PAHs được biết đến là hợp chất ô nhiễm hữu cơ độc hại, khó phân hủy được sinh ra từ quá trình đốt cháy không hoàn toàn các vật chất hữu cơ bao gồm việc hút thuốc. Để đánh giá sự tiếp nhiễm PAHs qua thói quen hút thuốc, 16 PAHs trong mẫu tóc của 32 người hút thuốc và 20 người không hút thuốc được phân tích sử dụng phương pháp sắc kí khí ghép nối khối phổ.
Trang 1VNU Journal of Science: Natural Sciences and Technology, Vol 35, No 3 (2019) 108-117
108
Original Article
Determination of PAHs content in hair samples of smokers and non-smokers using gas chromatography in hyphenation
with mass spectrometry
Phung Thi Vi, Nguyen Thuy Ngoc, Truong Thi Kim, Nguyen Thi Quynh,
Duong Hong Anh, Pham Hung Viet
Research Centre for Environmental Technology and Sustainable Development,
VNU University of Science, 334 Nguyen Trai, Hanoi, Vietnam
Received 13 June 2019 Revised 11 July 2019; Accepted 12 July 2019
Abstract: PAHs are known as toxic, persistent organic pollutants produced by incomplete
combustion of organic materials including smoking To assess the exposure of PAHs through smoking habits, 16 PAHs in hair samples of 32 smokers and 20 non-smokers were analyzed using gas chromatography in hyphenation with mass spectrometry The results showed that total content
of PAHs in hair samples of smokers ranged from 46.8 ng/g to 1,257 ng/g (mean: 388.3 ng/g) and that of non-smokers ranged from 65.3 ng/g to 910.8 ng/g (mean: 266.1 ng/g) Application of the Student statistical method indicated that the dataset of PAHs in hair samples between two subject groups were significantly different Phenanthrene, pyrene, fluoranthene were the most dominant PAHs in hair samples of both smokers and non-smokers The mean content of total toxicity equivalent of 16 PAHs compared to benzo (a) pyrene in hair samples of smokers and non-smokers were 13.32 ng/g and 11.29 ng/g, respectively Some considerable values of PAHs including PAH4, PAH8 and BaPeq were higher than other similar studies in the world except one study in Japan The analysis of PAHs in a new biomarker such as hair samples is a potential research trend to assess the exposure of PAHs in the human body
Keywords: PAHs, hair sample, smoker, non-smoker.
Corresponding author
Email address: vietph@vnu.edu.vn
https://doi.org/10.25073/2588-1140/vnunst.4916
Trang 2109
Xác định hàm lượng PAHs trong mẫu tóc của người hút thuốc
và người không hút thuốc sử dụng phương pháp sắc kí khí
ghép nối khối phổ
Phùng Thị Vĩ, Nguyễn Thúy Ngọc, Trương Thị Kim, Nguyễn Thị Quỳnh,
Dương Hồng Anh, Phạm Hùng Việt
Trung tâm Nghiên cứu Công nghệ Môi trường và Phát triển Bền vững, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN, 334 Nguyễn Trãi, Thanh Xuân, Hà Nội, Việt Nam
Nhận ngày 13 tháng 6 năm 2019 Chỉnh sửa ngày 11 tháng 7 năm 2019; Chấp nhận đăng ngày 12 tháng 7 năm 2019
Tóm tắt: PAHs được biết đến là hợp chất ô nhiễm hữu cơ độc hại, khó phân hủy được sinh ra từ
quá trình đốt cháy không hoàn toàn các vật chất hữu cơ bao gồm việc hút thuốc Để đánh giá sự tiếp nhiễm PAHs qua thói quen hút thuốc, 16 PAHs trong mẫu tóc của 32 người hút thuốc và 20 người không hút thuốc được phân tích sử dụng phương pháp sắc kí khí ghép nối khối phổ Kết quả cho thấy tổng hàm lượng PAHs trong mẫu tóc của người hút thuốc nằm trong khoảng từ 46,8 ng/g đến 1.257 ng/g (giá trị trung bình: 388,3 ng/g) và mẫu tóc của người không hút thuốc nằm trong khoảng
từ 65,3 ng/g đến 910,8 ng/g (giá trị trung bình: 266,1 ng/g) Áp dụng phương pháp thống kê Student cho thấy tập số liệu tổng hàm lượng PAHs của hai nhóm đối tượng nghiên cứu khác nhau có ý nghĩa Phenanthrene, pyren, fluoranthen là các PAH chiếm ưu thế nhất trong mẫu tóc của cả người hút thuốc và người không hút thuốc Giá trị trung bình tổng độ độc tương đương của 16 PAHs so với benzo(a)pyrene trong mẫu tóc của người hút thuốc và người không hút thuốc lần lượt là 13,32 ng/g
và 11,29 ng/g Các giá trị về PAHs đáng quan tâm như PAH4, PAH8 và BaPeq cao hơn so với những nghiên cứu tương tự khác trên thế giới trừ một nghiên cứu tại Nhật Bản Việc phân tích PAHs trong một chỉ thị sinh học mới như mẫu tóc là hướng nghiên cứu tiềm năng để đánh giá sự tiếp nhiễm PAHs trong cơ thể người
Từ khóa: PAHs, mẫu tóc, người hút thuốc, người không hút thuốc
Tác giả liên hệ
Địa chỉ email: vietph@vnu.edu.vn
https://doi.org/10.25073/2588-1140/vnunst.4916
Trang 3P.T Vi et al / VNU Journal of Science: Natural Sciences and Technology, Vol 35, No 3 (2019) 108-117
110
1 Giới thiệu
Hydrocacbon thơm đa vòng ngưng tụ
(PAHs) là các hợp chất hữu cơ gồm hai hay
nhiều vòng thơm liên kết với nhau Các hợp chất
PAH được sinh ra từ quá trình đốt cháy không
hoàn toàn vật chất hữu cơ trong tự nhiên hoặc từ
các hoạt động của con người như núi lửa phun,
cháy rừng, từ quá trình đốt nhiên liệu, quá trình
cháy trong công nghiệp, giao thông, nông
nghiệp, sinh hoạt Hiện nay, người ta đã tìm ra
hơn 200 PAHs, phần lớn các nghiên cứu trên thế
giới thường tập trung vào 16 hợp chất PAH
chính, có khả năng gây ung thư, đột biến gen và
tồn tại ở hàm lượng đáng kể trong môi trường
[1] Con người có thể tiếp nhiễm PAHs thông
qua các con đường như hít thở không khí, bụi,
khói thuốc, tiếp xúc qua da, từ đồ ăn uống như
trà, cà phê, thịt nướng, các sản phẩm hun
khói,…[2-4] Sự tiếp nhiễm PAH trong cơ thể
người có thể biểu hiện qua các dấu hiệu sinh học
như máu, nước tiểu và tóc [5,6]
Theo số liệu của Bộ Y tế, Việt Nam nằm
trong số 15 nước có số người hút thuốc lá cao
nhất trên thế giới với trên 15,3 triệu người hút và
33 triệu người bị ảnh hưởng do hít khói thuốc thụ
động [7] Bên cạnh đó, tỷ lệ mắc bệnh ung thư
do thuốc lá cũng tăng cao đang là vấn đề đáng lo
ngại cho sức khỏe con người Việc hút thuốc là
một trong những nguyên nhân dẫn tới sự xâm
nhập của PAHs vào cơ thể con người do quá
trình cháy của thuốc có khả năng sinh ra PAHs
[8-11] Mặc dù việc đánh giá sự tiếp nhiễm
PAHs qua thói quen hút thuốc đã được nghiên
cứu trên thế giới từ nhiều năm nay song đây vẫn
là vấn đề còn khá mới mẻ tại Việt Nam Trong
nghiên cứu này, chúng tôi xác định 16 PAHs
trong mẫu tóc được thu thập từ 20 người không
hút thuốc và 32 người hút thuốc sử dụng phương
pháp sắc kí khí ghép nối khối phổ (GC-MS)
Việc hút thuốc được đề cập trong nghiên cứu bao
gồm việc hút thuốc lá và hút thuốc lào Đây là
nghiên cứu đầu tiên tại Việt Nam về đánh giá
mức độ tiếp nhiễm PAHs trong tóc của người hút
thuốc và người không hút thuốc
2 Thực nghiệm
2.1 Hóa chất, thiết bị
Chất chuẩn PAH Mix 63, 1000 µg/ml gồm
16 chất naphthalen (Nap), acenaphthylen (Acy), acenaphthen (Ace), fluoren (Flu), phenanthren (Phe), anthracen (Ant), fluoranthen (Flt), pyrene (Pyr), chrysen (Chr), benz [a] anthracen (BaA), benzo[b]fluoranthen (BbF), benzo[k]fluoranthen (BkF), benzo[a]pyren (BaP), indeno [1,2,3-cd]pyren (IP), dibenzo[a,h]anthracen (DBahA), benzo[ghi]perylene (BghiP) trong toluen, (P/N: DRE-YA06100300TO), chất đồng hành PAH Mix 33, 2000 µg/ml trong toluen (P/N: DRE-YA08273300TO), benzo[a]pyren- d12, 10 µg/ml trong toluen (P/N: DRE-LA20635100CY) được mua của hãng Dr Ehrenstorfer Các hóa chất khác được sử dụng trong nghiên cứu gồm chất nội chuẩn pyren-d10, 200 µg/ml (P/N: ICA-6K-231), dung môi diclometan (p.a), dung môi n-hexan (p.a), axeton (p.a), xyclon-hexan (G.C), NaCl, Na2SO4, silicagel 60 (cỡ hạt từ 63 µm đến
200 µm)
PAHs được phân tích trên thiết bị sắc kí khí ghép nối khối phổ GCMS 2010, Shimadzu, Nhật Bản với các thông số và điều kiện vận hành như sau: nhiệt độ cổng bơm mẫu: 260 oC, nhiệt độ nguồn ion: 230 oC; cột tách BPX5: 60 m (chiều dài) x 0,25 µm (đường kính trong) x 0,25 m (độ dày pha tĩnh); chương trình nhiệt độ: 60 oC (2 phút) -> 210 oC -> - 310 oC (15 phút) với tốc độ gia nhiệt lần lượt là 30 oC/phút và 5 oC/phút Giới hạn phát hiện của thiết bị (IDL) có giá trị từ 0,06 đến 0,16 ng/ml và giới hạn phát hiện của phương pháp (MDL) nằm trong khoảng từ 0,13 đến 0,32 ng/g Giới hạn định lượng (LOQ) của các cấu tử PAHs nằm trong khoảng từ 0,4 – 1,1 ng/g mẫu
và hiệu suất thu hồi đạt giá trị từ 75 – 120%, ngoại trừ naphtalen, acenaphthylen và acenaphthen đạt hiệu suất từ 50 - 65% do các cấu
tử có số vòng benzen thấp dễ dàng bị bay hơi trong quá trình xử lý mẫu
2.2 Lấy mẫu
Mẫu tóc được thu thập từ 32 người hút thuốc
Trang 4(giới tính: nam, độ tuổi từ 18 đến 71, thói quen:
chỉ hút thuốc lào, chỉ hút thuốc lá và hút cả hai
loại) và 20 người không hút thuốc (giới tính: nam
và nữ, độ tuổi từ 16 đến 43) Đối với mỗi cá nhân
cung cấp mẫu, 50 - 100 mg tóc được lấy trong
khoảng 12 cm tính từ đỉnh đầu và được bảo quản
ở 4 oC trước khi phân tích
2.3 Chuẩn bị mẫu
Để loại trừ sự xuất hiện của PAHs trên bề
mặt tóc do không khí và khói bụi, các mẫu tóc
được rửa bằng dung môi n-hexan và để khô ở
nhiệt độ phòng Sau khi tối ưu hóa quy trình phân
tích, các mẫu được xử lý và phân tích theo từng
bước như sau: 0,5 g mẫu được cho vào lọ thủy
tinh 40 ml Lần lượt thêm 50 µl SR-Mix PAH
1µg/ml (1 ppm) và 15 ml dung dịch NaOH 2,5
M vào lọ thủy tinh rồi siêu âm trong 2 giờ Sau
đó, thêm 15 ml nước và 5 ml dung môi n-hexan,
hỗn hợp được lắc trong 15 phút Sau khi ly tâm,
hút lớp dung môi n-hexan sang ống nghiệm Cô
dịch chiết bằng thiết bị thổi khí N2 về thể tích 1
– 2ml Sau khi mẫu được làm sạch qua cột
silicagel, dịch chiết mẫu cuối cùng được cô về
dưới 0,5 ml bằng khí nitơ Thêm IS 25 µl
pyren-d10 (2 µg/ml) và định mức về 0,5 ml bằng dung
môi n-hexan Dịch cô cuối cùng được chuyển
vào vial 1,5 ml và bơm lên thiết bị GC-MS
3 Kết quả
3.1 Hàm lượng PAHs trong các mẫu thu thập
Hàm lượng PAHs trong mẫu tóc theo nhóm đối tượng nghiên cứu được trình bày trong Bảng
1 Giá trị trung bình của tổng hàm lượng 16 PAH trong mẫu tóc của người hút thuốc và người không hút thuốc lần lượt là 388,3 ng/g và 266,1 ng/g Nhìn chung, hàm lượng trung bình của tất
cả các PAHs trong mẫu tóc của người hút thuốc đều cao hơn người không hút thuốc
Dựa trên kết quả phân tích, kết quả điều tra
về số năm hút thuốc và loại thuốc của các đối tượng cho mẫu, có thể thấy rằng tổng hàm lượng PAH trong mẫu tóc của người hút thuốc lào và hút cả hai loại thuốc lào và thuốc lá (n = 6) dao động trong khoảng từ 141,7 ng/g đến 536,1 ng/g (hàm lượng trung bình: 330,4 ng/g), ngoại trừ mẫu có hàm lượng PAH cao nhất được tìm thấy
ở mức 1.275 ng/g trong mẫu tóc của người đàn ông chỉ hút thuốc lào và thời gian hút thuốc chưa đến 10 năm Sự tích lũy PAH trong cơ thể người
có thể do nhiều nguồn tiếp xúc, điều đáng nói là người đàn ông này sinh sống tại nông thôn và vẫn duy trì nếp sinh hoạt sử dụng than củi hay than tổ ong làm nhiên liệu đun nấu trong một thời gian dài, đặc biệt gia đình có truyền thống nấu rượu bằng bếp củi lâu năm Đây có thể là nguyên nhân dẫn đến hàm lượng PAH trong mẫu tóc cao đột biến
Bảng 1 Hàm lượng PAHs (ng/g) trong tóc theo nhóm đối tượng nghiên cứu
Hợp chất
Người hút thuốc (n = 32) Người không hút thuốc (n = 20) Hàm lượng
trung bình ± SD (ng/g)
Khoảng hàm lượng (ng/g)
Hàm lượng trung bình ± SD (ng/g)
Khoảng hàm lượng (ng/g) Nap 8,8 ± 13,1 nd - 60,1 3,3 ± 4,7 nd - 20,6 Acy 5,4 ± 6,3 nd - 25,3 3,0 ± 3,5 nd - 16,3 Ace 3,2 ± 7,4 nd - 32,2 2,0 ± 2,8 nd - 10,9 Flu 12,3 ± 10,1 nd - 40,0 4,3 ± 2,6 nd - 10,9 Phe 100,4 ± 74,9 3,7 - 353,0 51,6 ± 35,5 nd - 147,9 Ant 8,2 ± 13,3 nd - 57,7 1,1 ± 2,6 nd - 9,0
Flt 81,6 ± 80,4 12,2 - 377,9 63,8 ± 59,3 12,5 - 219,8 Pyr 84,0 ± 79,4 11,4 - 400,7 67,6 ± 55,4 12,9 - 210,7 Chr 18,4 ± 22,0 nd - 106,6 15,2 ± 18,9 1,2 - 76,9
Trang 5P.T Vi et al / VNU Journal of Science: Natural Sciences and Technology, Vol 35, No 3 (2019) 108-117
112
BaA 24,9 ± 26,9 nd - 110,8 19,7 ± 26,3 1,2 - 113,5 BbF 18,2 ± 30,4 nd - 169,5 13,4 ± 15,8 1,7 - 69,4 BkF 7,7 ± 8,4 nd - 35,8 7,2 ± 7,4 0,9 - 29,8 BaP 7,7 ± 8,5 nd - 38,9 6,9 ± 7,5 nd - 30,3
IP 3,3 ± 5,9 nd - 21,5 2,7 ± 5,2 nd - 21,3 DBahA 0,2 ± 0,9 nd - 4,1 0,1 ± 0,7 nd - 2,9
BghiP 3,8 ± 6,8 nd - 21,8 4,1 ± 7,2 nd - 7,5
Ghi chú: nd: không phát hiện thấy, SD: độ lệch chuẩn
Trong số 26 người hút thuốc lá, chỉ 8 người
có tổng hàm lượng PAH nhỏ hơn 200 ng/g, trong
những mẫu còn lại hàm lượng này dao động từ
217,1 ng/g đến 1.173 ng/g (hàm lượng trung
bình: 386,8 ng/g) Có thể thấy giá trị tổng hàm
lượng PAHs trong tóc của nhóm người chỉ hút
thuốc lá cao hơn nhóm người chỉ hút thuốc lào
hoặc hút cả thuốc lào và thuốc lá Đối với nhóm
người không hút thuốc, tổng hàm lượng PAH
nằm trong khoảng từ 63,8 ng/g đến 414,1 ng/g
ngoại trừ một số mẫu có hàm lượng cao đột biến
gồm mẫu tóc của hai sinh viên (627,1 và 643,9
ng/g) và mẫu tóc của một phụ nữ (910,8 ng/g)
Điểm tương đồng giữa hai người cung cấp mẫu
tóc có hàm lượng cao nhất trong hai nhóm người
hút thuốc và người không hút thuốc đều là người
làm nghề nông và sử dụng than hoặc củi để đun
nấu trong suốt mấy chục năm qua Trong phạm
vi nghiên cứu này, chúng tôi chưa thể đánh giá
được mối tương quan của việc hút thuốc thụ
động đến những điểm đột biến này và sự tiếp
nhiễm PAH trong cơ thể người hít khói thuốc thụ
động như một số nghiên cứu khác trên thế giới
[10,12] Palazzi và cộng sự (2018) đã báo cáo sự
có mặt của PAHs do hút thuốc tự động dựa trên kết quả nicotin và cotinin được phát hiện với tỷ
lệ 100% và 96% trong mẫu tóc của những phụ
nữ không hút thuốc tại hai khu vực nghiên cứu [10]
3.2 So sánh hàm lượng PAHs trong mẫu tóc của hai nhóm đối tượng sử dụng chuẩn Student
Để kiểm tra sự khác nhau có ý nghĩa giữa hàm lượng PAHs trong mẫu tóc của người hút thuốc (n= 30) và người không hút thuốc (n = 17), chúng tôi sử dụng phương pháp kiểm tra thống
kê Student áp dụng để so sánh hai giá trị trung bình độc lập tương ứng của hai đối tượng gồm giá trị tổng hàm lượng PAHs và hàm lượng trung bình của từng cấu tử PAHs trong mẫu tóc Các kết quả cao đột biến trong hai tập số liệu của người hút thuốc (kết quả: 1.275 ng/g; 1.173 ng/g)
và người không hút thuốc (kết quả: 627,1 ng/g; 643,9 ng/g và 910,8 ng/g) đều không được tính đến trong phép thống kê vì các giá trị này có thể xuất phát chính từ nguyên nhân tiếp nhiễm PAHs theo nguồn khác như đã phân tích trong mục 3.1
Bảng 2 Các giá trị chuẩn F và chuẩn t thực nghiệm và tra bảng chuẩn t (P = 0,95)
Trang 6Pyr 2,417 2,148 1,859 2,015
Theo lý thuyết phân bố Student, khi so sánh
hai giá trị trung bình giá trị chuẩn Ftính > Fbảng thì
chứng tỏ có sự khác nhau có nghĩa giữa hai giá
trị này ở độ tin cậy thống kê đã chọn Từ kết quả
Bảng 2 cho thấy giá trị tổng hàm lượng trung
bình của PAHs, hàm lượng phenanthren, fluoren
và anthracen trong mẫu tóc khác nhau có ý nghĩa
giữa người hút thuốc và người không hút thuốc
ở độ tin cậy 95% Như vậy, kết luận hàm lượng
PAHs trong mẫu tóc của người hút thuốc cao hơn
người không hút thuốc là hoàn toàn có cơ sở
3.3 Sự phân bố của PAHs trong mẫu tóc
Phenanthren, pyren và fluoranthen là các
PAH chiếm ưu thế nhất trong mẫu tóc của cả
người hút thuốc với tỉ lệ % tương ứng 26%; 22%;
21% và người không hút thuốc với tỉ lệ % tương
ứng 19%; 25% và 24% Sự phân bố của các cấu
tử PAHs trong nghiên cứu này khá tương đồng
với nghiên cứu của Palazzi và cộng sự (2018)
[10], tuy nhiên lại không tương đồng với những nghiên cứu trước đó Điển hình như nghiên cứu của Toriba (2003) và Wang (2013), trong đó naphtalen là cấu tử ưu thế nhất trong mẫu tóc, tiếp theo là phenanthren, fluoranthen và pyren [9-11] Sự phân bố và hàm lượng PAHs trong mẫu tóc (ng/g) của người hút thuốc và người không hút thuốc được trình bày trong Hình 1 Trong nghiên cứu này, hàm lượng trung bình của phenanthren được tìm thấy trong mẫu tóc của người hút thuốc (100,4 ng/g) cao gấp hai lần người không hút thuốc (51,6 ng/g) Tại Nhật Bản, giá trị trung bình của hàm lượng phenanthren trong nghiên cứu của Yamamoto (2015) và Toriba (2003) lần lượt là 119 ng/g và
106 ng/g đối với người hút thuốc và 116 ng/g và 68,5 ng/g đối với người không hút thuốc [8,9] Tại Trung Quốc hàm lượng này được tìm thấy trong tóc của phụ nữ hút thuốc thụ động tại Bảo Định và Đại Liên lần lượt là 160 ng/g và 86,6 ng/g [10]
Hình 1 Sự phân bố và hàm lượng PAH trong mẫu tóc (ng/g) của người hút thuốc và người không hút thuốc
Phe; 100
Phe; 52
Flt; 82
Flt; 64
Pyr; 84 Pyr; 68
Hút thuốc
Không hút thuốc
Nap Acy Ace Flu Phe Ant Flt Pyr Chr BaA BbF BkF BaP IP DBahA BghiP
Trang 7P.T Vi et al / VNU Journal of Science: Natural Sciences and Technology, Vol 35, No 3 (2019) 108-117
114
Hàm lượng trung bình Pyren trong mẫu tóc
của người hút thuốc và người không hút thuốc
trong nghiên cứu này lần lượt là 84 ng/g và 67,6
ng/g Kết quả này cao gấp khoảng 8 lần so với
nghiên cứu tại Nhật Bản (10,7 ng/g đối với người
hút thuốc và 8,3 ng/g đối với người không hút
thuốc) và cao gấp gần 3 lần so với nghiên cứu tại
Trung Quốc (27,5 ng/g trong mẫu tóc phụ nữ tại
Bảo Đình, 15,3 ng/g tại Đại Liên) [8,9]
Fluoranthen được tìm thấy trong nghiên cứu này
với hàm lượng trung bình 81,6 ng/g trong mẫu
tóc của người hút thuốc và 63,8 ng/g trong mẫu
tóc của người không hút thuốc Hàm lượng hợp
chất này cao gấp gần 3 lần trong nghiên cứu của
Toriba (24,1 ng/g đối với người hút thuốc và 19,4
ng/g đối với người không hút thuốc) và thấp hơn
trong nghiên cứu của Yamamoto (89 ng/g) [8,9]
3.4 Độc tính của PAHs trong mẫu tóc
Mười sáu PAH được chia thành các nhóm
theo số lượng vòng thơm để đánh giá sự phân bố
của chúng trong tóc: nhóm PAH 2 vòng bao gồm
naphtalen; nhóm PAH 3 vòng bao gồm
acenaphthylen, acenaphthen, fluoren, phenanthren
và anthracen; nhóm PAH 4 vòng gồm fluoranthen, pyren, chrysen, benz[a]anthracen; nhóm PAH 5 vòng gồm benzo[b]fluoranthen, benzo[k]fluoranthen, benzo[a]pyren, dibenzo[a,h] anthracen; nhóm PAH 6 vòng gồm indeno[1,2,3-cd]pyren và benzo[ghi]perylen (BghiP) Sự phân bố tương đối của PAHs trong tóc theo số lượng vòng thơm, được trình bày trong Hình 2 Trong tất cả các mẫu, tỷ lệ PAH 2 vòng, 5 vòng
và 6 vòng không đáng kể trong khi tỷ lệ PAH 3 vòng và 4 vòng chiếm tỉ lệ lớn nhất, sự phân bố này khá tương đồng giữa mẫu tóc của người hút thuốc và người không hút thuốc
Độc tính của mỗi chất trong họ PAH lại phụ thuộc vào công thức cấu tạo của chúng Nếu các PAH chứa từ 2 đến 3 vòng benzen thì khả năng gây ung thư và đột biến gen khá yếu Trong khi
đó, với các PAH chứa từ 4 đến 5 vòng benzen trở lên thì khả năng gây ung thư và đột biến gen lớn hơn nhiều Biểu đồ 3 cho thấy PAH có 4 vòng benzen chiếm thành phần lớn nhất trong số các nhóm PAH của người hút thuốc (53,8%) và người không hút thuốc (62,5%)
Hình 2 Sự phân bố của PAHs theo số vòng thơm
Benzo[a]pyrene (BaP), một hợp chất PAH 5
vòng thường được dùng làm chất đại diện cho
khả năng gây ung thư của họ PAH bởi hợp chất
này được coi là độc hại nhất Chính vì vậy, hệ số
độc tương đương (Toxic Equivalence Factor,
TEF) của BaP được quy ước bằng 1 Để đánh giá
tiềm năng độc hại của các PAHs, tổng nồng độ
PAHs được biểu thị qua tổng độ độc tương đương với BaP (BaPeq) theo biểu thức dưới đây: BaPeq = ∑(BaPeqi) = ∑(CPAHi x TEFPAHi) Trong đó, BaPeqi: giá trị trung bình độ độc tương đương của từng cấu tử PAHs, CPAHi: nồng
độ trung bình của từng cấu tử trong, TEFPAHi: hệ
số độc tương đương của từng cấu tử tương ứng
00 50 100
PAH 2 vòng
PAH 3 vòng
PAH 4 vòng
PAH 5 vòng
PAH 6 vòng Người hút thuốc Người không hút thuốc
Trang 8Bảng 3 Hệ số độc tương đương của 16 PAHs và giá trị trung bình của tổng độ độc
tương đương PAHs so với BaP trong các mẫu tóc STT PAHs TEF Người hút thuốc Người không hút thuốc
C PAHi (ng/g) BaP eqi (ng/g) C PAHi (ng/g) BaP eqi (ng/g)
5 Phe 0,001 100,4 0,1004 51,6 0.0516
Bảng 3 trình bày hệ số độc tương đương của
16 PAHs và giá trị trung bình của tổng độ độc
tương đương PAHs so với BaP trong các mẫu
tóc Kết quả tính toán cho thấy giá trị trung bình
của tổng độ độc tương đương của PAHs so với
BaP trong mẫu tóc của người hút thuốc và người
không hút thuốc lần lượt là 13,32 và 11,29 ng/g
Sự chênh lệch tổng độ độc tương đương giữa hai
đối tượng trong nghiên cứu này không lớn do
những cấu tử PAHs có hàm lượng cao đáng kể
giữa hai đối tượng thì hệ số độc tương đương lại
khá thấp
Năm 2008, Cơ quan an toàn thực phẩm châu
Âu (EFSA) đã xác định nhóm các chất PAH có chỉ số độc hại lớn và nguy cơ gây ung thư cao PAH4 gồm BaP + Chyr + BaA + BbF và PAH8 gồm PAH4 + BkF + BghiP + DBahA + IP [13] Dựa vào kết quả hàm lượng PAHs trong tóc của một số nghiên cứu tương tự trên thế giới và trong nghiên cứu này, một số giá trị về PAHs được quan tâm như PAH4, PAH8, BaPeq được tính toán và chỉ ra trong Bảng 4
Bảng 4 So sánh hàm lượng PAHs của một số nghiên cứu trên thế giới
Nghiên
cứu
(n=số
mẫu)
Trung bình
tổng các PAHs
(ng/g)
BaP (ng/g)
PAH4 (ng/g)
PAH8 (ng/g)
BaPeq (ng/g)
Ghi chú TLTK
Nhật Bản
(n 1 =20,
n 2 =20; 15
PAHs)
1046,5 767,1 48,8 16,9 149,9 65,9 149,9 65,9 60,75 23,59 [8]
Nhật Bản
(n=20; 10
PAHs)
684,6 853,1 1,1 0,7 6,5 3,0 7,7 3,2 2,27 1,65 [9]
Trang 9P.T Vi et al / VNU Journal of Science: Natural Sciences and Technology, Vol 35, No 3 (2019) 108-117
116
Bảo Đình,
Trung
Quốc
(n=102; 15
PAHs)
Nicotin
và cotinin được tìm thấy trong hầu hết các mẫu tóc
[10]
Đại Liên,
Trung
Quốc
(n=102; 15
PAHs)
Việt Nam
(n 1 = 32, n 2
= 20; 16
PAHs)
388,3 266,1 7,7 6,9 69,2 55,20 84,2 69,3 13,32 11,29 Nghiên
cứu này Ghi chú: (*) S: Người hút thuốc (số mẫu: n 1 ), N: Người không hút thuốc (số mẫu: n 2 )
Kết quả tính toán trong Bảng 4 cho thấy giá
trị trung bình của tổng các PAHs trong nghiên
cứu này thấp hơn so với kết quả nghiên cứu trong
nghiên cứu của Yamamoto, Toriba và Palazzi
[8-10] Tuy nhiên, các giá trị về PAHs đáng quan
tâm như PAH4, PAH8 và BaPeq chỉ thấp hơn
nghiên cứu của Yamamoto và đều cao hơn
những nghiên cứu tương tự khác Trong nghiên
cứu này, hàm lượng trung bình BaP cao gấp hơn
7 lần, giá trị trung bình của tổng hàm lượng
PAH4 cao gấp 10 lần và giá trị BaPeq trong mẫu
tóc của người hút thuốc cao gấp 6 lần so với
nghiên cứu của Toriba Tại Bảo Đình, Trung
Quốc, hàm lượng trung bình của BaP thấp hơn
gần 10 lần, PAH4 thấp hơn gần 5 lần và BaPeq
thấp hơn 4,5 lần so với trong nghiên cứu này
Như vậy, các giá trị đại diện cho độc tính của
PAHs tính toán được trong nghiên cứu này đã
chỉ ra mức độ tiếp nhiễm PAHs trong tóc và nguy
cơ gây ung thư cao cho con người bởi các hợp
chất PAHs
4 Kết luận
Kết quả của nghiên cứu đã cho thấy giá trị
trung bình của tổng hàm lượng PAHs trong mẫu
tóc của người hút thuốc cao hơn người không hút
thuốc và sự khác nhau này có ý nghĩa theo
phương pháp thống kê Student Xét sự phân bố
của các cấu tử, phenanthrene, pyren, fluoranthen
là các PAH chiếm ưu thế nhất trong mẫu tóc của
cả người hút thuốc và người không hút thuốc
Xét trên phương diện số vòng benzen, PAHs 4
vòng với độc tính cao chiếm tỷ lệ lớn nhất so với các nhóm PAHs còn lại Các giá trị về PAHs đáng quan tâm như PAH4, PAH8 và BaPeq cao hơn so với những nghiên cứu tương tự khác trừ một nghiên cứu tại Nhật Bản Từ nghiên cứu sơ
bộ này, có thể thấy việc phân tích PAHs trong mẫu tóc, một chỉ thị sinh học mới là rất cần thiết
và hữu ích để đánh giá sự tiếp nhiễm PAHs trong
cơ thể người Tuy nhiên, để đánh giá sự khác biệt giữa hàm lượng các hợp chất này trong nhóm người hút thuốc và người không hút thuốc một cách sâu sắc và toàn diện, cần tiến hành thu thập mẫu với số lượng lớn hơn và phân tích thêm những thông số liên quan trực tiếp tới việc hút thuốc
Lời cảm ơn
Nghiên cứu này được tài trợ bởi Trường Đại học Khoa học Tự nhiên theo đề tài mã số TN.18.22
Tài liệu tham khảo
[1] World Health Ozganization, 1998 Selected Non-Heterocyclic Polycyclic Aromatic Hydrocacbons, Geneva https://monographs.iarc.fr/ wp-content/uploads/2018/06/mono92-14.pdf [2] L Duedahl-Olesen, M Aaslyng, L Meinert, T Christensen, A.H Jensen, M.-L Binderup, Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) in Danish barbecued meat, Food Control 57 (2015) 169-176 https://doi.org/10.1016/j foodcont 2015.04.012
[3] O Santino, P.C Viviana, C Loredana, Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in
Trang 10coffee brew samples: analytical method by GC–
MS, profile, levels and sources, food and
chemical toxicology 47 (4) (2009) 819-826
https://doi.org/10.1016/j.fct.2009.01.011
[4] L Duedahl-Olesen, M.A Navaratnam, J
Jewula, and A H Jensen, PAH in Some Brands
of Tea and Coffee, Polycyclic Aromatic
Compounds 35 (2015) 74–90 https://doi.org/
10.1080/10406638.2014.918554
[5] F J van Schooten, E J C Moonen, L van der
Wal, P Levels, J.C.S Kleinjans, Determination
of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAH)
and Their Metabolites in Blood, Feces, and Urine
of Rats Orally Exposed to PAH Contaminated
Soils, Archives of Environmental Contamination
and Toxicology 33 (3) (1997) 317–322
https://doi.org/ 10.1007/ s00 2449900259
[6] E Nethery, A.J Wheeler, M Fisher, A Sjödin,
Z Li, L.C Romanoff, W Foster, T.E Arbuckle,
Urinary polycyclic aromatic hydrocarbons as a
biomarker of exposure to PAHs in air: a pilot
study among pregnant women, J Expo Sci
Environ Epidemiol 22 (1) (2012) 70-81 https://
doi org/10.1038/jes.2011.32
[7] Bộ Y tế, Chương trình phòng chống tác hại của
thuốc lá quốc gia, 2015 http://vinacosh.gov.vn/
vi/hoat-dong/tai-lieu-truyen thong/2015/07/81E
20103/to-thong-tin-ve-tac-hai-cua-thuoc-la
[8] Y Yamamoto, A Ishizaki, H Kataoka,
Biomonitoring method for the determination of
polycyclic aromatic hydrocarbons in hair by
online in-tube solid-phase microextraction
coupled with high performance liquid
chromatography and fluorescence detection, J
Chromatogr B Anal Technol Biomed Life Sci
1000 (2015) 187–191 https://doi.org/10.1016/ j.jchromb.2015.07.033
[9] A Toriba, Y Kuramae, T Chetiyanukornkul, R Kizu, T Makino, H Nakazawa, K Hayakawa, Quantification of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in human hair by HPLC with flourescence detection: A biological monitoring method to evaluate the exposure to PAHs, Biomedical Chromatography, 17 (2-3) (2003) 126-32 https://doi.org/10.1002/bmc.222 [10] P Palazzi, S Mezzache, N Bourokba, E.M Hardy, A Schritz, P Bastien, C Emond, J Li, J Soeur, B.M.R Appenzeller, Exposure to polycyclic aromatic hydrocarbons in women living in the Chinese cities of BaoDing and Dalian revealed by hair analysis, Environ Int.,
121 (Pt 2) (2018) 1341-1354 https://doi.org/ 10.1016/j.envint.2018.10.056
[11] W Wang, F Wu, J Zheng, M.H Wong, Risk assessments of PAHs and Hg exposure via settled house dust and street dust, linking with their correlations in human hair, J Hazard Mater
263 Pt 2 (2013) 627-37 https://doi.org/10.1016/ j.jhazmat.2013.10.023
[12] Z Li, B Wang, S Ge, L Yan, Y Liu, Z Li, A Ren, A simultaneous analysis method of polycyclic aromatic hydrocarbons, nicotine, cotinine and metals in human hair, Environ Pollut 219 (2016) 66-71 https://doi.org/10 1016/j.envpol.2016.09.045
[13] I.C.T Nisbet and P.K LaGoy, Toxic equivalency factors (TEFs) for polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), Regul Toxicol Pharmacol 16 (3) (1992) 290-300 https://doi.org/ 10.1016/0273-2300(92)90009-X.