đánh giá ô nhiễm các chất cơ clo mạch ngắn trong nước cấp sinh hoạt tại một số vùng thuộc nội thành hà nội

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
  

NGÔ THỊ MINH TÂN

ĐÁNH GIÁ Ô NHIỄM CÁC CHẤT CƠ CLO MẠCH NGẮN
TRONG NƢỚC CẤP SINH HOẠT TẠI MỘT SỐ VÙNG
THUỘC NỘI THÀNH HÀ NỘI

Chuyên ngành: Hoá môi trƣờng
Mã số: 60.44.41


TÓM TẮT LUẬN VĂN

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS.TS. ĐỖ QUANG HUY



HÀ NỘI – 2012



Khoa Hoá học Trường ĐH KHTN – ĐHQG HN
Ngô Thị Minh Tân – 2011 Luận văn Thạc sỹ khoa học
4
MỤC LỤC

Trang

MỞ
ĐẦU……………………………………………………………………
1
Chƣơng 1. TỔNG
QUAN…………………………………………………….
3
1.1. Giới thiệu về các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi……………………
3
1.2. Giới thiệu về các hợp chất cơ clo mạch ngắn dễ bay hơi……………
4
1.3. Cấu tạo và tính chất của một số chất cơ clo mạch ngắn dễ bay
hơi…
6
1.3.1. Diclometan………………………………………………………
6
1.3.2.
Triclometan……………………………………………………………
8
1.3.3.
Tricloetylen……………………………………………………………
11
1.3.4. Tetracloetylen…………………………………………………………
14
1.4. Sự lƣu chuyển và tác hại của các chất cơ clo mạch ngắn đối với sức
khỏe con
ngƣời………………………………………………………………

15
1.5. Các phƣơng pháp chuẩn bị mẫu………………………………………
16

1.5.1. Giới thiệu chung………………………………………………………
16
1.5.2. Các kĩ thuật chuẩn bị mẫu truyền thống……………………………
17
1.5.3. Một số kỹ thuật chuẩn bị mẫu hiện đại………………………………
21
1.6. Tổng quan về nƣớc cấp sinh hoạt và hệ thống cấp nƣớc……………
24
1.6.1. Nước cấp sinh hoạt……………………………………………………
24
Khoa Hoá học Trường ĐH KHTN – ĐHQG HN
Ngô Thị Minh Tân – 2011 Luận văn Thạc sỹ khoa học
5
1.6.2. Các loại nguồn nước dùng để cấp nước sinh hoạt……………………
25
1.6.3. Hệ thống cấp nước……………………………………………………
26
1.6.4. Quy trình sử lý nước trong hệ thống…………………………………
27
Chƣơng 2. THỰC NGHIỆM………………………………………………
30
Hóa chất, thiết bị và dụng cụ……………………………………
Hóa chất……………………………………………………………
30
Thiết bị và dụng cụ…………………………………………
30
Phƣơng pháp nghiên cứu…………………………………………
31
Phương pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu…………………………….
31

2.3.2. Phương pháp tách chất bằng kỹ thuật không gian hơi……………
32
2.3. Các phƣơng pháp xử lý số liệu………………………………………….
35
2.3.1. Giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng…………………………
35
2.3.1.1. Giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng của thiết bị phân tích
36
2.3.1.2. Giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng của phương pháp……
37
2.3.2. Độ chính xác của phương pháp phân tích…………………………
38
2.3.3. Độ lặp lại và độ thu hồi của phương pháp phân tích………………
39
2.4. Lấy mẫu nghiên cứu………………………………………………
40
Chuẩn bị các dung dịch hỗn hợp chuẩn và mẫu chuẩn………………
45
Dung dịch hỗn hợp chuẩn……………………………………………
45
Mẫu chuẩn để xây dựng đường chuẩn ngoại…………………………
46
Chƣơng 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN…………………………………
47
Xác định điều kiện phân tích các chất nghiên cứu bằng phƣơng pháp sắc
ký khí…………………………………………………………………

47
3.2. Đánh giá phƣơng pháp phân tích……………………………………
50

Khoa Hoá học Trường ĐH KHTN – ĐHQG HN
Ngô Thị Minh Tân – 2011 Luận văn Thạc sỹ khoa học
6
3.2.1. Xây dựng đường chuẩn……………………………………………
50
3.2.2. Giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng…………………………
53
3.2.2.1. Giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng của thiết bị phân tích….
53
3.2.2.2. Giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng của phương pháp…
53
3.2.3. Độ chính xác của phương pháp phân tích……………………………
54
3.2.4. Độ lặp lại và độ thu hồi của phương pháp phân tích………………
55
3.3. Xác định hàm lƣợng các cơ clo mạch ngắn trong các mẫu thực tế…
56
KẾT LUẬN…………………………………………………………………
65
KHUYẾN NGHỊ…………………………………………………………….
66
TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………………………
67
PHỤ LỤC…………………………………………………………………. …
72
PL1. Một số hình ảnh lấy mẫu………………………………………………
73
PL2. Một số hình ảnh phân tích mẫu……………………………………
74
PL3. Một số sắc ký đồ mẫu thực…………………………………………….

75











Khoa Hoá học Trường ĐH KHTN – ĐHQG HN
Ngô Thị Minh Tân – 2011 Luận văn Thạc sỹ khoa học
7
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

AOAC
(Association of Analytical Communities)
Hiệp hội của các cộng đồng phân tích
ECD
(Electron Capture Detector) – Detectơ công kết điện tử
GC
(Gas Chromatography) – Sắc ký khí
GC-ECD
(Gas Chromatography - Electron Capture Detector) – Sắc ký khí
detectơ công kết điện tử
GC-MS
(Gas Chromatography Mass Spectrometry) – Sắc ký khí khối phổ
HS

(Head Space) – Không gian hơi
LOD
(Limit Of Detection) – Giới hạn phát hiện
LOQ
(Limit Of Quantitation) – Giới hạn định lượng
R
(Correl) – Hệ số tương quan
RSD
(Relative Standard Deviation) – Độ lệch chuẩn tương đối
SD
(Standard Deviation) – Độ lệch chuẩn
TB
Trung bình
TCVN
Tiêu chuẩn Việt Nam
USEPA
(US. Environmental Protection Agency) –
Cơ quan bảo vệ môi trường Mỹ
VOC
(Volatile Organic Compounds) – Hợp chất hữu cơ dễ bay hơi
WHO
(World Health Organization) – Tổ chức y tế thế giới


Khoa Hoá học Trường ĐH KHTN – ĐHQG HN
Ngô Thị Minh Tân – 2011 Luận văn Thạc sỹ khoa học
8
DANH MỤC CÁC BẢNG SỐ LIỆU
Trang
Bảng 1.1

Một số tiêu chuẩn qui định về nồng độ các chất cơ clo mạch
ngắn dễ bay hơi trong nước ăn uống

5
Bảng 1.2
Một số quá trình cơ bản trong xử lý nước cấp sinh hoạt
28
Bảng 2.1
Vị trí địa điểm lấy mẫu và ngày tháng lấy mẫu
43
Bảng 2.2
Nồng độ các chất trong mẫu chuẩn
46
Bảng 3.1
Giá trị thời gian lưu của các chất nghiên cứu
48
Bảng 3.2
Sự phụ thuộc độ lớn số đếm diện tích pic vào nồng độ các
chất nghiên cứu
51
Bảng 3.3
Phương trình định lượng và hệ số tương quan
51
Bảng 3.4
Giá trị LOD, LOQ của thiết bị phân tích
53
Bảng 3.5
Giá trị LOD
M
, LOQ

M
của phương pháp phân tích
53
Bảng 3.6
Sai số tương đối và độ lặp lại của phương pháp phân tích tại
các nồng độ khác nhau
54
Bảng 3.7
Độ lặp lại và độ thu hồi của phương pháp phân tích
55
Bảng 3.8
Nồng độ trung bình của CH
2
Cl
2
, CHCl
3
, C
2
HCl
3
và C
2
Cl
4

trong các mẫu nước sinh hoạt thuộc quận Hai Bà Trưng
57
Bảng 3.9
Nồng độ trung bình của CH

2
Cl
2
, CHCl
3
, C
2
HCl
3
và C
2
Cl
4

trong các mẫu nước sinh hoạt thuộc quận Đống Đa
59
Bảng 3.10
Nồng độ trung bình của CH
2
Cl
2
, CHCl
3
, C
2
HCl
3
và C
2
Cl

4

trong các mẫu nước sinh hoạt thuộc quận Cầu Giấy
61
Bảng 3.11
Nồng độ trung bình của CH
2
Cl
2
, CHCl
3
, C
2
HCl
3
và C
2
Cl
4

trong các mẫu nước sinh hoạt thuộc quận Thanh Xuân
63

Khoa Hoá học Trường ĐH KHTN – ĐHQG HN
Ngô Thị Minh Tân – 2011 Luận văn Thạc sỹ khoa học
9
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ
Trang
Hình 1.1
Sơ đồ sự lưu chuyển các chất cơ clo mạch ngắn dễ bay

hơi trong môi trường
5
Hình 1.2
Mô hình kĩ thuật không gian hơi trực tiếp
22
Hình 1.3
Mô hình kĩ thuật vi chiết pha lỏng
23
Hình 1.4
Mô hình cấu tạo của bơm kim vi chiết pha rắn
24
Hình 1.5
Hệ thống cấp nước sinh hoạt
26
Hình 1.6
Hệ thống xử lý nước sinh hoạt.
28
Hình 2.1
Bộ dụng cụ dùng cho kỹ thuật không gian hơi
31
Hình 2.2
Thiết bị lấy mẫu không gian hơi
33
Hình 2.3
Xác định LOD dựa trên sắc ký đồ của thiết bị phân tích
36
Hình 2.4
Bản đồ hệ thống cung cấp nước của Cty TNHH
một thành viên nước sạch Hà Nội
42

Hình 3.1
Sắc kí đồ chất chuẩn diclometan
48
Hình 3.2
Đường chuẩn triclometan
49
Hình 3.3
Sắc kí đồ đường chuẩn tetracloetylen
49
Hình 3.4
Đường chuẩn tricloetylen
50
Hình 3.5
Đường chuẩn định lượng diclometan, triclometan,
tricloetylen, tetracloetylen
52
Hình 3.6
Sắc kí đồ phân tích mẫu nước sinh hoạt lấy ở phường
Trung Hòa quận Cầu Giấy
62
Hình 3.7
Sắc kí đồ phân tích mẫu nước sinh hoạt lấy ở phường
Yên Hòa quận Cầu Giấy
63
Hình PL1.1
Một số hình ảnh lấy mẫu thực tế
73
Khoa Hoá học Trường ĐH KHTN – ĐHQG HN
Ngô Thị Minh Tân – 2011 Luận văn Thạc sỹ khoa học
10

Hình PL1.2
Một số hình ảnh phân tích mẫu
74
Hình PL2
Một số sắc đồ phân tích mẫu thực
75

Khoa Hoá học Trường ĐH KHTN – ĐHQG HN
Ngô Thị Minh Tân – 2011 Luận văn Thạc sỹ khoa học
11
MỞ ĐẦU

Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển của nền công nghiệp
nước ta, tình hình ô nhiễm môi trường cũng gia tăng đến mức báo động. Do đặc
thù của nền công nghiệp mới phát triển, chưa có sự quy hoạch tổng thể và nhiều
nguyên nhân khác nhau như: điều kiện kinh tế của nhiều xí nghiệp còn khó
khăn, hoặc do chi phí xử lý ảnh hưởng đến lợi nhuận nên hầu như chất thải công
nghiệp của nhiều nhà máy chưa được xử lý mà thải thẳng ra môi trường. Mặt
khác nước ta là một nước đông dân, có mật độ dân cư cao, nhưng trình độ nhận
thức của con người về môi trường còn chưa cao, nên lượng chất thải sinh hoạt
cũng bị thải ra môi trường ngày càng nhiều. Điều đó dẫn tới sự ô nhiễm trầm
trọng của môi trường sống, ảnh hưởng đến sự phát triển toàn diện của đất nước,
sức khỏe, đời sống của nhân dân. Trong đó, ô nhiễm nguồn nước là một trong
những thực trạng đáng ngại nhất của sự hủy hoại môi trường tự nhiên. Ngày nay
vấn đề xử lý nước và cung cấp nước sạch đang là một mối quan tâm lớn của
nhiều quốc gia, nhiều tổ chức xã hội và chính bản thân mỗi cộng đồng dân cư.
Và đây cũng là một vấn đề cấp bách cần giải quyết của nước ta trong quá trình
công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước.
Hiện nay, hơn 70% các nhà máy cấp nước ở Việt Nam sử dụng nước mặt
là nguồn nước chính, phục vụ cho nhu cầu cấp nước sinh hoạt và sản xuất. Tuy

nhiên, ở nhiều nơi, nguồn nước mặt lại là nơi tiếp nhận các loại chất thải sinh
hoạt, công nghiệp, nông nghiệp từ các khu đô thị, khu dân cư, nông thôn, các
làng nghề sản xuất, với nhiều loại chất ô nhiễm, kể cả các hợp chất hữu cơ
phức tạp, đa dạng, có những dạng tồn tại khó xử lý, nguy hiểm cho sức khoẻ con
người. Một số nhà máy nước đã có những biện pháp cố gắng giảm thiểu sự tồn
tại của các hợp chất hữu cơ trong nước sau xử lý và đảm bảo độ an toàn cho
nước sinh hoạt, tuy nhiên còn thiếu những cơ sở khoa học chắc chắn, hiệu quả
Khoa Hoá học Trường ĐH KHTN – ĐHQG HN
Ngô Thị Minh Tân – 2011 Luận văn Thạc sỹ khoa học
12
xử lý phần lớn chưa cao, còn nhiều vấn đề khó khăn trong giải pháp bố trí công
trình và trong quản lý vận hành.
Mỗi người mỗi ngày cần khoảng 20 lít nước ngọt để ăn, uống. Ngoài ra
cần từ 50 đến 150 lít nước sinh hoạt. Dân số ngày một tăng, nông nghiệp ngày
một phát triển vì thế tài nguyên nước ngày càng khan hiếm và ngày càng bị ô
nhiễm nặng nề hơn. Hậu quả đối với sức khỏe con người là gây hại đến hệ thống
tiêu hóa, bệnh đường ruột. Theo số liệu của Tổ chức Y tế thế giới (WHO) thì ô
nhiễm nước là một trong các nguyên nhân chính gây tử vong từ yếu tố môi
trường. Xuất phát từ những yêu cầu thực tế cần phải phân tích, kiểm soát các
chất cơ clo mạch ngắn trong nước sinh hoạt, chúng tôi đã lựa chọn và tiến hành
nghiên cứu đề tài:
“Đánh giá ô nhiễm các chất cơ clo mạch ngắn trong nước cấp sinh hoạt
tại một số vùng thuộc nội thành Hà Nội”.
Nội dung thực hiện của đề tài này gồm:
- Khảo sát điều kiện tối ưu để chiết các hợp chất cơ clo dễ bay hơi trong môi
trường nước sinh hoạt với kỹ thuật không gian hơi.
- Khảo sát các điều kiện tối ưu để định tính và định lượng hợp chất cơ clo dễ
bay hơi trên thiết bị sắc kí khí detectơ cộng kết điện tử (GC-ECD).
- Áp dụng qui trình phân tích đã chọn xác định hàm lượng một số chất cơ clo
dễ bay hơi như Diclometan; Triclometan; Tricloetylen và Tetracloetylen

trong nước cấp sinh hoạt thuộc khu vực nội thành Thành phố Hà Nội







Khoa Hoá học Trường ĐH KHTN – ĐHQG HN
Ngô Thị Minh Tân – 2011 Luận văn Thạc sỹ khoa học
13
CHƢƠNG 1.
TỔNG QUAN

1.1. Giới thiệu về các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi [1,3,4,6,16]

Các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOCs, Volatile organic compounds) là
các chất hữu cơ dễ bay hơi ở nhiệt độ không khí bình thường. Có hàng nghìn sản
phẩm khác nhau chứa VOCs được sử dụng trong cuộc sống hàng ngày như: các
sản phẩm công nghiệp, thương mại, đồ dùng gia đình… Sự ô nhiễm VOCs trong
môi trường chủ yếu do hoạt động xả thải các chất thải công nghiệp, sản xuất và
sử dụng sản phẩm có chứa các dung môi như: sơn, hoá chất làm sạch, xăng,
dung môi, mỹ phẩm, chất dính công nghiệp… VOCs thường không hấp phụ vào
đất ở nồng độ thấp và dễ dàng bay hơi vào không khí, và từ nước đi vào đất (khi
nước được sử dụng cho mục đích tưới tiêu).
Các VOCs đôi lúc được phát thải ngẫu nhiên vào môi trường và trở thành
một trong những tác nhân gây ô nhiễm môi trường đất, không khí và nước (nước
ngầm hoặc nước mặt). Các VOCs là một trong những tác nhân chính liên quan
đến sự hình thành của ozon mặt đất. Một số VOCs phản ứng với NO
x

trong
không khí khi có ánh sang mặt trời tạo ra ozon. Ở khí quyển tầng cao, ozon hấp
thụ các tia UV do đó bảo vệ con người, động thực vật khỏi tiếp xúc với bức xạ
mặt trời nguy hiểm. Nhưng ở tầng khí quyển thấp hơn chúng lại gây ra mối đe
doạ tới sức khoẻ con người bằng việc gây ra các vấn đề về hô hấp. Thêm vào đó,
nồng độ cao của ozon ở khí quyển tầng thấp có thể huỷ hoại mùa màng, cây
trồng.
Các VOCs có thể xâm nhập vào cơ thể con người thông qua đường hô
hấp, qua tiếp xúc với da, qua thực phẩm và các nguồn nước uống. Chúng có thể
Khoa Hoá học Trường ĐH KHTN – ĐHQG HN
Ngô Thị Minh Tân – 2011 Luận văn Thạc sỹ khoa học
14
gây ra những ảnh hưởng nghiêm trọng tới sức khoẻ con người như: đau mắt,
viêm họng, đau đầu, gây ung thư, ảnh hưởng đến gan, thận…
Một số VOCs được sử dụng phổ biến cho mục đích công nghiệp và dân
dụng như: axeton, diclometan, clorofom, toluen, benzen, etylbenzen, xylen,
styren, naphtalen… Trong luận văn tập trung vào nghiên cứu các hợp chất cơ
clo mạch ngắn dễ bay hơi (các dẫn xuất clo chứa 1 đến 2 cacbon), đó là:
diclometan, clorofom, tricloetylen và tetracloetylen.

1.2. Giới thiệu về các hợp chất cơ clo mạch ngắn dễ bay hơi
Các chất cơ clo mạch ngắn dễ bay hơi là một nhóm chất thuộc các hợp
chất hữu cơ dễ bay hơi. Do độc tính và tác hại đối với môi trường mà người ta
đặc biệt chú ý đến các hợp chất này. Một số chất cơ clo mạch ngắn dễ bay hơi
thường gặp như: diclometan; clorofom; tricloetylen; tetracloetylen; vinylclo;
cacbon tetraclorit; 1,1- dicloetan; 1,2 – dicloetan; 1,1 – dicloeten; 2,2 –
diclopropan; 1,1,1 – tricloetan; 1,1,2 – tricloetan; 1,2,3 – triclopropan,…
Các chất cơ clo mạch ngắn dễ bay hơi chủ yếu được dung trong công
nghiệp và một số sản phẩm dùng trong gia đình. Do đó, nguồn thải chứa các
chất này chủ yếu từ nước thải sinh hoạt và nước thải công nghiệp như [5]; hoạt

động phân tích hoá học và sử dụng hoá chất trong phòng thí nghiệm; cơ sở giặt
khô là hơi; cơ sở sản xuất và pha sơn; cơ sở sản xuất chất tẩy rửa; cơ sở sản xuất
các chi tiết kim loại, điện tử; khu vực hoạt động thương mại, dịch vụ, y tế, …
Với các chất cơ clo mạch ngắn dễ bay hơi nói riêng và các VOCs nói
chung, hô hấp là con đường chủ yếu để chúng xâm nhập vào cơ thể con người
cũng như động vật, sau đó là sự xâm nhập qua da và qua đường tiêu hoá. Sự lưu
chuyển các chất cơ clo mạch ngắn dễ bay hơi trong môi trường và tác động đến
hệ sinh thái và con người được chỉ ra trong hình 1.
Khoa Hoá học Trường ĐH KHTN – ĐHQG HN
Ngô Thị Minh Tân – 2011 Luận văn Thạc sỹ khoa học
15

Hình 1.1: Sơ đồ sự lƣu chuyển các chất cơ clo mạch ngắn
dễ bay hơi trong môi trƣờng
Một số tiêu chuẩn cho phép các chất cơ clo mạch ngắn dễ bay hơi trong
môi trường nước được nêu trong bảng 1.1 dưới đây.
Bảng 1.1 : Một số tiêu chuẩn quy định về nồng độ các chất cơ clo
mạch ngắn dễ bay hơi trong nƣớc ăn uống


Stt

Tên chất

CTPT
USEPA
(mg/L)
WHO
(mg/L)
TCVN

(mg/L)
1
Diclometan
CH
2
Cl
2

0,005
0,02
0,02
2
Tricloetylen
C
2
HCl
3

0,005
0,03
0,03
3
Tetracloetylen
C
2
Cl
4

0,005
0,01

0,02
4
Triclometan
CHCl
3

0,008
0,06
0,02

Khoa Hoá học Trường ĐH KHTN – ĐHQG HN
Ngô Thị Minh Tân – 2011 Luận văn Thạc sỹ khoa học
16
- USEPA: Tiêu chuẩn về nồng độ các chất cơ clo dễ bay hơi trong nước ăn
uống do cơ quan bảo vệ môi trường của Mỹ ban hành.
- WHO: Tiêu chuẩn về nồng độ các chất cơ clo dễ bay hơi trong nước ăn
uống do Tổ chức y tế thế giới ban hành [16].
- TCVN: Tiêu chuẩn vệ sinh nước ăn, uống do Bộ Y tế Việt Nam ban hành
(QCVN 01 – 2009/BYT) [12].

1.3. Cấu tạo và tính chất của một số chất cơ clo mạch ngắn dễ bay hơi
1.3.1. Diclometan
a. Đặc tính hóa lý [14]
- Tên gọi: Diclometan. Các tên gọi khác: metylen clorua, metylen diclorua,
metylen biclorua.
- Công thức cấu tạo Cl

Cl C H

H

- Công thức phân tử: CH
2
Cl
2

- Khối lượng phân tử: M = 84,93 đvC.
- Nhiệt độ sôi ở 760 mmHg: 40
0
C.
- Nhiệt độ nóng chảy: -95,1
0
C.
- Tỷ trọng ở 20
0
C: d = 1,33 g/cm
3
.
- Hằng số điện môi ở 25
0
C: £ = 8,93.
- Độ nhớt ở 25
0
C : η = 0,413 mPa.s.
- Áp suất hơi ở 50
0
C: P = 145 Kpa.
- Dạng dung dịch: dung môi diclometan là một chất lỏng không màu, dễ
bay hơi, có vị ngọt. Khi tiếp xúc với nhiệt (> 400
0
C) nó bị phân hủy thành

photgen, HCl … [ 6 ]
Khoa Hoá học Trường ĐH KHTN – ĐHQG HN
Ngô Thị Minh Tân – 2011 Luận văn Thạc sỹ khoa học
17
- Độ hòa tan: tan ít trong nước (1,3 g/100g H
2
O ở 25
0
C); tan trong
tetraclorua cacbon; tan hoàn toàn trong etanol, etylete, DMF.
- Độ tinh khiết: 99,9%
b. Ứng dụng
Diclometan (CH
2
Cl
2
) là hợp chất có khả năng bay hơi cao và có thể hoà
tan rất nhiều hợp chât hữu cơ nên nó là một dung môi lí tưởng cho rất nhiều quá
trình hoá học khác nhau. Nó là loại dung môi được sử dụng nhiều trong công
nghiệp sơn, chất tẩy rửa và sản xuất nhựa. Trong công nghiệp thực phẩm,
Diclometan được sử dụng để chiết các chất cafein từ quả cà phê, chiết hương
liệu từ cây hoa bia. Trong nông nghiệp, chúng được sử dụng làm dung môi của
loại thuốc phun bảo quản quả dâu tây và quả xương cá. Ngoài ra, Diclometan
còn được sử dụng làm một tác nhân tạo bọt trong bọt poliuretan. Một hãng bán
hàng lớn “EMA Plastic Weld” của Mỹ gọi Diclometan là một hợp phần của
công nghiệp sản xuất hiện đại. Lượng Diclometan được sản xuất trung bình
hàng năm trên thế giới là 570 000 tấn.
c. Độc tính [24]
Diclometan (CH
2

Cl
2
) được chuyển hóa bởi oxi nguyên tử (tự do) như
sau
HO
MO - HCl
CH
2
Cl
2
Cl CH HC = O HCl + CO (1)
(O)
Cl Cl

Ở một số loài động vật, nó cũng được chuyển hóa bởi cytosolic glutathion
transferase (GTF) tạo ra S - clometylglutathion trung gian có hoạt tính mạnh:

H
GSH +H
2
O
CH
2
Cl
2
GS C Cl GS CH
2
OH (2)

GTF - HCl

H
Khoa Hoá học Trường ĐH KHTN – ĐHQG HN
Ngô Thị Minh Tân – 2011 Luận văn Thạc sỹ khoa học
18
Con đường chuyển hóa sinh học thứ (2) chỉ được tiến hành khi con đường
chuyển hóa thứ nhất (1) đã được bão hòa, và con đường chuyển hóa sinh học thứ
(2) không phải là xảy ra ở tất cả các loài động vật. Người ta nghi ngờ liệu
CH
2
Cl
2
có được chuyển hóa bởi cơ chế này ở người hay không.
Diclometan gây mê ở hàm lượng cao, có nghi ngờ gây ung thư [15], là tác
nhân làm suy yếu hệ thần kinh trung ương, kích thích da và niêm mạc, đặc biệt
khi sự bay hơi bị cản trở. Khi đó, sự tiếp xúc kéo dài có thể gây ra những vết
bỏng hóa chất. Tiếp xúc với diclometan qua đường hô hấp và qua dẫn tới mức
CO.Hb (cacboxy hemoglobin) lớn, thời gian bán hủy sinh học dài hơn so với
mức tiếp xúc trực tiếp với cacbon monoxit (CO) [8]. Ngoài ra, diclometan còn
có thể làm suy giảm chức năng của gan và thận.
Diclometan là chất gây độc cấp thấp. Sự nhiễm diclometan theo đường
nước uống có thể không đáng kể so với các nguồn khác. Một nghiên cứu trên
chuột bạch được cho hít thở diclometan, kết quả cho thấy nó có tính gây ung
thư, còn một nghiên cứu khác thực hiện bằng đường uống thì bằng chứng thu
được chỉ có tính gợi ý. Diclometan được xếp vào nhóm độc 2B, tuy nhiên các
bằng chứng có được cho thấy nó không phải là tác nhân gây ung thư qua cơ chế
nhiễm độc gen [7, 14, 24].
1.3.2. Triclometan
a. Đặc tính hóa lý [14]
Tên gọi: triclometan, tên thương mại là clorofom. Các tên gọi khác như: metan
triclo, metyl triclo.

- Công thức cấu tạo
Cl

Cl C H

Cl
- Công thức phân tử: CHCl
3

Khoa Hoá học Trường ĐH KHTN – ĐHQG HN
Ngô Thị Minh Tân – 2011 Luận văn Thạc sỹ khoa học
19
- Khối lượng phân tử: M = 119,38 đvC.
- Nhiệt độ sôi ở 760 mmHg: 61,1
0
C.
- Nhiệt độ nóng chảy: - 63,6
0
C.
- Tỷ trọng ở 20
0
C : d= 1,48 g/cm
3

- Hằng số điện môi ở 20
0
C : = 4,81
- Độ nhớt ở 50
0
C : η = 0,427 mPa.s.

- Áp suất hơi ở 100
0
C: P = 308 Kpa.
- Dạng dung dịch: dung môi triclometan là một chất lỏng không màu, dễ
bay hơi, không dễ cháy, có mùi đặc trưng. Nó có thể bị oxi hóa bởi các
tác nhân oxi hóa mạnh tạo thành photgen và khí clo [24].
- Độ hòa tan: tan ít trong nước ( độ tan ở 20
0
C là 0,8 g/100 g H
2
O); tan
trong axeton; tan hoàn toàn trong etanol, etylete, ete dầu hỏa, benzen,
tetraclorua cacbon,… [6,8 ].
- Độ tinh khiết: 99,9%
b. Ứng dụng
Triclometan hay clorofom được dùng làm dung môi và thường được dùng
làm nguyên liệu trong các ngành công nghiệp sản xuất thuốc trừ sâu, sản xuất
thuốc và dược phẩm, trong sản xuất các loại hương liệu và mỹ phẩm. Trong y
học nó được sử dụng làm chất gây mê. Trong nông nghiệp, CHCl
3
được sử
dụng làm thuốc bảo quản lương thực, diệt nấm mốc cho các kho chứa nông sản.
Còn trong các phòng thí nghiệm, nó được dùng làm dung môi và bảo quản mẫu
nước [8, 14]
c. Độc tính
Clorofom cũng là một đối tượng cho sự chuyển hóa khử và tạo thành các
gốc hóa học hoặc carben (là hợp chất cacbon thể hiện hai hóa trị với nguyên tử
cacbon, hai điện tử hóa trị được phân bố trong các hóa trị, chẳng hạn: CH
2
)

chịu trách nhiệm đối với độc tính gen [1,16, 24].
CHCl
3
được chuyển hóa oxi hóa như sau:
Khoa Hoá học Trường ĐH KHTN – ĐHQG HN
Ngô Thị Minh Tân – 2011 Luận văn Thạc sỹ khoa học
20
O
MO - HCl
CHCl
3
HO CCl
2
Cl C Cl
(O)
Cl Photgen

Photgen trung gian có hoạt tính mạnh, có thể tác dụng với các thành phần
nuclephili DNA do đó tạo ra các ảnh hưởng độc tính gen. Tuy vậy, chưa có bằng
chứng nào về ảnh hưởng gây ung thư hoặc gây đột biến của photgen [24].
Clorofom là một dẫn xuất thế halogen của metan - trihalometan, là một
trong những sản phẩm phụ của quá trình khử trùng nước bằng clo. Clorofom là
hợp chất bền, có mặt trong nước sông, nước ngầm do ô nhiễm công nghiệp,
nông nghiệp, xuất hiện trong nước máy do phản ứng clo hóa những hợp chất
hữu cơ có trong nước tự nhiên. Clorofom không những được sinh ra trong quá
trình xử lý nước mà còn tiếp tục hình thành trong hệ thống phân phối nước dưới
tác dụng của clo dư [1]. Nồng độ clorofom trong nước uống đôi khi lên đến vài
trăm g/L. Trong môi trường không khí nồng độ của nó thường rất thấp, còn
trong một số loại thực phẩm người ta đã phát hiện được clorofom ở nồng độ từ
1-30 g/kg [15].

Clorofom được hấp thụ qua đường hô hấp và qua da, sau đó có thể tạo
thành nhiều chất chuyển hóa trung gian có hoạt tính với lượng tùy thuộc vào
loài và giới tính. Khi tiếp xúc lâu dài với clorofom ở mức độ >15 mg/kg thể
trọng/ngày có thể gây ra những thay đổi ở thận, gan và tuyến giáp [15].
Clorofom xâm nhập vào cơ thể sẽ nhanh chóng đi vào máu và vận chuyển
tới các tế bào. Quá trình trao đổi chất của clorofom diễn ra trong gan. Clorofom
thải ra khỏi cơ thể qua phổi dưới dạng khí CO
2
và qua thận dưới dạng clorua.
Clorofom làm suy yếu hệ thần kinh trung ương, gây ảnh hưởng xấu tới gan và
thận. Ảnh hưởng độc tức thời của clorofom là mất ý thức, có thể dẫn tới hôn mê
rồi chết. Thận bị nguy hiểm sau 24 - 48 giờ, gan tổn thương sau 2 - 5 ngày
nhiễm độc.
Khoa Hoá học Trường ĐH KHTN – ĐHQG HN
Ngô Thị Minh Tân – 2011 Luận văn Thạc sỹ khoa học
21
LD
50
của clorofom đối với người: 630 mg/kg khối lượng cơ thể.
LD
50
của clorofom đối với chuột: 1120 mg/kg khối lượng cơ thể.
Khả năng gây ung thư: các thí nghiệm đã chứng minh khả năng gây u gan
của clorofom đối với động vật gặm nhấm ở liều cao. Đối với người, đã có nhiều
khảo sát dịch tễ học cho thấy có mối liên hệ giữa nồng độ clorofom trong nước
uống và một số trường hợp tử vong do ung thư bàng quang, gan, ruột. Nếu nồng
độ clorofom trong nước là 0,03 mg/L, mỗi ngày uống 2 lít nước, thì rủi ro mắc
bệnh ung thư là 1/100.000 trong suốt thời gian sống [1].
1.3.3. Tricloetylen
a. Đặc tính hóa lý [6, 14].

Tên gọi: tricloetylen. Các tên gọi khác: tricloeten, tricloran, tricloren,
clorylen, trimar…
- Công thức cấu tạo:
Cl Cl
C C
H Cl
- Công thức phân tử: C
2
HCl
3

- Khối lượng phân tử: M = 131,39 đvC.
- Nhiệt độ sôi ở 760 mmHg: 87,2
0
C.
- Nhiệt độ nóng chảy: -84,7
0
C.
- Tỷ trọng ở 20
0
C: d = 1,46 g/cm
3
.
- Hằng số điện môi ở 28
0
C:  = 3,39.
- Độ nhớt ở 75
0
C: η = 0,376 mPa.s.
- Áp suất hơi ở 75

0
C: P = 69,3 Kpa.
- Dạng dung dịch: dung môi tricloetylen là một chất lỏng không màu, dễ
bay hơi, mùi dễ chịu hơn clorofom. Khi tiếp xúc với bề mặt nóng hoặc
lửa, nó bị phân hủy tạo thành chất độc, trong đó có photgen và HCl. Nó
Khoa Hoá học Trường ĐH KHTN – ĐHQG HN
Ngô Thị Minh Tân – 2011 Luận văn Thạc sỹ khoa học
22
cũng bị phân hủy bởi ánh sáng và khi tiếp xúc với kiềm mạnh tạo ra
cloaxetylen, chất này làm tăng nguy cơ cháy.
- Độ hòa tan: không tan trong nước; tan hoàn toàn trong etanol, etylete,
clorofom.
- Độ tinh khiết: 99,9%
d. Ứng dụng
Tricloetylen là dung môi chủ yếu được dùng để làm sạch khô, khử dầu
mỡ kim loại, làm chất gây mê và dung môi trong y học, được sử dụng nhiều
trong công nghiệp sản xuất ô tô, luyện kim và một số ngành khác [6].
c. Độc tính
Tricloetylen xâm nhiễm chủ yếu vào khí quyển nhưng cũng có thể đi vào
nước bề mặt và nước ngầm do chất thải công nghiệp. Người ta dự đoán rằng
mức độ phơi nhiễm với tricloetylen từ không khí sẽ lớn hơn từ nước uống và
thực phẩm. Trong nước bề mặt, tricloetylen có nồng độ thấp do đặc tính dễ bay
hơi. Trong nước ngầm yếm khí, tricloetylen có thể bị khử thành các hợp chất
độc hơn bao gồm cả vinylclorua [20]. Tricloetylen là chất ô nhiễm thường xuyên
phát hiện thấy trong nước ngầm. Theo số liệu của Tổ chức Bảo vệ Môi trường
của Mỹ (USEPA) cho thấy nồng độ của nó trong nước ngầm là khoàng 1 - 20
g/L [1]
Với tricloetylen hoặc tetracloetylen, sự chuyển hóa oxi hóa hầu như có
thể xảy ra không chiu trách nhiệm đối với các ảnh hưởng độc tính gen. Cơ chế
của quá trình này được chỉ ra dưới đây [24].

Con đường chuyển hoá của tricloetylen như sau [24]





Khoa Hoá học Trường ĐH KHTN – ĐHQG HN
Ngô Thị Minh Tân – 2011 Luận văn Thạc sỹ khoa học
23
Cl Cl GSH Cl SG Cl Xystein

H Cl Sự chuyển vị H Cl H Cl

Thận
Β - lyaza
Khả năng gây ung thư Cl SH
Khả năng gây đột biến gen + NH
4
+
+ CH
3
COCOO
H Cl
(-Lyaza: enzyme xúc tác sự phân cắt không thuỷ phân chất nền của nó với sự
hình thành liên kết kép. Xystein (Cysteine) có CTPT là C
3
H
7
O
2

NS – axit amin
kết tinh, tồn tại như một thành phần của glutathione và xystein [24] ).
Tricloetylen là chất gây độc đặc biệt, bởi vì các sản phẩm chuyển hóa của
tricloetylen trong cơ thể liên kết với protein và axit nucleic gây ảnh hưởng tới hệ
thống thần kinh và gan như: gây rối loạn ở hệ thống thần kinh trung ương, nghi
ngờ gây ung thư gan. Đồng thời cũng thấy có hiện tượng kích thích mắt, họng
nhức đầu, mệt mỏi, lú lẫn tâm thần. Hơi tricloetylen nhanh chóng đi vào hệ tuần
hoàn qua phổi, do đó lan truyền đi khắp cơ thể. Ở mức độ nnào đó, dung môi
này tích tụ trong mỡ và các mô nên các triệu chứng có chiều hướng dai dẳng và
không khỏi được. Người ta nhận thấy rằng, tricloetylen chuyển hóa chậm trong
cơ thể thành dạng epoxide còn độc hơn nhiều so với chất đầu. Tricloetylen còn
có thể gây ra bệnh điếc nghề nghiệp, quan trọng hơn nữa là nó gây ra những rủi
ro nghiêm trọng cho sức khỏe một cách âm ỉ [15].
Trong cơ thể động vật gặm nhấm 50% tricloetylen tích lũy ở buồng trứng,
25% ở mô mỡ. Tricloetylen đào thải khỏi cơ thể theo đường phổi, nước tiểu, mồ
hôi và nước bọt [1]. Tricloetylen là chất gây đột biến đối với hệ vi khuẩn và
động vật gặm nhấm. Nó có thể tạo thành liên kết cộng hóa trị với các đại phân tử
của tế bào, dẫn tới gây ung thư. Nếu nồng độ tricloetylen trong nước là 30 g/L,
Khoa Hoá học Trường ĐH KHTN – ĐHQG HN
Ngô Thị Minh Tân – 2011 Luận văn Thạc sỹ khoa học
24
mỗi ngày uống 2 lít nước thì rủi ro ung thư là 1/100.000 trong suốt thời gian
sống [1].
1.3.4. Tetracloetylen
a. Đặc tính hóa lý [6, 14]
Tên gọi: tetracloetylen. Các tên gọi khác: tetracloeten, percloetylen,
etylentetraclorua, didakene, perclene…
- Công thức cấu tạo
Cl Cl
C C

Cl Cl
- Công thức phân tử: C
2
Cl
4

- Khối lượng phân tử: M = 165,83đvC.
- Nhiệt độ sôi ở 760 mm Hg: 121,3
0
C.
- Nhiệt độ nóng chảy: - 22,3
0
C.
- Tỷ trọng ở 20
0
C: d = 1,62 g/cm
3
.
- Hằng số điện môi ở 30
0
C: ε = 2,27.
- Độ nhớt ở 100
0
C: η = 0,442 mPa.s.
- Áp suất hơi ở 100
0
C : P = 54,2 Kpa.
- Dạng dung dịch: dung môi tetracloetylen là một chất lỏng không màu, rất
linh động, có mùi giống với mùi của clorofom.
- Độ hòa tan: tan hoàn toàn trong etanol, etylen, clorofom, benzen.

- Độ tinh khiết: 99,9%.
b. Ứng dụng:
Tetracloetylen đã và đang được dùng làm dung môi để làm sạch khô và
một phần làm chất khử dầu mỡ, Hiện nay, người ta đã phát hiện ra nó có mặt
trong xăng [6, 8]. Tetracloetylen phân bố rộng rãi trong môi trường và được phát
hiện ở lượng vết trong nước, không khí, thực phẩm đóng gói, mô người và động
Khoa Hoá học Trường ĐH KHTN – ĐHQG HN
Ngô Thị Minh Tân – 2011 Luận văn Thạc sỹ khoa học
25
vật dưới nước. Lượng cao nhất được tìm thấy trong khu công nghiệp sản xuất
chất khử dầu và làm sạch khô.
c, Độc tính:
Tetracloetylen xâm nhập vào nước do các nguồn thải công nghiệp, dân
dụng. Đôi khi sự phát tán tetracloetylen có thể làm nồng độ của nó trong nước
ngầm cao lên. Trong ngầm yếm khí nó có thể bị khử thành các hợp chất độc
hơn, bao gồm cả vinylclorua [16]. Tetracloetylen có mặt trong nước bề mặt ở
nồng độ <1 μg/L, tuy nhiên trong nước ngầm hàm lượng của nó cao hơn,
khoảng 0,2 - 3,1 μg/L [1].
Ở nồng độ cao, tetracloetylen có ảnh hưởng độc cấp và làm suy yếu hệ
thần kinh trung ương. Với nồng độ thấp, nó gây hại cho gan và thận [16]. Trong
cơ thể tetracloetylen hấp thụ ở ruột, hợp chất này bị chuyển hóa qua nhiều giai
đoạn thành tricloaxetic và thải ra ngoài qua nước tiểu. Tetracloetylen gây đột
biến cho một số loại vi khuẩn do khả năng thay thế và thay đổi cấu trúc trong tế
bào, bị nghi ngờ là tác nhân gây ung thư. Nếu nồng độ tetracloetylen

trong nước
là 10 μg/L, mỗi ngày uống 2 lít nước thì rủi ro ung thư là 1/100.000 trong suốt
thời gian sống [1].

1.4. Sự lƣu chuyển và tác hại của các chất cơ clo mạch ngắn đối với sức

khỏe con ngƣời. [14, 24, 32]
Sự có mặt của các chất cơ clo mạch ngắn trong môi trường không khí và
nước không chỉ ảnh hửng trực tiếp hoặc gián tiếp tới sức khỏe con người theo cơ
chế trên mà còn có tác động trực tiếp tới hệ sinh thái trên trái đất. Sự có mặt của
các chất cơ clo như tetraclometan, tricloetan là một trong những nguyên nhân
gây ra sự phá hủy tầng ôzon - một hiểm họa lớn hiện nay của trái đất.
Cách đây khoảng hơn chục năm, một số nhà khoa học người Đức đã bỏ ra
nhiều công sức để nghiên cứu nồng độ các chất cơ clo mạch ngắn, đặc biệt là
tetracloetylen và sự dịch chuyển, sự phân bố của chúng trong quyển đối lưu
Khoa Hoá học Trường ĐH KHTN – ĐHQG HN
Ngô Thị Minh Tân – 2011 Luận văn Thạc sỹ khoa học
26
bằng cách lấy các mẫu trong không khí ở các hòn đảo rất xa các trung tâm công
nghiệp quan trọng. kết quả nghiên cứu của họ đã cho thấy rằng các hợp chất cơ
clo mạch ngắn vượt qua vùng hội tụ nhiệt đới ngăn cách các khối không khí của
Bắc bán cầu với Nam bán cầu, và gây tổn hại cho Nam bán cầu. Theo tính toán
của các nhà khoa học, hàng năm có ít nhất 80% sản lượng của các hợp chất cơ
clo (khoảng hơn 480.800 tấn/năm) tác động đến quyển đối lưu. Do các hợp chất
cơ clo tương đối bền trong không khí (ví dụ: tetracloetylen: 25 ngày ) nên các
chất này dưới tác động của tia tử ngoại sẽ bị phân hủy một phần tạo ra clo, khí
này tấn công trực tiếp vào tầng ozon, một nhân tố làm thủng tầng ozon.
Tại Hà Lan, người ta cũng đã tìm thấy sự có mặt của các hợp chất cơ clo
mạch ngắn trong hơi thở của những người sống cạnh các xưởng giặt khô tại
trung tâm thủ đô Hà Lan, nồng độ của chúng giảm dần khi dịch chuyển xa các
xưởng đó, điều này ảnh hưởng nhiều đến sức khỏe đặc biệt là của người già và
trẻ em.

1.5. Các phƣơng pháp chuẩn bị mẫu
1.5.1. Giới thiệu chung
Chuẩn bị mẫu (tiền xử lý, tách, chiết, tinh chế chất ra khỏi mẫu thô ban

đầu) là một công việc chi phối nhiều thời gian và công sức nhất trong thành
công của phương pháp phân tích [1, 5, 6] Sự lựa chọn kỹ thuật chuẩn bị mẫu
phụ thuộc chính vào dạng mẫu, khả năng bay hơi hoặc nồng độ của các chất cần
xác định. Mẫu phân tích thường tồn tại ở ba dạng chính: mẫu khí, mẫu lỏng và
mẫu rắn.
Kỹ thuật chuẩn bị mẫu được áp dụng rộng rãi trong phân tích mẫu khí là
dùng chất hấp phụ (kỹ thuật định lượng tự động hay gián đoạn) và ngưng tụ
mẫu, trong đó kỹ thuật dùng chất hấp phụ được coi trọng hơn cả. Sau đó các cấu
tử được giải hấp ra khỏi chất hấp phụ nhờ nhiệt hoặc dung môi chiết. Trong các
phương pháp được tổ chức bảo vệ môi trường Mỹ (U.S.EPA) giới thiệu để xử lý
Khoa Hoá học Trường ĐH KHTN – ĐHQG HN
Ngô Thị Minh Tân – 2011 Luận văn Thạc sỹ khoa học
27
mẫu khí đã dùng nhiệt để giải hấp các chất hữu cơ bay hơi ra khỏi cột chứa chất
hấp phụ [15].
Đối với mẫu lỏng, việc chuẩn bị mẫu nhìn chung đỡ phức tạp hơn so với
mẫu khí, bán rắn, mẫu rắn hoặc mẫu sinh học bởi thành phần xác định và tính
đồng nhất của mẫu lỏng tốt hơn. Trong trường hợp mẫu nước, nguyên tắc cơ bản
đẻ lưu mẫu là làm đầy mẫu trong bình chứa (không có không gian hơi) và giữ
mẫu ở khoảng 4
0
C cho đến khi phân tích [5, 6, 23]. Kỹ thuật chuẩn bị mẫu thông
thường trong phân tích mẫu lỏng là làm bay hơi, dùng chất hấp phụ, dùng dung
môi chiết và chiết màng. Nhìn chung, các kỹ thuật chuẩn bị mẫu lỏng được phân
loại thành các nhóm như sau: nhóm kĩ thuật chiết dung môi gồm chiết đơn giọt
(SDE) và vi chiết dung môi (SME) cả hai kỹ thuật này đều dùng với lượng nhỏ
dung môi; kỹ thuật chiết pha rắn gồm kỹ thuật tự động và vi chiết pha rắn
(SPME); kỹ thuật chiết khí gồm không gian hơi (HS), không gian hơi màng
mỏng (TLHS), bẫy lọc và loại trừ (PT), phân tích loại bỏ theo chu trình kín
(CLSA); kỹ thuật chiết màng bao gồm kỹ thuật màng lồng ghép khối phổ

(MIMS) và chiết màng.
1.5.2. Các kỹ thuật chuẩn bị mẫu truyền thống
 Kỹ thuật trực tiếp:
Lấy mẫu trực tiếp là một kỹ thuật đơn giản nhất trong các kỹ thuật chuẩn
bị mẫu đang được sử dụng. Không cần qua các bước xử lý phức tạp, mẫu sau
khi được thu thập về và có thể đưa trực tiếp vào thiết bị để phân tích ngay dưới
dạng lỏng hoặc khí. Ưu điểm của kỹ thuật này là chỉ cần các thao tác xử lý thô
như gạn lọc, thêm tác nhân phản ứng …, do đó không cần các thiết bị phụ trợ
cho quá trình tách, chiết, chưng cất và đăc biệt không sử dụng dung môi độc hại.
Tuy nhiên, vì là kỹ thuật xử lý mẫu trực tiếp nên nó sẽ có những hạn chế nhất
định như khả năng chọn lọc kém, phép phân tích có thể bị sai do ảnh hưởng của
các tạp chất không mong muốn, và giới hạn phát hiện khi sử dụng kỹ thuật này
thường thấp [6, 25, 37].