SỰ HÌNH THÀNH CỦA NNITROSAMINE TRONG NƯỚC HỒ BƠI DO BỨC XẠ TIA UV CỦA HỢP CHẤT BỊ CLO HÓA CỦA CÁC AMINE BẬC 2 VỚI SỰ CÓ MẶT CỦA MONOCLORAMINE

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TPHCM
KHOA MÔI TRƯỜNG


Môn: Phân tích chất lượng đất – nước
SỰ HÌNH THÀNH CỦA N-NITROSAMINE TRONG
NƯỚC HỒ BƠI DO BỨC XẠ TIA UV CỦA HỢP
CHẤT BỊ CLO HÓA CỦA CÁC AMINE BẬC 2 VỚI
SỰ CÓ MẶT CỦA MONOCLORAMINE
GVHD: TS. Tô Thị Hiền
SVTH: Dương Hồng Phúc 1022221
Trần Hoài Thanh

LOGO
1022261


Danh mục từ viết tắt
NDMA: N-nitrosodimethylamine
UDMH: dimethylhydrazine không đối xứng
DBPs: các sản phẩm khi khử trùng bằng clo
CDMA: Clo dimethylamine
Monochrloramine

Tiền chất của
NDMA


Mục lục

I.Giới thiệu

II.Phương pháp
III. Kết quả và thảo luận
IV.Kết luận


1. Giới thiệu
N-nitrosamine là chất gây ung thư
Bức xạ UV tại bước sóng 254 mn dùng để khử trùng
cũng tạo ra N-nitrosamine

Sự hình thành N-nitrosamine được giả thuyết là do
axit nitric hoặc peroxynitrite với các gốc amine thứ
cấp
Nitrosodimethylamine là loại N-nitrosamine gây đột biến
với nguy cơ ung thư là 10-6 với nồng độ là 0,7ng/l trong
nước uống.
NDMA được đo trong nước hồ bơi và bồn tắm nước
nóng với nồng độ lên đến 450 ng/L


Một số giả định về sự hình thành của NDMA

Phản ứng giữa monochloramine với
dimethylamine
Do peroxynitrite và các gốc amine
Do các amine thứ cấp với tác nhân
nitrosating
Chiếu xạ tia cực tím trong nước hồ bơi
đã được clo hóa
Dùng các tác nhân oxy hóa như O3, ClO2, Cl2… hoặc

quang phân để ngăn chặn sự hình thành NDMA


1. Giới
thiệu


2. Phương pháp
2.2.1. N-nitrosamine và dimethylnitramine
- Nồng độ của N-nitrosamine và dimethylnitramine (DMNA)
trong thí nghiệm với nước tinh khiết và atrazine mẫu actinometry
được phân tích bằng phương pháp sắc ký lỏng (HPLC).
- N-nitrosamine

và atrazine được phát hiện ở bước sóng 228 nm

và 254 nm
- Giới hạn định lượng của N-nitrosamine và DMNA khoảng 0,25
M với độ chính xác khoảng 5 %.


2. Phương pháp
N-nitrosodimethylamine trong nước hồ bơi
- Được phân tích bằng phương pháp HPLC được trang bị 1 cột
Griess với thuốc thử.
- Tách pha rắn của N-nitrosoamine ra khỏi mẫu trước khi phân
tích
- Giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng của Nnitrosodimethylamine lần lượt là 0.08 nM và 0.22 nM trong
phương pháp này

2. Phương pháp
CH2Cl và NDMA
- Độ tinh khiết của NH2Cl và CDMA được thực hiện trên một
máy quang phổ.
- Sự suy giảm CDMA được đo bằng cách giám sát độ hấp thụ
tối đa tại bước sóng 265 nm
- pH: Được đo với điện cực pH được hiệu chuẩn ở pH 7 và 9


2. Phương
pháp
2.2
Mẫu nước hồ bơi:
Mẫu được lấy từ 2 hồ bơi khác nhau

Loại pha rắn ra khỏi mẫu

Cho mẫu chiếu xạ trong thời gian 7,5 phút


2. Phương pháp
Tính chất nước trong hai hồ bơi


2. Phương
pháp

2.3 Thí nghiệm dùng tia UV

Dùng đèn thủy ngân phát ra
Các mẫu được làm nguội sau
Thí nghiệm thực hiện tại nhiệt
ánh sáng đơn sắc có bước
khi chiếu xạ bằng axit
độ 25 0,2oC.
sóng 254 nm
ascorbic dư.


3. Kết quả và thảo luận
3.1 Sự hình thành NDMA trong quá trình chiếu xạ tia cực tím

Creatinine

L-arginine
L-histidine

Các amin thứ cấp
thường được tìm
thấy trong hồ bơi

 Để nghiên cứu sự hình thành NDMA do tia cực tím, CDMA đã
được lựa chọn thay vì DMA.


3. Kết quả và thảo luận
3.1 Sự hình thành NDMA trong quá trình chiếu xạ tia cực tím

Đường biểu diễn NDMA theo liều lượng UV

3. Kết quả và thảo luận
3.2 Sự hình thành NDMA theo nồng độ tiền chất
Cường độ cực tím
là 830 mJ.cm-2

 Thay đổi nồng độ
ban đầu của một
tiền chất (0-5
mM).
 Giữ cho nồng độ
ban đầu của tiền
chất
thứ
hai
không đổi (0,5 và
2,5 mM).

 Nồng độ NDMA
tăng tuyến tính
với CDMA ban
đầu và nồng độ
NH2Cl.
 Khi tăng nồng độ,
CDMA sẽ tăng
liên tục nhưng
nồng độ NDMA
sẽ giảm.

3. Kết quả và thảo luận
3.2 Sự hình thành NDMA theo nồng độ tiền chất

Sự phụ thuộc của NDMA vào NH2Cl và CDMA tại pH=7.2
và UV =830mJ.cm-2.


3. Kết quả và thảo luận
3.3 Tia cực tím -sự hình thành NDMA trong nước chloraminated.
Sự phá vỡ của liên kết N-Cl được giả định là bước khởi đầu
trong quang phân NH2Cl.

Cl* + H2O
Nguyên tử Cl cân bằng với gốc hydroxyl (OH) trong dung dịch
nước bằng phản ứng với H2O.
OH có thể tác dụng với dimethylsulfoxide (DMSO ), tạo sản
phẩm như: methanesulfinate, methanesulfonate và sulfat.


3. Kết quả và thảo luận
3.3 Tia cực tím -sự hình thành NDMA trong nước chloraminated.
Khảo sát ảnh hưởng của
amoniac và nitrat đến sự
hình thành NDMA.
Amoniac và nitrat không
ảnh hưởng nghiêm trọng
trong hình thành NDMA
bằng tia cực tím g.
Chỉ DMSO và t-BuOH

làm giảm hình thành
NDMA trong các mẫu bức
xạ.

Ảnh hưởng của chất hoà tan khác nhau đến sự hình thành
NDMA với tia UV (thanh màu xám) và không có tia UV (thanh
màu đen)


3. Kết quả và thảo luận
3.3 Tia cực tím -sự hình thành NDMA trong nước chloraminated.
Phản ứng của gốc dimethylaminyl với nitric oxide được giả định là
một phản ứng rất nhanh mà không dẫn đến các sản phẩm khác ngoài
NDMA.
N-nitrosamine hình thành từ peroxynitrite
và amin thứ cấp. N-nitrosamine hình thành
thông qua peroxynitrite được biết cùng với
hình thành N-nitramine.

Quá trình hình
thành NDMA

Các sản phẩm khác của quang phân
NH2Cl là đinitơ tetroxide(N2O4) và
nitrit
19


3. Kết quả và thảo luận
3.4 Sự hình thành N- Nitrosamine bởi tia UV trong dung dịch gồm các amin bị

clo hóa thứ cấp và monochloramine

N-Nitrosodiethylamine (NDEA), N-nitrosomorpholine (Nmor), and Nnitrosodimethylamine (NDMA) formation in UV


3. Kết quả và thảo luận
3.5 Mô hình hoá hình thành NDMA phụ thuộc vào liều lượng tia
cực tím.
Một mô hình động học hoàn chỉnh nên bao gồm quang phân
NDMA-, CDMA và NH2Cl với chất trung gian và sự hình thành
NDMA từ những chất trung gian
Thông số mô hình

Số lượng lượng tử
Tác dụng của bộ lọc.


3. Kết quả và thảo luận
3.6. Hiệu quả xử lý NDMA bằng tia cực tím giảm khi khử trùng
nước hồ bơi chứa chloramine.

Liều lượng
của tia cực
tím

Tỷ lệ ban
đầu của
NDMA
Nồng độ
của tiền

chất
Hiệu quả xử lý
bằng tia cực
tím


3. Kết quả và thảo luận
3.7. Sự hình thành NDMA trong hồ bơi
 Thí nghiệm chiếu xạ vào nước hồ bơi được tiến hành ở
NDMA thấp, CDMA và nồng độ của NH2Cl với liều lượng
đặc trưng cho xử lý nước hồ bơi (360mJ/cm2 ).
Sự quang phân NDMA
NDMA trong tia UV từ
NH2Cl và CDMA

Tiến hành thí
nghiệm ở
nước hồ bơi
như sau:

A
B
C

Nước hồ chưa xử lý
NH2Cl trong nước hồ
bơi tăng vọt do chiếu xạ

D

3. Kết quả và thảo luận
3.7. Sự hình thành NDMA trong hồ bơi.

Irradiation experiments with
pool water A and B (pH: pool A
=7.7, pool B =7.4). Irradiated
(UV dose: 360 mJ.cmL-2) and
blank samples (without UV
irradiation) were quenched
directly after the UV treatment.


4. Kết luận
• Clo có trong nước hồ bơi và sự hình thành chloramine tạo
thành các sản phẩm nguy hại như N-nitrosamine
• Xử lý tia cực tím là một quá trình thích hợp để làm giảm Nnitrosamine. Tiền chất của N-nitrosamine bị phân hủy bởi quá trình
quang phân

• Sự hình thành N-nitrosamine có thể đóng vai trò quan trọng
trong tất cả các nguồn nước có chứa amin thứ cấp như nước hồ
bơi, hệ thống tái sử dụng nước.
• Việc dùng tia cực tím làm giảm hàm lượng N-nitrosamine
trong nước hồ bơi phụ thuộc vào liều lượng tia cực tím và tỷ lệ
của NDMA và tiền chất của nó