Tuy nhiên, trước khi phân tích mẫu mơi trường, thiết bị GC/MS cần được hiệu chuẩn về cùng điều kiện như khi xây dựng cơ sở dữ liệu AIQS-GC bằng dung dịch hiệu chuẩn thiết bị (system performance check standards-PSC). Trường hợp kết quả phân tích PSC gần giống như kết quả chuẩn (Bảng 1.1), thiết bị GC/MS có thể được sử dụng để phân tích mẫu với độ tin cậy cao mà không cần sử dụng chất chuẩn. Trái lại nếu kết quả phân tích PSC khác xa với kết quả chuẩn, thiết bị GC/MS cần phải bảo dưỡng và hiệu chuẩn. Thêm vào đó, các chất mới có thể dễdàng đưa thêm vào cơ sở dữ liệu do đó sử dụng GC/MS tích hợp AIQS-GC có thể phân tích được số lượng lớn các chất hữu cơ với hiệu quả cao và tiết kiệm chi phí. Bởi vậy phương pháp này rất
29
phù hợp cho phân tích đồng loạt OMPs trong môi trường tại các nước đang phát triển như Việt Nam khi mà cơ sở vật chất cũng như kinh phí sử dụng cho nghiên cứu cịn hạn hẹp. Phương pháp này đã được ứng dụng rất hiệu quả cho đánh giá hiện trạng ô nhiễm OMPs trong mơi trường nước, đất và trầm tích tại Nhật Bản, Việt Nam, Trung Quốc và Úc. Phương pháp này đã được công bố trong Tiêu chuẩn Công nghiệp Nhật Bản (JIS K0123-2018) và được Chính phủ Nhật Bản áp dụng trong một số giám sát môi trường tại Nhật Bản.
Bảng 1. 1: Kết quả phân tích PCS chuẩn khi xây dựng AIQS-DB trên thiết bị GC/MS
Chất chuẩn Thông số Tiêu chuẩn
Decafluorotriphenylphosphine (DFTPP)
Hiệu chuẩn phổ
Phổ khối của DFTPP phải đạt chuẩn theo phương pháp EPA1625
trans-Nonachlor Phổ khối của nonachlor phải giống với phổ chuẩn
Benzidine, pentachlorophenol Độ trơ của cột và cổng bơm
Tín hiệu và cường độ peak của Benzidine, pentachlorophenol phải rõ nét, khơng có hiện tượng tailing
4,4'-DDT Độ trơ của
cổng bơm
Sự phân hủy của DDT thành DDD không vượt quá 20% 25 n-Alkanes (n-C9H20 to n-C33H68), n-octanol, 2,4-dichloroaniline, 2,6- dichlorophenol, Tris(2- chloroethyl)phosphate, decafluorotriphenylphosphine, benzothiazole, 2,4-dinitroaniline, benzidine, trans-nonachlor, 4,4'-DDT pentachlorophenol, 2,4,6- trinitrotoluene Sự ổn định của tín hiệu Nồng độ phát hiện của những hợp chất này phải đạt trên 95%
30
Hệ thống này đã được phía Nhật Bản chuyển giao cho Viện Công nghệ Môi trường từ năm 2009. Viện Công nghệMôi trường đã tiếp nhận, sử dụng thành thạo và ứng dụng trong phân tích các chất ô nhiễm SVOCs trong mẫu nước, trầm tích, mẫu rắn. Với những ưu điểm vượt trội của AIQS-DB trong phân tích như: xác định và định lượng được đồng thời 940 chất hữu cơ với duy nhất 1 lần đo mẫu mà không cần sử dụng chất chuẩn, tiết kiệm thời gian, nhân lực, chi phí thấp hơn nhiều so với phương pháp phân tích truyền thống, độ chính xác cao, dễ dàng đưa thêm nhóm chất mới vào cơ sở dữ liệu. Do đó phương pháp này rất phù hợp cho phân tích đồng loạt các chất ô nhiễm hữu cơ trong môi trường tại các nước đang phát triển như Việt Nam do nguồn kinh phí hạn hẹp. Tuy nhiên nhược điểm của phương pháp này là khơng phân tích được những nhóm chất hữu cơ dễ bay hơi (VOCs), những nhóm chất hữu cơ phân cực (phenol, amin, ...) trong mẫu mơi trường.
Tuy nhiên, hiện chưa có nghiên cứu nào trên thế giới hay Việt Nam được thực hiện nhằm phân tích được đồng thời số lượng lớn các chất hữu cơ trong bụi khơng khí. Do vậy trong nghiên cứu này chúng tôi đã ứng dụng hệ thống phát hiện và định lượng tự động với cơ sở dữ liệu GC/MS nhằm phân tích đồng thời các hợp chất SVOCs trong bụi khơng khí tại Việt Nam. Đây có thể coi là một phương pháp có tính ưu việt vượt trội, một giải pháp hứa hẹn góp phần khắc phục và giải quyết được những tồn tại trong phân tích mơi trường của Việt Nam hiện nay.
1.4.3 Ứng dụng của hệ thống AIQS-DB trong phân tích mơi trường
Trên thế giới, hệ thống AIQS-DB đã được sử dụng rộng rãi trong nhiều nghiên cứu về hợp chất SVOC trong các thành phần môi trường tại nhiều quốc gia trên thế giới.Tại Serbia, Biljana và cộng sự đã ứng dụng hệ thống này để phân tích 940 chất hữu cơ trong môi trường nước mặt [75]. Tại Úc và Trung Quốc, hệ thống AIQS-DB đã được áp dụng để nghiên cứu ô nhiễm hữu cơ trong môi trường nước sông [76],[77].
Tại Việt Nam hiện nay, hệ thống dữ liệu AIQS-DB đã bắt đầu được ứng dụng phổ biến trong phân tích các thành phần mơi trường. Hạnh D.T và các cộng sựđã ứng dụng hệ thống dữ liệu AIQS-DB tích hợp trên GC/MS để phân tích các hợp chất hữu cơ trong mơi trường nước sơng [78] và trầm tích sơng [79] tại Việt Nam trong đó có 12 PAEs và 13 Sterol. Gần đây, hệ thống dữ liệu AIQS-DB đã được áp dụng để phân tích các
31
hợp chất hữu cơ trong mơi trường khơng khí và bụi khơng khí. Năm 2018, Hạnh D.T và các cộng sự đã nghiên cứu quy trình chiết siêu để xác định 16 hợp chất PAHs có trong bụi khơng khí bằng AIQS-DB GC/MS [80].
1.5 Đặc điểm khu vực nghiên cứu
1.5.1. Vịtrí địa lý
Nằm chếch về phía tây bắc của trung tâm vùng đồng bằng châu thổ sơng Hồng, Hà Nội hiện nay có vị trí từ20°53' đến 21°23' vĩ độ Bắc và 105°44' đến 106°02' kinh độ Đông, tiếp giáp với các tỉnh Thái Nguyên - Vĩnh Phúc ở phía Bắc; Hà Nam - Hịa Bình ở phía Nam; Bắc Giang- Bắc Ninh- Hưng n ở phía Đơng và Hịa Bình- Phú Thọ ở phía Tây. Thủ đơ Hà Nội có diện tích tự nhiên 334.470,02 ha, gồm 30 đơn vị hành chính cấp quận, huyện, thị xã, 577 xã, phường, thị trấn.
32
Đường Phạm Văn Đồng (Hình 1.11) dài 5,5 km nằm về phía Tây-Bắc của trung tâm thành phố Hà Nội, bắt đầu từ chân cầu Thăng Long kéo dài đến ngã tư Xuân Thủy, đây là một phần của tuyến đường vành đai ba – tuyến huyết mạnh giao thông của thành phố Hà Nội. Đường Phạm Văn Đồng nằm trên địa phận các quận Bắc Từ Liêm và quận Cầu Giấy.
Làng Phú Đơ (Hình 1.11) thuộc phường Phú Đô, quận Nam Từ Liêm, thành phố Hà. Làng ở cách trung tâm Hà Nội khoảng 10 km về phía Tây-Nam. Phía Bắc giáp xã Mỹ Đình, Nam giáp đường cao tốc Láng - Hồ lạc, phía đơng giáp thơn Mễ Trì Thượng), phía Tây giáp sơng Nhuệ. Tổng diện tích tự nhiên của làng nghềlà 258,6 ha, trong đó đất nơng nghiệp là 164,6 ha.
1.5.2 Đặc điểm khí hậu
Khu vực thành phố Hà Nội Nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa, khí hậu Hà Nội có đặc trưng nổi bật là gió mùa ẩm, nóng và mưa nhiều về mùa hè, lạnh và ít mưa về mùa đông; được chia thành bốn mùa rõ rệt trong năm: Xuân, Hạ, Thu, Đông. Mùa xuân bắt đầu vào tháng 2 kéo dài đến tháng 4. Mùa hạ bắt đầu từtháng 5 đến tháng 8, nóng bức nhưng lại mưa nhiều. Mùa thu bắt đầu từtháng 8 đến tháng 10, trời dịu mát. Mùa đông bắt đầu từtháng 11 đến tháng 1 năm sau, thời tiết giá lạnh, khô hanh.
Hà Nội quanh năm tiếp nhận được lượng bức xạ mặt trời khá dồi dào. Tổng lượng bức xạtrung bình hàng năm khoảng 120 kcal/cm², nhiệt độ trung bình năm 24,9°C, độ ẩm trung bình 80 - 82%. Lượng mưa trung bình trên 1700mm/năm (khoảng 114 ngày mưa/năm).
1.5.3 Đặc điểm kinh tế - xã hội
Tính đến năm 2017, trên địa bàn thành phố Hà Nội có khoảng 7.655 nghìn người, mật độ dân sốtrung bình là 2.279 người/km2, dân cư phân bốkhông đều, tốc độ đơ thị hóa phát triển tương đối nhanh, mật độ dân số tập trung tại các quận khá cao (mật độ dân số trung bình của 12 quận là 11.220 người/km2, trong đó cao nhất là quận Đống Đa 42.171 người/km2, thấp nhất là quận Long Biên 4.840 người/km2).
Năm 2017, kinh tế của thủ đơ tiếp tục duy trì mức tăng trưởng khá, ước cả năm 2017 tăng 8,8%. Đáng chú ý, tất cảcác ngành, lĩnh vực chủ yếu đều lấy lại đà tăng trưởng:
33
giá trị gia tăng công nghiệp – xây dựng tăng 8,4%, trong đó, riêng xây dựng tăng 9,9%, là mức tăng cao nhất trong 3 năm gần đây; thị trường bất động sản đã có sự chuyển biến. Giá trị gia tăng ngành nông nghiệp ước tăng 2%; giá trị sản xuất nông, lâm, thủy sản trên diện tích đất nơng nghiệp ước đạt 231 triệu đồng/ha. Kinh tế Hà nội tăng trưởng cao nhờ có nhiều lợi thế, trong đó có cơ cấu kinh tế hiện đại với công nghiệp - dịch vụ chiếm tỷ trọng hơn 90% GDP. Hà Nội xếp thứ 7 trong top 10 thành phố có tăng trưởng du lịch nhanh nhất thế giới, kéo theo đó là lợi thế về dịch vụ thương mại, vận tải…
Đường Phạm Văn Đồng thuộc tuyến dường huyết mạch vành đai 3 của thành phố Hà Nội. Hai bên đường Phạm Văn Đồng là các khu đô thị lớn và khu dân cư đông đúc như: khu đô thị Ciputra, khu tập thểpháo binh, khu dân cư Xuân Đỉnh, khu đô thị Tây HồTây, khu đô thị Resco, khu đô thị Cổ Nhuế, khu đô thị thành phốgiao lưu, khu tập thể Đại học Ngoại ngữ. Với lượng dân cư đông đúc hai ven đường và cũng là con đường huyết mạch vẫn chuyển hàng hóa nên số lượng xe lưu thông hằng ngày là rất lớn.
Theo khảo cứu của Hội Làng nghề Việt Nam, làng Phú Đô bắt đầu làm bún từ thế kỷ 12. Và cho đến nay, tại khu vực làng bún Phú Đơ, tính đến năm 2015, làng nghề có hơn 1.200 hộ với hơn 8.000 dân. Trong đó số hộ làm bún chiếm khoảng 50%, cịn lại 10% số hộ sản xuất phục vụ làng nghềnhư: sản xuất cơng cụlàm bún (cơ khí), xay xát gạo, cung cấp than củi; 20% số hộ làm dịch vụthương mại tiêu thụ các sản phẩm bún của làng; 20% số hộ còn lại làm nghề khác. Theo thống kê của UBND phương Phú Đô, hiện làng nghề có 500 hộ sản xuất và trên 650 hộ kinh doanh, mỗi ngày đưa ra thị trường khoảng 60 tấn bún, cung cấp trên 51% sản lượng bún của địa bàn thủ đô Hà Nội.
Theo khảo sát, hầu hết những gia đình sản xuất bún ở Phú Đơ đều ni thêm lợn, bị và gia cầm. Ngành chăn ni tại địa phương đặc biệt phát triển do tận dụng được chất thải từ quá trình sản xuất bún.
34
1.5.4 Hiện trạng mơi trường khơng khí
Theo kết quả điều tra về ô nhiễm khơng khí tại Hà Nội năm 2016, nồng độ bụi đo được tại Hà Nội cuối tháng 4/2016 được khuyến cáo là cao hơn 3 lần mức khuyến cáo theo Quy chuẩn quốc gia về chất lượng khơng khí xung quanh[1] và 7 lần so với khuyến cáo của Tổ chức Y tế thế giới. Nồng độ PM10 và PM 2.5 trung bình của 400 mẫu bụi tại Hà Nội đo được năm 2006-2008 lần lượt là 60-157 g/m3 và 42-134 g/m3
trong đó nồng độ bụi PM2.5 cao hơn mức khuyến cáo của cơ quan bảo vệ môi trường Mỹ (35 g/m3) và Tổ chức Y tế thế giới (25 g/m3) [80]. Báo cáo môi trường quốc gia năm 2013 của BộTài nguyên và Môi trường cho thấy, ô nhiễm bụi tập trung cao ở các đơ thị có mật độ giao thơng lớn như Hà Nội và TP. Hồ Chí Minh, đặc biệt tại các trục giao thông, nồng độ bụi thường tăng cao vào các giờ cao điểm do do thời điểm.
35
CHƯƠNG II: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Thiết bị, hóa chất, dụng cụ thí nghiệm 2.1. Thiết bị, hóa chất, dụng cụ thí nghiệm
Để thực hiện luận văn, đềtài đã sử dụng những thiết bị, hóa chất và dụng cụ sau:
2.1.1 Hóa chất thí nghiệm, dụng cụ thí nghiệm
- Dung môi: acetone, dichloromethane, và hexane (Kanto Chemical Co., Tokyo, Nhật Bản).
- Hóa chất chuẩn đồng hành: 3,3'-Dichlorobenzidine-d6, 2-Fluorophenol, 1,2- Dichlorobenzene-d4, 4-Chloroaniline-d4, BisphenolA-d14, 2,4-Dichlorophenol-d3, p- Terphenyl-d14, C20D42, Benzophenone-d10, 4-Nonylphenol-d4, Tris(2- ethylhexyl)phosphate-d51, 4,4'-DDT-13C12, Pentachlorophenol-13C6 của công ty Kanto Chemical Co., Wako Pure Chemical Industries (Osaka, Nhật Bản), Wellington Laboratories (Ontario, Canada), và Sigma-Aldrich Japan K.K. (Tokyo, Nhật Bản). - Hóa chất nội chuẩn: Naphthalene-d8, Acenaphthene-d10, Phenanthrene-d10, Fluoranthene-d10, Chrysene-d12, Perylene-d12 của công ty Kanto Chemical Co., Wako Pure Chemical Industries (Osaka, Nhật Bản).
- Na2SO4 và NaCl (độ tinh khiết 99%) của công ty Kanto Chemical Co., Wako Pure Chemical Industries (Osaka, Nhật Bản).
- Màng lọc bụi thạch anh (QR-100; 203 x 254 mm) của hãng Advantec Toyo Kaisha, Ltd. (Tokyo, Nhật Bản).
2.1.2 Thiết bị thí nghiệm
- Máy lấy mẫu bụi thể tích lớn KIMOTO Model-120H.
- Thiết bị sắc ký khí khối phổ (GC/MS QP2010, Shimadzu, Nhật Bản) - Thiết bị siêu âm Super RK510 của Nhật Bản
- Thiết bị cất quay chân không Buchi Model R-200, Đức - Thiết bị làm giàu mẫu bằng khí nitơ
36 - Thiết bị ly tâm lạnh Rotina 420r, Đức
- Máy đồng nhất mẫu Vortex Orbit – 300, Mỹ
- Các loại ống đong, cốc 250ml, cân phân tích, bình định mức, pipet các cỡ được sử dụng trong quá trình nghiên cứu, chuẩn bị mẫu.
2.2 Phương pháp nghiên cứu
2.2.1 Thu thập, tổng hợp phân tích thơng tin số liệu
Tổng hợp, kế thừa và sử dụng các tài liệu, kết quả nghiên cứu đã công bố về cả lý thuyết và thực tế liên quan tới vấn đề nghiên cứu của luận văn:
- Đặc điểm khu vực nghiên cứu: Điều kiện khí hậu, điều kiện kinh tế - xã hội của khu vựa nghiên cứu đã được thu thập (kết quảđược nêu trong chương I).
- Phương pháp lấy mẫu, phân tích PAEs và sterols trong bụi khơng khí: đề tài đã thu thập và nghiên cứu được cách lấy mẫu, phân tích PAEs và sterols trong bụi khơng khí từ kết quả nghiên cứu trước đây của Nguyễn Thị Lan Hương về“Xây dựng quy trình phân tích một số chất hữu cơ bán bay hơi trong bụi khơng khí, ứng dụng đánh giá ơ nhiễm PAHS tại Hà Nội” [11].
- Các kết quả của các nghiên cứu trước đây về PAEs và sterol trong bụi khơng khí: đề tài đã tổng hợp và tham khảo được 12 nghiên cứu về PAEs trong bụi khơng khí tại các thành phố trên thế giới và 02 nghiên cứu về PAEs trong bụi khơng khí trong nhà tại Hà Nội; 08 nghiên cứu về sterols trong bụi khơng khí tại các thành phố trên thế giới.
2.2.2 Điều tra khảo sát thực địa, lấy mẫu tại hiện trường
Mục đích khảo sát thực địa nhằm đánh giá mức độ ô nhiễm một cách trực quan, xác định các nguồn có khả năng thải phthalate và sterol ra môi trường, hỗ trợ cho q trình nghiên cứu, đánh giá mức độ ơ nhiễm, xác định nguồn thải phthalate và sterol trong môi trường bụi khơng khí tại khu vực nội thành Hà Nội.
Do các hạn chế về thời gian cũng như kinh phí thực hiện, phạm vi nghiên cứu của luận văn trung vào 2 điểm tại Hà Nội điển hình cho 2 nguồn phát thải: Đường Phạm Văn
37
Đồng, đại diện cho nguồn phát thải từ giao thông, xây dựng và khu dân cư Phú Đô, Từ Liêm đại diện cho nguồn phát thải từ các hoạt động dân sinh.
a. Kết quảđiều tra thực địa:
- Tại khu vực đường Phạm Văn Đồng: Mật độcác phương tiện tham gia giao thông rất đông đúc vào buổi sáng, với khoảng thời gian từ 7h30-9h00 hiện tượng tắc đường, ùn ứ xảy ra thường xuyên; Tuy nhiên, trong buổi tối, mật độ phương tiên di chuyển thưa thớt, chủ yếu là xe tải và xe chở nguyên vật liệu xây dựng.
Gần khu vực tiến hành lấy mẫu khảo sát, có 1 khu vực tập kết, thu gom rác thải thải thường tập trung vào khoảng 20h-20h30 hằng ngày.
Trong mùa đơng, có hiện tượng đốt than, củi, các đồ dùng khác ven đường với mục đích sưởi ấm.
- Tại khu vực làng Phú Đơ: Khu vực có mật đơ dân cư sinh sống đơng đúc, có nhiều hàng quán chế biến thực phẩm trong khu vực với nhiên liệu đốt chính là than, củi. Đặc biệt có trên 60% số hộ dân trong khu vực làm nghề sản xuất bún. Hoạt đông sản xuất