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 trƣờng Mã số: 60440301 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS ĐỖ QUANG HUY Hà Nội – Năm 2014 LỜI CẢM ƠN Với lịng kính trọng biết ơn sâu sắc, em xin 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 trực tiếp giao đề tài hướng dẫn em tận tình, cho em kiến thức kinh nghiệm quý báu, tạo điều kiện thuận lợi cho em q trình thực hiện, hồn thành luận văn Em xin gửi lời cảm ơn tới thầy cô giáo Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên nhiệt tình truyền thụ cho em kiến thức vô quý báu suốt trình học tập trường Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Ban lãnh đạo cán cơng nhân viên Phịng Thí nghiệm Phân tích thuộc Ban 10 – 80, Bộ Y tế tạo điều kiện thuận lợi cho em có hội học hỏi, thực tập hoàn thành luận văn Tơi xin cảm ơn Th.S Đặng Văn Đồn, cử nhân Vũ Ngọc Thu cử nhân Lành Thị Lê Na giúp đỡ cộng tác triển khai thực nghiên cứu Xin bày tỏ lịng biết ơn vơ hạn tới gia đình bạn bè chỗ dựa tinh thần vững nguồn động viên em sống 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 trƣờng Hoa Kỳ FPD Detectơ quang hóa lửa (Flame photometric detector) FID Detectơ ion hóa lửa (Flame ionization detector) GC Sắc ký khí (Gas chromatography) HPLC Sắc ký lỏng hiệu cao (High performance liquid chromatography) KIEST Viện Khoa học Công nghệ Hàn Quốc (Korea institute of Environmental Science & Technology) MS Khối phổ (Mass spectrometry) OEHHA Cơ quan đánh giá nguy sức khỏe Môi Trƣờng (Office of Environmental Health Harzar Assessment) QCVN Quy chuẩn Việt Nam TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam VOCs Các hợp chất hữu dễ bay (Volatile organic compounds) WHO Tổ chức Y tế Thế giới (World Health Organization) DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Sơ đồ lƣu chuyển hợp chất clo mạch ngắn mơi trƣờngError! Bookmark Hình 1.2 Cấu tạo dụng cụ kỹ thuật SMPE Error! Bookmark not defined Hình 1.3 Thiết bị sắc ký khí Error! Bookmark not defined Hình 2.1 Q trình lấy mẫu kỹ thuật khơng gian hơiError! Bookmark not defined Hình P1 Các vị trí lấy mẫu Hồ Khƣơng Đình, quận Thanh XuânError! Bookmark not defi Hình P2 Các vị trí lấy mẫu Hồ Triều Khúc, quận Thanh XuânError! Bookmark not define Hình P3 Các vị trí lấy mẫu quận Đống Đa Error! Bookmark not defined Hình P4 Các vị trí lấy mẫu sông Tô Lịch đoạn từ điểm giao cắt với Sông Lừ đến Ngã Tƣ Sở Error! Bookmark not defined Hình P5 Các vị trí lấy mẫu sơng Tơ Lịch đoạn từ Ngã Tƣ Sở đến đƣờng Hoàng Quốc Việt Error! Bookmark not defined Hình B4 Sắc ký đồ phân tích mẫu nƣớc mặt ao Khƣơng Đình – quận Thanh Xuân Error! Bookmark not defined Hình B5 Sắc ký đồ phân tích mặt nƣớc mặt Sơng Tơ LịchError! Bookmark not defined Hình B6 Sắc kí đồ phân tích mẫu nƣớc hồ Đống ĐaError! Bookmark not defined Hình B7 Sắc kí đồ phân tích mẫu nƣớc hồ Ba Mẫu Error! Bookmark not defined Hình B10 Sắc kí đồ phân tích mẫu nƣớc hồ Kim LiênError! Bookmark not defined DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Một số tiêu chuẩn quy định nồng độ chất clo mạch ngắn dễ bay nƣớc ăn uống Error! Bookmark not defined Bảng 1.2 Đề xuất tiêu chuẩn chất lƣợng nƣớc mặt cho MoldovaError! Bookmark not defined Bảng 1.3 Tiêu chuẩn quy định nồng độ chất clo mạch ngắn dễ bay nƣớc thải KIEST Error! Bookmark not defined Bảng 1.4 Tiêu chuẩn quy định nồng độ chất clo mạch ngắn dễ bay nƣớc xả thải Nhật Bản Error! Bookmark not defined Bảng 2.1 Phân mức rủi ro Error! Bookmark not defined Bảng 2.2 Nồng độ Diclometan dung dịch chuẩnError! Bookmark not defined Bảng 2.3 Nồng độ chất chuẩn Triclometan dung dịch chuẩnError! Bookmark n Bảng 2.4 Nồng độ chất chuẩn 1,2-Dicloetan dung dịch chuẩnError! Bookmark Bảng 3.1 Đƣờng ngoại chuẩn Diclometan Error! Bookmark not defined Bảng 3.2 Đƣờng ngoại chuẩn Triclometan Error! Bookmark not defined Bảng 3.3 Đƣờng ngoại chuẩn 1,2-Dicloetan Error! Bookmark not defined Bảng 3.4 Kết phân tích chất Diclometan, Triclometan, 1,2-Diclotean cứu mẫu nƣớc mặt số hồ thuộc quận Thanh XuânError! Bookmark not defi Bảng 3.5 Kết phân tích chất Diclometan, Triclometan, 1,2-Dicloetan mẫu nƣớc mặt số hồ thuộc quận Đống ĐaError! Bookmark not defined Bảng 3.6 Kết phân tích chất Diclometan mẫu nƣớc lấy tạiError! Bookmark not def sông Tô Lịch Error! Bookmark not defined Bảng 3.7 Kết phân tích chất Triclometan mẫu nƣớc lấy tạiError! Bookmark not de sông Tô Lịch Error! Bookmark not defined Bảng 3.8 Kết phân tích 1,2-Dicloetan mẫu nƣớc lấy tạiError! Bookmark not de sông Tô Lịch Error! Bookmark not defined Bảng 3.9 Hệ số tiềm ung thƣ số chất qua đƣờng hô hấpError! Bookmark not de Bảng 3.10 Rủi ro ung thƣ thời gian sống (10-6) gây Diclometan, Triclometan 1,2-Dicloetan nƣớc mặt khu vực quận Thanh XuânError! Bookmark Bảng 3.11 Rủi ro ung thƣ thời gian sống (10-6) gây Diclometan, Triclometan 1,2-Dicloetan nƣớc mặt khu vực quận Đống ĐaError! Bookmark n Bảng 3.12 Rủi ro ung thƣ thời gian sống (10-6) gây Diclometan, Triclometan 1,2-Dicloetan nƣớc mặt sông Tô LịchError! Bookmark not defined MỤC LỤC MỞ ĐẦU 10 CHƢƠNG Error! Bookmark not defined TỔNG QUAN Error! Bookmark not defined 1.1 Nguồn phát sinh hợp chất clo mạch ngắnError! Bookmark not defined 1.2 Ảnh hƣởng hợp chất clo mạch ngắn đến sức khỏe ngƣời Error! Bookmark not defined 1.3 Tiêu chuẩn, giới hạn cho phép số hợp chất clo mạch ngắn môi trƣờng nƣớc Error! Bookmark not defined 1.4 Tổng quan trạng ô nhiễm nƣớc mặt VOCs giới Việt Nam Error! Bookmark not defined 1.5 Các kỹ thuật thƣờng đƣợc sử dụng tách chiết VOCsError! Bookmark not defined 1.6 Phƣơng pháp phân tích sắ c kí khí Error! Bookmark not defined 1.6.1 Nguyên tắ c chung của phƣơng pháp sắ c kí khí Error! Bookmark not defined 1.6.2 Detectơ ion hoá lửa Error! Bookmark not defined 1.6.3 Detectơ cộng kết điện tử Error! Bookmark not defined 1.6.4 Detectơ khối phổ Error! Bookmark not defined 1.7 Một vài nét khu vực nghiên cứu Error! Bookmark not defined 1.7.1 Quận Thanh Xuân Error! Bookmark not defined 1.7.2 Quận Đống Đa Error! Bookmark not defined 1.7.3 Một vài nét Sông Tô Lịch Error! Bookmark not defined CHƢƠNG Error! Bookmark not defined ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨUError! Bookmark not defined 2.1 Đối tƣợng nghiên cứu Error! Bookmark not defined 2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu Error! Bookmark not defined 2.2.1 Phƣơng pháp lấy mẫu bảo quản mẫu Error! Bookmark not defined 2.2.2 Phƣơng pháp tách chất kỹ thuật không gian hơiError! Bookmark not defined 2.2.3 Phƣơng pháp sắc ký khí detectơ cộng kết điện tửError! Bookmark not defined 2.2.4 Phƣơng pháp tính tốn rủi ro ngƣỡng gây ung thƣError! Bookmark not defined 2.3 Thực nghiệm Error! Bookmark not defined 2.3.1 Dụng cụ hóa chất Error! Bookmark not defined 2.3.1.1 Dụng cụ Error! Bookmark not defined 2.3.1.2 Hóa chất Error! Bookmark not defined 2.3.2 Chuẩn bị dung dịch hỗn hợp chuẩn mẫu chuẩnError! Bookmark not defined 2.3.3 Phân tích mẫu thực tế Error! Bookmark not defined 2.3.4 Tính rủi ro ngƣỡng gây ung thƣ Error! Bookmark not defined CHƢƠNG Error! Bookmark not defined KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Error! Bookmark not defined 3.1 Xác định điều kiện phân tích chất nghiên cứu phƣơng pháp sắc ký khí Error! Bookmark not defined 3.2 Kết xác định nồng độ clo mạch ngắn mẫu nƣớc mặt địa bàn khu vực nghiên cứu Error! Bookmark not defined 3.2.1 Xây dựng đƣờng ngoại chuẩn Error! Bookmark not defined 3.2.2 Xác định nồng độ clo mạch ngắn mẫu nƣớc mặt quận Thanh Xuân Error! Bookmark not defined 3.2.3 Xác định nồng độ clo mạch ngắn mẫu nƣớc mặt quận Đống Đa Error! Bookmark not defined 3.2.4 Xác định nồng độ clo mạch ngắn mẫu nƣớc sông Tô Lịch Error! Bookmark not defined 3.3 Kết tính tốn cảnh báo rủi ro gây ung thƣ gây Diclometan, Triclometan 1,2-Dicloetan Error! Bookmark not defined KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ Error! Bookmark not defined TÀI LIỆU THAM KHẢO 11 PHỤ LỤC Error! Bookmark not defined PHỤ LỤC Error! Bookmark not defined MỞ ĐẦU Nhƣ biết, Việt Nam nƣớc thải đô thị, bao gồm nƣớc thải từ khu vực dân cƣ thị, từ nhà máy, xí nghiệp sản xuất công, nông nghiệp dịch vụ, từ bệnh viện, trƣờng học, khu vui chơi giải trí, đƣợc thải đổ vào ao, hồ, sông ngòi, Các thành phần chủ yếu trong nƣớc thải đô thị chất hữu dễ phân hủy, chất hữu bền vững, chất rắn, kim loại nặng, chất vô cơ, dầu mỡ, vi sinh vật, Hà Nội, thành phố có nhiều sơng, hồ Việc sử dụng sông chảy thành phố để chứa dẫn nƣớc thải làm cảnh quan môi trƣờng làm ô nhiễm nguồn nƣớc Việc phân tích xác định thành phần, hàm lƣợng chất gây ô nhiễm nƣớc sông đƣợc thực Tuy nhiên, việc phân tích xác định dung mơi hữu chứa clo nƣớc sông chƣa đƣợc quan tâm mức Trong có chất clo dễ bay nhƣ: Diclometan (CH2Cl2); Triclometan (CHCl3); Tricloetylen (C2HCl3); Tetracloetylen (C2Cl4),… Sự có mặt chất môi trƣờng nƣớc gây ảnh hƣởng nghiêm trọng tới động vật thủy sinh ảnh hƣởng tới sức khỏe ngƣời Nguồn phát sinh hợp chất clo mạch ngắn nƣớc sinh hoạt chủ yếu trình khử trùng nƣớc clo - công đoạn thiếu nhà máy nƣớc Việt Nam, nƣớc mặt Việt Nam thƣờng tiếp nhận nƣớc thải sinh hoạt từ khu vực khách sạn, nhà hàng, sở giặt khơ, hơi, ; số nơi nƣớc mặt cịn bị tiếp nhận từ nguồn nƣớc thải công nghiệp nhƣ sản xuất sơn, sản xuất ô tô, Các hợp chất clom mạch ngắn chất dễ bay hơi, nên chúng thoát khỏi bề mặt nƣớc làm nhiễm mơi trƣờng khơng khí Từ đó, chúng dễ dàng hấp thụ vào thể ngƣời qua hệ hô hấp Các chất clo mạch ngắn thâm nhập vào thể ngƣời gây ảnh hƣởng đến hệ thống thần kinh, hệ tuần hoàn, gan, thận nguy hiểm khả gây ung thƣ Tuy nhiên, chƣa có nhiều nghiên cứu việc xác định đánh giá ảnh hƣởng hợp chất clo mạch ngắn nƣớc mặt tới sức khỏe cộng đồng Xuất phát từ yêu cầu thực tế đó, chúng tơi lựa chọn thực 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 đề tài: - Hoàn thiện phƣơng pháp tách chiết số hợp chất clo mạch ngắn dễ bay nƣớc mặt kỹ thuật không gian phù hợp để phân tích hệ thống sắc ký khí detectơ cộng kết điện tử - Áp dụng quy trình xây dựng để xác định nồng độ diclometan, triclometan, 1,2-Dicloetan có mẫu nƣớc mặt lấy sông, hồ số quận nội thành Hà Nội - Từ kết phân tích xác định mức độ nhiễm tính tốn đánh giá rủi ro ung thƣ gây hợp chất clo mạch ngắn ngƣời vùng nghiên cứu Mục tiêu nghiên cứu đề tài gồm: - Đƣa đƣợc quy trình phân tích hợp chất clo mạch ngắn nƣớc mặt - Xác định đƣợc nồng độ chất nghiên cứu nƣớc mặt sông hồ địa bàn số quận thuộc thành phố Hà nội - Tính tốn đƣợc rủi ro ung thƣ gây chất nghiên cứu từ kết phân tích mẫu nƣớc mặt lấy đƣợc TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Dƣơng Hồng Anh (2003), Phân tích đánh giá số chất ô nhiễm hữu nước ngầm cung cấp cho nhà máy nước khu vực Hà Nội khả hình thành sản phẩm phụ có độc tính cao nước máy q trình khử trùng clo, Luận án tiến sĩ Hoá học, Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG Hà Nội 2 Nguyễn Xuân Cƣờng (2005), Nghiên cứu sử dụng phương pháp vi chiết pha lỏng kết hợp với sắc ký khí – detectơ cộng kết điện tử xác định hàm lượng tetracloetylen môi trường nước, Luận văn thạc sỹ khoa học, Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG Hà Nội Nguyễn Mai Dung (2008), Nghiên cứu xác định hợp chất clo bay khơng khí phương pháp vi chiết pha rắn kim rỗng kết hợp với sắc ký khí (GC-ECD), Luận văn thạc sỹ khoa học, Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG Hà Nội Đặng Văn Đoàn (2009), Xác định hàm lượng hợp chất clo dễ bay nước hệ thống sông thuộc khu vực nội thành Thành phố Hà Nội (Khảo sát sông Sét, sông Lừ, sông Kim Ngưu), Luận văn thạc sỹ khoa học, Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG Hà Nội Vũ Thị Quỳnh Hoa (2004), Nghiên cứu xây dựng phương pháp xác định tetracloetylen môi trường nước, Luận văn thạc sỹ khoa học, Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG Hà Nội Nguyễn Đức Huệ (2005), Các phương pháp phân tích hữu cơ, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội Nguyễn Đức Huệ (2006), Độc học môi trường, Giáo trình chun đề, ĐHQG Hà Nội Ngơ Thị Minh Tân (2012), Đánh giá ô nhiễm chất clo mạch ngắn nước cấp sinh hoạt số vùng thuộc nội thành Hà Nội, Luận văn thạc sỹ khoa học, Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG Hà Nội Quy chuẩn Việt Nam QCVN 01: 2009/QCVN, Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng nước ăn uống 10 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5945 : 1995, Nước thải công nghiệp – Tiêu chuẩn thải 11 Phạm Hùng Việt (2005), Sắc ký khí sở lý thuyết khả ứng dụng, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội Tiếng Anh 12 Hiromi Mori (2003), Oversea Environmental Cooperation Center, Japan, Technology Transfer manual of industrial wastewater treatment, pp.35-42 13 K Sakai, D Norback, Y Mi, E Shibata, M Kamijima, T Yamada, Y Takeuchi (2004), A comparison of indoor air pollutants in Japan and Sweden: Fomaldehyde, Nitrogen dioxide, and chlorinated volatile organic compounds, Environment research, 94, pp.75 - 85 14 Office of Environmental Health Hazard Assessment, California Environmental Protection Agency (2009), OEHHA Cancer Potency Values, The Air Toxics Hot Spots Program Risk Assessment Guidelines 15 Paul Buijs, Carmen Toader (2007), Proposed system of surface water quality standards water quality standards for Moldova, Technical Report, pp.36-44 16 Public health service agency for toxic substances and disease registry (2011), Toxicological profile for 1, 2-dichloroethane, U.S department of health and human services 17 Taiwan Association for Aerosol Research (2011), Estimating Cancer Risk Increment from Air Pollutant Exposure for Sewer Workers Working in an Industrial City 18 The United State Environmental Protection Agency (2002), Ground water and drinking water 19 United State Environmental Protection Agency (1991), Guidelines for Developmental Toxicity Risk Assessment