Nghiên cứu xác định hàm lượng một số hợp chất clobenzen từ các nguồn phát thải không chủ định tại các khu công nghiệp thái nguyên

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC

VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
------- *** -------

Nguyễn Thị Thu Thúy

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG MỘT SỐ
HỢP CHẤT CLOBENZEN TỪ NGUỒN PHÁT THẢI
KHÔNG CHỦ ĐỊNH TẠI CÁC KHU CÔNG NGHIỆP TRÊN
ĐỊA BÀN TỈNH THÁI NGUYÊN.

LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC

Hà Nội, 2019


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC

VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
------- *** -------

------- *** -------

Nguyễn Thị Thu Thúy

guyễnTh ị
ThuThúy
NGHIÊN
CỨU
XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG
MỘT SỐ HỢP CHẤT CLOBENZEN TỪ NGUỒN PHÁT
THẢI KHÔNG CHỦ ĐỊNH TẠI CÁC KHU CÔNG NGHIỆP
TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH THÁI NGUYÊN
NGHIÊN CỨU, PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ Ô
ngành: Hóa học phân tích
PENTACHLOROBENZEN

NHIỄMChuyênỦA
Mã số:

VÀ

9.44.01.18

HEXACHLOROBENZEN TỪ CÁC NGUỒN PHÁT THẢI
TẠI KHU CÔNG NGHIỆP THÁI NGUYÊN
LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC
Chuyên ngành:

Mã số:

Hóa học phân tích
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

9.44.01.18

1. PGS.TS. Từ Bình Minh
2. PGS.TS. Nguyễn Thị Huệ

DỰ THẢO LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1 . PGS.TS. Từ Bình Minh
2. PGS.TS. Nguyễn Thị Huệ
Hà Nội. 2019


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu được thực hiện bởi chính nghiên
cứu sinh trong khoảng thời gian học tập. Các số liệu, kết quả nghiên cứu trong luận án
đều đảm bảo tính trung thực, khoa học và chưa được công bố trong bất kỳ công trình
khoa học nào bởi một tác giả khác không thuộc nhóm nghiên cứu. Mọi số liệu kế thừa
trong luận án đều được sự đồng thuận của tác giả và có nguồn gốc rõ ràng.

Nghiên cứu sinh

Nguyễn Thị Thu Thúy

LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, tác giả xin trân trọng gửi lời cảm ơn đến viện trưởng, các thầy cô
giáo Viện Hóa Học, Viện Công nghệ môi trường – Viện Hàn lâm khoa học và Công
nghệ Việt Nam đã tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho tác giả trong thời gian học
tập, nghiên cứu và hoàn thành luận án.
Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc, em xin gửi lời cảm ơn tới hai thầy cô
giáo hướng dẫn PGS.TS. Từ Bình Minh và PGS.TS. Nguyễn Thị Huệ. Trong suốt
thời gian học tập và nghiên cứu, các thầy cô đã là người giúp đỡ, cố vấn khoa học
và hướng dẫn tận tình trong việc giải quyết các vấn đề nghiên cứu. Bên cạnh đó,
thầy cô cũng luôn là người chia sẻ, động viên và ủng hộ, hỗ trợ em để em có thể
hoàn thành tốt nhất luận án của mình.
Để hoàn thành luận án này, tác giả đã nhận được rất nhiều sự giúp đỡ từ Ban
Lãnh đạo và các anh chị em đồng nghiệp tại phòng phân tích chất lượng môi trường.
Tác giả xin gửi lời cảm ơn đến Ban lãnh đạo phòng, phó trưởng phòng ThS. Phạm
Hải Long, ThS. Nguyễn Hoàng Tùng, ThS. Vũ Văn Tú đã tạo mọi điều kiện thuận
lợi để tác giả tiến hành thực nghiệm cho nghiên cứu của mình.
Cuối cùng, tác giả mong muốn nói lời cảm ơn nhất đến bố mẹ, chồng, các con
và anh chị em, những người thân trong gia đình đã chia sẻ động viên để tác giả hoàn
thành công việc học tập một cách tốt nhất.
Nghiên cứu sinh

Nguyễn Thị Thu Thúy


MỤC LỤC
DANH MỤC VIẾT TẮT
DANH MỤC BẢNG
DANH MỤC HÌNH
MỞ ĐẦU.............................................................................................................. 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU..............................4

1.1. TỔNG QUAN VỀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU.......................................... 4
1.1.1. Tổng quan về các hợp chất POPs................................................................4
1.1.2. Một số hóa chất trong danh sách cần loại trừ khỏi Công ước Stockholm....5
1.1.3. Giới thiệu về các hợp chất clobenzen..........................................................6
1.1.4. Độc tính của các clobenzen....................................................................... 10
1.2. SỰ HÌNH THÀNH HỢP CHẤT CLOBENZEN TỪ CÁC HOẠT ĐỘNG CÔNG

NGHIỆP.............................................................................................................. 13
1.2.1. Cơ chế hình thành các hợp chất clobenzen từ quá trình đốt cháy..............13
1.2.2. Sự hình thành các clobenzen từ lò đốt công nghiệp................................... 17
1.3. TỔNG QUAN PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU........................................ 19
1.3.1. Các phương pháp xử lý mẫu trong phân tích CBz..................................... 19
1.3.2. Phương pháp sắc kí khí và ứng dụng trong phân tích mẫu môi trường......26
1.4. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC......................... 28
1.4.1. Các nghiên cứu trên thế giới...................................................................... 28
1.4.2. Các nghiên cứu trong nước........................................................................ 32
1.5. TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU.................................................. 33
CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU........36
2.1. PHẠM VI VÀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU.............................................. 36
2.1.1. Chỉ tiêu phân tích...................................................................................... 36
2.1.2. Đối tượng phân tích................................................................................... 36
2.1.3. Phạm vi nghiên cứu................................................................................... 36
2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU................................................................ 37
2.2.1. Mục tiêu nghiên cứu.................................................................................. 37
2.2.2. Nội dung nghiên cứu................................................................................. 37
2.2.3. Phương pháp tổng quan tài liệu................................................................. 38
2.2.4. Phương pháp điều tra khảo sát................................................................... 38


2.2.5. Phương pháp thực nghiệm......................................................................... 38

2.3. HÓA CHẤT - THIẾT BỊ - DỤNG CỤ......................................................... 45
2.3.1. Hóa chất.................................................................................................... 45
2.3.2. Thiết bị...................................................................................................... 48
2.4. THỰC NGHIỆM.......................................................................................... 48
2.4.1. Phương pháp phân tích CBz trên thiết bị GC-ECD và GC-MS.................48
2.4.2. Nghiên cứu qui trình xử lí mẫu và xác nhận giá trị sử dụng của phương
pháp:.................................................................................................................... 51
2.4.3. Phân tích mẫu............................................................................................ 56
2.4.4. Phương pháp phân tích tỉ lệ đặc trưng đồng loại của hợp chất clobenzen. 59
2.4.5. Tính toán hệ số phát thải và lượng phát thải.............................................. 60
2.4.6. Đánh giá mức độ phơi nhiễm CBz trên cơ thể người qua con đường hấp thụ bụi

và tiếp xúc qua da................................................................................................ 61
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.................................................... 63
3.1. KHẢO SÁT CÁC ĐIỀU KIỆN TỐI ƯU TRONG QUÁ TRÌNH PHÂN TÍCH

ĐỒNG THỜI CBz TRÊN THIẾT BỊ SẮC KÍ KHÍ............................................. 63
3.1.1. Khảo sát các điều kiện tối ưu với dung dịch chuẩn CBz trên thiết bị GCECD.................................................................................................................... 63
3.1.2. Kết quả đánh giá độ ổn định của tín hiệu phân tích CBz trên thiết bị GCECD.................................................................................................................... 71
3.1.3. Xây dựng đường chuẩn các CBz trên thiết bị GC-ECD............................72
3.1.4. Phân tích CBz trên thiết bị GC/MS........................................................... 74
3.2. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CÁC ĐIỀU KIỆN XỬ LÝ MẪU......................80
3.2.1. Khảo sát các điều kiện tối ưu đến quá trình tách, chiết mẫu xác định CBz
trên thiết bị GC-ECD........................................................................................... 80
3.2.2. Khảo sát điều kiện tối ưu trong quá trình làm sạch mẫu............................ 84
3.3. KẾT QUẢ THẨM ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH........................... 89
3.3.1. Xác định giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng của phương pháp......89
3.3.2. Xác định độ chính xác của phương pháp................................................... 90
3.4. ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ Ô NHIỄM VÀ PHÁT THẢI CÁC HỢP CHẤT

CLOBENZEN TRONG MỘT SỐ HOẠT ĐỘNG CÔNG NGHIỆP...................92
3.4.1. Mức độ ô nhiễm và phát thải clobenzen trong các mẫu khí thải................93


3.4.2. Mức đô ô nhiễm và phát thải của các clobenzen trong mẫu thải rắn của các
lò sản xuất công nghiệp....................................................................................... 95
3.4.3. Mức đô ô nhiễm và phát thải của các clobenzen trong lò đốt rác thải.....101
3.4.4. Mức đô ô nhiễm và phát thải của các clobenzen trong mẫu rắn tại Thái
Nguyên so với các tỉnh khác thuộc miền Bắc Việt Nam....................................103
3.5. ĐẶC TRƯNG PHÂN BỐ CÁC ĐỒNG LOẠI CBz TRONG CHẤT THẢI CỦA

MỘT SỐ HOẠT ĐỘNG CÔNG NGHIỆP........................................................ 106
3.5.1. Đặc trưng phân bố các đồng loại của hợp chất clobenzen trong chất thải rắn
của ngành luyện kim và sản xuất gạch tuynel...................................................106
3.5.2. Đặc trưng phân bố các đồng loại của hợp chất clobenzen trong lò đốt rác thải

111
3.6. ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ PHÁT THẢI VÀ ĐÁNH GIÁ RỦI RO CỦA HỢP CHẤT

CLOBENZEN................................................................................................... 115
3.6.1. Đánh giá hệ số phát thải của các mẫu khí thải.........................................117
3.6.2. Đánh giá hệ số phát thải và lượng phát thải hàng năm của các mẫu rắn
thải.................................................................................................................... 119
3.7. ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ RỦI RO CỦA MỘT SỐ ĐỒNG LOẠI CBz TỪ CÁC
NGÀNH CÔNG NGHIỆP Ở THÁI NGUYÊN................................................. 123
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ......................................................................... 126
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN CỦA TÁC
GIẢ.................................................................................................................. 129
TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................. 130
PHỤ LỤC......................................................................................................... 141

DANH MỤC VIẾT TẮT
Viết tắt
AOAC

Giải thích - Tiếng Việt
Hiệp hội các nhà hóa phân tích

Giải thích - Tiếng Anh
Accociation of Official Analytical

CB209

chính thức
Decaclorobiphenyl

Chemists
Decachlorobiphenyl

CBz

Các hợp chất clobenzen

Chlorobenzens

DCB

diclobenzen

Dichlorobenzene

CV

Hệ số biến thiên

Coefficient of Variation

DWI

Lò đốt rác thải sinh hoạt

Domestic waste incinerator

DCM

Diclometan

Dichlorometane

DDD

DicloDiphenylDicloetan

Dichlorodiphenyldichloroethane

DDE

Diclordiphenyldicloretylen

Dichlorodiphenyldichloroethylene

DDT

Diclodiphenyltricloetan

Dichlorodiphenyltrichloroethane

ĐKĐBĐ

Độ không đảm bảo đo

Measurement uncertainty

ECD

Detector cộng kết điện tử

Electron Capture Detector

EPA

Cục Bảo vệ môi trường Mỹ

U.S. Environmental Protection

GC

Sắc ký khí

Agency
Gas Chromatography

HBB

Hexabrombiphenyl

Hexabromobiphenyl

HCB

Hexaclobenzen

Hexachlorobenzene

HCH

Hexacloxiclohecxan

HexachloroCycloHecxane

IARC

Cơ quan nghiên cứu về ung thư quốc International Agency for Research on

IF

tế
Lò đốt sản xuất công nghiệp

Cancer
Incinerator for Industrial production

IS

Chất nội chuẩn

Internal standard

IW

Lò đốt rác công nghiệp

Industrial waste incinerator

LC50

Nồng độ gây chết 50% động vật thí

Median Lethal Concentration

LD50

nghiệm
Liều lượng gây chết 50% động vật

Median Lethal Dose

LDCN

thí nghiệm
Lò đốt rác công nghiệp

Industrial waste incinerator

LDYT

Lò đốt rác y tế

Medical waste incinerator

LDSH

Lò đốt rác sinh hoạt

Household waste incinerator

LOD

Giới hạn phát hiện

Limit of detection


LOQ
LS

Giới hạn định lượng
Dung dịch chuẩn gốc

Limit of quantitation
Labeled Surrogate Stock Solution

MS

Phổ khối lượng

Mass Spectrometry

MDL

Giới hạn phát hiện của phương pháp

Method Detection Limit

MWI

Lò đốt rác thải y tế

Medical waste incinerator

NLĐV

Nguyên liệu đầu vào

Input materials

OCPs

Thuốc trừ sâu cơ clo

Organic Chlorinated Pesticide

PBDEs

Polybrom diphenyl ete

Polybrominated Diphenyl ethers

PCBs

Polyclo biphenyl

Polychlorinated biphenyls

PCDD

Polyclo dibenzo-p-dioxin

Polychlorinated dibenzo-para-dioxins

PCDF

Polyclo dibenzofuran

Polychlorinated dibenzofurans

PeCB

Pentaclobenzen

Pentacholorobenzene

POPs

Chất ô nhiễm hữu cơ

Persistent Organic Pollutants

TCB

khó phân hủy
Triclobenzen

Trichlorobenzene

TeCB

Tetraclobenzen

Tetrachlorobenzene

Chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy

Unintened Persistant organic

U-POPs

pollutants

QCVN

phát sinh không chủ định
Quy chuẩn kiểm tra Quốc gia Việt

RSD

Nam
Độ lệch chuẩn tương đối

Relative Standard Deviation

UNEP

Chương trình Môi trường

United Nations Environment

SD

Liên hiệp quốc
Độ lệch chuẩn

Programme
Standard Deviation

WHO

Tổ chức Y tế thế giới

World Health Organization

v/v

Tỉ lệ thể tích

Volumetric ratio

National technical regulation


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Phân loại CBz theo số nguyên tử clo trong phân tử............................... 6
Bảng 1.2. Công thức, tên gọi và kí hiệu của một số CBz......................................6
Bảng 1.3. Tính chất vật lý của một số CBz...........................................................7
Bảng 1.4. Kỹ thuật xử lý mẫu khí và mẫu rắn cho phân tích CBz.......................24
Bảng 1.5. Điều kiện tách các CBz bằng sắc kí khí.............................................. 27
Bảng 2.1. Thông tin về các mẫu thực tế Thái Nguyên......................................... 42
Bảng 2.2. Thông tin về các mẫu thực tế các tỉnh thuộc miền bắc Việt Nam........43
Bảng 2.3. Cách chuẩn bị và mục đích sử dụng của các dung dịch chuẩn CBz....46
Bảng 2.4. Chương trình khảo sát nhiệt độ trên thiết bị GC-ECD........................49
Bảng 2.5. Ký hiệu mẫu với các dung môi và tỷ lệ chiết......................................52
Bảng 2.6. Bố trí thí nghiệm xác nhận giá trị sử dụng của phương pháp..............54
Bảng 3.1. Thông số tổi ưu khi phân tích CBz trên thiết bị GC-ECD 2010..........69
Bảng 3.2. Thời gian lưu của các dung dịch chuẩn CBz trên thiết bị GC-ECD....70
Bảng 3.3. Độ lệch chuẩn tương đối của tín hiệu CBz trên thiết bị GC-ECD.......71
Bảng 3.4. Giá trị LOD và LOQ của CBz trên thiết bị GC-ECD..........................72
Bảng 3.5. Thông số tối ưu khi phân tích CBz trên thiết bị GC-MS.....................74
Bảng 3.6. Thông số các mảnh khối phổ và thời gian lưu của các CBz trên thiết bị
GC-MS................................................................................................................ 76

Bảng 3.7. Giá trị LOD và LOQ của CBz trên thiết bị GC-MS............................77
Bảng 3.8. Phương trình hồi quy tuyến tính của các clobenzen............................77
Bảng 3.9. Độ thu hồi của các CBz chiết bằng hệ dung môi Aceton: hecxan.......80
Bảng 3.10. Độ thu hồi của các CBz chiết bằng hệ dung môi diclometan:
hecxan................................................................................................................. 81
Bảng 3.11. Độ thu hồi của các CBz chiết bằng phương pháp soxhlet................. 82
Bảng 3.12. Khảo sát dung môi rửa giải trên cột chiết silicagel + than hoạt tính .. 85

Bảng 3.13. Giá trị MDL và MQL của các CBz nghiên cứu.................................90
Bảng 3.14. Độ thu hồi và độ lệch chuẩn tương đối của các Clobenzen...............90
Bảng 3.15. Kết quả ước lượng độ KĐBĐ của các CBz....................................... 91
Bảng 3.15. Tổng hợp các thông số xác nhận giá trị sử dụng của phương pháp...92
3

Bảng 3.16. Kết quả phân tích hàm lượng CBz trong mẫu khí thải (ng/Nm )......93
Bảng 3.17. Hàm lượng CBz tổng trong các mẫu rắn của lò sản xuất công nghiệp
............................................................................................................................ 96


Bảng 3.18. Hàm lượng CBz trong các mẫu rắn thải trong ngành luyện kim của một

số nghiên cứu khác.............................................................................................. 98
Bảng 3.19. Hàm lượng CBz trong các mẫu rắn của một số nghiên cứu khác....100
Bảng 3.20. Hàm lượng trung bình tổng CBz trong các mẫu rắn thải của lò đốt rác101

Bảng 3.21. Hàm lượng CBz trong lò đốt rác của một số nghiên cứu khác........102
Bảng 3.22. Hàm lượng trung bình tổng CBz trong các mẫu rắn thải của các tỉnh thuộc

miền bắc việt nam.............................................................................................. 104
Bảng 3.23. Nồng độ 7 đồng loại CBz trong các nhà máy sản xuất công nghiệp 107

Bảng 3.24. Nồng độ 7 đồng loại CBz trong các lò đốt rác thải tại Thái Nguyên
........................................................................................................................... 111
Bảng 3.25. Phần trăm phân bố theo hàm lượng của 7 đồng loại CBz trong các mẫu

thải rắn của các hoạt động công nghiệp tại các tỉnh thuộc Miền Bắc Việt Nam 113
Bảng 3.26. Hệ số phát thải của các CBz trong các nhà máy công nghiệp và lò đốt
rác...................................................................................................................... 116
Bảng 3.27. Hệ số phát thải CBz trong các hoạt động sản xuất công nghiệp ở một số

quốc gia............................................................................................................. 118
Bảng 3.28. Hệ số phát thải và lượng phát thải trung bình của CBz trong các ngành công

nghiệp ở Thái Nguyên và các tỉnh thuộc miền bắc Việt Nam............................121
Bảng 3.29. Giá trị hấp thụ hàng ngày qua con đường hô hấp và tiếp xúc da trực tiếp của

các đồng loại CBz.............................................................................................. 124


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Các con đường hình thành CBz........................................................... 16
Hình 1.2. Các bước thực hiện của phương pháp SPE.......................................... 23
Hình 2.1. Quy trình chiết mẫu khí thải cho phân tích các clobenzen...................51
o

Hình 3.1. Sắc đồ của các CBz ở nhiệt độ ban đầu 70 C trong chương trình nhiệt
độ lò cột............................................................................................................... 63
o

Hình 3.2. Sắc đồ của CBz ở nhiệt độ ban đầu 120 C trong chương trình nhiệt độ

lò cột................................................................................................................... 64
o

Hình 3.3. Sắc đồ của CBz ở nhiệt độ ban đầu 150 C trong chương trình nhiệt độ
lò cột................................................................................................................... 64
Hình 3.4. Sắc đồ của CBz của tốc độ gia nhiệt 5 °C/ phút trong chương trình nhiệt

độ lò cột............................................................................................................... 65
Hình 3.5. Sắc đồ của CBz của tốc độ gia nhiệt 10 °C/ phút trong chương trình
nhiệt độ lò cột...................................................................................................... 65
Hình 3.6. Sắc đồ của CBz của tốc độ gia nhiệt 20 °C/ phút trong chương trình nhiệt

độ lò cột............................................................................................................... 66
Hình 3.7. Sắc đồ các CBz trên thiết bị GC-ECD ở chế độ bơm không chia dòng
............................................................................................................................ 67
Hình 3.8. Sắc đồ các CBz trên thiết bị GC-ECD ở chế độ chia dòng tỉ lệ 1:5.....67
Hình 3.9. Sắc đồ của các CBz trên thiết bị GC-ECD ở chế độ chia dòng tỉ lệ 1 : 10 .. 68
Hình 3.10. Sắc đồ của các CBz trên thiết bị GC-ECD ở chế độ chia dòng tỉ lệ 1 : 20. 68

Hình 3.11. Sắc đồ 7 chỉ tiêu CBz và chất chuẩn đồng hành, chất nội chuẩn.......70
Hình 3.12. Đường chuẩn các hợp chất clobenzen trên thiết bị GC – ECD..........74
Hình 3.13. Sắc đồ ở chế độ đo quét (scan) của các CBz và chất nội chuẩn.........75
Hình 3.14. Sắc đồ của các CBz và chất nội chuẩn ở chế độ độ quan sát chọn lọc ion

(SIM)................................................................................................................... 75
Hình 3.15. Mẫu tro bay nhà máy luyện thép Thái Nguyên đo trên hai thiết bị sắc kí

khí....................................................................................................................... 78
Hình 3.16. Kết quả phân tích mẫu Tro đáy của lò đốt rác thải đô thị Tân Cương đo trên

hai thiết bị sắc kí khí........................................................................................... 79
Hình 3.17. Kết quả độ thu hồi trung bình CBz của phương pháp chiết lỏng - rắn
............................................................................................................................ 81
Hình 3.18. Kết quả so sánh phương pháp chiết lỏng – rắn và chiết soxhlet với dung môi


axeton: hecxan (1/1 v/v)...................................................................................... 83


Hình 3.19. So sánh giữa hai cột chiết silicgel + than hoạt tính và florisil............86
Hình 3.20. Sắc đồ mẫu thực tế tro bay của lò đốt rác Hải Dương được làm sạch trên cột

silicagel + than hoạt tính 10% và cột florisil....................................................... 87
Hình 3.21. Quy trình phân tích các CBz trong mẫu rắn....................................... 88
Hình 3.22. Quy trình phân tích các CBz trong mẫu khí....................................... 89
Hình 3.23. Kết quả các CBz trong các mẫu khí của nghiên cứu này so với các Quốc Gia

khác..................................................................................................................... 95
Hình 3.24. Nồng độ CBz trong các nhà máy luyện kim...................................... 97
Hình 3.25. Nồng độ CBz trong các nhà máy sản xuất vật liệu xây dựng.............99
Hình 3.26. So sánh hàm lượng tổng CBz trong lò đốt rác thải rắn của các Quốc gia khác

nhau................................................................................................................... 103
Hình 3.27. Hàm lượng CBz trong các mẫu thải rắn của các tỉnh thuộc miền Bắc Việt

Nam................................................................................................................... 105
Hình 3.28. Phần trăm phân bố các đồng loại của CBz trong ngành luyện kim. .108
Hình 3.29. Phần trăm phân bố các đồng loại của CBz trong ngành sản xuất gạch
........................................................................................................................... 110
Hình 3.30. Phần trăm phân bố các đồng loại của CBz trong các lò đốt rác.......112

Hình 3.31. Phần trăm phân bố các đồng loại của CBz của Thái Nguyên so với các các

tỉnh thuộc miền Bắc Việt Nam và Trung Quốc.................................................. 114
Hình 3.32. Hệ số phát thải và lượng phát thải hàng năm của tổng CBz trong các mẫu

khí ở Thái Nguyên............................................................................................. 117
Hình 3.33. Hệ số phát thải từng đồng loại CBz trong một số hoạt động công nghiệp tại

Thái Nguyên...................................................................................................... 120
Hình 3.34. So sánh hệ số phát thải và lượng phát thải của tổng CBz trong các mẫu rắn

ở Thái Nguyên và các tỉnh thuộc miền Bắc Việt Nam....................................... 122
Hình 3.35. Giá trị hấp thụ hàng ngày qua con đường hô hấp và tiếp xúc da trực tiếp của

các đồng loại CBz.............................................................................................. 125


1


MỞ ĐẦU
Nghiên cứu sự ô nhiễm của các hợp chất hữu cơ khó phân hủy (POPs) đã và
đang nhận được sự quan tâm của rất nhiều nhà khoa học trên thế giới. Các hợp chất
POPs là các chất hữu cơ khá bền vững trong môi trường, khó bị phân hủy hóa học,
sinh học và quang học. Các chất này có độc tính cao đồng thời có khả năng phân bố
sinh học trong chuỗi thức ăn dẫn đến sự tác động lớn đến hệ sinh thái và sức khỏe
con người. Hầu hết các hợp chất POPs đều là những chất có độ tan thấp trong môi
trường nước. Tuy nhiên, do khả năng phân bố vào các hạt lơ lửng trong nước, phân
bố trong trầm tích và trong chuỗi thức ăn, mà các chất POPs có thể lan truyền trên
diện rộng từ nguồn phát sinh vào nguồn nước mặt và theo dòng chảy đổ ra biển. Các

hợp chất POPs có thể xâm nhập vào cơ thể con người thông qua đường ăn uống, sự
cố trong lao động và qua môi trường sống.
Ngày nay, một số POPs được xác định là sản phẩm phụ, được phát sinh không
chủ định từ quá trình sản xuất, trong một số quá trình đốt ở nhiệt độ thấp như đốt chất
thải, sản xuất vật liệu xây dựng, luyện kim, sản xuất giấy, nhiệt điện,… được gọi là các
U-POPs [1, 2], trong đó có một số hợp chất thuộc nhóm clobenzen (CBz). Các hợp chất
CBz là một nhóm các hợp chất hữu cơ clo, bao gồm 12 đồng loại, được sản xuất và sử
dụng rộng rãi từ những năm 1990 trong các ngành công nghiệp sản xuất thuốc nhuộm,
chất tẩy rửa, các chất phụ gia và chất lỏng điện môi và thuốc trừ sâu, diệt cỏ, chất trung
gian hóa học và dung môi công nghiệp [3, 4]. Các CBz có đặc điểm chung là dễ bay
hơi nên chúng có thể phát tán từ nguồn phát thải ra môi trường tiếp nhận (môi trường
không khí, bụi, đất, nước, trầm tích, sinh vật, con người). Các CBz đã được chứng
minh là có ảnh hưởng xấu đến các chức năng nội tiết trong cơ thể con người và động
vật, liên quan tới một loạt các vấn đề về sức khỏe như gây ra kích ứng với mắt, đường
hô hấp, kích ứng da, rối loạn huyết học bao gồm thiếu máu và bạch cầu, tổn thương
gan, nội tiết ở người, đồng thời gây dị tật hệ sinh sản, bệnh ung thư. Đối tượng nghiên
cứu của luận án là 7 đồng loại clobenzen bao gồm diclobenzen (1,2; 1,3 - DCB);
triclobenzen (1,2,4-TCB); tetraclobenzen (1,2,3,4; 1,2,4,5TeCB); pentaclobenzen (PeCB) và hexaclobezen (HCB). Luận án lựa chọn các đồng
loại này, căn cứ theo mức độ phổ biến của chúng trong các đối tượng môi trường và
o

khả năng hình thành theo cơ chế de novo từ các hạt cacbon ở nhiệt độ 250-400 C

hoặc khử clo ở nhiệt độ cao [5,6,7,8]. Đặc biệt là các đối tượng thải từ các lò sản
xuất 1


công nghiệp và đốt rác, trong đó hai đồng loại pentaclobenzen và hexaclobenzen đã
được Công ước Stockholm xếp hạng trong danh sách của các chất ô nhiễm cần loại
bỏ [9, 10]. Việc đánh giá mức độ ô nhiễm và phát thải của các hợp chất clobenzen là

cơ sở khoa học để các nước tham gia ký kết Công ước Stockholm thực hiện tốt các
kế hoạch về quản lý, thải bỏ và xử lý ô nhiễm môi trường bởi POPs.
Từ những năm 2001-2003, kiểm soát môi trường ở Canada cho thấy nguồn phát
thải các hợp chất CBz chủ yếu là đốt rác thải đô thị chiếm 52%; đốt rác thải y tế chiếm
26% và chất thải nguy hại chiếm 18% [5, 6]. Nguồn phát thải từ các ngành sản xuất
công nghiệp luyện kim màu chiếm 51% đối với HCB [7] và 77% đối với 1,2,4-TCB
trong các ngành sản xuất lốp, giấy [8]. Nguồn phát thải các hợp chất clobenzen chủ yếu
là do quá trình cháy, đặc biệt là các hoạt động đốt chất thải rắn công nghiệp và sinh
hoạt. Các hợp chất này có thể được hình thành trong quá trình đốt cháy các hợp chất
o

o

hữu cơ có chứa clo ở nhiệt độ từ 250 C đến 400 C được lưu chuyển từ các lò đốt chất
thải ra môi trường như không khí, đất, nước và sau đó gây phơi nhiễm tới nước uống,
thực phẩm và rau quả [11, 12]. Gần đây, các nhà khoa học Hàn Quốc, Nhật Bản,
Canada, Mỹ đã công bố các nghiên cứu về sự phát thải và đánh giá rủi ro liên quan đến
các U-POPs từ một số ngành công nghiệp như luyện thép, sản xuất xi măng, sản xuất
giấy và lò đốt chất thải. Đặc biệt là ở các quốc gia đang phát triển như Đài Loan, Trung
Quốc và Thái Lan...rất được quan tâm [7, 13, 14, 15, 16]. Trong khi đó,

ở Việt Nam chủ yếu chỉ tập trung hướng nghiên cứu các U –POPs như dioxin; furan
và PCBs trong các đối tượng môi trường đất, trầm tích, sinh vật và con người [17,
18, 19]. Các công bố liên quan đến sự phát thải không chủ định của các hợp chất
clobenzen vào môi trường từ các hoạt động sản xuất công nghiệp và xử lý rác thải ở
Việt Nam còn hạn chế. Đặc biệt là đối với các tỉnh có nhiều ngành sản xuất công
nghiệp như Thái Nguyên. Do có thế mạnh về tự nhiên nên nổi bật hơn cả là các ngành
luyện kim đen, luyện kim màu, vật liệu xây dựng như sản xuất gạch tuynel, sản xuất

xi măng… Tuy nhiên công nghệ sản xuất của các nhà máy công nghiệp tại Thái

Nguyên hiện nay vẫn còn nhiều hạn chế, dây chuyền chưa hiện đại, nguồn nguyên
liệu, nhiên liệu khai thác và sử dụng chưa hợp lý, hệ thống xử lí chất thải chưa hiệu
quả [20, 21, 22]. Dẫn đến tỉnh Thái Nguyên đã và đang đứng trước các thách thức to
lớn về vấn đề ô nhiễm môi trường, đặc biệt là sự ô nhiễm từ các hoạt động sản xuất
công nghiệp, xử lý và tái chế rác thải. Trong khi đó, các hoạt động điều tra, khảo sát,
2


đánh giá hiện trạng sử dụng và sự phát thải các hợp chất POPs nói chung và CBz
nói riêng từ các hoạt động công nghiệp ở nước ta còn nhiều hạn chế.
Vì vậy, việc nghiên cứu xây dựng một quy trình phân tích tối ưu nhằm đánh giá
hàm lượng các hợp chất clobenzen trong các sản phẩm thải của các lò đốt rác, lò đốt
công nghiệp là rất cần thiết và còn khá mới ở Việt Nam. Do đó, luận án chọn hướng
nghiên cứu “NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG MỘT SỐ HỢP CHẤT

CLOBENZEN TỪ CÁC NGUỒN PHÁT THẢI KHÔNG CHỦ ĐỊNH TẠI
CÁC KHU CÔNG NGHIỆP THÁI NGUYÊN”. Đề tài dự kiến đưa ra được một
quy trình phân tích tối ưu các chất này trong mẫu công nghiệp như khí thải và rắn
thải nhằm đánh giá sơ bộ về mức độ và đặc tính phát thải từ các hoạt động sản xuất
công nghiệp. Từ đó, góp phần bổ sung số liệu quan trắc và kiểm kê phát thải các
chất POPs phục vụ công tác quản lý môi trường và kiểm soát các nguồn phát thải
không chủ định, hạn chế tác động nguy hại của chúng đến sức khỏe con người.
Mục tiêu nghiên cứu của luận án bao gồm các vấn đề sau:
Nghiên cứu quy trình xác định đồng thời và thẩm định phương pháp phân tích
7 chất đồng loại clobenzen, bao gồm 1,2-diclobenzen (1,2-DCB); 1,3-diclobenzen
(1,3- DCB); 1,2,4-triclobenzen (1,2,4-TCB); 1,2,3,4-tetraclobenzen (1,2,3,4-TeCB),
1,2,4,5-tetraclobenzen (1,2,4,5-TeCB); pentaclobenzen (PeCB) và hexaclobenzen
(HCB) ở hàm lượng vết và siêu vết trong mẫu khí thải và rắn thải công nghiệp (tro
bay, tro đáy, nguyên liệu đầu vào).
Áp dụng quy trình tối ưu để xác định đồng thời các clobenzen trong các loại

mẫu công nghiệp bao gồm khí thải, tro thải, nguyên liệu của một số ngành công
nghiệp tại các khu công nghiệp thuộc tỉnh Thái Nguyên.
Đánh giá sơ bộ về mức độ và đặc tính phát thải của các clobenzen từ quá trình
nhiệt của một số ngành công nghiệp bao gồm lò đốt rác thải, luyện kim, sản xuất
gạch và sản xuất xi măng.

3


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. TỔNG QUAN VỀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
1.1.1. Tổng quan về các hợp chất POPs
Công ước Stockholm về các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân huỷ (gọi tắt là Công
ước Stockholm) là một Hiệp ước môi trường lớn, có tính toàn cầu và đã được các nước
ký kết thực hiện nhằm mục đích bảo vệ sức khoẻ con người và môi trường sống trước
những nguy cơ, rủi ro do các hoá chất rất độc hại là các chất ô nhiễm hữu cơ bền vững.
Công ước Stockholm được ký ngày 22 tháng 5 năm 2001 tại Stockholm và bắt đầu có
hiệu lực từ ngày 17 tháng 5 năm 2004 [5]. Việt Nam phê duyệt Công uớc Stockholm về
các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy vào ngày 22 tháng 7 năm 2002, trở thành thành
viên thứ 14 của Công ước. Công ước Stockholm quy định việc ngừng sản xuất, hạn chế
sử dụng và tiêu hủy hoàn toàn một số hợp chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy do con
người tạo ra, đồng thời thực hiện các biện pháp cần thiết để giảm thiểu liên tục sự phát
thải không chủ định của các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy do các hoạt động sản
xuất công nghiệp, sinh hoạt hoặc xử lý chất thải sinh ra [23, 24, 25].
Tại thời điểm bắt đầu có hiệu lực vào năm 2004, Công ước Stockholm quy định
việc quản lý an toàn, giảm phát thải và tiến tới tiêu huỷ hoàn toàn 12 nhóm chất POPs
bao gồm Aldrin, Chlordane, Dieldrin, Endrin, Heptachlor, Hexaclobenzen, Mirex,
Toxaphene và Polychlorinated Biphenyls (PCB); DDT [1,l,l-trichloro-2,2-bis (4chlorophenyl)

ethane];

Dioxins

(polychlorinated

dibenzo-p-dioxins),

Furans

(Polychlorinated dibenzofurans), Polychlorinated Biphenyls (PCB)

Năm 2009, Hội nghị các Bên lần thứ tư của Công ước Stockholm đã Quyết
định bổ sung các nhóm chất POPs mới vào danh mục trong các Phụ lục A, B, C của
Công ước [6]. Các chất POPs mới đó bao gồm:
+ Các hóa chất trong phụ lục A: nhóm hóa chất bảo vệ thực vật (lindane, alphaHCH, beta-HCH, clodecone); hóa chất công nghiệp (hexabrombiphenyl, Pentaclobenzene, tetraBDE, pentaBDE, hepta và octaBDE);
+ Các hóa chất trong phụ lục B: hóa chất công nghiệp (PFOS, các muối của PFOS và
+ Hóa chất trong phụ lục C: Pentaclobenzene

4


Năm 2011, Công ước Stockholm đã bổ sung thêm Endosulfan và các đồng
phân của chúng vào phụ lục A của Công ước [26]. Như vậy, tổng số nhóm chất
Công ước Stockholm quy định quản lý là 26 chất/nhóm chất, trong đó gồm hàng
trăm hợp chất khác nhau, bao gồm các dạng hóa chất bảo vệ thực vật, hóa chất công
nghiệp và hóa chất hình thành và phát sinh không chủ định từ các hoạt động sản
xuất, kinh doanh và cuộc sống.
1.1.2. Một số hóa chất trong danh sách cần loại trừ khỏi Công ước Stockholm
Hiện nay, Ủy ban thẩm định của Công ước Stockholm đang hoàn tất các báo
cáo phân tích, đánh giá rủi ro đối với một số hợp chất gây ô nhiễm khó phân huỷ và

đưa những hợp chất này vào danh sách cần phải loại trừ để trình Hội nghị các thành
viên Công ước lần thứ 4, do Thụy Sĩ đăng cai tổ chức. Đứng đầu danh sách các hợp
chất cần loại trừ của công ước Stockholm lần này là Lindane được sử dụng để sản
xuất thuốc diệt côn trùng và Chlordecone được sử dụng để sản xuất thuốc trừ sâu,
Hexabromobiphenyl được sử dụng chủ yếu làm chất chống cháy trong sản xuất
nhựa và vật liệu bọc dây cáp, Pentabromodiphenyl ether được sử dụng trong sản
xuất bao bì polyurethane. Riêng Perfluorooctane sulfonate và các hợp chất của nó
được sử dụng chủ yếu làm chất hoạt động bề mặt trong nhiều lĩnh vực sản xuất khác
như bọt chữa cháy, công nghiệp giấy, dệt, bán dẫn còn có thể phát sinh không chủ
định trong quá trình sản xuất một số loại hóa chất khác. Ủy ban thẩm định của Công
ước Stockholm còn đề nghị loại bỏ hóa chất Octabromodiphenyl ether thương mại
được sử dụng làm chất chống cháy trong sản xuất nhựa cao phân tử [6, 26, 27]
Các hợp chất Pentaclobenzen, Hexaclobenzen dùng làm chất giảm độ nhớt
trong sản xuất dầu truyền nhiệt, hợp chất trung gian trong sản xuất hóa chất; Alpha
hexachlorocyclohecxan và Beta hexachlorocyclohecxan là hai hợp chất đồng thời
sinh ra trong khi sản xuất lindane. Những hợp chất này có độc tính cao đối với con
người và sinh vật, chậm phân hủy trong tự nhiên, có khả năng phân bố sinh học
thông qua chuỗi thức ăn đã được Công ước Stockholm cấm sử dụng trong sản xuất.
Quyết định số 589/QĐ-TCMT ngày 18 tháng 6 năm 2014 của Tổng cục trưởng
Tổng cục Môi trường đã đưa các chất PeCB và HCB nằm trong phụ lục C, phát sinh
không chủ định [28].

5


1.1.3. Giới thiệu về các hợp chất clobenzen
1.1.3.1. Cấu trúc, phân loại, cách gọi tên CBz
Các dẫn xuất clobenzen C6H(6-x)Clx, tạo thành một nhóm ổn định, không màu, hợp chất
có mùi dễ chịu. Nguyên tử clo có thể được thay thế cho các nguyên tử hiđrô trên vòng
benzen, hình thành mười hai hợp chất clobenzen khác nhau. Số chất CBz tương ứng

với với số nguyên tử clo trong phân tử từ 1 đến 6 được đưa ra trong Bảng 1.1 [4].

Bảng 1.1. Phân loại CBz theo số nguyên tử clo trong phân tử
Số nguyên tử clo

Tên nhóm

Công thức phân tử

Số chất

1

Monoclobenzen

C6H5Cl

1

2

Diclobenzen

C6H4Cl2

3

3

Triclobenzen

C6H3Cl3

3

4

Tetraclobenzen

C6H2Cl4

3

5

Pentaclobenzen

C6HCl5

1

6

Hexaclobenzen

C6Cl6

1

Công thức, tên gọi và kí hiệu của một số clobenzen được đưa ra ở Bảng 1.2

Bảng 1.2. Công thức, tên gọi và kí hiệu của một số CBz
TT Công thức cấu tạo

Tên / Công thức phân tử

Kí hiệu

1

1,2 - diclobenzen
C6H5Cl2

1,2 - DCB

2

1,3 - diclobenzen
C6H5Cl2

1,3 - DCB

3

1,2,4 - Triclobenzen
C6H3Cl3

1,2,4 - TCB

4

1,2,3,4 - Tetraclobenzen
C6H2Cl4

1,2,3,4 - TeCB

6


TT Công thức cấu tạo

Tên / Công thức phân tử

Kí hiệu

5

1,2,4,5 - Tetraclobenzen
C6H2Cl4

1,2,4,5 - TeCB

6

Pentaclobenzen
C6HCl5

PeCB

7

Hexaclobenzen

HCB

1.1.3.2. Tính chất vật lý và tính chất hóa học của CBz
Nhóm CBz là các hợp chất hữu cơ có khối lượng phân tử tương đối lớn nên
trong điều kiện thường chúng là các chất lỏng có độ nhớt cao hoặc dạng bột. Nhiệt
độ nóng chảy của các CBz phân bố trong khoảng rộng phụ thuộc vào phân tử khối,
0

chúng có nhiệt độ sôi trong khoảng 170 - 300 C. Hệ số phân bố của các CBz giữa noctanol/nước (logKow) cao (khoảng từ 3 đến 5) chứng tỏ chúng có ái lực mạnh đối
với pha hữu cơ và tan kém trong nước. Hệ số logKow tăng theo số nguyên tử clo
trong phân tử nên các chất có số nguyên tử clo càng cao thì độ tan trong nước càng
giảm. Áp suất bay hơi của các CBz nhìn chung thấp nên trong điều kiện thường các
chất này khó bay hơi, áp suất bay hơi giảm khi số nguyên tử clo tăng [3, 4, 29, 30,
31]. Các tính chất vật lý cơ bản của một số CBz được đưa ra trong Bảng 1.3
Bảng 1.3. Tính chất vật lý của một số CBz
TT Tên chất

Áp suất bay
hơi (mmHg)

Nhiệt độ sôi

Độ tan trong
nước (g/mL)

LogKow

1

1,2 - DCB

1,28

180°C

1,30

3,38

2

1,3 - DCB

0,40

173°C

1,28

3,53

3

1,2,4 - TCB

0,29

213°C

1,46

4,02

4

1,2,3,4 - TeCB

254°C

1,70

4,64

5

1,2,4,5 - TeCB

3,9.10
0,70

244°C

1,83

4,90

6

PeCB

2,0.10

277°C

0,83

5,18

-2

-3

7


TT Tên chất
7

HCB

Áp suất bay
hơi (mmHg)
1.68 x 10

Nhiệt độ sôi

Độ tan trong
nước (g/mL)

323°C

1,57

-5

LogKow
5,50

Các hợp chất CBz khi thải ra môi trường, có khả năng bay hơi vào khí quyển.
Trong khí quyển các CBz sẽ bị phân hủy chủ yếu thông qua các phản ứng với gốc
hydroxyl để sản xuất nitroclobenzen, clophenol, và các sản phẩm dicacbonyl béo,
các sản phẩm này tiếp tục được loại bỏ bằng sự quang hóa hoặc phản ứng với các
gốc hydroxyl. Các hợp chất CBz giải phóng vào môi trường nước sẽ tích tụ trong
chất rắn lơ lửng và trầm tích (đặc biệt là các trầm tích giàu hữu cơ ). Quá trình hấp
phụ - giải hấp trong đất ảnh hưởng đến tốc độ bay hơi và thẩm thấu, sự có mặt các
vi sinh vật [3, 32].
Ở nhiệt độ phòng và áp suất thường, các CBz không tác dụng với không khí, độ
ẩm, hoặc ánh sáng. Chúng không bị ảnh hưởng bởi hơi nước, kéo dài nhiệt độ sôi với

các đồ uống có cồn hoặc dung dịch amoniac, các chất kiềm, axít clohiđric hoặc axít
sulfuric loãng. Sự thủy phân diễn ra ở các nhiệt độ cao khi có mặt một số chất xúc
tác tạo thành dạng phenol. Hầu hết các clobezen đều có tính chất hóa lý khá giống
nhau, tuy nhiên cũng có sự khác biệt do số clo và vị trí thế trong vòng benzen. Tính
chất đặc trưng tương ứng với mỗi nhóm được giới thiệu cụ thể như sau:
a) Tính chất của các diclobenzen
Các hợp chất diclobenzen gồm 3 đồng phân: 1,2; 1,3 và 1,4- diclobenzen.
Chúng là các chất trung tính, linh động, chất lỏng không màu, mùi tương tự nhau, là
chất rắn kết tinh màu trắng, dễ dàng tan ở nhiệt độ phòng.

Các hợp chất DCB phát thải vào khí quyển chủ yếu do sự bay hơi. Khả năng
phát thải vào khí quyển của các DCB chủ yếu từ các sản phẩm ứng dụng khử trùng,
khử mùi cũng như sử dụng hóa chất trung gian và dung môi hóa học. Các clobenzen
tồn tại trong khí quyển trong giai đoạn hơi và phản ứng với các gốc hydroxyl với
một chu kỳ bán rã tương ứng khoảng 24 ngày đối với 1,2-DCB; 14 ngày đối với
1,3-DCB và 31 ngày với 1,4-DCB. Sản phẩm phụ của sự phân hủy trong hơi nước
bao gồm diclonitriphenol, diclonitrobenzen, và diclophenol [ 33, 34, 35].
b) Tính chất của các triclobenzen

8


Các triclobenzen gồm có 3 đồng phân là 1,2,3-; 1,24 và 1,3,5-TCB trong đó
đồng phân 1,2,4-TCB là đồng phân phổ biến nhất. Các hợp chất này là chất rắn kết
tinh màu trắng, ngoại trừ 1,2,4 – TCB là một chất lỏng không màu, không tan trong
nước, thường hòa tan tốt trong cồn, ete, benzen, và cloroform.
Hợp chất 1,2,4-TCB có thể phát thải vào khí quyển thông qua việc sử dụng
trong sản xuất thuốc nhuộm, thuốc diệt cỏ, monoclo benzen, chất lỏng cách điện và
một loạt các ứng dụng khác. Nó tồn tại trong khí quyển ở giai đoạn hơi và phản ứng
với các gốc hydroxyl với chu kỳ bán rã khoảng 18,5 ngày. Sản phẩm phụ của quá
trình quang hóa trong khí quyển tạo thành 1,3; 1,4 - DCB [32, 36]
c) Tính chất của các tetraclobenzen (TeCB)
Hợp chất Tetraclobenzene bao gồm có 3 đồng phân: 1,2,3,4-; 1,2,3,5; 1,2,4,5TeCB; là các chất rắn kết tinh màu trắng, không tan trong nước, ít tan trong etanol
nóng và hòa tan trong ete, benzen, cloroform và carbon disulfide [30].
Tetraclobenzen khi phát tán vào nước sẽ hấp thụ các chất cặn và hạt lơ lửng, với
một số bay hơi vào khí quyển. Chu kỳ bán rã của tetraclobenzen trong nước bề mặt
được ước tính khoảng 28-417 ngày ; thời gian bán hủy cho phân hủy sinh học kỵ
khí của ở vùng biển sâu khoảng 120 - 720 ngày [30]
d) Tính chất của pentaclobenzen (PeCB)
Pentaclobenzen (PeCB) là chất rắn kết tinh màu trắng, kị nước, hệ số log K ow

khoảng từ 4,88 - 6,12, do đó hợp chất này có khả năng phân bố và khếch đại sinh
học cao và không bị phân hủy bởi quá trình sinh học. Tuy nhiên, PeCB bị phân hủy
bởi tác nhân quang hóa, quá trình phân hủy diễn ra mạnh và nhanh ở trên bề mặt
nước dưới tác dụng của bức xạ mặt trời khoảng 41% trong vòng 24 giờ. Chu kì bán
hủy ước tính của PeCB trên bề mặt nước trong khoảng 194 – 1,250 ngày, chu kì bán
hủy ước tính trong môi trường yếm khí ở sâu dưới nước trong khoảng từ 776 ngày
đến 1380 ngày [29] Trong khí quyển, PeCB bị oxi hóa bởi ánh sáng và phản ứng
nhiều với các gốc hydroxyl (OH). Thời gian bán phân hủy ước tính của PeCB trong
khí quyển là 45 - 467 ngày và thời gian bán phân hủy ước tính của PeCB trong khí
quyển khi phản ứng với gốc hydroxyl là 277 ngày [29]
e) Tính chất của hexaclobenzen (HCB)
Hexaclobenzen (HCB) là một hóa chất công nghiệp polyclobenzen với công
thức phân tử C6Cl6, không tan trong nước, nhưng rất dễ tan trong chất béo, dầu và các
9


dung môi hữu cơ. HCB nguyên chất ở dạng tinh khiết màu trắng, gồm nhiều đồng
phân không gian, trong đó có đồng phân gammar có khả năng thăng hoa ở nhiệt độ
cao. HCB là chất khá bền vững trong điều kiện thường, bền với tác động của ánh
sáng, chất oxy hóa và môi trường axit.
Trong nước HCB liên kết với trầm tích và các chất lơ lửng. Thời gian bán phân
hủy của HCB trong nước là rất khó ước tính, khoảng trên 6 năm, nó liên quan đến
khả năng hòa tan thấp và áp suất hơi cao. Theo Barber và các cộng sự (2005), áp
suất hơi cho phép HCB được tìm thấy gần như một mình trong pha khí (70%) [9]
Trong không khí, lượng HCB giảm bằng cách phản ứng với các gốc hydroxyl
(OH) hay quang phân.[9]. Hexaclobenzen là một trong những chất gây ô nhiễm môi
trường dai dẳng nhất, có khả năng phân bố sinh học trong môi trường, động vật và ở
người. HCB được liệt kê vào phụ lục A & C (cần loại bỏ và hình thành không chủ
đích) của công ước Stockholm.[6, 26]
Như vậy, có thể thấy hầu hết các hợp chất nhóm clobenzen đều có chu kì bán

hủy khá dài, thời gian tăng theo số clo trong vòng benzen. Chúng có thể phân bố
trong môi trường không khí, đất, nước và khả năng phân bố sinh học cao, có thể gây
tác động lâu dài tới con người và môi trường.
1.1.4. Độc tính của các clobenzen
Các clobenzen được liệt kê như các hợp chất độc hại và độc tính của chúng
tăng dần với sự gia tăng về số lượng của các nguyên tử clo trong vòng benzen.
Chúng rất bền và phản ứng dễ dàng với các mô trong gan và thận. Pentaclobenzen
và hexaclobenzen được phân loại là chất gây ung thư có thể xảy ra do Cơ quan Bảo
vệ Môi trường Mỹ. Do độc tính của một số clobenzene, nên được xếp hạng trong
danh sách của các chất ô nhiễm cần loại bỏ [5, 6]
Các CBz có thể hấp thụ vào con người và động vật thông qua con đường tiêu
hóa, hô hấp và hấp thụ qua da. Sau khi hấp thụ các CBz nhanh chóng phân bố đến
các cơ quan, phân bố chủ yếu trong mô mỡ và tồn tại trong một thời gian dài, với số
lượng nhỏ trong gan và các cơ quan khác [37].
Một số hợp chất CBz đã được chứng minh có thể hấp thụ qua nhau thai, và đã
được tìm thấy trong não của thai nhi. Nói chung, sự phân bố của các đồng loại nhiều
clo lớn hơn các đồng loại còn lại. Ở người và động vật, hợp chất CBz bị chuyển hóa
10