Đánh giá ô nhiễm các chất cơ clo mạch ngắn trong nước cấp sinh hoạt tại một số vùng thuộc nội thành hà nội

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN  NGÔ THỊ MINH TÂN ĐÁNH GIÁ Ô NHIỄM CÁC CHẤT CƠ CLO MẠCH NGẮN TRONG NƢỚC CẤP SINH HOẠT TẠI MỘT SỐ VÙNG THUỘC NỘI THÀNH HÀ NỘI Chun ngành: Hố mơi trƣờng Mã số: 60.44.41 TÓM TẮT LUẬN VĂN NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS ĐỖ QUANG HUY HÀ NỘI – 2012 Khoa Hoá học Trường ĐH KHTN – ĐHQG HN MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU…………………………………………………………………… Chƣơng QUAN…………………………………………………… TỔNG 1.1 Giới thiệu hợp chất hữu dễ bay hơi…………………… 1.2 Giới thiệu hợp chất clo mạch ngắn dễ bay hơi…………… 1.3 Cấu tạo tính chất số chất clo mạch ngắn dễ bay hơi… 1.3.1 Diclometan……………………………………………………… 1.3.2 Triclometan…………………………………………………………… 1.3.3 Tricloetylen…………………………………………………………… 11 1.3.4 Tetracloetylen………………………………………………………… 14 1.4 Sự lƣu chuyển tác hại chất clo mạch ngắn sức 15 1.5 Các phƣơng pháp chuẩn bị mẫu……………………………………… 16 1.5.1 Giới thiệu chung……………………………………………………… 16 1.5.2 Các kĩ thuật chuẩn bị mẫu truyền thống…………………………… 17 1.5.3 Một số kỹ thuật chuẩn bị mẫu đại……………………………… 21 khỏe ngƣời……………………………………………………………… 1.6 Tổng quan nƣớc cấp sinh hoạt hệ thống cấp nƣớc…………… 1.6.1 Nước cấp sinh hoạt…………………………………………………… Ngô Thị Minh Tân – 2011 24 24 Luận văn Thạc sỹ khoa học Khoa Hoá học Trường ĐH KHTN – ĐHQG HN 1.6.2 Các loại nguồn nước dùng để cấp nước sinh hoạt…………………… 25 1.6.3 Hệ thống cấp nước…………………………………………………… 26 1.6.4 Quy trình sử lý nước hệ thống………………………………… 27 Chƣơng THỰC NGHIỆM……………………………………………… 30 Hóa chất, thiết bị dụng cụ…………………………………… 30 Hóa chất…………………………………………………………… Thiết bị dụng cụ………………………………………… 30 Phƣơng pháp nghiên cứu………………………………………… 31 Phương pháp lấy mẫu bảo quản mẫu…………………………… 31 2.3.2 Phương pháp tách chất kỹ thuật không gian hơi…………… 32 2.3 Các phƣơng pháp xử lý số liệu………………………………………… 35 2.3.1 Giới hạn phát giới hạn định lượng………………………… 35 2.3.1.1 Giới hạn phát giới hạn định lượng thiết bị phân tích 36 2.3.1.2 Giới hạn phát giới hạn định lượng phương pháp…… 37 2.3.2 Độ xác phương pháp phân tích………………………… 38 2.3.3 Độ lặp lại độ thu hồi phương pháp phân tích……………… 39 2.4 Lấy mẫu nghiên cứu……………………………………………… 40 Chuẩn bị dung dịch hỗn hợp chuẩn mẫu chuẩn……………… 45 Dung dịch hỗn hợp chuẩn…………………………………………… 45 Mẫu chuẩn để xây dựng đường chuẩn ngoại………………………… 46 Chƣơng 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN………………………………… 47 Xác định điều kiện phân tích chất nghiên cứu phƣơng pháp sắc ký khí………………………………………………………………… 47 3.2 Đánh giá phƣơng pháp phân tích…………………………………… 50 Ngơ Thị Minh Tân – 2011 Luận văn Thạc sỹ khoa học Khoa Hoá học Trường ĐH KHTN – ĐHQG HN 3.2.1 Xây dựng đường chuẩn…………………………………………… 50 3.2.2 Giới hạn phát giới hạn định lượng………………………… 53 3.2.2.1 Giới hạn phát giới hạn định lượng thiết bị phân tích… 53 3.2.2.2 Giới hạn phát giới hạn định lượng phương pháp… 53 3.2.3 Độ xác phương pháp phân tích…………………………… 54 3.2.4 Độ lặp lại độ thu hồi phương pháp phân tích……………… 55 3.3 Xác định hàm lƣợng clo mạch ngắn mẫu thực tế… 56 KẾT LUẬN………………………………………………………………… 65 KHUYẾN NGHỊ…………………………………………………………… 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………………………………… 67 PHỤ LỤC………………………………………………………………… … 72 PL1 Một số hình ảnh lấy mẫu……………………………………………… 73 PL2 Một số hình ảnh phân tích mẫu…………………………………… 74 PL3 Một số sắc ký đồ mẫu thực…………………………………………… 75 Ngô Thị Minh Tân – 2011 Luận văn Thạc sỹ khoa học Khoa Hoá học Trường ĐH KHTN – ĐHQG HN DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT AOAC (Association of Analytical Communities) Hiệp hội cộng đồng phân tích ECD (Electron Capture Detector) – Detectơ công kết điện tử GC (Gas Chromatography) – Sắc ký khí GC-ECD (Gas Chromatography - Electron Capture Detector) – Sắc ký khí detectơ cơng kết điện tử GC-MS (Gas Chromatography Mass Spectrometry) – Sắc ký khí khối phổ HS (Head Space) – Không gian LOD (Limit Of Detection) – Giới hạn phát LOQ (Limit Of Quantitation) – Giới hạn định lượng R (Correl) – Hệ số tương quan RSD (Relative Standard Deviation) – Độ lệch chuẩn tương đối SD (Standard Deviation) – Độ lệch chuẩn TB Trung bình TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam USEPA (US Environmental Protection Agency) – Cơ quan bảo vệ môi trường Mỹ VOC (Volatile Organic Compounds) – Hợp chất hữu dễ bay WHO (World Health Organization) – Tổ chức y tế giới Ngô Thị Minh Tân – 2011 Luận văn Thạc sỹ khoa học Khoa Hoá học Trường ĐH KHTN – ĐHQG HN DANH MỤC CÁC BẢNG SỐ LIỆU Trang Bảng 1.1 Một số tiêu chuẩn qui định nồng độ chất clo mạch ngắn dễ bay nước ăn uống Bảng 1.2 Một số trình xử lý nước cấp sinh hoạt 28 Bảng 2.1 Vị trí địa điểm lấy mẫu ngày tháng lấy mẫu 43 Bảng 2.2 Nồng độ chất mẫu chuẩn 46 Bảng 3.1 Giá trị thời gian lưu chất nghiên cứu 48 Bảng 3.2 Sự phụ thuộc độ lớn số đếm diện tích pic vào nồng độ 51 chất nghiên cứu Bảng 3.3 Phương trình định lượng hệ số tương quan 51 Bảng 3.4 Giá trị LOD, LOQ thiết bị phân tích 53 Bảng 3.5 Giá trị LODM, LOQM phương pháp phân tích 53 Bảng 3.6 Sai số tương đối độ lặp lại phương pháp phân tích 54 nồng độ khác Bảng 3.7 Độ lặp lại độ thu hồi phương pháp phân tích 55 Bảng 3.8 Nồng độ trung bình CH2Cl2, CHCl3, C2HCl3 C2Cl4 57 mẫu nước sinh hoạt thuộc quận Hai Bà Trưng Bảng 3.9 Nồng độ trung bình CH2Cl2, CHCl3, C2HCl3 C2Cl4 59 mẫu nước sinh hoạt thuộc quận Đống Đa Bảng 3.10 Nồng độ trung bình CH2Cl2, CHCl3, C2HCl3 C2Cl4 61 mẫu nước sinh hoạt thuộc quận Cầu Giấy Bảng 3.11 Nồng độ trung bình CH2Cl2, CHCl3, C2HCl3 C2Cl4 mẫu nước sinh hoạt thuộc quận Thanh Xuân Ngô Thị Minh Tân – 2011 Luận văn Thạc sỹ khoa học 63 Khoa Hoá học Trường ĐH KHTN – ĐHQG HN DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Trang Hình 1.1 Sơ đồ lưu chuyển chất clo mạch ngắn dễ bay mơi trường Hình 1.2 Mơ hình kĩ thuật khơng gian trực tiếp 22 Hình 1.3 Mơ hình kĩ thuật vi chiết pha lỏng 23 Hình 1.4 Mơ hình cấu tạo bơm kim vi chiết pha rắn 24 Hình 1.5 Hệ thống cấp nước sinh hoạt 26 Hình 1.6 Hệ thống xử lý nước sinh hoạt 28 Hình 2.1 Bộ dụng cụ dùng cho kỹ thuật khơng gian 31 Hình 2.2 Thiết bị lấy mẫu khơng gian 33 Hình 2.3 Xác định LOD dựa sắc ký đồ thiết bị phân tích 36 Hình 2.4 Bản đồ hệ thống cung cấp nước Cty TNHH 42 thành viên nước Hà Nội Hình 3.1 Sắc kí đồ chất chuẩn diclometan 48 Hình 3.2 Đường chuẩn triclometan 49 Hình 3.3 Sắc kí đồ đường chuẩn tetracloetylen 49 Hình 3.4 Đường chuẩn tricloetylen 50 Hình 3.5 Đường chuẩn định lượng diclometan, triclometan, 52 tricloetylen, tetracloetylen Hình 3.6 Sắc kí đồ phân tích mẫu nước sinh hoạt lấy phường 62 Trung Hịa quận Cầu Giấy Hình 3.7 Sắc kí đồ phân tích mẫu nước sinh hoạt lấy phường 63 Yên Hịa quận Cầu Giấy Hình PL1.1 Một số hình ảnh lấy mẫu thực tế Ngô Thị Minh Tân – 2011 73 Luận văn Thạc sỹ khoa học Khoa Hoá học Trường ĐH KHTN – ĐHQG HN Hình PL1.2 Một số hình ảnh phân tích mẫu 74 Hình PL2 Một số sắc đồ phân tích mẫu thực 75 Ngơ Thị Minh Tân – 2011 10 Luận văn Thạc sỹ khoa học Khoa Hoá học Trường ĐH KHTN – ĐHQG HN MỞ ĐẦU Trong năm gần đây, với phát triển cơng nghiệp nước ta, tình hình ô nhiễm môi trường gia tăng đến mức báo động Do đặc thù công nghiệp phát triển, chưa có quy hoạch tổng thể nhiều nguyên nhân khác như: điều kiện kinh tế nhiều xí nghiệp cịn khó khăn, chi phí xử lý ảnh hưởng đến lợi nhuận nên chất thải công nghiệp nhiều nhà máy chưa xử lý mà thải thẳng môi trường Mặt khác nước ta nước đơng dân, có mật độ dân cư cao, trình độ nhận thức người mơi trường cịn chưa cao, nên lượng chất thải sinh hoạt bị thải môi trường ngày nhiều Điều dẫn tới nhiễm trầm trọng môi trường sống, ảnh hưởng đến phát triển toàn diện đất nước, sức khỏe, đời sống nhân dân Trong đó, nhiễm nguồn nước thực trạng đáng ngại hủy hoại môi trường tự nhiên Ngày vấn đề xử lý nước cung cấp nước mối quan tâm lớn nhiều quốc gia, nhiều tổ chức xã hội thân cộng đồng dân cư Và vấn đề cấp bách cần giải nước ta trình cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước Hiện nay, 70% nhà máy cấp nước Việt Nam sử dụng nước mặt nguồn nước chính, phục vụ cho nhu cầu cấp nước sinh hoạt sản xuất Tuy nhiên, nhiều nơi, nguồn nước mặt lại nơi tiếp nhận loại chất thải sinh hoạt, công nghiệp, nông nghiệp từ khu đô thị, khu dân cư, nông thôn, làng nghề sản xuất, với nhiều loại chất ô nhiễm, kể hợp chất hữu phức tạp, đa dạng, có dạng tồn khó xử lý, nguy hiểm cho sức khoẻ người Một số nhà máy nước có biện pháp cố gắng giảm thiểu tồn hợp chất hữu nước sau xử lý đảm bảo độ an toàn cho nước sinh hoạt, nhiên thiếu sở khoa học chắn, hiệu Ngô Thị Minh Tân – 2011 11 Luận văn Thạc sỹ khoa học Khoa Hoá học Trường ĐH KHTN – ĐHQG HN xử lý phần lớn chưa cao, cịn nhiều vấn đề khó khăn giải pháp bố trí cơng trình quản lý vận hành Mỗi người ngày cần khoảng 20 lít nước để ăn, uống Ngoài cần từ 50 đến 150 lít nước sinh hoạt Dân số ngày tăng, nơng nghiệp ngày phát triển tài nguyên nước ngày khan ngày bị ô nhiễm nặng nề Hậu sức khỏe người gây hại đến hệ thống tiêu hóa, bệnh đường ruột Theo số liệu Tổ chức Y tế giới (WHO) nhiễm nước nguyên nhân gây tử vong từ yếu tố môi trường Xuất phát từ yêu cầu thực tế cần phải phân tích, kiểm sốt chất clo mạch ngắn nước sinh hoạt, lựa chọn tiến hành nghiên cứu đề tài: “Đánh giá ô nhiễm chất clo mạch ngắn nước cấp sinh hoạt số vùng thuộc nội thành Hà Nội” Nội dung thực đề tài gồm: - Khảo sát điều kiện tối ưu để chiết hợp chất clo dễ bay môi trường nước sinh hoạt với kỹ thuật không gian - Khảo sát điều kiện tối ưu để định tính định lượng hợp chất clo dễ bay thiết bị sắc kí khí detectơ cộng kết điện tử (GC-ECD) - Áp dụng qui trình phân tích chọn xác định hàm lượng số chất clo dễ bay Diclometan; Triclometan; Tricloetylen Tetracloetylen nước cấp sinh hoạt thuộc khu vực nội thành Thành phố Hà Nội Ngô Thị Minh Tân – 2011 12 Luận văn Thạc sỹ khoa học Khoa Hoá học Trường ĐH KHTN – ĐHQG HN 34 Rhew C R., Miller R B., Weiss F R., (2008), Chloroform, carbon tetrachloride and methyl chloroform fluxes in southern California ecosystems, Atmospheric Environment, 42, pp 7135-7140 35 Roose P., Brinkman T A U., (1998), Determination of volatile organic compounds in marine biota, Journal of Chromatography, 799, pp 233248 36 Schwarzenbach R P., Gschwend P M., Imboden D M (1993), Environmental Organic chemistry, John Wiley & Sons, Inc, New York 37 Smith M J., (1981), Chemical Engineering Kinetics, 3th edition, University of California at Davis 38 Vaclav janda, Petr Vasek, Jana Bizova, Zdenek belohlav, (2004), Kinetic models volatile chlorinated hydrocarbons removal by zero-valent iron, Chemosphere, 54, pp 917-925 39 Zadora S.M., Grochowalski A., (2008), Using a membrane technique (SPM) for high fast food sample preparation in the determination of chlorinated persistent organic pollutants by a GC/ECD method, Food Che., 111, pp 230-235 40 Zoccolillo L., Amendola L., Cafaro C., Insogna S (2005), Improved analysis of volatile halogenated hydrocarbons in water by pure and trap with gas chromatography and mass spectrometric detection, Journal of chromatography A, 1077, pp 181-187 Ngô Thị Minh Tân – 2011 81 Luận văn Thạc sỹ khoa học Khoa Hoá học Trường ĐH KHTN – ĐHQG HN PHỤ LỤC Một số hình ảnh lấy mẫu, phân tích mẫu Một số sắc đồ mẫu thực Ngô Thị Minh Tân – 2011 82 Luận văn Thạc sỹ khoa học Khoa Hoá học Trường ĐH KHTN – ĐHQG HN PL1.1 Một số hình ảnh lấy mẫu Ngơ Thị Minh Tân – 2011 83 Luận văn Thạc sỹ khoa học Khoa Hoá học Trường ĐH KHTN – ĐHQG HN PL1.2 Một số hình ảnh phân tích mẫu Ngơ Thị Minh Tân – 2011 84 Luận văn Thạc sỹ khoa học Khoa Hoá học Trường ĐH KHTN – ĐHQG HN PL2 Một số sắc kí đồ phân tích mẫu thực Ngơ Thị Minh Tân – 2011 85 Luận văn Thạc sỹ khoa học Khoa Hố học Ngơ Thị Minh Tân – 2011 Trường ĐH KHTN – ĐHQG HN 86 Luận văn Thạc sỹ khoa học Khoa Hố học Ngơ Thị Minh Tân – 2011 Trường ĐH KHTN – ĐHQG HN 87 Luận văn Thạc sỹ khoa học Khoa Hố học Ngơ Thị Minh Tân – 2011 Trường ĐH KHTN – ĐHQG HN 88 Luận văn Thạc sỹ khoa học Khoa Hoá học Ngô Thị Minh Tân – 2011 Trường ĐH KHTN – ĐHQG HN 89 Luận văn Thạc sỹ khoa học Khoa Hố học Ngơ Thị Minh Tân – 2011 Trường ĐH KHTN – ĐHQG HN 90 Luận văn Thạc sỹ khoa học Khoa Hố học Ngơ Thị Minh Tân – 2011 Trường ĐH KHTN – ĐHQG HN 91 Luận văn Thạc sỹ khoa học Khoa Hố học Ngơ Thị Minh Tân – 2011 Trường ĐH KHTN – ĐHQG HN 92 Luận văn Thạc sỹ khoa học Khoa Hố học Ngơ Thị Minh Tân – 2011 Trường ĐH KHTN – ĐHQG HN 93 Luận văn Thạc sỹ khoa học Khoa Hoá học Ngô Thị Minh Tân – 2011 Trường ĐH KHTN – ĐHQG HN 94 Luận văn Thạc sỹ khoa học Khoa Hố học Ngơ Thị Minh Tân – 2011 Trường ĐH KHTN – ĐHQG HN 95 Luận văn Thạc sỹ khoa học ... phân tích, kiểm sốt chất clo mạch ngắn nước sinh hoạt, lựa chọn tiến hành nghiên cứu đề tài: ? ?Đánh giá ô nhiễm chất clo mạch ngắn nước cấp sinh hoạt số vùng thuộc nội thành Hà Nội? ?? Nội dung thực... nghiên cứu Các mẫu nước lấy để xác định ô nhiễm chất clo mạch ngắn nước cấp sinh hoạt lấy số vùng thuộc nội thành Thành phố Hà Nội Đơn vị chịu trách nhiệm cung cấp nước cho Hà Nội Công ty trách... phân tích chọn xác định hàm lượng số chất clo dễ bay Diclometan; Triclometan; Tricloetylen Tetracloetylen nước cấp sinh hoạt thuộc khu vực nội thành Thành phố Hà Nội Ngô Thị Minh Tân – 2011 12