Nghiên cứu xây dựng quy trình phân tích và đánh giá mức độ ô nhiễm các hợp chất cơ clo mạch ngắn trong nước mặt trên địa bàn một số quận thuộc thành phố hà nội

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN --- PHẠM VĂN HUY NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUY TRÌNH PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ Ô NHIỄM CÁC HỢP CHẤT CƠ CLO MẠCH NGẮN TRONG NƯỚC M

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-

PHẠM VĂN HUY

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUY TRÌNH PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ Ô NHIỄM CÁC HỢP CHẤT CƠ CLO MẠCH NGẮN TRONG NƯỚC MẶT TRÊN ĐỊA BÀN MỘT SỐ QUẬN THUỘC THÀNH PHỐ HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội – Năm 2014

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-

PHẠM VĂN HUY

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUY TRÌNH PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ Ô NHIỄM CÁC HỢP CHẤT CƠ CLO MẠCH NGẮN TRONG NƯỚC MẶT TRÊN ĐỊA BÀN MỘT SỐ QUẬN THUỘC THÀNH PHỐ HÀ NỘI

Chuyên ngành: Khoa học Môi trường

Mã số: 60440301

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS ĐỖ QUANG HUY

Hà Nội – Năm 2014

LỜI CẢM ƠN

Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc, em xin được gửi lời cảm ơn chân thành đến Thầy PGS.TS Đỗ Quang Huy, giảng viên Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên đã trực tiếp giao đề tài và hướng dẫn em tận tình, cho em những kiến thức và kinh nghiệm quý báu, tạo điều kiện thuận lợi cho em trong quá trình thực hiện, hoàn thành luận văn này

Em xin gửi lời cảm ơn tới các thầy cô giáo Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên đã nhiệt tình truyền thụ cho em những kiến thức vô cùng quý báu trong suốt quá trình học tập tại trường

Em cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Ban lãnh đạo và cán bộ công nhân viên Phòng Thí nghiệm Phân tích thuộc Ban 10 – 80, Bộ Y tế đã tạo điều kiện thuận lợi cho em có cơ hội được học hỏi, thực tập và hoàn thành luận văn này

Tôi xin cảm ơn Th.S Đặng Văn Đoàn, cử nhân Vũ Ngọc Thu và cử nhân Lành Thị Lê Na đã giúp đỡ và cộng tác cùng tôi triển khai thực hiện cùng tôi nghiên cứu này

Xin bày tỏ lòng biết ơn vô hạn tới gia đình và các bạn bè đã luôn là chỗ dựa tinh thần vững chắc và là nguồn động viên đối với em trong cuộc sống và trong quá trình học tập

Hà Nội, tháng 12 năm 2014 Học viên

Phạm Văn Huy

MỘT SỐ THUẬT NGỮ VIẾT TẮT

BYT Bộ Y tế

CTPT Công thức phân tử

ECD Detectơ cộng kết điện tử (Electron capture detector)

EPA Cơ quan bảo vệ môi trường Hoa Kỳ FPD Detectơ quang hóa ngọn lửa (Flame photometric detector)

FID Detectơ ion hóa ngọn lửa (Flame ionization detector)

GC Sắc ký khí (Gas chromatography)

HPLC Sắc ký lỏng hiệu năng cao (High performance liquid

chromatography)

KIEST Viện Khoa học và Công nghệ Hàn Quốc (Korea institute of

Environmental Science & Technology)

MS Khối phổ (Mass spectrometry)

OEHHA Cơ quan đánh giá nguy cơ sức khỏe Môi Trường (Office of

Environmental Health Harzar Assessment)

QCVN Quy chuẩn Việt Nam

TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam

VOCs Các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (Volatile organic compounds)

WHO Tổ chức Y tế Thế giới (World Health Organization)

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Sơ đồ lưu chuyển các hợp chất cơ clo mạch ngắn trong môi trườngError! Bookmark not defined Hình 1.2 Cấu tạo dụng cụ kỹ thuật SMPE Error! Bookmark not defined.

Hình 1.3 Thiết bị sắc ký khí Error! Bookmark not defined.

Hình 2.1 Quá trình lấy mẫu trong kỹ thuật không gian hơiError! Bookmark not defined.

Hình P1 Các vị trí lấy mẫu tại Hồ Khương Đình, quận Thanh XuânError! Bookmark not defined.

Hình P2 Các vị trí lấy mẫu tại Hồ Triều Khúc, quận Thanh XuânError! Bookmark not defined.

Hình P3 Các vị trí lấy mẫu tại quận Đống Đa Error! Bookmark not defined.

Hình P4 Các vị trí lấy mẫu tại sông Tô Lịch đoạn từ điểm giao cắt với Sông

Lừ đến Ngã Tư Sở Error! Bookmark not defined.

Hình P5 Các vị trí lấy mẫu tại sông Tô Lịch đoạn từ Ngã Tư Sở đến đường

Hoàng Quốc Việt Error! Bookmark not defined.

Hình B4 Sắc ký đồ phân tích mẫu nước mặt tại ao Khương Đình – quận Thanh

Xuân Error! Bookmark not defined.

Hình B5 Sắc ký đồ phân tích mặt nước mặt tại Sông Tô LịchError! Bookmark not defined.

Hình B6 Sắc kí đồ phân tích mẫu nước hồ Đống ĐaError! Bookmark not defined.

Hình B7 Sắc kí đồ phân tích mẫu nước hồ Ba Mẫu Error! Bookmark not defined.

Hình B10 Sắc kí đồ phân tích mẫu nước hồ Kim LiênError! Bookmark not defined.

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Một số tiêu chuẩn quy định về nồng độ các chất cơ clo mạch ngắn

dễ bay hơi trong nước ăn uống Error! Bookmark not defined.

Bảng 1.2 Đề xuất tiêu chuẩn chất lượng nước mặt cho MoldovaError! Bookmark not defined.

Bảng 1.3 Tiêu chuẩn quy định về nồng độ các chất cơ clo mạch ngắn dễ bay

hơi trong nước thải của KIEST Error! Bookmark not defined.

Bảng 1.4 Tiêu chuẩn quy định về nồng độ các chất cơ clo mạch ngắn dễ bay

hơi trong nước xả thải ở Nhật Bản Error! Bookmark not defined.

Bảng 2.1 Phân mức rủi ro Error! Bookmark not defined.

Bảng 2.2 Nồng độ Diclometan trong các dung dịch chuẩnError! Bookmark not defined.

Bảng 2.3 Nồng độ của chất chuẩn Triclometan trong các dung dịch chuẩnError! Bookmark not defined Bảng 2.4 Nồng độ của chất chuẩn 1,2-Dicloetan trong các dung dịch chuẩnError! Bookmark not defined Bảng 3.1 Đường ngoại chuẩn của Diclometan Error! Bookmark not defined.

Bảng 3.2 Đường ngoại chuẩn của Triclometan Error! Bookmark not defined.

Bảng 3.3 Đường ngoại chuẩn của 1,2-Dicloetan Error! Bookmark not defined.

Bảng 3.4 Kết quả phân tích các chất Diclometan, Triclometan, 1,2-Diclotean

cứu trong mẫu nước mặt tại một số hồ thuộc quận Thanh XuânError! Bookmark not defined.

Bảng 3.5 Kết quả phân tích các chất Diclometan, Triclometan, 1,2-Dicloetan

trong mẫu nước mặt tại một số hồ thuộc quận Đống ĐaError! Bookmark not defined.

Bảng 3.6 Kết quả phân tích chất Diclometan trong mẫu nước lấy tạiError! Bookmark not defined.

sông Tô Lịch Error! Bookmark not defined.

Bảng 3.7 Kết quả phân tích chất Triclometan trong mẫu nước lấy tạiError! Bookmark not defined.

sông Tô Lịch Error! Bookmark not defined.

Bảng 3.8 Kết quả phân tích 1,2-Dicloetan trong các mẫu nước lấy tạiError! Bookmark not defined.

sông Tô Lịch Error! Bookmark not defined.

Bảng 3.9 Hệ số tiềm năng ung thư của một số chất qua đường hô hấpError! Bookmark not defined.

Bảng 3.10 Rủi ro ung thư trong thời gian sống (10-6) gây ra bởi Diclometan,

Triclometan và 1,2-Dicloetan trong nước mặt khu vực quận Thanh XuânError! Bookmark not defined.

Bảng 3.11 Rủi ro ung thư trong thời gian sống (10-6) gây ra bởi Diclometan,

Triclometan và 1,2-Dicloetan trong nước mặt khu vực quận Đống ĐaError! Bookmark not defined.

Bảng 3.12 Rủi ro ung thư trong thời gian sống (10-6) gây ra bởi Diclometan,

Triclometan và 1,2-Dicloetan trong nước mặt sông Tô LịchError! Bookmark not defined.

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 10

CHƯƠNG 1 Error! Bookmark not defined.

TỔNG QUAN Error! Bookmark not defined.

1.1 Nguồn phát sinh của các hợp chất cơ clo mạch ngắnError! Bookmark not defined.

1.2 Ảnh hưởng của các hợp chất cơ clo mạch ngắn đến sức khỏe con

người Error! Bookmark not defined.

1.3 Tiêu chuẩn, giới hạn cho phép của một số hợp chất cơ clo mạch ngắn

trong môi trường nước Error! Bookmark not defined.

1.4 Tổng quan về hiện trạng ô nhiễm nước mặt do VOCs trên thế giới và ở

Việt Nam Error! Bookmark not defined.

1.5 Các kỹ thuật thường được sử dụng tách chiết VOCsError! Bookmark not defined.

1.6 Phương pháp phân tích sắc kí khí Error! Bookmark not defined.

1.6.1 Nguyên tắc chung củ a phương pháp sắc kí khí Error! Bookmark not defined.

1.6.2 Detectơ ion hoá ngọn lửa Error! Bookmark not defined.

1.6.3 Detectơ cộng kết điện tử Error! Bookmark not defined.

1.6.4 Detectơ khối phổ Error! Bookmark not defined.

1.7 Một vài nét về khu vực nghiên cứu Error! Bookmark not defined.

1.7.1 Quận Thanh Xuân Error! Bookmark not defined.

1.7.2 Quận Đống Đa Error! Bookmark not defined.

1.7.3 Một vài nét về Sông Tô Lịch Error! Bookmark not defined.

CHƯƠNG 2 Error! Bookmark not defined.

ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨUError! Bookmark not defined.

2.1 Đối tượng nghiên cứu Error! Bookmark not defined.

2.2 Phương pháp nghiên cứu Error! Bookmark not defined.

2.2.1 Phương pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu Error! Bookmark not defined.

2.2.2 Phương pháp tách chất bằng kỹ thuật không gian hơiError! Bookmark not defined 2.2.3 Phương pháp sắc ký khí detectơ cộng kết điện tửError! Bookmark not defined.

2.2.4 Phương pháp tính toán rủi ro và ngưỡng gây ung thưError! Bookmark not defined 2.3 Thực nghiệm Error! Bookmark not defined.

2.3.1 Dụng cụ và hóa chất Error! Bookmark not defined.

2.3.1.1 Dụng cụ Error! Bookmark not defined.

2.3.1.2 Hóa chất Error! Bookmark not defined.

2.3.2 Chuẩn bị các dung dịch hỗn hợp chuẩn và mẫu chuẩnError! Bookmark not defined 2.3.3 Phân tích mẫu thực tế Error! Bookmark not defined.

2.3.4 Tính rủi ro và ngưỡng gây ung thư Error! Bookmark not defined.

CHƯƠNG 3 Error! Bookmark not defined.

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Error! Bookmark not defined.

3.1 Xác định điều kiện phân tích các chất nghiên cứu bằng phương pháp

sắc ký khí Error! Bookmark not defined.

3.2 Kết quả xác định nồng độ các cơ clo mạch ngắn trong các mẫu nước

mặt trên địa bàn khu vực nghiên cứu Error! Bookmark not defined.

3.2.1 Xây dựng đường ngoại chuẩn Error! Bookmark not defined.

3.2.2 Xác định nồng độ các cơ clo mạch ngắn trong các mẫu nước mặt tại

quận Thanh Xuân Error! Bookmark not defined.

3.2.3 Xác định nồng độ các cơ clo mạch ngắn trong các mẫu nước mặt tại

quận Đống Đa Error! Bookmark not defined.

3.2.4 Xác định nồng độ các cơ clo mạch ngắn trong các mẫu nước sông

Tô Lịch Error! Bookmark not defined.

3.3 Kết quả tính toán và cảnh báo rủi ro gây ung thư gây ra bởi Diclometan,

Triclometan và 1,2-Dicloetan Error! Bookmark not defined.

KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ Error! Bookmark not defined.

TÀI LIỆU THAM KHẢO 11

PHỤ LỤC 1 Error! Bookmark not defined.

PHỤ LỤC 2 Error! Bookmark not defined.

MỞ ĐẦU

Như chúng ta đã biết, ở Việt Nam hiện nay nước thải đô thị, bao gồm nước thải từ các khu vực dân cư đô thị, từ các nhà máy, xí nghiệp sản xuất công, nông nghiệp và dịch

vụ, từ các bệnh viện, trường học, các khu vui chơi giải trí, được thải ra và đổ vào các

ao, hồ, sông ngòi, Các thành phần chủ yếu trong trong nước thải đô thị là các chất hữu

cơ dễ phân hủy, các chất hữu cơ bền vững, các chất rắn, các kim loại nặng, các chất vô

cơ, dầu mỡ, các vi sinh vật,

Hà Nội, một thành phố có rất nhiều sông, hồ Việc sử dụng các con sông chảy trong thành phố để chứa và dẫn nước thải đã làm mất cảnh quan môi trường và làm ô nhiễm nguồn nước Việc phân tích xác định thành phần, hàm lượng các chất gây ô nhiễm trong nước của các con sông này đã được thực hiện Tuy nhiên, việc phân tích xác định các dung môi hữu cơ chứa clo trong nước của các con sông này chưa được quan tâm đúng mức Trong đó có các chất cơ clo dễ bay hơi như: Diclometan (CH2Cl2); Triclometan (CHCl3); Tricloetylen (C2HCl3); Tetracloetylen (C2Cl4),… Sự có mặt của các chất này trong môi trường nước sẽ gây ảnh hưởng nghiêm trọng tới các động vật thủy sinh và ảnh hưởng tới sức khỏe con người

Nguồn phát sinh các hợp chất cơ clo mạch ngắn trong nước sinh hoạt chủ yếu do quá trình khử trùng nước bằng clo - công đoạn không thể thiếu trong các nhà máy nước ở Việt Nam, trong khi đó nước mặt ở Việt Nam thường tiếp nhận nước thải sinh hoạt từ các khu vực khách sạn, nhà hàng, cơ sở giặt khô, là hơi, ; một số nơi nước mặt còn bị tiếp nhận từ nguồn nước thải công nghiệp như sản xuất sơn, sản xuất ô tô, Các hợp chất cơ clom mạch ngắn là các chất dễ bay hơi, nên chúng thoát ra khỏi bề mặt nước làm ô nhiễm môi trường không khí Từ đó, chúng có thể dễ dàng hấp thụ vào cơ thể con người qua hệ

hô hấp Các chất cơ clo mạch ngắn thâm nhập vào cơ thể người gây ảnh hưởng đến hệ thống thần kinh, hệ tuần hoàn, gan, thận và nguy hiểm nhất là khả năng gây ung thư Tuy nhiên, cho đến nay chưa có nhiều nghiên cứu về việc xác định và đánh giá ảnh hưởng của các hợp chất cơ clo mạch ngắn trong nước mặt tới sức khỏe cộng đồng Xuất phát từ yêu

cầu thực tế đó, chúng tôi đã lựa chọn và thực hiện đề tài “NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG

PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ Ô NHIỄM CÁC HỢP CHẤT CƠ CLO MẠCH NGẮN TRONG NƯỚC MẶT TRÊN ĐỊA BÀN MỘT SỐ QUẬN THUỘC THÀNH PHỐ HÀ NỘI”

Nội dung nghiên cứu của đề tài:

- Hoàn thiện phương pháp tách chiết một số hợp chất cơ clo mạch ngắn dễ bay hơi trong nước mặt bằng kỹ thuật không gian hơi phù hợp để phân tích trên hệ thống sắc ký khí detectơ cộng kết điện tử

- Áp dụng quy trình xây dựng trên để xác định nồng độ diclometan, triclometan, 1,2-Dicloetan có trong các mẫu nước mặt lấy tại các sông, hồ ở một số quận nội thành Hà Nội

- Từ kết quả phân tích xác định mức độ ô nhiễm và tính toán đánh giá rủi ro ung thư gây ra bởi các hợp chất cơ clo mạch ngắn đối với con người trong vùng nghiên cứu

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài này gồm:

- Đưa ra được quy trình phân tích các hợp chất cơ clo mạch ngắn trong nước mặt

- Xác định được nồng độ các chất nghiên cứu trong nước mặt tại các sông hồ trên địa bàn một số quận thuộc thành phố Hà nội

- Tính toán được rủi ro ung thư gây ra bởi các chất nghiên cứu từ kết quả phân tích các mẫu nước mặt đã lấy được

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tiếng Việt

1 Dương Hồng Anh (2003), Phân tích đánh giá một số chất ô nhiễm hữu cơ trong nước ngầm cung cấp cho các nhà máy nước tại khu vực Hà Nội và khả năng hình thành những sản phẩm phụ có độc tính cao trong nước máy do quá trình khử trùng bằng clo, Luận án tiến sĩ Hoá học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG Hà Nội

2 Nguyễn Xuân Cường (2005), Nghiên cứu sử dụng phương pháp vi chiết pha lỏng kết hợp với sắc ký khí – detectơ cộng kết điện tử xác định hàm lượng tetracloetylen trong môi trường nước, Luận văn thạc sỹ khoa học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên,

ĐHQG Hà Nội

3 Nguyễn Mai Dung (2008), Nghiên cứu xác định hợp chất clo bay hơi trong không khí bằng phương pháp vi chiết pha rắn kim rỗng kết hợp với sắc ký khí (GC-ECD), Luận

văn thạc sỹ khoa học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG Hà Nội

4 Đặng Văn Đoàn (2009), Xác định hàm lượng các hợp chất cơ clo dễ bay hơi trong nước của hệ thống sông thuộc khu vực nội thành Thành phố Hà Nội (Khảo sát sông Sét, sông Lừ, sông Kim Ngưu), Luận văn thạc sỹ khoa học, Trường Đại học Khoa học

Tự nhiên, ĐHQG Hà Nội

5 Vũ Thị Quỳnh Hoa (2004), Nghiên cứu xây dựng phương pháp xác định tetracloetylen trong môi trường nước, Luận văn thạc sỹ khoa học, Trường Đại học

Khoa học Tự nhiên, ĐHQG Hà Nội

6 Nguyễn Đức Huệ (2005), Các phương pháp phân tích hữu cơ, NXB Đại học Quốc

gia Hà Nội

7 Nguyễn Đức Huệ (2006), Độc học môi trường, Giáo trình chuyên đề, ĐHQG Hà Nội

8 Ngô Thị Minh Tân (2012), Đánh giá ô nhiễm các chất cơ clo mạch ngắn trong nước cấp sinh hoạt tại một số vùng thuộc nội thành Hà Nội, Luận văn thạc sỹ khoa học,

Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG Hà Nội

9 Quy chuẩn Việt Nam QCVN 01: 2009/QCVN, Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước ăn uống

10 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5945 : 1995, Nước thải công nghiệp – Tiêu chuẩn thải

11 Phạm Hùng Việt (2005), Sắc ký khí cơ sở lý thuyết và khả năng ứng dụng, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội

Tiếng Anh