Issuu

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Nhận xét của GVHD

................................................................................................................................................

U Y

................................................................................................................................................

ẠO

................................................................................................................................................

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

................................................................................................................................................

H Ư

................................................................................................................................................

TR ẦN

................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................

10 00

................................................................................................................................................

-L

Í-

ÁN

................................................................................................................................................

ÀN

................................................................................................................................................

IỄ N

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

1 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Nhận xét của GV phản biện

................................................................................................................................................

U Y

................................................................................................................................................

ẠO

................................................................................................................................................

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

................................................................................................................................................

H Ư

................................................................................................................................................

TR ẦN

10 00

................................................................................................................................................

-L

Í-

ÁN

................................................................................................................................................

ÀN

................................................................................................................................................

IỄ N

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

2 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Lời cảm ơn Ngành môi trường là một ngành học vô cùng thú vị giúp chúng em hiểu thêm được

chúng em đã hoàn thành đồ án “ Nguồn gốc , tính chất,hiện trạng ô nhiễm và phương

nhiều điều về môi trường sống quanh ta.Dưới sự chỉ dẫn của thầy Nguyễn Ngọc Vinh

Với lòng biết ơn sâu sắc ,nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn :

U Y

pháp phân tích PAHs trong môi trường không khí’’.

• Cảm ơn Viện KHCN & QLMT đã cho chúng em có cơ hội được học tập ,rèn luyện

ẠO

và nghiên cứu các vấn đề về môi trường ,cảm ơn quý thầy cô đã dồn sức mình vào

công cuộc truyền đạt những tri thức quý báu cho tất cả chúng em.

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

• Cảm ơn gia đình,bạn bè luôn bên cạnh ủng hộ và giúp đỡ chúng em.

H Ư

• Cảm ơn thầy Nguyễn Ngọc Vinh , người đã luôn đồng hành và hỗ trợ chúng em

TR ẦN

nhiệt tình trong suốt quá trình làm đồ án đến tận ngày hôm nay ,cảm ơn thầy đã không quản mệt nhọc chỉ bảo cho chúng em trong các buổi thảo luận ,nhờ có thầy

10 00

mà đồ án cơ sở ngành của chúng em được hoàn thiện hơn nữa. Vì là lần đầu tiên thực hiện đồ án cơ sở ngành nên chúng em còn hơi bỡ ngỡ,lượng

kiến thức còn hạn chế nên tránh được một số sai sót ,chúng em rất mong nhận được

những ý kiến đóng góp quý báu của quý thầy cô.

Í-

Chúng em chúc quý thầy cô luôn may mắn và thành công trong sự nghiệp giảng

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

dạy cũng như trong cuộc sống.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

3 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

MỤC LỤC

DANH MỤC BẢNG

U Y

DANH MỤC HÌNH

DANH MỤC VIẾT TẮT

PHẦN MỞ ĐẦU……………………………………………………………………….. 1

ẠO

1.Lí do chọn đề tài………………………………………………………………..……... 1

2.Mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu……………………………………………………. 1

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu……………………………………………………. 2

TR ẦN

4.Nội dung nghiên cứu……………………………………………………..…………… 2 5.Ý nghĩa của nghiên cứu……………………………………………………..………...2

10 00

PHẦN NỘI DUNG……………………………………………………..……………… 3 Chương 1.Tổng quan về PAHs……………………………………………………..… 3

1.1.Tính chất của PAHs……………………………………………………..………….. 3

Í-

1.1.1.Lý tính……………………………………………………………………... 3

-L

1.1.2.Hoạt tính hóa học…………………..……………………………………… 6

ÁN

1.2.Nguồn gốc phát sinh PAHs trong môi trường………………………………………. 7

IỄ N

ÀN

1.2.1.Nguồn tự nhiên…………………………………………………………….. 7

1.2.2.Nguồn nhân tạo……………………………………………………..…….... 8

1.2.3.Phát tán PAHs trong môi trường…………………………………………. 9

1.3. Tác động của PAHs đến con người và hệ sinh thái…………………………………10 1.3.1. Độc tính đối với con người…………………………………..…………….10 1.3.2. Đối với hệ sinh thái……………………………………………………..….12

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

4 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

1.3.2.1.Sinh vật nước……………………………………………………...12

1.3.2.2. Sinh vật trên cạn…………………………………………………13

Chương 2.Phương pháp phân tích PAHs trong môi trường không khí……………15

U Y

2.1.Giới thiệu chung các phương pháp phân tích PAHs……………………………….15

2.1.1.Sắc ký lớp mỏng (TLC)………………………………………………15

2.1.2. Sắc ký khí (GC)……………………………………………………….15

ẠO

2.1.3.Sắc ký lỏng cao áp (HPLC)…………………………………………..16

2.2.Kỹ thuật sắc kí lỏng cao áp (HPLC) ……………………………………………….17

2.2.1. Nguyên lý chung………………………………………………………….17

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

2.2.2. Ưu và nhược điểm của phương pháp……………………………………..17 2.2.3. Các bước phân tích PAHs………………………………………………...17

TR ẦN

2.2.3.1 Chuẩn bị mẫu...……………………………………………..…………...19 2.2.3.2. Chất màng lọc và lớp hấp phụ rắn………………………..…..………...20

10 00

2.2.3.3. Chiết phần ngưng……………………………………………………….20 2.2.3.4. Cô đặc phần chiết………………………….............................................20

2.2.3.5. Chuẩn bị cột……………………………………………………………..21

2.2.3.6. Sắc ký cột………………………………………………………………..21

Í-

2.2.3.7. Làm sạch mẫu…………………………………………………………....22

-L

2.2.3.8 Phân tích mẫu……………………………………………………………..22

ÁN

2.2.3.9 Tính toán………………………………………………………………….

Chương 3: Hiện trạng ô nhiễm PAHs trong môi trường không khí………………..28

ÀN

3.1.Nguyên nhân gây ra ô nhiễm PAHs trong không khí…………………………...28

IỄ N

3.2.Hiện trạng ô nhiễm của PAHs trong không khí…………………………………29

3.3.Các biện pháp khắc phục ô nhiễm PAHs trong môi trường không khí………….32

KẾT LUẬN……………………………………………............................................................. TÀI LIỆU THAM KHẢO……………………………………………....................................... PHỤ LỤC……………………………………………...............................................................

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

5 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

DANH MỤC HÌNH

TÊN MỤC

TRANG

HÌNH 1.1.CẤU TRÚC CỦA MỘT SỐ PAHs TIÊU BIỂU ( US – EPA)

HÌNH 1.2.PHẢN ỨNG CỘNG CỦA ANTHRANCENE

HÌNH 3.1.SỰ PHÂN BỐ PAHs GIỮA HAI PHA THEO NHIỆT ĐỘ

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

TR ẦN

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

ẠO

U Y

STT

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

6 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

STT

DANH MỤC BẢNG

TRANG

BẢNG 1.1. MỘT SỐ TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA PAHs

BẢNG 1.2. CHU KỲ BÁN HỦY CỦA PAHs PHÂN QUANG

ẠO

TRONG ĐIỀU KIỆN KHÔNG KHÍ MÔ PHỎNG

BẢNG 1.3. KHẢ NĂNG GÂY UNG THƯ,GÂY ĐỘT BIẾN CỦA

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

U Y

TÊN MỤC

H Ư

CÁC PAHs

BẢNG 3.1. NỒNG ĐỘ CỦA BENZO(a)PYRENCE Ở MỘT SỐ ĐỊA ĐIỂM TRÊN THẾ [21],[24],[5]

BẢNG 3.2. NỒNG ĐỘ PAHs TRÊN BỤI TỔNG SỐ TRONG

10 00

TR ẦN

KHÔNG KHÍ Ở HÀ NỘI

BẢNG 3.3. NỒNG ĐỘ PAHs TẠI 3 NÚT GIAO THÔNG Ở THÀNH

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

PHỐ HỒ CHÍ MINH (ng/m3 )

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

7 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

PAHs : các hợp chất hydrocacbon thơm đa vòng( Polycyclic Aromatic Hydrocarbons)

DANH MỤC VIẾT TẮT

U Y

TEF: hệ số độc tố tương đương (Toxic Equivalent Factor )

HPLC: phương pháp sắc ký lỏng cao áp (High Pressure Liquid Chromatography) GC/MS: Sắc ký khí ghép khối phổ (Gas Chromatography/Mass Spectometry )

ẠO

GC : Sắc ký khí (Gas Chromatography)

G H Ư

SIM:chế độ ion chọn lọc (Selected Ion Monitoring )

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

MS : khối phổ (Mass Spectometry)

TR ẦN

TLC: Sắc kí lớp mỏng (thin layer chromatography)

FID : đầu dò ion hóa ngọn lửa (Flame Ionization Detector)

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

PTN : Phòng thí nghiệm

10 00

ECD: Đầu dò cộng kết điện tử (Electron Capture Detector)

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

PHẦN MỞ ĐẦU

Hydrocarbon thơm đa vòng (Polycyclic Aromatic Hydrocarbons – PAHs) là một

1.Lí do chọn đề tài

nhóm hợp chất ô nhiễm nguy hiểm do chúng có độc tính cao và có mặt nhiều trong

U Y

môi trường không khí. PAHs có thể được phát thải vào môi trường khí từ những quá

trình tự nhiên như núi lửa, cháy rừng. Tuy nhiên các nguồn chủ yếu của PAHs trong

môi trường là do hoạt động của con người gây ra [1]. Chúng là sản phẩm của quá

ẠO

trình cháy không hoàn toàn hoặc nhiệt phân các hợp chất hữu cơ như dầu mỏ, than đá,

gỗ, chất thải rắn… và một số quá trình công nghiệp như sản xuất nhôm, thép, quá

G N

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

trình đúc...

H Ư

PAHs là nhóm hợp chất hữu cơ độc hại đối với sức khỏe con người. Rất nhiều

TR ẦN

PAHs là những chất gây ung thư và gây đột biến gen [2]. Con người có thể bị nhiễm PAHs qua thức ăn, nước uống, khí thở hoặc trực tiếp tiếp xúc với vật liệu có chứa

PAHs. Thêm vào đó, nhiều sản phẩm phản ứng của PAHs trong không khí có thể có

10 00

độc tính cao hơn PAHs. Như vậy, vấn đề xử lý PAHs trong khí thải cũng như kiểm

soát các nguồn thải phát sinh ra PAHs rất cần được quan tâm.

Tuy nhiên các phương pháp xử lý PAHs trong khí thải còn rất hạn chế, biện pháp

Í-

chủ yếu vẫn là kiểm soát tại nguồn để giảm phát thải. Nhằm nâng cao nhận thức và

-L

hiểu biết về các hợp chất ô nhiễm hữu cơ nói chung và PAHs nói riêng cũng như rèn

ÁN

luyện bước đầu các kỹ năng cần thiết cho việc học tập và nghiên cứu nhóm chúng em

đã chọn đề tài “ Nguồn gốc, tính chất, hiện trạng ô nhiễm và phương pháp phân tích

ÀN

PAHs trong môi trường không khí” để làm báo cáo đồ án cơ sở ngành.

IỄ N

2.Mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu - Mục đích : Đề tài này được thực hiện với mong muốn : 1.Hiểu rõ về nguồn gốc, tính chất và tác hại của PAHs đối với con người và môi 9

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

trường.

3.Tìm hiểu các phương pháp phân tích PAHs trong không khí và đánh giá phương

2. Hiện trạng ô nhiễm PAHs trong không khí hiện nay.

U Y

pháp phân tích phổ biến nhất trong các PTN tại Việt Nam.

3.Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng : PAHs trong không khí

ẠO

-Phạm vi nghiên cứu : trong môi trường không khí.

4.Nội dung nghiên cứu

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

Tìm hiểu tính chất lí hóa và hoạt tính hóa học của PAHs.

TR ẦN

Sự ảnh hưởng PAHs đến sức khỏe con người ,hệ sinh thái. Nghiên cứu phương pháp phân tích PAHs trong không khí bằng HPLC.

5. Ý nghĩa của nghiên cứu

10 00

Trong quá trình nghiên cứu , chúng em được hiểu biết rõ và sâu hơn về nguồn gốc , tính chất của các hợp chất hydrocarbon thơm đa vòng. Nhìn nhận được hiện trạng ô nhiễm

PAHs hiện nay trong môi trường không khí. Tổng hợp, so sánh và đánh giá các phương

Í-

pháp dùng để phân tích hàm lượng PAHs có trong không khí và nêu được các phương

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

pháp ứng dụng phổ biến nhất hiện nay.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

PHẦN NỘI DUNG

Chương 1.Tổng quan về PAHs

1.1.Tính chất của PAHs

U Y

1.1.1.Lý tính

PAHs (Polycyclic Aromantic Hydrocarbons) là những hydrocacbon thơm đa

vòng được cấu tạo từ một số nhân benzen (có ít nhất 2 vòng benzen trong phân tử)

ẠO

nối trực tiếp với nhau. Các hợp chất PAHs được hiểu là những hợp chất chỉ chứa hai

loại nguyên tử là cacbon và hydro.

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

Có hàng trăm PAHs riêng rẽ có thể được phát thải vào môi trường không khí.

H Ư

Các PAHs này thường tồn tại trong không khí ở dạng hỗn hợp phức tạp. Người ta đã

TR ẦN

nghiên cứu và đã xác định được hơn 100 PAHs có trên bụi trong không khí và khoảng 200 PAHs có trong khói thuốc lá [1]. Trong số các PAHs có 18 PAHs được quan tâm

nhiều nhất vì chúng có độ độc cao hơn các PAHs khác và chúng có mặt nhiều trong

10 00

không khí. Cấu trúc của một số PAHs thường gặp được trình bày ở hình 1.1 ( theo cơ

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

quan bảo vệ môi trường Mỹ -EPA).

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

TR ẦN

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

ẠO

U Y

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Hình1.1.Cấu trúc của một số PAHs tiêu [1] PAHs nguyên chất thường tồn tại ở dạng không màu, màu trắng hoặc vàng nhạt. Tất cả 12

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

PAHs đều tồn tại ở dạng rắn ở nhiệt độ phòng và có mùi . Chúng có áp suất hơp thấp và

tới sự hấp phụ của PAHs trên pha bụi trong không khí. Áp suất hơi tăng lên một cách rõ

có xu hướng giảm dần theo chiều tăng của khối lượng phân tử. Đặc tính này ảnh hưởng

rệt theo nhiệt độ không khí và điều này cũng ảnh hưởng tới hệ số phân bố PAHs giữa

U Y

pha bụi và pha khí. Ngoài ra PAHs còn có nhiệt độ sôi và nhiệt độ nóng chảy cao.

Ngoại trừ naphtalen, các PAHs rất ít tan trong nước và độ hòa tan giảm theo chiều tăng

khối lượng phân tử. Tuy nhiên chúng tan tốt trong các dung môi hữu cơ và ưa chất béo.

ẠO

Hệ số cân bằng octan- nước tương đối cao (Kow ). Thông thường PAHs hấp thụ yếu tia

hồng ngoại có bước sóng nằm trong khoảng 7-14µm [2]. Một số tính chất vật lí của các

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

TR ẦN

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

PAHs được cho trong bảng 1.1.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Phân tử

Tên gọi

lượng

Acenaphthylene

C12H8

152

Acenaphthene Fluorene Phenanthrene Antraxen

C12H10 C13H10 C14H10 C14H10

154 166 178 178

Trắng Trắng Không màu Không màu

Fluoranthene

C16H10

202

Vàng nhạt

Pyrene

C16H10

202

Không màu

Benzo[a]antraxen

C18H12

228

Chrysene

C18H12

Benzo(e)pyrene

C20H12

Benzo[k]fluoranthene C20H12 C20H12

Benzo(a)pyrene

C22H14

-L

Í-

Dibenzo(a,h)anthracen

ÁN

Benzo[g,h,i]perylene C22H12 Indeno[1,2,3-c,d]pyrene C22H12 C24H12

217,9

3,93.10 1,98.10 1,29.10 73

108,8

375

260

150,4

393

135

Không màu

160,7

400

228

Không màu

253,8

448

2,0

252

Vàng nhạt

178,7

493

5,07

Đ G

H Ư

TR ẦN

ẠO

92-93 95 115 100,5 216,4

3,17.10

252

Không màu

168,3

481

(23oC) 1,2

252

Vàng nhạt

215,7

480

0,76

252

Hơivàng

178,1

496

3,8

278

Không màu

266,6

524

0,5

276

Vàng nhạt

278,3

545

(27oC) 0,26

276

Vàng

163,6

536

300

Vàng

439

525

5,4

Bảng 1.1.Một số tính chất vật lý của PAHs [1]

IỄ N

ÀN

Coronene

279 295 340 342

10 00

Benzo[b]fluoranthene C20H12

Trắng

128

C10H8

U Y

Naphtalen

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

CTPT

hòa Nhiệt độ Nhiệt độ Độ tan trong nóng chảy sôi (oC) nước ở 25 oC(µg/l) (oC)

Màu

1.1.2.Hoạt tính hóa học PAHs là hợp chất tương đối trơ về mặt hóa học.Do được cấu tạo từ những vòng benzen nên PAHs có tính chất của hydrocacbon thơm :chúng có thể tham gia phản ứng thế và phản ứng cộng..Ví dụ phản ứng cộng tại vị trí 9,10 của Anthrancene ở 14

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

ẠO

U Y

hình 1.2.

Hình 1.2. Phản ứng cộng của Anthrancene [25]

Phản ứng oxy hóa bởi oxy không khí với xúc tác bởi ánh mặt trời xảy ra chậm.

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

Sự oxy hóa bằng ánh sáng là một phản ứng quan trọng trong quá trình phân hủy PAHs. Những phản ứng này gây ra bởi oxygen đơn hoạt nguyên tử (O), gốc OH,

TR ẦN

ozon và những chất tương tự trong môi trường. Hai tác nhân chính trong môi trường không khí đô thị là gốc hydroxyl (OH) và ozon , ngược lại oxygen đơn nguyên tử trở

10 00

nên chiếm ưu thế hơn trong tiến trình hóa học phân hủy PAHs trong môi trường nước [23]. Những phản ứng này sinh ra hợp chất oxy hóa phát tán ra khí quyển và hấp thụ

trên các hạt bụi. Nhiều hợp chất quinon bao gồm cả BaP -1,6; -3,6; -6; 12 dione đã

tìm thấy trong bụi không khí đô thị và được xem là sản phẩm của quá trình quang

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

phân.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bảng 1.2.Chu kỳ bán huỷ của PAHs phân quang trong điều kiện không khí mô phỏng [26] Ánh nắng +

Tối + ozon

mặt trời

ozon(0,2ppm)

(0,2ppm)

0,20

0,15

1,23

Benzo(a) anthracene

4,20

1,35

Dibenzo(a,h) anthracene

9,60

4,80

Dibenzo(a,c) anthracene

9,20

4,60

Pyrene

4,20

2,75

Benzo(a) pyrene

5,30

Benzo(c) pyrene Benzo(b)fluoranthene

H Ư

ẠO

2,88 2,71 3,82

15,72 0,62

21,10

5,38

7,60

8,70

4,20

52,70

3,90

34,90

TR ẦN

0,58

Benzo(k)fluoranthene

Anthracene

U Y

Ánh nắng

10 00

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

PAHs

14,10

Í-

Nhiều PAHs biến đổi trong nước do ảnh hưởng của ánh sáng, nhưng oxygen đơn

-L

nguyên tử cũng đóng vai trò quan trọng trong những phản ứng này. Sản phẩm của phản

ÁN

ứng ozon hóa trong dung dịch nước cũng có thể được đặc biệt quan tâm do việc sử dụng

ozon làm sạch nước thải. Thời gian tiếp xúc ngắn cũng đủ loại bỏ một phần đáng kể

ÀN

PAHs hiện diện trong dung dịch [27]. Do sự tham dự của phản ứng quang hóa, cần thiết

IỄ N

phải bảo quản mẫu khỏi ánh sáng, các phản ứng hình thành dẫn xuất với NOx tạo thành Nitro – PAHs sẽ gây nguy hiểm hơn nhiều.

1.2.Nguồn gốc phát sinh PAHs trong môi trường PAHs có thể được phát thải vào không khí từ 2 nguồn: nguồn tự nhiên và nguồn dohoạt động của conngười. 16

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

1.2.1.Nguồn tự nhiên

thành đá, tạo trầm tích, cháy rừng…[2]. Trong nhiều khu vực, cháy rừng và núi lửa

PAH có thể được phát thải từ các quá trình tự nhiên như núi lửa phun, quá trình hình

phun là hai nguồn tự nhiên chính phát thải PAHs vào môi trường. Tại Canada, mỗi

U Y

năm cháy rừng phát thải khoảng 200 tấn PAHs và núi lửa phun phát thải khoảng 1,2 –

1,4 tấn benzo[a]pyrene[1].

Hàm lượng trung bình của PAHs trong dầu thô là 2,8% [26]. Những vụ tràn dầu và

ẠO

hoạt động khai thác chế biến dầu mỏ là nguồn chủ yếu phát sinh PAHs trong môi

trường nước.

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

Quá trình đốt cháy các chất hữu cơ tạo ra PAHs và phát tán vào môi trường qua bụi thải hoặc cặn dư.PAHs còn có thể được hình thành tự nhiên bằng nhiều hình thức:

TR ẦN

nhiệt phân các chất hữu cơ ở nhiệt độ cao, sự trầm tích các chất hữu cơ ở nhiệt độ vừa và thấp để hình thành nhiên liệu,và từ quá trình tổng hợp sinh học trực tiếp từ vi khuẩn

10 00

và thực vật.

PAHs có thể được tổng hợp từ sinh vật.Nhiều hợp chất dạng này tương tự như PAHs

vì chúng có chứa những nhóm thế oxygene, nitrogene, hoặc lưu huỳnh.

Í-

-L

tấn/năm [26].

Theo tính toán, tổng lượng PAHs sinh ra do phiêu sinh thực vật biển lên đến 2.700

ÁN

1.2.2. Nguồn do hoạt động của con người

Đây là nguồn chủ yếu phát thải PAHs vào không khí. Nguồn thải này có thể gồm các dạng chính sau:

IỄ N

ÀN

- Quá trình sản xuất và sử dụngPAHs

Phát thải PAHs từ quá trình này là không đáng kể. Chỉ một số ít PAH được sản xuất

vì mục đích thương mại bao gồm: naphtalen, axenaphten, floren, antraxen, phenantren, floranthen, và pyren. Các PAHs này được dùng để sản xuất thuốc nhuộm, chất mầu, sản xuất các chất hoạt động bề mặt, chất phân tán, chất thuộc da, thốc trừ sâu, một số dung môi, nhựa, chất dẻo…Trong đó, sản phẩm công nghiệp quan trọng 17

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

nhất là naphtalen. Nó được sử dụng trực tiếp làm chất chống gián. Các sản phẩm PAHs trên có thể được tách ra từ quá trình chế biến than, chủ yếu là nhựa than đá.

Naphtalen có thể được phân tách từ sự nhiệt phân cặn dầu, olefin…[1].

- Quá trình sản xuất và sử dụng các sản phẩm của than đá và dầu mỏ

U Y

Quá trình chuyển đổi than đá (quá trình hóa lỏng và khí hóa), tinh chế dầu, tẩm

creozot, nhựa than đá, nhựa rải đường từ các nhiên liệu hóa thạch có thể phát sinh ra

một lượng đáng kể PAHs.

ẠO

- Quá trình cháy không hoàn toàn

Bao gồm các nguồn đun nấu, sưởi ấm trong hộ gia đình sử dụng nhiên liệu than đá,

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

than tổ ong, gỗ, mùn cưa, than hoa; các nguồn công nghiệp, nguồn giao thông…Trong

H Ư

đó các quá trình công nghiệp bao gồm: sản xuất điện đốt than, dầu; lò đốt rác thải;

TR ẦN

sản xuất nhôm (quá trình sản xuất cực anot than từ cốc hóa dầu mỏ và dầu hắc ín); sản xuất thép và sắt; đúc…Nguồn giao thông sử dụng nhiên liệu xăng và dầu diesel đóng

góp một phần quan trọng vào sự phát thải PAHs vào không khí.

10 00

Lượng PAHs được phát thải vào không khí từ các dạng nguồn này dao động rất lớn, và phụ thuộc vào một số yếu tố như loại nhiên liệu, điều kiện đốt, và các biện pháp kiểm soát

được ứng dụng.

Í-

Tại Bắc Kinh (Trung Quốc), khói thải giao thông, đặc biệt là khói phát sinh từ

-L

xe sử dụng động cơ diesel, và khói từ bếp lò đốt than trong hộ gia đình là những

ÁN

nguồn đóng góp chính vào nồng độ PAHs ở đây [5]. Còn ở Mexico kết quả thu được

cho thấy khói thải từ giao thông và từ lò đốt gỗ, đốt rác là các nguồn quan trọng phát

ÀN

sinh PAHs [21]. Kết quả nghiên cứu về hệ số phát thải PAHs của một số chất đốt

IỄ N

thường được sử dụng tại Việt Nam được trình bày trong Bảng 1.2. Từ bảng này cho

thấy hệ số phát thải PAHs của mùn cưa > gỗ > than tổ ong > than đá > than hoa [3].

1.2.3.Phát tán PAHs trong môi trường Hầu hết PAHs hiện diện trong môi trường được hình thành từ các quá trình đốt cháy các chất hữu cơ không hoàn toàn ở nhiệt độ cao. Hoạt động sinh hoạt và công 18

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

nghiệp liên quan đến quá trình hình thành PAHs. PAHs thường không tồn tại riêng lẻ

hơn 10 m [28].70-90% PAHs kết hợp với bụi ở kích thước hô hấp (<5 m). Trong

trong không khí được mà hấp thu trên các hạt bụi lơ lửng có kích thước trung bình lớn

môi trường nước, PAHs phát tán qua các con đường chính sau: tổng hợp sinh học,

U Y

tràn hoặc rò rỉ nhiên liệu, xả nước thải sinh hoạt và công nghiệp,trong đó , tràn dầu là

nguyên nhân chủ yếu dẫn đến của ô nhiễm PAHs trong môi trường nước. Khói thải từ

các hoạt động sinh hoạt và công nghiệp thường có chứa PAHs. Vì tính chất không ưa

ẠO

nước và độ hòa tan trong nước thấp, PAHs hấp thụ trên bụi và trên bề mặt chất rắn.

Điều này giải thích tại sao lượng PAHs phát tán vào môi trường phụ thuộc vào

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

khoảng cách nguồn và gần như theo hàm logarit [28]. Hầu hết PAHs đi vào môi

H Ư

trường nước được khoanh vùng ở sông, cửa sông hoặc vùng biển duyên hải. Vì khả

TR ẦN

năng PAHs trong nước bị quang hóa thấp hơn trong không khí nên khả năng tồn tại nhiều hơn. Khi vào môi trường nước, PAHs nhanh chóng bị hấp phu trên các hạt vật chất và tích lũy trong bùn đáy. PAHs khá ổn định và tồn lại lâu một khi đã kết hợp

10 00

với bùn lắng – môi trường yếm khí, nghèo oxy, do đó nồng độ PAHs thường cao trong bùn lắng.

Quá trình bay hơi nước mặt, quá trình quang hóa, oxy hóa hóa học, sự trao đổi

Í-

chất của vi khuẩn,…có thể góp phần loại bỏ PAHs ra khỏi môi trường nước.

-L

1.3. Tác động của PAHs đến con người và hệ sinh thái

ÁN

1.3.1. Độc tính đối với con người

PAHs có khả năng lan truyền đi rất xa trong môi trường. Nhiều sản phẩm phản

ÀN

ứng của chúng trong không khí có độc tính cao hơn bản thân PAHs. Con người có thể bị

IỄ N

nhiễm PAHs thông qua thức ăn, nước uống, khí thở, hoặc trực tiếp tiếp xúc với các vật liệu có chứa PAHs. Trong không khí, gần 90% PAHs nằm trên bụi PM10 nên chúng dễ đi vào và lắng đọng ở trong phổi [7]. Tác động của PAHs đến sức khỏe của con người phụ thuộc chủ yếuvào số lượng hoặc nồng độ PAHs tiếp xúc, cũng như độc tính tương đối của các PAHs [18]. 19

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Các PAHs thường gây hại khi tiếp xúc với liều lượng nhỏ trong một thời gian dài [20]. Rất nhiều PAHs là những chất gây ung thư và gây đột biến gen. Ngoài ra PAHs

còn có thể gây tổn thương cho da, dịch cơ thể, sức đề kháng…Khả năng ung thư của một

PAHs có thể được biểu thị qua hệ số độc tương đương của nó (Toxic Equivalent Factor -

U Y

TEF). Trong đó hệ số độc tương đương biểu thị khả năng gây ung thư tương đối của

một PAHs so với benzo[a]pyrene. Những PAHs trong phân tử có 2 đến 3 vòng benzen

thì khả năng gây ung thư và đột biến gen thường rất yếu. Chỉ những PAHs có 4 đến 5

ẠO

vòng thơm trở lên mới bắt đầu xuất hiện khả năng gây ung thư và đột biến gen mạnh.

Tuy nhiên hoạt tính ung thư thường chỉ tập trung vào các PAHs có 4, 5, 6 vòng thơm.

CácPAHs có cấu trúc phân tử góc cạnh có hoạt tính ung thư nguy hiểm hơn cấu trúc

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

thẳng hoặc cấu trúc dày đặc [7]. Khả năng gây ung thư, đột biến gen của các PAHs

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

TR ẦN

được tóm tắt qua bảng 1.3.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Phenanthrene

Antraxen

Fluoranthene

Pyrene

Benzo[a]antraxen

Chrysene

0,001

0,1

0,01

Benzo[b]fluoranthene

0,1

Benzo[k]fluoranthene

0,1

0,01

Indeno[1,2,3-c,d]pyrene

0,1

Coronene

10 00

TR ẦN

H Ư +

Í-

ÁN

TO ÀN

0,001 0,01

Benzo[g,h,i]perylene

N 0,001

Dibenzo(a,h)anthracen

U Y

Fluorene

0,001

Benzo(a)pyrene

0.001

Acenaphthene

Benzo(e)pyrene

IỄ N

KNC

Acenaphthylene

-L

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

Naphtalen

ẠO

đột biếngen

Hệ số độc tươngđương

PAH

Khả năng gây ung thư ?

Khả năng gây

Bảng 1.3. Khả năng gây ung thư, gây đột biến của các PAHs [1]

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

1.3.2. Đối với hệ sinh thái

1.3.2.1.Sinh vật nước

+ Hấp thụ và tích tụ bới các thuỷ sinh

Các thuỷ sinh có khả năng tích tụ PAHs từ môi trường xung quanh, thức ăn và bùn

U Y

lắng. PAHs phóng thích từ các mô của những sinh vật bị ô nhiễm có thể ở dạng thủ động

hoặc chủ động.

ẠO

Các vi tảo nhanh chóng tích tụ các PAHs ở nồng độ cao, nhiều nhất hấp thu qua bề

mặt tế bào. Tuy nhiên quá trình phóng tích PAHs trở lại môi trường nước là đáng kể.

Động vật thân mềm tích tụ PAHs từ môi trường nước nhiều hơn và giữ lại các động vật

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

biển khác do khả năng chuyển hoá PAHs thiếu hoặc thấp. Hầu hết cá thể chuyển hoá và bài tiết PAHs thậm chí còn nhiều hơn loại giáp xác,loài được xem là khả năng hấp thu và

TR ẦN

phóng thích khá nhanh [20].

Ở cá hơn một nữa PAHs vào hệ thống tiêu hoá bị giữ lại. Hầu hết lượng đưa vào

10 00

được tích tụ trong gan. Các chất chuyển hoá qua máu đến cơ quan khác rồi tích tụ trong

mỡ và các mô.

Các nhân tố sinh học nội sinh như kích thước, mức dinh dưỡng, thành phần cơ thể,

Í-

tuổi và giới cùng các yếu tố vật lí ngoại sinh như độ mặn và nhiệt độ có thể ảnh hưởng

-L

đến khả năng thu nhận và thải hồi PAHs của các thuỷ sinh. Rất nhiều PAHs đi vào nước

ÁN

và lắng dưới trong dạng bùn đáy. Các sinh vật đáy tích tụ PAHs lại ít được quan tâm mặc

dù đó sẽ là con đường PAHs tách ra khỏi bùn vào chuỗi thức ăn. Sự tích luỹ sinh học của

ÀN

các sinh vật biển có thể cũng gây hại đến sức khoẻ của những loài ăn sinh vật đáy, bao

IỄ N

gồm cả con người. + Độc tính Thông thường, đặc tính của các hydrocarbon có liên quan đến các tính chất như độ hoà tan nước,chỉ số octan/nước. Độc tính cấp của các hydrocarbon thơm đối với thuỷ sinh

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

gia tang theo trọng lượng phân tử, mặc dù mối liên hệ đó không hoàn toàn tuyệt đối. PAHs là chất độc cấp đối với sinh vật biển ở nồng độ 0,2-10ppm theo trọng lượng cơ thể.

Nồng độ cao hơn, hầu hết PAHs là chất độc cấp đối với thực vật nước.

PAHs vừa kích thích vừa kiềm chế sự phất triển và phân chia tế bào của vi khuẩn và thực

U Y

vật nước.

PAHs gây ung thư cho các động vật nước:

ẠO

Với các loại chất hoá học khác, một số PAHs được xem là tác nhân gây ung thư

hoặc đột biến tương tự ung thư đối với sinh vật nước. Nhiều báo cáo cho thấy phạm vi

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

ảnh hưởng của những thương tổn giống ung thư tăng trong những động vật biến đổi trong

H Ư

vùng lân cận của khu vực tràn dầu. Một vài loài động vật, trong đó có cá, có khả năng

TR ẦN

sinh ra chất chuyển hoá PAHs. Tốc độ trao đổi của động vật máu lạnh chậm hơn của động vât có vú. Các nghiên cứu trong phòng thí nghiệm về khả năng gây ung thư có thể tiến với

cá

bằng

các

phương

tiện

tiêm,

cấy

hoặc

sơn

benzo(a)pyrene,

hành

10 00

benzo(a)anthracene, và chrysene dưới da. Nhưng những thí nghiệm này không kết luận

đối với việc tiếp xúc với môi trường thật.

Khi tiếp xúc với benzo(a)pyrene trong nước 2-8 ngày,người ta nhận thấy sự ảnh hưởng

Í-

lên nhiễm sắc thể của các sinh vật nước ngọt và sinh vật biển. Trong hầu hết các trường

-L

hợp, nồng độ tiếp xúc tắng vượt quá giới hạn độ hoà tan trong nước. Tuy nhiên, nồng độ

ÁN

thấp nhất có ảnh hưởng (0,1µg/l, làm nhiễm sắc thể của cá khác thường) chỉ ngay dưới

ngưỡng hoà tan [20].

ÀN

1.3.2.2. Sinh vật trên cạn

+ Hấp thụ và tích luỹ

IỄ N

Thực vật

Sự hấp thu PAHs bởi thực sự có thể xảy ra từ không khí qua các chồi non và từ đất qua rễ cây. Các nghiên cứu cho thấy rằng thực vật hấp thu PAHs từ không khí đáng kể 23

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

hơn từ đất nhiều. Một số thí nghiệm với benzo(a)pyrene có thể kết luận rằng một vài sự tích tụ diễn ra nhưng không phải là tích tu sinh học. PAHs hấp thu từ rễ có thể bị vản trở

bởi độ hoà tan thấp trong nước. Việc sử dụng dung môi hữu cơ có thể làm ảnh hưởng đến

sự phất triển của cây và gây bất lợi cho sự hấp thu của cây trồng. Hầu hết các thí nghiệm

U Y

này đều tiến hành trên benzo(a)pyrene [4].

+ Tác động đến thực vật:

ẠO

Kích thích sự phát triển: người ta quan sát sự kích thích sinh trưởng của các thực vật khác

nhau trong điều kiện tiếp xúc với benzo(a)pyrene (10-25µg/l). Ở nồng tương tự, các PAHs

khác cũng có thể gây ra ở nồng độ 100mg/l,hơn xa giới hạn hoà tan trong nước. Kích

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

thước sự tăng trưởng đối với lúa mì, bắp và đậu khi tiếp xúc với benzo(a)pyrene trong đất

+ Ức chế sự sinh trưởng:

TR ẦN

ở nồng độ cao hơn 50µg/kg [22].

Sự phất triển của cây lúa mì trong dung dịch dinh dưỡng bị ức chế mạnh bởi

10 00

benzo(a)pyrene ở nồng độ 2500µg/l trong vòng 48 giờ, có sự ức chế sinh trưởng nhẹ.

Những nồng độ này cũng vượt ngưỡng hoà tan. Sự phát triển của bắp, lúa mì, đậu bị ức

chế khi cây trồng tiếp xúc với nồng độ benzo(a)pyrene cao hơn 50µg/kg[22,4].

-L

Í-

Động vật:

ÁN

Có rất ít thông tin về ảnh hưởng của PAHs đối với động vật trên cạn. Một vài dữ liệu về

độc tính quá hạn chế để có thể sử dụng đánh giá ảnh hưởng của nồng độ PAHs trong

IỄ N

ÀN

không khí và trong đất. + Độc tính nghiên cứu trong phòng thí nghiệm:

Kết quả thí nghiệm đối với giun đất Eisenia foetida cho giá trị LC50 đối với naphthalene là 4670µg/cm2 giấy lọc và đối với fluoranthene là 2160µg/cm2 giấy lọc.[21] + Độc tính nghiên cứu ngoài đồng 24

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Một nghiên cứu ngắn hạn (8 ngày) đối với naphthalene với các nồng độ 10, 35, 100 và 200g/m2 được rải trên rác và trên 3 loại đất khoáng. Nồng độ naphthalene ≥ 35g/m2 , mặt

độ gium trên các mặt phẳng nghiên cứu đều giảm. Với nghiên cứu dài hạn (1 năm đã khảo

sát ảnh hưởng của naphthalene lên cây trồng, động vật chân đốt, cây lách). Tinh thể

U Y

naphthalene với nồng độ 100 và 250g/m2 được rải lên mặt đất trong khoảng thời gian 7-

10 ngày vào mùa hè và hang tháng vào mùa đông, lúc sự bay hơi hoá chất thấp. Tổng mật

độ động vật chân đốt trên mô hình giảm khoảng 90%,con ve nhạy hơn so với các động vật

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

TR ẦN

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

ẠO

khác được nghiên cứu, ví dụ bọ[4,20].

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Chương 2 : Phương pháp phân tích PAHS trong môi trường không khí

U Y

Có 3 phương pháp thường được dùng để phân tích PAHs trong môi trường không khí: Sắc

ký lớp mỏng ( TLC), sắc ký khí (GC), sắc ký lỏng cao áp (HPLC).

ẠO

2.1. Giới thiệu chung các phương pháp sử dụng phân tích hàm lượng PAHs

2.1.1. Sắc ký lớp mỏng ( TLC )

H Ư

PAHs với nhược điểm: (i) độ phân giải các PAHs kém.

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

Trong quá khứ, sắc ký lớp mỏng được xem là phương pháp phân tích bán định lượng

TR ẦN

TLC sử dụng rộng rãi để xác định PAHs trong mẫu nước và được Hội hoá phân tích (AOAC) và Liên hiệp quốc tế hoá chất tinh khiết và ứng dụng Mỹ (IUPAC) công nhận.

10 00

Các loại vật liệu khác nhau dung để tách (silica gel, alumina, florisil, cellulose, cellulose, acetylate cellulose …) khi sử dụng TLC hấp phụ, phân tách ( pha thường, hoặc pha đảo ).

Độ phân giải kém đối với phần lớn PAHs trong phạm vi khoảng làm việc 10cm, thực tế

Í-

được khắc phục bằng kỹ thuật TLC hai chiều.

-L

PAHs có thể được xác định bằng khổ UV hoặc phổ huỳnh quang ở từng vị trí riêng biệt

ÁN

được tách hoặc theo sản phẩm tào màu của chúng. Giới hạn phát hiện với benzo(a)pyrene

là 1 ng với độ lệch chuẩn 10% [4].

IỄ N

ÀN

2.1.2. Sắc ký khí ( GC )

Kỹ thuật sắc khí cũng thường sử dụng để xác định PAHs. Cột nhồi ban đầu được thay

thế bằng cột mao quản ( thuỷ tinh-silica đồng nhất, bề mặt phủ lớp liên kết hoá học đặc biệt – các nhóm chức – có độ phân cực khác nhau tạo thành pha tĩnh, dài 10-50m, thậm chí lên đến 100m ) với khả năng phân giải cao cho các PAHs liên quan. Các pha tĩnh không

phân

cực

chủ

yếu

được

ứng

dụng

là:

methylpolysiloxane,

5% 26

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

phenylmethylpolysiloxanes, 1% viny ,l5% phenyl , 94% methylpolysiloxane và nhiều

chất khác được sử dụng để tách một vài PAHs không tan trong pha không phân cực.

Vì khả năng ổn định của các pha tĩnh hạn chế, dẫn đến sự thất thoát và đường nén cao ở

U Y

nhiệt độ làm việc hơn 320oC nên kỹ thuật GC có nhiều hạn chế.

Mặc dù đã có những pha tĩnh chịu nhiệt độ cao, thực tế phân tĩnh PAHs cho thấy, GC chỉ

xác định PAHs có trọng lượng phân tử <350. Hiện tại, để xác định PAHs có trọng lượng

ẠO

phân tử cao hơn, kỹ thuật HPLC thích hợp hơn.

Để xác định PAHs đã được tách sau khi qua cột, detector ion hoá ngọn lửa (FID) thường

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

được sử dụng. Detector này cho độ nhạy cao và giới hạn phát hiện là 100pg với

H Ư

phenanthrene, 500pg benzo(a)pyrene và khoảng 1 ng benzo(g,h,i) perylene. Độ nhạy của

TR ẦN

FID cao hơn 300 lần so với ECD vì đầu dò ái điện tử (ECD) không thích hợp cho các hợp chất này.[4,28]

Gần đây, sắc ký khí ghép nối hồng ngoại chuyển đổi Fourier đã trở nên phổ biến trong

10 00

việc xác định PAHs. Với phương tiện này có thể phân biệt PAHs mẹ và các dẫn xuất của

chúng. Giới hạn phát hiện khoảng 1ng và còn thấp hơn nữa với benzo(e)pyrene và

chrysene[4].

-L

Í-

Khối phổ là thiết bị lý tưởng nhất khi ghép nối với sắc ký mao quản có độ phân giải cao

ÁN

vì nó cung cấp thông tin bổ sung về cấu trúc phân tử.

2.1.3. Sắc ký lỏng cao áp (HPLC)

ÀN

Sắc ký lỏng cao áp ( còn gọi sắc ký lỏng hiệu năng cao ) và sắc ký khí là hai phương

pháp phân tích PAHs được sử dụng nhiều. Cả hai kỹ thuật này đều có không bị phân huỷ

IỄ N

do phải đưa lên nhiệt độ cao . Ngay cả những PAHs có nhiệt độ cao cũng được xác định

vì sự bay hơi của mẫu không là yếu tố hạn chế trong HPLC. Độ phân giải thấp của HPLC nguyên thuỷ so với GC đối với từng PAH được khác phục bằng cách thay đổi pha động và đường kính cột mao quản nhỏ hơn- giống như chương trình nhiệt trong GC. Trong HPLC pha thường, nhiều loại pha tĩnh có các liên kết hoá học phân cực 27

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

(nitrilo- amino- , nitro-) được sử dụng , trong khi đó C18 đơn hay đa hợp được chủ yếu sử

dụng trong HPLC pha đảo.

Bắt đầu từ những năm đầu thập niên 1970, sắc ký lỏng hiệu năng cao đã được sử

dụng để tách PAHs. Vào năm 1971, Schimit và các cộng sự lần đầu tiên tiến hành tách

U Y

PAHs bằng cách sử dụng pha tĩnh C18 . Từ đó, sắc ký pha đảo trên C18 trở nên thông dụng

cho việc tách PAHs. Thêm vào đó, sắc ký pha đảo trở nên phổ biến của đối việc xác định PAHs do độ nhạy cao và khả năng tách tốt các đồng phân PAHs. Ngay cả khi sử dụng sắc

ẠO

ký khí cột mở với độ phân giải cao, các đồng phân PAHs. Ngay cả khi sử dụng sắc ký khí

cột mở với độ phân giải cao, các đồng phân PAHs. Ngay cả khi sử dụng sắc ký khí cột

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

mở với độ phân giải cao, các đồng phân PAHs cũng khó có thể tách ra trong pha tĩnh

H Ư

methylpolysiloxane, benzo(j) fluranthene, và benzo(k) fluoranthene;

TR ẦN

dibenzo(a,c)anthracene và dibenzo(a,h)anthracene [28].

Phổ UV và phổ huỳnh quang được chọn để định tính PAHs trên sắc ký lỏng (LC). Bởi vì

10 00

việc tách chọn lọc và phát hiện tuyệt vời của sắc ký lỏng pha ngược (RP-LC), kỹ thuật này đã được Cơ quan Bảo vệ Môi trường của Mỹ (EPA) chọn làm phương pháp để xác

định PAHs.

-L

ÁN

đầu dò UV.

Í-

Cực tiểu phát hiện dao động từ 10-100pg đối với đầu dò huỳnh quang và 50-100ng với

Các đầu dò phát hiện phức tạp hơn như thiết bị phát quang hoá học, phát quang ion hoá có

ÀN

thể phát hiện 10-20pg, tuy nhiên thông thường sử được sử dụng HPLC cũng có thể ghép

IỄ N

với khối phổ cho những thông tin chi tiết về cấu trúc phân tử.

2.2.Phương pháp sắc kí lỏng hiệu năng cao ( HPLC ) 2.2.1.Nguyên lý chung Dựa vào ái lực khác nhau giữa các chất cần tách và xác định với pha tĩnh và pha động mà 28

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

chúng được tách ra nhờ sự thay đổi độ phân cực của dung môi pha động cùng với cột tách

thích hợp. Định lượng các cấu tử được tách nhờ vào phương pháp đường chuẩn.

2.2.2.Ưu và nhược điểm của phương pháp

Ưu điểm

U Y

+ Có khả năng tách và định lượng đồng thời các chất có độ phân cực gần nhau. Vì vậy tách được cả đồng phân lẫn đồng đẳng của các hợp chất PAHs.

ẠO

+ Các detector trong HPLC có độ nhạy cao, đặc biệt detector huỳnh quang, có thể phát hiện các chất có hàm lượng vết ở nồng độ phần tỷ.

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

+ Là phương pháp hữu hiệu để định lượng các chất có nhiệt phân huỷ thấp và các hợp chất có nhiệt độ bay hơi cao.

H Ư

Nhược điểm

TR ẦN

+ Thực hiện các phép phân tích đòi hỏi nhiều thời gian do phải co thời gian rửa cột sau mỗi lần chạy mẫu.

+ Cần có cán bộ trình bộ chuyên môn cao và nhiều kinh nghiệm.

10 00

+ Thiết bị đắt tiền, cần được vận hành và bảo trì tốt.

2.2.3.Các bước phân tích PAHs

Chất màng lọc và hấp phụ rắn

ÁN

-L

Í-

Chuẩn bị mẫu

Làm sạch mẫu

Sắc ký cột

Cô đặc phần chiết

Chuẩn bị cột

IỄ N

ÀN

Phân tích mẫu

Chiết phần ngưng

Tính toán

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Buồng tiêm ( Injecctor)

Đầu dò phát hiện Detector)

Tiền cột + cột

ẠO

U Y

Bơm

Pha động

Sơ đồ khối của hệ thống HPLC

Bộ vi xử lý

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

Mẫu

10 00

n-hexan: loại dùng cho HPLC

TR ẦN

Axetonitril: loại dùng cho HPLC

Hoá chất :

H Ư

2.2.3.1.Hoá chất và máy móc thiết bị

Pentan: loại dùng cho HPLC

Metanol: loại dùng cho HPLC

-L

Í-

Dietyl ete: cấp độ thuốc thử, bảo quản bằng etanol 2 % loại dùng cho HPLC

ÁN

Natri sunfat: khan, cấp độ thuốc thử, sấy khô ở nhiệt độ 300 oC trong ít nhất 4 h

Dung dịch thu hồi tiêu chuẩn dùng cho HPLC: 2-metylchrysen hoặc 6-metylchrysen,

ÀN

độ tinh khiết ít nhất 98 %.

IỄ N

. Khí nén: heli có độ tinh khiết cao để loại khí ở pha di động và nitơ có độ tinh khiết

cao để cô đặc mẫu Lá nhôm Bông thủy tinh Thiết bị : 30

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bộ chiết Soxhlet: dung tích 100 ml đến 200 ml và có bộ ngưng phù hợp

Màng lọc sợi thủy tinh: làm sạch sơ bộ ở 200 oC ít nhất trong 3 h hoặc mức mẫu trắng

có thể chấp nhận được

Bình đáy tròn: dung tích 100 ml và 250 ml hoặc 500 ml tùy thuộc dung tích của bộ

U Y

chiết Soxhlet

Hệ thống làm bay hơi: môtơ có khả năng tạo ra áp suất chân không lớn nhất 0,1 MPa

ẠO

(1,0 bar) và có bình nước có thể đun nóng tới 50 oC

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

ml, có nút thủy tinh nhám, và một cột Snyder 3-bóng

Bộ ngưng Kuderna Danish: dung tích 500 ml, bao gồm cả ống ngưng có chia vạch 10

H Ư

Bộ ngưng bay hơi nitơ: thiết bị thổi ngược nitơ có bộ điều chỉnh vận tốc dòng và bể

TR ẦN

điều nhiệt bằng nước, ống bay hơi có thể tích 1 ml đến 10 ml

10 00

Cột sắc ký: bằng thủy tinh

Phễu chiết: dung tích 100 ml và 250 ml

Bình nón: dung tích 10 ml

Bộ chiết lót: chiết sơ bộ với etanol

-L

dưới - 15 oC

Í-

Tủ lạnh sâu: có khả năng làm lạnh dưới 4 oC hoặc đóng băng, có khả năng làm lạnh

ÁN

Hạt chống sôi bùng: phần chiết có dung môi

Lò: có khả năng duy trì nhiệt độ 500 oC

IỄ N

ÀN

Hệ thống sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC): gồm bơm dòng ổn định được điều chỉnh

bằng bộ kiểm soát gradien, một bơm mẫu có khả năng bơm thể tích mẫu tới 20 µl, bộ

phận điều chỉnh nhiệt độ cột trong khoảng từ 29 oC đến 40 oC ± 1 oC, detector huỳnh quang có bộ kích thích điều chỉnh bằng chương trình và bước sóng phát và detector UV điều chỉnh đến bước sóng 229 nm, và các thiết bị phụ trợ kể cả cột, bộ ghi và các khí 31

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Cột tách HPLC: làm bằng thủy tinh hoặc thép không gỉ [dài 20 mm đến 250 mm và đường kính trong (ID) từ 3 mm đến 5 mm, cỡ lỗ < 1 µm, thủy tinh frit 0,5 µm) hoặc

cột phù hợp khác

U Y

Hệ thống loại khí cho HPLC: khí heli

Hệ thống lọc: kể cả màng lọc có cỡ lỗ 45 µm để lọc pha động

Xyranh: 10 µl, 25 µl, 50 µl, 100 µl, 250 µl, 500 µl và 1000 µl để chuẩn bị dung dịch

2.2.3.2.Bố trí thí nghiệm

H Ư

• Chuẩn bị mẫu:

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

ẠO

hiệu chuẩn, dung dịch chuẩn và dung dịch thêm chuẩn

TR ẦN

Điều kiện bảo quản mẫu

Do khả năng phản ứng của PAH với ánh sáng và các thành phần có trong không khí, tất cả các bộ phận lấy mẫu chứa PAH phải được bảo quản trong bình chứa kín, tránh

10 00

ánh sáng, nhiệt độ trong khoảng từ 0 oC đến 4 oC hoặc dưới -15 oC cho đến khi có yêu cầu về chuẩn bị mẫu phòng thí nghiệm. Nếu mẫu được bảo quản ở nhiệt độ từ 0 oC

đến 4 oC thì mẫu cần phải được chiết trong khoảng một tuần sau khi lấy mẫu. Nếu

mẫu được bảo quản tại nhiệt độ -15 oC hoặc thấp hơn, mẫu cần được chiết trong

-L

Í-

khoảng một tháng. Mọi chất ngưng tụ cần phải được axit hóa bằng axit clohydric về

ÁN

pH ≈ 2, và có thể bảo quản được tới 14 ngày

Chất màng lọc và lớp hấp thụ rắn

ÀN

Chuyển màng lọc và lớp chất hấp phụ rắn ra khỏi bình chứa và đặt vào trong ống

IỄ N

Soxhlet chiết sơ bộ. Ngay trước khi chiết thêm 500 µl dung dịch chuẩn thu hồi, 2hoặc 6-metylcrysentrong axeton (nồng độ khối lượng ≈ 1 µg/ml), vào lớp chất hấp phụ

hoặc màng lọc để xác định độ thu hồi của quy trình chiết. Nếu yêu cầu phân tích riêng rẽ chất hấp phụ và màng lọc, cả hai đều phải thêm chuẩn.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Tiến hành chiết bằng dietyl ete 10 % trong n-hexan trong khoảng 20 h, với tỉ lệ dòng ngược là 4 vòng trên giờ. Thêm dung dịch chuẩn thu hồi vào tất cả mẫu liên quan, kể

cả mẫu hiện trường và mẫu trắng

Chiết phần ngưng

U Y

Chuyển chất ngưng tụ vào phễu tách. Xúc rửa qua bình chứa dung dịch hấp thụ hoặc

bình ngưng bằng n-hexan và chuyển n-hexan vào phễu tách. Lắc trong ít nhất 5 min. Để lắng và sau đó tách n-hexan ra khỏi chất ngưng. Tiến hành chiết bổ sung chất

ẠO

ngưng tụ trong cùng điều kiện và gộp với phần n-hexan. Làm khô phần kết hợp n-

hexan qua natri sunfat . Thể tích của n-hexan để dùng trong mỗi lần chiết cần phải ít

N H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

nhất bằng 20 % thể tích của chất ngưng tụ.

TR ẦN

Cô đặc phần chiết

Gộp phần chiết của chất ngưng tụ đã làm khô n-hexan với phần chiết của màng lọc và lớp chất hấp thụ rắn. Lọc phần chiết tổng hợp qua màng lọc sợi thủy tinh đã làm sạch

10 00

sơ bộ và chuyển vào thiết bị làm bay hơi. Cô đặc phần chiết tới thể tích khoảng 2 ml. Chuyển định lượng phần chiết với n-hexan vào bình nón hiệu chuẩn 10 ml. Thêm 1 ml

axetonitril vào ống. Sau đó đặt ống vào bể điều nhiệt nước ở 25 oC và cô đặc phần

chiết trong điều kiện dòng nitơ nhẹ cho đến khi hexan (lớp trên) và phần nhỏ

-L

axetonitril.

Í-

axetonitril bay hơi. Điều chỉnh thể tích của phần chiết mẫu đã cô đặc tới 1,0 ml bằng

ÁN

Trộn đều mẫu và chuyển vào lọ màu nâu đóng kín bảo quản ít nhất ở 4 oC, tránh ánh

sáng cho đến khi phân tích. Phần chiết đã cô đặc cần được phân tích trong vòng 30

IỄ N

ÀN

ngày.

Có thể sử dụng thiết bị làm bay hơi ở áp suất chân không khoảng 0,1 MPa và bể điều nhiệt ở nhiệt độ không vượt quá 45 oC. Nếu được người sử dụng thẩm định, các hệ thống làm bay hơi khác có thể cũng được sử dụng để cô đặc phần chiết. Nếu phần

chiết được cô đến khô kiệt, có thể làm thất thoát đáng kể PAH, do vậy mẫu cần phải đổ bỏ nếu xảy ra hiện tượng này. 33

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Các hệ thống làm bay hơi khác để cô đặc phần chiết có thể được dùng nếu được người

CHÚ THÍCH 1: Có thể không cần cô đặc phần chiết mẫu đến thể tích 1 ml, tùy thuộc

sử dụng thẩm định.

vào giới hạn phát hiện, độ nhạy của detector và thể tích khí ống khói được lấy mẫu.

U Y

CHÚ THÍCH 2: Bước làm bay hơi cuối cùng có sử dụng nitơ là quan trọng nhất trong

chuẩn bị mẫu. Lượng PAH dễ bay hơi bị thất thoát do bước cô đặc phần chiết mẫu cuối cùng có thể dẫn đến thất thoát từ 10 % đối với PAH có 2 vòng đến 4 vòng nếu n-

ẠO

hexan là dung môi chiết. Nếu icrogr được dùng làm dung môi chiết, lượng thất thoát

có thể được dự kiến từ 10 % đến 40 % đối với PAH có 2 vòng đến 4 vòng.

N H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

• Chuẩn bị cột:

TR ẦN

Chiết silicagel, loại 60, trong bộ chiết Soxhlet với diclorometan trong 6 h (tốc độ nhỏ nhất, 3 vòng/h) và sau đó hoạt hóa bằng đun trong bình chứa bằng thủy tinh có bọc

giấy bạc trong 16 h ở 450 oC.

10 00

Gói một phần nhỏ sợi thủy tinh vào đáy của cột sắc ký thủy tinh dung tích 15 ml đến 25 ml (ví dụ dài 160 mm x 11,5 mm ID). Trộn 10 g silicagel hoạt tính với pentan

thành dạng sệt và rót vào cột. Mở khóa cột từ từ do bùn sệt được lắng để đảm bảo bùn

Í-

sệt được nhồi chặt. Cuối cùng, thêm 1 g natri sunfat vào phía trên của silicagel.

-L

• Sắc ký cột:

ÁN

Trước khi sử dụng, rửa giải sơ bộ cột bằng 40 ml pentan và đổ bỏ dung dịch rửa giải.

Trong khi pentan vẫn còn phủ lên đỉnh cột, chuyển định lượng 1 ml phần chiết mẫu

ÀN

trong n-hexan vào cột, và rửa thêm bằng 2 ml n-hexan để hoàn tất quá trình chuyển.

IỄ N

Rửa giải qua cột. Ngay trước khi lớp natri sunfat tiếp xúc với không khí, thêm 25 ml pentan và dung dịch rửa giải liên tục. Dung dịch rửa giải pentan có thể đổ bỏ. Cuối cùng, rửa giải cột bằng 25 ml diclorometan trong pentan (tỉ lệ thể tích 4:6) ở tốc độ 2 ml/min và thu lấy dung dịch trong bình đáy tròn dung tích 100 mlCô đặc thêm phần chiết tới thể tích từ 2 ml đến 5 ml. Chuyển định lượng phần chiết vào bình nón 34

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

10 ml (6.1.3.9). Đưa bình này vào bể điều nhiệt ở 25 oC và cô đặc phần chiết tới gần khô kiệt trong điều kiện có dòng khí nitơ thổi nhẹ. Sau đó thay đổi dung môi phần

chiết mẫu bằng axetonitril và điều chỉnh thể tích tới 1,0 ml.Cột làm sạch có sẵn ngoài

thị trường và có thể sử dụng nếu đã được thẩm định.

U Y

CHÚ THÍCH : Phần pentan có chứa hydrocacbon aliphatic. Nếu cần, có thể phân tích

phần này cho các hydrocacbon aliphatic riêng.

ẠO

• Làm sạch mẫu:

Quy trình làm sạch có thể không cần thiết đối với nền mẫu tương đối sạch. Các nền

mẫu phức hợp yêu cầu giai đoạn làm tinh khiết, để loại trừ các cản trở do các hợp chất

N H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

phân cực và không phân cực.

TR ẦN

Nếu sử dụng diclorometan để chiết mẫu, cần phải thay dung môi n-hexan trước quy trình làm sạch.

• Phân tích mẫu:

10 00

Thiết bị

Phân tích HPLC được tiến hành trên hệ thống gồm bơm dòng không đổi điều chỉnh

bằng bộ kiểm soát gradient,bơm mẫu, lò nung cột, detector huỳnh quanh có bộ kích

Í-

thích điều khiển bằng chương trình và bước icr phát ra, detector UV có thể điều chỉnh

-L

bước icr đến 229 nm.

ÁN

Thông số điển hình của thiết bị là:

ÀN

Cột: bằng thủy tinh hoặc thép không gỉ, dài 200 mm, ID 4,6 mm;

IỄ N

Pha tĩnh: silica dẫn xuất có chuỗi alkyl C18, cỡ hạt 5 µm;

Pha động: dung môi A axetonitril/nước (50 % thể tích)dung môi B axetonitril/ nước (100 % phần thể tích)gradient tuyến tính, theo thời gian, thay đổi từ 100 % dung môi A sang 100 % dung môi B. Tốc độ dòng 0,8 ml/min; 35

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Thể tích bơm mẫu: 20 µl;

Nhiệt độ cột: (29 ± 1) oC.

Detector huỳnh quang có bước song điều khiển bằng chương trình có thể sử dụng để

U Y

chọn lọc hơn trong nền mẫu phức tạp. Bộ kích thích và bộ phát bước icr kết hợp có thể

được làm tối ưu cho từng thành phần. Ví dụ được nêu trong Phụ lục A. Xác định

acenaptylen bằng UV (ở 229 nm) vì thành phần này không được phát hiện trong

ẠO

huỳnh quang.

Chiều dài cột tối thiểu 20 cm là đủ cho việc phân tách pic. Để đạt được kết quả phù

hợp, không nên dùng thể tích bơm mẫu 100 µl hoặc lớn hơn, chiều dài cột nhỏ hơn 15

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

cm hoặc nhỏ hơn và gradient 25 min hoặc nhỏ hơn. Thời gian chênh lệch đặc trưng là

TR ẦN

khoảng từ 40 min đến 60 min.

CHÚ THÍCH 1: Lựa chọn pha động, thể tích bơm và tốc độ dòng phụ thuộc vào quy

định của nhà sản xuất cột.

10 00

CHÚ THÍCH 2: Detector điôt làm tăng độ chọn lọc bằng cách sử dụng toàn bộ phổ

Hiệu chuẩn thiết bị

UV của một thành phần để xác định các thành phần hỏng.

Í-

Chuẩn bị dung dịch hiệu chuẩn cho từng PAHs tại ít nhất năm mức nồng độ bằng cách

-L

thêm thể tích phù hợp dung dịch gốc vào bình định mức. Nồng độ thấp nhất phải đạt

ÁN

mức gần với giới hạn định lượng. Dung dịch chuẩn được bơm và phân tích trực tiếp, chiều cao pic của chất phân tích

IỄ N

ÀN

được vẽ tương ứng với nồng độ của từng hợp chất.

Xác định khoảng tuyến tính cho từng hợp chất bằng cách sử dụng hồi quy tuyến tính, với chiều cao pic theo hàm nồng độ, và xác định đường thẳng tuyến tính phù hợp nhất. Xác định giá trị dư của các giá trị đo được dựa vào đường thẳng phù hợp. Nếu mỗi giá trị dư nhỏ hơn 5 % giá trị phù hợp, thiết bị là tuyến tính trên toàn khoảng nồng độ đã sử dụng. Nếu bất kỳ một giá trị dư nào lớn hơn 5 %, khoảng nồng độ cần phải được 36

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

giảm bằng cách loại trừ các giá trị đo được có nồng độ cao nhất và làm lại lần nữa, qua

Nếu độ tuyến tính của hệ thống được thiết lập trên khoảng nồng độ quan tâm, có thể

tuyến tính hồi quy, tính toán và kiểm tra đường chuẩn.

U Y

phần của thiết bị được thay thế, cần tiến hành kiểm tra lại độ tuyến tính.

sử dụng hiệu chuẩn một điểm cho định lượng hàng ngày. Trong trường hợp có một

CHÚ THÍCH: Với kỹ thuật sắc ký, thường sử dụng diện tích pic; tuy nhiên khả năng phân giải của cột HPLC và tính phức tạp của sắc phổ kết quả do mẫu tạo ra, chiều cao

ẠO

pic được dùng để tính toán.

G N

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

Tiến hành phân tích

H Ư

Nếu phần chiết mẫu được bảo quản trong đá, để chúng ấm đến nhiệt độ phòng trước

TR ẦN

khi phân tích. Khi hệ thống HPLC được thiết lập, bơm 20 µl mỗi phần chiết mẫu. Xác định thời gian lưu của từng pic và nhận dạng chúng so với sắc phổ của dung dịch hiệu

chuẩn tiêu chuẩn.

10 00

Thời gian lưu của chất phân tích trong mẫu và dung dịch hiệu chuẩn tiêu chuẩn tương ứng không được chênh lệch quá 0,2 min. Trong trường hợp chênh lệch thời gian này

lớn hơn so với dung dịch tiêu chuẩn hiệu chuẩn, cần thực hiện nhận dạng thêm bằng

Í-

sử dụng detector điôt hoặc bằng GC-MS.

-L

Đo chiều cao pic của từng pic, dùng đường nền đã hiệu chính. Về nguyên tắc, mỗi

ÁN

mẫu phân tích không pha loãng. Nếu thành phần nằm ngoài khoảng tuyến tính của

detector, pha loãng mẫu và phân tích lại.

ÀN

Trong quá trình phân tích PAH của HPLC, sử dụng cả detector UV và huỳnh quang.

IỄ N

Acenaptylen được phân tích bằng detector UV. Các PAH khác được phân tích bằng detector huỳnh quang. Có thể xảy ra sự nhiễm bẩn nếu mẫu chứa nồng độ PAH thấp và mẫu được phân tích

ngay sau khi mẫu có chứa nồng độ PAH cao. Bơm dung môi vào thời điểm giữa các mẫu để kiểm định xem liệu có sự nhiễm bẩn giữa các mẫu hay không. 37

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

• Tính toán

Bắt đầu từ chiều cao pic đo được, dùng số liệu hiệu chuẩn từ dung dịch tiêu chuẩn đã

H U Y

F .ρ .V .d f Fs

phân tích và lượng PAH có trong phần chiết mẫu, tính như sau:

Trong đó:

ẠO

m là khối lượng hợp chất PAHs trong phần chiết mẫu, tính bằng nanogam

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

F là chiều cao của PAHs tương ứng trong phần chiết mẫu

H Ư

ρ là nồng độ khối lượng của PAHs tương ứng trong dung dịch tiêu chuẩn, tính bằng

TR ẦN

nanogam trên mililít

Fs là chiều cao pic của PAHs tương ứng trong dung dịch tiêu chuẩn

10 00

V là thể tích cuối cùng của phần chiết mẫu, tính bằng mililít df là hệ số pha loãng của phần chiết mẫu

Mức PAH được thể hiện theo khối lượng PAHs trên mét khối tiêu chuẩn khí thải khô

và hàm lượng oxy tham chiếu (hoặc cacbon dioxit).

-L

Í-

Lấy thể tích tham chiếu về điều kiện tiêu chuẩn (273,15 K, 1013,25 kPa khí khô), tính

ÁN

nồng độ PAHs trong mẫu khí đã lấy, tính bằng icrogram trên mét khối (khí khô).

IỄ N

ÀN

Nồng độ khối lượng của từng PAHs trong khí thải được tính như sau:

ρi =

ma ,i Vnr

Trong đó:

ρi là nồng độ khối lượng của chất phân tích I trong khí thải, tính bằng icrogram trên mét 38

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

khối

ma,I là khối lượng của chất I trong phần chiết mẫu, tính bằng microgram

Vnr là thể tích của mẫu khí thải trong điều kiện tiêu chuẩn khô và điều kiện tham chiếu,

U Y

tính bằng mét khối

Trong đó:

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

c x , add .Vx , add

×100

ẠO

c x , y .V y

Erec =

Tính hiệu suất thu hồi Erec (%) từ dung dịch chuẩn thu hồi dùng công thức sau:

TR ẦN

Vy là thể tích của phần chiết bơm y

H Ư

Cx,y là nồng độ của dung dịch tiêu chuẩn thu hồi x trong phần chiết bơm

Cx,add là nồng độ dung dịch tiêu chuẩn thu hồi x thêm vào mẫu

• Đảm bảo chất lượng

10 00

Vx,add là thể tích dung dịch tiêu chuẩn thu hồi thêm vào mẫu

Dung dịch tiêu chuẩn hiệu chuẩn phải được chuẩn bị ít nhất là sáu tháng một lần. Độ

Í-

chính xác cần phải xác định bằng cách so sánh dung dịch tiêu chuẩn hiệu chuẩn với

-L

vật liệu chuẩn có sẵn ngoài thị trường. Dung dịch tiêu chuẩn hiệu chuẩn cần phải được

ÁN

phân tích ngay trước khi và cứ sau mười mẫu được bơm vào HPLC.

Hiệu suất thu hồi của 2-metylchrysen hoặc 6-metylchrysen thêm vào mẫu trước khi

ÀN

chiết và phân tích phải được giám sát chặt chẽ để đảm bảo hiệu quả của quy trình tiến

IỄ N

hành và phân tích. Độ thu hồi nằm trong khoảng từ 50 % đến 150 %. Phải loại bỏ kết quả thu được từ mẫu có độ thu hồi nhỏ hơn 50 % hoặc lớn hơn 150 %. Không hiệu chỉnh nồng độ chất phân tích PAHs để tính hiệu suất thu hồi. Khoảng 10 % phần chiết mẫu cần được phân tích lặp HPLC để đảm bảo độ đúng phân

tích có thể chấp nhận được. 39

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Để đảm bảo độ đúng của phân tích được chấp nhận, phải thực hiện phân tích định kỳ với vật liệu chuẩn đã biết Lấy mẫu trắng hiện trường với từng loạt đo và mẫu trắng

loại bỏ, nên sử dụng ít nhất một bộ thuốc thử và nền mẫu trong quá trình phân tích

phòng thí nghiệm cũng phải được tiến hành với từng mẻ mẫu. Để giảm tần suất mẫu bị

U Y

mẫu, sử dụng quy trình đã mô tả ở trên, trước mỗi mẻ được xem là chấp nhận được để

phân tích.

Chấp nhận mức mẫu trắng < 10 ng/mẫu đối với hợp chất riêng. Mức mẫu trắng < 10

ẠO

ng/mẫu có thể không đạt được đối với naphtalen hoặc phenanthren. Tuy nhiên, vì các

chất này thường xuất hiện với nồng độ tương đối cao, mức mẫu trắng < 50 ng/mẫu

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

thường được chấp nhận. Để chấp nhận kết quả, lượng PAHs trong mẫu trắng hiện

H Ư

trường phải nhỏ hơn 10 % lượng hợp chất đo được trong mẫu.

dụng quy trình đã mô tả ở trên.

TR ẦN

Sử dụng ít nhất một bộ thuốc thử và nền mẫu tương tự cho quá trình phân tích mẫu, sử

10 00

Song song với mỗi mẻ phân tích, lấy mẫu trắng lấy từ phần chiết không có mẫu nhưng có chuẩn thu hồi.

CHÚ THÍCH: Sử dụng chuẩn thu hồi ngoại (2-methylchrysen hoặc 6-methylchrysen)

để kiểm tra tính năng của phương pháp và chuẩn bị mẫu. Tuy nhiên, có thể không sử

Í-

dụng độ thu hồi của chuẩn này làm hệ số hiệu chính bởi vì chúng có nền phức tạp hơn

ÁN

-L

PAH có trong mẫu và không phủ được toàn phổ áp suất hơi của 16 PAHs.

• Độ nhạy, độ đúng, độ chính xác của phương pháp Độ nhạy của phương pháp này phụ thuộc vào thể tích mẫu đã lấy. Mẫu có thể tích 6

IỄ N

ÀN

m3 sẽ cho giới hạn phát hiện của phương pháp nhỏ hơn 1 µg/m3. Nồng độ của phần chiết mẫu nhỏ hơn 1 ml tính theo thể tích trước khi phân tích sẽ làm tăng độ nhạy, nhưng tạo ra rủi ro thất thoát chất phân tích, đặc biệt là PAHs có 2 vòng đến 3 vòng.

Độ đúng của phương pháp (chuẩn bị mẫu và phân tích) được xác định dùng NIST SRM 1694 (bụi đô thị, với giá trị đã được chứng nhận cho năm PAHs) và thay đổi từ 40

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

76 % (benzo[a]pyren) và 100 % (indeno[123-cd]pyren). Độ lặp lại thay đổi từ 3 %

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

TR ẦN

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

ẠO

U Y

(fluoranthen) và 9 % (indeno[123-cd]pyren).

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

TR ẦN

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

ẠO

U Y

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Chương 3: Hiện trạng ô nhiễm PAHs trong môi trường không khí

PAHs tồn tại rất phổ biến trong môi trường không khí do quá trình đốt cháy

3.1.Nguyên nhân gây ra ô nhiễm PAHs trong không khí

không hoàn toàn các hợp chất hữu cơ như khói xe, cháy rừng hay đốt than…Trong

U Y

không khí PAHs tồn tại ở hai dạng: hấp phụ trên các hạt bụi lơ lửng và ở dạng khí. Sự

TP ẠO

+ Nhiệt độ không khí.

+ Áp suất hơi của PAHs

+ Nồng độ bụi

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

phân bố PAHs giữa 2 pha này phụ thuộc vào nhiều yếu tố như:

H Ư

+ Yếu tố khác: kích thước, diện tích bề mặt, bản chất của hạt bụi…

TR ẦN

Đường cong biểu thể hiện sự phân bố PAHs giữa pha hơi và bụi được trình bày trên Hình 1.2. Ở đây trục hoành chỉ nhiệt độ còn trục tung bên trái chỉ phần trăm PAHs

trên pha bụi còn trục tung bên phải chỉ phần trăm PAHs trên pha hơi. Như vậy ở điều

10 00

kiện thường khi nhiệt độ không khí khoảng 25oC thì lượng PAHs trên pha bụi có thể

chiếm đến 90%. PAHs có phân tử lượng thấp dễ bay hơi hơn, chủ yếu tồn tại ở pha

khí, các PAH có phân tử lượng lớn hơn, kém bay hơi hơn lại chủ yếu tồn tại trên pha

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

bụi [7].

Hình 3.1. Sự phân bố PAHs giữa hai pha theo nhiệt độ Nồng độ của từng PAHs đơn lẻ biến đổi khác nhau nhưng thông thường nằm trong dải 43

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

từ 0,1 – 100 ng/m3 [1]. Nồng độ PAH strong không khí tại một khu vực phụ thuộc vào các điều kiện môi trường khí như nhiệt độ, lượng mưa, lượng tuyết rơi, ánh sáng… Nồng

độ PAHs ở những vùng xa xôi hẻo lánh thường thấp hơn so với những vùng đô thị. Tại

các vùng đô thị nồng độ thường rất cao, đặc biệt là ở các khu vực gần với nguồn giao

U Y

thông và các khu công nghiệp. Nồng độ PAHs trong không khí trong mùa đông thường

cao hơn các mùa khác do [6]:

+ Tăng mức phát thải PAHs từ việc đốt nhiên liệu để sưởi ấm trong hộ gia đình.

ẠO

+ Tăng phát thải từ nguồn giao thông.

+ Do điều kiện khí tượng trong mùa đông làm giảm khả năng phân tán chất ô

G N

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

nhiễm.

H Ư

+ Sự phân hủy PAHs do phản ứng quang hóa trong mùa đông giảm.

TR ẦN

3.2. Hiện trạng ô nhiễm của PAHs trong không khí

10 00

Bảng 3.1. Nồng độ của benzo(a)pyrene ở một số địa điểm trên thế giới [21],[24],[5]

Nồng độ benzo(a)pyrene

Địa điểm

2 – 5 ng/m3

Vùng ô nhiễm nặng

5 – 12 ng/m3

Vùng gần nguồn giao thông, khu

4 – 69 ng/m3

Vùng ô nhiễm thông thường

Í-

(ng/m3)

ÀN

ÁN

-L

Đức

IỄ N

Bắc Kinh (Trung Quốc)

công nghiệp

Mùa đông Mùa xuân, hạ

362,15 ng/m3 28,53-77,98 ng/m3

Tại Đức, những vùng bị ô nhiễm ở mức thông thường có nồng độ benzo(a)pyrene trung bình dao động từ 2 – 5 ng/m3. Tại những vùng bị ô nhiễm nặng thì lượng này là 5 – 44

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

12 ng/m3. Những khu vực gần nguồn giao thông, đốt bằng than đá, khu vực công nghiệp, nồng độ benzo(a)pyrene trung bình là 4 – 69 ng/m3 [24]. Có nhiều nghiên cứu gần đây

cho thấy thành phố ở Mexico là một trong số những thành phố có tổng nồng độ PAHs lớn

nhất trên thế giới. Tổng nồng độ PAHs trên pha bụi trong không khí trên lòng đường tại

U Y

Mexico có thể lên đến 50 – 910 ng/m3 [21]. Nghiên cứu tại Bắc Kinh (Trung Quốc) đã

xác định sự biến đổi nồng độ PAHs trên pha bụi theo các mùa trong năm. Theo nghiên

cứu nồng độ PAHs trên pha bụi tại đây nằm trong khoảng 28,53 – 362,15 ng/m3 và biến

ẠO

đổi phụ thuộc nhiều vào điều kiện môi trường không khí. Nồng độ PAHs trong mùa đông

(trung bình là 362,15 ng/m3) cao hơn trong mùa xuân và mùa hè (trung bình lần lượt là

77,98 ng/m3 28,53 ng/m3). Ngoài ra nghiên cứu còn cho thấy nồng độ PAHs trong những

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

ngày có tuyến hoặc mưa rơi giảm đáng kể so với những ngày khác trong cùng một tháng

TR ẦN

[5].Kết quả phân tích 17 PAHs điển hình có trong bụi năm 2003 tại một số điểm ở Hà Nội được trình bày trong bảng 3.2. Bảng 3.2 thể hiện kết quả trung bình tại ba địa điểm, mỗi địa điểm đo 60 mẫu trong thời gian từ tháng 10 năm 2002 đến tháng 1 năm

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

2003.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bảng 3.2. Nồng độ PAHs trên bụi tổng số trong không khí ở Hà Nội [3]

Bách Khoa

Chương

(20o59,50 N

(21o00,02N

Dương

105o47,83E)

105o50,87E)

U Y

(21o02,01 N 105o51,32E)

0,98

0,85

Acenaphthylene

0,04

0,07

0,10

Acenaphthene

0,05

0,11

0,03

Fluorene Phenanthrene

0,07 0,89

0,03 0,60

0,07 10,76

Abthracene

0,34

0,31

1,26

Fluoranthene

2,93

3,54

9,20

Pyrene

3,96

4,24

10,53

25,81 6,18

10,48 6,78

41,78 29,69

67,71

77,07

128,41

Benzo(k)fluoranthene

7,31

7,11

10,38

Benzo(a)pyrene

7,19

4,77

9,59

Dibenzo(a,h)anthracene

19,02

13,73

17,90

Benzo(g,h,i)perylene Indeno(1,2,3-cd)pyrene

11,96 14,44

8,26 6,89

11,83 13,52

168,88

144,93

295,63

TR ẦN

H Ư

ẠO

Naphtalene

10 00

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

họPAHs

thuộc

Thượng Đình

Các chất

ÀN

ÁN

-L

Í-

Benzo(b)fluoranthene

Benzo(a)anthracene Chrysene

0,58

IỄ N

Τổng PAHs

Hàm lượng PAHs(ng/m3) tại các huyện

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

ĐTH – ĐBP

Hàng Xanh

Naphtalene

13,34

2,04

1,91

Acenaphthene

0,31

0,02

0,20

Fluorene

3,19

0,20

Phenanthrene

19,93

1,80

Abthracene

8,36

2,53

Fluoranthene

7,67

Pyrene Benzo(a)anthracene

Phú Lâm

U Y .Q TP

ẠO

G N

0,51

1,77 2,21 17,00

16,01

19,98

7,71

5,59

1,10

1,81

4,27

2,92

2,76

9,59

9,57

6,00

6,04

6,83

5,86

11,66

15,61

10,78

Dibenzo(a,h)anthracene

0,71

0,20

0,36

Benzo(g,h,i)perylene

21,20

31,60

21,55

21,04

21,74

6,61

147,91

124,05

87,04

TR ẦN

H Ư

7,91

10 00

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

Tên PAHs

Bảng 3.3. Nồng độ PAHs tại 3 nút giao thông ở thành phố Hồ Chí Minh (ng/m3 ) [8]

Benzo(b)fluoranthene

Chrysene

-L

Í-

Benzo(k)fluoranthene

IỄ N

ÀN

ÁN

Benzo(a)pyrene

Indeno(1,2,3-cd)pyrene Tổng PAHs

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Thông qua bảng số liệu về nồng độ PAHs có trong bụi ở Hà nội chúng ta có thể thấy nhiễm PAH trong không khí đã ở mức độ cao. Kết quả cho thấy có sự ô nhiễm của nhiều

chất thuộc họ PAHs trong khí quyển. Nồng độ của 17 PAHs tại Thượng Đình, Bách

Khoa,Chương Dương lần lượt là 168,88 ng/m3, 144,93 ng/m3 và 295,63 ng/m3. So sánh

U Y

với nồng độ 17 PAHs trong bụi tại Băng Cốc năm 2003 (21,74 ng/m3) , có thể thấy sự ô

nhiễm PAH tại Hà Nội là lớn hơn đáng kể [3].

Tại các nút giao thông , nồng độ Benzo(g,h,i)perylene và Indeno(1,2,3 -cd)pyrence

ẠO

cao trội hơn các PAHs khác. Nồng độBenzo(a)pyrene và Pyrene cũng khá cao. Nồng

độ Acenaphthene và Dibenzo(a,h)anthracene luôn thấp tại các vị trí lấy mẫu.

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

Theo như số liệu đo được tại 3 điểm ở Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh, nồng độ PAHs

H Ư

ở Hà Nội cao hơn nhiều so với nồng độ PAHs ở thành phố Hồ Chí Minh. Đặc biệt là xã

TR ẦN

Chương Dương ở Hà Nội có nồng độ các chất PAHs cao hơn nhiều, đặc biệt nồng độ Benzo(b)fluoranthene và Benzo(a)anthracene quá cao .Bên cạnh đó nồng độ

10 00

Acenaphthylene , Acenaphthene, Fluorene thấp hơn nhiều. Ở thành phố Hồ Chí Minh nồng độ Indeno(1,2,3-cd)pyrene và Benzo(g,h,i)perylene

cao hơn các PAHs, nồng độ thấp nhất là Acenaphthene .

Í-

Nồng độ các PAHs quá cao sẽ ảnh hưởng lớn tới sức khỏe con người và hệ sinh thái.

-L

3.3.Các biện pháp khắc phục ô nhiễm PAHs trong môi trường không khí

ÁN

Tình hình ô nhiễm PAHs hiện nay rất rõ ràng và cần có các biện pháp xử lí phù hợp.

Trên cơ sở phân tích các nghiên cứu về PAHsvà thực tế quản lý môi trường ở Việt

ÀN

Nam, chúng em cómộtsốđềxuấtgồm:

IỄ N

+ Về mặt kỹ thuật:

- Cần lựa chọn các điểm quan trắc PAHs trong không khí dựa trên các nghiên cứu đã có. Số liệu quan trắc thu được sẽ là cơ sở dữ liệu nhằm đánh giá hiện trạng môi trường, xu thế diễn biến theo thời gian.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

+ Về công tác quản lý:

thải PAH từ đầu nguồn như có đánh giá, nghiêncứu mức độ phát thải các chất hữu cơ ô

- Cần khẩn trương xây dựng các tiêu chuẩn về PAHs trong không khí nơi làm việc, không

nhiễm khó phân hủy của các phương tiện giao thông cũ, không trang bị bộ xử lí khí. Từ

U Y

đó, có căn cứ để ban hành quyết định cấm lưu thông các phương tiện không đạt tiêu

chuẩn, gây ảnh hưởng xấu đến con người và môi trường.

-Cần khẩn trương xây dựng các tiêu chuẩn về PAHs trong không khí nơi làm việc,

ẠO

không khí khu vực xung quanh để có công cụ đánhgiá mức độ ô nhiễm. Có thể so

sánh với tiêu chuẩn về PAHs của các nước khác từ đó xây dựng tiêu

N H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

chuẩnphùhợpvớitìnhhìnhcủaViệtNam.

TR ẦN

-Cần tuyên truyền ,giáo dục người dân về các nguồn và ảnh hưởng của PAHs -Thường xuyên đưa ra những hoạt động mang tính bảo vệ môi trường và kêu gọi sự

hưởng ứng tham gia của cộng đồng

10 00

-Sử dụng phương tiện công cộng giảm bớt khí thải

- Sử dụng nhiên liệu sạch ví dụ như xăng E5 …

-Để phòng tránh sự xâm nhập của PAHs, chúng ta cần hạn chế và kiểm soát sự phát sinh

-L

Í-

của những hợp chất này trong sản xuất và sinh hoạt. Ví dụ như giảm thiểu việc sử dụng

ÁN

những nguồn nguyên, nhiên liệu có thể sản sinh ra PAHs trong giao thông và công

nghiệp, kiểm soát nghiêm ngặt các quá trình đốt để tránh các quá trình cháy không hoàn

ÀN

toàn của một số lò đốt rác thải, hạn chế hút thuốc và ăn các sản phẩm nướng cháy.

IỄ N

- Tổ chức US Environmental Protect Agency (EPA) cũng đưa ra mức nồng độ an toàn của PAH trong quá trình tiếp xúc để không gây ảnh hưởng có hại cho sức khoẻ để chúng ta tham khảo và tuân theo. Ví dụ: Không nên tiếp xúc với một số chất PAHs tại những nồng độ lớn hơn những mức sau: 0,3 mg anthracene /kg cơ thể người, 0,06 mg

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

acenaphthene/kg cơ thể người, 0,04 mg fluoranthene /kg cơ thể người, 0,03 mg pyrene/kg

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

TR ẦN

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

ẠO

U Y

cơ thể người...

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

KẾT LUẬN Qua quá trình nghiên cứu và tìm hiểu ta thấy hàm lượng PAHs trong không khí

hiện nay do giao thông, các ngành công nghiệp và sinh hoạt của người dân thải ra tùy theo

lượng ít hay nhiều ảnh hưởng đến sức khỏe của con người, đồng thời cũng ảnh hưởng lớn

U Y

đến hệ sinh thái. Đặc biệt PAHs có khả năng gây ung thu và gây ra đột biến gen ở người

và các loài động vật nước. PAHs vừa kích thích vừa kiềm chế sự phát triển và phân chia

tế bào của vi khuẩn và thực vật nước, ức chế sinh trưởng nhiều loài động thực vật gây

ẠO

nguy hại đến hệ sinh thái.

Hiện nay phương pháp sắc ký lỏng cao áp là phương pháp được sử dụng phổ biến

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

ở các PTN và ở nước ta.Phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao có khả năng tách được cả

H Ư

đồng phân lẫn đồng đẳng của các hợp chất PAHs, bên cạnh đó có thể phát hiện các chất

TR ẦN

có hàm lượng vết ở nồng độ phần tỷ. Tuy vẫn còn nhiều hạn chế trong quá trình phân tích mẫu nhưng đây là phương pháp hữu hiệu nhất để định lượng các chất có nhiệt phân huỷ

thấp và các hợp chất có nhiệt độ bay hơi cao so với hai phương pháp thường dùng là sắc

10 00

ký mỏng và sắc ký khí ghép khối phổ.

Kết quả nghiên cứu cho thấy không khí ở Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh đều

bị ô nhiễm PAHs, đặc biệt là Benzo(b)fluoranthene ở Hà Nội với nồng độ 128,41

Í-

ng/m3 . Nồng Benzo(b)pyrene ở Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh vượt quá tiêu

-L

chuẩn giới hạn cho phép trong không khí của một số nước trên thế giới là 0,1 – 2

ÁN

ng/m3[29], cao nhất là ở nút giao thông ĐTH – ĐBP với nồng độ Benzo(b)pyrene lên

IỄ N

ÀN

đến 15,61 ng/m3.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

U Y

2. Canadian Environmental Protection Act, Polycyclic Aromantic Hydrocarbons,

1.WHO , Selected Non – Heterocylic Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, Geneva,1998.

Tài liệu tham khảo

Minister of supply and services Canada 1994, catalogue No. En40-215/42E.

3. Nghiêm Trung Dũng , “Nghiên cứu mức độ phát thải và lan truyền của các

ẠO

hyđrocacbon thơm đa vòng (PAH) tại Hà Nội”, luận án tiến sĩ, Trường Đại học Bách

Khoa HàNội, 2005.

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

4. Neff J.M. và ctv,“Polycyclic Aromantic Hydrocarbon” ,Fund.Of qua. Toxic, 1985.

TR ẦN

5. Li-Bin LIU, Yuki HASHI, Min LIU, Yanlin WEI, Jin-Ming LIN , “Determination of Particle-associated Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in Urban Air of Beijing by GC/MS”, Analytical Sciences, Vol 23. No. 6,2007, p.667.

10 00

6. Department of Environmental Protection Perth, Western Australia october, “polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in Australia”, technical report No.2, 1999.

7. Nghiêm Trung Dũng ,“Bài giảng kỹ thuật xử lý ô nhiễm khí”, Viện khoa học và công

Í-

nghệ môi trường, Trường Đại học Bách khoa HàNội, 2006.

-L

8. Phạm Thị Thạch Trúc, “Nghiên cứu phương pháp xác định hydrocacbon thơm đa

ÁN

vòng bằng kĩ thuật sắc ký lỏng cao áp - ứng dụng phân tích mẫu không khí tại thành

phố Hồ Chí Minh” ,Luận văn cao học, Viện Môi trường và Tài nguyên, Đại học Quốc

ÀN

gia thành phố Hồ Chí Minh, 2000.

IỄ N

9. U.S. Department of Health anh Human Services. Public Health. Service. Agency for Toxic Substances and Disease Registry. August 1995. “Toxicological profile

for

Polycyclic aromatic hydrocarbons”. Division of Toxicology/Toxicology Information Branch 1600 Clifton Road NE, E-29 Atlanta, Georgia 30333. 10.Phùng Gia,

“Dung

dịch

PAH

trong

áo

ngực:

Ảnh

hưởng

đến

thai 52

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

nhi”,<http://vietq.vn/dung-dich-pah-trong-ao-nguc-anh-huong-den-thai-nhi-

d20592.html>,2012.[truy cập ngày 17/03/2016]

U Y

11.ĐàoVăn Tường, Động học xúc tác, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, HàNội, 2006.

12. Ngô Thị Nga, Kĩ thuật phản ứng, Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật HN,2002.

13. Lâm Ngọc Thiêm, Trần Hiệp Hải, Nguyễn Thị Thu , Bài tập Hóa lý cơ sở, Nhà xuất

ẠO

bản khoa học và kĩ thuật, Hà Nội, 2002.

14.Hobart H. Willard, Lynne L. Merritt. Jr, John A. Dean, Frank A. Settle, Instrumental

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

methods of analysis, Wadsworth publishing company,1881.

H Ư

15. Phạm Hùng Việt , Cơ sở lý thuyết của phương pháp sắc kí khí, Nhà xuất bản Khoa

TR ẦN

học và Kĩ thuật, 2003.

16. Rosmarie A. Faust Toxicity summary for antraxen, The U.S.Department of Energy

under Contract No.DE-AC05-84OR21400,1991.

10 00

17.Phạm Ngọc Nguyên , Giáo trình kĩ thuật phân tích vật lý, Nhà xuất bản Khoa học và

Kĩ thuật HàNội, 2006.

18.Xiaolan Tang, Baocai Zhang, Yong Li, Yide Xu, Qin Xin, Wenjie Shen,Carbon

-L

Í-

monoxide oxidation over CuO/CeO2 catalysts,Catalysis Today,2004,pp 191- 198.

ÁN

19.RicardoJoseChimentao, “Nanomaterialsincatalysis:studyofmodelreactions”,Universitat

Rovira I Virgili,2007.

ÀN

20. Jerina, R.E. Lehr, H. Yagi, O. Hernandez, P.M.Dansette, P.G. Wisslochi, A.W. Wood,

IỄ N

W. Levin và A.M. Connery, “ Vitro Metabolic Activation in Mutagenesis testing”, Elsevier,Amsterdam, 1976. 21. Sloof W., Janus J.A. và ctv, “Intergrated Criteria Documents PAHs”, National Insitute of Pulic Heath và Environmental Protection, Bilthoven,1989.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

22.Pullman và B. Pullman, “Adv.Cancer Res” , Seances Academy Science,1945.

23.Trung tâm giáo dục và phát triển sắc ký Việt Nam, Sắc ký lỏng cao áp, Bộ giáo dục và

U Y

24.Angelika Heil,“PolycyclicAromatic Hydrocarbons (PAHs) in the Haze

đào tạo,1997.

from Forest Fires in Indonesia 1997”,

ẠO

<http://www.fire.unifreiburg.de/se_asia/projects/pahs.html > , 1998.[truy cập ngày

19/03/2016].

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

25. Osman Cakmak, Leyla Aydogan, Kiymet Berkil, Ilhami Gulcinand Orhan

H Ư

Buyukgungor ,“Highly brominated anthracenes as precursors for the

TR ẦN

convenient synthesis of 2,9,10-trisubstitutedanthracene derivatives”, Beilstein Journal of Organic Chemistry 2008, 4, No. 50,page 2.

10 00

26.Kartz, C.Chan, H.Tosine,và T . Sakuma , Polycyclic Aromatic Hydrocarbons,Ann Arbor Sci. Public, Michigan, 1979.

27. Harrison và R.B.Mallion , Org.Magn.Reson.,1972.

Í-

28.Lee M. L, Bartle K.D, Milos Novotny , “Anylytical chemistry of Polycyclic Aromatic

-L

Compound”, Academic Press, USA,1981.

IỄ N

ÀN

ÁN

29. Ambient air pollution by aromatic hydrocarbons (PAH) – PAH position paper Annexes,July 17th,2001.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

TR ẦN

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

ẠO

U Y

PHỤ LỤC

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

Máy sắc ký khí GC

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

10 00

TR ẦN

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

ẠO

U Y

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

Máy sắc ký lỏng hiệu năng cao ( HPLC )

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

ẠO

U Y

Sơ đồ hệ thống HPLC

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

TR ẦN

H Ư

Kết quả của HPLC

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial