Nghiên cứu đặc trưng nguồn phát thải các chất BTEX trong không khí trong nhà tại khu vực hà nội và đánh giá ảnh hưởng của chúng đến sức khỏe con người

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

Nguyễn Xuân Trƣờng

NGHIÊN CỨU ĐẶC TRƢNG NGUỒN PHÁT THẢI CÁC CHẤT
HỌ BTEX TRONG KHƠNG KHÍ TRONG NHÀ TẠI KHU VỰC HÀ
NỘI VÀ ĐÁNH GIÁ ẢNH HƢỞNG CỦA CHÚNG ĐẾN SỨC KHỎE
CON NGƢỜI

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội – 2019


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

Nguyễn Xuân Trƣờng

NGHIÊN CỨU ĐẶC TRƢNG NGUỒN PHÁT THẢI CÁC CHẤT
HỌ BTEX TRONG KHƠNG KHÍ TRONG NHÀ TẠI KHU VỰC HÀ
NỘI VÀ ĐÁNH GIÁ ẢNH HƢỞNG CỦA CHÚNG ĐẾN SỨC KHỎE
CON NGƢỜI

Chun ngành: Hóa mơi trường
Mã số: 60440120

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. Trần Đình Trinh
TS. Nguyễn Thị Thu Hiền

Hà Nội – Năm 2019


LỜI CẢM ƠN
Với lịng kính trọng và biết ơn sâu sắc, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới
TS. Trần Đình Trinh và TS Nguyễn Thị Thu Hiền đã giao đề tài, trực tiếp hướng
dẫn, đóng góp ý kiến và tạo mọi điều kiện tốt nhất về cơ sở vật chất trong suốt quá
trình học tập, nghiên cứu và hồn thành luận văn.
Tơi xin chân thành cảm ơn các thầy cơ trong phịng thí nghiệm Hóa Mơi
trường, khoa Hóa học, trường Đại học Khoa học Tự Nhiên – Đại học Quốc Gia Hà
Nội, đã giảng dạy, truyền đạt kiến thức, giúp tơi hồn thành chương trình học tập và
tạo điều kiện thuận lợi để tơi hồn thành luận văn.
Xin gửi lời cảm ơn tới các thành viên trong nhóm nghiên cứu tại Viện Khoa
học & Công nghệ môi trường – Đại học Bách Khoa Hà Nội đã giúp đỡ tơi trong
suốt q trình học tập và nghiên cứu.
Tơi cũng xin bày tổ lòng biết ơn chân thành tới gia đình, bạn bè và những
người ln động viện, khích lệ tơi trong q trình hồn thiện luận văn.
Hà Nội, tháng 9 năm 2019
Học viên

Nguyễn Xuân Trƣờng


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU..................................................................................................................................... 1

CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN ..................................................................................................... 3
1.1. Ô nhiễm khơng khí ........................................................................................................... 3
1.1.1. Khái niệm .................................................................................................................. 3
1.1.2. Các nguồn gây ơ nhiễm khơng khí ............................................................................ 3
1.2. Ơ nhiễm khơng khí trong nhà ........................................................................................... 5
1.2.1. Khái niệm .................................................................................................................. 5
1.2.2. Các chất ô nhiễm BTEX trong nhà............................................................................ 6
1.3. Ảnh hưởng của BTEX đến sức khỏe con người ............................................................. 10
1.3.1. Benzen ..................................................................................................................... 11
1.3.2. Toluen ...................................................................................................................... 12
1.3.3. Etyl benzen .............................................................................................................. 12
1.3.4. Xylen ....................................................................................................................... 13
1.4. Các nghiên cứu trên thế giới và trong nước về ơ nhiễm BTEX trong khơng khí. .......... 13
1.4.1. Tổng quan hai phương pháp lấy mẫu trên thế giới .................................................. 13
1.4.2. Các nghiên cứu trên thế giới về ô nhiễm BTEX trong khơng khí trong nhà và ngồi
trời ..................................................................................................................................... 15
1.4.3. Các nghiên cứu ở Việt Nam về ô nhiễm BTEX trong khơng khí trong nhà ........... 19
CHƢƠNG 2: THỰC NGHIỆM.............................................................................................. 23
2.1. Mục đích nghiên cứu và đối tượng nghiên cứu .............................................................. 23
2.1.1. Mục đích nghiên cứu ............................................................................................... 23
2.1.2. Đối tượng nghiên cứu .............................................................................................. 23
2.3. Thiết bị, dụng cụ lấy mẫu ............................................................................................... 24
2.4. Phương pháp và chiến dịch lấy mẫu tại các trường học ................................................. 25
2.4.1. Phương pháp lấy mẫu .............................................................................................. 25
2.4.2. Các bước lấy mẫu và vận chuyển ............................................................................ 26
2.5. Phân tích BTEX .............................................................................................................. 27
2.5.1. Phương pháp phân tích sắc ký khí khối phổ (GC – MS) ......................................... 27
2.5.2 Hóa chất, dụng cụ phân tích ..................................................................................... 29
2.5.3. Chuẩn bị dung mơi CS2 ........................................................................................... 31
2.5.4. Quy trình phân tích BTEX bằng GC-MS ................................................................ 34

2.3.6. Xác định nguồn phát thải ......................................................................................... 38
CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ......................................................................... 45
3.1. Nồng độ các chất ơ nhiễm BTEX trong khơng khí tại các trường mầm non ở Hà Nội
theo mùa ................................................................................................................................ 45
3.1.1. Nồng độ các chất ô nhiễm BTEX tại các trường mầm non ở Hà Nội vào mùa đông.
........................................................................................................................................... 45


3.1.2. Nồng độ các chất ô nhiễm BTEX tại các trường mầm non ở Hà Nội vào mùa hè. . 49
3.1.3. So sánh kết quả thu được ở hai mùa: mùa đông và mùa hè..................................... 51
3.1.3. So sánh với kết quả trên thế giới ............................................................................. 52
3.2. Nhận diện nguồn phát thải .............................................................................................. 57
3.2.1. Tỷ lệ I/O (indoor/outdoor) của các hợp chất BTEX ................................................ 57
3.2.2. Tỷ lệ giữa các hợp chất BTEX và mối tương quan ................................................. 60
3.3. Đánh giá rủi ro sức khỏe................................................................................................. 64
KẾT LUẬN .............................................................................................................................. 66
TÀI LIỆU THAM KHẢO....................................................................................................... 68
PHỤ LỤC ................................................................................................................................. 73


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1: Các nguồn và các chất gây ô nhiễm không khí chủ yếu.............................4
Bảng 1.2: Tính chất vật lý của BTEX .........................................................................7
Bảng 1.3: Nguồn phát sinh các hợp chất BTEX ........................................................8
Bảng 1.4: Bảng so sánh các phương pháp lấy mẫu...................................................14
Bảng 1.5: Tổng hợp một số nghiên cứu BTEX trên thế giới ....................................17
Bảng 1.6: Nồng độ các chất BTEX ban ngày giữa các ngày trong tuần và cuối tuần
từ tháng 12/2007 đếm tháng 1/2008..........................................................................20
Bảng 1.7: So sánh nồng độ BTEX ở Thành phố Hồ Chính Minh với một số thành
phố khác trên thế giới ................................................................................................21

Bảng 1.8: Bảng so sánh giá trị nồng độ BTEX trong khơng khí trong nhà ở các khu
chung cư ở thành phố Hà Nội với các thành phố khác trên thế giới. ........................21
Bảng 2.3: Nồng độ các chất chuẩn BTEX ................................................................30
Bảng 2.4: So sánh kết quả diện tích pic trên sắc ký đồ .............................................33
Bảng 2.5: Nồng độ các chất chuẩn BTEX ................................................................37
Bảng 2.6: Phương trình đường ngoại chuẩn của các hợp chất BTEX ......................37
Bảng 2.7: Giá trị hệ số rủi ro ung thư và nồng độ tham chiếu của các hợp chất
BTEX ........................................................................................................................44
Bảng 3.1: Nồng độ tối đa cho phép của các hợp chất BTX đối với khơng khí ngồi
trời trong một giờ và một năm. .................................................................................45
Bảng 3.2: Nồng độ các hợp chất BTEX trong khơng khí trong nhà ở 9 trường mầm
non ở Hà Nội được thu thập vào mùa đông ..............................................................46
Bảng 3.3: Nồng độ các hợp chất BTEX trong khơng khí trong nhà ở 8 trường mầm
non ở Hà Nội được thu thập vào mùa đông sau khi loại bỏ trường S8 .....................48
Bảng 3.4: Nồng độ các hợp chất BTEX trong khơng khí trong nhà ở 7 trường mầm
non tại Hà Nội được thu thập vào mùa hè.................................................................49
Bảng 3.5: So sánh giá trị trung bình và trung vị của các hợp chất BTEX theo mùa
khác nhau...................................................................................................................51


Bảng 3.6: So sánh nồng độ trung bình của các hợp chất BTEX trong khơng khí
ngồi trời và trong nhà giữa các nghiên cứu trên thế giới ........................................53
Bảng 3.7: Tỷ lệ I/O của các chất BTEX khi có mặt trẻ em trong lớp học ................58
Bảng 3.8: Tỷ lệ giữa các hợp chất BTEX theo mùa .................................................60
Bảng 3.9: Hệ số tương quan Spearman giữa các hợp chất BTEX theo mùa ............62
Bảng 3.10: Đánh giá ảnh hưởng không gây ung thư và nguy cơ gây ung thư bởi các
hợp chất BTEX trong khơng khí trong nhà vào mùa đơng (trong dấu ngoặc đơn là
mùa hè). .....................................................................................................................64
Bảng 3. 11: Đánh giá ảnh hưởng không gây ung thư và nguy cơ gây ung thư bởi các
hợp chất BTEX trong khơng khí ngồi trời vào mùa đông (trong dấu ngoặc đơn là

mùa hè) ......................................................................................................................64


DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1: Các hợp chất thơm BTEX ...........................................................................6
Hình 1.2: Sơ đồ vận chuyển BTEX trong cơ thể con người .....................................10
Hình 1.3: Tỷ lệ các chất BTEX trong hỗn hợp .........................................................16
Hình 2.2: Dụng cụ lấy mẫu chủ động .......................................................................14
Hình 2.1: Vị trí phân bố các điểm lấy mẫu (chấm đỏ) ..............................................23
Hình 2.3: Máy hút khí Sibata Ʃ 30MP ghép nối ống than hoạt tính SKC ................24
Hình 2.4: Dụng cụ lấy khơng khí trong nhà và ngồi trời được lắp hồn chỉnh.......25
Hình 2.5: Mẫu BTEX ngay sau khi thu thập.............................................................27
Hình 2.6: Sơ đồ hệ thống sắc ký khí .........................................................................29
Hình 2.7: Máy GC ghép nối với detector MS ...........................................................31
Hình 2.8: Bộ dụng cụ đun hồi lưu CS2......................................................................32
Hình 2.9: Bộ dụng cụ chưng cất CS2 ........................................................................32
Hình 2.10: So sánh sắc ký đồ của dung môi CS2 trước (1) và sau khi loại bỏ benzen
(2) ..............................................................................................................................33
Hình 2.11: Giải hấp mẫu thực chứa BTEX bằng dung mơi CS2 ..............................35
Hình 2.12: Chương trình nhiệt độ GC-MS ...............................................................35
Hình 2.13: Đường ngoại chuẩn của benzen ..............................................................38
Hình 2.14: Quy trình đánh giá rủi ro theo US-EPA ..................................................40
Hình 3.1: Tỷ lệ I/O của các hợp chất BTEX vào mùa đông, trong khoảng thời gian
học tập của trẻ em .....................................................................................................59
Hình 3.2: Tỷ lệ I/O của các hợp chất BTEX vào mùa hè, trong khoảng thời gian học
tập của trẻ em ............................................................................................................59


DANH MỤC VIẾT TẮT
BTEX:

Benzene, Toluene, Etylbenzene, Xylene

BTX:

Benzene, Toluene, Xylene

FID:

Flame Ionization Detector (Đầu dị ion hóa điện tử)

GC:

Hệ thống sắc ký khí (Gas Chromatography)

IAQ:

Chất lượng khơng khí trong nhà (Indoor Air Quality)

IARC:

Cơ quan Nghiên cứu ung thư quốc tế (International Agency for
Research on Cancer)

MS:

Đầu dò khối phổ (Mass Spectrometry)

NIOSH:

Viện quốc gia về an toàn và sức khỏe nghề nghiệp (National Institue
for Occupational Safety and Health)

OECD:

Tổ chức Hợp tác và Phát triển Kinh tế (Organization for Economic
Co-operation and Development)

PAHs:

Các hidrocacbon thơm đa vịng (Polycyclic Aromatic Hydrocarbons)

PID:

Đầu dị quang hóa (Photoionization Detector)

TEX:

Toluen, Etylbenzen, Xylen

US-EPA:

Cơ quan Bảo vệ Môi Trường Hoa Kỳ (United State Environmental
Protection Agency)

VOCs:

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

WHO:

Tổ chức y tế thế giới (World Health Organization)


MỞ ĐẦU
Ngày nay, vấn đề ơ nhiễm khơng khí, đặc biệt là ơ nhiễm khơng khí trong
nhà khơng chỉ cịn là vấn đề riêng của quốc gia hay khu vực mà nó đã trở thành vấn
đề tồn cầu. Những loại khí ơ nhiễm gây hại cho sức khỏe con người như bụi, CO2,
NO2, CO, SO2 và các loại hợp chất hữu cơ dễ bay hơi đã gây ra 1,6 triệu ca tử vong
mỗi năm. Trong đó, hầu hết những ca nhiễm độc cấp tính là trẻ em dưới 5 tuổi [37].
Ở các nước đang phát triển, tỷ lệ tử vong đến từ ngun nhân ơ nhiễm khơng
khí trong nhà là khoảng 3,7% khiến ơ nhiễm khơng khí trong nhà trở thành nguyên
nhân gây tử vong nguy hiểm nhất sau suy dinh dưỡng, quan hệ tình dục khơng an
tồn, thiếu nước sạch và khơng có hệ thống vệ sinh đầy đủ, sạch sẽ [37].
Con người dành khoảng 90% cho các hoạt động ở trong nhà như: làm việc,
học tập, nghỉ ngơi, vui chơi, giải trí, thể thao …. Do đó, chất lượng khơng khí trong
nhà trở thành yếu tố quan trọng đối với sức khỏe và sự phát triển bền vững của mỗi
cá nhân và cộng đồng nói chung [37]. Bên cạnh đó, hệ hơ hấp của trẻ em chưa phát
triển một cách đầy đủ nên các em là nhóm đối tượng nhạy cảm với các chất ơ nhiễm
khơng khí hơn so với người trưởng thành, phần lớn thời gian hoạt động học tập, vui
chơi của trẻ diễn ra tại các trường học [36]. Hiện nay, chất lượng khơng khí trong
các trường học ngày càng thu hút được sự quan tâm của các nhà nghiên cứu, trong
một số trường hợp, kết quả chỉ ra rằng khơng khí trong nhà ơ nhiễm hơn khơng khí
ngồi trời[7]. Trong các loại khí gây ơ nhiễm, BTEX (benzen, toluen, etyl benzen,
xylen) là họ các hợp chất hữu cơ điển hình thuộc nhóm các hợp chất hữu cơ dễ bay
hơi (VOCs), có khả năng gây rủi ro đến sức khỏe của con người. Các hợp chất này
có thể gây ra các ảnh hưởng sức khỏe khác nhau như: kích thích mắt, mũi và họng,
đau đầu, buồn nôn, tổn thương gan, thận và hệ thần kinh trung ương. Cơ quan
Nghiên cứu Ung thư Quốc tế (IARC) đã phân loại bezen là chất gây ung thư cho
người người (nhóm 1) và etyl benzen có khả năng gây ung thư cho người (nhóm

2B) [37]

1


Đến nay, mức độ ô nhiễm BTEX trong nhà và ngoài trời chưa được nghiên
cứu rộng rãi tại Hà Nội. Nguy cơ sức khỏe của người dân khi tiếp xúc với BTEX
chưa được quan tâm đầy đủ. Vì vậy, việc nghiên cứu đặc điểm ơ nhiễm khơng khí
trong nhà tại Hà Nội là rất cần thiết, là căn cứ để các nhà khoa học đề xuất các giải
pháp làm giảm ô nhiễm BTEX trong không khí, bảo vệ sức khỏe người dân. Với
mục đích đó, đề tại được lựa chọn là: “Nghiên cứu đặc trƣng nguồn phát thải các
chất BTEX trong khơng khí trong nhà tại khu vực Hà Nội và đánh giá ảnh
hƣởng của chúng tới sức khỏe con ngƣời”.
Nội dung nghiên cứu bao gồm:
 Lập bảng câu hỏi khảo sát cấu trúc các tịa nhà và các thơng số ảnh hưởng
đến chất lượng khơng khí trong nhà tại các trường mầm non trên địa bàn Hà
Nội.
 Thiết lập kế hoạch và thực hiện chiến dịch lấy mẫu không khí trong nhà và
khơng khí ngồi trời tại các trường mầm non trên địa bàn Hà Nội.
 Kết quả phân tích nồng độ BTEX trong khơng khí trong nhà và khơng khí
ngồi trời tại các trường mầm non trên địa bàn Hà Nội. Biện luận kết quả so
với các nghiên cứu tương tự ở Việt Nam và trên Thế giới.
 So sánh nồng độ các chất BTEX theo 2 mùa: mùa đông và mùa hè
 Nhận dạng nguồn phát thải các chất ơ nhiễm tìm thấy trong lớp học.
 Đánh giá rủi ro về sức khỏe.
 Kết luận và kiến nghị hướng nghiên cứu tiếp theo.

2

CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Ơ nhiễm khơng khí
1.1.1. Khái niệm
Trong bầu khí quyển của trái đất thì tầng đối lưu là gần mặt đất nhất - tầng
của gió bão. Tại tầng này, các chất ô nhiễm thường xuyên được rửa sạch bởi mưa và
tuyết rơi. Ơ nhiễm khơng khí được hiểu chủ yếu như là sự thay đổi bất thường thành
phần và nồng độ của các chất trong tầng không khí gần mặt đất - tầng đối lưu [4].
Do đó, ta có thể chấp nhận một định nghĩa về ơ nhiễm khơng khí như sau:
“Ơ nhiễm khơng khí có nghĩa là đã có mặt một hoặc nhiều chất gây ơ nhiễm
trong bầu khơng khí xung quanh như bụi, khói, hơi, khí hay mùi...với khối lượng,
tính chất và thời gian đủ để gây hại đối với sự sống của người hay động, thực vật,
hoặc tác hại tới của cải vật chất hoặc cản trở quá mức đối với sự tồn tại bình yên
của sự sống và của cải vật chất trên trái đất” [4].
Trong một định nghĩa tương tự: “Ô nhiễm khơng khí có nghĩa là sự có mặt
của một hay nhiều chất ô nhiễm hoặc sự phối hợp của chúng trong khơng khí ngồi
trời với khối lượng và thời gian đủ để gây hại hoặc có chiều hướng gây hại đối với
sự sống của người, động, thực vật hoặc của cải vật chất” [4].
1.1.2. Các nguồn gây ô nhiễm không khí
Trong thực tế, có hai nguồn gây ra ơ nhiễm khơng khí, đó là nguồn ơ nhiễm
tự nhiên và nguồn ô nhiễm nhân tạo ngắn liền với các hoạt động của con người [4].
Nguồn ơ nhiễm tự nhiên: [4]
- Gió lốc, bão sa mạc: làm tăng hàm lượng bụi ở một thời điểm và một khơng
gian nào đó.
- Núi lửa phun, cháy rừng …: phát tán vào bầu khí quyển một lượng bụi và
khí khổng lồ.

3


- Hiện tượng phân hủy, thối rữa xác động thực vật xảy ra thường xun sẽ

đưa vào trong khơng khí các khí độc hại, thường nằm ở giới hạn nền. Nếu
xảy ra sau một thảm họa không thường xuyên sẽ thải ra khơng khí một lượng
khí độc hại vượt q giới hạn nền sẽ gây ra sự ô nhiễm không khí xung
quanh khu vực xảy ra thảm họa.
Nguồn ơ nhiễm nhân tạo: [4]
Thường xảy ra hiện tượng cục bộ với nồng độ cao, gây tác hại cho con người
và các sinh vật và của cải vật chất trong vùng ô nhiễm. Dưới đây là khái quát
các nguồn và các chất gây ơ nhiễm khơng khí nhân tạo:
Bảng 1.1: Các nguồn và các chất gây ơ nhiễm khơng khí chủ yếu
Chất ô nhiễm

Nguồn ô nhiễm
- Các nhà máy nhiệt điện

Oxit cacbon
(CO, CO2)

- Các ngành công nghiệp đốt làm nhiên liệu
- Giao thơng vận tải
- Các lị đốt rác và dân dụng
- Phân hủy, lên men yếm khí
- Các cơ sở luyện kim

Hợp chất chứa

- Các cơ sở sản xuất hóa chất

các kim loại có

- Các cơ sở sản xuất thuốc trừ dịch hại

độc tính cao

- Sử dụng các sản phẩm thuốc trừ dịch hại
- Giao thông vận tải
- Thuốc trừ sâu

Các hợp chất cơ

- Các cơ sở sản xuất hóa chất

clo

- Các cơ sở sản xuất giấy và bột giấy
- Khử trùng bằng clo và các hợp chất chứa clo hoạt động.
- Đốt nhiên liệu

Hydrocacbon

- Công nghiệp sơn và vật liệu phủ
- Các cơ sở sản xuất linh kiện điện tử cần làm sạch bằng dung

4


môi hữu cơ
- In ấn, sơn, vẽ…
- Các cơ sở sản xuất hóa chất hữu cơ
- Luyện cốc...
- Các cơ sở sản xuất hóa chất

Lưu huỳnh oxit

- Các nhà máy nhiệt điện
- Luyện kim
- Các công đoạn đốt nhiên liệu khác

Các hợp chất cơ

- Các cơ sở sản xuất thuốc trừ dịch hại

phot pho

- Sử dụng thuốc trừ dịch hại

Hơi kiềm, hơi
axit

- Các cơ sở sản xuất hóa chất
- Xử lý bề mặt kim loại
- Các cơ sở sử dụng axit và kiềm trong sản xuất

Trong bảng phân loại các hợp chất gây ơ nhiễm khơng khí nêu trên, BTEX
thuộc nhóm các hợp chất hydrocacbon.
1.2. Ơ nhiễm khơng khí trong nhà
1.2.1. Khái niệm
-

Chất lượng khơng khí trong nhà
Theo Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (US EPA): Chất lượng khơng khí

trong nhà (Indoor Air Quality - IAQ) đề cập đến chất lượng khơng khí bên trong các
tịa nhà và cơng trình, đặc biệt là khi điều đó liên quan đến sức khỏe và sự tiện nghi
của người dân sinh sống trong tịa nhà. Sự hiểu biết và kiểm sốt các chất ơ nhiễm
có thể giúp giảm rủi ro của các vấn đề về sức khỏe do ô nhiễm không khí trong nhà
[3].
-

Ơ nhiễm khơng khí trong nhà
Theo Tổ chức Hợp tác và Phát triển Kinh tế (OECD): Ô nhiễm khơng khí

trong nhà đề cập đến ơ nhiễm hóa học, sinh học và vật lý của khơng khí ở trong nhà.

5


Điều đó có thể gây ra nhiều ảnh hưởng bất lợi cho sức khỏe. Các nguồn chính gây ơ
nhiễm khơng khí trong nhà là bụi PM5, nitơ đioxit (NO2), sulfur đioxit (SO2),
cacbon monoxit (CO), focmaldehit và các hợp chất hydrocacbon đa vịng thơm
(PAHs). Ở các nước cơng nghiệp phát triển, ngồi NO2, CO và focmaldehit, cịn có
amiăng, radon, thủy ngân, các loại sợi khoáng nhân tạo, các hợp chất hữu cơ dễ bay
hơi, chất gây dị ứng, khói thuốc lá, vi khuẩn và virut là các nhân tố chính gây ô
nhiễm[3].
1.2.2. Các chất ô nhiễm BTEX trong nhà
1.2.3.1. Tính chất hóa lý của BTEX
BTEX là cụm từ viết tắt của benzen, toluen, etyl benzen và xylen – là một
phần nhỏ của các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOCs), thường được tìm thấy trong
thành phần của dầu khí như xăng, dầu thơ, dầu diesel hoặc khí thải từ núi lửa và
cháy rừng. Các chất hữu cơ BTEX có cấu tạo như hình 1.1:

Hình 1.1: Các hợp chất thơm BTEX

Tính chất vật lý của các hợp chất BTEX được thể hiện trong bảng 1.2 [29-32]

6


Bảng 1.2: Tính chất vật lý của BTEX
TT

1

Đặc tính

Cơng thức
phân tử

Etyl

Benzen Toluen

C6H6

benzen

C7H8

C 8 H8

m-Xylen

o-Xylen

p-Xylen

m-

o-

p-

CH3C6H4C CH3C6H4C CH3C6H4C
H3

H3

H3

Khối lượng
2

phân tử

87,12

92,15

106,17

106,17

106,17

106,17

80,1

110,6

136,2

139,1

144

138

5.5

-95

-95

-47,9

-25

13

0,877

0,867

0,867

0,864

0,88

0,86

3,0

2,3

-

2,4

2,4

2,4

Khơng

Khơng

-

Khơng

Khơng

Khơng

(g/mol)
3

4

5
6
7

8

Điểm sơi
(oC)
Điểm nóng
chảy (oC)
Tỷ trọng
(g/cm3)
Độ phân cực
Tính trộn lẫn
với nước
Hệ số K’H
(25oC)

0,225

0,224

-

0,232-

0,232-

0,248

0,248

0,232-0,248

Nồng độ
9

ngửi thấy 34 – 119
trong không

ppm

8 ppm

2 – 2,6
ppm

0,08 – 3,7 ppm

khí

10

Một số tính
chất chung.

Là hợp chất khơng màu, ở điều kiện bình thường tồn tại ở dạng
thể lỏng, dễ cháy, có mùi đặc trưng của hydrocacbon thơm, tan
trong ancol, clorofom, ête, cacbon disunfua...

7


1.2.3.1. Nguồn phát sinh các hợp chất BTEX
Nguồn phát sinh hợp chất BTEX được chia ra làm 2 loại: nguồn tự nhiên và
nguồn nhân tạo và được trình bày qua bảng 1.3 [29-32]:
Bảng 1.3: Nguồn phát sinh các hợp chất BTEX
TT

Hợp

Loại

chất

nguồn

Nguồn phát sinh

- Phát hiện và phân lập từ hắc ín từ năm 1800.
Tự nhiên

- Phát sinh từ núi lửa và cháy rừng.
- Có trong dầu thơ, xăng dầu và khói thuốc lá.
- Benzen được tạo ra chủ yếu từ dầu mỏ, được sử
dụng trong công nghệ sản xuất một số loại cao su,
dầu nhờn, thuốc nhuộm, chất tẩy rửa, thuốc bảo vệ

1

Benzen

thực vật.
Nhân tạo

- Benzen hiện diện trong không khí là do đốt than đá,
dầu, khí thải từ phương tiện giao thơng, các trạm
xăng và khói thuốc lá. Đối với khơng khí trong nhà,
khói thuốc lá cũng là nguồn cung cấp benzen đáng
kể. Trung bình, 1 điếu thuốc lá thải ra từ 6 – 73 μg
benzen.

Tự nhiên

- Từ dầu thô và cây olu.
- Toluen được thêm vào trong quá trình sản xuất

2

xăng dầu và các nhiên liệu khác từ dầu thơ, q trình

Toluen

Nhân tạo

sản xuất than cốc từ than đá và là một sản phẩm phụ
trong quá trình sản xuất styren.
- Toluen có thể tìm thấy trong chất làm bóng móng

8


TT

Hợp

Loại

chất

nguồn

Nguồn phát sinh
tay, mỹ phẩm, cao su, xi măng, sơn, chất tẩy rửa sơn,
phẩm màu, thuốc nhuộm, mực in, chất làm sạch bộ
chế hịa khí, chất pha lỗng trong sơn mài.
- Toluen vào môi trường nước mặt thông qua sự cố
tràn dầu, rị rỉ kho dung mơi, rị rỉ từ các bể chứa
xăng dầu ở các trạm xăng dầu.

Tự nhiên

- Được tìm thấy trong dầu thơ.

- Etylbenzen ứng dụng trong sản xuất stiren ở Mỹ và

3

Trung Quốc dùng làm monome để sản xuất nhựa

Etyl
benzen

Nhân tạo

polystiren, nó được tổng hợp từ benzen và etylen với
xúc tác axit. Một số sản phẩm có chứa etylbenzen:
xăng dầu, sơn, mực, thuốc bảo vệ thực vật, véc - ni,
thuốc lá.
- Dầu mỏ, nhựa than đá và nồng độ nhỏ trong quá

Tự nhiên

trình cháy rừng.
- Xylen phát sinh từ sản xuất cơng nghiệp: làm bao
bì, đóng tàu, nhiên liệu cho máy bay và các ngành

4

sản xuất có sử dụng xylen. Ngồi ra, xylen cịn được

Xylen

phát hiện trong một loạt các sản phẩm tiêu dùng, bao

Nhân tạo

gồm xăng, sơn, sơn dầu, đồ gỗ mới, thuốc chống gỉ
sắt và khói thuốc lá. Một lượng khá lớn xylen đi vào
mơi trường do sự rị rỉ của các kho chứa và bãi chôn
chất thải công nghiệp.

9


1.3. Ảnh hƣởng của BTEX đến sức khỏe con ngƣời
BTEX có thể nhiễm vào các mơi trường khơng khí, nước và đất. Con người
tiếp xúc với hợp chất BTEX có thể xảy ra do ăn (tiêu thụ nước bị ô nhiễm hợp chất
BTEX), hít vào (tiếp xúc với hợp chất BTEX trong khơng khí) hoặc hấp thụ qua da.
Phơi nhiễm cấp tính với lượng lớn xăng dầu và các thành phần của hợp chất BTEX
của xăng gây kích ứng da, suy yếu trung ương hệ thần kinh và gây ảnh hưởng đến
hệ thống hô hấp. Tiếp xúc kéo dài với các hợp chất này có ảnh hưởng đến thận, gan,
hệ thống của máu và ung thư. Hiện chưa có nghiên cứu về mối nguy hiểm của sức
khỏe với liều lượng đáp ứng của hỗn hợp BTEX, thay vào đó là nghiên cứu ảnh
hưởng của từng chất riêng lẻ đối với sức khỏe của con người. [29-32]
Sơ đồ vận chuyển BTEX trong cơ thể con người được mơ tả trong hình 1.2 [5].

Hình 1.2: Sơ đồ vận chuyển BTEX trong cơ thể con người

10


1.3.1. Benzen
Benzen xâm nhập vào cơ thể qua đường hô hấp, tiêu hóa và da. Khi bị phơi
nhiễm benzen ở liều lượng cao trong khơng khí, khoảng hơn nửa hàm lượng benzen

do hít vào sẽ qua màng phổi và đi vào máu. Trong máu, benzen di chuyển khắp cơ
thể và tích tụ trong tủy xương và mỡ. Trong gan và tủy xương, benzen bị chuyển
hóa thành các dẫn xuất như là phenol, muconic axit, S-phenyl-N-acethyl cysteine
(PhAC). Hầu như chúng ta có thể tìm thấy các chất chuyển hóa này trong nước tiểu
của người bị nhiễm sau khi bị phơi nhiễm trong vịng 48 giờ. Phơi nhiễm benzen
trong khơng khí trong khoảng thời gian 5-10 phút ở liều lượng 10.000-20.000 ppm
sẽ bị tử vong và ở liều lượng 700-3.000 ppm sẽ bị đờ đẫn, chóng mặt, tim đập
nhanh, nhức đầu, run, bấn loạn hoặc bất tỉnh. Trong hầu hết các trường hợp, các
triệu chứng trên sẽ mất đi sau một thời gian dài khơng bị phơi nhiễm và hít thở
khơng khí trong lành [32].
Tổ chức Nghiên cứu Ung thư Thế giới (IARC) và Cơ quan Bảo vệ Môi
trường Hoa Kỳ (US EPA) đã lần lượt liệt kê benzen thuộc nhóm I và nhóm A,
nhóm các chất gây ung thư nguy hiểm nhất đối với con người. Những người hít thở
benzen trong thời gian dài có thể bị gây tác hại cho mơ, sự hình thành tế bào máu và
đặc biệt là xương tủy. Những ảnh hưởng này phá vỡ quá trình sản xuất máu bình
thường và giảm một số thành phần quan trọng trong máu. Lượng hồng cầu giảm
gây ra bệnh thiếu máu, bị chảy máu quá mức. Quá trình sản xuất máu có thể trở lại
bình thường sau khi ngưng phơi nhiễm benzen. Phơi nhiễm benzen quá mức có thể
gây hại cho hệ thống miễn dịch, làm tăng khả năng nhiễm trùng và giảm khả năng
phòng chống bệnh ung thư. Phơi nhiễm benzen thời gian dài có thể gây ung thư
những bộ phận hình thành máu cịn gọi là bệnh bạch cầu. Việc phơi nhiễm benzen
có liên quan đến sự phát triển của một loại bệnh ung thư gọi là ung thư tủy cấp.
Ngồi ra, benzen có thể đi từ máu của người mẹ đến bào thai và tác động đến bào
thai và có các tác động giống với các tác động khi phơi nhiễm với người lớn [32].

11


1.3.2. Toluen
Con người có thể bị phơi nhiễm toluen từ nhiều nguồn như nước uống, thực

phẩm, khơng khí, những sản phẩm tiêu dùng có chứa toluen, hít thở khơng khí trong
mơi trường làm việc, hít mùi từ keo và dung mơi sử dụng. Khí thải thử động cơ xe
cũng đóng góp một lượng toluen đáng kể vào khơng khí. Những người tiếp xúc với
xăng dầu, dầu lửa, sơn, sơn mài có rủi ro phơi nhiễm cao nhất.
Toluen là một dung môi thường được sử dụng trong các sản phẩm tiêu dùng
nên chúng ta có thể bị phơi nhiễm kể cả ở trong nhà và ngoài trời khi sử dụng xăng
dầu, chất làm bóng móng tay, mỹ phẩm, cao su, xi măng, sơn, chất tẩy rửa sơn,
phẩm màu, thuốc nhuộm, mực in, chất làm sạch bộ chế hịa khí, chất pha lỏng trong
sơn mài.
Những người hút thuốc lá bị nhiễm một lượng nhỏ toluen trong khói thuốc.
Một người hút một gói thuốc lá/ngày sẽ bị nhiễm 1000 μg toluen. Một người làm
việc ở nơi có sử dụng toluen, nếu nồng độ trung bình trong khơng khí là 50 ppm,
người đó sẽ bị nhiễm 1000 mg/ngày với tốc độ hít thở bình thường, nếu tiếp túc với
khơng khí ở nồng độ 4000 ppm sẽ gây tử vong. Toluen cũng có thể gây suy giảm
phát triển và dị thường bẩm sinh ở người, làm chậm phát triển bào thai, dị thường
xương, gây nhẹ cân ỏ trẻ. Toluen xâm nhập vào cơ thể qua đường hơ hấp, tiêu hóa,
da và vào máu. Tổ chức Nghiên cứu Ung thư Thế giới (IARC) và Cơ quan Bảo vệ
Môi trường Hoa Kỳ (US EPA) đều không phân loại toluen là hóa chất gây ra ung
thư ở người [31].
1.3.3. Etyl benzen
Triệu chứng nhiễm độc cấp tính etylbenzen khi ở nồng độ thấp lBảng 3. 11: Đánh giá ảnh hƣởng không gây ung thƣ và nguy cơ gây ung thƣ
bởi các hợp chất BTEX trong khơng khí ngồi trời vào mùa đông (trong dấu
ngoặc đơn là mùa hè)
Hợp chất

Khoảng

Ảnh hƣởng không gây

Ảnh hƣởng gây ung thƣ

nồng độ

ung thƣ (HQ)

(LCR)

(μg m−3)
B

Max

Min

Mean

0,05-4,93

Max

Min

Mean

3,6×10-5

2,5×10-7

1,3×10-5

(16,2×10-5) (26×10-7) (4,3×10-5)

(0,09-5,59)

64


T

0,20-195,4

0,039

0,000

0,004

(0,18-39,1) (0,008) (0,000) (0,001)
E

0,16-32,6

0,033

0,001

0,001

(0,32-7,87) (0,008) (0,000) (0,002)
(m+p)-X 0,34-18,1

0,181

0,002

0,012

(0,23-7,86) (0,08) (0,002) (0,023)
o-X

0,10-5,79

0,058

0,003

0,010

(0,10-5,20) (0,052) (0,001) (0,017)
Theo WHO, rủi ro gây ung thư (LCR) của benzen nằm trong khoảng từ
1×10 đến 1×10-5 trong khi giá trị khuyến cáo của USEPA < 10 – 6. Theo kết quả
-6

trong bảng 3.6, LCR trung bình của bezen khi trẻ em tiếp xúc với khơng khí trong
lớp học của các trường mầm non tại Hà Nội là 2,3×10-5, cao hơn giá trị khuyến nghị
của USEPA và WHO. Kết quả cho thấy: có nguy cơ gây ra rủi ro ung thư bởi
benzen khi tiếp xúc lâu dài với khơng khí của các trường mầm non khảo sát.
Giá trị HQ của các hợp chất TEX được thể hiện trong bảng 3.8. Nếu chỉ số
HQ cho các hợp chất này lớn hơn 1, có thể nói rằng nồng độ của chúng cao hơn
nồng độ tham chiếu của chất ô nhiễm đó (RfC) và sẽ gây hại cho con người khi tiếp

xúc. Khi đó, cần phải đánh giá rủi ro và xác định những người đã tiếp xúc với khí
thải chứa các hợp chất đó. Nếu chỉ số HQ nhỏ hơn 1, người tiếp xúc sẽ không bị
ảnh hưởng sức khỏe khi tiếp xúc với bầu khơng khí đó. Trong nghiên cứu này, chỉ
số HQ của tất cả các hợp chất TEX đều thấp hơn 1. Điều này cho thấy nguy cơ
không gây ung thư (HQ) của các hợp chất TEX là không đáng kể đối với các trẻ em
tại các trường mầm non đã được khảo sát trên địa bàn Hà Nội.

65


KẾT LUẬN
Nghiên cứu này được thực hiện ở trong và bên ngoài lớp học tại 9 trường
mầm non trên địa bàn Thành phố Hà Nội với mục đích tìm ra nguồn phát thải của
các hợp chất BTEX và đánh giá ảnh của chúng đến sức khỏe của trẻ mầm non đang
học tập và hoạt động tại đây. Đề tài đã thu được một số kết quả như sau:
1. Đã tiến hành phân tích các hợp chất BTEX bằng phương pháp sắc ký khí
kết hợp với đầu dị phổ khối (GC-MS) với dung môi là CS2.
2. Nồng độ các chất BTEX ở các trường mầm non tại Hà Nội ở mùa đơng có
xu hướng cao hơn so với mùa hè
3. Tất cả các giá trị nồng độ benzen trong khơng khí ngoài trời lớp học đều
thấp hơn giới hạn phơi nhiễm trong 1 giờ và 1 năm theo quy chuẩn quốc gia
QCVN6:2009/BTNMT. Rủi ro gây ung thư (LCR) của benzen trong khơng khí lớp
học của các trường mầm non tại Hà Nội là 2,3×10-5 cao hơn giá trị khuyến nghị của
USEPA và WHO. Kết quả cho thấy: có nguy cơ gây ra rủi ro ung thư bởi benzen
khi tiếp xúc lâu dài với khơng khí của các trường mầm non khảo sát. Mặt khác, kết
quả phân tích rủi ro khơng gây ung thư (HQ) của các hợp chất TEX là không đáng
kể. Cần chú ý rằng, ở Việt Nam chưa có tiêu chuẩn cho chất lượng khơng khí trong
nhà. Các kết quả của nghiên cứu này có thể được sử dụng tham khảo cho việc xây
dựng chất lượng khơng khí trong nhà.
4. Sử dụng phương pháp phân tích thống kê và các hệ số tỷ lệ giữa các hợp

chất để chứng minh rằng: khơng có nguồn phát thải benzen một cách đáng kể trong
lớp học ở tất cả các trường mầm non được khảo sát. Sự hiện diện của toluen,
etylbenzen và xylen trong nhà có thể liên quan đến các dung môi từ hoạt động sửa
chữa: cải tạo hành lang trường, … Bên cạnh đó, toluen, etylbenzen và xylen có
nguồn gốc chủ yếu từ hoạt động của các phương tiện giao thơng.
5. Để có đánh giá tổng quan hơn về ảnh hưởng của các hợp chất BTEX tới
sức khỏe con người. Trong thời gian tới, nhóm nghiên cứu mong muốn tiến hành
đối với nhiều đối tượng khác nhau (người già, nhân viên văn phòng, học sinh trung

66


học …), với các địa điểm khác nhau (bệnh viện, văn phòng, trường trung học …),
với số lượng mẫu nhiều hơn.

67


TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
1. Ban soạn thảo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng khơng khí, Bộ tài
nguyên và môi trường (2009), Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về một số chất độc
hại trong khơng khí xung quanh. QCVN 06:2009/BTNMT.
2. Nguyễn Công Tập (2015), Luận văn Thạc Sĩ, Đánh giá mức độ ơ nhiễm BTEX
trong khơng khí khu vực dân cư thuộc quận Hai Bà Trưng, thành phố Hà Nội,
Đại Học Khoa Học Tự Nhiên, Đại Học Quốc Gia Hà Nội.
3. Nguyễn Thu Hương (2017), Đồ án tốt nghiệp, Nghiên cứu sự hiện diện các hợp
chất BTEX trong mơi trường khơng khí trong nhà tại các tịa chung cư tại Hà
Nội và bước đầu đánh giá rủi ro sức khỏe, Đại học Bách Khoa Hà Nội.
4. Trần Hồng Côn, Đồng Kim Loan (2015), Cơ sở công nghệ xử lý khí thải: NXB

Đại học Quốc gia Hà Nội.
5. Trần Thị Hiền (2012), Luận Văn thạc Sĩ, Diễn biến nồng độ BTEX trong khơng
khí ven các trục giao thơng chính ở TP. Hồ Chí Minh năm 2010, Đại Học Quốc
Gia Thành Phố Hồ Chí Minh, Thành phố Hồ Chí Minh.

Tiếng Anh
6. Adgate J. L., Church T. R., Ryan A. D., Ramachandran G., Fredrickson A. L.,
Stock T. H., et al. (2004), "Outdoor, indoor, and personal exposure to VOCs in
children", Environmental health perspectives, 112, 1386-1392.
7. Braniš M., Safránek J., Hytychová A. (2010), "Indoor and outdoor sources of
size-resolved mass concentration of particulate matter in a school gymimplications for exposure of exercising children", Environ Sci Pollut Res, 18, 598
- 609.
8. de Gennaro G., Farella G., Marzocca A., Mazzone A., Tutino M. (2013), "Indoor
and outdoor monitoring of volatile organic compounds in school buildings:
Indicators based on health risk assessment to single out critical issues",

68