Nghiên cứu ứng dụng phương pháp phân tích sàng lọc Calux trong đánh giá mức độ ô nhiễm Dioxin trong môi trường tại một số khu vực ô nhiễm nặng ở Việt Nam

1


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
*******



NGUYỄN THỊ MƠ



NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH SÀNG LỌC
CALUX TRONG ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ Ô NHIỄM DIOXIN TRONG
MÔI TRƢỜNG TẠI MỘT SỐ KHU VỰC Ô NHIỄM NẶNG Ở VIỆT
NAM VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP XỬ LÝ Ô NHIỄM TẠI KHU VỰC NÀY





LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC







HÀ NỘI – 2014

2

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
*******


NGUYỄN THỊ MƠ



NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH SÀNG LỌC
CALUX TRONG ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ Ô NHIỄM DIOXIN TRONG
MÔI TRƢỜNG TẠI MỘT SỐ KHU VỰC Ô NHIỄM NẶNG Ở VIỆT
NAM VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP XỬ LÝ Ô NHIỄM TẠI KHU VỰC NÀY

Chuyên ngành: Hóa môi trƣờng
Mã số: 60440120



LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC



NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC
TS. DƢƠNG HỒNG ANH
TS. VŨ ĐỨC NAM

HÀ NỘI – 2014









3

LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, em xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới TS. Dương
Hồng Anh (Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học quốc gia Hà Nội) và TS.
Vũ Đức Nam (Phòng Thí nghiệm Dioxin, Tổng cục Môi trường) người đã giao đề
tài, quan tâm và tận tình giúp đỡ, hướng dẫn em hoàn thành luận văn này.
Em cũng xin được gửi tới các thầy cô giáo trường Đại Học Khoa học tự
nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội, đặc biệt là các thầy cô khoa Hóa học lòng tri ân
sâu sắc vì những kiến thức, kĩ năng trau dồi mà các thầy cô truyền đạt cho em trong
suốt quá trình học tập và nghiên cứu.
Em xin gửi lời cảm ơn tới các anh chị và các bạn đồng nghiệp phòng thí
nghiệm Dioxin, Trung tâm Quan trắc Môi trường, Tổng cục Môi trường đã nhiệt
tình giúp đỡ em trong quá trình thực hiện luận văn này.
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình, bạn bè, những người đã luôn
ở bên động viên, giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu, hoàn
thành tốt nhiệm vụ của mình.
Cuối cùng, em xin cảm ơn Ban quản lý Dự án xây dựng Phòng thí nghiệm

Dioxin (Tổng cục Môi trường), Đề tài KHCN-33.01/11-15(thuộc chương trình
nghiên cứu Khoa học và Kĩ thuật quốc gia KHCN-33/11-15-Nghiên cứu và khắc
phục hậu quả lâu dài của chất độc da cam/Dioxin đối với môi trường và sức khỏe
con người Việt Nam), Dự ánHợp tác khoa học và công nghệ vì sự phát triển bền
vững của Nhật Bản (Science and Technology Research Partnership for Sustainable
Development -SATREPS)đã giúp đỡ em hoàn thành luận văn này.

Hà nội, 24/11/2014
Học viên
Nguyễn Thị Mơ

4

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1. Cấu trúc hóa học của các chất dioxin và các hợp chất tiêu biểu về độ độc 3
Hình 1.2. Sơ đồ tác động sinh học của dioxin………… …………… …….….8
Hình 1.3. Cơ chế hình thành dioxin trong sản xuất chất diệt cỏ……………….9
Hình 1.4. Sơ đồ nguyên tắc của phƣơng pháp CALUX ………………… ….24
Hình 2.1. Các khu vực ô nhiễm tại sân bay Biên Hòa ……………….……… 31
Hình 2.2. Các khu vực ô nhiễm tại sân bay Đà Nẵng……………… ……… 32
Hình 2.3. Phƣơng pháp lấy mẫu đất dƣới bề mặt ………………………… 34
Hình 2.4. Sơ đồ quy trình chiết tách và làm sạch mẫu đất……… ………… 37
Hình 2.5. Quy trình làm sạch mẫu bằng hệ làm sạch bán tự động ………… 38
Hình 2.6. Quy trình thí nghiệm CALUX…………………………………… 39
Hình 3.1. Đƣờng chuẩn phân tích CALUX ……………………………… … 41
Hình 3.2. Đồ thị tƣơng quan ln[TCDD*100] và RLU của tế bào ………… …43
Hình 3.3. Đồ thị so sánh hai phƣơng pháp HRGCMS và CALUX…….…… 46
Hình 3.4. Sơ đồ vị trí lấy mẫu tại khu vực Pacer Ivy, sân bay Biên Hòa …… 48
Hình 3.5. Biểu diễn nồng độ dioxin tại các vị trí lấy mẫu …………………….50

Hình 3.6. Sơ đồ vị trí lấy mẫu tại sân bay Đà Nẵng …………………….… 52
Hình 3.7. Biểu diễn vị trí đất bị nhiễm dioxin vƣợt ngƣỡng cho phép …… 53
Hình 3.8. Phân bố giá trị nồng độ TEQ tại khu vực phía Tây/Pacer Ivy… … 55
Hình 3.9. Biểu đồ biểu diễn nồng độ phân bố theo chiều sâu của mẫu…… ….56
Hình 3.10. Sơ đồ tiến trình xử lý bằng công nghệ giải hấp nhiệt ………… ….62
Hình 3.11. Sơ đồ cơ sở hệ thống IPTD ………………………………… … 63
Hình 3.12. Sơ đồ đơn giản máy nghiền bi …………………….…………… 68
Hình 3.13. Sơ đồ quy trình công nghệ MCD ……………………………….…68


5

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1. Các nhóm đồng loại của PCDD và PCDF ……………………….… 4
Bảng 1.2. Giá trị hệ số độc của các PCDD, PCDF tiêu biểu………………… 5
Bảng 1.3. Số lƣợng chất độc hóa học đƣợc sử dụng tại miền Nam Việt nam….15
Bảng 1.4.Các phƣơng pháp sinh học xác định dioxin………………… ….….20
Bảng 3.1. Nồng độ các dung dịch chuẩn dựng đƣờng chuẩn………… …… 40
Bảng 3.2. Kết quả xây dựng đƣờng chuẩn thực tế ………………….… ….….42
Bảng 3.3. Kết quả phân tích xác định LOD/LOQ của phƣơng pháp CALUX ……… …43
Bảng 3.4. Kết quả phân tích kiểm tra chéo giữa Việt Nam và Nhật Bản … 45
Bảng 3.5. Kết quả phân tích mẫu đất tại khu vực Pacer Ivy, sân bay Biên Hoà 49
Bảng 3.6. Kết quả phân tích mẫu đất theo độ sâu tại khu Pacer Ivy sân bay Biên Hoà 51
Bảng 3.7. Kết quả phân tích mẫu đất tại sân bay Đà nẵng 53
Bảng 3.8. Các điểm nóng ô nhiễm dioxin tại sân bay Đà Nẵng ………58
Bảng 3.9. Sàng lọc công nghệ/phƣơng pháp cho xử lý đất nhiễm dioxin tại Việt Nam 59
Bảng 3.10. Nồng độ PCB và dioxin trong đất trƣớc và sau xử lý bằng ISTD……… 65
Bảng 3.11. Nồng độ PCB và dioxin trong đất trƣớc và sau xử lý bằng ISTD tại Mỹ… 65

6

BẢNG KÍ HIỆU VIẾT TẮT

Kí hiệu
Giải thích
ADN
Axit DeoxyriboNucleic
ARNT
Thể vận chuyển AhR trong nhân
AhR
Aryl hydrocarbon Receptor
CALUX
Chemical-Activated LUciferase gene eXpression
DRE
Yếu tố đáp ứng dioxin (Dioxin Responsive Element)
HRGC
High Resolution Gas Chromatography
HRMS
High Resolution Mass Spectrometry
Hsp90
Protein sock nhiệt 90 kDa
ISTD

Giải hấp nhiệt tại chỗ (In-Situ Thermal Desorption)
IPTD
Giải hấp nhiệt trong mố (In-Pile Thermal Desorption)
MCD
Công nghệ hóa cơ (MechanoChemical Destruction)
OCDD
Octachlorodibenzo-p-dioxin
PCB
Polychlorinated biphenyl
PCDD
Polychlorinated dibenzo-p-dioxin
PCDF
Polychlorinated dibenzofuran
TCDD
Tetrachlorodibenzo-p-dioxin
TEF
Hệ số độc (Toxic Equivalency Factor)
TEQ
Độ độc tƣơng đƣơng (Toxic Equivalency Quantity)







1

MỞ ĐẦU

Dioxin là một nhóm các hợp chất hóa học đƣợc đƣa vào danh sách các chất ô
nhiễm hữu cơ khó phân hủy (Persistant Organic Pollutant-POP)
[39]
. Dioxin đƣợc
sinh ra một cách không chủ định và tồn tại nhƣ là một sản phẩm phụ của các quá
trình hoạt động, sản xuất công nghiệp khi cómặt chấtclo. Do phân tử của các chất
dioxin có cấu trúc gồm hai mạch vòng và có sự góp mặt của clo nên chúng rất ổn
định và do đócó thểtồn tại một cách bền vững trong môi trƣờng. Mặt khác, các phân
tửdioxin đều không phân cực; vì thế, chúng không tan trong nƣớc và các dung dịch
điện ly, nhƣng lại tan trong dung môi hữu cơ và trong mỡ. Đặc trƣng này làm cho
dioxin có một tính chất vô cùng nguy hiểm đối với con ngƣời và động vật là khả
năng tích tụ sinh học.Nếu dioxin đi vào cơ thể, chúng sẽ không bị bài tiết ra ngoài
mà sẽ tích tụ lại trong các mô mỡ và tế bào cơ thể sống gây ra các tác động đến các
quá trình sinh hóa của cơ thể.
[10]
Tại Việt Nam,trong suốt những năm từ năm 1961 đến năm 1971, quân đội
Mỹ đã tiến hành cuộc chiến tranh hóa học lớn nhất trong lịch sử, sử dụng khoảng 80
triệu lít chất độc hóa học trong đó chứa ít nhất 366 kg chất dioxin
[26]
. Những gì để
lại sau cuộc chiến là sự tồn lƣu của dioxin trong môi trƣờng và đặc biệt ở một số
khu vực lƣợng dioxin tồn lƣu trong đất là vô cùng lớn với nồng độ cỡ vài nghìn, vài
chục nghìn hay thậm chí là hàng trăm nghìn pg-TEQ/g mẫu. Các khu vực này đã trở
thành điểm nóng ô nhiễm nặng dioxin tại Việt Nam. Sân bay Biên Hòa, Đà Nẵng và
Phù Cát là những khu vực chịu ảnh hƣởng nặng nề nhất của chất độc hóa
học/dioxin. Đây là những khu vựctrƣớc đây thuộc căn cứ không quân của quân đội
Mỹ và đƣợc sử dụng để tập kết, pha trộn, lƣu trữ và chuẩn bị cho phun rải. Đặc biệt
tại đâyđã từng xảy ra những vụ rò rỉ lớn các chất độc hóa học ra môi trƣờng gây hậu
quả ô nhiễm nghiêm trọng cho đến tận ngày nay.
[9]

Vấn đề đánh giá, khảo sát và xử lý ô nhiễm dioxin đang là chủ đề thu hút sự
quan tâm đặc biệt của các nhà khoa học, chính phủ cũng nhƣ nhân dân Việt Nam
2

cùngcộng đồng thế giới. Các hoạt động quan trắc và các hội thảo báo cáo các vấn đề
liên quan đến dioxin và nghiên cứu, xử lý dioxin đƣợc duy trì thƣờng niên.
Tại Việt Nam hiện nay,Chính phủ đã triển khai nhiều hoạt độngquan trắc,
khảo sát, đánh giá mức độ ô nhiễm và xử lýô nhiễm dioxin tại các khu vực bị ô
nhiễm nặng nhằm giảm thiểu các tác động xấu, mức độ ô nhiễm và phục hồi môi
trƣờng tại đây.Các hoạt động này đều yêu cầu một nguồn chi phí rất lớn từ Chính
phủ và các tổ chức hợp tác Quốc tế. Nhằm mục đích giảm bớt chi phí và hỗ trợ cho
công tác khảo sát và đánh giá ô nhiễm dioxin chúng tôi đã tiến hànhnghiên cứu,
phát triển và ứng dụng phƣơng pháp phân tích sàng lọc bằng công nghệ sinh học
CALUX (Chemically Activated LUciferase eXpression) để xác định nhanh nồng độ
các chất dioxin trong đất tại khu vực điểm nóng và nghiên cứu đề xuất phƣơng án
xử lý ô nhiễm thích hợp cho từng khu vực.
Vì vậy, với đề tài “Nghiên cứu ứng dụng phương pháp phân tích sàng lọc
CALUX trong đánh giá mức độ ô nhiễm dioxin trong môi trường tại một số khu
vực ô nhiễm nặng tại Việt Nam và đề xuất giải pháp xử lý ô nhiễm tại khu vực
này”, tôi hi vọngcác kết quả đạt đƣợc sẽ đóng góp một phần nhỏ vào lĩnh vực
nghiên cứu và xử lý ô nhiễm dioxin tại Việt Nam hiện nay.

3

CHƢƠNG 1 – TỔNG QUAN

1.1. TỔNG QUAN VỀ DIOXIN VÀ CÁC TÁC ĐỘNG CỦA DIOXIN
TỚI SỨC KHOẺ CON NGƢỜI VÀ MÔI TRƢỜNG
1.1.1. Khái niệm về Dioxin
Các tính chất lý – hóa của dioxin
Dioxin đƣợc biết đến nhƣ là tên gọi chung của một nhóm các hợp chất hóa
học có cấu tạo chung gồm các nhóm hydrocacbon mạch vòng liên kết với clotồn tại
bền vững trong môi trƣờng cũng nhƣ trong cơ thể con ngƣời và các sinh vật khác.
Dioxin bao gồm 75 chất đồng loại PCDD (Polyclorodibenzo-p-dioxin) và 135 chất
đồng loại PCDF (Polychlorodibenzofuran).
[17]


Hình 1.1. Cấu trúc hóa học của các chất dioxin và các hợp chất tiêu biểu về độ độc.

Tùy thuộc vào số nhóm thế clo trong phân tử mà ngƣời ta chia các hợp chất
PCDD/PCDF thành 8 nhóm chất nhƣ sau:

4

Bảng 1.1.Các nhóm đồng loại PCDD và PCDF
[17]

Số nguyên tử
Clo

Các đồng loại
Số đồng phân
Kí hiệu
Số đồng phân
Kí hiệu
Monoclo-
Diclo-
Triclo-
Tetraclo-
Pentaclo-
Hexaclo-
Heptaclo-
Octaclo-
2
10
14
22
14
10
2
1
MCDD
DCDD
TrCDD
TCDD
PeCDD
HxCDD
HpCDD
OCDD
4

16
28
38
28
16
4
1
MCDF
DCDF
TrCDF
TCDF
PeCDF
HxCDF
HpCDF
OCDF
Tổng số
75
135

Các chất dioxin là những hợp chất có tính bền vững cao và đƣợc tìm thấy
trong không khí, đất, nƣớc, trầm tích, động vật và thức ăn. Độc tính của chúng rất
khác nhau tùy vào cấu trúc của mỗi phân tử, các phân tử có độ độc cao là các phân
tử chứa nguyên tử clo ở các vị trí thế 2,3,7,8, trong đó bao gồm 7 chất PCDD và 10
chất PCDF.

Khái niệm về hệ số độc (Toxicity Equivalency Factor-TEF) của các chất
dioxin đƣợc Tổ chức Y tế thế giới (WHO) đƣa ra, hệ số độcđƣợc xác định dựa
trêndựa trên những nghiên cứu vềtác dụng của chất dioxin với cơ thể sống và những
biểu hiện xấu do nó gây ra. Chất 2,3,7,8-TCDD là chất đƣợc cho là có độc tính cao
nhất đƣợc biết đến và đƣợc quy ra hệ số độc cao nhất là 1, tính độc của các dioxin

và các hợp chất liên quan khác đƣợc biểu thị dƣới dạng một phân số của độc tính
qui cho TCDD.


5

Bảng 1.2. Giá trị hệ số độc của các PCDD, PCDFtiêu biểu
[40]
Dioxin
TEF
(*)

Furan
TEF
(*)

2,3,7,8-TeCDD
1
2,3,7,8-TeCDF
0.1
1,2,3,7,8-PeCDD
1
1,2,3,7,8-PeCDF
0.03
1,2,3,4,7,8-HxCDD
0.1
2,3,4,7,8-PeCDF
0.3
1,2,3,6,7,8-HxCDD
0.1

2,3,7,8-PeCDF
0.1
1,2,3,7,8,9-HxCDD
0.1
1,2,3,4,7,8-HxCDF
0.1
1,2,3,4,6,7,8-HpCDD
0.01
1,2,3,6,7,8-HxCDF
0.1
OCDD
0.0003
2,3,4,6,7,8-HxCDF
0.1


1,2,3,4,6,7,8-HpCDF
0.01


1,2,3,4,7,8,9-HpCDF
0.01


OCDF
0.0003

(*)
giá trị TEF được qui định bởi WHO (2005)

Các chất dioxin là các chất không màu, không mùi, có nhiệt độ sôi tƣơng đối
cao. Các đồng loại này tồn tại ở trạng thái rắn ở điều kiện bình thƣờng. Một số tính
chất chính của các chất dioxin nhƣ sau: áp suất hơi thấp (từ 4,0×10
-8
mm Hg đối với
2,3,7,8-TCDD đến 8,2×10
-13
mm Hg đối với OCDD);độ tan trong nƣớc rất thấp
(19,3 ng/L đối với 2,3,7,8-TCDD);độ tan trong dung môi/ chất béo (log Kow có giá
trị từ 5,6 đối với TCDF và 6,1/7,1 đối với TCDD đến 8,2 đối với OCDD); liên kết
ƣu tiên với các thành phần hữu cơ trong đất và trầm tích (giá trị log Koc của
2,3,7,8-TCDD trong khoảng 6,4 - 7,6).
[17]
Đặc tính ƣa mỡ (lipophilic) và kỵ nƣớc (hydrophobic) của dioxin liên quan
chặt chẽ đến độ bền vững của chúng trong cơ thể sống cũng nhƣ trong tự nhiên và
sự phân bố của chúng trong các cơ quan của cơ thể. Đặc tính ƣa mỡ của dioxin làm
cho nó có khả năng tích lũy trong các mô mỡ của cơ thể với thời gian bán hủy từ 7-
12 năm. Chúng cũng đồng thời đƣợc tích lũy sinh học trong các cơ thể động vật là
6

nguồn thực phẩm cho con ngƣời. Trong môi trƣờng, thời gian bán hủy của các hợp
chất dioxin trong các lớp đất bề mặt và sâu hơn dƣới bề mặt khoảng 9 - 12 và 25 -
100 năm và trong trầm tích thời gian bán hủy lên tới hàng trăm năm.
[10]
Dioxin rất bền vững, không bị phân huỷ bởi các axít mạnh, kiềm mạnh, các
chất oxy hoá mạnh khi không có chất xúc tác ngay ở cả nhiệt độ cao. Dioxin không
bị thuỷ phân trong nƣớc ở điều kiện bình thƣờng. Dioxin có nhiệt độ nóng chảy khá
cao, nhiệt độ sôi của 2,3,7,8-TCDD lên tới 412
o
C, các quá trình cháy tạo dioxin

cũng xảy ra ở khoảng nhiệt độ khá cao. Nhiệt độ 750 - 900
o
C vẫn là khoảng nhiệt
độ tạo thành 2,3,7,8-TCDD; ngay cả ở nhiệt độ 1200
o
C, quá trình phân huỷ dioxin
vẫn là quá trình thuận nghịch. Dioxin chỉ bị phân huỷ hoàn toàn ở khoảng nhiệt độ
1200 - 1400
o
C và cao hơn.
[17]
Dioxin có thể xâm nhập vào cơ thể thông qua các con đƣờng hô hấp, tiêu hóa
và qua da. Trong đó, các kết quả nghiên cứu trên động vật thực nghiệm cho thấy
dioxin xâm nhập qua đƣờng tiêu hóa tốt hơn qua da. Khả năng xâm nhập của dioxin
qua đƣờng hô hấp có thể ngang với qua đƣờng tiêu hóa. Khả năng xâm nhập của
dioxin vào cơ thể phụ thuộc vào cấu trúc của chúng, trong đó chất 2,3,7,8-TCDD là
có khả năng xâm nhập cao hơn so với các đồng loại khác.
[10]
Đặc tính sinh học của dioxin
Hiện nay vẫn chƣacó bằng chứng rõ ràng về cơ chế gây độc của các chất
dioxin. Mặc dù vậy, nhiều ý kiến nhất trí rằng thụ thể hydrocarbon thơm (aryl
hydrocarbon receptor-AhR) đóng một vai trò trung gian trong cơ chế tác động của
dioxin đối với cơ thể sống. AhR là một protein đóng vai trò nhân tố phiên mã
(transcription factor) tham gia vào quá trình điều hoà các đáp ứng sinh học đối với
hydrocarbon thơm. Thụ thể AhR khi đƣợc hoạt hoá bởi hydrocarbon thơm sẽ kích
hoạt quá trình biểu hiện gen và sinh tổng hợp các enzym nhóm cytochrom P450,
đây là các enzym tham gia trong quá trình chuyển hoá chất ngoại lai nhƣ
hydrocarbon thơm.
7

AhR có khả năng liên kết với các phối tử ngoại lai nhƣ các hợp chất tự nhiên
nhóm flavonoid, polyphenolic và indol, cũng nhƣ các hydrocarbon thơm tổng hợp
và các chất tƣơng tự dioxin. Bình thƣờng AhR không liên kết với phối tử đƣợc giữ
trong tế bào chất dƣới dạng một phức hợp protein ở trạng thái không hoạt động, gắn
với một vài chaperon bao gồm cặp protein sock nhiệt 90 kDa (Hsp90) và protein
XAP2. Hsp90 có tác dụng giữ thụ thể trong một cấu dạng cho phép liên kết với phối
tử. Ngoài ra nó ổn định thụ thể khi có shock nhiệt, bảo vệ thụ thể khỏi sự thuỷ phân
và đặc biệt là ngăn sự liên kết sớm với ARNT. XAP2 đóng vai trò ngăn chặn sự vận
chuyển AhR chƣa liên kết phối tử vào trong nhân bằng cách che chắn chuỗi amino
axit định vị nhân trên AhR.
Sau khi liên kết với phối tử nhƣ dioxin, chaperon XAP2 tách ra khỏi phức
hợp dẫn đến việc AhR dịch chuyển qua màng nhân. Khi đã ở trong nhân, cặp Hsp90
đƣợc giải phóng, cho phép AhR dimer hoá với thể vận chuyển AhR trong nhân
(ARNT). Phức hợp AhR/ARNT đã đƣợc hoạt hoá bởi phối tử dioxin sau đó có khả
năng tƣơng tác với ADN bằng sự liên kết với chuỗi DRE (yếu tố đáp ứng dioxin)
trong vùng khởi động (promoter) của các gen đáp ứng AhR, dẫn đến sự biểu hiện
(phiên mã và dịch mã) của các gen này.
Khi có mặt dioxin, dioxin sẽ liên kết trực tiếp với các AhR tạo thành phức
hợp khởi động quá trình liên tiếp phosphoryl hóa/khử phospho, từ đó dẫn tới việc
hoạt hóa các yếu tố sao chép gen, điều biến quá trình biến đổi tín hiệu và biểu hiện
gen. Các đáp ứng sinh học bất thƣờng dẫn đến các tác động kích thích hoặc kìm
hãm sự sao chép của hàng loạt các gen khác nhau và gây ra những tổn thƣơng về
bệnh lý nhƣ hoại tử tế bào, chết tế bào, tăng sản, giảm sản hoặc loạn sản ở tế bào.
Các dioxin còn làm biến đổi sao chép và giải mã của các gen bao gồm: gen gây ung
thƣ, gen mã hóa và các yếu tố tăng trƣởng, các hocmon, các enzyme chuyển hóa
thuốc nhƣ CYP1A1,CYP1A2, CYP1B1 là những đáp ứng nhạy nhất thấy đƣợc ở
động vật và cả ngƣời bị phơi nhiễm dioxin.
[24]
8

Hình 1.2. Sơ đồ cơ chế tác động sinh học của dioxin
Sự hình thành của dioxin trong môi trường
Trong tự nhiên, dioxin có thể đƣợc sinh ra do quá trình đốt cháy các vật chất
hữu cơ không hoàn toàn nhƣ cháy rừng hay núi lửa phun. Tuy nhiên, nguồn sinh ra
dioxin chủ yếu là sản phẩm không chủ định trong các hoạt động của con ngƣời tạo
ra và giải phóng vào môi trƣờng trong các quá trình đốt cháy (thiêu hủy rác thải,
chất thải, đốt chấy gỗ, đốt cháy nhiên liệu hóa thạch…), trong các hoạt động công
nghiệp, sản xuất, sử dụng, hủy bỏ một số hóa chất nhất định (sản xuất và sử dụng
chất diệt cỏ, thuốc trừ sâu…), trong các quá trình tẩy trắng bột giấy và trong quá
trình sản xuất, tái sử dụng một số kim loại.
[10]
Ở Việt Nam, nguồn dioxin đƣợc quan tâm và chú ý lớn là do hậu quả của
cuộc chiến tranh hóa học của quân đội Mỹ thực hiện trong những năm 1961-1971.
Trong giai đoạn này quân đội Mỹ đã tiến hành phun rải hàng trăm triệu lít chất diệt
cỏ mà trong đó chứa hàng trăm kg chất độc dioxin xuống miền Nam Việt Nam.
9

1.1.2. Dioxin từ chất độc da cam
Chất độc da cam là tên gọi tên gọi của một loại thuốc diệt cỏ và làm rụng lá
cây đƣợc quân đội Mỹ sử dụng tại Việt Nam trong Chiến dịch Ranch Hand, một
phần của chiến tranh hóa học của Mỹ trong thời kỳ Chiến tranh Việt Nam từ năm
1961 tới 1971.
Dioxin trong chất độc da cam đƣợc tạo thành do quá trình sản xuất chất
2,4,5-trichlorophenoxyacetic (chất 2,4,5-T) trong chất diệt cỏ theo sơ đồ sau:

Hình 1.3. Cơ chếhình thành dioxin trong sản xuất chất diệt cỏ

Do cơ chế hình thành dioxin theo sơ đồ trên nên tỷ lệ 2,3,7,8-TCDD đối với
nguồn dioxin từ chất độc da cam là rất lớn, nó chiếm khoảng 80-98%, đây là một

thông số có thể sử dụng để phân biệt dioxin từ chất da cam với các nguồn khác.
Tùy thuộc vào thời gian và công nghệ sản xuất của từng nƣớc, từng nhà máy
mà hàm lƣợng dioxin trong chất da cam rất khác nhau. Theo số liệu nghiên cứu của
một số tác giả thì dioxin trong chất diệt cỏ sản xuất trong những năm 60 là rất lớn:
30-40ppm, 70ppm thậm chí đến 100ppm. Vì vậy việc đánh giá lƣợng dioxin ở miền
Nam Việt Nam do chiến tranh hóa học để lại rất phức tạp vàrất khác nhau.
[9]

1.1.3. Dioxin và tác động tới sức khoẻ con ngƣời
Con ngƣời có thể bị phơi nhiễm dioxin thông qua một vài con đƣờng nhƣ hít
thở các hạt lơ lửng chứa dioxin trong không khí, hấp thụ qua da hay tiêu thụ thực
10

phẩm có chứa dioxin. Ngƣời bị nhiễm dioxin cơ thể bị mắc các chứng bệnh nhƣ
sinh con bị dị tật, bất thƣờng thai sản, ung thƣ, bệnh lý hệ thống hô hấp, miễn dịch,
bệnh lý di truyền, da, nội tiết, thần kinh…
Hiện nay, đã có nhiều nghiên cứu về ảnh hƣởng của các chất dioxin tới sức
khỏe con ngƣời. Các ảnh hƣởng này bao gồm:
Dioxin có thể gây rối loạn hệ miễn dịch của con người

Hệ miễm dịch là hệ thống có vai trò đáp ứng miễn dịch chống lại (loại bỏ)
các chất lạ xâm nhập hay mới biến đổi khác trạng thái bẩm sinh xuất hiện trong cơ
thể để bảo toàn sự hằng định nội môi của cơ thể. Khi chịu tác động của dioxin, hệ
miễn dịch có thể bị dối loạn và gây ra những biến chứng bất thƣờng cho cơ thể.
Các nghiên cứu về dioxin cho thấy chất này có làm giảm khả năng đáp ứng
miễn dịch của cơ thể, làm tổn thƣơng phản ứng miễn dịch qua trung gian tế bào
thong qua khả năng gây độc tế bào lympho T và miễn dịch dịch thể thong qua các
cơ chế ức chế các lympho B biệt hóa sinh kháng thể.
[10]
Việc nghiên cứu tác động của dioxin tới hệ miễn dịch đã đƣợc nghiên cứu

trên các loài động vật trong phòng thí nghiệm và cả trên những ngƣời bị nhiễm
dioxin.
Dioxin có thể gây ra hiện tƣợng teo tuyến ức trên động vật thí nghiệm nhƣ:
trên khỉ (Mc Connell và cộng sự, 1978), trên chuột cống trắng (Fan F. và cộng sự,
1996), trên chuột nhắt (Hanberg và cộng sự, 1998)
[31]
…

Dioxin có thể gây ức chế miễn dịch dẫn đến tăng tỷ lệ nhiễm bệnh trùng và
ung thƣ. Theo Burleson và cộng sự, thì sức đề kháng chống virut cúm giảm ở chuột
nhắt cũng giống nhƣ nhận xét của Yang Y. G. và cộng sự trên chuột cống.Một số
nghiên cứu trên ngƣời bị nhiễm dioxin cũng đƣợc thực hiện. Theo Tonn và cộng sự
(1996) chứng minh có hiện tƣợng ức chế đáp ứng miễn dịch với KN dị gen của tế
bào lympho ngƣời ngay cả khi thúc mạnh với IL2 ngoại sinh…
[10]
11

Tuy nhiên cũng có nhiều nghiên cứu cho rằng dioxin không gây ảnh hƣởng
tới hệ thống miễn dịch của con ngƣời. Vì vậy hiện nay nhiều nhà khoa học vẫn đang
tiếp tục các nghiên cứu về các tác động của dioxin lên hệ miễn dịch.

Dioxin tác động lên máu và hệ tạo máu

Nhiều nghiên cứu cho rằng dioxin có khả năng gây các bệnh ác tính hệ tạo
máu thông qua trung gian là các gốc tự do dẫn tới các tổn thƣơng ADNdo cơ chế
oxy hóa.

Thực nghiệm trên động vật chỉ ra sự biến đổi của các chỉ số máu ngoại vi và
tuỷ xƣơng sau khi nhiễm dioxin. Sau khi uống liều duy nhất 10 µg/kg dioxin, ngƣời
ta thấy có biểu hiện tăng nồng độ hemoglobin và hematocrit ở chuột cống. Ngoài ra

còn quan sát thấy có biểu hiện giảm số lƣợng bạch cầu và tiểu cầu. Biểu hiện thiếu
máu nhẹ xuất hiện ở khỉ Rhesus sau khi uống liều duy nhất 25 µg/kg. Nhiễm dioxin
với liều duy nhất còn gây hiện tƣợng ức chế sinh sản tế bào gốc tạo máu, giảm số
lƣợng bạch cầu lympho có hồi phục
[10]
Nghiên cứu của các nhà khoa học cho thấy có sự liên quan giữa dioxin và
các bệnh hệ tạo máu nhƣ: u lympho Hodgkin và không Hodgkin, đa rối loạn chuyển
hoá porphyrin. Dioxin cũng gây ra các bất thƣờng của tuỷ sinh máu với sự giảm
sinh hoặc rối loạn về hình thái của các tế bào sinh máu Tuy nhiên các kết quả
nghiên cứu trên ngƣời vẫn chƣa thống nhất về mức độ ảnh hƣởng và hậu quả bệnh
lý sau khi bị phơi nhiễm dioxin.
[10]
Dioxin tác động tới hệ thống enzym, chuyển hoá chất, nội tiết, thần kinh và
tâm thần

Dioxin có tác động lên sự hoạt động của các enzym chuyển hoá liên quan
đến chuyển hoá năng lƣợng tế bào, carbohydrat, lipid và amino acid cũng nhƣ các
enzym chuyển hoá thuốc. Sự thay đổi kéo dài của hoạt độngcác enzym này ảnh
hƣởng trực tiếp tới chức năng gan, rối loạn chức năng gan, suy giảm chuyển hoá
năng lƣợng. Ảnh hƣởng độc của các loại chất dioxin là làm tăng lipid máu, giảm
12

trọng lƣợng cơ thể, chán ăn… Những thay đổi trên xảy ra với nồng độ dioxin rất
thấp và một số hậu quả có thể tồn tại trong thời gian dài.
Có nhiều bằng chứng cho thấy ảnh hƣởng của dioxin tới hoạt động của các
tuyến nội tiết nhƣ: làm thay đổi quá trình chuyển dạng tế bào gây ra các tổn thƣơng
dạng khối u, chứng ban đỏ và những bất thƣờng phát triển cơ thể; rối loạn quá trình
chuyển hoá hormon giáp trạng; gây ung thƣ…
Dioxin ảnh hƣởng tới hệ dẫn truyền thần kinh, làm mất chức năng thần kinh,
tâm thần. Những biểu hiện của ngƣời bị nhiễm dioxin có thể gồm: đau nhói dây

thần kinh, tê chân tay, đau đầu, rối loạn tinh thần.
[10]
Tác động của dioxin tới sức khoẻ sinh sản

Các vấn đề về nghiên cứu tác động của dioxin tới hệ thông di truyền và sức
khoẻ sinh sản đã đƣợc chú ý từ rất lâu và đã có nhiều công trình nghiên cứu. Tuy
nhiên vấn đề này chậm đƣợc phổ biến và thừa nhận.
Y văn Thế giới hiện nay đề cập đến tác hại của dioxin trên các loài vật trong
phòng thí nghiệm nhiều hơn là trên con ngƣời. Đã có nhiều nghiên cứu về ảnh
hƣởng của dioxin tới thai nhi và sức khoẻ sinh sản nhƣng chúng vẫn chƣa đủ các
bằng chứng thuyết phục nên theo tổ chức Y tế Thế giới (WHO) ảnh hƣởng của
dioxin tới sức khoẻ sinh sản của con ngƣời là chƣa xác thực.
Các nghiên cứu trong phòng thí nghiệm cho thấy dioxin ảnh hƣởng tới sức
khoẻ sinh sản ở các loài vật nghiên cứu nhƣ sau: tác động lên sự phát triển(gây chết,
chậm tăng trƣởng, biến dạng cấu trúc, rối loạn chức năng các hệ cơ quan…), tác
động lên sự sinh sản: ảnh hƣởng lên sự sinh tinh, sự di động của tinh trùng, hình
dạng tinh trùng, chu kỳ kinh, nồng độ một số hormon, hành vi tình dục, khả năng
thụ thai…
[10]
Ngoài ra, nhiều nhà nghiên cứu còn cho rằng chất độc dioxin gây ra các tai
biến sinh sản, dị tật bẩm sinh ở trẻ em có cha hoặc mẹ bị nhiễm dioxin.Kết quả
khảo sát 28817 gia đình cựu chiến binh có chất độc da cam/dioxin ở nƣớc ta thì số
gia đình có có con bị dị tật bẩm sinh là 1604 gia đình chiếm 5,69 %, trong khi đó
13

khảo sát 19076 gia đình không bị nhiễm chất độc da cam/dioxin thì tỷ lệ gia đình có
con bị dị tật bẩm sinh là 356 gia đình, chiếm 1,87 %. Nhƣ vậy, số gia đình bị nhiễm
chất độc da cam/dioxin có con bị dị tật bẩm sinh gấp hơn 3 lần số gia đình không bị
nhiễm chất độc da cam/dioxin.
[1]

1.1.4. Dioxin và tác động tới môi trƣờng sinh thái
Trong môi trƣờng sinh thái, dioxin ít hoà tan trong nƣớc nhƣng khả năng hấp
thụ vào đất lại khá cao. Khi xâm nhập vào đất, dioxin kết hợp với các chất hữu cơ
biến thành các phức chất không hoà tan trong nƣớc và ít bị rửa trôi, do vậy, những
lớp đất có lƣợng mùn cao ở khu vực nhiễm độc dioxin có khả năng tích tụ dioxin
nhiều nhất. Dioxin có thể chuyển rời ra khỏi những nơi tích tụ ban đầu nếu khu vực
đất nhiễm dioxin bị sạt lở, và theo dòng nƣớc cuốn đi xa, tạo thành những khu vực
nhiễm độc mới.
Những nghiên cứu của các nhà khoa học trên thế giới đã khẳng định tính khó
tiêu huỷ của dioxin trong môi trƣờng với chu kỳ bán huỷ lên tới hàng chục năm.
Thực tế ở nƣớc ta cho thấy chu kỳ bán huỷ của dioxin có khả năng còn hơn thế nữa.
Gần 30 năm sau chiến tranh, di chứng của dioxin vẫn hiển hiện trên nhiều vùng
lãnh thổ. Có những khu rừng rậm nhiệt đới vốn giàu có về đa dạng sinh học, sau khi
bị phun rải chất độc da cam/dioxin, hệ sinh thái rừng bị phá hủy nghiêm trọng và
cho đến nay chúng vẫn chƣa thể tự hồi phục.
Những nghiên cứu trên cơ thể thực vật cho thấy, khi bị phun rải chất độc da
cam/dioxin, cơ thể thực vật sẽ có những phản ứng sinh lý, nhƣ xuất hiện nhiều u nổi
trên lá, một số thay đổi khá rõ nét về hình dáng thân, cành, lá, hoa và quả, nhiều
trƣờng hợp dẫn tới rụng lá. Nếu cây không mọc lá trở lại, có nghĩa là chấm dứt sự
quang hợp, dẫn đến chết cây. Chất độc da cam cũng gây tiêu huỷ các chất hữu cơ
trong đất, dẫn đến sự giảm sút các hoạt động của vi sinh vật trong đất, gây hậu quả
phá huỷ cơ cấu thành phần thổ nhƣỡng và xói mòn đất. Hệ động vật cũng chịu tổn
thất rất nặng nề. Khi bị nhiễm độc trực tiếp với liều lƣợng lớn, các loài động vật có
14

thể bị chết ngay. Đối với những cá thể loài sống sót vẫn có thể tiếp tục chết nếu ăn
phải thức ăn hoặc uống phải nguồn nƣớc bị nhiễm độc.

Một đặc tính của hệ sinh thái rừng là khả năng hồi phục tự nhiên. Vào những

năm 1980, vì chƣa có đủ thời gian thử nghiệm để đánh giá hậu quả lâu dài của chất
độc da cam, một số nhà khoa học đã dùng các dẫn chứng rút ra từ mô hình diễn thế
của rừng nhiệt đới sau khi bị tác động của con ngƣời nhƣ đốt nƣơng làm rẫy để suy
ra diễn thế của rừng nhiệt đới sau khi bị phun rải chất độc da cam. Rừng nhiệt đới bị
đốt thành nƣơng rẫy, sau đó bỏ hoang do thoái hoá đất, có thể tự phục hồi theo chu
trình: khởi đầu là những thực vật bậc thấp nhƣ lau lách xuất hiện, tiếp đó là chuối
rừng và tre nứa, các loài cây gỗ mọc nhanh. Sau khoảng một vài chục năm sẽ xuất
hiện những cây rừng và phát triển tiếp một thời gian sẽ thành rừng nhiệt đới. Nhƣng
thực tế cho thấy diễn thế của rừng nhiệt đới bị phá huỷ do chất da cam lại không
diễn ra nhƣ vậy. Việc tái sinh rừng cần một thời gian rất dài và khó khăn.
[4,9]
1.1.5. Tình hình ô nhiễm dioxin tại Việt Nam
Từ năm 1961 - 1971, quân đội Mỹ đã tiến hành cuộc chiến tranh hoá học lớn
nhất, tàn khốc nhất trong lịch sử chiến tranh Việt Nam, xét cả về tính độc, khối
lƣợng, chủng loại hoá chất độc. Trên 100 nghìn tấn chất độc hóa học, phun rải trên
diện tích 1,7 triệu ha của miền nam Việt Nam. Các chất da cam, chất trắng, chất
xanh, là các chất diệt cỏ làm rụng lá cây đã đƣợc sử dụng với liều lƣợng cao gấp
nhiều lần liều sử dụng trong nông nghiệp nên chúng trở thành các chất độc ảnh
hƣởng lớn tới môi trƣờng và các hệ sinh thái.
[10]

Hiện nay, tại một số khu vực có lƣợng dioxin tồn lƣu trong môi trƣờng còn
rất lớn, theo TCVN 8183:2009, ngƣỡng dioxin trong đất và trầm tích lần lƣợt là
1000 pg-TEQ/g và 150 pg-TEQ/g, thì tại các khu vực này có lƣợng dioxin tồn lƣu
cao hơn gấp nhiều lần ngƣỡng cho phép và hình thành các điểm nóng về ô nhiễm
dioxin. Từ nhiều nghiên cứu, các tác giả đã thống kê lƣợng chất độc hóa học mà
quân độ Mỹ sử dụng trong những năm 1961-1971 (bảng 1.3).
15

Bảng 1.3. Số lượng chất độc hóa học được sử dụng tại miền Nam Việt Nam

(1961-1971)
[26,28,30]
Tác giả
Chất da
cam
Chất
trắng
Chất xanh
Các chất:
tím, hồng,
xanh lá mạ
Tổng cộng
Westing
(1976)
44.373.000
19.835.000
8.182.000
-
72.390.000
Stellman
(2003)
49.268.937
20.556.525
4.741.381
2.387.963
76.954.806
Young
(2009)
43.332.640
21.798.400

6.100.640
2.944.240
74.175.920

Trong bảng này cần chú ý là trong số liệu của Westing không bao gồm các
chất tím, hồng và xanh mạ là những chất có hàm lƣợng dioxin rất cao. Theo Young
và cộng sự thì con số 74.175.920 lít là tổng số Mỹ đƣa vào Việt Nam, đến năm
1972 theo kế hoạch Pacer Ivy đã đƣa về nƣớc 25.200 phi (loại 208 lít) chất da cam,
tƣơng đƣơng 5.241.600 lít, còn lƣợng đã sử dụng là 74.250.800 lít. Theo số liệu của
Stellman thì số lƣợng tổng các chất diệt cỏ là 76.954.806 lít(~77 triệu) các chất,
tƣơng đƣơng với 95.112.688 kg (~ 95 triệu kg), trong đó có 67% các chất chứa
dioxin, mà chủ yếu là chất da cam với khối lƣợng 49,27 triệu lít, tƣơng đƣơng
63.000 tấn.

Từ các số liệu trên đây, có thể đánh giá mật độ phun rải nhƣ sau: Tất cả các
chất là ~ 36 kg/ ha, riêng các chất da cam với khối lƣợng 49.268.937 lít tƣơng
đƣơng 63.064.240 kg, rải trên 1,68 triệu ha thì mật độ 37,5 kg/ ha, gấp 17 lần liều
sử dụng trong nông nghiệp theo hƣớng dẫn của Bộ lục quân Mỹ năm 1969 là 2,2
kg/ha. Với mật độ này thì các chất diệt cỏ trở thành những chất độc phát quang và
phá hoại mùa màng có tính hủy diệt.
[9]
Trong cuộc chiến tranh này, do chất độc đƣợc phun rải trên đầu nguồn của
nhiều con song lớn nhƣ song Bến Hải, sông Hƣơng, song Đồng Nai, song Vàm
16

Cỏ,… và do tác động của nhiều yếu tố tự nhiên nhƣ gió, bão, lụt… làm cho chất độc
gây ô nhiễm lan tỏa gần nhƣ toàn bộ miền Nam Niệt Nam và cả vùng ven bờ. Theo
tính toán, rừng nội địa là đối tƣợng chịu ảnh hƣởng nặng nề nhất, chiếm 86% tổng
số đợt phun rải chất độc hoá học. Kết thúc chiến tranh, khoảng hơn 2 triệu ha rừng
tự nhiên, chiếm hơn 1/3 diện tích rừng miền Nam Việt Nam đã bị tác động ở các

mức độ khác nhau, trong đó có hàng trăm ha rừng nguyên sinh bị phá huỷ hoàn
toàn.
[10]
Với lƣợng TCDD rất lớn do chiến tranh để lại môi trƣờng miền Nam Việt
Nam đã và đang gây hậu quả nghiêm trong đối với sức khỏe của hàng triệu dân cƣ
và cựu chiến binh ở khắp mọi miền của Việt Nam. Hàng triệu nạn nhân chất độc da
cam/dioxin với nhiều loại chứng bệnh khác nhau: ung thƣ, suy giảm miễn dịch, tai
biến sinh sản, dị tật bẩm sinh… Đặc biệt, ở một số sân bay nhƣ Biên Hòa, Đà Nẵng
và Phù Cát, có những điểm bị ô nhiễm chất độc da cam/dioxin rất nặng (những
“điểm nóng” về môi trƣờng), hàm lƣợng dioxin (2,3,7,8-TCDD) trong đất, trong
bùn ở đây cao hơn hàng trăm, có nơi hàng ngàn lần ngƣỡng cho phép (1000 pg-
TEQ/g đối với đất, 150 pg-TEQ/g với trầm tích, bùn
[7]
).
1.2. PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH DIOXIN
Hiện nay, để xác định nồng độ dioxin trong các mẫu môi trƣờng ngƣời ta có
thể dùng hai phƣơng pháp khác nhau bao gồm: phân tích công cụ và phân tích sinh
học. Tuỳ thuộc vào mục đích và yêu cầu của từng đối tƣợng mẫu mà ngƣời ta lựa
chọn phƣơng pháp phân tích thích hợp.
Về cơ bản, phân tích Dioxin trong mẫu đất gồm các giai đoạn chính gồm
tách chiết chất phân tích ra khỏi nền mẫu, làm sạch dịch chiết mẫu để loại bỏ tạp
chất và phân tích định lƣợng trên thiết bị thích hợp.
1.2.1. Các phƣơng pháp chiết tách mẫu
Chiết Soxhlet
Nguyên tắc của kỹ thuật chiết Soxhlet là dựa trên quá trình chiết hồi lƣu
trong một dụng cụ gồm ba bộ phận chính: một ống chiết đun hồi lƣu dung môi, một
17

thimble bằng giấy lọc dày giữ mẫu chiết rắn và một hệ thống siphon rút dịch chiết
từ thimble một cách tuần hoàn.

Phƣơng pháp tiến hành với mẫu khô trên hệ chiết Soxhlet có thể tích ống
chiết 150-250mL tùy vào khối lƣợng mẫu cân chiết. Hệ dung môi sử dụng để chiết
mẫu có thể là toluen/diclometan/hexan (1/1/1, v/v/v) hoặc diclometan/hexan (1/1
v/v). Sau khi chiết, dịch chiết mẫu đƣợc cho qua muối Na
2
SO
4
để loại nƣớc và đƣợc
tiến hành cô đuổi dung môi trên thiết bị cô quay chân không.
Chiết lỏng rắn áp suất cao
Nguyên tắc của phƣơng pháp là sử dụng nhiệt độ cao và áp suất cao để tách
chất phân tích ra khỏi nền mẫu trong dung môi thích hợp.
Phƣơng pháp đƣợc tiến hành bằng cách cân một lƣợng mẫu khô hoặc mẫu
tƣơi đƣợc trộn với lƣợng vật liệu nhồi phù hợp là vật liệu hấp thụ nƣớc, sau đó đƣa
vào cột chiết thể tích 50 hoặc 100 ml. Tiến hành chiết mẫu bằng hệ dung môi thích
hợp nhƣ diclometan/hexan (1/1, v/v…). Dịch chiết đƣợc làm bay hơi về thể tích
thích hợp và chuyển sang công đoạn làm sạch.
Chiết siêu âm
Phƣơng pháp chiết siêu âm là phƣơng pháp mới đƣợc sử dụng thay cho các
phƣơng pháp chiết truyền thống khác và đƣợc thiết lập bởi Tiêu chuẩn Công nghiệp
Nhật Bản (Japanese Industrial Standard-JIS) và Cơ quan bảo vệ môi trƣờng Hoa Kỳ
(U.S. Environmental Protection Agency-US-EPA). Phƣơng pháp này đƣợc đánh giá
là đơn giản, dễ thực hiện và thời gian chiết ngắn.
[37]
Nguyên tắc của phƣơng pháp là sử dụng sóng siêu âm để tách chất phân tích
trong nền mẫu bằng dung môi thích hợp. Mẫu khô đƣợc cân vào một ống nghiệm ly
tâm sau đó bổ xung dung môi chiết nhƣ H
2
SO
4

0,1M/aceton… Dịch chiết aceton
đƣợc chuyển sang pha hexan và đƣa sang công đoạn làm sạch.


18

1.2.2. Các phƣơng pháp làm sạch mẫu
Quá trình làm sạch mẫu đƣợc thực hiện bằng cách sử dụng hệ cột nhồi vật
liệu hấp phụ multi-silica có tẩm hóa chất thích hợp, cột alumina và cột cacbon nhằm
loại bỏ các chất ảnh hƣởng, gây nhiễu cho quá trình phân tích định lƣợng dioxin.
Qúa trình này có thể đƣợc thực hiện bằng các hệ cột nhồi của hãng supelco, FMS
hay hệ cột của hang Seeds Tec.
Làm sạch trên hệ cột Supelco
Dịch chiết mẫu đƣợc làm sạch trên hệ cột nhồi gồm cột silica đa lớp (bao
gồm AgNO
3
-silica, H
2
SO
4
-silica, KOH-silica và silica trung tính)ghép nối cột than
hoạt tính đã hoạt hóa bằng dung môi. Sau khi tiến hành rửa cột với 100 mL Hexan
và dung môi qua cột đƣợc hứng thải, cột silica gel đƣợc tháo bỏ và tiến hành rửa cột
cacbon đảo chiều với 100 mL toluen để thu chất phân tích.

Làm sạch trên hệ làm sạch FMS
Dịch chiết đƣợc làm sạch áp dụng quy trình làm sạch tự động trên thiết bị
làm sạch do hãng FMS, Mỹ đƣa ra sử dụng hệ cột làm sạch có sẵn gồm cột silica đa
lớp to (28 g silica axit, 16 g silica bazo và 6 g silica trung tính) và nhỏ (4g silica
axit, 2 g silica bazo và 1g silica trung tính), cột nhôm bazo (8 g) và cột Cacbon (2

g). Chất phân tích đƣợc rửa giải bằng dung môi toluen. Dịch làm sạch đƣợc cô về
thể tích nhỏtrƣớc khi đƣa lên thiết bị phân tích định lƣợng.
Làm sạch trên hệ làm sạch bán tự động SZ-DXN-PT050
Trong quá trình này, các cột sắc ký đa lớp chứa vật liệu hập phụ silica gel
bao gồm H
2
SO
4
-silica, AgNO
3
-silica và cột alumina đƣợc sử dụng để loại bỏ các
chất gây ảnh hƣởng tới việc định lƣợng của chất phân tích trong mẫu.
Quá trình làm sạch đƣợc thực hiện bằng hệ làm sạch bán tự động SZ-DXN-
PT050 của hãng Seeds Tec. Mẫu đƣợc rửa giải bằng 990 µL toluen để thu dịch làm
sạch cho phân tích bằng sắc ký khí ghép nối khối phổ hoặc bằng 550 µL dung môi
dimetyl sunphoxit (DMSO) để thu dịch làm sạch cho phân tích sinh học.
19

1.2.3. Các phƣơng pháp phân tích định lƣợng dioxin
Các phương pháp phân tích công cụ
Dioxin là nhóm chất có nhiều đồng phân và nồng độ của chúng trong các
mẫu môi trƣờng là vô cùng nhỏ (cỡ ppq đến ppb tức 10
-15
đến 10
-9
g/g). Việc phân
tích xác định từng thành phần của chúng trong mẫu là vô cùng phức tạp. Phƣơng
pháp phân tích yêu cầu phải đáp ứng đƣợc 2 yếu tố:Phân tích riêng rẽ từng đồng
phân với hàm lƣợng siêu vết.
Nhóm các phƣơng pháp phân tích công cụ có thể đáp ứng các yêu cầu trên là

nhóm thiết bị phân tích sắc ký khí ghép nối khổi phổ bao gồm: thiết bị sắc ký khí
khối phổ phân giải cao (HRGC-HRMS), sắc ký khí ghép nối khối phổ ba lần tứ cực
(GC-Triple Quadrupole MS), Sắc ký khí ghép nối khối phổ bẫy ion (GC- Ion trap
MS)…Ƣu điểm của thiết bị sắc ký khí ghép nối khối phổ là sự kết hợp hoàn hảo của
sắc ký khí cho phép xác định chất phân tích trong mẫu với độ phân giải cao dựa vào
cơ chế làm giàu mẫu cùng chiều cao của pic sinh ra và khối phổ cho phép xác định
chính xác từng thành phần chất phân tích có trong mẫu dựa vào tỉ số giữa khối
lƣợng và điện tích (m/z) để xác định khối lƣợng ion phân mảnh của chất phân tích.
Sự kết hợp này cho phép thiết bị có khả năng phân tích chính xác và riêng rẽ chất
phân tích với hàm lƣợng siêu vết.
Phƣơng pháp 1613 đƣợc phát triển bởi Phòng Khoa Học và Công Nghệ
thuộc Cơ quan Bảo Vệ Môi Trƣờng Hoa Kỳ để xác định đồng phân đặc trƣng của
17 chất dioxin/furans đƣợc thế 2,3,7,8 trong nền mẫu lỏng, rắn và thịt (cơ) bằng
phƣơng pháp pha loãng đồng vị sắc ký khí ghép khối phổ cột mao quản độ phân
giải cao (HRGC) ghép khối phổ phân giải cao (HRMS). Thiết bị phân tích
HRGCMS có thể đạt đến độ phân giải 10.000, định lƣợng đƣợc đồng thời 17 đồng
phân PCDDs/PCDFs trong mẫu ở mức giới hạn phát hiện có thể tới 0,1ppt.Chính
nhờ 2 thông số này mà phƣơng pháp sắc ký khí khối phổ phân giải cao HRGCMS
cho phép phân tích với độ chính xác và độ nhạy cao hơnrất nhiều so với các phƣơng
pháp khác.
[41]