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

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

PHẠM VĂN HUY

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

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội – Năm 2014


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

PHẠM VĂN HUY

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

Chuyên ngành: Khoa học Môi trường
Mã số: 60440301

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. ĐỖ QUANG HUY

Hà Nội – Năm 2014


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

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


MỘT SỐ THUẬT NGỮ VIẾT TẮT
BYT

Bộ Y tế.

CTPT

Công thức phân tử.

ECD

Detectơ cộng kết điện tử (Electron capture detector).

EPA

Cơ quan bảo vệ môi trường Hoa Kỳ

FPD

Detectơ quang hóa ngọn lửa (Flame photometric detector).

FID

Detectơ ion hóa ngọn lửa (Flame ionization detector).

GC

Sắc ký khí (Gas chromatography).

HPLC

Sắc

ký

lỏng

hiệu

năng

cao

(High

performance

liquid

chromatography).
KIEST

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

MS

Khối phổ (Mass spectrometry).

OEHHA

Cơ quan đánh giá nguy cơ sức khỏe Môi Trường (Office of
Environmental Health Harzar Assessment).

QCVN

Quy chuẩn Việt Nam.

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam.

VOCs

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

WHO

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


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Sơ đồ lưu chuyển các hợp chất cơ clo mạch ngắn trong môi trường ......... 4
Hình 1.2. Cấu tạo dụng cụ kỹ thuật SMPE............................................................. 14
Hình 1.3. Thiết bị sắc ký khí .................................................................................. 17
Hình 2.1. Quá trình lấy mẫu trong kỹ thuật không gian hơi ................................... 26
Hình P1. Các vị trí lấy mẫu tại Hồ Khương Đình, quận Thanh Xuân ..................... 60
Hình P2. Các vị trí lấy mẫu tại Hồ Triều Khúc, quận Thanh Xuân ......................... 60
Hình P3. Các vị trí lấy mẫu tại quận Đống Đa ....................................................... 61
Hình P4. Các vị trí lấy mẫu tại sông Tô Lịch đoạn từ điểm giao cắt với Sông
Lừ đến Ngã Tư Sở ......................................................................................... 61
Hình P5. Các vị trí lấy mẫu tại sông Tô Lịch đoạn từ Ngã Tư Sở đến đường
Hoàng Quốc Việt ........................................................................................... 62

Hình B4. Sắc ký đồ phân tích mẫu nước mặt tại ao Khương Đình – quận Thanh
Xuân .............................................................................................................. 64
Hình B5. Sắc ký đồ phân tích mặt nước mặt tại Sông Tô Lịch ............................... 65
Hình B6. Sắc kí đồ phân tích mẫu nước hồ Đống Đa ............................................. 65
Hình B7. Sắc kí đồ phân tích mẫu nước hồ Ba Mẫu............................................... 66
Hình B10. Sắc kí đồ phân tích mẫu nước hồ Kim Liên .......................................... 66


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Một số tiêu chuẩn quy định về nồng độ các chất cơ clo mạch ngắn
dễ bay hơi trong nước ăn uống ......................................................................... 6
Bảng 1.2. Đề xuất tiêu chuẩn chất lượng nước mặt cho Moldova ............................ 7
Bảng 1.3. Tiêu chuẩn quy định về nồng độ các chất cơ clo mạch ngắn dễ bay
hơi trong nước thải của KIEST ........................................................................ 8
Bảng 1.4. Tiêu chuẩn quy định về nồng độ các chất cơ clo mạch ngắn dễ bay
hơi trong nước xả thải ở Nhật Bản ................................................................... 9
Bảng 2.1. Phân mức rủi ro ..................................................................................... 31
Bảng 2.2. Nồng độ Diclometan trong các dung dịch chuẩn .................................... 33
Bảng 2.3. Nồng độ của chất chuẩn Triclometan trong các dung dịch chuẩn ........... 34
Bảng 2.4. Nồng độ của chất chuẩn 1,2-Dicloetan trong các dung dịch chuẩn ......... 34
Bảng 3.1. Đường ngoại chuẩn của Diclometan ...................................................... 37
Bảng 3.2. Đường ngoại chuẩn của Triclometan ..................................................... 37
Bảng 3.3. Đường ngoại chuẩn của 1,2-Dicloetan ................................................... 38
Bảng 3.4. Kết quả phân tích các chất Diclometan, Triclometan, 1,2-Diclotean
cứu trong mẫu nước mặt tại một số hồ thuộc quận Thanh Xuân ..................... 39
Bảng 3.5. Kết quả phân tích các chất Diclometan, Triclometan, 1,2-Dicloetan
trong mẫu nước mặt tại một số hồ thuộc quận Đống Đa ................................. 40
Bảng 3.6. Kết quả phân tích chất Diclometan trong mẫu nước lấy tại ................... 42
sông Tô Lịch ......................................................................................................... 42
Bảng 3.7. Kết quả phân tích chất Triclometan trong mẫu nước lấy tại .................. 44

sông Tô Lịch ......................................................................................................... 44
Bảng 3.8. Kết quả phân tích 1,2-Dicloetan trong các mẫu nước lấy tại .................. 46
sông Tô Lịch ......................................................................................................... 46
Bảng 3.9. Hệ số tiềm năng ung thư của một số chất qua đường hô hấp .................. 47
Bảng 3.10. Rủi ro ung thư trong thời gian sống (10-6) gây ra bởi Diclometan,
Triclometan và 1,2-Dicloetan trong nước mặt khu vực quận Thanh Xuân ...... 48
Bảng 3.11. Rủi ro ung thư trong thời gian sống (10-6) gây ra bởi Diclometan,
Triclometan và 1,2-Dicloetan trong nước mặt khu vực quận Đống Đa ........... 49
Bảng 3.12. Rủi ro ung thư trong thời gian sống (10-6) gây ra bởi Diclometan,
Triclometan và 1,2-Dicloetan trong nước mặt sông Tô Lịch .......................... 51


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 1
CHƯƠNG 1 ............................................................................................................ 3
TỔNG QUAN ......................................................................................................... 3
1.1. Nguồn phát sinh của các hợp chất cơ clo mạch ngắn .................................. 3
1.2. Ảnh hưởng của các hợp chất cơ clo mạch ngắn đến sức khỏe con
người ................................................................................................................... 4
1.3. Tiêu chuẩn, giới hạn cho phép của một số hợp chất cơ clo mạch ngắn
trong môi trường nước ......................................................................................... 6
1.4. Tổng quan về hiện trạng ô nhiễm nước mặt do VOCs trên thế giới và ở
Việt Nam ........................................................................................................... 10
1.5. Các kỹ thuật thường được sử dụng tách chiết VOCs ................................. 11
1.6. Phương pháp phân tích sắc kí khí ................................................................ 15
1.6.1. Nguyên tắc chung của phương pháp sắc kí khí ..................................... 15
1.6.2. Detectơ ion hoá ngọn lửa ..................................................................... 17
1.6.3. Detectơ cộng kết điện tử ...................................................................... 18
1.6.4. Detectơ khối phổ .................................................................................. 19
1.7. Một vài nét về khu vực nghiên cứu ............................................................. 19

1.7.1. Quận Thanh Xuân ................................................................................ 19
1.7.2. Quận Đống Đa ..................................................................................... 20
1.7.3. Một vài nét về Sông Tô Lịch ................................................................ 22
CHƯƠNG 2 .......................................................................................................... 23
ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU............................................. 23
2.1. Đối tượng nghiên cứu ................................................................................. 23
2.2. Phương pháp nghiên cứu............................................................................. 23
2.2.1. Phương pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu ............................................... 24
2.2.2. Phương pháp tách chất bằng kỹ thuật không gian hơi ........................... 25
2.2.3. Phương pháp sắc ký khí detectơ cộng kết điện tử ................................. 27


2.2.4. Phương pháp tính toán rủi ro và ngưỡng gây ung thư ........................... 30
2.3. Thực nghiệm ............................................................................................... 31
2.3.1. Dụng cụ và hóa chất ................................................................................. 31
2.3.1.1. Dụng cụ ............................................................................................ 31
2.3.1.2. Hóa chất ............................................................................................ 32
2.3.2. Chuẩn bị các dung dịch hỗn hợp chuẩn và mẫu chuẩn.............................. 32
2.3.3. Phân tích mẫu thực tế ............................................................................... 35
2.3.4. Tính rủi ro và ngưỡng gây ung thư ........................................................... 35
CHƯƠNG 3 .......................................................................................................... 36
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................................... 36
3.1. Xác định điều kiện phân tích các chất nghiên cứu bằng phương pháp
sắc ký khí .......................................................................................................... 36
3.2. Kết quả xác định nồng độ các cơ clo mạch ngắn trong các mẫu nước
mặt trên địa bàn khu vực nghiên cứu. ................................................................ 36
3.2.1. Xây dựng đường ngoại chuẩn............................................................... 36
3.2.2. Xác định nồng độ các cơ clo mạch ngắn trong các mẫu nước mặt tại
quận Thanh Xuân........................................................................................... 38
3.2.3. Xác định nồng độ các cơ clo mạch ngắn trong các mẫu nước mặt tại

quận Đống Đa ................................................................................................ 40
3.2.4. Xác định nồng độ các cơ clo mạch ngắn trong các mẫu nước sông
Tô Lịch .......................................................................................................... 42
3.3. Kết quả tính toán và cảnh báo rủi ro gây ung thư gây ra bởi Diclometan,
Triclometan và 1,2-Dicloetan ............................................................................ 47
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ ........................................................................ 56
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................... 57
PHỤ LỤC 1........................................................................................................... 60
PHỤ LỤC 2........................................................................................................... 63



MỞ ĐẦU
Như chúng ta đã biết, ở Việt Nam hiện nay nước thải đô thị, bao gồm nước
thải từ các khu vực dân cư đô thị, từ các nhà máy, xí nghiệp sản xuất công, nông
nghiệp và dịch vụ, từ các bệnh viện, trường học, các khu vui chơi giải trí,... được
thải ra và đổ vào các ao, hồ, sông ngòi,... Các thành phần chủ yếu trong trong nước
thải đô thị là các chất hữu cơ dễ phân hủy, các chất hữu cơ bền vững, các chất rắn,
các kim loại nặng, các chất vô cơ, dầu mỡ, các vi sinh vật,...
Hà Nội, một thành phố có rất nhiều sông, hồ. Việc sử dụng các con sông
chảy trong thành phố để chứa và dẫn nước thải đã làm mất cảnh quan môi trường và
làm ô nhiễm nguồn nước. Việc phân tích xác định thành phần, hàm lượng các chất
gây ô nhiễm trong nước của các con sông này đã được thực hiện. Tuy nhiên, việc
phân tích xác định các dung môi hữu cơ chứa clo trong nước của các con sông này
chưa được quan tâm đúng mức. Trong đó có các chất cơ clo dễ bay hơi như:
Diclometan (CH2Cl2); Triclometan (CHCl3); Tricloetylen (C2HCl3); Tetracloetylen
(C2Cl4),… Sự có mặt của các chất này trong môi trường nước sẽ gây ảnh hưởng
nghiêm trọng tới các động vật thủy sinh và ảnh hưởng tới sức khỏe con người.
Nguồn phát sinh các hợp chất cơ clo mạch ngắn trong nước sinh hoạt chủ
yếu do quá trình khử trùng nước bằng clo - công đoạn không thể thiếu trong các nhà

máy nước ở Việt Nam, trong khi đó nước mặt ở Việt Nam thường tiếp nhận nước
thải sinh hoạt từ các khu vực khách sạn, nhà hàng, cơ sở giặt khô, là hơi,...; một số
nơi nước mặt còn bị tiếp nhận từ nguồn nước thải công nghiệp như sản xuất sơn,
sản xuất ô tô,... Các hợp chất cơ clom mạch ngắn là các chất dễ bay hơi, nên chúng
thoát ra khỏi bề mặt nước làm ô nhiễm môi trường không khí. Từ đó, chúng có thể
dễ dàng hấp thụ vào cơ thể con người qua hệ hô hấp. Các chất cơ clo mạch ngắn
thâm nhập vào cơ thể người gây ảnh hưởng đến hệ thống thần kinh, hệ tuần hoàn,
gan, thận và nguy hiểm nhất là khả năng gây ung thư. Tuy nhiên, cho đến nay chưa
có nhiều nghiên cứu về việc xác định và đánh giá ảnh hưởng của các hợp chất cơ
clo mạch ngắn trong nước mặt tới sức khỏe cộng đồng. Xuất phát từ yêu cầu thực tế

1


đó, chúng tôi đã lựa chọn và thực hiện đề tài “NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG
PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ Ô NHIỄM CÁC
HỢP CHẤT CƠ CLO MẠCH NGẮN TRONG NƯỚC MẶT TRÊN ĐỊA BÀN
MỘT SỐ QUẬN THUỘC THÀNH PHỐ HÀ NỘI”.
Nội dung nghiên cứu của đề tài:
-

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

-

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

-

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

-

Đưa ra được quy trình phân tích các hợp chất cơ clo mạch ngắn trong nước
mặt

-

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

-

Tính toán được rủi ro ung thư gây ra bởi các chất nghiên cứu từ kết quả phân
tích các mẫu nước mặt đã lấy được.

2


CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN
1.1. Nguồn phát sinh của các hợp chất cơ clo mạch ngắn
Sự có mặt của các chất cơ clo mạch ngắn trong môi trường không khí và

nước không chỉ ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp tới sức khỏe con người theo cơ
chế đã nêu trên, mà còn có tác động trực tiếp tới hệ sinh thái trên trái đất. Sự có mặt
của các chất cơ clo như tetraclometan, tricloetan trong không khí là một trong
những nguyên nhân gây ra sự phá hủy tầng ozôn - một hiểm họa mang tính toàn cầu
hiện nay.
Cách đây khoảng hơn chục năm, một số nhà khoa học người Đức đã bỏ ra
nhiều công sức để nghiên cứu nồng độ các chất cơ clo mạch ngắn, đặc biệt là
tetracloetylen và sự dịch chuyển, sự phân bố của chúng trong quyển đối lưu bằng
cách lấy các mẫu trong không khí ở các hòn đảo rất xa các trung tâm công nghiệp
quan trọng. Kết quả nghiên cứu của họ đã cho thấy rằng các hợp chất cơ clo mạch
ngắn vượt qua vùng hội tụ nhiệt đới ngăn cách các khối không khí của Bắc bán cầu
với Nam bán cầu và gây tổn hại cho Nam bán cầu. Theo tính toán của các nhà khoa
học, hàng năm có ít nhất 80% sản lượng của các hợp chất cơ clo (khoảng hơn
480.000 tấn/năm) tác động đến quyển đối lưu. Do các hợp chất cơ clo tương đối bền
trong không khí (ví dụ tetracloetylen: 125 ngày) nên các chất này dưới tác động của
tia tử ngoại sẽ bị phân hủy một phần tạo ra Cl• tự do và chính Cl• tự do là tác nhân
tấn công trực tiếp để phá hủy tầng ôzôn.
Tại Hà Lan, người ta cũng đã tìm thấy sự có mặt của các hợp chất cơ clo
mạch ngắn trong hơi thở của những người sống cạnh các xưởng giặt khô tại trung
tâm thành phố Amstecdam, nồng độ của chúng giảm dần khi dịch chuyển xa các
xưởng đó, điều này ảnh hưởng nhiều đến sức khỏe, đặc biệt là đối với người già và
trẻ em [1][4].
Các hợp chất cơ clo mạch ngắn không chỉ được phát hiện thấy trong không
khí, mà còn được phát hiện thấy trong các mạch nước ngầm do sự thải, sự rò rỉ ngẫu

3


nhiên từ
ừ các khu công nghiệp hoặc do các kho hóa chất... chôn cất dưới

d
đất không
đúng quy cách. Thường
ờng gặp nhất trong tầng nước
ớc ngầm llà tricloetylen,
tetracloetylen và metylclorofom. Quá trình lưu
l chuyển các chất cơ
ơ clo trong môi
trường được
ợc chỉ ra trong h
hình 1.1.

Hình 1.1. Sơ đồ
ồ llưu chuyển các hợp chất cơ clo mạch
ạch ngắn trong môi
trường
Các nguồn
ồn thải có chứa
chứ nhóm chất cơ clo mạch
ạch ngắn chủ yếu là
l từ nước thải
sinh hoạt và nước
ớc thải công nghiệp nh
như:
- Khu vực
ực hoạt động th
thương mại, dịch vụ khách sạn, nhà hàng.
- Hoạt
ạt động phân tích hóa học v
và việc

ệc sử dụng hóa chất trong phòng
ph
thí
nghiệm của các cơ
ơ quan, trư
trường học.
- Hoạt
ạt động của bệnh viện, cơ
c sở sản xuất dược phẩm.
- Cơ sở giặt khô, làà hơi.
- Cơ sở sản xuất sơn [2].
1.2. Ảnh hưởng
ởng của các hợp chất cơ
c clo mạch
ạch ngắn đến sức khỏe con ng
người
Bên cạnh
ạnh những ứng dụng to lớn của các hợp chất cơ
cơ clo các nhà khoa học
h
cũng đã chỉỉ ra các mặt tác hại của các chất n
này khi có mặt
ặt ở trong môi tr
trường. Khi
chúng ta tiếp
ếp xúc với những chất n
này ở nồng độ cao hoặc tiếp xúc thường
t
xuyên,
con người có thể sẽ bịị mắc các chứng bệnh sau:

sau

4


- Ảnh hưởng đến da: gây đỏ da, khô da, cảm giác bỏng, gây kích ứng,...
- Suy giảm hệ thần kinh trung ương: chóng mặt, nhức đầu, buồn nôn, suy
nhược, mất ý thức, rối loạn thị giác, hôn mê, ảnh hưởng đến thính giác,...
- Kích thích hệ hô hấp như đau mũi, đau họng, tức ngực, thậm chí có thể làm
phù phổi.
- Ảnh hưởng đến tim như: tăng mẫn cảm cơ tim, loạn nhịp tim,…
- Ảnh hưởng đến gan như: tổn thương tế bào gan, hoại tử gan cấp tính,…
- Ảnh hưởng đến máu: gây thiếu máu do tủy xương bị tổn thương, tăng bạch
cầu,…
- Ảnh hưởng đến sinh sản: các chất này đi qua rau thai đến hệ thần kinh
trung ương của bào thai gây dị tật ở bộ phận sinh dục của trẻ sơ sinh, có thể gây sẩy
thai cho sản phụ.
- Ảnh hưởng đến hệ tiêu hóa: rối loạn chức năng dạ dày, ruột như buồn nôn,
đau bụng, tiêu chảy...
- Ung thư: Đã có nhiều nghiên cứu về tác động gây ung thư của nhóm chất
này đối với con người. Người ta tính rằng, với nồng độ Clorofom trong nước là 0,03
mg/l, mỗi ngày uống 2 lít nước thì rủi do mắc bệnh ung thư là 1/100.000 người; với
nồng độ Tricloetylen trong nước là 30 g/l, mỗi ngày uống 2 lít nước thì rủi do mắc
bệnh ung thư là 1/100.000 người; với nồng độ Tetracloetylen trong nước là 10 g/l,
mỗi ngày uống 2 lít nước thì rủi do mắc bệnh ung thư là 1/100.000 người trong suốt
thời gian sống; Diclometan được xếp vào nhóm độc 2B, tuy nhiên các bằng chứng
có được cho thấy nó không phải là tác nhân gây ung thư qua cơ chế nhiễm độc gen.
Các triệu chứng nêu trên phụ thuộc vào nồng độ tiếp xúc và thời gian tiếp
xúc, nó có thể gây nhiễm độc mãn tính hoặc cấp tính, thậm chí gây tử vong [7].
Khi các chất này và thủy ngân cùng có mặt trong môi trường nước, đặc biệt

là nước dùng để nuôi thủy, hải sản thì thủy ngân và các hợp chất cơ clo mạch ngắn

5


dễ dàng phản ứng với nhau tạo thành metyl thủy ngân (CH3Hg+), metyl thủy ngân
có thể đi vào cơ thể thủy sinh vật, nó có thể được tích luỹ trong cơ thể chim, động
vật và các loài thuỷ sinh theo mức độ khác nhau. Theo chuỗi thức ăn con người có
thể bị nhiễm độc metyl thủy ngân dẫn đến quá trình phân lập thể nhiễm sắc, phá vỡ
thể nhiễm sắc và ngăn cản sự phân chia tế bào [8].
1.3. Tiêu chuẩn, giới hạn cho phép của một số hợp chất cơ clo mạch ngắn
trong môi trường nước
Hiện nay tồn tại một số tiêu chuẩn của các nước qui định về lượng chất cơ
clo mạch ngắn có mặt trong môi trường nước, trong đó có:
Tiêu chuẩn về nồng độ các chất cơ clo dễ bay hơi trong nước ăn uống do Cơ

-

quan Bảo vệ Môi trường của Mỹ ban hành (USEPA)[15][16]
Tiêu chuẩn về nồng độ các chất cơ clo dễ bay hơi trong nước ăn uống do Tổ

-

chức Y tế Thế giới ban hành (WHO)[1].
Tiêu chuẩn vệ sinh nước ăn, uống do Bộ Y tế Việt Nam ban hành (QCVN 01 :

-

2009/QCVN [9].
Tiêu chuẩn chất lượng môi trường về nồng độ các chất cơ clo dễ bay hơi

-

trong nước ăn uống do Luật môi trường Nhật Bản ban hành (EQS)[12][13].
Trên cơ sở các tiêu chuẩn này nồng độ cho phép của Diclometan; 1, 2Dicloetan và Triclometan trong nước uống đã được đưa ra khá khác nhau, bảng 1.1.
Bảng 1.1. Một số tiêu chuẩn quy định về nồng độ các chất cơ clo mạch ngắn dễ
bay hơi trong nước ăn uống

STT

Tên chất

USEPA

WHO

EQS

TCVN

(mg/L)

(mg/L)

(mg/L)

(mg/L)

CTPT

1

Diclometan

CH2Cl2

0,005

0,02

0,02

0,02

2

1,2- Dicloetan

C2H4Cl2

0,005

0,03

0,004

0,03

6

3

Triclometan

CHCl3

0,08

0,06

0,06

0,2

Theo như báo cáo đề xuất chất lượng nước mặt của Moldova với mục đích
sử dụng nước khác nhau, họ đã phân ra 5 cấp sử dụng nguồn nước mặt với các tiêu
chuẩn về nồng độ các chất trong cấp đó là khác nhau, và nồng độ của các hợp chất
cơ clo mạch ngắn được đưa ra trong bảng 1.2.
Cấp 1: Được coi là đạt tiêu chuẩn cao, không bị ảnh hưởng bởi hệ thống thủy
sản tự nhiên. Là vùng nước đạt tiêu chuẩn cho tất cả các mục đích sử dụng (cung
cấp nước sinh hoạt, nuôi trồng các loài thủy sinh nhạy cảm, tắm…)
Cấp 2: Chất lượng nước đạt tiêu chuẩn hỗ trợ các mục đích sử dụng cấp 2
bao gồm các mục đích về thủy sản và hệ sinh thái. Và áp dụng phương pháp xử lý
đơn giản đủ để đạt tiêu chuẩn nước cấp sinh hoạt.
Cấp 3: Không đạt tiêu chuẩn để sử dụng với các mục đích như cấp nước sinh
hoạt, không nuôi được các sinh vật thủy sinh nhạy cảm như cá hồi và áp dụng
phương pháp xử lý chuyên sâu mới đủ đạt tiêu chuẩn thành nước cấp sinh hoạt. Đạt
yêu cầu cung cấp nước nuôi cá rô, lươn.
Cấp 4: Cần được xử lý nước bề mặt. Không đủ điều kiện để nuôi các loại cá

rô, lươn.
Cấp 5: Cần được xử lý. Không đạt yêu cầu sử dụng [13].
Bảng 1.2. Đề xuất tiêu chuẩn chất lượng nước mặt cho Moldova
Tên chất

Nồng độ ở các cấp (mg/L)
Cấp 1

Cấp 2

Cấp 3

Cấp 4

Cấp 5

Diclometan

0,02

0,04

0,052

0,06

>0,06

1,2- Dicloetan

0,01

0,02

0,026

0,03

>0,03

Triclometan

0,0025

0,005

0,0065

0,0075

>0,0075

7


Tiêu chuẩn xả thải của nồng độ các chất cơ clo mạch ngắn trong môi trường
nước ở một số nước như Hàn Quốc, Nhật Bản được xác định ở bảng 1.4 và bảng 1.4
[18].
Bảng 1.3. Tiêu chuẩn quy định về nồng độ các chất cơ clo mạch ngắn dễ bay hơi
trong nước thải của KIEST

Tên chất

Tiêu chuẩn các khu vực
Khu vực

Khu vực A

Khu vực B

tinh khiết

Khu vực
đặc biệt

Tricloetylen (mg/L)

<0,06

<0,3

<0,3

<0,3

Tetracloetylen (mg/L)

<0,02

<0,1

<0,1

<0,1

Diclometan (mg/L)

<0,02

<0,02

<0,02

<0,02

Ghi chú: Khu vực tinh khiết: Là khu vực được Bộ trưởng Bộ Tài nguyên Hàn Quốc
quy định và kiểm tra là khu vực gây ảnh hưởng đến nguồn nước thuộc khu vực
nước được công nhận là phải bảo tồn nguồn nước thuộc bậc “rất tốt (Ia)” theo tiêu
chất lượng nước và hệ sinh thái thủy sinh tại điều 3 biểu mẫu 1 của “Pháp lệnh thi
hành Luật cơ bản chính sách môi trường”
Khu vực A: Là khu vực được Bộ tài nguyên Hàn Quốc quy định và kiểm tra là khu
vực gây ảnh hưởng đến nguồn nước thuộc khu vực nước được công nhận là phải
bảo tồn nguồn nước thuộc bậc “tốt (Ib)”, “khá (II)” theo tiêu chuẩn chât lượng nước
và hệ sinh thái thủy sinh.
Khu vực B: Là khu vực được Bộ trưởng Bộ Tài nguyên Hàn Quốc quy định và kiểm
tra là khu vực gây ảnh hưởng đến nguồn nước thuộc khu vực nước được công nhận
là phải bảo tồn nguồn nước thuộc bậc “bình thường (III)”, “trung bình (IV)”, “xấu
(V)” theo tiêu chuẩn chất lượng nước và hệ sinh thái thủy sinh.
Khu vực đặc biệt: Là khu vực được Bộ trưởng Bộ Tài nguyên môi trường Hàn Quốc
chỉ định là khu vực xử lý công cộng theo điểm 3, điều 49 của Luật này và là khu

8


công nông nghiệp được chỉ định theo điều 8 của Pháp luật về xác định vị trí và phát
triển công nghiệp.
Bảng 1.4. Tiêu chuẩn quy định về nồng độ các chất cơ clo mạch ngắn dễ
bay hơi trong nước xả thải ở Nhật Bản
Tên chất

Giới hạn cho phép (ppb)

Diclometan

200

1,2 - Dicloetan

40

Theo như Tiêu chuẩn đánh giá chất lượng nước mặt của Nhật Bản thì nước
sông (hồ) được phân chia thành 6 cấp theo mục đích sử dụng và yêu cầu bảo tồn
môi trường nước sông, hồ. Đồng thời, tiêu chuẩn cũng quy định ngưỡng giới hạn
nồng độ hợp chất Triclometan trong môi trường nước mặt để bảo vệ các loài thủy
sinh vật.
Cấp AA: Nguồn nước cấp 1, nguồn nước tự nhiên cần được bảo tồn.
Cấp A: Nguồn nước cấp 2, phục vụ cho thủy sản loại 1(cá hồi, sinh vật thủy sinh
nhạy cảm) và tắm.
Cấp B: Nguồn nước cấp 3, phục vụ cho thủy sản loại 2 (cá rô, cá thịt trắng, lươn).
Cấp C: Nguồn nước phục vụ cho thủy sản cấp 3 và nguồn nước cấp 1 cho công
nghiệp.

Cấp D: Nguồn nước phục vụ cấp nước cho công nghiệp loại 2 và cung cấp cho
nông nghiệp.
Cấp E: Nguồn nước phục vụ cấp nước cho công nghiệp loại 3 và nguồn nước cần
phải xem xét định kỳ [12].

9


1.4. Tổng quan về hiện trạng ô nhiễm nước mặt do VOCs trên thế giới và ở
Việt Nam
Dung môi được sử dụng ở khắp nơi trên Thế giới cũng như ở Việt Nam. Từ
thuốc đánh móng tay cho đến các ứng dụng trong ngành du hành vũ trụ và quân sự, từ
việc sản xuất các loại keo dính, chất nổ, mực in đến các ứng dụng trong nghề dệt thủ
công, trong việc sản xuất sơn, đĩa mềm dùng cho máy vi tính, băng hình, mạch in,…
đều thường xuyên sử dụng các loại dung môi. Trong phần lớn các trường hợp, dung
môi chỉ được sử dụng một lần duy nhất, sau đó trở nên vô dụng và thường người ta
không tái chế được dung môi hoặc nếu tái chế thì giá thành cũng rất đắt.
Năm 1990, chỉ tính riêng ở Mỹ khối lượng các chất hữu cơ dễ bay hơi từ các
loại sơn thải ra đã lên đến khoảng 5000 tấn. Hiện nay, các nhà sản xuất xe hơi ở Châu
Âu cũng như ở Mỹ đang tìm cách để hạn chế lượng dung môi cơ clo sử dụng trong các
phân xưởng sơn khung xe. Người ta thống kê thấy lượng dung môi metyl clorofom sử
dụng ở Mỹ hàng năm là 350.000 tấn, tổng giá trị hơn 280 triệu đô la. Ở Los Angeles Mỹ, hàng ngày có 90 tấn dung môi chứa halogen bị thải vào môi trường không khí,
làm ảnh hưởng tới môi trường nước, làm gia tăng nhu cầu oxi trong nước thải, gây tác
hại nghiêm trọng cho các loài thủy sinh [4].
Các loại dung môi này được sử dụng nhiều là do chúng có thể làm phân hủy và
hòa tan hầu hết các chất, giá thành rẻ, mang lại những khoản lợi nhuận đáng kể, mặt
khác chúng có thể là đồng sản phẩm hoặc sản phẩm phụ của một quá trình sản xuất
nào đó.
Trong thập kỉ 90 của thế kỷ XX, một số dung môi độc tính cao đã bị cấm sử
dụng, điều này dẫn đến một số hãng hóa chất phải đóng cửa như hãng DOW -Mỹ (cơ

sở sản xuất 1,1,1-tricloetan, tetraclometan) và nhiều cơ sở khác ở Đức, Canada,
Brazin… Hội đồng bảo vệ thiên nhiên (Washington - Mỹ) đã tiến hành chiến dịch tẩy
chay những sản phẩm chứa các loại dung môi hữu cơ độc hại dùng trong các mục đích
vệ sinh, trang điểm tóc, thuốc trừ sâu, thuốc tẩy rửa...

10


Ở Việt Nam, hiện tại hầu như chưa có các cơ sở sản xuất dung môi hữu cơ; các
dung môi hữu cơ chủ yếu được nhập từ nước ngoài vào. Tuy nhiên, đến nay chưa có
số liệu nào thống kê con số cụ thể về lượng dung môi hữu cơ nhập hàng năm vào nước
ta. Lượng lớn dung môi nhập vào nước ta để phục vụ cho nhiều lĩnh vực khác nhau
như sản xuất sơn, sản xuất chi tiết máy, ngành công nghiệp dệt nhuộm, da giày, bệnh
viện, kinh doanh khách sạn, các phòng thí nghiệm, Mặc dù vậy, việc xử lý các dung
môi thải loại lại chưa được chú trọng đến [8].
1.5. Các kỹ thuật thường được sử dụng tách chiết VOCs
Để phân tích các hợp chất này, trước hết phải tách chúng từ nước lên pha khí
hoặc vào dung môi hữu cơ, sau đó mới phân tích định tính và định lượng bằng sắc
ký sử dụng một số loại detectơ như ion hóa ngọn lửa, cộng kết điện tử hoặc khối
phổ.
Có nhiều kỹ thuật được sử dụng để tách chiết các VOCs khỏi mẫu nước như
kỹ thuật chiết lỏng - lỏng kỹ thuật dựa trên nguyên tắc phân bố VOCs giữa hai pha
lỏng – hơi, kỹ thuật chiết lỏng rắn, kỹ thuật sục khí và bẫy khí, kỹ thuật sục khí tuần
hoàn, kỹ thuật không gian hơi trực tiếp, kỹ thuật vi chiết pha rắn.
 Kỹ thuật chiết lỏng - lỏng
Với nguyên tắc chiết lỏng - lỏng cổ điển, các hợp chất VOC được chiết từ nước
lên dung môi hữu cơ sau đó được phân tích bằng phương pháp sắc ký khí. N – pentan
là dung môi thường dung nhất khi chiết các hợp chất VOC khỏi nước, ngoài ra người
ta còn sử dụng dietylete, hexan, diclometan hoặc hỗn hợp các dung môi.
Kỹ thuật chiết lỏng – lỏng đơn giản, không đòi hỏi các thiết bị đắt tiền, tuy vậy

tốn thời gian và cần dung lượng lớn dung môi có độ tinh khiết cao. Nền mẫu cũng ảnh
hưởng rất lớn đến hiệu quả chiết. Đối với các hợp chất trihalogenmetan nếu sử dụng
kỹ thuật chiết lỏng – lỏng kết hợp với phân tích sắc kí khí, detectơ cộng kết điện tử
cho giới hạn phát hiện khoảng 0,5 – 2000 µg/L.
Tận dụng đặc điểm dễ bay hơi của VOC cần phân tích, các kỹ thuật xử lý mẫu
dựa trên phân bố của VOC giữa hai pha lỏng – hơi được sử dụng phổ biến nhất, đại

11


diện cho nhóm này là các kỹ thuật sục khí và bẫy lại, sục khí tuần hoàn và lấy mẫu
không gian hơi [6].
 Kỹ thuật sục và bẫy khí
Kỹ thuật sục khí và bẫy lại dựa trên nguyên tắc các chất hữu cơ dễ bay hơi hoặc
bay hơi bán phần được lôi cuốn theo dòng khí sục qua mẫu nước rồi bị giữ lại trên bẫy
chứa chất hấp phụ. Quá trình sục khí thường được thực hiện dưới áp suất khí quyển sử
dụng heli, agon hoặc nitơ. Chất hấp phụ được dung phổ biến nhất là Tenax, than hoạt
tính, XAD, Chromosorb... Sau khi quá trình sục khí và hấp phụ hoàn thành trong thời
gian khoảng 1 – 2 tiếng, bẫy được gia nhiệt nhanh ở nhiệt độ 180 – 2800C, sử dụng
dòng khí với tốc độ 20 – 60 mL/phút trong thời gian vài phút để đẩy các chất hữu cơ
hấp phụ trên bẫy vào cột sắc kí. Thông thường ở ngay trước cột sắc kí còn đặt một bẫy
lạnh với mục đích cô đặc mẫu.
Dùng kỹ thuật xử lý mẫu sục khí và bẫy lại kết hợp với phân tích bằng sắc kí
khí khối phổ cho phép xác định đông thời hơn 60 chất hữu cơ đáng quan tâm trong
nước thuộc vào nhóm các hợp chất dễ bay hơi và bay hơi bán phần với giới hạn phát
hiện rất thấp cỡ 0,5 tới 0,01 µg/L.
Phương pháp này được sử dụng rộng rãi để xác định các VOC trong mẫu nước
uống, nước mặt, nước thải, bể bơi... Để thực hiện kỹ thuật xử lý mẫu này, cần có thiết
bị sục khí và bẫy lại chuyên dụng ghép nối với sắc kí khí. Tuy nhiên giá thành của
thiết bị này khá cao, khoảng 20.000 USD và vận hành phức tạp khi ghép nối với sắc kí

khí. Trong quá trình sục khí, dòng hơi lôi cuốn theo các muối vô cơ, các chất hữu cơ
có phân tử lượng cao làm bẩn các đường ống, van có thể dẫn tới trục trặc cho hoạt
động của thiết bị [6].
 Kỹ thuật sục khí tuần hoàn
Kỹ thuật sục khí tuần hoàn và thiết bị được phát minh bởi Grob năm 1976, về
bản chất, đây là sự sửa đổi của sục khí và bẫy lại. Dòng khí sục với tốc độ 1 – 2,5
L/phút qua mẫu nước, lôi cuốn theo các chất hữu cơ tới bẫy hấp phụ sẽ được tuần hoàn
qua bơm và sục lại vào mẫu. Việc sục khí trong hệ kín sẽ giảm được sự nhiễm bẩn từ
bên ngoài và có thể hấp phụ triệt để hơn các chất cẩn phân tích đã được lôi cuốn theo

12


dòng khí. Bẫy hấp phụ được thiết kế khá đặc biệt, gồm có 1 lớp than hoạt tính 1,5 – 5
mg kẹp giữa hai lưới kim loại đặt trong một mao quản thủy tinh. Sau khi quá trình sục
khí tuần hoàn và hấp phụ hoàn thành (1 – 3 giờ), các chất hữu cơ hấp phụ trên than
được rửa giải bằng lượng nhỏ dung môi CS2 (5 -20µL).
Ưu điểm chính của kỹ thuật này là độ nhạy cao, giảm được ảnh hưởng nhiễm
bẩn từ bên ngoài khi xử lý mẫu, nếu kết hợp với sắc ký khí khối phổ cho phép xác định
một số VOC với giới hạn phát hiện rất thấp cỡ 10 tới 0,1 ng/L. Kỹ thuật này cũng yêu
cầu một số thiết bị đặc dụng và gặp một số bất lợi như việc sục khí và tăng nhiệt độ
của mẫu sẽ kéo theo sự bay hơi nước, khi nước bị giữ lại trong bẫy than làm giảm hẳn
khả năng hấp phụ các chất hữu cơ và gây nhiễm bẩn bẫy do các thành phần hữu cơ
không bay hơi và các muối vô cơ [5].
 Kỹ thuật không gian hơi trực tiếp
Không gian hơi (headspase: HS) là một kỹ thuật chuẩn bị mẫu cho phân tích sắc
kí rất đơn giản và hiệu quả. Nguyên tắc của kỹ thuật này là dựa vào khả năng dễ bay
hơi của chất cần phân tích trong mẫu mẹ ban đầu. Hiệu quả của quá trình bay hơi được
tăng lên bằng việc gia nhiệt, thêm muối, thay đổi pH cho mẫu hoặc giảm áp trên phần
không gian hơi (KGH) mẫu.

Cách thức tiến hành: Một lượng mẫu vừa đủ (có thể là lỏng hoặc rắn) được cho
vào lọ có nắp kín. Tiến hành gia nhiệt để cho cân bằng lỏng - hơi hoặc rắn - hơi của
các chất được thiết lập, sau đó dùng kim tiêm lấy phần không gian hơi trên mẫu bơm
trực tiếp vào cổng bơm mẫu injectơ của máy sắc ký khí để tiến hành phân tích. Ưu
điểm của phương pháp là lượng mẫu sử dụng ít (cỡ vài mL), thao tác đơn giản, thời
gian chuẩn bị mẫu nhanh, không cần dung môi chiết và cột tách như các phương pháp
cổ điển. Tuy nhiên, hạn chế của kỹ thuật này là chỉ áp dụng tốt cho các chất có nhiệt
độ bay hơi thấp và tính chọn lọc không cao khi trong mẫu có nhiều chất đều có khả
năng bay hơi [4][8].

13


 Kỹ thuật vi chiết pha rắn
Vi chiết pha rắn (Solid Phase Microextraction - SPME) đã được Pawliszyll và
cộng sự bắt đầu quá trình nghiên cứu lần đầu tiên tại trường Đại học Waterloo (Ontrio,
Canada) vào năm 1989. Đây là một phương pháp lấy mẫu hiện đại để tách và làm giàu
các hợp chất hữu cơ từ nền mẫu mà không cần sử dụng đến dung môi. Nguyên tắc của
phương pháp là dựa trên sự hấp thu của các chất cần phân tích từ pha nước hoặc pha
khí lên trên sợi chiết. Sau đó chất phân tích sẽ được giải hấp ra khỏi sợi chiết bằng
nhiệt độ hoặc dung môi và đưa vào thiết bị phân tích.
Cấu tạo dụng cụ kĩ thuật SPME được trình bày như trong hình 1.2.

Hình 1.2. Cấu tạo dụng cụ kỹ thuật SMPE
Dụng cụ kỹ thuật SPME bao gồm hai phần: sợi chiết và các bộ phận phụ trợ
được bố trí theo kiểu syranh. Sợi chiết ở đây là một đoạn sợi silica dài khoảng 1cm,
đường kính ngoài cỡ 0,11 mm, được phủ một lớp pha tĩnh polime kị nước. Lớp pha
tĩnh polime thường là polidimetylsiloxan, polimetylphenylsiloxan, poliacrilat,
polietylenglycol,… hoặc các pha tĩnh này có thể trộn thêm với các chất hấp phụ khác
như divinyldiclometan, nhựa chịu nhiệt hoặc than xốp tuỳ theo từng đối tượng chất

nghiên cứu. Sợi chiết được gắn với một cần kim loại, tất cả được đặt trong một ống
kim loại bảo vệ. Cần kim loại sau đó được gắn với pittông đặt trong syranh. Trên thế
giới, hiện đã có những hãng sản xuất thiết bị SPME thương mại với nhiều loại sợi tẩm
pha tĩnh khác nhau thích hợp với từng loại đối tượng mẫu cần phân tích.
Kỹ thuật SPME gồm hai bước:
- Bước 1: Phân bố chất phân tích giữa mẫu và pha tĩnh của sợi chiết.

14


- Bước 2: Chất phân tích đã được làm giàu được giải hấp từ pha tĩnh của sợi
chiết vào thiết bị phân tích.
Để thực hiện quá trình chiết, mẫu nước hoặc mẫu rắn chứa chất hữu cơ dễ bay
hơi cần phân tích được chứa trong lọ, đậy kín bằng nắp cao su có khả năng đàn hồi.
Ống bảo vệ kim loại đưa sợi chiết chứa pha tĩnh xuyên qua nút cao su đi vào bên trong
lọ đựng mẫu, sợi chiết tiếp xúc với chất phân tích trực tiếp trong dung dịch hoặc trong
không gian hơi, nhờ đó có thể hấp thu chất phân tích lên trên sợi chiết. Chất phân tích
được hấp thu lên lớp pha tĩnh theo ái lực của nó đối với pha tĩnh, để cho hấp thu đạt
cân bằng trong một thời gian nhất định. Khi đã đạt tới cân bằng thì cho dù có tiếp tục
kéo dài thời gian chiết cũng không làm tăng hiệu quả chiết nữa. Sau đó, sợi chiết được
kéo vào trong lòng ống bảo vệ, rồi rút ra khỏi lọ đựng mẫu, đưa vào bộ phận bơm mẫu
của thiết bị GC hoặc HPLC tuỳ theo nhóm chất cần phân tích. Tại đó các chất được
giải hấp nhờ nhiệt (với GC) hoặc nhờ dung môi (với HPLC) và được xác định cụ thể.
Phương pháp SPME có nhiều ưu điểm so với các phương pháp chiết tách truyền
thống khác là lượng mẫu đi nhanh, trực tiếp vào cột tách và không tốn kém dung môi.
So với phương pháp SPE thì phần lớn chất phân tích được tách ra (>90%) nhưng chỉ
một lượng nhỏ được bơm vào máy sắc kí, còn phương pháp SPME tuy tách được
lượng nhỏ chất phân tích nhưng toàn bộ chúng được đưa vào máy sắc kí, tránh được sự
dư thừa chất. Tuy nhiên một điều đáng lưu ý là sợi vi chiết rất dễ bị bẻ cong hoặc bị
gãy nên cần phải hết sức cẩn thận khi tiến hành phân tích [3][5].

1.6. Phương pháp phân tích sắc kí khí
1.6.1. Nguyên tắc chung của phương pháp sắc kí khí
Hệ thống chung của một thiết bị sắc kí khí bao gồm các bộ phận chính là khí
mang (pha động), cổng bơm mẫu (injectơ), cột tách và Detectơ.
Nguyên tắc hoạt động là dòng khí mang được cấp liên tục từ bộ phận cấp khí,
qua cổng bơm mẫu, tại đây mẫu được bơm vào dưới dạng lỏng hoặc khí, nhờ nhiệt
độ cao, các chất đều được hoá hơi và dòng khí mang đưa toàn bộ mẫu hoặc một
phần đi vào cột tách. Tại cột tách, nhờ lực tương tác khác nhau của các pha tĩnh

15


trong thành cột (với cột mao quản) và các hạt pha tĩnh (với cột nhồi), mà các chất ra
khỏi cột đến Detectơ với những khoảng thời gian khác nhau. Tại Detectơ, mỗi chất
khi đến nơi đều được nhận biết bằng việc thay đổi thế điện hoặc nhiệt so với dòng
khí mang ổn định khi không có chất. Mỗi sự thay đổi này đều được chuyển thành tín
hiệu điện, khuyếch đại, lưu trữ thông qua bộ xử lí số liệu và được in ra dưới dạng
sắc kí đồ.
Sắc ký khí tách chất dựa vào sự phân bố của các chất giữa hai pha khác nhau
là pha tĩnh và pha động dịch chuyển tương đối trên pha tĩnh đó. Hai bộ phận quan
trọng nhất của thiết bị sắc ký khí là hệ thống cột tách và detectơ. Nhờ có khí mang
mẫu từ buồng bay hơi được dẫn vào cột tách nằm trong buồng điều nhiệt. Quá trình
sắc ký xảy ra trong cột tách. Chất lần lượt rời khỏi cột tách tại các thời điểm khác
nhau đi vào detetơ. Detectơ chuyển định lượng chất thành tín hiệu điện. Trên sắc đồ
nhận được tín hiệu ứng với lượng chất được tách ra từ cột gọi là pic. Thời gian xuất
hiện pic là đại lượng định tính cho từng chất cần xác định. Còn diện tích pic là
thước đo định lượng cho từng chất có trong hỗn hợp chất cần nghiên cứu.
Detectơ của một máy sắc ký là bộ phận phát hiện các cấu tử sau khi được
tách ra khỏi cột. Nguyên tắc hoạt động chung nhất của các loại detectơ là chuyển
hóa đại lượng không điện (là nồng độ các chất) thành các đại lượng điện. Các

detectơ hay được sử dụng trong sắc ký khí là: detectơ ion hóa ngọn lửa (FID),
detectơ cộng kết điện tử (ECD), detectơ khối phổ (MS), detectơ quang hóa ngọn lửa
(FPD).

16