Tuy nhiên, do điều kiện PTN, chưa có máy sắc ký khí khối phổ phân giải cao và mức độ ô nhiễm dioxin ở sân bay Biên Hòa là khá cao nên đề tài định hướng nghiên cứu, khai thác, sử dụng h[r]
Trang 1Nghiên cứu ứng dụng phương pháp phân tích sắc ký khí khối phổ (GC-MS) xác định hàm lượng Dioxin trong một số loại đất khu vực
sân bay Biên Hòa
Nguyễn Thị Phương
Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Luận văn ThS Chuyên ngành: Hóa phân tích; Mã số 60 44 01 18
Người hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Xuân Trung
Năm bảo vệ: 2014
Abstract Nghiên cứu, khảo sát các điều kiện thực nghiệm, với mục đích nghiên cứu
phương pháp xác đi ̣nh hàm lư ợng Dioxin trong mẫu đất, sau đó ứng dụng phương pháp để phân tích một số mẫu thực lấy tại sân bay Biên Hòa, đã thu được một số kết quả sau: Thiết lập điều kiện phân tích sắc ký khí; Chuẩn hóa detector khối phổ; Nghiên cứu, khảo sát, lựa chọn khí tác nhân ion hóa trung gian tối ưu; Nghiên cứu, khảo sát, lựa chọn lưu lượng khí tối ưu của khí ion hóa trung gian; Nghiên cứu, khảo sát, lựa chọn nhiệt độ làm việc tối ưu của nguồn ion; Đánh giá khả năng phân tích các hợp chất Dioxin/Furan bằng kỹ thuật GC-MS/NCI; Đánh giá hiệu suất thu hồi; Ứng dụng phương pháp phân tích, phân tích hàm lượng chất Dioxin lấy tại sân bay Biên
Hòa
Keywords Hóa phân tích; Phương pháp phân tích sắc kỳ; Khí khối phổi; Hàm lượng Dioxin; Sân bay biên hòa
Content
MỞ ĐẦU
Hậu quả của cuộc chiến tranh da cam do quân đội Mỹ để lại trên chiến trường Việt Nam cho đến hôm nay còn rất nặng nề, một thảm họa da cam chưa từng có trong lịch sử loài người Việt Nam là nước có các vùng nhiễm dioxin cao nhất trên thế giới Đặc biệt là những
“điểm nóng” có hàm lượng chất dacam/dioxin vượt xa giới hạn cho phép như tại sân bay Biên Hòa, Đà Nẵng, Phù Cát…[2,3]
Trang 2Cơ Quan Bảo vệ Môi trường Hoa kỳ (US EPA) đã có những định nghĩa khác nhau về nhóm chất dioxin Theo định nghĩa ngày 12/6/2001, nhóm chất dioxin là một tập hợp của 29 hợp chất gây nhiều tác động sinh hóa lên thú vật gồm 7 chất PCDD, 10 hợp chất PCDF, và 12 chất PCB tương tự dioxin
Theo các nhà khoa học châu Âu, nhóm chất dioxin đã được nhìn rộng ra xa hơn nữa, gồm có tất cả 210 hóa chất trong nhóm dibenzo-p-dioxin, dibenzofuran, và 209 chất trong nhóm PCB Trong số 210 hợp chất của PCDD và PCDF, chỉ có 17 chất thế clo ở các vị trí 2,3,7,8 được xem là độc hại hơn cả Vì vậy, chúng được gọi là 17 chất đồng loại độc dioxin/furan Để phân tích nồng độ, hay ước lượng định mức hấp thụ hàng ngày cho con người, các nhà hóa học thường dùng chỉ số “độ độc tương đương” (toxicity equivalence – TEQ) để chỉ lượng dioxin trong máu hay sữa mẹ Thí dụ khi nói 1ng TEQ có nghĩa là hỗn hợp dioxin hiện diện trên tương đương với 1ng 2,3,7,8-TCDD [1, 2]
Theo kết quả của các nhà dịch tễ học thuộc Đại học Columbia (New York) kéo dài hơn 3 năm, công bố trên tập san Nature ngày 17/4/2003, bộ 422, trang 681-687 với tựa đề
“The extent and patterns of usage of Agent Orange other herbicides on Vietnam” Trong khoảng 10 năm từ 1961-1971, Mỹ đã phun rải ở Miền Nam Việt Nam 76.9 triệu lít hóa chất, trong đó có khoảng 64% là chất độc da cam (hay 49,3 triệu lít), một hàm lượng dioxin tương đương 366kg 2,3,7,8 - TCDD (trong khi đó khoảng 30kg dioxin thải ra môi trường sẽ để lại di chứng cho sức khỏe và sinh sản 30 năm sau, chỉ cần 80g tan trong hệ thống cấp nước có thể tiêu diệt một thành phố 8 triệu dân) Trong đó, sân bay Biên Hòa là một căn cứ chính của chiến dịch Ranch Hand, đã lưu giữ khoảng 98.000 thùng chất da cam, 45.000 thùng chất trắng
và 16.000 thùng chất xanh (US DOD report, 2007) Hơn 11.000 thùng chất diệt cỏ đã được vận chuyển ra khỏi sân bay Biên Hòa trong chiến dịch Pacer Ivy vào năm 1970 Các nghiên cứu gần đây cho thấy mức độ ô nhiễm dioxin tại Biên Hòa là rất cao [3, 20, 21] Như vậy, việc phân tích phát hiện nồng độ của dioxin trong môi trường là rất cần thiết…
Tuy nhiên, việc phân tích các chất dioxin ở nước ta còn nhiều khó khăn, đặc biệt hạn chế trong việc phân tích các mẫu có hàm lượng siêu vết Với mục tiêu nghiên cứu thiết lập kỹ thuật phân tích hàm lượng dioxin trong mẫu đất, Luận văn đã thực hiện nghiên cứu, khảo sát, tìm các điều kiện tối ưu phân tích hàm lượng 17 đồng loại độc dioxin/furan trong mẫu đất trên máy sắc ký khí phân giải cao - khối phổ phân giải thấp, dùng nguồn ion hóa va chạm điện tử (EI) Đông thời, nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật ion hóa hóa học, ion âm (CI) Phương pháp này được xây dựng dựa trên tài liệu gốc là tài liệu “phương pháp EPA 8280b - phân tích
Trang 3dioxin và furan bằng sắc ký khí phân giải cao kết hợp với detector khối phổ phân giải thấp”
do Cục Bảo vệ môi trường Mỹ ban hành
Hiện nay, trên thế giới đã phát triển và sử dụng sắc ký khí phân giải cao kết hợp với detector khối phổ phân giải cao để phân tích dioxin/furan Tuy nhiên, do điều kiện PTN, chưa
có máy sắc ký khí khối phổ phân giải cao và mức độ ô nhiễm dioxin ở sân bay Biên Hòa là khá cao nên đề tài định hướng nghiên cứu, khai thác, sử dụng hiệu quả hơn các thiết bị sắc ký khí khối phổ phân giải thấp hiện có tại phòng thí nghiệm, dùng ngưồn ion hóa hóa học, ion
âm (CI) giúp phát huy tốt năng lực phân tích, nhằm đáp ứng nhu cầu phân tích dioxin trong tình hình hiện nay
Reference
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
1 Bộ Tài nguyên và Môi trường (2005), Báo cáo hiện trang môi trường quốc gia phần tổng quan năm 2005, Hà Nội
2 Bộ Tài nguyên và Môi trường (2010), Báo cáo môi trường quốc gia năm 2010: Tổng quan môi trường Việt Nam, Hà Nội
3 Lê Kế Sơn (2010), “Góp phần đánh giá thực trạng ô nhiễm chất da cam/dioxin tại sân
bay Phù Cát và sân bay Biên Hòa”, Tạp chí bảo hộ lao động 6/2010, tr.15,16,23
4 Nguyễn Văn Thới, Chu Phạm Ngọc Sơn (2003), “Phân tích một vài hợp chất thuộc họ clo hữu cơ và lân hữu cơ trên máy sắc ký khí ghép khối phổ (GCMS) bằng ion hóa
hóa học, ion âm”, Hội Nghị Hóa học toàn quốc lần thứ IV, 49-54
5 Mai Thanh Truyết (2008), Câu chuyện Da cam/Dioxin Việt Nam, Hội khoa học & kỹ
thuật Việt Nam (VAST), Hà Nội
6 Nguyễn Đình Triệu (2005), Các phương pháp phân tích vật lý và hóa lý, Nhà xuất bản
Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội
7 Tạ Thị Thảo (2010), Giáo trình môn học Thống kê trong hóa phân tích, Trường
ĐHKHTN – ĐHQG Hà Nội
Tiếng Anh
Trang 48 Afghan BK, Carron J, Goulden PD, Lawrence J, Leger D, Onuska F, Sherry J, Wilkingson R(1997), “Recent advantages in ultra trace analysis of dioxins and related
halogenated hydrocacbons”, Can J chem, 50, 257-268
9 Alex G Harrison (2008), Chemical ionization mass spectrometry, CRC Press,
California
10 Alvin L Young, Herbicides Used by United States and Allied Military Forces in the Viet Nam War, 1962-1971, Workshop on Methods for Stabilizing and Cleaning-Up Dioxin Contaminated Sites, page 21, 2005
11 Barcelo D(1992), “Mass spectrometry in environmental organic analysis”, Anal Chem Acta,263, pp.1-19
12 Chamie K, DeVere White RW, Lee D, Ok JH, Ellison LM (2008), “Agent Orange
exposure, Vietnam War veterans, and the risk of prostate cancer” Cancer 113(9):
2464-70
13 Daishima Sh, Iida Y, Kanda F(1989), “The ion formation and the detection limits in negative ion chemical ionization mass spectrometry of some halogenated compounds”,
J trace microprobe Tech, 7, pp 87-102
14 Jean – Francois, Catherine Pirard, Gauthier Eppe, Edwin De Pauw (2004), “Recent
advances in mass spectrometric measurement of dioxins”, Journal of Chromatography
A, 1067(2005) 265 -275
15 John Frangos (2008), Technical review of analytical results for Dioxins in soil and sludge, Toxikos Pty Ltd, TC161208-J
16 Hans-Rudolf Buser, Christoffer Rappe, Per-Anders Bergqvist(1995), “Analysis of polychlorinated dibenzofurans, Dioxins and related compounds in Environmental
Samples”, Environmental Health Perspectives, Vol(60), 293-302
17 K Srogi (2007), Overview of Analytical Methodologies for Dioxin Analysis, Institute for chemical Processing of Coal, Zabrze, Poland
18 Mitroshkov AV, Revelsky IA, Sarkisyan AI, Kostyanovskii RG(1995), “Highly sensitive and selective determination of chlorodibenzodioxins using low-rosolution mass
spectrometry and chemical ionization”, Anal chem, 50, 165-170
19 S Lacorte, J Quintana, R Tauler, F.Ventura, A Tovar-Sanchez, C.M Duarte(2009),
“Ultra-trace determination of persistent organic Pollutants in Arctic ice using stir bar
Trang 5sorptive extraction and gas chromatography coupled to mass spectrometry”, Journal of Chromatography A, 1216, pp 8581-8589
20 Schecter A, Dai LC, Paepke 0, Prange J, Constable JD, Matsuda M, Tao VD, Piskac
SA (2001), “Recent dioxin contaimianated from Agent Orange in resident of Southern
Vietnam City”, JOEM 43.5, pp 435-443
21 Schecter A., Quynh NT, OAvukM., Paeke 0, Maiisch R., Con-stable 1(2003), “Foods
as source of dioxin exposure in the residents of Bien Hoa city, Vietnam”, JOEM,
45/8,781-7
22 Shashi Bala Singh , Gita Kulshrestha (1997), “Gas chromatographic analysis of
polychlorinated dibenzo-p-dioxins and dibenzofurans”, Journal of Chromatography A,
774, pp 97–109
23 Supelco analytical, Dioxin & PCB Analysis - Sample Clean up, sigma-aldrich.com/analytical
24 US.EPA(2007), Method 8280b – polychlorinated Dibenzo-p-Dioxin (PCDDs) and polychlorinated Dibenzofurans (PCDFs) by High resolution gas chromatography / Low resolution mass spectrometry (HRGC-LRMS), US
25 US.EPA(2007), Method 8082a – polychlorinated biphenyls by High resolution gas chromatography/Low resolution mass spectrometry (HRGC-LRMS), US
26 www.chem.agilent.com/A20739.doc “performing negative chemical ionization
27 www.chem.agilent.com/chem/5988-3822EN.doc “analysis of halogenated organic compounds using GC/MSD-EI/PCI/NCI”
28 www.shimadzu.com/products/lab/s/swf/nci.html “Fundamentals of GC/MS”
29 www.isotope.com/cil/infofiles/EDF-5183_ER051603