luận văn thạc sĩ nghiên cứu phân tích và đánh giá rủi ro phơi nhiễm PHTHALATE từ không khí trong nhà tại hà nội, việt nam​

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘITRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ---NGÔ THỊ TUYẾN YẾN NGHIÊN CỨU PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ RỦI RO PHƠI NHIỄM PHTHALATE TỪ KHÔNG KHÍ TRONG NHÀ TẠI HÀ NỘI, VIỆT NAM Chu

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-NGÔ THỊ TUYẾN YẾN

NGHIÊN CỨU PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ RỦI RO PHƠI NHIỄM PHTHALATE TỪ KHÔNG KHÍ TRONG NHÀ

TẠI HÀ NỘI, VIỆT NAM

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội - 2020

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-NGÔ THỊ TUYẾN YẾN

NGHIÊN CỨU PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ RỦI RO PHƠI NHIỄM PHTHALATE TỪ KHÔNG KHÍ TRONG NHÀ

TẠI HÀ NỘI, VIỆT NAM

Chuyên ngành: Hóa phân tích

Mã số: 8440112.03

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

PGS.TS Trần Mạnh Trí PGS.TS Từ Bình Minh

LỜI CẢM ƠN

Nghiên cứu này được tài trợ bởi Quỹ Phát triển Khoa học và Công nghệ Quốc gia

(NAFOSTED) trong đề tài mã số 104.04-2017.310

Với lòng biết ơn sâu sắc, em xin gửi lời cảm ơn đến PGS.TS Trần Mạnh Trí,PGS.TS Từ Bình Minh đã giao đề tài và tận tình hướng dẫn, truyền thụ kiến thứckhoa học và hướng dẫn về chuyên môn trong quá trình em học tập, nghiên cứu, tạomọi điều kiện tốt nhất để em hoàn thành luận văn Thạc sĩ khoa học này

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo, các bạn đang học tập và nghiêncứu tại bộ môn Hóa Phân Tích và Hóa Hữu Cơ - Trường Đại Học Khoa Học TựNhiên, Đại Học Quốc Gia Hà Nội đã tạo điều kiện, giúp đỡ em để em có kết quảnhư ngày hôm nay

Em xin cảm ơn Ban lãnh đạo, Các anh chị em trong Trung Tâm Phân Tích,Viện Hóa Học Công Nghiệp Việt Nam đã tạo điều kiện, khích lệ em trong suốt thờigian vừa qua

Cuối cùng em xin cảm ơn gia đình, bạn bè đã quan tâm, động viên giúp emhoàn thành luận văn này

Hà Nội, tháng 12 năm 2020

Học viên

Ngô Thị Tuyến Yến

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN .

DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT .

DANH MỤC BẢNG .

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 2

1.1 Tổng quan về phthalate 2

1.1.1 Giới thiệu về phthalate 2

1.1.2 Tính chất của phthalate 5

1.1.3 Độc tính của phthalate 7

1.1.4 Quá trình chuyển hóa các phthalate trong cơ thể người 12

1.1.5 Quy chuẩn hàm lượng phthalate 15

1.2 Các phương pháp phân tích phthalate 19

1.3 Phương pháp sắc ký GC/MS 19

1.3.1 Khái niệm 19

1.3.2 Sơ đồ và nguyên tắc hoạt động thiết bị GC/MS 20

1.4 Các thông số cơ bản của phương pháp phân tích 21

1.4.1 Giới hạn phát hiện, giới hạn định lượng 21

1.4.2 Độ chính xác của phép đo 22

1.4.3 Độ thu hồi 23

1.4.4 Khoảng tuyến tính 24

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM 25

2.1 Mục tiêu và đối tượng nghiên cứu 25

2.1.1 Mục tiêu 25

2.1.2 Đối tượng nghiên cứu 25

2.2 Hóa chất, thiết bị 25

2.2.1 Hóa chất 25

2.3 Khảo sát điều kiện tối ưu 27

2.3.1 Lựa chọn cột tách sắc ký 27

2.3.2 Khảo sát chương trình nhiệt độ 27

2.3.3 Khảo sát dung môi chiết 28

2.3.4 Xác định giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng của thiết bị 29

2.4 Quá trình chuẩn bị mẫu 29

2.4.1 Làm sạch dụng cụ trước khi tiến hành thu mẫu 29

2.4.2 Cân màng lọc và ghi các điều kiện tiến hành trước khi thu mẫu 29

2.4.3 Thu mẫu 30

2.4.4 Chuẩn bị chất chuẩn và chất đồng hành 33

2.4.5 Quy trình chuẩn bị mẫu trắng 33

2.5 Xử lý mẫu 34

2.5.1 Phthalate trên pha hơi 34

2.5.2 Phthalate trên pha hạt 34

2.6 Xác định các thông số của phương pháp 34

2.6.1 Độ thu hồi và độ lặp lại của phương pháp 34

2.6.2 Xác định giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng của phương pháp 35

2.6.3 Khoảng tuyến tính 35

2.7 Đánh giá sự thay đổi nồng độ phthalate theo nhiệt độ 35

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 37

3.1 Tối ưu điều kiện chiết tách và phân tích sắc ký phthalate 37

3.1.1 Lựa chọn cột tách sắc ký 37

3.1.2 Khảo sát chu trình nhiệt độ 37

3.1.3 Khảo sát dung môi chiết 38

3.1.4 Tính đặc hiệu, độ chọn lọc của phương pháp 39

3.1.5 Giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng của thiết bị 41

3.1.6 Đường chuẩn và khoảng tuyến tính 41

3.2 Chuẩn bị mẫu trắng 43

3.2.1 Hàm lượng phthalate trong PUF và filter mới 43

3.2.2 Hàm lượng phthalate trong mẫu trắng 43

3.2.3 Đánh giá sự thay đổi nồng độ phthalate khi nhiệt độ thay đổi 44

3.3 Xác định các thông số của phương pháp 46

3.3.1 Giới hạn phát hiện và định lượng của phương pháp 46

3.3.2 Độ thu hồi và độ lặp lại của phương pháp 47

3.4 Quy trình phân tích 49

3.5 Kết quả phân tích một số mẫu không khí trong nhà 50

3.5.1 Nồng độ phthalate trong pha hơi 50

3.5.2 Nồng độ phthalate trong pha hạt 52

3.5.3 Nồng độ phthalate trong không khí 55

3.5.4 So sánh tỉ lệ nồng độ phthalate giữa pha hơi và pha hạt 56

3.5.5 Sự phân bố các phthalate trong mẫu không khí 57

3.5.6 So sánh kết quả nồng độ phthalate trong không khí với các nghiên cứu khác trên thế giới 59

3.6 Hằng số k p và k ow 59

3.6.1 Xác định hằng số k p và k ow 59

3.6.2 So Sánh giá trị ước lượng logKow với các nghiên cứu khác 62

3.7 Ước lượng mức độ phơi nhiễm phthalate qua con đường hít thở không khí 64CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN 68TÀI LIỆU THAM KHẢO 69PHỤ LỤC Phụ lục 1: Đường chuẩn của 10 phthalate

Phụ lục 2: Phân tích phương sai một yếu tố

Phụ lục 3: Sắc ký đồ của một số mẫu thực

DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

MQL Method Quantification Limit (Giới hạn định lượng của phương

pháp)

(Độ lệch chuẩn tương đối)

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1: Một số phthalate thường gặp 3

Bảng 1.2 Tính chất lý, hoá học của các phthalate trong nghiên cứu này 6

Bảng 1.3 LD50 của một số phthalate 8

Bảng 1.4 Quy định về hàm lượng phthalate ở một số nước trên thế giới 15

Bảng 2.1 Các điều kiện tiến hành thu mẫu 32

Bảng 3.1 Các mảnh ion dùng để định lượng của các chất chuẩn 38

Bảng 3.2 Hiệu suất thu hồi (%) khi dùng dung môi chiết ở các tỉ lệ khác nhau 39

Bảng 3.3 Thời gian lưu của phthalate 40

Bảng 3.4 IDL và IQL của phthalate 41

Bảng 3.5 Sự phụ thuộc diện tích pic vào nồng độ phthalate 42

Bảng 3.6 Phương trình đường chuẩn của các phthalate 42

Bảng 3.7 Hàm lượng các phthalate có trong mỗi PUF mới 43

Bảng 3.8 Hàm lượng các phthalate có trong mẫu trắng ở pha hơi(ng) 44

Bảng 3.9 Nồng độ phthalate trong không khí ở các nhiệt độ khác nhau 45

Bảng 3.10 MDL và MQL của các phthalate 46

Bảng 3.11 Độ thu hồi và lặp lại của các d 4- phthalate trong pha hơi (%) 47

Bảng 3.12 Độ thu hồi và lặp lại của các d 4- phthalate trong pha hạt (%) 48

Bảng 3.13 Nồng độ phthalate trong pha hơi (ng/m3) 51

Bảng 3.14 Nồng độ phthalate trong pha hạt (ng/mg) 53

Bảng 3.15 Nồng độ phthalate trong không khí (ng/m3) 55

Bảng 3.16 Kết quả log ( KP) 60

Bảng 3.17 Kết quả log ( Kow) 61

Bảng 3.18 So sánh giá trị logKow trong một số nghiên cứu khác nhau 63Bảng 3.19 Mức độ ước lượng phơi nhiễm phthalate thông qua con đường hít thởkhông khí trong nhà (ng/kg-bw/ngày) 65Bảng 3.20 Mức độ ước lượng phơi nhiễm phthalate thông qua các con đường khácnhau (ng/kg-bw/ngày) 67

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Sơ đồ hệ thống sắc ký khí GC-MS 20

Hình 2.1 Máy sắc ký khí GC 27

Hình 2.2 Dụng cụ thu mẫu khí 31

Hình 2.3 Bộ thu mẫu khí 31

Hình 3.1 Chương trình nhiệt độ buồng cột 37

Hình 3.2 Sắc ký đồ chất chuẩn phthalate 500 ng/mL 40

Hình 3.3 Sự phụ thuộc nồng độ phthalate trong không khí vào nhiệt độ 46

Hình 3.4 Sơ đồ xử lí mẫu không khí 49

Hình 3.5 Nồng độ các phthalate trong pha hơi 52

Hình 3.6 Nồng độ các phthalate trong pha hạt (ng/mg) 54

Hình 3.7 Nồng độ các phthalate trong không khí 56

Hình 3.8 Tỉ lệ phthalate giữa pha hơi và pha hạt 57

Hình 3.9 Sự phân bố các phthalate trong không khí 58

Hình 3.10 So sánh nồng độ phthalate ở Hà Nội với một số thành phố trên thế giới 59 Hình 3.11 Giá trị ước lượng trung bình của logKp và logKow đối với mỗi phthalate 62

Hình 3.12 So sánh giá trị logKow trong một số nghiên cứu khác nhau 63

Hình 3.13 Mức độ ước lượng phơi nhiễm phthalate thông qua con đường hít thở không khí trong nhà (ng/kg-bw/ngày) 66

MỞ ĐẦU

Phthalate là diester của acid phthalic, chúng được sử dụng rộng rãi trongcác sản phẩm gia dụng và vật liệu cho nhiều ngành công nghiệp khác nhau Chúngđóng vai trò quan trọng trong quá trình sản xuất nhựa polyvinyl cloride (PVC) vàcác loại nhựa khác như polyvinyl acetate, ester cenlulose và polyurethane Trongvật liệu xây dựng, đồ gia dụng, đồ chơi trẻ em, quần áo, thực phẩm (vật liệu đónggói) và các sản phẩm y tế, mỹ phẩm Phthalate còn được sử dụng làm tăng tính kếtdính trong chất tẩy rửa, dung môi Tuy nhiên khả năng tích lũy sinh học, độc tính

và những ảnh hưởng xấu của phthalate đối với động vật phòng thí nghiệm, sựphân bố của phthalate trong các môi trường khác nhau như không khí, đất, nước,trầm tích, bùn và bụi, cũng là vấn đề đáng được quan tâm và đã được báo cáotrong nhiều nghiên cứu trước Tuy nhiên, cho đến nay những hiểu biết chung vềlớp hợp chất này trên thế giới vẫn còn khá hạn chế Tại Việt Nam, qua tìm hiểuchúng tôi nhận thấy mới chỉ có một vài nghiên cứu cơ bản về phương pháp xácđịnh phthalate trong môi trường và thực phẩm Nhằm hoàn thiện quy trình phântích và đóng góp thêm những hiểu biết về sự phân bố, khả năng rủi ro cho những

cư dân sống trong môi trường bị ô nhiễm phathalte, chúng tôi đã thực hiện đề tài

nghiên cứu "Nghiên cứu phân tích và đánh giá rủi ro phơi nhiễm phthalate từ không khí trong nhà tại Hà Nội, Việt Nam".

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan về phthalate

1.1.1 Giới thiệu về phthalate

Phthalate hay còn gọi là các diester của 1,2-benzenedicarboxylic acid hoặcphthalic acid Phthalate là loại hóa chất công nghiệp được sử dụng rộng rãi trongngành nhựa để tạo ra tính mềm dẻo và độ bền chắc cho sản phẩm Phthalate được

sử dụng làm chất trợ dẻo trong việc chế tạo nhựa polyinyl chloride (PVC) Chất trợdẻo được nhóm thành các loại sau: Phthalate, terephthalate, epoxy, aliphatic (chủyếu là adipate và hydro hóa phthalate), trimellitate, polymeric, phosphate, và một

số thành phần khác Trong đó các ester của acid phthalic, thường được gọi là chấtlàm dẻo phthalate, là loại chất làm dẻo chủ yếu được sản xuất và tiêu thụ trên thếgiới Năm 2014, trên thế giới sản lượng sản xuất nhựa dẻo khoảng 8 triệu tấn,trong đó phthalate chiếm 70%, giảm từ khoảng 88% năm 2005; chúng được dựbáo sẽ chiếm 65% lượng tiêu thụ thế giới trong năm 2019 [12]

Phthalate được tìm thấy trong vật liệu xây dựng, bọc đệm, vinyl sàn, sơntường, sợi, bao bì thực phẩm, đồ chơi trẻ em và mỹ phẩm như sơn móng tay, gel vuốttóc, kem dưỡng da, nước hoa, chúng được thêm vào để làm tăng độ bóng, độ mịn,

độ bám bề mặt và giữ mùi lâu hơn [2], [19] Phthalate được sử dụng tùy thuộc vàonhững thuộc tính khác nhau của chúng ví dụ như trọng lượng phân tử Một sốphthalate có trọng lượng phân tử cao (7C đến 13C) được bổ sung vào nhựa để làmtăng tính dẻo và độ bền của vật liệu, phthalate có trọng lượng phân tử thấp (2C đến6C) thường được dùng làm tăng tính kết dính trong chất tẩy rửa, dung môi

[27] Phthalate được dùng làm chất chống tạo bọt trong sản xuất giấy [34] Trongngành y dược phthalate còn được ứng dụng sản xuất các loại dụng cụ, thiết bị y tế, cácphthalate thường có trong những túi nhựa đựng máu, dây truyền nước và hóa chất, ốngthông tiểu, ống súc dạ dày Diethyl phthalate (DEP) có tính diệt khuẩn cao nên đượcdùng như một chất trị bệnh ghẻ Đặc biệt, DEP được dùng làm chất hóa dẻo trong baophim viên thuốc, nhưng lớp phim bao này thường rất mỏng

2

cộng với việc sử dụng hàng ngày chỉ một lƣợng nhỏ nên coi nhƣ lƣợng vào cơ thểkhông đáng kể [28].

Công thức cấu tạo chung của phthalate

Đây là công thức cấu tạo chung của các ester phthalate hay còn đƣợc gọi là diester của acid benzenedicarboxylic

R và R’ là 2 gốc hydrocarbon Cấu trúc khác nhau của 2 nhánh này sẽ tạo ranhững tính chất hóa học và vật lý rất riêng của từng chất và làm thay đổi hoạt tính sinhhọc của chúng [29] Tên gọi, công thức hoá học của một số phthalate thông dụng đƣợcthể hiện ở bảng 1.1

3

6 Di-iso-butyl DiBP C6H4[COOCH2CH(CH3)2]2 278,34

n-4

19 Di-iso-nonyl DiNP C6H4[COO(CH2)6CH(CH3)2]2 418,61

phthalateDi(2-

C6H4[COOCH2CH(CH2CH2CH3)(CH2

)4CH3]2phthalate

21 Di-iso-decyl DiDP C6H4[COO(CH2)7CH(CH3)2]2 446,66

- Khi bị phân hủy nhiệt, các phthalate này cho khí mùi hơi chát

- Phthalate không có tương tác với các muối nitrate, kiềm, acid hay những

chất oxy hóa mạnh

- Phthalate là một nhóm hóa chất được sử dụng như chất làm dẻo, trong đó

cung cấp tính linh hoạt và độ bền cho nhựa như polyvinyl cloride (PVC)

- Phthalate khác nhau rất nhiều về tính chất hóa học do độ dài chuỗi khácnhau của chúng Do đó, sự phân bố của phthalate trên các môi trường khác nhau

5

hòa tan trong nước và hệ số phân tán octanol- nước tăng theo trọng lượng phân

tử Như với hầu hết các hóa chất kỵ nước hữu cơ, các ester phthalate ít hòa tan

trong nước mặn hơn trong nước ngọt [32] Tính chất lý hoá học của một số

1,65.10-3 [16],

(25oC)1,047

-6

Phthalate được sử dụng rộng rãi trong nhiều sản phẩm chăm sóc cá nhân và

tiêu dùng của con người, do phthalate không tạo thành một liên kết hoá học bền

vững với chất dẻo, chỉ có sự tương tác lưỡng cực giữa chúng nên chúng có thểthoát khỏi sản phẩm ra môi trường một cách dễ dàng.

Chưa có nhiều thử nghiệm về tác hại của các phthalate đối với cơ thể conngười Tuy nhiên đối với những nghiên cứu trên động vật (cụ thể là chuột ở cả haigiống đực và cái) đã cho ta thấy những kết quả đáng sợ về độc tính của cácphthalate này Theo nghiên cứu trước đây đã nêu ra độc tính của các phthalate nàytrên những con chuột được tiêm vào một lượng phthalate nhất định Tất cả cácphthalate kiểm tra đều có những tác hại về hệ sinh sản và một điều đáng lưu ý ởmột số thai nhi bị biến đổi ở hầu hết các động vật được tiêm Các phthalate khiđược tiêm vào tĩnh mạch chuột, cơ thể chuột tích tụ các phthalate lại trong phổi,gan và lá lách với những lượng khác nhau các phthalate và dần dần làm mất chứcnăng của các bộ phận đó [28], [36] Trong các nghiên cứu trên động vật thínghiệm, khi tiếp xúc với phthalate lâu dài sẽ dẫn đến tỷ lệ mắc các bệnh bấtthường như hở hàm ếch, các dị tật xương và đường hô hấp tăng và tỉ lệ tử vongcủa thai nhi tăng lên [4]

Để đánh giá mức độ độc tính của phthalate, một nghiên cứu đã được khảosát trên chuột hoặc thỏ qua nhiều con đường phơi nhiễm khác nhau, kết quả thểhiện trong bảng 1.3 [14]

Qua đường tiêu hóa (chuột) 6,9 g/kg

8

Qua đường tiêu hóa (chuột) 30,6 g/kg

Qua đường tiêu hóa (thỏ) 33,9 g/kg

LD50- (Lethal Dose - là liều lượng của hoá chất phơi nhiễm trong cùng một

thời điểm, gây ra cái chết cho 50% (một nửa) của một nhóm động vật dùng thửnghiệm)

Một nghiên cứu cho thấy sự xuất hiện của 14 chất phthalate đã được tìmthấy trong tất cả các mẫu nước tiểu của người từ một số nước châu á như: TrungQuốc, Ấn Độ, Nhật Bản, Hàn Quốc, Kuwait, Malaysia và Việt Nam [36], cho thấy

sự phơi nhiễm phổ biến của con người với phthalate ở các nước Châu á này

Sự ảnh hưởng của phthalate đến sức khoẻ con người đã được chỉ ra trongmối liên quan giữa sự phơi nhiễm phthalate cao và các bệnh về nội tiết và hệ sinhsản của con người, về trí thông minh và hành vi của trẻ, sự phơi nhiễm nồng độphthalate cao có thể làm cho phụ nữ bị lạc nội mạng tử cung, vô sinh [29], namgiới ở độ tuổi thanh thiếu niên khi cơ quan sinh sản chưa phát triển hoàn toàn, bịnhiễm các phthalate ở một mức độ, cơ thể bị gia tăng tỷ lệ tinh hoàn không mongmuốn, tinh hoàn giảm trọng lượng hoặc giảm khoảng cách giữa hậu môn vàdương vật [36] Một nghiên cứu báo cáo rằng việc tăng tỉ lệ mắc bệnh Eczema vàviêm mũi ở trẻ em có liên quan đến nồng độ BBP tăng cao trong bụi nhà [28]

Nghiên cứu trên lâm sàng và nghiên cứu trên người cho thấy phthalate cóthể làm cho cơ thể bị kháng insulin và đái tháo đường tuýp II; thừa cân và béo phì,

dị thường xương, dị ứng và hen suyễn, ung thư [20]

Gần nhất, nhóm nghiên cứu của các nhà khoa học ở Đài Loan thực hiện tạiKhoa Y (ĐH Quốc gia Chen Kung) nghiên cứu trên 30 bé gái dậy thì sớm so với

33 bé gái bình thường Kết quả nước tiểu bé gái dậy thì sớm chứa lượngmonomethyl phthalate cao hơn nhiều so với bé gái bình thường và cho rằng đây làmột nguyên nhân gây dậy thì sớm cho các bé gái Theo các nhà khoa học, các dẫnxuất phthalate được xác định là các xenoestrogen, do đó chúng sẽ làm rối loạn nộitiết (endocrine disruptors), cụ thể là làm rối loạn hệ thống hormone giới tính và

9

gây ra dậy thì trước tuổi ở cả trẻ trai và trẻ gái Ở bé gái, khi cơ thể chưa dậy thìnhưng bị tác động của một lượng lớn dẫn xuất phthalate sẽ dễ bị kích hoạt vùngdưới đồi và tuyến yên Từ đó tiết ra các hormone hướng dục (gonadotropins)

“đánh thức” buồng trứng làm việc và gây ra dậy thì sớm Biểu hiện của dậy thìsớm ở bé gái thể hiện qua: phát triển vú, sau đó mọc lông nách, lông trên xương

mu và xuất hiện kinh nguyệt Ở bé trai, cũng có dậy thì sớm nhưng dấu hiệuthường kín đáo hơn

Một số phthalate cụ thể đã được nghiên cứu:

a Butylbenzyl phthalate (BBP)

Thường có trong vinyl sàn, chất kết dính, đồ chơi, bao bì, thực phẩm, datổng hợp, dung môi công nghiệp, sản phẩm chăm sóc cá nhân Sự phơi nhiễmphthalate với nồng độ cao có nguy cơ làm tăng tỉ lệ mắc bệnh Eczema và viêm mũi

ở trẻ em [5] Nghiên cứu trên động vật (chuột), khi mang thai việc tiếp xúc vớiBBP gây quái thai, dị dạng xương, tăng tỉ lệ hở hàm ếch ở trẻ khi sinh, làm giảmtrọng lượng buồng trứng và nang trứng, những khiếm khuyết trong sự phát triển

cơ quan sinh sản của chuột con [27], ở chuột cái đã trưởng thành phơi nhiễmphthalate làm tăng tỉ lệ mắc bệnh bạch cầu [6]

Mono - n- butyl Phthalate (MBP) là 1 chất chuyển hoá của BBP đã được

chứng minh là gây quái thai ở chuột, sau khi tiếp xúc của người mẹ trong thời kỳmang thai, dị tật ở thai nhi, dẫn đến gia tăng tỉ lệ tử vong của bào thai [21]

Sự tiếp xúc của chuột với DBP trước khi sinh gây quái thai, bao gồm dị tật

ở xương, tăng tỉ lệ hở hàm ếch, những khiếm khuyết trong sự phát triển cơ quan

sinh sản nam, giảm hormone tuyến yên Phơi nhiễm với DBP trong giai đoạn trưởng thành làm giảm testosterone, tăng tỉ lệ tử vong ở chuột [28].

c Di-2-ethylhxyl phthalate (DEHP)

Mức độ chuyển hóa DEHP của loài gặm nhấm, động vật có vú và con người tương đối cao

Đối với hàm lượng 500-1000 mg/kg/ngày không gây ảnh hưởng đến chuột Từliều lượng 5000 – 10000 mg/kg/ngày, khi tiếp xúc với chuột khiến giảm trọnglượng cơ thể, nhưng lại làm tăng khối lượng của thận, tim, não, tuyến thượngthận và gan

DEHP thường có trong các sản phẩm gia dụng như: đồ chơi, bọc đệm, sàn,gạch ngói, sơn tường, bao bì thực phẩm, túi đựng máu, thiết bị y tế Sự phơinhiễm phthalate làm ung thư biểu mô tế bào gan, gây ảo giác, ảnh hưởng đến sựphát triển của bào thai, gây quái thai ở liều cao [19] Tỉ lệ bệnh hen suyễn ở trẻ emtăng theo nồng độ DEHP có trong bụi nhà Sự phơi nhiễm DEHP của trẻ sơ sinh

và trẻ nhỏ từ các thiết bị y tế làm giảm lưu lượng của mật và rối loạn bất thường ởphổi [28] Một nghiên cứu khác trên chuột, khi chuột mẹ mang thai tiếp xúc vớiDEHP làm tăng tỉ lệ dị tật, hở hàm ếch ở thai nhi, giảm số lượng bào thai sống khisinh ra, làm tăng tỉ lệ tinh hoàn bất thường, hạ huyết áp, suy giảm tinh thần vàgiảm testosterone Chuột trong thời kỳ sơ sinh đang bú sữa mẹ tiếp xúc với DEHPlàm giảm hoạt động enzym của gan [28]

d Diethyl phthalate (DEP)

Thường có trong các sản phẩm chăm sóc cá nhân (nước hoa), chất phủ(dược phẩm), thuốc nhuộm, thuốc trừ sâu Khi bị phơi nhiễm DEP làm giảm hấpthụ thức ăn dẫn đến giảm sự phát triển của con người [19] Một nghiên cứu trênchuột cho thấy sự tiếp xúc DEP trong thời kỳ trước sinh và giai đoạn bú sữa mẹgây ra biến dạng xương, làm giảm quá trình cứng xương ở chuột con khi sinh ra,làm giảm testosterone ở chuột trưởng thành, chuột đã trưởng thành tiếp xúc vớiDEP làm tăng trọng lượng gan [9]

11

1.1.4 Quá trình chuyển hóa các phthalate trong cơ thể người

Phthalate được thải ra môi trường từ nhiều nguồn khác nhau bao gồm phátthải công nghiệp, chất thải rắn đô thị, sử dụng đất của bùn thải và phát thải từ sảnphẩm có chứa phthalate Phthalate di chuyển vào thức ăn và môi trường, Theo thờigian phthalate có thể bay hơi và phát tán vào không khí, do đó chúng có khả năngphân bố ở khắp mọi nơi trong môi trường vì thế con người dễ dàng bị phơi nhiễmvới phthalate qua các con đường trực tiếp hay gián tiếp Mức độ tiếp xúc hàngngày với DEHP ở trẻ em ước tính khoảng 12,4 µg/kg trọng lượng cơ thể/ngày (bétrai khoảng 9,9 µg/kg trọng lượng cơ thể/ngày, bé gái khoảng 17,8 µg/kg trọnglượng cơ thể/ngày), ở phụ nữ ước tính khoảng 41,7 µg/kg trọng lượng cơthể/ngày [10]

Sau khi cơ thể bị phơi nhiễm, các phthalate nhanh chóng được chuyển hóa

và bài tiết qua nước tiểu và phân Trong quá trình biến đổi sinh học ở giai đoạn I,các phthalate có khối lượng phân tử thấp (ví dụ: DEP) sẽ thủy phân một nhómester để chuyển hóa thành các monoester thủy phân của chúng

Công thức hóa học của phthalate diester và chất chuyển hóa phthalatemonoester

(Với R là alkyl hoặc nhóm ankyl: -CH3 (dimethyl phthalate), -CH2CH3(diethyl phthalate), -CH2CH2CH2CH3 (dibutyl phthalate),

nước của chúng Các monoester và các chất chuyển hóa oxy hóa của phthalate cóthể được bài tiết qua nước tiểu hoặc chúng tiếp tục đến giai đoạn II của quá trìnhbiến đổi sinh học, tạo thành đường đôi, làm tăng khả năng tan trong nước giúpviệc bài tiết qua nước tiểu và phân dễ dàng hơn [24].

Tiếp theo các phthalate monoester có thể sẽ bị biến đổi bởi các quá trìnhoxy hóa hoặc hydroxyl hóa ở trong giai đoạn I của quá trình sinh học như sau:

Giai đoạn II của quá trình chuyển hóa sinh học như sau:

Đặc biệt với DEHP trong cơ thể con người sẽ được chuyển hóa như sau:

13

Cơ chế này được đề xuất, nhờ quá trình xác định phthalate trong cơ thểngười Khi đó, không tìm thấy dạng diester phthalate mà chỉ tìm thấy được dạngmonoester phthalate [28] Do đó việc sử dụng các monoester thuỷ phân như là cácchỉ số sinh học đơn thuần để so sánh phơi nhiễm tương đối với các phthalate khácnhau nên các monoesters phthalate có thể được đo trên các nền mẫu sinh hoạt(nước tiểu, huyết thanh, sữa mẹ, nước bọt, dịch nang buồng trứng, huyết tương vànước ối) [19].

1.1.5 Quy chuẩn hàm lượng phthalate

Bảng 1.4 Quy định về hàm lượng phthalate ở một số nước trên thế giới [28]

Đồ chơi trẻ emSản phẩm chăm sóc dành DEHP + DBP + BBP ≤0,1%cho trẻ dưới 3 tuổi

Đồ chơi trẻ em và các sản DINP + DIDP + DNOP ≤

Châu Âu (EU)

phẩm được cho vào miệng 0,1%

DBP, DEHP: cấmBBP ≤ 0,03%

Chai nhựa, vỏ bọc thức ăn DBP ≤ 0,03%

tuổi

Đồ chơi trẻ em và các sản DEHP +DBP+ BBP+

15

phẩm cho trẻ em có thể cho DINP + DIDP + DNOP ≤

Đồ chơi ethenylvinyl và

DEHP, DBP, BBP ≤ 0,1%các sản phẩm cho trẻ em

Brazil Đồ chơi ethenylvinyl và

DEHP, DBP, BBP, DINP,sản phẩm cho trẻ dưới 3

Các quy chuẩn để hạn chế hoặc cấm các hợp chất phthalate trong đồ chơi đã

có ở châu Âu, Mỹ và Canada Ví dụ, trong năm 2010 chính phủ Canada đã công

bố các giới hạn về mức của ba hợp chất phthalate – di(2-ethylhexyl phthalate)(DEHP), dibutyl phthalate (DBP), và butyl benzyl phthalate (BBP) – trong các đồchơi plastic và các sản phẩm chăm sóc trẻ em như là yếm và ống hút Ba phthalate

nữa là di-iso-nonyl phthalate (DINP), di-iso- decyl phthalate (DIDP) và di-n-octyl

phthalate (DNOP) sẽ được kiểm soát đối với các bộ phận có thể đưa vào miệngcủa trẻ em dưới 4 tuổi Ở Mỹ, Đạo luật Cải thiện An toàn của Sản phẩm Tiêu dùng

2008 (CPSIA) của Ủy ban An toàn sản phẩm Tiêu dùng (CPSC) đã cấm sử dụngsáu phthalate (các chất được đề cập ở trên) trong đồ chơi và các sản phẩm chămsóc trẻ em với nồng độ lớn hơn 0,1%

Vào tháng 10 năm 2009, Quỹ người tiêu dùng, Trung Quốc (Đài Bắc)CFCT đã công bố kết quả kiểm tra tìm thấy 5 trong số 12 mẫu lấy chứa hơn 0,1%hàm lượng chất làm dẻo phthalate, bao gồm DEHP, vượt quá tiêu chuẩn an toàn

đồ chơi CNS 4797 của chính phủ CFCT khuyên người dùng nên đeo tất để tránhtiếp xúc trực tiếp với da

16

Tháng 5 năm 2011, việc sử dụng bất hợp pháp của DEHP trong thực phẩm

và đồ uống đã được báo cáo tại Đài Loan Việc kiểm tra các sản phẩm ban đầu đãphát hiện ra sự hiện diện của chất làm dẻo, khi nhiều sản phẩm được kiểm tra, cácthanh tra đã tìm thấy nhiều nhà sản xuất hơn sử dụng DEHP và DINP Bộ Y tế xácnhận rằng thực phẩm và đồ uống bị ô nhiễm đã được xuất khẩu sang các nước vàkhu vực khác, cho thấy sự phổ biến rộng rãi của các chất làm dẻo độc hại Mốiquan tâm về hóa chất ăn vào của trẻ em khi nhai đồ chơi bằng nhựa khiến Ủy banchâu Âu ra lệnh cấm tạm thời đối với phthalate vào năm 1999, quyết định dựa trên

ý kiến của Ủy ban khoa học về độc tính, độc tính sinh thái và CSTEE môi trường.Cho đến năm 2004, EU cấm sử dụng DEHP cùng với một số phthalates khác DBP,BBP, DINP, DIDP và DNOP trong đồ chơi cho trẻ nhỏ Năm 2005, Hội đồng và Quốchội đã thỏa hiệp đề xuất cấm ba loại phthalate DINP, DIDP và DNOP "trong đồ chơi

và các sản phẩm chăm sóc trẻ em có thể được đặt trong miệng của trẻ em" Năm

2007, luật Hóa chất (REACH) của Hội đồng Châu Âu đã đưa 03 phthalate bao gồmdiethyl hexyl phthalate (DEHP), dibutyl phthalate (DBP) và benzyl butyl phthalate(BzBP) vào mục 52, phụ lục XVII nhằm hạn chế sự sản xuất, buôn bán và sử dụngcác hợp chất này Năm 2009, đạo luật về cải tiến an toàn sản phẩm tiêu dùng của Mỹ(CPSIA) cũng qui định đồ chơi và đồ dùng dành cho trẻ em không được phép chứa 3phthalate trên với hàm hàm lượng vượt quá 0,1% [30]

Vào tháng tám năm 2008, Quốc hội Hoa Kỳ thông qua và Tổng thốngGeoege W Bush đã ký Đạo luật cải tiến an toàn sản phẩm tiêu dùng (CPSIA).Mục 108 của đạo luật quy định rằng, "Nó là bất hợp pháp cho bất kỳ người nàosản xuất để bán, chào bán, phân phối trong thương mại, hoặc nhập khẩu đồ chơi,hay các sản phẩm chăm sóc cho trẻ em có chứa hàm lượng lớn hơn 0,1% (về khốilượng các phthalate so với sản phẩm) vào Hoa Kỳ '' Hơn nữa, luật pháp Hoa Kỳquy định việc thành lập một hội đồng xét duyệt thường xuyên để xác định hàmlượng của phthalate trong các sản phẩm tiêu dùng [31]

Năm 2012, Bộ trưởng Môi trường Đan Mạch Ida Auken đã thông báo lệnhcấm của DEHP, DBP, DIBP và BBP, tại Đan Mạch trước Liên minh châu Âu đã

17

bắt đầu một quá trình loại bỏ phthalate Tuy nhiên, nó đã bị trì hoãn hai năm và đã

có hiệu lực vào năm 2015 và không phải trong tháng 12 năm 2013 như kế hoạchban đầu, lý do là bốn phthalate phổ biến hơn nhiều so với dự kiến và các nhà sảnxuất không thể loại bỏ phthalate nhanh như Bộ Môi trường yêu cầu Năm 2012,Pháp trở thành quốc gia đầu tiên trong EU cấm sử dụng DEHP ở các khoa nhi, trẻ

sơ sinh và thai sản trong bệnh viện

DEHP hiện đã được xếp vào loại 1B độc tố reprotoxin và hiện đang nằmtrong Phụ lục XIV của luật REACH của Liên minh châu Âu DEHP đã được loại

bỏ ở Châu Âu theo REACH và chỉ có thể được sử dụng trong các trường hợp cụthể nếu đã được cấp phép Ủy quyền của Ủy ban châu Âu cấp phép sau khi có ýkiến của Ủy ban đánh giá rủi ro RAC và Ủy ban phân tích kinh tế xã hội SEACcủa Cơ quan hóa chất châu Âu ECHA

Hạn chế của phthalate theo RoHS (Restriction Of Hazardous Substances

-Sự hạn chế các chất độc hại ROHS là một bộ quy tắc tiêu chuẩn được pháp luậtChâu Âu ban hành) DEHP, BBP, DBP và DIBP sẽ bị hạn chế từ ngày 22 tháng 7năm 2019 đối với tất cả các thiết bị điện và điện tử, thiết bị y tế, thiết bị giám sát

và điều khiển sẽ bắt đầu có hiệu lực vào ngày 22 tháng 7 năm 2021

Trước những ảnh hưởng nghiêm trọng của những hóa chất trong khôngkhí, các nhà nghiên cứu khuyến cáo mọi người nên:

- Tuyệt đối không sử dụng những đồ ăn, thức uống… bị các nhà sản xuất dùng DEHP làm chất phụ gia

- Cẩn thận khi dùng các sản phẩm nhựa, chất dẻo… là những sản phẩm có thể chứa các dẫn chất phthalate

- Không cho thức ăn quá nóng vào tô, chén, bao bì bằng nhựa chất dẻo… vìnhiệt độ quá nóng các phthalate dễ bay ra Dùng lá chuối hoặc giấy làm bao bì thay vì dùng bao bì bằng nhựa, plastic…

Hiện tiêu chuẩn DEHP của Tổ chức Y tế thế giới (WHO) là 8 ppt/kg thực phẩm, tiêu chuẩn của Mỹ là 6 ppt/kg thực phẩm, ở Việt Nam, Bộ Y tế đã ban hành quy

định tạm thời mức giới hạn nhiễm chéo DEHP trong thực phẩm đối với thực phẩmrắn và lỏng (không bao gồm nước uống đóng chai) là 1,5 mg/kg.

1.2 Các phương pháp phân tích phthalate

Lina Huang (2011) [15] đã tách 05 phthalate: DEHP, DEP, DBP, BBP,DNHP sử dụng HPLC hiệu Hitachi (model L- 7100, Tokyo) với hệ bơm mẫu tựđộng (model L- 7200), detector được kết nối với hệ ghép nối Hitachi (model L-7000), cột C18 Supelcosil 250mm x 4,6 mm x 5 µm Tổng thời gian phân tích mộtmẫu là 50 phút

Silvia Marten (2010) [23] đã đưa ra quy trình tách 08 phthalate: BB, BBP,DBP,DHP, DEHP, DnOP, DiNP, DIDP trên hệ RP - HPLC cột Eurospher II100-3C18 H, 250 x 3 mm Kênh A gồm H2O/ACN tỉ lệ 15/85 (v/v) kênh B là ACN.Tổng thời gian chạy một mẫu là 21 phút

Yun Zou, Min Cai (2013) [33], 05 phthalate bao gồm: DBP, BBP, DEHP,DNOP, DINP được phân tích trên hệ thống GC-MS với cột Agilent J & W BD - 5

ms ULtra Inert caplilary column, 30 m x 0.25 mm, 0,25 µm, tốc độ dòng ban đầu

là 1ml/ phút, dòng chảy liên tục, khí mang He, van tiêm mẫu 1µl ở 2900C, áp suấtđầu cột 35 psi

Sắc ký khí là phương pháp có hiệu quả tách rất cao và có thời gian phântích ngắn, phù hợp với các hợp chất dễ bay hơi Ngày nay phương pháp sắc ký khí

đã phát triển đầy đủ, đóng góp nhiều vào phân tích môi trường

tả số khối Nhờ sự kết nối này, có thể tiết kiệm khá nhiều thời gian thực nghiệm

19

Nguyên tắc: Sắc ký khí là phương pháp sắc ký mà pha động là một dòngkhí liên tục chạy qua pha tĩnh Các chất được tách ra khỏi hỗn hợp bởi tương táckhác nhau của chúng với pha tĩnh Do khả năng hòa tan rất kém của chất khí, dòngkhí này không đóng vai trò của một pha động thực sự trong hệ thống sắc ký Nóchỉ làm nhiệm vụ lôi cuốn các chất trong pha hơi chạy theo pha tĩnh để chúng cóthể tuơng tác với pha tĩnh Do đó, dòng khí chạy trong cột sắc ký được gọi là khímang Đóng vai trò đẩy các chất ra khỏi pha tĩnh là nhiệt độ Các chất có độ sôikhác nhau sẽ bị lưu giữ hay bị lôi cuốn bởi các dòng khí mang khác nhau Từ đócác chất được tách ra khỏi nhau Do phải được hóa hơi để có thể lôi cuốn đi, chỉ

có những chất bay hơi mới có thể phân tách được Vì vậy, sắc ký khí chỉ áp dụngcho các chất có khả năng bay hơi ở nhiệt độ tiến hành sắc ký

Phương pháp sắc ký khí GC-MS là một phương pháp có độ nhạy cao được

sử dụng trong các nghiên cứu về thành phần các chất trong không khí

1.3.2 Sơ đồ và nguyên tắc hoạt động thiết bị GC/MS

GC/MS có cấu tạo giống với một thiết bị sắc ký khí thông thường với đầu

Nguồn cấp khí (gas supply)

Thiết bị điều khiển khí nén

Cửa tiêm mẫu (injection): Dung môi chứa hỗn hợp các chất sẽ được tiêmvào hệ thống tại vị trí này Mẫu sau đó được dẫn qua hệ thống bởi khí trơ Nhiệt

độ ở cửa tiêm mẫu được nâng lên 300oC để mẫu trở thành dạng khí

Buồng cột (oven): Phần thân của hệ thống GC chính là một buồng gia nhiệtđặc biệt Nhiệt độ của lò này có thể điều chỉnh dao động trong khoảng từ 400C chotới 3200C

Cột tách (column): Bên trong hệ thống GC là một cuộn ống nhỏ hình trụ cóchiều dài 30 mét với mặt trong được tráng bằng một loại polymer đặc biệt Cácchất trong hỗn hợp được phân tách bằng cách chạy dọc theo cột này

Bộ phân khuếch đại tín hiệu (detector amplifier)

Bộ phận kết nối (interface)

Sau khi đi qua cột sắc kí khí, các hoá chất tiếp tục đi vào pha khối phổ Ởđây chúng bị ion hoá Sau quá trình bắn phá, các mảnh phổ sẽ tới bộ phận lọc Dựatrên khối lượng, bộ lọc lựa chọn chỉ cho phép các mảnh phổ có khối lượng nằmtrong một giới hạn nhất định đi qua

Khối phổ (MS): xác định định tính và định lượng

Nguồn cấp ion (ion source)

Bộ phận phân tích định lượng (mass analyser)

Detector MS

Buồng chân không (vacuum system)

Thiết bị điều khiển điện tử (control electronics)

Thiết bị cảm biến có nhiệm vụ đếm số lượng các hạt có cùng khối lượng.Thông tin này sau đó được chuyển đến máy tính và xuất ra kết quả gọi là phổ khốiđồ

1.4 Các thông số cơ bản của phương pháp phân tích

1.4.1 Giới hạn phát hiện, giới hạn định lượng

21

LOD_ (limit of detection) là nồng độ nhỏ nhất của chất phân tích mà hệthống phân tích còn cho tín hiệu khác với tín hiệu mẫu trắng (hay tín hiệu nền).

LOQ_ (limit of quantification) là nồng độ chất phân tích thấp nhất mà hệthống phân tích có thể định lượng được với tín hiệu phân tích khác có ý nghĩađịnh lượng với mẫu trắng (hay tín hiệu nền)

Giới hạn của thiết bị:

IDL (Instrumental detection limit) là lượng chất nhỏ nhất đưa vào máy màdetector có thể đo được và cho tín hiệu của peak cao gấp 3 lần đường nền IDLcho phép đánh giá thiết bị hoạt động có ổn định không, nó bao gồm các loại nhiễu

từ linh kiện cơ – điện tử của thiết bị, điều kiện vận hành máy và điều kiện môitrường xung quanh thường được ước lượng qua các dung dịch chuẩn

IQL (Instrumental quantification limit) là lượng chất nhỏ nhất đưa vào máy

đủ để tạo tín hiệu của peak cao gấp khoảng 10 lần đường nền như thế có thể địnhlượng khi tiến hành phân tích sắc ký Thông thường ta thường lấy IQL = 3 IDL.IQL cho phép đánh giá thiết bị có đủ điều kiện dùng để định lượng các cấu tử cầnphân tích hay không và cho biết nồng độ cấu tử khi bơm vào máy có đủ điều kiện

để định lượng hay không

Giới hạn phát hiện của phương pháp:

MDL (Method detection limit) là giá trị nồng độ chất nhỏ nhất trong mẫu

ban đầu sau khi qua quá trình xử lý mẫu và xác định được trên máy để thu đượctín hiệu của pic cao gấp 3 lần đường nền

MQL (Method quantification limit) là giá trị nồng độ nhỏ nhất của chất

cần phân tích trong mẫu ban đầu mà khi sử dụng phương pháp để phân tích có thểđịnh lượng được Tương tự, ta cũng có: MQL = 3 × MDL Từ đó, có thể thấyMDL phụ thuộc vào các yếu tố như: quy trình chiết tách xử lý mẫu, lượng mẫuthu ban đầu, thể tích khi bơm vào máy

1.4.2 Độ chính xác của phép đo

Độ chính xác của phép đo được đánh giá qua độ đúng và độ chụm [2]