MỞ ĐẦU Ở các nước đang phát triển, đặc biệt là Việt Nam việc sử dụng đồ dùng không đạt tiêu chuẩn vô cùng phổ biến, đã gây ra nhiều hệ quả vô cùng nghiêm trọng từ kinh tế đến môi trường và sức khỏe con người như các mặt hàng tiêu dùng bao bì, chai, lọ, hộp, đồ chơi trẻ em, đồ điện tử được làm từ nhựa hay các loại mỹ phẩm, nước khử mùi. Một trong những thành phần gây độc của các sản phẩm đó là Phthalates. Hằng năm, ước tính có hơn 200 ngàn tấn phthalates làm ô nhiễm không khí, đất, nước. Phthalates dễ dàng đi vào cơ thể con người qua ba con đường: tiêu hoá, hít thở và qua da, là nguyên nhân gây ung thư, rối loạn nội tiết, dị tật bẩm sinh, phá vỡ các hoocmon. Thế giới vi sinh vật vô cùng phong phú và đa dạng, trong đó có vi khuẩn. Vi khuẩn, enzym không những chỉ được ứng dụng vào các ngành công nghệp chế biến, y học mà còn đang được nghiên cứu phát triển để đưa vào xử lý môi trường trong đó có xử lý phthalates. I. Giới thiệu chung về Phthalates 1. Định nghĩa Phthalates hay este phthalates, là este của axit phtalic (một axit dicarboxylic thơm, với công thức C6C4(COOH)2) và chủ yếu được sử dụng như chất làm dẻo, chất bổ sung vào nhựa để tăng tính linh hoạt, độ bền và tuổi thọ của nhựa). Phthalates được sản xuất bởi phản ứng anhydrit phthalic với rượu (từ methanol và ethanol (C1 C2) lên đến tridecyl rượu (C13), là một chuỗi thẳng hoặc phân nhánh). Phthalates là một chất lỏng khan, không màu, khó nhận biết mùi, tan trong dung môi hữu cơ nhưng không tan trong nước, có độ bền, tính linh hoạt, kháng thời tiết và khả năng chịu được nhiệt độ cao. Trong đó các loại phổ biến nhất: phthalates cao phân tử (có từ 7 đến 13 C gốc R, R’) bao gồm diisononyl phthalate (DINP), diisodecyl phthalate (DIDP) và dipropylheptyl phthalate (DPHP); Phthalates thấp phân tử (3 6 C gốc R, R’) bao gồm di (2ethylhexyl) phthalate (DEHP) và dibutyl phthalate (DBP). 3. Hiện trạng sử dụng Phthalates được sử dụng trong một loạt các sản phẩm: sơn ruột của thuốc dược phẩm, chất ổn định, chất phân tán, chất bôi trơn, chất kết dính, chất nhũ hoá. Ứng dụng làm chất kết dính và keo dán, chất phụ trợ nông nghiệp, vật liệu xây dựng, sản phẩm chăm sóc cơ, các thiết bị y tế, chất tẩy rửa và bề mặt, bao bì, đồ chơi trẻ em, mô hình đất sét, sáp, sơn, thực phẩm, và dệt may. Các mặt hàng chăm sóc cá nhân có chứa phthalates bao gồm nước hoa, phấn mắt, kem dưỡng ẩm, sơn móng tay, xà phòng lỏng, và keo xịt tóc. Phthalates cũng được tìm thấy trong thiết bị điện tử hiện đại và các ứng dụng y tế như ống thông và các thiết bị truyền máu. Phthalates được sử dụng rộng rãi nhất là di (2ethylhexyl) phthalate (DEHP), diisodecyl phthalate (DIDP), và diisononyl phthalate (DINP). DEHP là chất làm dẻo được sử dụng trên toàn cầu trong PVC do chi phí thấp của nó. Benzylbutylphthalate (BBP) được sử dụng trong sản xuất xốp PVC. Phthalates thấp phân tử được sử dụng làm dung môi trong nước hoa và thuốc trừ sâu. Khi các dẫn chất phthalates được dùng làm chất hóa dẻo cho các bao bì nhựa như chai, can, túi, bao, gói, đầu núm vú, bình sữa, trong đồ chơi trẻ em,... trong quá trình sử dụng, các dẫn chất phthalate ít nhiều thôi ra và theo đường tiêu hóa vào cơ thể con người. Nguy hại hơn, một số nhà sản xuất đã dùng DEHP làm chất tạo đục cho thực phẩm, làm nguy cơ nhiễm độc cao gấp cả trăm lần.
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
KHOA MÔI TRƯỜNG
TIỂU LUẬN
VI KHUẨN PHÂN HỦY PHTHALATES
GVHD: TS: Trần Thị Huyền Nga
Nhóm 12: Nguyễn Hoàng Oanh
Phạm Thị Hằng Hải
Nguyễn Thị Oanh
Đào Thị Phượng
Trần Thị Quỳnh
Dương Thị Thủy
Hà Nội, 10/12/2015
Trang 2MỤC LỤC
MỞ ĐẦU
Ở các nước đang phát triển, đặc biệt là Việt Nam việc sử dụng đồ dùng không đạt tiêu chuẩn vô cùng phổ biến, đã gây ra nhiều hệ quả vô cùng nghiêm trọng từ kinh tế đến môi trường và sức khỏe con người như các mặt hàng tiêu dùng bao bì, chai, lọ, hộp, đồ chơi trẻ em, đồ điện tử được làm từ nhựa hay các loại mỹ phẩm, nước khử mùi Một trong những thành phần gây độc của các sản phẩm đó là Phthalates Hằng năm, ước tính có hơn 200 ngàn tấn phthalates làm ô nhiễm
Trang 3không khí, đất, nước Phthalates dễ dàng đi vào cơ thể con người qua ba con đường: tiêu hoá, hít thở và qua da, là nguyên nhân gây ung thư, rối loạn nội tiết,
dị tật bẩm sinh, phá vỡ các hoocmon
Thế giới vi sinh vật vô cùng phong phú và đa dạng, trong đó có vi khuẩn Vi khuẩn, enzym không những chỉ được ứng dụng vào các ngành công nghệp chế biến, y học mà còn đang được nghiên cứu phát triển để đưa vào xử lý môi trường trong đó có xử lý phthalates
I Giới thiệu chung về Phthalates
1 Định nghĩa
Phthalates hay este phthalates, là este của axit phtalic (một axit dicarboxylic thơm, với công thức C6C4(COOH)2) và chủ yếu được sử dụng như chất làm dẻo, chất bổ sung vào nhựa để tăng tính linh hoạt, độ bền và tuổi thọ của nhựa) Phthalates được sản xuất bởi phản ứng anhydrit phthalic với rượu (từ methanol
Trang 4và ethanol (C1 / C2) lên đến tridecyl rượu (C13), là một chuỗi thẳng hoặc phân nhánh)
Phthalates là một chất lỏng - khan, không màu, khó nhận biết mùi, tan trong dung môi hữu cơ nhưng không tan trong nước, có độ bền, tính linh hoạt, kháng thời tiết và khả năng chịu được nhiệt độ cao
Công thức cấu tạo:
2 Phân loại
Dimethyl phthalate DMP C 6 H 4 (COOCH 3 ) 2
Diethyl phthalate DEP C 6 H 4 (COOC 2 H 5 ) 2
Diallyl phthalate DAP C 6 H 4 (COOCH 2 CH=CH 2 ) 2
Di-n-propyl phthalate DPP C 6 H 4 [COO(CH 2 ) 2 CH 3 ] 2
Di-n-butyl phthalate DBP C 6 H 4 [COO(CH 2 ) 3 CH 3 ] 2
Diisobutyl phthalate DIBP C 6 H 4 [COOCH 2 CH(CH 3 ) 2 ] 2
Trang 5Butyl cyclohexyl phthalate BCP CH 3 (CH 2 ) 3 OOCC 6 H 4 COOC 6 H 11
Di-n-pentyl phthalate DNPP C 6 H 4 [COO(CH 2 ) 4 CH 3 ] 2
Dicyclohexyl phthalate DCP C 6 H 4 [COOC 6 H 11 ] 2
Butyl benzyl phthalate BBP CH 3 (CH 2 ) 3 OOCC 6 H 4 COOCH 2 C 6 H 5
Di-n-hexyl phthalate DNHP C 6 H 4 [COO(CH 2 ) 5 CH 3 ] 2
Diisohexyl phthalate DIHxP C 6 H 4 [COO(CH 2 ) 3 CH(CH 3 ) 2 ] 2
Diisoheptyl phthalate DIHpP C 6 H 4 [COO(CH 2 ) 4 CH(CH 3 ) 2 ] 2
Butyl decyl phthalate BDP CH 3 (CH 2 ) 3 OOCC 6 H 4 COO(CH 2 ) 9 CH 3
Di(2-ethylhexyl) phthalate DEHP , DOP C 6 H 4 [COOCH 2 CH(C 2 H 5 )(CH 2 ) 3 CH 3 ] 2
Di(n-octyl) phthalate DNOP C 6 H 4 [COO(CH 2 ) 7 CH 3 ] 2
Diisooctyl phthalate DIOP C 6 H 4 [COO(CH 2 ) 5 CH(CH 3 ) 2 ] 2
n-Octyl n-decyl phthalate ODP CH 3 (CH 2 ) 7 OOCC 6 H 4 COO(CH 2 ) 9 CH 3
Diisononyl phthalate DINP C 6 H 4 [COO(CH 2 ) 6 CH(CH 3 ) 2 ] 2
Di(2-Propyl Heptyl) DPHP C 6 H 4 [COOCH 2 CH(CH 2 CH 2 CH 3 )
Trang 6phthalate (CH 2 ) 4 CH 3 ] 2
Diisodecyl phthalate DIDP C 6 H 4 [COO(CH 2 ) 7 CH(CH 3 ) 2 ] 2
Diundecyl phthalate DUP C 6 H 4 [COO(CH 2 ) 10 CH 3 ] 2
Diisoundecyl phthalate DIUP C 6 H 4 [COO(CH 2 ) 8 CH(CH 3 ) 2 ] 2
Ditridecyl phthalate DTDP C 6 H 4 [COO(CH 2 ) 12 CH 3 ] 2
Diisotridecyl phthalate DIUP C 6 H 4 [COO(CH 2 ) 10 CH(CH 3 ) 2 ] 2
Trong đó các loại phổ biến nhất: phthalates cao phân tử (có từ 7 đến 13 C gốc
R, R’) bao gồm diisononyl phthalate (DINP), diisodecyl phthalate (DIDP) và dipropylheptyl phthalate (DPHP); Phthalates thấp phân tử (3 - 6 C gốc R, R’) bao gồm di (2-ethylhexyl) phthalate (DEHP) và dibutyl phthalate (DBP)
3 Hiện trạng sử dụng
Phthalates được sử dụng trong một loạt các sản phẩm: sơn ruột của thuốc dược phẩm, chất ổn định, chất phân tán, chất bôi trơn, chất kết dính, chất nhũ hoá Ứng dụng làm chất kết dính và keo dán, chất phụ trợ nông nghiệp, vật liệu xây dựng, sản phẩm chăm sóc cơ, các thiết bị y tế, chất tẩy rửa và bề mặt, bao bì,
đồ chơi trẻ em, mô hình đất sét, sáp, sơn, thực phẩm, và dệt may Các mặt hàng chăm sóc cá nhân có chứa phthalates bao gồm nước hoa, phấn mắt, kem dưỡng
ẩm, sơn móng tay, xà phòng lỏng, và keo xịt tóc
Phthalates cũng được tìm thấy trong thiết bị điện tử hiện đại và các ứng dụng
y tế như ống thông và các thiết bị truyền máu Phthalates được sử dụng rộng rãi nhất là di (2-ethylhexyl) phthalate (DEHP), diisodecyl phthalate (DIDP), và diisononyl phthalate (DINP) DEHP là chất làm dẻo được sử dụng trên toàn cầu trong PVC do chi phí thấp của nó Benzylbutylphthalate (BBP) được sử dụng trong sản xuất xốp PVC Phthalates thấp phân tử được sử dụng làm dung môi trong nước hoa và thuốc trừ sâu
Trang 7Khi các dẫn chất phthalates được dùng làm chất hóa dẻo cho các bao bì nhựa như chai, can, túi, bao, gói, đầu núm vú, bình sữa, trong đồ chơi trẻ em, trong quá trình sử dụng, các dẫn chất phthalate ít nhiều thôi ra và theo đường tiêu hóa vào cơ thể con người Nguy hại hơn, một số nhà sản xuất đã dùng DEHP làm chất tạo đục cho thực phẩm, làm nguy cơ nhiễm độc cao gấp cả trăm lần
II Vi khuẩn phân hủy Phthalates
1 Vi khuẩn
Vi khuẩn là một nhóm sinh vật đơn bào, có kích thước rất nhỏ (kích thước hiển vi) và thường có cấu trúc tế bào đơn giản không có nhân, bộ khung tế bào và các bào quan như ty thể và lục lạp
Ở đâu có cơ chất nào ở đó sẽ tồn tại các loài vi sinh vật phân hủy tương ứng
Một số chủng vi khuẩn dùng phân hủy phthalates gồm: Polaromonas, Delftia,
Comamonas,
Polaromonas Delftia Comamonas
Một số vi khuẩn phân lập từ các loại đất khác nhau dùng trong phân hủy DEP
và DEPA:
Trang 8DEP - diethylphthalate
DETP - diethylterephthalate
Rhodococcus Micrococcus
Xanthomonas maltophilia Flavobacterium aquatile
2 Cơ chế phân hủy phthalates của vi khuẩn
Mỗi loại vi khuẩn sẽ tiết ra một loại enzym đặc hiệu riêng để phân hủy phthalates Enzym tham gia xúc tác vào các phản ứng để mở vòng benzen, tạo hợp chất mạch thẳng ít độc so với phthalates có chứa mạch benzen là liên kết bền, khó tan trong nước, dễ gây độc bằng cơ chế tích tụ trong cơ thể con người
Trang 9KẾT LUẬN
Tuy tác hại của việc sử dụng sản phẩm có chứa phthalates là vô cùng nguy hại đối với sức khỏe con người nhưng việc kiểm soát, cũng như xử lý nó vẫn gặp nhiều khó khăn Do những nguy hại mà phathalates mang lại nên đã có nhưng
Trang 10biện pháp nhằm giảm thiểu việc sử dụng cũng như những ảnh hưởng nó, tuy nhiên quan trọng nhất vẫn nằm ở trách nhiệm của các cơ sở sản xuất, tiêu thụ cũng như ý thức của người tiêu dùng
Phương pháp dùng vi khuẩn để phân hủy phthalates là một trong những ứng dụng công nghệ hóa sinh vào để giải quyết vấn đề môi trường Tuy mới chỉ dừng lại ở việc nghiên cứu ở phòng thí nghiệm nhưng phương pháp cũng mở ra một hướng đi mới trong việc xử lý chất hại, mà cụ thể là phathalates
TÀI LIỆU THAM KHẢO:
1 C.Vamsee-Krishna • Prashant S 2008 Phale Biodegradation of the phthalates and their esters by bacteria Indian J Microbiol Published online 2008 May 1 Mar; 48(1): 19–34
Trang 112 MA Jackson, DP Labede, LA Becker May 1996 Isolation for bacteria and fungi for the hydrolysis of phthalate and terephthalate esters Journal of Industrial Microbiology Volume 16, Issue 5, pp 301-304
3 Da-Wei Liang & Tong Zhang & Herbert H P Fang và Jianzhong He 2008 Phthalates biodegradation in the environment Appl Microbiol Biotechnol 80 : 183
- 198