MỞ ĐẦU Chất chống cháy photphat hữu cơ (OPFRs) là một nhóm các chất chống cháy được sử dụng để thay thế các chất chống cháy diphenyl ether polybrom hóa kể từ khi chất này bị loại bỏ năm 2004. Chất chống cháy này có thể dễ dàng xâm nhập vào môi trường từ các sản phẩm tiêu dùng như vải bọc xe hơi, sản phẩm tiêu dùng, các hóa chất chế biến và các sản phẩm xốp dành cho trẻ em [2,3]. Đã có những nghiên cứu chứng minh rằng TDCPP đã được phát hiện trong bụi từ nhà riêng, tòa nhà văn phòng và ô tô cho thấy rằng phần lớn dân số bị phơi nhiễm mãn tính với TDCPP theo nhiều con đường khác nhau. Trong đó con đường gây phơi nhiễm TDCPP đã được kiểm tra vào năm 1981, nghiên cứu cho thấy con đường hấp thu của nó qua đường tiêu hóa được chuyển hóa nhanh chóng và rộng rãi.
Trong 24 giờ đầu tiên, hơn 80 % hoạt tính được bài tiết qua nước tiểu, phân hoặc dưới dạng thở CO2. Các enzyme microsome đã chuyển hóa TDCPP thành ba chất chuyển hóa, trong đó chất chuyển hóa chính được thải trừ qua nước tiểu là Bis (1,3-dichloro-2-propyl) phosphate (BDCPP) [4]. BDCPP là chất chuyển hóa đã được phát hiện trong nước tiểu của con người khi TDCPP có trong bụi xung quanh, điều này cho thấy TDCPP được chuyển hóa bởi gan người và gây ảnh hưởng xấu cho sức khỏe con người [5]. Theo thống kê tới thời điểm hiện tại, ở Việt Nam chưa có nghiên cứu nào liên quan đến việc đánh giá mức độ phơi nhiểm của TDCPP ở người và sự ảnh hưởng của các hợp chất TDCPP, BDCPP tới sức khỏe con người.
Do đó việc nghiên cứu xây dựng quy trình định lượng BDCPP trong nước tiểu người để đánh giá mức độ phơi nhiểm và rủi ro sức khỏe của TDCPP và BDCPP ảnh hưởng tới con người là rất quan trọng và cần thiết triển khai. Vì vậy, đề tài “Nghiên cứu phân tích Bis (1,3-dichloro-2-propyl) phosphate trong nước tiểu bằng phương pháp sắc ký lỏng ghép nối khối phổ hai lần (LC- MS/MS)” được lựa chọn thực hiện với mục tiêu là: Nghiên cứu xây dựng một quy trình chiết tách Bis (1,3-dichloro-2-propyl) phosphate trong mẫu nước tiểu của con người và thực hiện xác định hàm lượng bằng phương pháp sắc ký lỏng ghép nối hai lần khối phổ (LC-MS/MS). Trên cơ sở đó thực hiện phân tích trên một số lượng mẫu nước tiểu thu thập ngẫu nhiên trên địa bàn Hà Nội, từ đó đánh giá mức độ phơi nhiễm của người dân đối với chất chống cháy TDCPP. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 1.
Tris (1,3-dichloro-2-propyl) phosphate trong môi trường không khí trong nhà, sản phẩm tiêu dùng và mẫu sinh học của người. Tris (1,3-dichloro-2-propyl) phosphate (TDCPP) có công thức phân tử là C9H15Cl6O4P. Đây là một hóa chất hữu cơ halogen lỏng, nhớt không màu, có chứa phot pho. Nó được sử dụng rộng rãi trong các sản phẩm tiêu dùng khác nhau với lượng sản xuất lớn như bọt polyurethane, vật liệu xây dựng, đồ nội thất, sơn phủ, sản phẩm chăn ga gối đệm, sản phẩm trẻ em và nó là chất thay thế quan trọng cho Ete diphenyl poly brom hóa (PBDE).
TDCPP có xu hướng được thải ra môi trường thông qua nhiều con đường như quá trình lọc, bay hơi và mài mòn[6]. Dựa vào các đặc điểm của TDCPP như áp suất hơi, điểm sôi, điểm nóng chảy, hệ số phân chia nước-octanol, có một số nghiên cứu đã dự đoán sự phân bố khác nhau của TDCPP bằng phần mềm mô hình[7], mặc dù TDCPP được chuyển hóa nhanh chóng với thời gian bán hủy ngắn và độ bền thấp, nhưng trong môi trường thực tế, TDCPP phân bố khá phổ biến trong bụi (trong nhà và ngoài trời), nước, đất, trầm tích, các mẫu sinh học. Năm 2017 đã có thống kê mức TDCPP bụi trong nhà tối đa lên tới 2,14 mg/g tính trên trọng lượng khô ở California. Tương tự, phát hiện ra rằng mức TDCPP trung bình trong không khí trong nhà ở các trường mẫu giáo Trung Quốc và tiểu học Hong Kong là 15,00 ng/m3, TDCPP phổ biến trong các môi trường như phòng ngủ, khu vực sinh hoạt chính, văn phòng và xe cộ và nguồn chính gây ra chính là từ đồ nội thất bọc và các sản phẩm khác chứa Polyurethan.
Ngoài việc được giải phóng vào khí quyển, TDCPP có được vận chuyển và tích lũy thêm trong đất, trầm tích. Cho đến nay một số nghiên cứu đã báo cáo sự hiện diện phong phú của TDCPP trong các loại đất khác nhau, nhìn chung nồng độ TDCPP cao được tìm thấy ở các khu vực đô thị hóa, công nghiệp hóa hoặc chất thải điện tử [6]. Năm 1981, TDCPP đã được phát hiện một lượng đáng kể trong các mẫu huyết tương, tinh dịch nam giới, do đó nó đã chỉ ra rằng con người đã tiếp xúc rộng rãi với TDCPP những năm 1980. TDCPP được phát hiện trong sữa mẹ, nhau thai, huyết tương và mẫu nước tiểu của người, ví dụ, Kim và cộng sự năm 2014 đã tìm thấy mức TDCPP trong sữa mẹ ở Nhật bản có thể đạt tới 162 ng/g, TDCPP cũng được phát hiện trong 36,7 % huyết tương người ở Hà Bắc, Trung Quốc.
TDCPP được phát hiện trong nhau thai ở miền đông Trung Quốc, nó cho thấy nguy cơ tiềm ẩn lây truyền sang trẻ sơ sinh và gây lo ngại về độc tính tiềm ẩn và ảnh hưởng sức khỏe đối với nhiều thế hệ con người [6]. 3 Chất chuyển hóa BDCPP và chất chống cháy TDCPP đã được phát hiện một lượng đáng kể ở chất dịch cơ thể người, bao gồm huyết tương, tinh dịch, sữa mẹ, nhau thai và nước tiểu. Do đó gây lo ngại về các tác động tiềm ẩn đối với sức khỏe con người do phơi nhiễm. TDCPP đã được chứng minh gây ra độc tính cấp tính, thần kinh, sinh sản, gan và rối loạn nội tiết và nó đã được đề xuất chất gây ung thư trong đề xuất 65.
TDCPP đã được phân loại là một hợp chất có mức ưu tiên cao, rất cần có các nghiên cứu độc tính sâu hơn hoặc các biện pháp quản lý được đưa ra [6]. Vào năm 2011, TDCPP đã được Văn phòng Đánh giá Nguy cơ Sức khỏe Môi trường, Cơ quan Bảo vệ Môi trường Tiêu bang California thêm vào danh sách các hóa chất đề xuất như một chất gây ung thư, phát hiện thường xuyên chất này trong đồ nội thất Hoa kỳ và có đủ bằng chứng về khả năng gây ung thư. TDCPP đã được Ủy ban An toàn Sản phẩm tiêu dùng liệt kê là chất gây ung thư[8]. Thêm đó các nghiên cứu về độc tính của TDCPP trên hệ sinh vật thủy sinh, chẳng hạn như cá, ngựa vằn[9].
Năm 2017, Ủy ban An toàn Sản phẩm tiêu dùng Hoa kỳ (CPSC) đã chấp nhận đơn yêu cầu cấm bất kỳ thành phần nào thuộc nhóm halogen hưu cơ trong các sản phẩm dành cho trẻ em, vỏ bọc điện tử, đồ nội thất và ga trải giường. Tuy nhiên, nhiều quốc gia bao gồm trung Quốc, Nhật Bản và Hàn Quốc vẫn có rất ít hạn chế đối với việc sản xuất và áp dụng TDCPP[6]. Tính tới thời điểm hiện tại, thì tại Việt Nam chưa có nghiên cứu thống kê nào về mức độ phân bố của TDCPP trong môi trường. Chất chuyển hóa Bis (1,3-dichloro-2-propyl) photphat của chất chống cháy TDCPP trong quá trình chuyển hóa hoạt động sinh học ở người.
Bis (1,3-dichloro-2-propyl) phosphte (BDCPP) có công thức phân tử là C6H11Cl4O4P. Các thông số hóa lý cơ bản như khối lượng mol phân tử 319,935 Da; Trọng lượng riêng 1,5 ± g/cm3; Nhiệt độ sôi 396,8 ± 52 oC ở 760 mmHg; Áp suất hơi 0,0 ± 2,0 mmHg. Đây là một hợp chất có độ phân cực cao, hằng số phân ly pKa ~ 1,18[10]. Con người tiếp xúc với chất chống cháy TDCPP thông qua nhiều con đường bao gồm tiếp xúc qua da, hít phải không khí, cũng như thức ăn, bụi.
TDCPP có thể được chuyển hóa nhanh chóng trong gan người và các hợp chất chuyển hóa được theo dõi phổ biến nhất. Do tính ứng dụng rộng rãi của TDCPP sử dụng trong ô tô, đồ đạc trong nhà và các sản phẩm khác chứa polyurethane. Nhiều nghiên cứu chứng minh rằng TDCPP 4 được tìm thấy trong không khí và cho thấy rằng một phần lớn dân số bị phơi nhiễm mãn tính với TDCPP. Một trong những nhiệm vụ của nhóm làm việc phân tích Vật liệu sinh học từ Quỹ Nghiên cứu Đức (DFG), họ đã xây dựng một quy trình giám sát sinh học của con người đối với TDCPP.
Qúa trình chuyển hóa của TDCPP được mô tả trong các nghiên cứu invitro khác nhau và người ta đã chỉ ra rằng BDCPP là hợp chất chuyển hóa cụ thể chính của TDCPP thường được phát hiện trong nước tiểu. Nó là chất thích hợp nhất vì không có OPFR nào khác được biết đến bị chuyển đổi hoặc thủy phân thành BDCPP. Các con đường phơi nhiễm thì rất phức tạp, TDCPP bị phân hủy và chuyển hóa nhanh chóng. Trong 24 giờ đầu tiên, hơn 80% hoạt tính phóng xạ được bài tiết qua nước tiểu, các enzyme micromsome đã chuyển hóa TDCPP thành ba chất chuyển hóa và chất chuyển hóa chính là Bis (1,3-dichloro-2- propyl) phosphate (BDCPP)[11].
Công thức cấu tạo của TDCPP và BDCPP Theo nghiên cứu của tác giả Tenlep và cộng sự[12], quá trình chuyển hóa của TDCCP được thực hiện trên chuột. Năm ngày sau khi tiêm tĩnh mạch, 92% chất phóng xạ được sử dụng bài tiết qua nước tiểu (54%), phân (16%) và khí thở ra (22%), 4% được phục hồi trong cơ thể. Chất chuyển hóa chính được tìm thấy trong nước tiểu, phân và mật là BDCPP, tương tự trên gan người cũng vậy[12]. Một nghiên cứu đối với người ở Hoa kỳ, 90% BDCPP được tìm thấy trong nước tiểu [13].
Một nghiên cứu sử dụng phương pháp giám sát sinh học để mô tả mức độ phơi nhiễm chất chống cháy của 36 lính cứu hỏa được giao nhiệm vụ ở bên trong, bên ngoài, trước và sau khi ứng phó với các tình huống hỏa hoạn. Lính cứu hỏa đã cung cấp 4 mẫu nước tiểu (trước đám cháy, 3 giờ, 6 giờ, 12 giờ sau đám cháy). Kết quả cho thấy nồng độ BDCPP, một chất chuyển hóa của chất chống cháy TDCPP của những người lính cứu hỏa đã được giao nhiệm vụ bên trong có nồng độ cao hơn với 5 những người giao nhiệm vụ bên ngoài, nó cho thấy BDCPP có thể tồn tại trong cơ thể trong vài ngày sau khi tiếp xúc [14]. Yu wanga và cộng sự (2019)[15] đã nghiên cứu định lượng chất chuyển hóa OPFR trong nước tiểu của 19 tình nguyện viên từ Albany, New York, Hoa Kỳ.
Kết quả cho thấy 2 chất chuyển hóa chính được tìm thấy là Dipheny phosphate (DPHP) và BDCPP.