Nghiên cứu xây dựng quy trình phân tích và đánh giá mức độ ô nhiễm các hợp chất cơ clo mạch ngắn trong nước mặt trên địa bàn một số quận thuộc thành phố hà nội

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

PHẠM VĂN HUY

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUY TRÌNH PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ
MỨC ĐỘ Ơ NHIỄM CÁC HỢP CHẤT CƠ CLO MẠCH NGẮN TRONG
NƯỚC MẶT TRÊN ĐỊA BÀN MỘT SỐ QUẬN THUỘC THÀNH PHỐ HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội – Năm 2014


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

PHẠM VĂN HUY

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUY TRÌNH PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ
MỨC ĐỘ Ơ NHIỄM CÁC HỢP CHẤT CƠ CLO MẠCH NGẮN TRONG
NƯỚC MẶT TRÊN ĐỊA BÀN MỘT SỐ QUẬN THUỘC THÀNH PHỐ HÀ NỘI

Chuyên ngành: Khoa học Môi trƣờng
Mã số: 60440301

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. ĐỖ QUANG HUY

Hà Nội – Năm 2014


LỜI CẢM ƠN
Với lịng kính trọng và biết ơn sâu sắc, em xin được gửi lời cảm ơn chân
thành đến Thầy PGS.TS Đỗ Quang Huy, giảng viên Khoa Môi trường, Trường Đại
học Khoa học Tự nhiên đã trực tiếp giao đề tài và hướng dẫn em tận tình, cho em
những kiến thức và kinh nghiệm quý báu, tạo điều kiện thuận lợi cho em trong q
trình thực hiện, hồn thành luận văn này.
Em xin gửi lời cảm ơn tới các thầy cô giáo Khoa Môi trường, Trường Đại
học Khoa học Tự nhiên đã nhiệt tình truyền thụ cho em những kiến thức vơ cùng
q báu trong suốt q trình học tập tại trường.
Em cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Ban lãnh đạo và cán bộ công
nhân viên Phịng Thí nghiệm Phân tích thuộc Ban 10 – 80, Bộ Y tế đã tạo điều kiện
thuận lợi cho em có cơ hội được học hỏi, thực tập và hồn thành luận văn này.
Tôi xin cảm ơn Th.S Đặng Văn Đoàn, cử nhân Vũ Ngọc Thu và cử nhân
Lành Thị Lê Na đã giúp đỡ và cộng tác cùng tôi triển khai thực hiện cùng tôi nghiên
cứu này.
Xin bày tỏ lịng biết ơn vơ hạn tới gia đình và các bạn bè đã luôn là chỗ dựa
tinh thần vững chắc và là nguồn động viên đối với em trong cuộc sống và trong quá
trình học tập.

Hà Nội, tháng 12 năm 2014
Học viên
Phạm Văn Huy

MỘT SỐ THUẬT NGỮ VIẾT TẮT


BYT

Bộ Y tế.

CTPT

Công thức phân tử.

ECD

Detectơ cộng kết điện tử (Electron capture detector).

EPA

Cơ quan bảo vệ môi trƣờng Hoa Kỳ

FPD

Detectơ quang hóa ngọn lửa (Flame photometric detector).

FID

Detectơ ion hóa ngọn lửa (Flame ionization detector).

GC

Sắc ký khí (Gas chromatography).

HPLC

Sắc

ký

lỏng

hiệu

năng

cao

(High

performance

liquid

chromatography).
KIEST

Viện Khoa học và Công nghệ Hàn Quốc (Korea institute of
Environmental Science & Technology).

MS

Khối phổ (Mass spectrometry).

OEHHA

Cơ quan đánh giá nguy cơ sức khỏe Môi Trƣờng (Office of

Environmental Health Harzar Assessment).

QCVN

Quy chuẩn Việt Nam.

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam.

VOCs

Các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (Volatile organic compounds).

WHO

Tổ chức Y tế Thế giới (World Health Organization).

DANH MỤC HÌNH


Hình 1.1. Sơ đồ lƣu chuyển các hợp chất cơ clo mạch ngắn trong mơi trƣờngError! Bookmark
Hình 1.2. Cấu tạo dụng cụ kỹ thuật SMPE ............... Error! Bookmark not defined.
Hình 1.3. Thiết bị sắc ký khí ..................................... Error! Bookmark not defined.
Hình 2.1. Q trình lấy mẫu trong kỹ thuật khơng gian hơiError! Bookmark not defined.

Hình P1. Các vị trí lấy mẫu tại Hồ Khƣơng Đình, quận Thanh XuânError! Bookmark not defi
Hình P2. Các vị trí lấy mẫu tại Hồ Triều Khúc, quận Thanh XuânError! Bookmark not define
Hình P3. Các vị trí lấy mẫu tại quận Đống Đa ......... Error! Bookmark not defined.
Hình P4. Các vị trí lấy mẫu tại sơng Tô Lịch đoạn từ điểm giao cắt với Sông

Lừ đến Ngã Tƣ Sở ............................................. Error! Bookmark not defined.
Hình P5. Các vị trí lấy mẫu tại sơng Tơ Lịch đoạn từ Ngã Tƣ Sở đến đƣờng
Hoàng Quốc Việt............................................... Error! Bookmark not defined.
Hình B4. Sắc ký đồ phân tích mẫu nƣớc mặt tại ao Khƣơng Đình – quận Thanh
Xuân .................................................................. Error! Bookmark not defined.
Hình B5. Sắc ký đồ phân tích mặt nƣớc mặt tại Sơng Tơ LịchError! Bookmark not defined.
Hình B6. Sắc kí đồ phân tích mẫu nƣớc hồ Đống ĐaError! Bookmark not defined.
Hình B7. Sắc kí đồ phân tích mẫu nƣớc hồ Ba Mẫu. Error! Bookmark not defined.
Hình B10. Sắc kí đồ phân tích mẫu nƣớc hồ Kim LiênError! Bookmark not defined.

DANH MỤC BẢNG


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 .......................... Error! Bookmark not defined.
Bảng 1.2. Đề xuất tiêu chuẩn chất lƣợng nƣớc mặt cho MoldovaError! Bookmark not defined
Bảng 1.3. Tiêu chuẩn quy định về nồng độ các chất cơ clo mạch ngắn dễ bay
hơi trong nƣớc thải của KIEST ......................... Error! Bookmark not defined.
Bảng 1.4. Tiêu chuẩn quy định về nồng độ các chất cơ clo mạch ngắn dễ bay
hơi trong nƣớc xả thải ở Nhật Bản .................... Error! Bookmark not defined.
Bảng 2.1. Phân mức rủi ro ........................................ Error! Bookmark not defined.

Bảng 2.2. Nồng độ Diclometan trong các dung dịch chuẩnError! Bookmark not defined.
Bảng 2.3. Nồng độ của chất chuẩn Triclometan trong các dung dịch chuẩnError! Bookmark n
Bảng 2.4. Nồng độ của chất chuẩn 1,2-Dicloetan trong các dung dịch chuẩnError! Bookmark
Bảng 3.1. Đƣờng ngoại chuẩn của Diclometan ........ Error! Bookmark not defined.
Bảng 3.2. Đƣờng ngoại chuẩn của Triclometan ....... Error! Bookmark not defined.

Bảng 3.3. Đƣờng ngoại chuẩn của 1,2-Dicloetan ..... Error! Bookmark not defined.
Bảng 3.4. Kết quả phân tích các chất Diclometan, Triclometan, 1,2-Diclotean

cứu trong mẫu nƣớc mặt tại một số hồ thuộc quận Thanh XuânError! Bookmark not defi
Bảng 3.5. Kết quả phân tích các chất Diclometan, Triclometan, 1,2-Dicloetan
trong mẫu nƣớc mặt tại một số hồ thuộc quận Đống ĐaError! Bookmark not defined.

Bảng 3.6. Kết quả phân tích chất Diclometan trong mẫu nƣớc lấy tạiError! Bookmark not def
sông Tô Lịch ............................................................. Error! Bookmark not defined.
Bảng 3.7. Kết quả phân tích chất Triclometan trong mẫu nƣớc lấy tạiError! Bookmark not de
sông Tô Lịch ............................................................. Error! Bookmark not defined.
Bảng 3.8. Kết quả phân tích 1,2-Dicloetan trong các mẫu nƣớc lấy tạiError! Bookmark not de
sông Tô Lịch ............................................................. Error! Bookmark not defined.
Bảng 3.9. Hệ số tiềm năng ung thƣ của một số chất qua đƣờng hô hấpError! Bookmark not de

Bảng 3.10. Rủi ro ung thƣ trong thời gian sống (10-6) gây ra bởi Diclometan,
Triclometan và 1,2-Dicloetan trong nƣớc mặt khu vực quận Thanh XuânError! Bookmark
Bảng 3.11. Rủi ro ung thƣ trong thời gian sống (10-6) gây ra bởi Diclometan,
Triclometan và 1,2-Dicloetan trong nƣớc mặt khu vực quận Đống ĐaError! Bookmark n
Bảng 3.12. Rủi ro ung thƣ trong thời gian sống (10-6) gây ra bởi Diclometan,
Triclometan và 1,2-Dicloetan trong nƣớc mặt sông Tô LịchError! Bookmark not defined


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ...................................................................................................................10
CHƢƠNG 1 .............................................................. Error! Bookmark not defined.
TỔNG QUAN ........................................................... Error! Bookmark not defined.
1.1. Nguồn phát sinh của các hợp chất cơ clo mạch ngắnError! Bookmark not defined.
1.2. Ảnh hƣởng của các hợp chất cơ clo mạch ngắn đến sức khỏe con
ngƣời ..................................................................... Error! Bookmark not defined.
1.3. Tiêu chuẩn, giới hạn cho phép của một số hợp chất cơ clo mạch ngắn
trong môi trƣờng nƣớc .......................................... Error! Bookmark not defined.
1.4. Tổng quan về hiện trạng ô nhiễm nƣớc mặt do VOCs trên thế giới và ở

Việt Nam ............................................................... Error! Bookmark not defined.
1.5. Các kỹ thuật thƣờng đƣợc sử dụng tách chiết VOCsError! Bookmark not defined.
1.6. Phƣơng pháp phân tích sắ c kí khí .................. Error! Bookmark not defined.
1.6.1. Nguyên tắ c chung của phƣơng pháp sắ c kí khí Error! Bookmark not defined.
1.6.2. Detectơ ion hoá ngọn lửa ........................ Error! Bookmark not defined.
1.6.3. Detectơ cộng kết điện tử ......................... Error! Bookmark not defined.
1.6.4. Detectơ khối phổ ..................................... Error! Bookmark not defined.
1.7. Một vài nét về khu vực nghiên cứu ................ Error! Bookmark not defined.
1.7.1. Quận Thanh Xuân ................................... Error! Bookmark not defined.
1.7.2. Quận Đống Đa......................................... Error! Bookmark not defined.
1.7.3. Một vài nét về Sông Tô Lịch .................. Error! Bookmark not defined.
CHƢƠNG 2 .............................................................. Error! Bookmark not defined.
ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨUError! Bookmark not defined.
2.1. Đối tƣợng nghiên cứu..................................... Error! Bookmark not defined.
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu ................................ Error! Bookmark not defined.
2.2.1. Phƣơng pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu . Error! Bookmark not defined.

2.2.2. Phƣơng pháp tách chất bằng kỹ thuật không gian hơiError! Bookmark not defined
2.2.3. Phƣơng pháp sắc ký khí detectơ cộng kết điện tửError! Bookmark not defined.


2.2.4. Phƣơng pháp tính tốn rủi ro và ngƣỡng gây ung thƣError! Bookmark not defined
2.3. Thực nghiệm .................................................. Error! Bookmark not defined.
2.3.1. Dụng cụ và hóa chất .................................... Error! Bookmark not defined.
2.3.1.1. Dụng cụ ................................................ Error! Bookmark not defined.
2.3.1.2. Hóa chất ............................................... Error! Bookmark not defined.
2.3.2. Chuẩn bị các dung dịch hỗn hợp chuẩn và mẫu chuẩnError! Bookmark not defined.
2.3.3. Phân tích mẫu thực tế .................................. Error! Bookmark not defined.
2.3.4. Tính rủi ro và ngƣỡng gây ung thƣ ............. Error! Bookmark not defined.
CHƢƠNG 3 .............................................................. Error! Bookmark not defined.

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .................................. Error! Bookmark not defined.
3.1. Xác định điều kiện phân tích các chất nghiên cứu bằng phƣơng pháp
sắc ký khí ............................................................... Error! Bookmark not defined.
3.2. Kết quả xác định nồng độ các cơ clo mạch ngắn trong các mẫu nƣớc
mặt trên địa bàn khu vực nghiên cứu. ................... Error! Bookmark not defined.
3.2.1. Xây dựng đƣờng ngoại chuẩn ................. Error! Bookmark not defined.
3.2.2. Xác định nồng độ các cơ clo mạch ngắn trong các mẫu nƣớc mặt tại
quận Thanh Xuân .............................................. Error! Bookmark not defined.
3.2.3. Xác định nồng độ các cơ clo mạch ngắn trong các mẫu nƣớc mặt tại
quận Đống Đa ................................................... Error! Bookmark not defined.
3.2.4. Xác định nồng độ các cơ clo mạch ngắn trong các mẫu nƣớc sông
Tô Lịch .............................................................. Error! Bookmark not defined.
3.3. Kết quả tính tốn và cảnh báo rủi ro gây ung thƣ gây ra bởi Diclometan,
Triclometan và 1,2-Dicloetan................................ Error! Bookmark not defined.
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ ........................... Error! Bookmark not defined.
TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................11
PHỤ LỤC 1 ............................................................... Error! Bookmark not defined.
PHỤ LỤC 2 ............................................................... Error! Bookmark not defined.



MỞ ĐẦU
Nhƣ chúng ta đã biết, ở Việt Nam hiện nay nƣớc thải đô thị, bao gồm nƣớc thải từ
các khu vực dân cƣ đô thị, từ các nhà máy, xí nghiệp sản xuất cơng, nơng nghiệp và dịch
vụ, từ các bệnh viện, trƣờng học, các khu vui chơi giải trí,... đƣợc thải ra và đổ vào các
ao, hồ, sơng ngòi,... Các thành phần chủ yếu trong trong nƣớc thải đô thị là các chất hữu
cơ dễ phân hủy, các chất hữu cơ bền vững, các chất rắn, các kim loại nặng, các chất vô
cơ, dầu mỡ, các vi sinh vật,...
Hà Nội, một thành phố có rất nhiều sơng, hồ. Việc sử dụng các con sông chảy
trong thành phố để chứa và dẫn nƣớc thải đã làm mất cảnh quan mơi trƣờng và làm ơ

nhiễm nguồn nƣớc. Việc phân tích xác định thành phần, hàm lƣợng các chất gây ô nhiễm
trong nƣớc của các con sông này đã đƣợc thực hiện. Tuy nhiên, việc phân tích xác định
các dung mơi hữu cơ chứa clo trong nƣớc của các con sông này chƣa đƣợc quan tâm
đúng mức. Trong đó có các chất cơ clo dễ bay hơi

nhƣ: Diclometan (CH2Cl2);

Triclometan (CHCl3); Tricloetylen (C2HCl3); Tetracloetylen (C2Cl4),… Sự có mặt của
các chất này trong môi trƣờng nƣớc sẽ gây ảnh hƣởng nghiêm trọng tới các động vật thủy
sinh và ảnh hƣởng tới sức khỏe con ngƣời.
Nguồn phát sinh các hợp chất cơ clo mạch ngắn trong nƣớc sinh hoạt chủ yếu do
quá trình khử trùng nƣớc bằng clo - công đoạn không thể thiếu trong các nhà máy nƣớc ở
Việt Nam, trong khi đó nƣớc mặt ở Việt Nam thƣờng tiếp nhận nƣớc thải sinh hoạt từ các
khu vực khách sạn, nhà hàng, cơ sở giặt khô, là hơi,...; một số nơi nƣớc mặt cịn bị tiếp
nhận từ nguồn nƣớc thải cơng nghiệp nhƣ sản xuất sơn, sản xuất ô tô,... Các hợp chất cơ
clom mạch ngắn là các chất dễ bay hơi, nên chúng thốt ra khỏi bề mặt nƣớc làm ơ nhiễm
mơi trƣờng khơng khí. Từ đó, chúng có thể dễ dàng hấp thụ vào cơ thể con ngƣời qua hệ
hô hấp. Các chất cơ clo mạch ngắn thâm nhập vào cơ thể ngƣời gây ảnh hƣởng đến hệ
thống thần kinh, hệ tuần hoàn, gan, thận và nguy hiểm nhất là khả năng gây ung thƣ. Tuy
nhiên, cho đến nay chƣa có nhiều nghiên cứu về việc xác định và đánh giá ảnh hƣởng của
các hợp chất cơ clo mạch ngắn trong nƣớc mặt tới sức khỏe cộng đồng. Xuất phát từ u
cầu thực tế đó, chúng tơi đã lựa chọn và thực hiện đề tài “NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG


PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ Ơ NHIỄM CÁC HỢP
CHẤT CƠ CLO MẠCH NGẮN TRONG NƯỚC MẶT TRÊN ĐỊA BÀN MỘT SỐ
QUẬN THUỘC THÀNH PHỐ HÀ NỘI”.
Nội dung nghiên cứu của đề tài:
-

Hoàn thiện phƣơng pháp tách chiết một số hợp chất cơ clo mạch ngắn dễ bay hơi
trong nƣớc mặt bằng kỹ thuật không gian hơi phù hợp để phân tích trên hệ thống
sắc ký khí detectơ cộng kết điện tử.

-

Áp dụng quy trình xây dựng trên để xác định nồng độ diclometan, triclometan,
1,2-Dicloetan có trong các mẫu nƣớc mặt lấy tại các sông, hồ ở một số quận nội
thành Hà Nội.

-

Từ kết quả phân tích xác định mức độ ơ nhiễm và tính tốn đánh giá rủi ro ung
thƣ gây ra bởi các hợp chất cơ clo mạch ngắn đối với con ngƣời trong vùng nghiên
cứu.
Mục tiêu nghiên cứu của đề tài này gồm:

-

Đƣa ra đƣợc quy trình phân tích các hợp chất cơ clo mạch ngắn trong nƣớc mặt

-

Xác định đƣợc nồng độ các chất nghiên cứu trong nƣớc mặt tại các sông hồ trên
địa bàn một số quận thuộc thành phố Hà nội.

-

Tính toán đƣợc rủi ro ung thƣ gây ra bởi các chất nghiên cứu từ kết quả phân tích
các mẫu nƣớc mặt đã lấy đƣợc.

TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
1. Dƣơng Hồng Anh (2003), Phân tích đánh giá một số chất ơ nhiễm hữu cơ trong nước
ngầm cung cấp cho các nhà máy nước tại khu vực Hà Nội và khả năng hình thành
những sản phẩm phụ có độc tính cao trong nước máy do quá trình khử trùng bằng
clo, Luận án tiến sĩ Hoá học, Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG Hà Nội.


2. Nguyễn Xuân Cƣờng (2005), Nghiên cứu sử dụng phương pháp vi chiết pha lỏng kết
hợp với sắc ký khí – detectơ cộng kết điện tử xác định hàm lượng tetracloetylen trong
môi trường nước, Luận văn thạc sỹ khoa học, Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên,
ĐHQG Hà Nội.
3. Nguyễn Mai Dung (2008), Nghiên cứu xác định hợp chất clo bay hơi trong khơng khí
bằng phương pháp vi chiết pha rắn kim rỗng kết hợp với sắc ký khí (GC-ECD), Luận
văn thạc sỹ khoa học, Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG Hà Nội.
4. Đặng Văn Đoàn (2009), Xác định hàm lượng các hợp chất cơ clo dễ bay hơi trong
nước của hệ thống sông thuộc khu vực nội thành Thành phố Hà Nội (Khảo sát sông
Sét, sông Lừ, sông Kim Ngưu), Luận văn thạc sỹ khoa học, Trƣờng Đại học Khoa học
Tự nhiên, ĐHQG Hà Nội.
5. Vũ Thị Quỳnh Hoa (2004), Nghiên cứu xây dựng phương pháp xác định
tetracloetylen trong môi trường nước, Luận văn thạc sỹ khoa học, Trƣờng Đại học
Khoa học Tự nhiên, ĐHQG Hà Nội.
6. Nguyễn Đức Huệ (2005), Các phương pháp phân tích hữu cơ, NXB Đại học Quốc
gia Hà Nội.
7. Nguyễn Đức Huệ (2006), Độc học mơi trường, Giáo trình chun đề, ĐHQG Hà Nội.
8. Ngô Thị Minh Tân (2012), Đánh giá ô nhiễm các chất cơ clo mạch ngắn trong nước
cấp sinh hoạt tại một số vùng thuộc nội thành Hà Nội, Luận văn thạc sỹ khoa học,
Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG Hà Nội.
9. Quy chuẩn Việt Nam QCVN 01: 2009/QCVN, Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất

lượng nước ăn uống.
10. Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5945 : 1995, Nước thải công nghiệp – Tiêu chuẩn thải.
11. Phạm Hùng Việt (2005), Sắc ký khí cơ sở lý thuyết và khả năng ứng dụng, NXB Đại
học Quốc gia Hà Nội.
Tiếng Anh


12. Hiromi Mori (2003), Oversea Environmental Cooperation Center, Japan, Technology
Transfer manual of industrial wastewater treatment, pp.35-42.
13. K. Sakai, D. Norback, Y. Mi, E. Shibata, M. Kamijima, T. Yamada, Y. Takeuchi
(2004), A comparison of indoor air pollutants in Japan and Sweden: Fomaldehyde,
Nitrogen dioxide, and chlorinated volatile organic compounds, Environment
research, 94, pp.75 - 85.
14. Office of Environmental Health Hazard Assessment, California Environmental
Protection Agency (2009), OEHHA Cancer Potency Values, The Air Toxics Hot
Spots Program Risk Assessment Guidelines.
15. Paul Buijs, Carmen Toader (2007), Proposed system of surface water quality
standards water quality standards for Moldova, Technical Report, pp.36-44.
16. Public health service agency for toxic substances and disease registry (2011),
Toxicological profile for 1, 2-dichloroethane, U.S. department of health and human
services.
17. Taiwan Association for Aerosol Research (2011), Estimating Cancer Risk Increment
from Air Pollutant Exposure for Sewer Workers Working in an Industrial City.
18. The United State Environmental Protection Agency (2002), Ground water and
drinking water.
19. United State Environmental Protection Agency (1991), Guidelines for Developmental
Toxicity Risk Assessment.