Xác định mức độ ô nhiễm các hợp chất hydrocarbons thơm đa vòng (PAHs) trong trà, cà phê tại việt nam và đánh giá rủi ro đến sức khỏe con người

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘITRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ---Nguyễn Thị Quỳnh XÁC ĐỊNH MỨC ĐỘ Ô NHIỄM CÁC HỢP CHẤT HYDROCARBONS THƠM ĐA VÒNG PAHs TRONG TRÀ, CÀ PHÊ TẠI VIỆT NAM VÀ ĐÁNH GI

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-Nguyễn Thị Quỳnh

XÁC ĐỊNH MỨC ĐỘ Ô NHIỄM CÁC HỢP CHẤT

HYDROCARBONS THƠM ĐA VÒNG (PAHs) TRONG TRÀ,

CÀ PHÊ TẠI VIỆT NAM VÀ ĐÁNH GIÁ RỦI RO ĐẾN SỨC

KHOẺ CON NGƯỜI

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội - 2019

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-Nguyễn Thị Quỳnh

XÁC ĐỊNH MỨC ĐỘ Ô NHIỄM CÁC HỢP CHẤT

HYDROCARBONS THƠM ĐA VÒNG (PAHs) TRONG TRÀ,

CÀ PHÊ TẠI VIỆT NAM VÀ ĐÁNH GIÁ RỦI RO ĐẾN SỨC

KHOẺ CON NGƯỜI

Chuyên ngành: Khoa học môi trường

Mã số: 8440301.01

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC GS.TS Phạm Hùng Việt

TS Nguyễn Minh Phương

Hà Nội - 2019

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới GS.TS Phạm Hùng Việt là giảngviên hướng dẫn chính và TS Nguyễn Minh Phương là giảng viên đồng hướng dẫn đãgiao đề tài, quan tâm và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em trong suốt quá trình thựchiện luận văn

Em xin chân thành cảm ơn các anh chị đồng nghiệp trong Trung tâm Nghiên cứu Côngnghệ Môi trường và Phát triển Bền vững (CETASD), Trường Đại học Khoa học Tựnhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội, đặc biệt là Ths Nguyễn Thúy Ngọc đã chỉ bảo vàgiúp đỡ tận tình để em hoàn thành luận văn này

Em xin gửi lời cảm ơn đến các thầy cô trong Khoa Môi trường – Trường Đại học Khoahọc Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội nói chung và Bộ môn Công nghệ môi trườngnói riêng đã giảng dạy và trang bị cho em những kiến thức quý giá trong suốt khóa học.Luận văn này được thực hiện trong khuôn khổ nhiệm vụ thường xuyên theo chức năngnăm 2018: “Nghiên cứu sự có mặt của các hợp chất hydrocacbon thơm đa vòng ngưng

tụ (PAHs) trong mẫu cà phê và mẫu chè thương phẩm”, của PTN trọng điểm Côngnghệ phân tích phục vụ kiểm định môi trường và an toàn thực phẩm, Trường ĐH Khoahọc Tự nhiên

Em xin được gửi lời cảm ơn đến gia đình và bạn bè đã luôn chia sẻ, ủng hộ và độngviên em trong suốt thời gian qua

Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong Hội đồng khoa học đã tạo điềukiện để em bảo vệ luận văn này

Nguyễn Thị Quỳnh

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 3

1.1 Tổng quan về các hợp chất hydrocarbons thơm đa vòng (PAHs) 3

1.1.1 Giới thiệu về nhóm hợp chất hydrocarbons thơm đa vòng (PAHs) 3

1.1.2 Nguồn gốc phát sinh ô nhiễm các hợp chất PAHs 5

1.1.3 Ứng dụng của các hợp chất PAHs 7

1.1.4 Khả năng tích lũy và độc tính của các hợp chất PAHs 8

1.2 Quy trình sản xuất và phân loại các loại trà, cà phê 12

1.2.1 Các loại trà và công đoạn sản xuất trà phổ biến 12

1.2.2 Các công đoạn sản xuất cà phê phổ biến 15

1.3 Một số nghiên cứu về mức độ ô nhiễm PAHs trong trà và cà phê 17

1.4 Phương pháp xác định PAHs trong trà và cà phê 18

1.4.1 Nguyên tắc phương pháp sắc ký 18

1.4.2 Phương pháp xử lý mẫu 21

1.5 Đánh giá rủi ro sức khỏe (Health Risk Assessment – HRA) 23

CHƯƠNG II: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 29

2.1 Mục tiêu nghiên cứu 29

2.2 Nội dung nghiên cứu 29

2.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 29

2.3.1 Đối tượng nghiên cứu 29

2.3.2 Phạm vi nghiên cứu 30

2.4 Phương pháp nghiên cứu 30

2.4.1 Tham khảo tài liệu 30

2.4.2 Điều tra và khảo sát thực tế 30

2.5 Phương pháp xử lý mẫu trà, cà phê 30

2.5.1 Hóa chất và thiết bị 30

2.5.2 Xử lý mẫu 32

2.6 Phân tích sắc ký khí khổi phổ GC/MS 35

2.6.1 Điều kiện chạy máy GC 35

2.6.2 Điều kiện chạy máy MS 35

2.6.3 Các thống số đánh giá độ tin cậy của phương pháp 37

2.6.4 Đường chuẩn 38

2.6.5 Tính toán PAHs trong trà và cà phê 38

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 41

3.1 Kết quả khảo sát khu vực nghiên cứu 41

3.2 Đánh giá mức độ ô nhiễm các hợp chất PAHs trong trà ở Việt Nam 48

3.2.1 Hàm lượng các hợp chất PAHs trong trà ở Việt Nam 48

3.2.2 Đánh giá mức độ ô nhiễm PAHs trong các mẫu trà Việt Nam 49

3.2.3 Tỷ lệ phần trăm các hợp chất PAHs trong trà ở Việt Nam 54

3.3 Đánh giá mức độ ô nhiễm các hợp chất PAHs trong cà phê Việt Nam 55

3.3.1 Hàm lượng các hợp chất PAHs trong cà phê Việt Nam 55

3.3.2 Đánh giá mức độ ô nhiễm PAHs trong các mẫu cà phê Việt Nam 57

3.3.3 Tỷ lệ phần trăm các hợp chất PAHs trong cà phê rang ở Việt Nam 61

3.4 Đánh giá hàm lượng PAHs trong trà, cà phê thôi ra nước pha và cà phê hòa tan63 3.4.1 Đánh giá hàm lượng PAHs trong trà thôi ra nước pha 63

3.4.2 Đánh giá hàm lượng PAHs trong cà phê thôi ra nước pha ở Việt Nam 66

3.5 Đánh giá rủi ro sức khỏe khi sử dụng trà và cà phê 70

3.5.1 Nhận diện mối nguy hại 70

3.5.2 Đánh giá liều – phản ứng 70

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 77

 KẾT LUẬN 77

 KIẾN NGHỊ 78

TÀI LIỆU THAM KHẢO 79

PHỤ LỤC 87 PHỤ LỤC 1 DANH SÁCH MẪU TRÀ VÀ MẪU CÀ PHÊ ĐƯỢC SỬ DỤNG

TRONG NGHIÊN CỨU

PHỤ LỤC 2 MỘT SỐ HÌNH ẢNH XỬ LÝ VÀ PHÂN TÍCH MẪU TRÀ VÀ CÀ

PHỤ LỤC 3 SẮC ĐỒ CHUẨN CỦA MỘT SỐ MẪU TRÀ VÀ CÀ PHÊ TRONG NGHIÊN CỨU

PHỤ LỤC 4 CÁC CÔNG BỐ KHOA HỌC LIÊN QUAN ĐẾN NGHIÊN CỨU

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Danh sách 16 PAHs cần quan tâm trong môi trường (theo US EPA) 3

Bảng 1.2 Nguồn gốc phát sinh PAHs theo tỷ lệ 5

Bảng 1.3 Mức hàm lượng tối đa PAHs trong thực phẩm 11

Bảng 2.1 Thời gian lưu và mảnh phổ đặc trưng của các cấu tử PAHs 35

Bảng 3.1 Số lượng các loại mẫu được thực hiện trong nghiên cứu 42

Bảng 3.2 Tên, ký hiệu, thương hiệu và xuất xứ của mẫu trà 43

Bảng 3.3 Tên, ký hiệu, thương hiệu và xuất xứ của mẫu cà phê 46

Bảng 3.4 Tổng độ độc tương đương của PAHs trong các mẫu trà (µg/kg) 51

Bảng 3.5 Hàm lượng trung bình nhóm PAH4 trong trà của Vệt Nam và một số quốc gia khác ( g/kg) 52

Bảng 3.6 Tổng độ độc tương đương của PAHs trong các mẫu cà phê Việt Nam (µg/kg) 58

Bảng 3.7 Hàm lượng trung bình nhóm PAH4 trong cà phê của Vệt Nam và một số quốc gia khác (µg/kg) 60

Bảng 3.8 Hàm lượng 15 cấu tử PAHs trong mẫu nước trà pha và mẫu khô (µg/kg) 63

Bảng 3.9 Phần PAHs thôi ra trong mẫu nước trà pha (%) 64

Bảng 3.10 Hàm lượng 15 cấu tử PAHs trong mẫu nước cà phê pha và mẫu khô (g/kg) 67

Bảng 3.11 Phần PAHs thôi ra trong mẫu nước cà phê pha (%) 69

Bảng 3.12 Giá trị HQ trong các loại mẫu 72

Bảng 3.13 Giá trị của các yếu tố rủi ro 73

Bảng 3.14 Giá trị ILCR trong các loại mẫu 74

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Con đường phát thải và tích lũy PAHs trong môi trường 8

Hình 1.2 “Vùng vịnh” của PAHs 9

Hình 1.3 Cơ chế gây ung thư của Benzo[a]pyren [43] 10

Hình 1.4 Quy trình sản xuất các loại trà 13

Hình 1.5 Quy trình sản xuất các loại cà phê 16

Hình 1.6 Thiết bị GC-MS 2010, Shimadzu 19

Hình 1.7 Sơ đồ hệ thiết bị GC-MS 20

Hình 1.8 Cơ chế tách chất của cột GPC 22

Hình 2.1 Sắc đồ của dung dịch chuẩn nồng độ 200 ppb 37

Hình 3.1 Một số mẫu trà được phân tích trong nghiên cứu 43

Hình 3.2 Một số hãng cà phê được bày bán ở siêu thị Việt Nam 46

Hình 3.3 Tổng hàm lượng 15 PAHs được nghiên cứu trong trà (µg/kg) 49

Hình 3.4 Hàm lượng nhóm PAH4 trong trà Việt Nam (µg/kg) 50

Hình 3.5 Tỷ lệ phần trăm PAHs có 3, 4, 5, 6 vòng thơm trong mẫu trà 54

Hình 3.6 Tỷ số của một số PAHs trong mẫu trà 55

Hình 3.7 Tổng hàm lượng 15 PAHs được nghiên cứu trong cà phê 57

Hình 3.8 Hàm lượng nhóm PAH4 trong cà phê Việt Nam (µg/kg) 58

Hình 3.9 Tỷ lệ phần trăm PAHs có 3, 4, 5, 6 vòng thơm trong mẫu cà phê 61

Hình 3.10 Tỷ số của một số PAHs trong mẫu cà phê 62

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ CÁI VIẾT TẮT

12 EDI Liều tiếp nhận hàng ngày Estimated Daily Intakes

16 GPC Cột thẩm thấu qua gel Gel Permeation Chromatography

18 IP Indeno[1,2,3-cd]pyren Indeno[1,2,3-cd]pyrene

19 ILCR Rủi ro ung thư suốt đời Incremental Lifetime Cancer

Risk

21 LOD Giới hạn phát hiện Limit of Detection

22 LOQ Giới hạn định lượng Limit of Quantitation

25 PAHs Các hợp chất thơm đa vòng

ngưng tụ

Polycyclic Aromatic Hydrocarbons

29 RSD Độ lệch chuẩn tương đối Relative Standard Deviation

32 TEQ Độ độc hại tương đương Toxic Equivalent

33 US EPA Cơ quan Bảo vệ Môi trường

Hoa Kỳ

United States Environmental Protection Agency

MỞ ĐẦU

Các hợp chất hydrocacbons thơm đa vòng (Polycyclic Aromatic Hydrocacbons– PAHs) được biết đến là một nhóm các hợp chất hữu cơ độc hại có mặt khắp nơi trongmôi trường với hai hoặc nhiều vòng thơm hợp nhất, được tạo ra trong quá trình đốtcháy không hoàn toàn hoặc nhiệt phân các vật liệu hữu cơ [52, 54] PAHs có thể đượchình thành từ nguồn tự nhiên bởi các hoạt động như phun trào núi lửa, cháy rừng, dầuthô hoặc từ nguồn nhân tạo bao gồm đốt than, đốt gỗ, đốt cháy không hoàn toàn xăng,dầu diesel, dầu lỏng và rò rỉ nhiên liệu [8] PAHs là các hợp chất bền, do đó chúng cóthể tồn tại trong môi trường nước mặt, nước ngầm, đất, trầm tích, không khí, … Quaquá trình lắng đọng và tích lũy sinh học [35], PAHs được tìm thấy với hàm lượng vếttrong nhiều loại thực phẩm khác nhau như: hải sản biển [19], dầu thực vật, trái cây, thịtnướng, cá hun khói, trà và cà phê [53] Do có khả năng gây ung thư, gây đột biến vàgây độc tế bào, Ủy ban Khoa học Thực phẩm châu Âu đã đưa một số PAHs vào danhsách chất gây ô nhiễm ưu tiên [54] Năm 2008, bốn PAHs bao gồm: chrysene (Chr),benzo[a]anthracene (BaA), benzo[b]fluoranthene (BbF) và benzo[a]pyrene (BaP) đãđược Cơ quan an toàn thực phẩm châu Âu (EFSA) xác định là chỉ số đại diện củaPAHs gây ung thư trong thực phẩm, tổng bốn chất PAHs này thường được gọi là PAH4[44]

Hiện nay, an toàn vệ sinh thực phẩm đang nhận được rất nhiều sự quan tâm từ

cả người tiêu dùng và các nhà quản lý Đặc biệt là ở Việt Nam khi mà các vấn đề như

dư lượng thuốc trừ sâu, thực phẩm được bơm tẩm hóa chất, thuốc bảo quản thực phẩmngày càng phổ biến Bên cạnh thức ăn, đồ uống cũng là thực phẩm tiềm ẩn nhiều rủi rosức khỏe cho người sử dụng

Ở Việt Nam, trà và cà phê là hai trong những loại đồ uống được sử dụng phổbiến nhất Theo báo cáo năm 2016, tổng sản lượng cà phê Việt Nam đạt 1,76 triệu tấn

và có 90 – 95 % trong số đó được xuất khẩu [28] Cà phê được chứng minh có thể

mang đến hiệu quả chống lại một số loại bệnh như bệnh Parkinson, Alzheimer, rối loạntiêu hóa, rối loạn chức năng gan [11] nhờ cà phê có chứa các chất chống oxy hóa, chấtkhử gốc tự do như cafein, trigonelline, axit chlorogen, cafestol, kahweol [42] và các vichất có lợi như magiê, kali, vitamin E và niaxin [15] Quy hoạch diện tích trồng trà ởViệt Nam là 130.000 ha, sản xuất khoảng 0,26 triệu tấn lá trà khô vào năm 2015 vàđược xếp hạng là nước xuất khẩu chè lớn thứ 12 trên thế giới [59] Trà đã được báo cáovới nhiều lợi ích sức khỏe, chẳng hạn như tác dụng chống oxy hóa và chống ung thư do

sự hiện diện của flavonoid [13, 44] Bên cạnh các tác dụng có lợi, các nhà nghiên cứu

đã tìm thấy một số chất gây ô nhiễm trong trà như kim loại nặng, florua, thuốc trừ sâu

và PAHs có thể gây ra mối đe dọa cho sức khỏe người tiêu dùng [51] Nguyên nhânchính dẫn đến sự có mặt của PAHs trong trà, cà phê là do sự lắng đọng từ không khícùng với việc sử dụng nhiệt trong quá trình chế biến [45]

Trà và cà phê là những loại đồ uống mang lại nhiều lợi ích cho sức khỏe người

sử dụng Tuy nhiên, một số hợp chất hữu cơ được hình thành từ quá trình chế biến nhưPAHs có thể gây ra rủi ro sức khỏe không mong muốn cho người tiêu dùng trà, cà phê

Do vậy, mục tiêu của nghiên cứu này là xác định mức độ ô nhiễm PAHs trong trà, càphê tại Việt Nam và đánh giá rủi ro đến sức khỏe con người Xuất phát từ thực tiễn

trên, đề tài: “Xác định mức độ ô nhiễm các hợp chất Hydrocarbons thơm đa vòng

(PAHs) trong trà, cà phê tại Việt Nam và đánh giá rủi ro đến sức khỏe con người”

đã được thực hiện

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan về các hợp chất hydrocarbons thơm đa vòng (PAHs)

1.1.1 Giới thiệu về nhóm hợp chất hydrocarbons thơm đa vòng (PAHs)

Hydrocarbons thơm đa vòng (PAHs) là nhóm hợp chất ô nhiễm hữu cơ, chứa ítnhất hai vòng benzen liên kết với nhau, đồng phẳng, hợp nhất [7] Các hợp chất này cónhững đặc tính như kỵ nước, ưa mỡ, có thể gây ung thư và bền vững trong môi trường[39] PAHs được tìm thấy có mặt trong môi trường nước, không khí, đất và cả thựcphẩm [9]

Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (US EPA) đã xác định 16 PAHs là chất gây

ô nhiễm môi trường ưu tiên bao gồm: naphthalen, acenaphthen, acenaphthylen, fluoren,anthracen, phenanthren, fluoranthen, chrysen, benzo[a]anthracen, pyren,benzo[b]fluoranthen, benzo[k]fluoranthen, benzo[a]pyren, dibenzo[a,h]anthracen,indeno[1,2,3-cd]pyren và benzo[g,h,i]perylen [53] Công thức cấu tạo của 16 PAHs nàyđược trình bày trong bảng 1.1

Bảng 1.1 Danh sách 16 PAHs cần quan tâm trong môi trường

hiệu

Hệ số độc tương đương (TEF)

Cấu tạo

1.1.2 Nguồn gốc phát sinh ô nhiễm các hợp chất PAHs

PAHs có thể được tạo thành từ nguồn tự nhiên và nhân tạo Nguồn tự nhiên baogồm núi lửa phun trào, cháy rừng, v.v So với các nguồn tự nhiên, nguồn nhân tạo lànguồn PAHs chính trong môi trường, chủ yếu từ sự đốt cháy không hoàn toàn củanhiên liệu hóa thạch, sinh khối [55] Cháy rừng và rò rỉ dầu tự nhiên cũng có thể đónggóp PAHs cho môi trường và được phân loại là nguồn tự nhiên [14]

PAHs trong môi trường có thể chia thành hai loại chính là nguồn đốt và nguồn

từ dầu mỏ Nguồn đốt của PAHs được đặc trưng bởi sự đốt cháy ở nhiệt độ cao hoặcnhiệt phân nhiên liệu hóa thạch hoặc chất hữu cơ, giải phóng PAHs vào khí quyểnthông qua khí thải và bồ hóng PAHs được giải phóng từ các quá trình nhiệt độ cao có

xu hướng có trọng lượng phân tử cao và bền hơn trong môi trường với số vòng thơmtrong phân tử từ 4 đến 6 vòng PAHs có nguồn gốc dầu mỏ được hình thành từ dầu mỏ(thô và tinh chế) và xảy ra từ sự cố tràn dầu, đốt dầu Nguồn dầu mỏ (được tạo thành

bởi các quá trình nhiệt độ thấp hơn) có xu hướng có trọng lượng phân tử thấp hơn với

số vòng thơm trong phân tử từ 2 đến 3 vòng

Nguồn gốc của PAHs còn có thể dự đoán qua tỷ lệ của một số PAHs được trìnhbày trong bảng 1.2 [26]:

Bảng 1.2 Nguồn gốc phát sinh PAHs theo tỷ lệ

Fla/(Fla + Pyr) < 0,4 Dầu mỏ

0,4 < Fla/(Fla + Pyr) < 0,5 Đốt cháy nhiên liệu hóa thạch lỏng

Fla/(Fla + Pyr) > 0,5 Đốt sinh khối

BaA/(BaA + Chr) < 0,2 Phát thải dầu

0,2 < BaA/(BaA + Chr) < 0,35 Đốt cháy dầu

BaA/(BaA + Chr) > 0,35 Đốt cháy của cỏ, gỗ và than

Bên cạnh đó, một số hoạt động như hút thuốc, nấu ăn, sưởi ấm và đốt nhang,v.v cũng là nguồn phát sinh PAHs [6] PAHs chủ yếu xâm nhập vào môi trường bằngcách giải phóng ban đầu vào khí quyển từ các quá trình đốt cháy không hoàn toàn vàsau đó xâm nhập vào đất, trầm tích và các vùng nước từ các quá trình khác nhau baogồm khuếch tán, lắng đọng khô, lắng đọng ướt và các quá trình thủy văn khác Việccon người khai thác nhiên liệu hóa thạch cũng đã góp phần tạo ra PAHs trong môitrường toàn cầu [14]

Sự có mặt của PAHs trong môi trường là từ quá trình lắng đọng trong khí quyển

và một phần được hình thành trong các quá trình đốt sử dụng nhiệt độ lớn hơn 220 oC,

ví dụ như sấy khô, nướng, chiên, rang và hun khói thực phẩm Trong cà phê, sự hiệndiện của PAHs được cho là hình thành trong quá trình rang hạt [24] PAHs luôn luôn cómặt trong khí đốt, do đó quy trình sản xuất lá trà cũng có thể dẫn PAHs vào sản phẩm,

vì phần lớn trà được sấy khô bằng cách sử dụng nhiệt từ đốt gỗ, dầu hoặc than [36]

1.1.3 Khả năng tích lũy và độc tính của các hợp chất PAHs

PAHs được sinh ra từ các hoạt động tự nhiên và nhân tạo, qua quá trình bay hơi

nó sẽ khuếch tán vào không khí, đi vào sông, hồ, đại dương và lắng đọng xuống mặt

đất Con đường phát thải và tích lũy PAHs trong môi trường được biểu diễn trong hình1.1 Con người có thể bị phơi nhiễm PAHs qua các con đường như: hít thở không khí,tiếp xúc qua da, qua đường tiêu hóa bởi ăn uống các thực phẩm bị nhiễm PAHs Cáchợp chất PAHs đã được phát hiện trong nước [5], không khí, trầm tích, một số loại thựcphẩm như thịt hun khói [16], trà, cà phê và cả trong tóc, sữa mẹ [47]

Hình 1.1 Con đường phát thải và tích lũy PAHs trong môi trường

Một số nghiên cứu đã cho thấy tiếp xúc với PAHs có thể gây ra các vấn đề sứckhỏe khác nhau, ví dụ như sự rối loạn nội tiết, bất thường trong hệ thống sinh sản, rốiloạn phát triển, rối loạn thần kinh, dị ứng da, hen suyễn, sinh non Một số PAHs có liên

Thảm thực vật

quan đến các đặc tính gây ung thư, gây đột biến và gây quái thai Do đó việc tiếp xúcvới chúng có nguy cơ nghiêm trọng đối với sức khỏe con người [6].

IARC (Cơ quan Nghiên cứu Ung thư Quốc tế) đã phân loại 7 PAHs là hợp chấtgây ung thư gồm: nhóm 1 (benzo[a]pyren), nhóm 2A (dibenz[a,h]anthracen) và nhóm2B (benz[a]anthracen, benzo[b]fluoranthen, benzo[k]fluoranthen, chrysen vàindeno[1,2,3-cd]pyren) [10]

Vị trí không gian tương đối của các vòng trong phân tử PAHs có vai trò quantrọng khi xác định khả năng gây ung thư của chúng tới động vật Trong phân tử nhữngPAHs có khả năng gây ung thư cao, các vòng benzen tiếp giáp nhau theo kiểu nhánhtạo thành “vùng vịnh” Các nguyên tử cacbon được sắp xếp theo kiểu “vùng vịnh” làmtăng hoạt tính sinh học của các PAHs [31]

Hình 1.2 “Vùng vịnh” của PAHs

Bản thân phân tử PAHs không phải là chất gây ung thư, để trở thành dạng gâyung thư nó cần chuyển hóa trong cơ thể qua một số bước trao đổi chất PAHs có thểđược chuyển hóa và trở thành các chất phản ứng điện di trung gian tạo thành các chấtgây nghiện PAH-DNA, một dấu ấn sinh học gây tổn thương DNA có liên quan đến ungthư [27] Sản phẩm đầu tiên của quá trình chuyển hóa PAHs là epoxyt được tạo ra dothêm một nguyên tử oxy vào cấu trúc PAHs Các mảnh phân tử epoxyt sau đó được gắnthêm H2O để tạo thành hai nhóm OH- tại hai cacbon cạnh nhau Phản ứng chuyển hóatạo thành epoxyt và thêm H2O là nỗ lực của cơ thể để đưa nhóm OH- vào các phân tử kịnước như PAHs, làm cho chúng trở nên dễ hòa tan trong nước và sau đó có thể loại bỏ.Liên kết đôi còn lại trong vòng có chứa hai nhóm OH- sau đó bị epoxy hóa để tạo thành

dạng phân tử có hoạt tính ung thư Nếu thêm H+ vào phân tử này sẽ tạo thành dạngcation bền vững có thể gắn vào trung tâm của các phân tử sinh học như DNA vàhemoglobin, dẫn tới nguyên nhân tạo thành các khối u [31].

Hình 1.3 Cơ chế gây ung thư của Benzo[a]pyren [43]

Quá trình này có thể thấy rõ đối với BaP Hình 1.3 trình bày cơ chế gây ung thưcủa benzo[a]pyren Hoạt hóa BaP tạo thành BaPdiol-epoxide-10-N2dG liên quan đếnviệc hình thành vùng diol-epoxide – được cho là dạng chuyển hóa gây nên ung thư.Diol-epoxides được hình thành do kết quả của quá trình oxy hóa 2 electron của BaP bởicytochromeP450, đặc biệt là P450IA1 và P450IA2 Ban đầu dưới tác động củacytochromeP450, BaP bị oxy hóa thành BaP-arene oxides, sau đó dưới tác dụng xúc táccủa men epoxide hydrolase (EH), BaP-arene oxides chuyển hóa thành BaP-dihydrodiols, sau đó dưới tác dụng của P450, chúng bị oxy hóa tạo thành BaP-diol-epoxides Chất này phản ứng với nhóm NH2 của axit amin trong phân tử DNA và tạonên DNA lỗi từ đó gây ra các khối u và dẫn đến ung thư

Trong số 16 PAHs được quan tâm, BaP được xem là chất gây ung thư hàng đầuvới chỉ số độc hại lớn nhất là 1 Tuy nhiên, BaP không thể dùng làm chỉ số mang tínhđại diện để đánh giá mức độ ô nhiễm PAHs trong thực phẩm Cơ Quan An Toàn thựcphẩm Châu Âu (EFSA) năm 2008 xác định nhóm PAH4 (BaP + Chr + BaA + BbF) lànhững PAHs có chỉ só độc hại (TEFs) cao và PAH4 cũng là chỉ số được dùng để đánhgiá mức độ ô nhiễm PAHs trong thực phẩm Năm 2015, Uỷ Ban Châu Âu đưa ra quyđịnh mới nhất về mức hàm lượng BaP và nhóm PAH4 tối đa trong một số thực phẩmđược tình bày trong bảng 1.3.

1 Dầu và chất béo ( không bao gồm

Cá hun khói và các sản phẩm thủy

sản hun khói ( áp dụng cho phần thịt

* PAH4= BaP+ BaA+ BbF+ Chr

Nguồn: EC COMMISSION REGULATION (EU) [21].

Ngoài ra, để đánh giá tiềm năng độc hại của PAHs trong từng mẫu, tổng hàmlượng PAHs thường được biểu thị qua tổng độ độc tương đương so với benzo[a]pyrene( TEQ) Giá trị TEQƩ Ʃ i được tính cho mỗi PAHs từ hàm lượng của PAHs trong mẫu(CPAHi) nhân với hệ số độc tương đương của chất đó (TEFPAHi)

TEQ = ∑(TEQ

Ʃ i) = ∑(CPAHi x TEFPAHi)

1.2 Quy trình sản xuất và phân loại các loại trà, cà phê

1.2.1 Các loại trà và công đoạn sản xuất trà phổ biến

Trà là một loại đồ uống rất phổ biến, các đặc tính dinh dưỡng, chức năng vàdược liệu của nó đã được sử dụng trong nhiều thế kỷ [25] Hiện nay, trên thế giới cóhàng nghìn loại trà, nhưng chúng đều được làm từ lá cây trà (Camellia sinensis) [37].Các loại trà thành phẩm khác nhau bởi hình dáng và thành phần hóa học của lá sau khichế biến Theo quy trình chế biến, trà có thể được phân loại thành trà xanh (không lênmen), trà ô long (bán lên men), trà đen (lên men hoàn toàn) Chế biến trà gồm 5 bước

cơ bản: hái, làm héo, vò, oxy hóa và sấy Trong đó, công đoạn sấy là nguyên nhânchính tạo thành PAHs, do quá trình nhiệt phân không hoàn toàn các vật liệu chứacacbon như gỗ, dầu hoặc than [57] Ngoài ra, sự lắng đọng của PAHs trong khí quyển

cũng là một nguồn ô nhiễm PAHs trong trà [17] Quy trình chế biến trà xanh, trà ô long

và trà đen được trình bày trong hình 1.4

Hình 1.4 Quy trình sản xuất các loại trà

Trà xanh được sản xuất qua các bước: diệt men, vò sàng, sấy Diệt men là côngđoạn sử dụng nhiệt hoặc hơi nước nóng hoặc không khí nóng để phá hủy hệ thốngenzym trong trà, đình chỉ sự oxy hóa các chất, đặc biệt là tannin, giữ màu xanh tự nhiên

và vị chát của trà Điều kiện của công đoạn diệt men là diễn ra trong thời gian từ 5 ÷ 6phút, ở nhiệt độ 80 oC Sau đó, trà được vò sàng để làm dập tế bào của lá trà, làm dịchtrà thoát ra bề mặt để sau khi sấy sẽ làm cho cánh trà bóng hơn và khi pha nước dịch

Diệt men

trà chuyển trà nước pha dễ dàng hơn Cuối cùng, trà được sấy khô để loại bớt ẩm, tạohương thơm, tạo màu và thuận lợi cho việc bảo quản trà.

Khác với trà xanh, trà ô long đặc thù ở công đoạn bán lên men lá trà Đây là quátrình kích thích để enzym xúc tác quá trình tự biến đổi phân giải các hợp chất trong trà,tạo thành hương thơm đặc trưng của trà ô long Cụ thể, quy trình sản xuất trà ô longgồm 6 bước: héo nắng, héo mát, oxy hóa (lên men), xào trà, tạo hình, sấy định lượng.Công đoạn héo nắng lợi dụng nhiệt năng của mặt trời để tăng tốc độ bốc hơi, làm giảmlượng nước trong trà, trọng lượng trà búp tươi giảm xuống từ 25 – 30 %, bắt đầu kíchthích quá trình lên men của trà, giúp tạo hương thơm, đọt trà mềm dẻo Sau đó, tràđược héo mát bằng cách trải mỏng trong phòng lạnh, đảo trộn nhẹ nhàng, giúp cho trà

từ từ thoát hơi nước, qua đó rút dần các chất chát đắng của trà ra ngoài Tiếp theo tràđược oxy hóa, lên men bằng cách cho vào máy quay làm ma sát, tạo hương thơm trànphủ búp trà, tiếp xúc với oxy trong không khí để đẩy mạnh quá trình lên men Khi trà

đã đạt độ lên men cần thiết, đưa trà vào ống xào để dùng nhiệt chấm dứt quá trình lênmen Trà được cho vào máy ép, vận dụng lực xoay tròn của máy làm cho trà chuyểnđộng và ma sát lẫn nhau tạo thành hình viên tròn đặc trưng của trà ô long Cuối cùng,trà được sấy nhiều lần để làm giảm tỷ lệ nước còn 3 – 5 %, ổn định các chỉ tiêu về chấtlượng và tăng hương thơm cho trà

Trà đen là loại trà được lên men hoàn toàn Các công đoạn chủ yếu của quy trìnhchế biến trà đen gồm: làm héo, vò sàng, lên men, sấy khô Công đoạn làm héo mụcđích làm cho lượng nước trong trà bốc hơi, lá trà sẽ trở nên mềm và dai hơn Ngoài ra,lượng nước trong trà giảm làm hàm lượng chất khô trong nguyên liệu trà trở nên đậmđặc, từ đó tăng cường khả năng hoạt động của các enzym có trong nguyên liệu trà.Công đoạn vò trà để làm dập tổ chức tế bào các mô trong lá trà để sau khi sấy các dịchbào sẽ bám lên bề mặt làm lá trà óng ánh hơn và dễ dàng hòa tan vào nước pha tạo nênhương vị đặc biệt của trà đen Hơn nữa, do dịch bào thoát ra ngoài nên tannin và cáchợp chất hữu cơ khác có điều kiện tiếp xúc với oxy không khí xảy ra quá trình oxy hóa

Công đoạn lên men là công đoạn rất quan trọng trong quy trình sản xuất trà đen Mụcđích của công đoạn này là tạo ra những biến đổi sinh hóa, chủ yếu là oxy hóa tannindưới tác dụng của men để tạo ra màu sắc, hương vị của nước pha trà đen Sau cùng, khitrà đã được lên men đúng mức, hoạt động của các enzym cần được dừng lại để chấtlượng sản phẩm ở mức tốt nhất, thường thì nhiệt độ cao được dùng để thực hiện điềunày Công đoạn sấy làm bay đi mùi hăng xanh và hình thành mùi của tinh dầu khi ởnhiệt độ cao, làm giảm độ ẩm của trà lên men để thuận lợi cho việc bảo quản trà sảnphẩm Nhiệt độ sấy trà thường ở 80 oC, bởi nếu sấy ở nhiệt độ cao hơn thì trà mất đihương thơm và màu sắc, nếu sấy thấp hơn thì quá trình sấy kéo dài, các enzym trongtrà không được dừng lại kịp thời, trà dễ bị lên men quá mức

1.2.2 Các công đoạn sản xuất cà phê phổ biến

Cà phê rang được sản xuất qua 4 công đoạn cơ bản gồm: xử lý, rang, làm nguội,xay Quy trình sản xuất cà phê rang được mô tả trong hình 1.5 Hạt cà phê sau khi háiđược loại bỏ các hạt bị đen, bị khuyết tật, hạt mốc, mọt mối không đạt tiêu chuẩn Tiếp

đó hạt cà phê được đem rang, dưới tác dụng của nhiệt độ, các phản ứng diễn ra tạo nênmàu sắc, hương vị đặc trưng của cà phê Sau khi rang, độ bền cơ học của hạt cà phêgiảm, độ giòn tăng lên Bởi vậy, chất lượng cà phê bị ảnh hưởng bởi phương pháp rang

cà phê Trong công đoạn rang, thời gian là yếu tố quyết định hương vị của cà phê Dựavào thời gian rang có thể chia cà phê rang thành hai loại chính là cà phê rang đậm và càphê rang nhạt Cà phê rang đậm được rang từ 14 đến 16 phút, cà phê có vị đắng cao,chiết xuất nước cà phê nặng, vị chát và vị chua giảm đi Cà phê rang nhạt được rang từ

11 đến 14 phút, cả 3 vị chua, vị chát và vị đắng trong cà phê rang nhạt đạt mức cânbằng Cà phê sau khi trải qua quá trình rang ở nhiệt độ cao khiến cho các hợp chất tạohương mới sinh ra và liên tục bay hơi làm giảm mùi hương Do vậy để tránh việc thấtthoát hương thơm, sau khi rang cà phê cần làm nguội chúng càng nhanh càng tốt Cuốicùng cà phê được xay nhỏ làm giảm kích thước của hạt cà phê, tạo điều kiện thuận lợitrong quá trình pha chế

Cà phê hòa tan được sản xuất từ bột cà phê rang qua các công đoạn: trích ly, côđặc và sấy khô Để sản xuất cà phê hòa tan trước hết bột cà phê rang được trích ly đểchiết xuất các thành phần hòa tan và dễ bay hơi Nồng độ dịch cà phê sau trích ly là 20– 22 %, do đó phải tiến hành cô đặc dịch trích ly đến nồng độ 30 – 33% mới thuận lợicho quá trình sấy Sấy khô nhằm đưa dịch trích ly cà phê cô đặc thành dạng bột khô đểthuận tiện cho quá trình bảo quản và sử dụng

Hình 1.5 Quy trình sản xuất các loại cà phê

Nhìn chung, trong thời gian trồng dài và chế biến phức tạp, một số chất gây ônhiễm môi trường bị hấp phụ, tích lũy bởi lá trà và hạt cà phê từ không khí, đất, nước.Bên cạnh đó, quá trình chế biến trà và cà phê đều có sử dụng nhiệt để làm khô sảnphẩm Quá trình tiếp xúc với nhiệt độ, bản thân nguyên liệu trà và cà phê có thể bị đốt

cháy hoặc chúng có thể tiếp xúc với PAHs trong không khí sinh ra trong quá trình đốtcháy các nhiên liệu tạo nhiệt như than, củi hoặc khí đốt.

1.3 Một số nghiên cứu về mức độ ô nhiễm PAHs trong trà và cà phê

Trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu xác định hàm lượng PAHs và dự báo mức

độ ảnh hưởng của PAHs (tập trung vào các nhóm có khả năng gây ung thư, gây độctính) đối với con người qua quá trình sinh hoạt hay sử dụng một số loại thực phẩm nhưthịt/cá, trái cây, rau quả, dầu thực vật,.v.v [32, 30] Kết quả nghiên cứu cũng cho thấy

sự có mặt của PAHs xuất hiện trong cả trà và cà phê [22, 33]

Theo một nghiên cứu của Adisa, A và cộng sự (2015) PAHs được phát hiệntrong tất cả 28 mẫu trà nghiên cứu, tổng hàm lượng của 18 PAHs dao động từ 101 đến

1337 µg/kg và có hàm lượng trung bình là 300 µg/kg Trong đó, giá trị TEQ lớn nhất là110,9 được tìm thấy ở mẫu trà đen [4] Trong nghiên cứu của Lin, D và cộng sự (2005)tổng hàm lượng của 16 PAHs trong các mẫu trà dao động từ 323 đến 8800 µg/kg vớitổng hàm lượng cao nhất được tìm thấy trong một loại trà đen [36]

Đối với cà phê, tổng hàm lượng của 16 PAHs có giá trị dao động từ 3,5 đến 16,4µg/kg đã được báo cáo trong nghiên cứu của Guadalupe María, G và cộng sự (2016)[24]

Tại Việt Nam, nghiên cứu về các hợp chất PAHs là vấn đề không còn quá mới,tuy nhiên hầu hết các công trình mới chỉ tập trung vào vấn đề xác định nguồn gốc vàhàm lượng PAHs trong các đối tượng mẫu môi trường như nước, trầm tích hay khôngkhí [1]

PAHs hấp thụ vào cơ thể thông qua các chuỗi thức ăn, tùy theo cấu tạo của cácPAHs và đối tượng tác động mà PAHs có các mức độ tác động khác nhau Sự có mặt ởnhững liều lượng nhất định của các PAHs thường gây ra những tác động tiêu cực đến

sự sinh sản, sinh trưởng, phát triển và khả năng miễn dịch Sau một thời gian dài tích tụ

trong cơ thể, PAHs sẽ gây ảnh hưởng trực hoặc gián tiếp đến sức khỏe con người Việcxác định hàm lượng PAHs trong mẫu trà, cà phê là cần thiết để đánh giá khả năng ảnhhưởng tới sức khỏe con người của PAHs

1.4 Đánh giá rủi ro sức khỏe (Health Risk Assessment – HRA)

Đánh giá rủi ro sức khỏe (HRA) là tiến trình sử dụng các thông tin thực tế đểxác định sự phơi nhiễm của cá thể hay quần thể đối với vật liệu nguy hại hay hoàn cảnhnguy hại HRA có ba nhóm chính bao gồm:

- Rủi ro các nguồn vật lý (được quan tâm nhiều nhất là những rủi ro về bức xạ từcác nhà máy hạt nhân và các trung tâm nghiên cứu hạt nhân)

- Rủi ro hóa chất

- Rủi ro sinh học (đánh giá rủi ro đối với lĩnh vực an toàn thực phẩm và sinh vậtbiến đổi gen)

Theo EPA, quy trình đánh giá rủi ro sức khỏe cần tiến hành theo 5 bước sau:

- Bước 1: Xác định mối nguy hại (Hazard Identification): Khảo sát, đánh giá tất cả cácmối nguy hại có khả năng làm ảnh hưởng, tác động xấu đến con người hay hệ sinh thái,nếu có thì xem xét nó trong trường hợp nào

- Bước 2: Đánh giá liều tương ứng (Dose-Respond Assessment): Khảo sát, đánh giámối tương tác giữa phơi nhiễm và các ảnh hưởng

- Bước 3: Đánh giá phơi nhiễm (Exposure Assessment): Xem xét, đánh giá những hiểubiết về mức độ tiếp xúc với các tác nhân ứng xuất, tần xuất và thời điểm

- Bước 4: Mô tả rủi ro (Risk Characterization): Xem xét đánh giá cách sử dụng cácthông tin dữ liệu để đưa ra các kết luận về tự nhiên và phạm vi, quy mô các rủi ro từ sựphơi nhiễm đến các tác nhân ứng xuất môi trường

- Bước 5: Quản lý rủi ro (Risk Management) [2]

a) Xác định mối nguy hại

Để xác định mối nguy hại cần thực hiện các nội dung:

- Nhận diện các loại nguy hại – những mối nguy hại này có thể là các tác nhânhóa học, điện, vật lý, cơ học, cháy nổ hoặc các nguy hại về sức khỏe, có thể phân loạithành nhóm các mối nguy hại như sau:

+ Các nguy hại vật lý: rơi, gãy dụng cụ thủ công, máy móc, xe cộ, bức xạ, tiếng

ồn và chấn động

+ Các nguy hại hóa học: độc chất, cháy, nổ hóa chất

+ Các nguy hại sinh học: động vật, vi sinh vật, thực vật

+ Hiện tượng tự nhiên: bão tuyết, động đất, sương mù

b) Đánh giá liều – phản ứng

Khi xác định mối nguy hại là hóa chất, đánh giá liều phản ứng sẽ xác định độlớn của phản ứng đối với độc chất Đánh giá liều – phản ứng bao gồm sự mô tả quan hệđịnh lượng giữa lượng phơi nhiễm đối với một hóa chất và mức độ tích lũy hay gâybệnh

Đánh giá rủi ro sức khỏe con người qua đường ăn uống được dựa trên liều tiếpnhận hàng ngày - Estimated Daily Intakes (EDI) EDI là lượng ước tính của một loạihóa chất được đưa vào cơ thể hằng ngày mà không gây ảnh hưởng có hại tới sức khỏecon người, được thể hiện trên một trọng lượng cơ thể

Đánh giá rủi ro sức khỏe khi sử dụng trà, cà phê là xem xét mức độ rủi ro ở kịchbản xấu nhất, mẫu được lựa chọn để xác định hàm lượng PAHs thôi ra nước ở mỗi loạimẫu là mẫu có hàm lượng PAHs cao nhất Tuy nhiên, hiện nay chưa có các giá trị liềutham chiếu RfD đối với các hợp chất PAHs khác ngoài BaP, do vậy lượng PAHs phơinhiễm vào cơ thể con người được đánh giá dựa trên tổng độ độc tương đương so vớiBaP (∑TEQ) có trong mẫu trà và mẫu cà phê nhân với phần trăm lượng PAHs thôi ranước của từng loại mẫu Bởi benzo(a)pyrene (BaP) là hợp chất được Cơ quan Nghiêncứu Ung thư Quốc tế (IARC) phân loại là chất gây ung thư cho con người (Nhóm 1) vàđưa ra các giá trị tham chiếu để tính toán rủi ro Tuy nhiên, nếu chỉ sử dụng hàm lượngBaP có trong mẫu để tính toán rủi ro thì có thể không đánh giá chính xác khả năng gâyung thư của PAHs Theo chương trình Hệ thống thông tin rủi ro tích hợp (IRIS) củaHoa Kỳ EPA, phương pháp hệ số độ độc tương đương (TEF) đối với hỗn hợp PAHs đã

được phát triển để đánh giá nguy cơ ung thư do phơi nhiễm với các hợp chất này [40].Nguy cơ rủi ro được xem xét ở mức độ rủi ro không ung thư và rủi ro ung thư.

Do vậy, liều tiếp nhận hàng ngày (EDI) được tính bằng:

EDI = (CC × H)×CR / BW

Trong đó:

CC: ∑TEQ của trà khô/ cà phê rang/ cà phê hòa tan (µg/kg khối lượng khô)

H: phần trăm lượng PAHs thôi ra nước của từng loại mẫu

CR: lượng cà phê trung bình hàng ngày mỗi người tiêu thụ (g/người/ngày)

BW: trọng lượng trung bình của người Việt Nam (kg).

 Rủi ro không ung thư

Rủi ro không ung thư đối với việc sử dụng trà và cà phê của người Việt Namđược tính bằng:

HQ = EDI / RfD

Trong đó:

HQ: thương số rủi ro

EDI: liều tiếp nhận hàng ngày

RfD: liều tham chiếu của BaP (mg/kg/ngày)

Nếu giá trị HQ ≤ 1 nghĩa là không có nguy cơ không gây ung thư Ngược lại, nếu giá trị HQ > 1 nghĩa là có nguy cơ không gây ung thư

 Rủi ro ung thư

Rủi ro ung thư: rủi ro ung thư được đánh giá dựa trên chỉ số rủi ro gây ung thư(ILCR) là khả năng con người có thể bị hình thành ung thư trong suốt 70 năm do tiếpxúc với chất có thể gây ung thư

Rủi ro ung thư đối với việc sử dụng trà và cà phê của người Việt Nam được tínhbằng:

Trong đó:

CC: ∑TEQ của trà khô/ cà phê rang/ cà phê hòa tan (µg/kg khối lượng khô)

RPF: các yếu tố tiềm năng tương đối

CR: lượng cà phê trung bình hàng ngày mỗi người tiêu thụ (g/người/ngày)

ED: độ dài phơi nhiễm, thời gian (70 năm)

BW: trọng lượng trung bình của người Việt Nam (kg)

AT: thời gian trung bình (70 năm × 365 ngày/năm = 25.550 ngày)

CF: hệ số chuyển đổi (1 × 10-6 kg/mg)

OSF: hệ số độ dốc của BaP (mg kg-1ngày-1)

H: phần trăm lượng PAHs thôi ra nước của từng loại mẫu

Giá trị của các yếu tố rủi ro ung thư được trình bày ở bảng 1.4

Bảng 1.4 Giá trị của các yếu tố rủi ro

c) Đánh giá phơi nhiễm

Đánh giá phơi nhiễm là quá trình đánh giá định lượng hay định tính sự thâmnhập của một tác nhân (một hóa chất hay một chất nguy hại) vào vật nhận thông qua sựtiếp xúc với môi trường xung quanh Sự đánh giá được thực hiện thông qua các thông

số đầu vào về cường độ, tính liên tục, độ dài thời gian tiếp xúc và con đường tiếp xúc.Đánh giá phơi nhiễm bao gồm mô tả tính chất và quy mô của các quần thể khác nhau

bị phơi nhiễm đối với một hóa chất và độ lớn, thời gian kéo dài của sự phơi nhiễm củacác quần thể đó

Đánh giá phơi nhiễm ước lượng liều của các hóa chất trong môi trường mà cácnhóm người khác nhau bị phơi nhiễm Các bước đánh giá phơi nhiễm bao gồm:

- Mô tả đặc trưng phơi nhiễm

- Xác định con đường phơi nhiễm

- Xác định phơi nhiễm

d) Mô tả rủi ro

Kết quả từ đánh giá liều phản ứng và phơi nhiễm được liên kết để ước lượngđịnh lượng rủi ro hay xác suất tác động có hại đối với các nhóm tiếp nhận khác nhautrong quần thể

Nội dung mô tả đặc trưng rủi ro thường là:

- Xem xét lại các kết quả đánh giá độ độc và phơi nhiễm

- Định lượng rủi ro cho từng chất ô nhiễm trong mỗi loại đối tượng trong môitrường

- Định lượng rủi ro do phơi nhiễm đối với nhiều chất ô nhiễm cho mỗi con đườngphơi nhiễm

- Kết hợp rủi ro do các con đường phơi nhiễm khác nhau, định lượng tổng rủi roc

ho mỗi tình huống phơi nhiễm

- Đánh giá và diễn đạt sự không chắc chắn đối với các ước lượng rủi ro

- Tích hợp các kết quả đánh giá vào một bản mô tả tóm tắt

- Xây dựng một bản ước lượng định lượng hay định tính về khả năng có thể xảy

ra bất kỳ mối nguy hại nào kết hợp với các hóa chất đã đánh giá

- Phải tính đến sự biến thiên trong quần thể có liên quan

- Điểm mạnh và điểm yếu phải được chỉ ra

e) Quản lý rủi ro

Quản lý rủi ro (QLRR) là sự áp dụng có hệ thống các chính sách quản lý, cácquy trình và các kinh nghiệm thực tế cho các nhiệm vụ phân tích, đánh giá và kiểmsoát rủi ro QLRR là tiến trình đánh giá, lựa chọn và thực thi các giải pháp để ngănngừa và giảm thiểu rủi ro Dựa trên các mối nguy hại được xác định và quá trình phântích các mối nguy hại mà chúng ta lên kế hoạch QLRR hợp lý

CHƯƠNG II: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Mục tiêu nghiên cứu

Xác định mức độ ô nhiễm các hợp chất PAHs trong một số loại trà, cà phê ởViệt Nam, từ đó đánh giá rủi ro sức khỏe con người khi sử dụng trà, cà phê

2.2 Nội dung nghiên cứu

- Thu thập một số loại trà của các thương hiệu phổ biến ở Việt Nam như trà TháiNguyên, trà Đại Gia, …

- Thu thập một số loại cà phê của các thương hiệu phổ biến ở Việt Nam như cà phêMai, cà phê Trung Nguyên, cà phê Highland,…

- Thu thập một số mẫu trà và cà phê của một số nước để làm mẫu so sánh

- Phân tích các hợp chất PAHs trong các mẫu trà và cà phê bằng phương pháp sắc kýkhí khối phổ (GC/MS)

- Đánh giá mức độ ô nhiễm các hợp chất PAHs trong các loại trà và cà phê được thuthập

- So sánh hàm lượng các hợp chất PAHs giữa các mẫu trà, cà phê của Việt Nam và sosánh với mẫu trà, cà phê của một số nước

- Đánh giá sự hòa tan của các hợp chất PAHs từ trà khô và cà phê rang vào nước uống

- Đánh giá rủi ro phơi nhiễm PAHs trong một số loại trà, cà phê đến sức khỏe conngười

2.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

2.3.1 Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng trong nghiên cứu là các hợp chất PAHs trong 3 loại trà phổ biến là tràxanh, trà đen và trà ô long, trong cà phê là cà phê rang và cà phê hòa tan được thu thập

từ các siêu thị ở Việt Nam và một số nước

2.3.2 Phạm vi nghiên cứu

Nghiên cứu được thực hiện đối với một số loại trà và cà phê ở Việt Nam Thínghiệm được thực hiện tại Phòng thí nghiệm Hóa môi trường, Trung tâm Nghiên cứuCông nghệ Môi trường và Phát triển Bền vững (CETASD), Trường Đại học Khoa học

Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội

2.4 Phương pháp nghiên cứu

2.4.1 Tham khảo tài liệu

Thu thập các số liệu, dữ liệu và tổng hợp tài liệu liên quan đến các nội dungnghiên cứu:

- Tìm hiểu chung về các hợp chất PAHs

- Độc tính của các hợp chất PAHs và khả năng tích lũy trong môi trường

- Các nghiên cứu về các hợp chất PAHs trên thế giới

- Các phương pháp phân tích PAHs trong trà và cà phê

- Cách sử dụng thiết bị sắc ký khí ghép nối khối phổ GC/MS

2.4.2 Phân tích bằng thiết bị sắc ký khí ghép nối khối phổ

Qua khảo sát thực tế thị hiếu tiêu dùng trà và cà phê của người Việt Nam,nghiên cứu tiến hành thu thập 31 mẫu trà và 34 mẫu cà phê của các thương hiệu khácnhau Sau đó tiến hành phân tích hàm lượng PAHs có trong các mẫu trà và cà phê bằngthiết bị sắc ký khí ghép nối khối phổ

2.5 Phương pháp xử lý mẫu trà, cà phê

- Axeton, Merck, Đức

- Cyclohexan, Merck, Đức

- Muối NaCl, Merck, Đức

- Muối Na2SO4 khan, Merck, Đức

- Bông thủy tinh

- Silicagel 60, Merck, Đức

- Dung dịch chuẩn gốc gồm 15 PAHs mix 63: acenaphthylen, acenaphthen, fluoren,phenanthren, anthracen, fluoranthen, pyren, benzo[a]anthracen, chrysen,benzo[b]fluoranthen, benzo[k]fluoranthen, benzo[a]pyren, indeno[1,2,3-cd]pyren,dibenz[a,h]anthracen, benzo[g,h,i]perylene nồng độ 1000 g/ml pha trong dung môitoluene, của hãng Dr Ehrenstorfer, LGC, Đức

- Chất đồng hành SR-PAH Mix 33 có nồng độ 2000 g/ml gồm: acenaphthylen-d10,phenathren-d10, chrysen-d12, perylene-d12 trong toluene, của hãng Dr.Ehrenstorfer, LGC, Đức

- Chất nội chuẩn (IS) pyrene-d10 có nồng độ 200 g/ml trong isooctane,của hãng Dr.Ehrenstorfer, LGC, Đức

 Thời gian bơm mẫu 1 phút

 Nhiệt độ cổng bơm mẫu 260 oC

 Chương trình nhiệt độ: 60 oC (2 phút), tăng 210 oC (30 oC/phút), tăng 310 oC (15phút) tốc độ 5 oC/phút

 Khí mang là heli với tốc độ 1,5 ml/phút, điều kiện hoạt động của khối phổ: nhiệt độnguồn ion 230 oC, nhiệt độ interface 300 oC, chế độ quan sát ion chọn lọc (SIMmode)

- Máy xay Philip

- Cân phân tích 4 số, Shimadzu, Nhật Bản

- Hệ lọc nước deion Nanopure, Thermo, Mỹ

- Máy lắc Vortex, IKA, Đức

- Máy lắc đứng, Nhật Bản

- Máy lắc ngang, IKA, Đức

- Máy siêu âm Elma D-78224 Singen/HTW, Đức

- Thiết bị cô cất quay chân không, Buchi, Thụy Sỹ

- Hệ sắc ký thẩm thấu qua gel GPC, Eyela, Nhật Bản

- Máy ly tâm Rotina 35R, Hetteic Zentrifugen, Đức

- Bộ cô mẫu nitơ N-EVAP, Nhật Bản

- Phễu thủy tinh 1 L

a, Quy trình xử lý mẫu trà khô

Mẫu trà xanh và trà ô long sau khi mua về được xay nhỏ cỡ 0,5 mm bằng máyxay rồi trộn đều Đối với mẫu trà đen ở dạng túi lọc bỏ phần túi gói rồi trộn đều mẫu.Sau đó, lấy một phần mẫu (khoảng 5 g) đem sấy ở nhiệt độ 105 oC để xác định độ ẩm.Mẫu được bảo quản trong tủ sạch, khô ráo và tránh ánh sáng mặt trời ở nhiệt độ phòng

Sau đó mẫu được xử lý theo quy trình được mô tả trong hình 2.1

Hình 2.1 Quy trình xử lý mẫu trà khô

b, Quy trình xử lý mẫu nước trà pha

Mẫu trà sau khi trộn đều, cân 20 g pha với 200 ml nước sôi ở 100 oC theo hướngdẫn của nhà sản xuất

Sau đó, lấy 10 ml nước trà pha cho vào phễu chiết 1 l Thêm 25 µl hỗn hợp chất

đồng hành (1ppm) và 50 ml diclometan (DCM), lắc phễu chiết bằng máy lắc đứng ởnhiệt độ phòng trong 20 phút Chuyển lớp dung dịch trên vào cốc thủy tinh 100 ml.Quá trình này được lặp lại trong hai lần Lớp dung dịch trên được lọc qua muối

Na2SO4, trước khi cho vào bình cầu 250 ml Cô dịch chiết đến 2 ml bằng thiết bị côquay chân không

c, Quy trình xử lý mẫu cà phê rang và cà phê hòa tan

Mẫu cà phê rang và cà phê hòa tan được bỏ phần túi gói rồi trộn đều mẫu Sau

đó, lấy một phần mẫu (khoảng 5 g) đem sấy ở nhiệt độ 105 oC để xác định độ ẩm Mẫuđược bảo quản trong tủ sạch, khô ráo và tránh ánh sáng mặt trời ở nhiệt độ phòng

Sau đó mẫu được xử lý theo quy trình được mô tả trong hình 2.2

Hình 2.2 Quy trình xử lý mẫu cà phê rang và cà phê hòa tan

d, Quy trình xử lý mẫu nước cà phê rang

Pha 20 g cà phê rang với 100 ml nước 100 0C theo hướng dẫn của nhà sản xuất.Sau đó, lấy 10 ml nước cà phê pha phin cho vào phễu chiết 1 l Thêm 25 µl SRMix (1 ppm) và 20 ml KOH 20 % rồi lắc phiễu chiết bằng máy lắc đứng ở nhiệt độphòng trong 20 phút Sau đó, thêm tiếp vào phễu chiết 50 ml DCM, tiếp tục lắc phễuchiết bằng máy lắc đứng ở nhiệt độ phòng trong 20 phút Chuyển lớp dung dịch trênvào cốc thủy tinh 100 ml Quá trình này được lặp lại trong hai lần Tất cả các chất chiếtđược cho lại vào phễu chiết 1 l và thêm 20 ml NaCl 5 % để rửa lượng kiềm còn dư,

phễu chiết được lắc bằng máy lắc đứng ở nhiệt độ phòng trong 20 phút Lớp dung dịchtrên được lọc qua muối Na2SO4, trước khi cho vào bình cầu 250 ml Cô dịch chiết đến

2 ml bằng thiết bị cô quay chân không

Dịch chiết được làm sạch tương tự như mẫu cà phê rang và mẫu cà phê hòa tan.2.6 Phân tích sắc ký khí khổi phổ (GC/MS)

Các điều kiện phân tích PAHs trên thiết bị GC-MS được lấy từ quy trình đãđược chuẩn hóa cho phân tích các hợp chất PAHs tại Trung Tâm Nghiên Cứu MôiTrường và Phát Triển Bền Vững (CETASD) Các điều kiện chi tiết phân tích PAHsbằng thiết bị GC-MS được tình bày dưới đây:

Hiện nay, có nhiều phương pháp có thể sử dụng để phân tích các hợp chất hữu

cơ như: phổ cộng hưởng từ hạt nhân, sắc ký, tinh thể học, phổ hồng ngoại Trong đó,phương pháp sắc ký là phương pháp tối ưu và hiện đại nhất

Sắc ký khí là quá trình tách xảy ra trên cột tách với pha tĩnh là chất rắn hoặclỏng và pha động là chất khí Mẫu phân tích được chuyển lên cột tách dưới dạng phakhí Khi tiến hành chạy sắc ký, các chất phân tích được phân bố liên tục giữa pha động

và pha tĩnh Trong hỗn hợp các chất phân tích, do cấu trúc phân tử và tính chất lý hoácủa các chất khác nhau nên khả năng tương tác của chúng với pha tĩnh và pha độngkhác nhau Do vậy, chúng di chuyển với tốc độ khác nhau và tách ra khỏi nhau

đi vào detector, tại đó chúng được chuyển thành tín hiệu điện Tín hiệu này đượckhuếch đại rồi chuyển sang bộ ghi hoặc máy tính Các tín hiệu được xử lý rồi chuyểnsang bộ phận in và lưu kết quả.

Hình 2.4 trình bày sơ đồ các bộ phận cơ bản của một thiết bị sắc ký khí ghép nốikhối phổ (GC/MS)