Đánh giá mức độ ô nhiễm isoxyanat trong môi trường không khí khu vực làm việc và nguy cơ rủi ro sức khỏe

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ĐỖ THỊ NHUNG ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ Ô NHIỄM ISOXYANAT TRONG MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ KHU VỰC LÀM VIỆC VÀ NGUY CƠ RỦI RO SỨC KHỎE LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI - 2017 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ĐỖ THỊ NHUNG ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ Ô NHIỄM ISOXYANAT TRONG MƠI TRƯỜNG KHƠNG KHÍ KHU VỰC LÀM VIỆC VÀ NGUY CƠ RỦI RO SỨC KHỎE Chuyên ngành: Khoa học Môi trường Mã số: 60440301 LUẬN VĂN THẠC SĨ Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Đỗ Quang Huy HÀ NỘI - 2017 LỜI CẢM ƠN Trước tiên, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy PGS.TS Đỗ Quang Huy, Giảng viên Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội giao đề tài tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em hoàn thành luận văn Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến ThS Thái Hà Vinh, Trưởng phịng Giám sát Phân tích mơi trường, Trạm Quan trắc Phân tích mơi trường lao động tạo điều kiện thuận lợi cho em thực tập Viện giúp đỡ em trình thực luận văn Em xin cảm ơn thầy, cô giáo Bộ môn Công nghệ Môi trường, Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên dành tâm huyết truyền đạt kiến thức quý báu cho em suốt thời gian học tập trường Xin cảm ơn bạn bè, người thân gia đình giúp đỡ, động viên em hồn thành tốt khóa học Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội Hà Nội, tháng năm 2017 Học viên cao học Đỗ Thị Nhung MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG : TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu isoxyanat 1.1.1 Isoxyanat 1.1.2 Phân loại isoxyanat 1.2 Isoxyanat sơn hai thành phần 1.2.1 Lịch sử phát triển poliuretan .7 1.2.2 Thành phần isoxyanat sơn poliuretan 1.2.3 Sơn PU 12 1.2.4 Sơn PU sử dụng sơn ô tô .14 1.2.5 Tình hình sử dụng sơn hai thành phần công nghiệp 15 1.3 Ảnh hưởng isoxyanat đến sức khỏe người 16 1.4 Các quy định hành isoxyanat 24 1.4.1 Các quy định Việt Nam 24 1.4.2 Các quy định nước giới 25 1.5 Phương pháp sắc ký lỏng hiệu cao 25 1.5.1 Cơ sở lý thuyết .25 1.5.2 Phân tích isoxyanat HPLC .27 1.6 Đánh giá rủi ro sức khỏe isoxyanat người 27 1.6.1 Đánh giá rủi ro sức khỏe .27 1.6.2 Nguy rủi ro gây ung thư isoxyanat 31 CHƯƠNG : ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 32 2.1 Đối tượng nghiên cứu 32 2.2 Phương pháp nghiên cứu 32 2.2.1 Phương pháp thu thập tổng hợp tài liệu 32 2.2.2 Phương pháp lấy mẫu trường 32 2.2.3 Phương pháp thực nghiệm 36 2.2.5 Phương pháp đánh giá rủi ro sức khỏe 43 CHƯƠNG : KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 45 3.1 Đánh giá điều kiện tách chất, làm giàu isoxyanat từ mẫu khơng khí 45 3.1.1 Đánh giá điều kiện tách chất 45 3.1.2 Đánh giá điều kiện làm giàu isoxyanat từ mẫu khơng khí 45 3.2 Đánh giá điều kiện phân tích isoxyanat HPLC 49 3.2.1 Lựa chọn thể tích vịng bơm mẫu 49 3.2.2 Lựa chọn cột phân tích 50 3.2.3 Lựa chọn bước sóng cho detectơ 50 3.2.4 Điều kiện phân tích HPLC 50 3.3 Giới hạn định tính định lượng phân tích isoxyanat HPLC 51 3.4 Đánh giá độ xác, độ lặp lại xác định isoxyanat HPLC 52 3.5 Kết xác định nồng độ isoxyanat khơng khí khu vực làm việc 53 3.5.1 Xác định nồng độ isoxyanat không khu vực sơn ô tô 54 3.5.2 Xác định nồng độ isoxyanat khơng khí khu vực bả matit 59 3.5.3 Nồng độ isoxyanat khơng khí xung quanh khu vực phun sơn 62 3.6 Đánh giá rủi ro sức khỏe isoxyanat gây người lao động 64 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 71 TÀI LIỆU THAM KHẢO 72 PHỤ LỤC 75 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Nhiệt độ phá vỡ che chắn tác nhân sơn poliuretan Bảng 1.2 Tổng hợp mức tăng trưởng thị trường sơn Việt Nam (1995-2008) 15 Bảng 1.3 Nồng độ giới hạn tiếp xúc TDI MDI 21 Bảng 1.4 Giá trị giới hạn thành phẩm số isoxyanat 25 Bảng 2.1 Các điểm vị trí lấy mẫu trường 35 Bảng 2.2 Pha dung dịch chuẩn dẫn xuất isoxyanat 38 Bảng 2.3 Pha dãy dung dịch chuẩn chứa chất đông cứng ED-065 40 Bảng 2.4 Tỷ lệ pha động phân tích isoxyanat HPLC 42 Bảng 3.1 Thành phần pha động thời gian xuất pic isoxyanat phân tích HPLC 45 Bảng 3.2 Hiệu tẩm isoxyanat 25 ng/µl màng lọc tẩm chất hấp thụ 46 Bảng 3.3 Phương trình định lượng chất isoxyanat ED-065 HPLC 49 Bảng 3.4 Giá trị LOD LOQ phân tích chất isoxyanat phương pháp HPLC52 Bảng 3.5 Độ thu hồi chất isoxyanat mẫu nghiên cứu 52 Bảng 3.6 Giá trị ngưỡng giới hạn cho phép theo tiêu chuẩn Việt Nam TDI khơng khí khu vực làm việc [5] 54 Bảng 3.7 Nồng độ HDI khơng khí khu vực phun sơn ô tô thuộc sở K 54 Bảng 3.8 Nồng độ HDI khơng khí khu vực phun sơn ô tô thuộc sở M 57 Bảng 3.9 Nồng độ HDI khơng khí khu vực bả matit, 59 lấy mẫu 60 phút sở K 59 Bảng 3.10 Nồng độ HDI khơng khí khu vực bả matit, 61 lấy mẫu 60 phút sở M 61 Bảng 3.11 Nồng độ HDI khơng khí xung quanh khu vực phun sơn 62 Bảng 3.12 Xác định liều lượng tham chiếu RfD HDI 65 Bảng 3.13 Các số liệu sử dụng để xác định giá trị CDI 65 Bảng 3.15 Hệ số rủi ro công nhân phun sơn ô tô sở K 66 Bảng 3.16 Hệ số rủi ro công nhân phun sơn ô tô sở M 68 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Các lớp sơn sơn sửa ô tô 14 Hình 1.2 Mơ tả bệnh hen suyễn 20 Hình 1.3 Các bước đánh giá rủi ro sức khỏe 30 Hình 2.1 Buồng phun sơn tơ 34 Hình 2.2 Vị trí cài đặt thiết bị lấy mẫu cá nhân người công nhân 35 Hình 2.3 Dụng cụ lọc mẫu để phân tích HPLC 43 Hình 3.1 Đường ngoại chuẩn HDI 47 Hình 3.2 Đường ngoại chuẩn TDI 47 Hình 3.3 Đường ngoại chuẩn MDI 48 Hình 3.4 Đường ngoại chuẩn chất đông cứng sơn ED-065 48 Hình 3.5 Nồng độ HDI khơng khí khu vực phun sơn ô tô thuộc sở K 56 Hình 3.6 Nồng độ HDI khu vực phun sơn ô tô sở M 58 Hình 3.7 Nồng độ HDI khơng khí khu vực bả matit sở K 60 Hình 3.8 Nồng độ HDI khơng khí khu vực bả matit sở M 62 Hình 3.9 Nồng độ HDI khơng khí xung quanh khu vực phun sơn 64 Hình 3.10 Hệ số rủi ro HQ công nhân phun sơn sở K 67 Hình 3.11 Hệ số rủi ro HQ công nhân phun sơn sở M 69 Hình 3.12 Hình ảnh chụp cắt lớp phổi công nhân sơn sau năm làm việc 70 DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ACGIH Hội nghị vệ sinh cơng nghiệp Chính phủ Mỹ (US Government Industrial Hygiene Conference) CAPCOA Hiệp hội cảnh sát kiểm sốt nhiễm khơng khí California (The California Air Pollution Control Officers Association) CDI Liều lượng vào thể hàng ngày (Chronic Daily Intake) EU Liên minh Châu Âu (European Union) FEV1 Thể tích thở tối đa giây (Forced Expired Volume In One Second) HDI Hexametylen diisoxyanat HPLC Hệ thống sắc ký lỏng hiệu cao (High Performance Liquid Chromatography) HQ Hệ số rủi ro (Hazard Quotient) HRA Đánh giá rủi ro sức khỏe ( Health Risk Essessment) IARC Tổ chức nghiên cứu ung thư quốc tế (The International Agency for Research on Cancer) IRIS Hệ thống thông tin rủi ro tổng hợp (Integrated Risk Information System) IPDI Isophoron diisoxyanat LC - MS Sắc ký lỏng - detectơ khối phổ (Liquid Chromatography – Mass Spectrometry) MAC Giới hạn tiếp xúc tối đa (Maximum Allowable Concentration) MDI Diphenylmetan diisoxyanat MIC Metyl isoxyanat NDI Naphtalen diisoxyanat NTP Chương trình độc học quốc gia (The National Toxicology Program) OA Bệnh hen phế quản (Occupational Asthma) OSHA Cục quản lý Sức khỏe an toàn nghề nghiệp (Occupational Safety and Health Administration) PEL Giới hạn tiếp xúc cho phép (Permission Exposure Limit ) PU Poliurethan REACH Quy định Liên minh châu Âu việc đăng ký, đánh giá, cấp phép giới hạn hóa chất (Registration, Evaluation, Authorisation and Restriction of Chemicals) RfD Liều lượng tham chiếu (Reference Dose) STEL Giới hạn tiếp xúc ngắn (Short Term Exposure Limit ) TDA Toluen diamin TDI Toluen diisoxyanat TLV Giá trị ngưỡng giới hạn (Threshold Limit Value) TWA Thời gian tiếp xúc trung bình (Time - Weighted Average) UCIL Công ty sản xuất thuốc trừ sâu Union Carbide, Ấn Độ (Union Carbide India Limited Co.) US EPA Cơ quan bảo vệ môi trường Hoa Kỳ (United States Enviromental Protection Agency) WHO Tổ chức Y tế Thế giới ( World Health Organization) MỞ ĐẦU Ngày nay, ô nhiễm khơng khí trở thành thường gặp nước phát triển nước phát triển Các hoạt động sản xuất công nghiệp, giao thông vận tải hàng loạt hoạt động khác người góp phần gây nhiễm mơi trường khơng khí ngày nghiêm trọng Ơ nhiễm khơng khí gây bệnh đường hơ hấp người khó thở, hen suyễn, lao phổi, tắc nghẽn phổi mãn tính… Đối với lĩnh vực sản xuất đưa vào mơi trường hóa chất gây nhiễm khác nhau; đáng ý cơng nghệ phun sơn, điện tử, dệt may, xây dựng…lại sử dụng chất, sản phẩm có chứa isoxyanat; chất gây bệnh hen suyễn nghề nghiệp cho người lao động trực tiếp sản xuất tiếp xúc với loại hóa chất Isoxyanat gây phản ứng lên phế quản, có biểu khị khè, khó thở tức ngực, tiếp xúc với nồng độ cao liên tục gây bệnh phổi tắc nghẽn mãn tính, hen suyễn Ngồi ra, isoxyanat nguy hiểm gây ung thư người TDI Tổ chức nghiên cứu ung thư quốc tế (IARC) xếp vào nhóm 2B, chất có khả gây ung thư bị phơi nhiễm Các nghiên cứu chuột theo dõi sức khỏe công nhân làm việc nhà máy sản xuất poliuretan chứng minh kết luận Công nghệ sản xuất tơ việc sử dụng sản phẩm có chứa isoxyanat ngành công nghiệp sơn ô tô ngày tăng đặc tính tốt chúng Sử dụng sơn có isoxyanat chống ố vàng, làm tăng độ kết dính, dây cáp điện… Việc sử dụng loại sơn dẫn đến tăng nguy mắc bệnh người lao động ảnh hưởng xấu đến môi trường Như vậy, việc xác định nồng độ isoxyanat mơi trường khơng khí khu vực làm việc đánh giá ảnh hưởng isoxyanat đến sức khỏe người lao động việc làm cần thiết Đã có nhà khoa học cơng bố cơng trình nghiên cứu, phân tích xác định thành phần, hàm lượng chất nhiễm mơi trường khơng khí, isoxyanat chưa quan tâm mức Để đóng góp vào hướng nghiên cứu trên, chúng tơi lựa chọn đề tài nghiên cứu: “Đánh giá mức độ ô nhiễm isoxyanat mơi trường khơng khí khu vực làm việc nguy rủi ro sức khỏe” Mục tiêu nghiên cứu : - Xây dựng phương pháp xác định isoxyanat ... HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ĐỖ THỊ NHUNG ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ Ô NHIỄM ISOXYANAT TRONG MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ KHU VỰC LÀM VIỆC VÀ NGUY CƠ RỦI RO SỨC KHỎE Chuyên ngành: Khoa học Môi trường. ..t isoxyanat 3.6 Đánh giá rủi ro sức khỏe isoxyanat gây người lao động Đánh giá rủi ro sức khỏe xem xét mức độ rủi ro, hàm lượng chất ô nhiễm ảnh hưởng sức khỏe người làm việc mơi trường khơng kh... chất ô nhiễm môi trường khơng khí, isoxyanat chưa quan tâm mức Để đóng góp vào hướng nghiên cứu trên, lựa chọn đề tài nghiên cứu: ? ?Đánh giá mức độ nhiễm isoxyanat mơi trường khơng khí khu vực làm