đánh giá ô nhiễm pahs bằng gc ms

BỘ MÔN HÓA PHÂN TÍCH

ĐÁNH GIÁ SỰ Ô NHIỄM CÁC HỢP CHẤT PAHS
TRONG KHÔNG KHÍ TẠI NƠI RẢI NHỰA ĐƯỜNG

1


NỘI DUNG

1.

Đối tượng nghiên cứu

2.

Nội dung nghiên cứu

3.

Kết quả và thảo luận

4.

Kết luận

2


Ô nhiễm từ việc làm đường

3


16 PAHs ô nhiễm ưu tiên


Các phương pháp phân tích

• Sắc Ký Lỏng Hiệu Năng Cao (HPLC)
Detector : Huỳnh quanh
Detector : UV
• Sắc Ký Khí (GC)
Detector :FID
Detector : MS

Xác định các PAHs trong không khí bằng GC-MS
5


Nội dung nghiên cứu

Lựa chọn điều kiện phân tích đồng thời 16 hợp chất PAHs bằng GC/MS

Các phương pháp phân tích: đường chuẩn, LOD&LOQ, độ lặp lại, hiệu suất thu hồi

Quy trình xử lý mẫu

Áp dụng phân tích mẫu thực tế

Đánh giá rủi ro phơi nhiễm

6


Phương pháp lấy mẫu
Thiết bị: Filter nối với Cartridge chứa XAD-2. Hút không khí bởi bơm hút với tốc độ 2.1 L/phút trong 4 h.
mẫu được lấy ở cả pha khí và pha bụi:

• Pha khí: hấp thụ vào cartridge chứa XAD-2
• Pha bụi: hấp thụ vào filter


Điều kiện của thiết bị GC/MS
Sắc kí khí
Cột tách

SH-Rxi-5Sil MS (30 m x 0,25 mm; 0,25 μm) (Shidmazu)

Chế độ bơm

Không chia dòng

Thể
Thể tích
tích bơm
bơm

1

Thời
Thời gian

gian bơm
bơm

1
1 phút
phút

Nhiệt độ injector
Nhiệt độ injector

0
300 0C
300 C

Khí mang
Khí mang
Chương trình nhiệt độ của lò
Chương trình nhiệt độ của lò

cột
cột

Heli, độ tinh khiết 99,999%
Heli, độ tinh khiết 99,999%
o
o
o
50oC (giữ trong 2 phút), tăng lên 10oC/ phút lên 300oC
50 C (giữ trong 2 phút), tăng lên 10 C/ phút lên 300 C
(giữ trong 10 phút). Tổng thời gian phân tích là 37.5 phút.

(giữ trong 10 phút). Tổng thời gian phân tích là 37.5 phút.
Khối phổ
Khối phổ

Nhiệt độ tứ cực
Nhiệt độ tứ cực

º
230ºC
230 C
º
300 C
º
300 C
º
150 C
º
150 C

Thời gian cắt dung môi
Thời gian cắt dung môi
Chế độ

5.4 phút
5.4 phút
SIM

Chế độ

SIM

Nhiệt độ nguồn ion
Nhiệt độ nguồn ion
Nhiệt độ interface
Nhiệt độ interface

8


Kết quả và Thảo Luận
1. Napthanlene
2. Acenaphthylen
3. Acenapthlene
4. Fluorene
5. Phenanthrene
6. Anthracene
7. Fluoranthene
8. Pyrene

2

3

9. Benz(a)anthracene
10. Chrysene
11. Benz(b)fluoranthene
12. Benzo(k)fluoranthene
13. Benzo(a)pyrene
14. Indeno(1,2,3-cd)pyrene
15. Dibenz(a,h)anthracene

16. Benzo(ghi)perylene

1

12

4

15

7
5

6

11
8

9

10

13
14

16

Chạy chế độ scan xác định thời gian lưu với dung dịch chuẩn nồng độ 50-1000 ng/mL

9

Thời gian lưu và mảnh m/z quan sát
Chất phân tích

Thời gian lưu (phút)

Mảnh m/z

Chất phân tích

Mảnh phổ chính

Mảnh phổ phụ

Thời gian lưu

Mảnh m/z

Mảnh phổ chính

Mảnh phổ phụ

Nap

7,802

128

129, 127

BaA

19,406

228

226, 229

Acy

11,157

153

154, 152

Chy

19,508

228

226, 229

Ace

11,501

152

153, 151

BeA

22,617

252

250, 253

Flu

12,46

166

165, 167

BbkF

22,699

252

250, 253

Phe

14,137

178

176, 179

BaP

23,603

252

250, 253

Ant

14,224

178

176, 179

IDP

27,076

276

277, 274

Fluh

16,163

202

200, 203

DB1P

27,217

278

279, 276
10

Pyr

16,577

202

200, 203

BgP

27,834

276

277, 138


Phương trình đường chuẩn, IDL, IQL
Chất phân tích

Napthalene

Acenaphthylene

Acenaphthelene

Fluorene

Phenanthrene

Anthracene

Fluoranthene

Pyrene

Đường chuẩn

Y = 0.443X - 0.132

Y = 0.420X - 0.611

Y = 0.264X - 1.046

Y = 0.270X - 2.151e-002

Y = 0.359X - 6.634e-003

Y = 0.354X - 5.407e-002

Y = 0.358X - 5.784e-002

Y = 0.373X - 1.557e-002

R

2

IDL (ng/mL)

IQL (ng/mL)

R (Xtb/LOD)

1.44

4.79

8.09

5.95

19.81

7.85

3.81

12.7

7.06

1.46

4.85

7.80

0.48

1.59

9.3

0.21

0.71

9.02

0.55

1.81

5.70

0.9996

0.9996

0.9978

0.9995

0.9994

0.9993

0.9995

0.9996
11

0.71

2.37

7.79


Phương trình đường chuẩn, IDL, IQL, MDL,MQL
Chất phân tích
Benz(a)anthracene

Chrysene

Benz(b)fluoranthene

Benzo(K)fluoranthene

Benzo(a)pyrene

Indeno(1,2,3-cd)pyrene

Dibenz(a,h)anthracene

Benzo(ghi)pyrylene

Đường chuẩn
Y = 0.360X - 8.176e-002

Y =0.361X-6.603e-002

Y =0.402X-0.270

Y = 0.434X-0.133

Y = 0.330X-0.146

Y = 0.597X - 0.474

Y = 0.317X - 0.503

Y = 0.697X - 0.748

R

2

IDL (ng/mL)

IQL (ng/mL)

R (Xtb/LOD)

1.25

4.17

5.95

0.63

2.1

9.01

1.76

5.86

9.28

0.58

1.9

7.50

1.32

4.40

6.64

1.33

4.42

9.6

1.56

5.2

6.4

1.08

3.60

7.43

0.9989

0.9991

0.9989

0.9992

0.9983

0.9981

0.9973

0.9985

Phương trình có độ tuyến tính cao, IDL thấp 0.21-5.95 ng/mL

12


Khảo sát điều kiện tối ưu của phương pháp-làm sạch vật liệu XAD-2
Chất phân tích

Trước làm sạch

Sau làm sạch

Chất phân tích

Trước làm sạch

Sau làm sạch

Naphtalene

152

ND

Benz(a)anthracene

ND

ND

Acenaphthylene

8.93

ND

Chrysene

ND

ND

Acenapthlene

ND

ND

Benz(b)fluoranthene

4.62

ND

Fluorene

2.52

ND

Benzo(k)fluoranthene

ND

ND

Phenanthrene

3.09

ND

Benzo(a)pyrene

ND

ND

Anthracene

3.93

ND

Indeno(1,2,3-cd)pyrene

4.74

ND

Fluoranthene

ND

ND

Dibenz(a,h)anthracene

ND

ND

Pyrene

ND

ND

Benzo(ghi)perylene

6.72

ND

XAD-2 đã được làm sạch và sẵn sàng để sử dụng


Khảo sát điều kiện tối ưu của phương pháp-làm sạch vật liệu Filter
Chất phân tích

Trước làm sạch

Sau làm sạch

Chất phân tích

Trước làm sạch

Sau làm sạch

Naphtalene

17.89

ND

Benz(a)anthracene

18.76

ND

Acenaphthylene

ND

ND

Chrysene

16.46

ND

Acenapthlene

ND

ND

Benz(b)fluoranthene

177.08

ND

Fluorene

ND

ND

Benzo(k)fluoranthene

56.98

ND

Phenanthrene

1.89

ND

Benzo(a)pyrene

34.9

ND

Anthracene

2.03

ND

Indeno(1,2,3-cd)pyrene

139.01

ND

Fluoranthene

ND

ND

Dibenz(a,h)anthracene

60.4

ND

Pyrene

17.89

ND

Benzo(ghi)perylene

155.2

ND

Filter đã được làm sạch và sẵn sàng để sử dụng


Khảo sát điều kiện tối ưu của phương pháp-lựa chọn dung môi rửa giải qua cột SPE
1.4
1.2
1
0.8

dung môi
cyclohexan

0.6
0.4

dung môi
điclometan

0.2
0

Kết quả khảo sát hiệu suất thu hồi khi sử dụng dung môi cyclohexane và điclometan

Dung môi Điclometan phù hợp để sử dụng hơn cyclohexane.


Giới hạn phát hiện, định lượng của phương pháp
Chất phân tích

MDL (ng/mL)

MQL (ng/mL)

Chất phân tích

MDL (ng/mL)

MQL (ng/mL)

Napthalene

11.45

36.45

Benz(a)anthracene

1.02

3.25

Acenaphthylene

9.50

30.26

Chrysene

1.27

4.05

Acenaphthelene

2.52

8.03

Benz(b)fluoranthene

1.98

6.31

Fluorene

3.84

12.23

Benzo(K)fluoranthene

0.80

2.53

Phenanthrene

0.69

2.21

Benzo(a)pyrene

0.75

2.38

Anthracene

0.38

1.21

Indeno(1,2,3-cd)pyrene

1.08

3.45

Fluoranthene

2.06

6.55

Dibenz(a,h)anthracene

2.45

7.81

Pyrene

1.58

5.04

Benzo(ghi)pyrylene

0.64

2.05

Giới hạn phát hiện của phương pháp khá thấp, trong khoảng 0.38-11.45ng/mL

16


Đánh giá độ chính xác của phương pháp- Hiệu suất thu hồi

Hiệu suất thu hồi
1.2

1

0.8

0.6

hiệu suất thu hồi

0.4

0.2

0

Hiệu suất thu hồi từ 71.6-105%, phù hợp tiêu chuẩn AOAC từ 70-120 %
17


Đánh giá độ chính xác của phương pháp-Độ lặp lại
Chất phân tích

SD

RSD

Chất phân tích

SD

RSD

Naphtalene

1.11

1%

Benz(a)anthracene

0.78

4%

Acenaphthylene

3.37

1%

Chrysene

0.82

4%

Acenapthlene

0.30

0%

Benz(b)fluoranthene

1.56

4%

Fluorene

1.02

2%

Benzo(k)fluoranthene

0.93

4%

Phenanthrene

0.94

4%

Benzo(a)pyrene

0.71

4%

Anthracene

0.61

3%

Indeno(1,2,3-cd)pyrene

0.87

4%

Fluoranthene

2.17

5%

Dibenz(a,h)anthracene

1.84

5%

Pyrene

1.02

5%

Benzo(ghi)perylene

0.66

2%

RSD <5%, Độ lặp lại tốt, phương pháp có độ chính xác cao


Thông tin mẫu

Mẫu được thu tại 3 địa điểm tại Hà Nội:

• Phạm Văn Đồng 1: đối diện Đại học Ngoại ngữ sau 36h rải nhựa đường
• Phạm Văn Đồng 2: trước Đại học Ngoại ngữ sau 36 h rải nhựa đường
• Đường Cầu Giấy sau 10 h rải nhựa đường


Kết quả phân tích các mẫu
450
400
350
300

Phạm Văn Đồng
1
Phạm Văn Đồng
2

700
600
500
400

300
200
100
0

250
200
150
100
50
0

3
Hàm lượng PAHs trung bình tại 3 địa điểm nghiên cứu (ng/m )
20


Rủi ro phơi nhiễm

•

Rủi ro phơi nhiễm được tính theo công thức[1,6]:
 

• Tổng nguy cơ ung thư = ILCRinhal + ILCRdermal
Trong đó, ILCR là sự gia tăng về rủi ro ung thư theo thời gian tiếp xúc
CS (cancer risk) là khả năng ung thư
ILCR<10-6: an toàn
ILCR trong khoảng 10-6-10-4: có nguy cơ ung thư
ILCR>10-4: có nguy cơ cao

21


Rủi ro phơi nhiễm
 

Tổng BaPeq được chuyển đổi (CS)

Người lớn

ILCRinhal

24.49

2.41x10

ILCRdermal

24.49

3.25x10

Tổng nguy cơ ung thư(CR)

 

3.25x10

-9

-5

-5

Trẻ em

8.88x10

-10

3.08x10

3.08x10

-5

-5

Phơi nhiễm qua đường hít thở là không đáng kể, chủ yếu tiếp xúc qua da
Kết quả nằm ở mức có khả năng phơi nhiễm ung thư
22


Rủi ro phơi nhiễm
So sánh với một số nghiên cứu khác trên thế giới:
Giá trị rủi ro phơi nhiễm
ILCRinhal

ILCRdermal

Việt nam

Trung Quốc[6]

Ấn Độ[1]

Trẻ em

-10
8.88x10

-10
1.44x10

-10
1.2x10

Người lớn

-9
2.41x10

-10
4.48x10

-10
4.3x10

Trẻ em

-5
3.08x10

-6
2.54x10

-6
7.9x10

-5

-6
2.82x10

-6
9.9x10

-5
3.08x10

-6
2.54x10

-5
1.4x10

-5

-6

2.54x10

-5
1.5x10

Người lớn
Cancer risk

Trẻ em
Người lớn

3.25x10

3.25x10

Các giá trị rủi ro phơi nhiễm của chúng tôi tương đương với Ấn Độ, gấp 10 lần so với Trung Quốc


Tài liệu tham khảo
1.

Manash Gope, “Reginald Ebhin Masto, Joshy George, Srinivasan Balachandran, Exposure and cancer risk assessment of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in the street dust of Asansol city,
India”, Sustainable Cities and Society, Vol.38 (2018) 616–626.

2.

Neeri, 2006. “Ambient air quality status for ten cities of India”, National Environmental Engineering Research Institude, Nagpur.

3.

Sandro Froehner, Marcell Maceno, Karina Scurupa Machado and Marianne Grube, “Health risk assessment of inhabitants exposed to PAHs particulate matter in air”, Journal of Environmental
Science and Health, Part A (2011), Vol.46, 817–823.

4.

Sheu HL, Lee WJ, Lin SJ, Fang G-C, Chang HC, You WC (1997) “Particle bound PAH content in ambient air”, Environ Pollut, Vol.96:369–82.

5.

Vyskocil A, Fiala Z, Chénier V, Krajak V, Ettlerova E, Bukac J, Viau C, “Emminger S (2000) Assessment of multipathway exposure of small children to PAH”, Environ Toxicol Pharm 8:111–118

6.

Yufeng Jiang, Xuefei Hu, Uwamungu J. Yves, Huiying Zhan, Yingqin Wu, “Status, source and health risk assessment of polycyclic aromatic hydrocarbons in street dust of an industrial city, NW
China”, Ecotoxicology and Environmental Safety 106 (2014) 11–18