PHÂN TÍCH HÀM LƯỢNG ĐIOXIN VÀ FURAN TRONG KHÍ THẢI Ở VIỆT NAM

Thiết bị lấy mẫuƯu điểm Ưu điểm Chi phí đầu tư, Chi phí đầu tư, Có khả năng lấy mẫu ở các ống khói có kích thước khác nhau, tốc độ hút mẫu điều khiển bằng tay, kiểm tra rò rỉ kh

HÓA PHÂN TÍCH DỤNG CỤ

Phùng Võ Cẩm Hồng

PHÂN TÍCH HÀM LƯỢNG ĐIOXIN VÀ FURAN TRONG KHÍ THẢI Ở

VIỆT NAM

PHÂN TÍCH HÀM LƯỢNG ĐIOXIN VÀ FURAN TRONG KHÍ THẢI Ở

VIỆT NAM

 Việt Nam là một trong những nước chịu ảnh hưởng nặng nề của Dioxin do Mỹ sử dụng từ trước năm

1975

 Tuy nhiên, theo nghiên cứu giám sát ô nhiễm thì các lò đốt công nghiệp được coi là có nguy cơ phát thải Dioxin/Furan lớn gấp rất nhiều lần so với nguồn khác do thường có công suất lớn

 Chính vì thế, việc quan trắc, kiểm soát Dioxin/Furan là vô cùng quan trọng nhằm giảm nguy cơ rủi ro

đến môi trường và sức khỏe con người

Tổng quan về Dioxin/Furan

- Dioxin/Furan là tên gọi chung của một

nhóm hợp chất hóa học tồn tại bền vững trong

môi trường cũng như trong cơ thể con người và

các sinh vật khác

- Thời gian để cơ thể chúng ta thải trừ được một

nửa lượng Dioxin/Furan phải mất 10 năm.

- Dioxin/Furan là tên gọi chung của một

nhóm hợp chất hóa học tồn tại bền vững trong

môi trường cũng như trong cơ thể con người và

các sinh vật khác

- Thời gian để cơ thể chúng ta thải trừ được một

nửa lượng Dioxin/Furan phải mất 10 năm.

- Trong bản báo cáo của EPA đã miêu tả Dioxin/Furan như

là một mối tác nhân đe dọa nguy hiểm đối với sức khỏe

cộng đồng.

- Dioxin/Furan là sản phẩm phụ của nhiều quá trình sản

xuất chất hóa học công nghiệp liên quan đến clo.

- Trong bản báo cáo của EPA đã miêu tả Dioxin/Furan như

là một mối tác nhân đe dọa nguy hiểm đối với sức khỏe

cộng đồng.

- Dioxin/Furan là sản phẩm phụ của nhiều quá trình sản

xuất chất hóa học công nghiệp liên quan đến clo.

- Dioxin/Furan có thể là nguyên nhân gián tiếp của nhiều loại ung thư.

- Ảnh hưởng đến quá trình sinh sản và phát triển của bào thai.

- Giảm khả năng miễn dịch của cơ thể.

- Gây dị tật bẩm sinh và ảnh hưởng đến trí não.

- Dioxin/Furan có thể là nguyên nhân gián tiếp của nhiều loại ung thư.

- Ảnh hưởng đến quá trình sinh sản và phát triển của bào thai.

- Giảm khả năng miễn dịch của cơ thể.

- Gây dị tật bẩm sinh và ảnh hưởng đến trí não.

Tùy theo số nguyên tử Cl và vị trí không gian của những nguyên

tử này, Dioxine có 75 đồng phân PCDD dioxines) và 135 đồng phân PCDF (poly-chloro-dibenzo-furanes) với độc tính khác nhau.

(poly-chloro-dibenzo-Tùy theo số nguyên tử Cl và vị trí không gian của những nguyên

tử này, Dioxine có 75 đồng phân PCDD dioxines) và 135 đồng phân PCDF (poly-chloro-dibenzo-furanes) với độc tính khác nhau.

- Furan còn được biết đến như là furfuran (1,4-êpôxy-1,3 butađien), là một hợp chất hữu cơ thơm khác vòng , được tạo ra khi

gỗ (đặc biệt là gỗ thông) được chưng cất

- Furan là một chất lỏng trong suốt, không màu, rất dễ bay hơi và dễ cháy, có điểm sôi gần với nhiệt độ phòng Nó là một chất độc, có thể gây ung thư

Hệ số độc tương đương của các Dioxin/Furan

Ngưỡng nồng độ DRCs trong một số đối tượng theo QCVN

Dioxin/Furan tồn tại trong khí thải ở cả hai pha là pha hạt và pha khí nên để thu được mẫu mang tính chất đại diện

cần phải thu thập và phân tích cả hai pha.

Vì Dioxin/Furan chủ yếu được hình thành trong quá trình cháy nên khí thải là đối tượng được quan tâm nhiều nhất

Method 23 của US EPA là phương pháp lấy mẫu khí đẳng động học (Isokinetic) hiện đang được áp dụng rộng rãi và

trở thành phương pháp tiêu chuẩn của nhiều nước trên thế giới.

Phương pháp lấy mẫu khí thải ống khói theo EPA 23

Phương pháp lấy mẫu khí thải ống khói theo EPA 23

Thiết bị lấy mẫu

Thiết bị lấy mẫu isokinetic của hãng ESC (Mỹ)

Thiết bị lấy mẫu isokinetic của hãng Apex

(Mỹ)

Thiết bị lấy mẫu

Ưu điểm

Ưu điểm

Chi phí đầu tư,

Chi phí đầu tư,

Có khả năng lấy mẫu

ở các ống khói có kích thước khác nhau, tốc

độ hút mẫu điều khiển bằng tay, kiểm tra rò

rỉ khí dễ dàng.

Có khả năng lấy mẫu

ở các ống khói có kích thước khác nhau, tốc

độ hút mẫu điều khiển bằng tay, kiểm tra rò

rỉ khí dễ dàng.

Phù hợp với yêu cầu của EPA 5, EPA 23A, EPA 29.

Phù hợp với yêu cầu của EPA 5, EPA 23A, EPA 29.

Cân điện tử chính xác tới 0.1g (để xác định

độ ẩm của khí thải theo EPA 4).

Cân điện tử chính xác tới 0.1g (để xác định

độ ẩm của khí thải theo EPA 4).

Thiết bị đo O2 và khí chuẩn công tác kèm theo (dùng để xác định O2 điều kiện đo và điều kiện

chuẩn).

Thiết bị đo O2 và khí chuẩn công tác kèm theo (dùng để xác định O2 điều kiện đo và điều kiện

chuẩn).

Vật liệu lấy mẫu

Cái lọc sợi thạch anh - Cái lọc được làm sạch bằng cách nung ở 400oC

trong thời gian 4 giờ trước khi sử dụng Sau khi làm sạch, cái lọc bụi

được đựng trong đĩa petri sạch và băng kín.

Cái lọc sợi thạch anh - Cái lọc được làm sạch bằng cách nung ở 400oC

trong thời gian 4 giờ trước khi sử dụng Sau khi làm sạch, cái lọc bụi

được đựng trong đĩa petri sạch và băng kín.

Vật liệu hấp thụ tổng hợp XAD-2: có thể mua loại đã được làm sạch (preclean) hoặc tự làm sạch

Quy trình làm sạch vật liệu XAD-2: rửa bằng nước cất, chiết bằng DCM, chiết bằng Acetone, chiết bằng Toluene, sấy ổn định qua đêm ở 40oC.

Silica gel (dùng để xác định độ ẩm khí thải)

Dung môi Acetone (P.A).

Dung môi DCM (P.A).

6 Dung môi Toluene (P.A).

Các bước chuẩn bị phòng thí nghiệm

Chuẩn bị và làm sạch bộ lọc bụi và cái lọc bụi sợi thạch anh.

Chuẩn bị và làm sạch bộ lọc bụi và cái lọc bụi sợi thạch anh.

Làm sạch 3 lần bộ hấp thụ bằng thủy tinh để chứa vật liệu XAD-2 bằng acetone và 3 lần bằng

hexane trong phòng thí nghiệm trước khi sử dụng cho lấy mẫu.

Làm sạch 3 lần bộ hấp thụ bằng thủy tinh để chứa vật liệu XAD-2 bằng acetone và 3 lần bằng

hexane trong phòng thí nghiệm trước khi sử dụng cho lấy mẫu.

Chuyển 25g XAD-2 đã làm sạch vào trong bộ hấp phụ bằng sợi thạch anh, thêm 20 uL chất chuẩn

đồng hành.

Chuyển 25g XAD-2 đã làm sạch vào trong bộ hấp phụ bằng sợi thạch anh, thêm 20 uL chất chuẩn

đồng hành.

Làm sạch dụng cụ thủy tinh bằng nước xà phòng, sau đó tráng bằng nước cất rồi đem sấy ở 400oC trong 2 giờ

Tráng các dụng cụ thủy tinh sau 3 lần bằng acetone và 3 lần bằng hexane trong phòng thí nghiệm trước khi sử

dụng cho lấy mẫu.

Làm sạch dụng cụ thủy tinh bằng nước xà phòng, sau đó tráng bằng nước cất rồi đem sấy ở 400oC trong 2 giờ

Tráng các dụng cụ thủy tinh sau 3 lần bằng acetone và 3 lần bằng hexane trong phòng thí nghiệm trước khi sử

dụng cho lấy mẫu.

Các bước chuẩn bị

trong phòng thí nghiệm

Chuẩn bị tại hiện trường

Độ ẩm được xác định theo phương pháp 4 của US-EPA.

Độ ẩm được xác định theo phương pháp 4 của US-EPA.

Lựa chọn kích thước động học của

Các thông số cần đo đạc tại hiện trường

tại nguồn phát thải là áp suất tĩnh, nhiệt

độ, chênh lệch áp suất giữa áp suất tĩnh và

áp suất động (ΔP).

Các thông số cần đo đạc tại hiện trường

tại nguồn phát thải là áp suất tĩnh, nhiệt

độ, chênh lệch áp suất giữa áp suất tĩnh và

áp suất động (ΔP).

Tráng rửa các bộ phận tiếp xúc với dòng khí bằng các dung môi acetone (3 lần), hexane (3 lần) trước khi lấy mẫu.

Tráng rửa các bộ phận tiếp xúc với dòng khí bằng các dung môi acetone (3 lần), hexane (3 lần) trước khi lấy mẫu.

Chuẩn bị

Xác định thời gian lấy mẫu

t là thời gian lấy mẫu tối thiểu.

t là thời gian lấy mẫu tối thiểu.

Quy trình

Xác định các điểm hút mẫu – Số điểm lấy mẫu và vị trí từng điểm hút mẫu được xác định theo phương pháp 1 của US-EPA.

Xác định các điểm hút mẫu – Số điểm lấy mẫu và vị trí từng điểm hút mẫu được xác định theo phương pháp 1 của US-EPA.

Đặt ống lấy mẫu vào vị trí

đã vạch sẵn, khởi động thiết

bị hút mẫu và tiến hành ghi chép các thông tin nhiệt độ ống khói, nhiệt độ khí vào, khí ra khỏi hệ thống lấy mẫu trên bảng điều khiển (tần suất từ 10-20 phút/lần).

Đặt ống lấy mẫu vào vị trí

đã vạch sẵn, khởi động thiết

bị hút mẫu và tiến hành ghi chép các thông tin nhiệt độ ống khói, nhiệt độ khí vào, khí ra khỏi hệ thống lấy mẫu trên bảng điều khiển (tần suất từ 10-20 phút/lần).

Trước và sau khi tiến

hành lấy mẫu cần phải

kiểm tra độ kín của thiết

bị hút mẫu Kiểm tra ở

từng bộ phận của thiết bị

như pitot chữ S, ống lấy

mẫu, buồng chứa cái lọc

bụi, ống hấp phụ chứa

XAD-2.

Trước và sau khi tiến

hành lấy mẫu cần phải

kiểm tra độ kín của thiết

bị hút mẫu Kiểm tra ở

từng bộ phận của thiết bị

như pitot chữ S, ống lấy

mẫu, buồng chứa cái lọc

bụi, ống hấp phụ chứa

XAD-2.

Vận hành thiết bị lấy mẫu

Sau khi kết thúc một điểm lấy mẫu, di chuyển ống lấy mẫu tới vị trí tiếp theo và tiến hành ghi chép như đối với điểm lấy mẫu trước.

Sau khi kết thúc một điểm lấy mẫu, di chuyển ống lấy mẫu tới vị trí tiếp theo và tiến hành ghi chép như đối với điểm lấy mẫu trước.

Quy trình thu mẫu

Mẫu được phân tích trong vòng 45 ngày kể từ ngày

lấy mẫu.

Mẫu được phân tích trong vòng 45 ngày kể từ ngày

lấy mẫu.

Cái lọc bụi (container 1): Gắp cái lọc bụi từ từ bằng nhíp và

chuyển vào trong đĩa petri sạch đã dán nhãn Băng kín đĩa petri

bằng băng paraffin.

Cái lọc bụi (container 1): Gắp cái lọc bụi từ từ bằng nhíp và

chuyển vào trong đĩa petri sạch đã dán nhãn Băng kín đĩa petri

bằng băng paraffin.

Nửa trước cái lọc bụi (container 2): Rửa mặt trong

của pitot chữ S, ống hút mẫu và các khớp nối với

buồng đựng cái lọc bụi, tráng rửa 3 lần bằng

acetone.

Nửa trước cái lọc bụi (container 2): Rửa mặt trong

của pitot chữ S, ống hút mẫu và các khớp nối với

buồng đựng cái lọc bụi, tráng rửa 3 lần bằng

acetone.

Nửa sau cái lọc bụi (container 4): Rửa mặt trong của các bộ phận thủy tinh phía sau cái lọc

bụi cùng toàn bộ các khớp nối.

Nửa sau cái lọc bụi (container 4): Rửa mặt trong của các bộ phận thủy tinh phía sau cái lọc

bụi cùng toàn bộ các khớp nối.

Các phần của mẫu được đựng trong các lọ thủy tinh màu tối và bảo quản lạnh trước khi chuyển về

phòng thí nghiệm

Các phần của mẫu được đựng trong các lọ thủy tinh màu tối và bảo quản lạnh trước khi chuyển về

phòng thí nghiệm

Bộ hấp phụ chứa XAD-2 (container 3): Chuyển từ

từ bộ hấp thụ chứa XAD-2 ra khỏi thiết bị lấy mẫu, dán nhãn, bọc giấy bạc và bảo quản lạnh trước khi

vận chuyển về phòng thí nghiệm

Bộ hấp phụ chứa XAD-2 (container 3): Chuyển từ

từ bộ hấp thụ chứa XAD-2 ra khỏi thiết bị lấy mẫu, dán nhãn, bọc giấy bạc và bảo quản lạnh trước khi

vận chuyển về phòng thí nghiệm

Quy trình

Quy trình thu hồi mẫu

Quy trình phân tích mẫu

Làm sạch mẫu :Cô quay mẫu chiết về thể tích 3-5mL, thêm 10uL chất chuẩn làm sạch vào mẫu chiết Tiến hành tẩm mẫu và rửa giải quacột Silicagel đa lớp bằng dung môi hexane và cột cacbon hoạt tính bằng dung môi toluene, dung dịch thu được sau khi qua cột than hoạt tính là dung dịch đã được làm sạch, loại bỏ các

chất nhiểm bẩn và chất ảnh hưởng.

Quy trình phân tích mẫu

Cô mẫu và bơm phân tích : Mẫu sau khi làm sạch được cô quay về thể tích 0,5mL, thêm 40uL chất chuẩn thu hồi (nồng độ 5pg/uL) vào mẫu sau đó tiếp tục cô bằng khí nitơ về thể tích 20uL Tiến hành bơm phân tích mẫu trên thiết bị sắc kí khí khối phổ phân giải cao (HRGC/HRMS) ở độ phân giải lớn hơn 10.000.

Quy trình phân tích mẫu

Phân tích mẫu bằng thiết bị HRGC/HRMS

Thiết bị Autospec (Water, UK) Thiết bị DFS (Thermo, Germany)

Quy trình phân tích mẫu

QA/QC trong lấy mẫu

Tráng rửa dụng cụ thủy tinh, các dụng cụ tiếp xúc với dòng khí thải 3 lần bằng acetone, 3 lần bằng hexane trước khi lấy mẫu

Chuẩn bị vật liệu lấy mẫu (cái lọc bụi và XAD-2) theo đúng quy trình mô tả.

Thu thập mẫu trắng hiện trường và mẫu trắng phòng thí nghiệm khi phân tích PCDD/PCDF

Hiệu suất thu hồi của chất chuẩn đồng hành phải nằm trong khoảng 100±30%.

Tỷ lệ phần trăm lấy mẫu đẳng động học (I) phải đạt trong khoảng 90%<I<110%.

Thiết bị được hiệu chuẩn hàng năm.

Ưu điểm, nhược điểm của Biodiesel

1

2

3

QA/QC trong lấy mẫu

Giới hạn phát hiện của phương pháp (LOD) sẽ được tính toán dựa trên thiết bị HRMS.

Các mẫu QC: Mẫu trắng hiện trường, mẫu trắng tráng rửa, mẫu trắng phòng thí nghiệm, mẫu thêm chuẩn, mẫu kiểm tra chéo phải được thực hiện với tỷ lệ 10% tổng số mẫu phân tích hoặc theo mẻ mẫu phân tích (12 mẫu).

Hiệu suất thu hồi của các chất nội chuẩn (IS) nằm trong khoảng 30-150%.

Khó khăn

Việc trắc quan

Việc trắc quan Quy trình lấy mẫu phức tạp.

Đòi hỏi cán bộ kĩ thuật có kinh nghiệm Thiết bị lấy mẫu đắt tiền, chưa có sắc kí khí phối phổ phân giải cao Chi phí lấy mẫu cao.

QA/QC yêu cầu chặt chẽ

Quy trình lấy mẫu phức tạp.

Đòi hỏi cán bộ kĩ thuật có kinh nghiệm Thiết bị lấy mẫu đắt tiền, chưa có sắc kí khí phối phổ phân giải cao Chi phí lấy mẫu cao.

QA/QC yêu cầu chặt chẽ Việc phân tích

Trong môi trường, Dioxin/Furan tồn tại ở nồng độ cực thấp.

Nhóm chất Dioxin/Furan có số lượng đồng loại độc rất lớn, chỉ khác nhau ở

số nguyên tử clo hoặc thậm chí ở số nguyên tử clo đính vào vòng thơm nên rất khó phân tách.

Trong môi trường, Dioxin/Furan tồn tại ở nồng độ cực thấp.

Nhóm chất Dioxin/Furan có số lượng đồng loại độc rất lớn, chỉ khác nhau ở

số nguyên tử clo hoặc thậm chí ở số nguyên tử clo đính vào vòng thơm nên rất khó phân tách.

Kết luận

Kết luận

Dioxin/Furan có nguồn gốc từ chất diệt cỏ do Mỹ sử dụng

trong chiến tranh ở Việt Nam còn rất nặng nề

Không những thế, hiện nay nhiều hoạt động công nghiệp

phát thải Dioxin/Furan còn gây ra ô nhiễm môi trường

nghiêm trọng

Phải có chương trình kiểm soát toàn diện Dioxin/Furan có nguồn gốc khác, đặc biệt tại các lò đốt rác công nghiệp và rác thải sinh hoạt; loại bỏ các lò đốt rác có công nghệ lạc hậu; xem xét bổ sung và điều chỉnh ngưỡng Dioxin/Furan cho phép tại các nguồn phát thải khác nhau.

Tiếp tục nghiên cứu và lựa chọn công nghệ xử lý

Dioxin/Furan phù hợp với điều kiện của Việt Nam.

Đối với con người, việc chăm sóc sức khoẻ và điều trị cho những người phơi nhiễm Dioxin/Furan phải luôn

luôn được coi trọng.

THANKS VERY MUCH FOR LISTENING! THANKS VERY MUCH FOR LISTENING!