công nghệ (model, maket, vật liệu, thiết bị, máy móc) Kết khác minh chứng áp dụng 19 Mẫu 04/ĐTCS PHẦN IV TÌNH HÌNH SỬ DỤNG KINH PHÍ STT Nội dung chi Xây dựng đề cương chi tiết Thu thập viết tổng quan tài liệu Điều tra, khảo sát, thí nghiệm, thu thập số liệu, nghiên cứu Thuê trang thiết bị, mua vật tư, hóa chất Hội thảo khoa học, viết báo cáo tổng kết, nghiệm thu Chi khác Tổng số: PHẦN V KIẾN NGHỊ Về phát triển kết nghiên cứu đề tài; quản lý, tổ chức thực cấp Hà Nội, ngày tháng năm 2019 ĐƠN VỊ CHỦ TRÌ THỰC HIỆN CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI (Họ tên, chữ ký Thủ trưởng đơn vị) (Họ tên, chữ ký) ThS Phùng Thị Vĩ TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN 20 ... bình tổng hàm lượng 16 PAHs mẫu tóc người hút thuốc người không hút thuốc 388,3 ng/g 266,1 ng/g Nhìn chung, hàm lượng trung bình tất PAHs mẫu tóc người hút thuốc cao người không hút thuốc Dựa... Không h H Hình 5.1 Sự phân bố hàm lượng PAHs mẫu tóc (ng/g) người hút thuốc người khơng hút thuốc Hàm lượng trung bình Pyren mẫu tóc người hút thuốc người khơng hút thuốc nghiên cứu 84 ng/g 67,6... với hàm lượng trung bình 81,6 ng/g mẫu tóc người hút thuốc 63,8 ng/g mẫu tóc người khơng hút thuốc Hàm lượng hợp chất cao gấp gần lần nghiên cứu Toriba (24,1 ng/g người hút thuốc 19,4 ng/g người