Luận văn thạc sĩ khoa học: Nghiên cứu phân tích và đánh giá rủi ro phơi nhiễm PHTHALATE từ không khí trong nhà tại Hà Nội, Việt Nam

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

NGÔ THỊ TUYẾN YẾN

NGHIÊN CỨU PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ RỦI RO PHƠI
NHIỄM PHTHALATE TỪ KHÔNG KHÍ TRONG NHÀ
TẠI HÀ NỘI, VIỆT NAM

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội - 2018


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

NGÔ THỊ TUYẾN YẾN

NGHIÊN CỨU PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ RỦI RO PHƠI
NHIỄM PHTHALATE TỪ KHÔNG KHÍ TRONG NHÀ
TẠI HÀ NỘI, VIỆT NAM

Chuyên ngành: Hóa phân tích
Mã số: 8440112.03

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. Trần Mạnh Trí

PGS.TS. Từ Bình Minh

Hà Nội - 2018


LỜI CẢM ƠN
Nghiên cứu này được tài trợ bởi Quỹ Phát triển Khoa học và Công nghệ Quốc gia
(NAFOSTED) trong đề tài mã số 104.04-2017.310

Với lòng biết ơn sâu sắc, em xin gửi lời cảm ơn đến TS. Trần Mạnh Trí,
PGS.TS. Từ Bình Minh đã giao đề tài và tận tình hƣớng dẫn, truyền thụ kiến thức
khoa học và hƣớng dẫn về chuyên môn trong quá trình em học tập, nghiên cứu, tạo
mọi điều kiện tốt nhất để em hoàn thành luận văn Thạc sĩ khoa học này.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo, các bạn đang học tập và nghiên
cứu tại bộ môn Hóa Phân Tích và Hóa Hữu Cơ - Trƣờng Đại Học Khoa Học Tự
Nhiên, Đại Học Quốc Gia Hà Nội đã tạo điều kiện, giúp đỡ em để em có kết quả
nhƣ ngày hôm nay.
Em xin cảm ơn Ban lãnh đạo, Các anh chị em trong Trung Tâm Phân Tích,
Viện Hóa Học Công Nghiệp Việt Nam đã tạo điều kiện, khích lệ em trong suốt thời
gian vừa qua.
Cuối cùng em xin cảm ơn gia đình, bạn bè đã quan tâm, động viên giúp em
hoàn thành luận văn này.

Hà Nội, tháng 11 năm 2018
Học viên

Ngô Thị Tuyến Yến


MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN .......................................................................................................... .
DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT .................................................. .
DANH MỤC BẢNG ................................................................................................ .
MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 1
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN ................................................................................... 2
1.1. Tổng quan về phthalate ................................................................................. 2
1.1.1. Giới thiệu về phthalate ............................................................................ 2
1.1.2. Tính chất của phthalate ............................................................................ 5
1.1.3. Độc tính của phthalate ............................................................................. 7
1.1.4. Quá trình chuyển hóa các phthalate trong cơ thể ngƣời .......................... 12
1.1.5. Quy chuẩn hàm lƣợng phthalate ............................................................ 15
1.2. Các phƣơng pháp phân tích phthalate.......................................................... 19
1.3. Phƣơng pháp sắc ký GC/MS ....................................................................... 19
1.3.1. Khái niệm .............................................................................................. 19
1.3.2. Sơ đồ và nguyên tắc hoạt động thiết bị GC/MS ..................................... 20
1.4. Các thông số cơ bản của phƣơng pháp phân tích......................................... 21
1.4.1. Giới hạn phát hiện, giới hạn định lƣợng................................................. 21
1.4.2. Độ chính xác của phép đo...................................................................... 22
1.4.3. Độ thu hồi ............................................................................................. 23
1.4.4. Khoảng tuyến tính ................................................................................ 24
CHƢƠNG 2: PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM ................. 25
2.1. Mục tiêu và đối tƣợng nghiên cứu ............................................................... 25
2.1.1. Mục tiêu ................................................................................................ 25


2.1.2. Đối tƣợng nghiên cứu ............................................................................ 25
2.2. Hóa chất, thiết bị......................................................................................... 25
2.2.1. Hóa chất ................................................................................................ 25
2.3. Khảo sát điều kiện tối ƣu ............................................................................ 27
2.3.1. Lựa chọn cột tách sắc ký ....................................................................... 27

2.3.2. Khảo sát chƣơng trình nhiệt độ .............................................................. 27
2.3.3. Khảo sát dung môi chiết ........................................................................ 28
2.3.4. Xác định giới hạn phát hiện và giới hạn định lƣợng của thiết bị ............. 29
2.4. Quá trình chuẩn bị mẫu ............................................................................... 29
2.4.1. Làm sạch dụng cụ trƣớc khi tiến hành thu mẫu ...................................... 29
2.4.2. Cân màng lọc và ghi các điều kiện tiến hành trƣớc khi thu mẫu ............. 29
2.4.3. Thu mẫu ................................................................................................ 30
2.4.4. Chuẩn bị chất chuẩn và chất đồng hành ................................................. 33
2.4.5. Quy trình chuẩn bị mẫu trắng ................................................................ 33
2.5. Xử lý mẫu ................................................................................................... 34
2.5.1. Phthalate trên pha hơi ............................................................................ 34
2.5.2. Phthalate trên pha hạt ............................................................................ 34
2.6. Xác định các thông số của phƣơng pháp ..................................................... 34
2.6.1. Độ thu hồi và độ lặp lại của phƣơng pháp .............................................. 34
2.6.2. Xác định giới hạn phát hiện và giới hạn định lƣợng của phƣơng pháp ... 35
2.6.3. Khoảng tuyến tính ................................................................................. 35
2.7. Đánh giá sự thay đổi nồng độ phthalate theo nhiệt độ ................................. 35
CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ......................................................... 37
3.1. Tối ƣu điều kiện chiết tách và phân tích sắc ký phthalate ............................ 37


3.1.1. Lựa chọn cột tách sắc ký ....................................................................... 37
3.1.2. Khảo sát chu trình nhiệt độ .................................................................... 37
3.1.3. Khảo sát dung môi chiết ........................................................................ 38
3.1.4. Tính đặc hiệu, độ chọn lọc của phƣơng pháp ......................................... 39
3.1.5. Giới hạn phát hiện và giới hạn định lƣợng của thiết bị ........................... 41
3.1.6. Đƣờng chuẩn và khoảng tuyến tính ....................................................... 41
3.2. Chuẩn bị mẫu trắng ..................................................................................... 43
3.2.1. Hàm lƣợng phthalate trong PUF và filter mới ........................................ 43
3.2.2. Hàm lƣợng phthalate trong mẫu trắng.................................................... 43

3.2.3. Đánh giá sự thay đổi nồng độ phthalate khi nhiệt độ thay đổi ................ 44
3.3. Xác định các thông số của phƣơng pháp ..................................................... 46
3.3.1. Giới hạn phát hiện và định lƣợng của phƣơng pháp .............................. 46
3.3.2. Độ thu hồi và độ lặp lại của phƣơng pháp .............................................. 47
3.4. Quy trình phân tích .................................................................................... 49
3.5. Kết quả phân tích một số mẫu không khí trong nhà ..................................... 50
3.5.1. Nồng độ phthalate trong pha hơi ............................................................ 50
3.5.2. Nồng độ phthalate trong pha hạt ............................................................ 52
3.5.3. Nồng độ phthalate trong không khí ........................................................ 55
3.5.4. So sánh tỉ lệ nồng độ phthalate giữa pha hơi và pha hạt ......................... 56
3.5.5. Sự phân bố các phthalate trong mẫu không khí ...................................... 57
3.5.6. So sánh kết quả nồng độ phthalate trong không khí với các nghiên cứu
khác trên thế giới. .................................................................................................. 59
3.6. Hằng số kp và kow ....................................................................................... 59
3.6.1. Xác định hằng số kp và kow .................................................................... 59
3.6.2. So Sánh giá trị ƣớc lƣợng logKow với các nghiên cứu khác .................. 62


3.7. Ƣớc lƣợng mức độ phơi nhiễm phthalate qua con đƣờng hít thở không khí. 64
CHƢƠNG 4: KẾT LUẬN ..................................................................................... 68
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................... 69
PHỤ LỤC..................................................................................................................
Phụ lục 1: Đƣờng chuẩn của 10 phthalate .............................................................
Phụ lục 2: Phân tích phƣơng sai một yếu tố .........................................................
Phụ lục 3: Sắc ký đồ của một số mẫu thực ...........................................................


DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

Chữ viết tắt

Tên đầy đủ

BzBP

Benzylbutyl phthalate

DBP

Di-n-butyl phthalate

DCHP

Dicyclohexyl phthalate

DEHP

Di-(2-ethylhexyl) phthalate

DEP

Diethyl phthalate

DiBP

Di-iso-butyl phthalate

DMP

Dimethyl phthalate

DnHP

Di-n-hexyl phthalate

DnOP

Di-n-octyl phthalate

DPP

Di-n-propyl phthalate

PVC

Polyvinyl cloride

PUF

Polyurethane foam

GC

Gas Chromatography (Sắc ký khí)

IDL

Instrumental Detection Limit (Giới hạn phát hiện của thiết bị)

IQL

Instrumental Quantification Limit (Giới hạn định lƣợng của thiết bị)

MDL

Method Detection Limit (Giới hạn phát hiện của phƣơng pháp)

MQL
MS
RSD
SD

Method Quantification Limit (Giới hạn định lƣợng của phƣơng
pháp)
Mass Spectrometry (Khối phổ)
Relative Standard Deviation
(Độ lệch chuẩn tƣơng đối)
Standard Deviation (Độ lệch chuẩn)


DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1: Một số phthalate thƣờng gặp ................................................................... 3
Bảng 1.2. Tính chất lý, hoá học của các phthalate trong nghiên cứu này .................. 6
Bảng 1.3. LD50 của một số phthalate ....................................................................... 8
Bảng 1.4. Quy định về hàm lƣợng phthalate ở một số nƣớc trên thế giới .............. 15
Bảng 2.1. Các điều kiện tiến hành thu mẫu ............................................................ 32
Bảng 3.1. Các mảnh ion dùng để định lƣợng của các chất chuẩn ........................... 38
Bảng 3.2. Hiệu suất thu hồi (%) khi dùng dung môi chiết ở các tỉ lệ khác nhau ..... 39
Bảng 3.3. Thời gian lƣu của phthalate ................................................................... 40

Bảng 3.4. IDL và IQL của phthalate ..................................................................... 41
Bảng 3.5. Sự phụ thuộc diện tích pic vào nồng độ phthalate .................................. 42
Bảng 3.6. Phƣơng trình đƣờng chuẩn của các phthalate ......................................... 42
Bảng 3.7. Hàm lƣợng các phthalate có trong mỗi PUF mới ................................... 43
Bảng 3.8. Hàm lƣợng các phthalate có trong mẫu trắng ở pha hơi(ng) ................... 44
Bảng 3.9. Nồng độ phthalate trong không khí ở các nhiệt độ khác nhau ................ 45
Bảng 3.10. MDL và MQL của các phthalate .......................................................... 46
Bảng 3.11. Độ thu hồi và lặp lại của các d4- phthalate trong pha hơi (%) ............... 47
Bảng 3.12. Độ thu hồi và lặp lại của các d4- phthalate trong pha hạt (%) ............... 48
Bảng 3.13. Nồng độ phthalate trong pha hơi (ng/m3) ............................................ 51
Bảng 3.14. Nồng độ phthalate trong pha hạt (ng/mg) ............................................ 53
Bảng 3.15. Nồng độ phthalate trong không khí (ng/m3) ......................................... 55
Bảng 3.16. Kết quả log ( KP) ................................................................................. 60
Bảng 3.17. Kết quả log ( Kow) ................................................................................ 61


Bảng 3.18. So sánh giá trị logKow trong một số nghiên cứu khác nhau ................. 63
Bảng 3.19. Mức độ ƣớc lƣợng phơi nhiễm phthalate thông qua con đƣờng hít thở
không khí trong nhà (ng/kg-bw/ngày) .................................................................... 65
Bảng 3.20. Mức độ ƣớc lƣợng phơi nhiễm phthalate thông qua các con đƣờng khác
nhau (ng/kg-bw/ngày) ........................................................................................... 67


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Sơ đồ hệ thống sắc ký khí GC-MS ......................................................... 20
Hình 2.1. Máy sắc ký khí GC ................................................................................ 27
Hình 2.2. Dụng cụ thu mẫu khí .............................................................................. 31
Hình 2.3. Bộ thu mẫu khí....................................................................................... 31
Hình 3.1. Chƣơng trình nhiệt độ buồng cột ............................................................ 37
Hình 3.2. Sắc ký đồ chất chuẩn phthalate 500 ng/mL ........................................... 40

Hình 3.3. Sự phụ thuộc nồng độ phthalate trong không khí vào nhiệt độ .............. 46
Hình 3.4. Sơ đồ xử lí mẫu không khí ..................................................................... 49
Hình 3.5. Nồng độ các phthalate trong pha hơi ...................................................... 52
Hình 3.6. Nồng độ các phthalate trong pha hạt (ng/mg) ......................................... 54
Hình 3.7. Nồng độ các phthalate trong không khí ................................................. 56
Hình 3.8. Tỉ lệ phthalate giữa pha hơi và pha hạt ................................................... 57
Hình 3.9. Sự phân bố các phthalate trong không khí .............................................. 58
Hình 3.10. So sánh nồng độ phthalate ở Hà Nội với một số thành phố trên thế giới.
.............................................................................................................................. 59
Hình 3.11. Giá trị ƣớc lƣợng trung bình của logKp và logKow đối với mỗi
phthalate. ............................................................................................................... 62
Hình 3.12. So sánh giá trị logKow trong một số nghiên cứu khác nhau ................ 63
Hình 3.13. Mức độ ƣớc lƣợng phơi nhiễm phthalate thông qua con đƣờng hít thở
không khí trong nhà (ng/kg-bw/ngày) .................................................................... 66


MỞ ĐẦU
Phthalate là diester của acid phthalic, chúng đƣợc sử dụng rộng rãi trong
các sản phẩm gia dụng và vật liệu cho nhiều ngành công nghiệp khác nhau. Chúng
đóng vai trò quan trọng trong quá trình sản xuất nhựa polyvinyl cloride (PVC) và
các loại nhựa khác nhƣ polyvinyl acetate, ester cenlulose và polyurethane. Trong
vật liệu xây dựng, đồ gia dụng, đồ chơi trẻ em, quần áo, thực phẩm (vật liệu đóng
gói) và các sản phẩm y tế, mỹ phẩm. Phthalate còn đƣợc sử dụng làm tăng tính kết
dính trong chất tẩy rửa, dung môi. Tuy nhiên khả năng tích lũy sinh học, độc tính
và những ảnh hƣởng xấu của phthalate đối với động vật phòng thí nghiệm, sự phân
bố của phthalate trong các môi trƣờng khác nhau nhƣ không khí, đất, nƣớc, trầm
tích, bùn và bụi,... cũng là vấn đề đáng đƣợc quan tâm và đã đƣợc báo cáo trong
nhiều nghiên cứu trƣớc. Tuy nhiên, cho đến nay những hiểu biết chung về lớp hợp
chất này trên thế giới vẫn còn khá hạn chế. Tại Việt Nam, qua tìm hiểu chúng tôi
nhận thấy mới chỉ có một vài nghiên cứu cơ bản về phƣơng pháp xác định

phthalate trong môi trƣờng và thực phẩm. Nhằm hoàn thiện quy trình phân tích và
đóng góp thêm những hiểu biết về sự phân bố, khả năng rủi ro cho những cƣ dân
sống trong môi trƣờng bị ô nhiễm phathalte, chúng tôi đã thực hiện đề tài nghiên
cứu "Nghiên cứu phân tích và đánh giá rủi ro phơi nhiễm phthalate từ không
khí trong nhà tại Hà Nội, Việt Nam".
Mục tiêu:
1. Xây dựng phƣơng pháp xác định phthalate trong mẫu không khí trong
nhà sử dụng kĩ thuật sắc kí khí ghép nối khối phổ.
2. Thu thập mẫu và xác định sự phân bố của phthalate từ không khí trong
nhà tại Hà Nội, Việt Nam.
3. Đánh giá rủi ro phơi nhiễm phthalate qua con đƣờng hít thở không khí
đối với các nhóm đối tƣợng khác nhau.
Phƣơng pháp: Xác định hàm lƣợng phthalate bằng phƣơng pháp sắc ký khí
khối phổ (GC/MS).
1


CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về phthalate
1.1.1. Giới thiệu về phthalate
Phthalate hay còn gọi là các diester của 1,2-benzenedicarboxylic acid hoặc
phthalic acid. Phthalate là loại hóa chất công nghiệp đƣợc sử dụng rộng rãi trong
ngành nhựa để tạo ra tính mềm dẻo và độ bền chắc cho sản phẩm. Phthalate đƣợc
sử dụng làm chất trợ dẻo trong việc chế tạo nhựa polyinyl chloride (PVC). Chất
trợ dẻo đƣợc nhóm thành các loại sau: Phthalate, terephthalate, epoxy, aliphatic
(chủ yếu là adipate và hydro hóa phthalate), trimellitate, polymeric, phosphate, và
một số thành phần khác. Trong đó các ester của acid phthalic, thƣờng đƣợc gọi là
chất làm dẻo phthalate, là loại chất làm dẻo chủ yếu đƣợc sản xuất và tiêu thụ trên
thế giới. Năm 2014, trên thế giới sản lƣợng sản xuất nhựa dẻo khoảng 8 triệu tấn,
trong đó phthalate chiếm 70%, giảm từ khoảng 88% năm 2005; chúng đƣợc dự

báo sẽ chiếm 65% lƣợng tiêu thụ thế giới trong năm 2019 [12].
Phthalate đƣợc tìm thấy trong vật liệu xây dựng, bọc đệm, vinyl sàn, sơn
tƣờng, sợi, bao bì thực phẩm, đồ chơi trẻ em và mỹ phẩm nhƣ sơn móng tay, gel
vuốt tóc, kem dƣỡng da, nƣớc hoa,... chúng đƣợc thêm vào để làm tăng độ bóng,
độ mịn, độ bám bề mặt và giữ mùi lâu hơn...[2], [19]. Phthalate đƣợc sử dụng tùy
thuộc vào những thuộc tính khác nhau của chúng ví dụ nhƣ trọng lƣợng phân tử.
Một số phthalate có trọng lƣợng phân tử cao (7C đến 13C) đƣợc bổ sung vào nhựa
để làm tăng tính dẻo và độ bền của vật liệu, phthalate có trọng lƣợng phân tử thấp
(2C đến 6C) thƣờng đƣợc dùng làm tăng tính kết dính trong chất tẩy rửa, dung môi
[27]. Phthalate đƣợc dùng làm chất chống tạo bọt trong sản xuất giấy [34]. Trong
ngành y dƣợc phthalate còn đƣợc ứng dụng sản xuất các loại dụng cụ, thiết bị y tế,
các phthalate thƣờng có trong những túi nhựa đựng máu, dây truyền nƣớc và hóa
chất, ống thông tiểu, ống súc dạ dày... Diethyl phthalate (DEP) có tính diệt khuẩn
cao nên đƣợc dùng nhƣ một chất trị bệnh ghẻ. Đặc biệt, DEP đƣợc dùng làm chất
hóa dẻo trong bao phim viên thuốc, nhƣng lớp phim bao này thƣờng rất mỏng

2


cộng với việc sử dụng hàng ngày chỉ một lƣợng nhỏ nên coi nhƣ lƣợng vào cơ thể
không đáng kể [28].
Công thức cấu tạo chung của phthalate

Đây là công thức cấu tạo chung của các ester phthalate hay còn đƣợc gọi là
diester của acid benzenedicarboxylic.
R và R’ là 2 gốc hydrocarbon. Cấu trúc khác nhau của 2 nhánh này sẽ tạo ra
những tính chất hóa học và vật lý rất riêng của từng chất và làm thay đổi hoạt tính
sinh học của chúng [29]. Tên gọi, công thức hoá học của một số phthalate thông
dụng đƣợc thể hiện ở bảng 1.1.
Bảng 1.1: Một số phthalate thƣờng gặp

No

1

2

3

4

5

Tên gọi
Dimethyl
phthalate
Diethyl
phthalate
Diallyl
phthalate
Di-n-propyl
phthalate
Di-n-butyl
phthalate

Viết tắt

Công thức cấu tạo

KLPT
(đ.v.C)

DMP

C6H4(COOCH3)2

194,18

DEP

C6H4(COOC2H5)2

222,24

DAP

C6H4(COOCH2CH=CH2)2

246,26

DPP

C6H4[COO(CH2)2CH3]2

250,29

DBP

C6H4[COO(CH2)3CH3]2

278,34

3


6

Di-iso-butyl
phthalate

DiBP

C6H4[COOCH2CH(CH3)2]2

278,34

BCHP

CH3(CH2)3OOCC6H4COOC6H11

304,38

DnPP

C6H4[COO(CH2)4CH3]2

306,40

DCHP

C6H4[COOC6H11]2

330,42

BzBP

CH3(CH2)3OOCC6H4COOCH2C6H5

312,36

DnHP

C6H4[COO(CH2)5CH3]2

334,45

DiHxP

C6H4[COO(CH2)3CH(CH3)2]2

334,45

DiHP

C6H4[COO(CH2)4CH(CH3)2]2

362,50

BDP

CH3(CH2)3OOCC6H4COO(CH2)9CH3

362,50

Butyl
7

cyclohexyl
phthalate

8

9

10

11

12

13

14

Di-n-pentyl
phthalate
Dicyclohexyl
phthalate
Butyl benzyl
phthalate
Di-n-hexyl

phthalate
Di-iso-hexyl
phthalate
Di-iso-heptyl
phthalate
Butyl decyl
phthalate
Di(2-

15

ethylhexyl)

DEHP

C6H4[COOCH2CH(C2H5)(CH2)3CH3]2 390,56

DnOP

C6H4[COO(CH2)7CH3]2

390,56

DiOP

C6H4[COO(CH2)5CH(CH3)2]2

390,56

ODP

CH3(CH2)7OOCC6H4COO(CH2)9CH3

418,61

phthalate
16

17

18

Di(n-octyl)
phthalate
Di-iso-octyl
phthalate
n-Octyl ndecyl phthalate

4


19

Di-iso-nonyl
phthalate

DiNP

Di(220

propylheptyl)

DPHP

phthalate
21

22

23

24

25

Di-iso-decyl
phthalate
Diundecyl
phthalate
Di-iso-undecyl
phthalate
Ditridecyl
phthalate
Di-iso-tridecyl
phthalate

C6H4[COO(CH2)6CH(CH3)2]2

C6H4[COOCH2CH(CH2CH2CH3)(CH2
)4CH3]2

418,61

446,66

DiDP

C6H4[COO(CH2)7CH(CH3)2]2

446,66

DUP

C6H4[COO(CH2)10CH3]2

474,72

DiUP

C6H4[COO(CH2)8CH(CH3)2]2

474,72

DTDP

C6H4[COO(CH2)12CH3]2

530,82

DiTP

C6H4[COO(CH2)10CH(CH3)2]2

530,82

1.1.2. Tính chất của phthalate
- Nhóm các ester phthalate là các chất lỏng, dễ bay hơi, có mùi nhẹ, tan
không đáng kể trong nƣớc và carbon tetracloride nhƣng lại tan tốt trong các dung
môi hữu cơ nhƣ methanol, acetonitrile, hexane, các dung dịch dầu ăn, chất béo.
Chúng có thể tan đƣợc trong máu và những chất dịch cơ thể có chứa lipoprotein.
- Khi bị phân hủy nhiệt, các phthalate này cho khí mùi hơi chát.
- Phthalate không có tƣơng tác với các muối nitrate, kiềm, acid hay những
chất oxy hóa mạnh.
- Phthalate là một nhóm hóa chất đƣợc sử dụng nhƣ chất làm dẻo, trong đó
cung cấp tính linh hoạt và độ bền cho nhựa nhƣ polyvinyl cloride (PVC).
- Phthalate khác nhau rất nhiều về tính chất hóa học do độ dài chuỗi khác
nhau của chúng. Do đó, sự phân bố của phthalate trên các môi trƣờng khác nhau
cũng khác nhau. Trọng lƣợng phân tử dao động từ khoảng 194 đến 550 g/ mol, độ
5


hòa tan trong nƣớc và hệ số phân tán octanol- nƣớc tăng theo trọng lƣợng phân tử.
Nhƣ với hầu hết các hóa chất kỵ nƣớc hữu cơ, các ester phthalate ít hòa tan trong
nƣớc mặn hơn trong nƣớc ngọt [32]. Tính chất lý hoá học của một số phthalate
đƣợc thể hiện ở bảng 1.2.

Bảng 1.2. Tính chất lý, hoá học của các phthalate trong nghiên cứu này

STT Phthalate

1

DMP

Công thức
cấu tạo

Nhiệt

Độ

hóa

tan

hơi

logKow

(oC)

284

trong
nƣớc

1,52,1

4
mg/L

(25oC)
1080

2

DEP

295

2,5

Áp suất
hóa hơi

Trích

(mmHg)

dẫn

3,08. 10-3
( 25oC)

[16]

1,65.10-3

[16],

( 25oC)

[18]

mg/L

< 0,001

[17],

(20oC)

( 20oC)

[16]

mg/L
o

(25 C)
1,047

3

DBP

340

4,6

6,2

4

DiBP

320

6

-

mg/L

4,76.10-5

(24oC)

( 25oC)

-


2,69
5

BzBP

370

4,8

mg/L

8,25.10-6

(25oC)

( 25oC)

[16]

0,05
6

DnHP

186

-

mg/L

1,4.10-5

(25oC)

(25oC)

0,983
7

DEHP

285

7,5

mg/L
o

(20 C)

0,2
8

DnOP

385

5,22

mg/L
(25oC)

4,0
9

DCHP

222

6,2

mg/L
(24oC)

10

DPP

318

-

-

-

< 0,001
( 20oC)

1,44.10-4
( 25oC)

8,69.10-7
(25oC)

[17]

[7],[11]

[22]

-

1.1.3. Độc tính của phthalate
Phthalate đƣợc sử dụng rộng rãi trong nhiều sản phẩm chăm sóc cá nhân và
tiêu dùng của con ngƣời, do phthalate không tạo thành một liên kết hoá học bền
7


vững với chất dẻo, chỉ có sự tƣơng tác lƣỡng cực giữa chúng nên chúng có thể
thoát khỏi sản phẩm ra môi trƣờng một cách dễ dàng.
Chƣa có nhiều thử nghiệm về tác hại của các phthalate đối với cơ thể con
ngƣời. Tuy nhiên đối với những nghiên cứu trên động vật (cụ thể là chuột ở cả hai
giống đực và cái) đã cho ta thấy những kết quả đáng sợ về độc tính của các
phthalate này. Theo nghiên cứu trƣớc đây đã nêu ra độc tính của các phthalate này
trên những con chuột đƣợc tiêm vào một lƣợng phthalate nhất định. Tất cả các
phthalate kiểm tra đều có những tác hại về hệ sinh sản và một điều đáng lƣu ý ở
một số thai nhi bị biến đổi ở hầu hết các động vật đƣợc tiêm. Các phthalate khi
đƣợc tiêm vào tĩnh mạch chuột, cơ thể chuột tích tụ các phthalate lại trong phổi,
gan và lá lách với những lƣợng khác nhau các phthalate và dần dần làm mất chức
năng của các bộ phận đó [28], [36]. Trong các nghiên cứu trên động vật thí
nghiệm, khi tiếp xúc với phthalate lâu dài sẽ dẫn đến tỷ lệ mắc các bệnh bất
thƣờng nhƣ hở hàm ếch, các dị tật xƣơng và đƣờng hô hấp tăng và tỉ lệ tử vong
của thai nhi tăng lên [4]
Để đánh giá mức độ độc tính của phthalate, một nghiên cứu đã đƣợc khảo
sát trên chuột hoặc thỏ qua nhiều con đƣờng phơi nhiễm khác nhau, kết quả thể
hiện trong bảng 1.3 [14].
Bảng 1.3. LD50 của một số phthalate .
Phthalate

DBP

Ghi chú

LD50

Qua đƣờng tiêu hóa (chuột)

7499 mg/kg

Qua da (thỏ)

20000 mg/kg

Qua hít thở (chuột)

25000 mg/m/2h

Qua đƣờng tiêu hóa (chuột)

6,9 g/kg

Qua đƣờng tiêu hóa (thỏ)

4,4 g/kg

DEP

Qua đƣờng tiêu hóa (chuột)

8,6 g/kg

DBP

Qua đƣờng tiêu hóa (chuột)

12,6 g/kg

DMP

8


DEHP

Qua đƣờng tiêu hóa (chuột)

30,6 g/kg

Qua đƣờng tiêu hóa (thỏ)

33,9 g/kg

LD50- (Lethal Dose - là liều lƣợng của hoá chất phơi nhiễm trong cùng một
thời điểm, gây ra cái chết cho 50% (một nửa) của một nhóm động vật dùng thử
nghiệm).
Một nghiên cứu cho thấy sự xuất hiện của 14 chất phthalate đã đƣợc tìm
thấy trong tất cả các mẫu nƣớc tiểu của ngƣời từ một số nƣớc châu á nhƣ: Trung
Quốc, Ấn Độ, Nhật Bản, Hàn Quốc, Kuwait, Malaysia và Việt Nam [36], cho thấy

sự phơi nhiễm phổ biến của con ngƣời với phthalate ở các nƣớc Châu á này.
Sự ảnh hƣởng của phthalate đến sức khoẻ con ngƣời đã đƣợc chỉ ra trong
mối liên quan giữa sự phơi nhiễm phthalate cao và các bệnh về nội tiết và hệ sinh
sản của con ngƣời, về trí thông minh và hành vi của trẻ, sự phơi nhiễm nồng độ
phthalate cao có thể làm cho phụ nữ bị lạc nội mạng tử cung, vô sinh [29], nam
giới ở độ tuổi thanh thiếu niên khi cơ quan sinh sản chƣa phát triển hoàn toàn, bị
nhiễm các phthalate ở một mức độ, cơ thể bị gia tăng tỷ lệ tinh hoàn không mong
muốn, tinh hoàn giảm trọng lƣợng hoặc giảm khoảng cách giữa hậu môn và dƣơng
vật...[36]. Một nghiên cứu báo cáo rằng việc tăng tỉ lệ mắc bệnh Eczema và viêm
mũi ở trẻ em có liên quan đến nồng độ BBP tăng cao trong bụi nhà [28].
Nghiên cứu trên lâm sàng và nghiên cứu trên ngƣời cho thấy phthalate có
thể làm cho cơ thể bị kháng insulin và đái tháo đƣờng tuýp II; thừa cân và béo phì,
dị thƣờng xƣơng, dị ứng và hen suyễn, ung thƣ ...[20].
Gần nhất, nhóm nghiên cứu của các nhà khoa học ở Đài Loan thực hiện tại
Khoa Y (ĐH Quốc gia Chen Kung) nghiên cứu trên 30 bé gái dậy thì sớm so với
33 bé gái bình thƣờng. Kết quả nƣớc tiểu bé gái dậy thì sớm chứa lƣợng
monomethyl phthalate cao hơn nhiều so với bé gái bình thƣờng và cho rằng đây là
một nguyên nhân gây dậy thì sớm cho các bé gái. Theo các nhà khoa học, các dẫn
xuất phthalate đƣợc xác định là các xenoestrogen, do đó chúng sẽ làm rối loạn nội
tiết (endocrine disruptors), cụ thể là làm rối loạn hệ thống hormone giới tính và
9


gây ra dậy thì trƣớc tuổi ở cả trẻ trai và trẻ gái. Ở bé gái, khi cơ thể chƣa dậy thì
nhƣng bị tác động của một lƣợng lớn dẫn xuất phthalate sẽ dễ bị kích hoạt vùng
dƣới đồi và tuyến yên. Từ đó tiết ra các hormone hƣớng dục (gonadotropins)
“đánh thức” buồng trứng làm việc và gây ra dậy thì sớm. Biểu hiện của dậy thì
sớm ở bé gái thể hiện qua: phát triển vú, sau đó mọc lông nách, lông trên xƣơng
mu và xuất hiện kinh nguyệt. Ở bé trai, cũng có dậy thì sớm nhƣng dấu hiệu
thƣờng kín đáo hơn.

Một số phthalate cụ thể đã đƣợc nghiên cứu:
a. Butylbenzyl phthalate (BBP)
Thƣờng có trong vinyl sàn, chất kết dính, đồ chơi, bao bì, thực phẩm, da
tổng hợp, dung môi công nghiệp, sản phẩm chăm sóc cá nhân... Sự phơi nhiễm
phthalate với nồng độ cao có nguy cơ làm tăng tỉ lệ mắc bệnh Eczema và viêm
mũi ở trẻ em [5]. Nghiên cứu trên động vật (chuột), khi mang thai việc tiếp xúc
với BBP gây quái thai, dị dạng xƣơng, tăng tỉ lệ hở hàm ếch ở trẻ khi sinh, làm
giảm trọng lƣợng buồng trứng và nang trứng, những khiếm khuyết trong sự phát
triển cơ quan sinh sản của chuột con [27], ở chuột cái đã trƣởng thành phơi nhiễm
phthalate làm tăng tỉ lệ mắc bệnh bạch cầu [6].
Mono - n- butyl Phthalate (MBP) là 1 chất chuyển hoá của BBP đã đƣợc
chứng minh là gây quái thai ở chuột, sau khi tiếp xúc của ngƣời mẹ trong thời kỳ
mang thai, dị tật ở thai nhi, dẫn đến gia tăng tỉ lệ tử vong của bào thai [21].
b. Dibutyl phthalate (DBP)
Tiếp xúc với DBP ở hàm lƣợng 500 mg/kg/ngày không ảnh hƣởng đến sự
tăng trƣởng của chuột cũng nhƣ không làm rối loại nội tiết [13].
Tuy nhiên khi tiếp xúc ở hàm lƣợng lớn hơn sẽ làm giảm số lƣợng tinh
trùng, giảm kích thƣớc tinh hoàn ở chuột đực và giảm hàm lƣợng progesterone (là
chất giúp ngăn ngừa đẻ non và bảo vệ bào thai phát triển toàn diện) ở chuột cái khi
mang thai. Giảm khả năng sinh sản và thay đổi chức năng buồng chứng [8]
Sự tiếp xúc của chuột với DBP trƣớc khi sinh gây quái thai, bao gồm dị tật
ở xƣơng, tăng tỉ lệ hở hàm ếch, những khiếm khuyết trong sự phát triển cơ quan
10


sinh sản nam, giảm hormone tuyến yên. Phơi nhiễm với DBP trong giai đoạn
trƣởng thành làm giảm testosterone, tăng tỉ lệ tử vong ở chuột [28].
c. Di-2-ethylhxyl phthalate (DEHP)
Mức độ chuyển hóa DEHP của loài gặm nhấm, động vật có vú và con
ngƣời tƣơng đối cao.

Đối với hàm lƣợng 500-1000 mg/kg/ngày không gây ảnh hƣởng đến chuột.
Từ liều lƣợng 5000 – 10000 mg/kg/ngày, khi tiếp xúc với chuột khiến giảm
trọng lƣợng cơ thể, nhƣng lại làm tăng khối lƣợng của thận, tim, não, tuyến thƣợng
thận và gan.
DEHP thƣờng có trong các sản phẩm gia dụng nhƣ: đồ chơi, bọc đệm, sàn,
gạch ngói, sơn tƣờng, bao bì thực phẩm, túi đựng máu, thiết bị y tế...Sự phơi
nhiễm phthalate làm ung thƣ biểu mô tế bào gan, gây ảo giác, ảnh hƣởng đến sự
phát triển của bào thai, gây quái thai ở liều cao [19]. Tỉ lệ bệnh hen suyễn ở trẻ em
tăng theo nồng độ DEHP có trong bụi nhà. Sự phơi nhiễm DEHP của trẻ sơ sinh
và trẻ nhỏ từ các thiết bị y tế làm giảm lƣu lƣợng của mật và rối loạn bất thƣờng ở
phổi [28]. Một nghiên cứu khác trên chuột, khi chuột mẹ mang thai tiếp xúc với
DEHP làm tăng tỉ lệ dị tật, hở hàm ếch ở thai nhi, giảm số lƣợng bào thai sống khi
sinh ra, làm tăng tỉ lệ tinh hoàn bất thƣờng, hạ huyết áp, suy giảm tinh thần và
giảm testosterone. Chuột trong thời kỳ sơ sinh đang bú sữa mẹ tiếp xúc với DEHP
làm giảm hoạt động enzym của gan [28].
d. Diethyl phthalate (DEP)
Thƣờng có trong các sản phẩm chăm sóc cá nhân (nƣớc hoa), chất phủ
(dƣợc phẩm), thuốc nhuộm, thuốc trừ sâu. Khi bị phơi nhiễm DEP làm giảm hấp
thụ thức ăn dẫn đến giảm sự phát triển của con ngƣời [19]. Một nghiên cứu trên
chuột cho thấy sự tiếp xúc DEP trong thời kỳ trƣớc sinh và giai đoạn bú sữa mẹ
gây ra biến dạng xƣơng, làm giảm quá trình cứng xƣơng ở chuột con khi sinh ra,
làm giảm testosterone ở chuột trƣởng thành, chuột đã trƣởng thành tiếp xúc với
DEP làm tăng trọng lƣợng gan [9].

11


1.1.4. Quá trình chuyển hóa các phthalate trong cơ thể ngƣời
Phthalate đƣợc thải ra môi trƣờng từ nhiều nguồn khác nhau bao gồm phát
thải công nghiệp, chất thải rắn đô thị, sử dụng đất của bùn thải và phát thải từ sản

phẩm có chứa phthalate. Phthalate di chuyển vào thức ăn và môi trƣờng, Theo thời
gian phthalate có thể bay hơi và phát tán vào không khí, do đó chúng có khả năng
phân bố ở khắp mọi nơi trong môi trƣờng vì thế con ngƣời dễ dàng bị phơi nhiễm
với phthalate qua các con đƣờng trực tiếp hay gián tiếp. Mức độ tiếp xúc hàng
ngày với DEHP ở trẻ em ƣớc tính khoảng 12,4 µg/kg trọng lƣợng cơ thể/ngày (bé
trai khoảng 9,9 µg/kg trọng lƣợng cơ thể/ngày, bé gái khoảng 17,8 µg/kg trọng
lƣợng cơ thể/ngày), ở phụ nữ ƣớc tính khoảng 41,7 µg/kg trọng lƣợng cơ thể/ngày
[10]
Sau khi cơ thể bị phơi nhiễm, các phthalate nhanh chóng đƣợc chuyển hóa
và bài tiết qua nƣớc tiểu và phân. Trong quá trình biến đổi sinh học ở giai đoạn I,
các phthalate có khối lƣợng phân tử thấp (ví dụ: DEP) sẽ thủy phân một nhóm
ester để chuyển hóa thành các monoester thủy phân của chúng.

Công thức hóa học của phthalate diester và chất chuyển hóa phthalate
monoester.
(Với R là alkyl hoặc nhóm ankyl: -CH3 (dimethyl phthalate), -CH2CH3
(diethyl phthalate), -CH2CH2CH2CH3 (dibutyl phthalate),
-CH2CH(CH2CH3)CH2CH2CH2CH3 (di(2-ethylhexyl)phthalate), -CH2CH2CH2CH3
và -CH2C6H5 (butylbenzyl phthalate)).
Ngƣợc lại, những phthalate có khối lƣợng phân tử lớn, đầu tiên sẽ đƣợc
chuyển hóa thành các monoester thủy phân tƣơng ứng của chúng, sau đó, enzym
sẽ oxy hóa mạch alkyl thành các chất chuyển hóa oxy hóa, làm tăng tính thấm

12


nƣớc của chúng. Các monoester và các chất chuyển hóa oxy hóa của phthalate có
thể đƣợc bài tiết qua nƣớc tiểu hoặc chúng tiếp tục đến giai đoạn II của quá trình
biến đổi sinh học, tạo thành đƣờng đôi, làm tăng khả năng tan trong nƣớc giúp
việc bài tiết qua nƣớc tiểu và phân dễ dàng hơn [24].

Tiếp theo các phthalate monoester có thể sẽ bị biến đổi bởi các quá trình
oxy hóa hoặc hydroxyl hóa ở trong giai đoạn I của quá trình sinh học nhƣ sau:

Giai đoạn II của quá trình chuyển hóa sinh học nhƣ sau:

Đặc biệt với DEHP trong cơ thể con ngƣời sẽ đƣợc chuyển hóa nhƣ sau:

13


Cơ chế này đƣợc đề xuất, nhờ quá trình xác định phthalate trong cơ thể
ngƣời. Khi đó, không tìm thấy dạng diester phthalate mà chỉ tìm thấy đƣợc dạng
monoester phthalate [28]. Do đó việc sử dụng các monoester thuỷ phân nhƣ là các
chỉ số sinh học đơn thuần để so sánh phơi nhiễm tƣơng đối với các phthalate khác
nhau nên các monoesters phthalate có thể đƣợc đo trên các nền mẫu sinh hoạt
(nƣớc tiểu, huyết thanh, sữa mẹ, nƣớc bọt, dịch nang buồng trứng, huyết tƣơng và
nƣớc ối) [19].

14