Tổng quan nghiên cứu

Chất chống cháy hữu cơ photphat (OPFRs), đặc biệt là Tris (1,3-dichloro-2-propyl) phosphate (TDCPP), được sử dụng rộng rãi trong các sản phẩm tiêu dùng như bọt polyurethane, đồ nội thất và vật liệu xây dựng. Theo báo cáo, TDCPP có thể phát tán vào môi trường qua nhiều con đường như bay hơi, mài mòn và lọc, dẫn đến phơi nhiễm mãn tính cho con người qua không khí, bụi và tiếp xúc trực tiếp. Chất chuyển hóa chính của TDCPP trong cơ thể người là Bis (1,3-dichloro-2-propyl) phosphate (BDCPP), được bài tiết chủ yếu qua nước tiểu với hơn 80% hoạt tính phóng xạ trong 24 giờ đầu sau phơi nhiễm.

Mục tiêu nghiên cứu là xây dựng quy trình chiết tách và phân tích BDCPP trong mẫu nước tiểu người bằng phương pháp sắc ký lỏng ghép nối khối phổ hai lần (LC-MS/MS), từ đó đánh giá mức độ phơi nhiễm TDCPP tại Hà Nội. Nghiên cứu thu thập 59 mẫu nước tiểu từ tình nguyện viên ở nội và ngoại thành Hà Nội, phân tích đặc điểm mẫu và nồng độ BDCPP để đánh giá nguy cơ sức khỏe liên quan.

Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc cung cấp dữ liệu đầu tiên về mức độ phơi nhiễm TDCPP tại Việt Nam, góp phần cảnh báo và đề xuất các biện pháp kiểm soát chất chống cháy photphat, bảo vệ sức khỏe cộng đồng. Kết quả cũng hỗ trợ xây dựng các tiêu chuẩn giám sát và quản lý hóa chất trong môi trường sống.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình sau:

  • Chuyển hóa sinh học của TDCPP: TDCPP được chuyển hóa nhanh chóng trong gan người thành BDCPP, chất chuyển hóa đặc hiệu và chính được bài tiết qua nước tiểu. Quá trình này được mô tả qua các nghiên cứu in vitro và in vivo, cho thấy BDCPP là chỉ số sinh học phù hợp để đánh giá phơi nhiễm TDCPP.

  • Phân tích hóa học bằng LC-MS/MS: Phương pháp sắc ký lỏng ghép nối khối phổ hai lần (LC-MS/MS) với ion hóa phun điện tử (ESI) và ion hóa hóa học áp suất khí quyển (APCI) được sử dụng để định lượng BDCPP với độ nhạy và độ chính xác cao, vượt trội so với các kỹ thuật khác như GC-MS.

  • Chuẩn bị mẫu bằng chiết pha rắn (SPE): SPE là kỹ thuật chiết tách ưu tiên để làm giàu và làm sạch mẫu nước tiểu, loại bỏ các chất gây nhiễu, tăng hiệu quả phân tích. Các loại cột SPE như StrataX-AW được lựa chọn dựa trên đặc tính hóa lý của BDCPP.

Các khái niệm chính bao gồm: giới hạn phát hiện (LOD), giới hạn định lượng (LOQ), độ thu hồi, độ lặp lại, và hiệu suất chiết tách.

Phương pháp nghiên cứu

  • Nguồn dữ liệu: 59 mẫu nước tiểu được thu thập ngẫu nhiên từ tình nguyện viên tại Hà Nội, bao gồm các nhóm tuổi và giới tính khác nhau. Mẫu được bảo quản lạnh và xử lý trong vòng một tuần.

  • Phương pháp phân tích: Mẫu nước tiểu được xử lý bằng chiết pha rắn với cột StrataX-AW, sử dụng dung môi acetonitrile chứa 5% pyrrolidin để rửa giải. Sau đó, dịch chiết được phân tích trên hệ thống LC-MS/MS Waters Xevo TQ-XS với cột ACQUITY UPLC C18, sử dụng pha động gồm 0,05% TFA và acetonitrile 0,01% acid formic theo chương trình gradient.

  • Thẩm định phương pháp: Xác định LOD, LOQ, MDL, MQL, độ thu hồi, độ lặp lại và độ đúng của phương pháp theo tiêu chuẩn EPA 1614 và AOAC. Cỡ mẫu phân tích lặp lại là 8 lần ở 3 mức nồng độ khác nhau.

  • Timeline nghiên cứu: Thu thập mẫu và xử lý trong vòng 1 tháng, phân tích mẫu và thẩm định phương pháp trong 2 tháng, xử lý số liệu và đánh giá nguy cơ trong 1 tháng tiếp theo.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Hiệu suất chiết tách và phân tích: Cột chiết pha rắn StrataX-AW cho độ thu hồi BDCPP cao nhất, đạt 96,5% ± 5%, vượt trội so với các cột Oasis WAX (77% ± 16%) và Bond Elut DEA (72% ± 9%). Dung môi rửa giải acetonitrile chứa 5% pyrrolidin đạt hiệu suất chiết tách 96% ± 4%, cao hơn so với methanol chứa 5% amoni hydroxit (92% ± 5%).

  2. Giới hạn phát hiện và định lượng: LOD của thiết bị đạt 0,01 ng/mL, MDL của phương pháp là 0,0085 ng/mL, MQL là 0,025 ng/mL, tương đương hoặc tốt hơn các nghiên cứu quốc tế. Độ lặp lại (CV) dưới 3,2%, độ thu hồi từ 96,57% đến 99,93%, đảm bảo độ chính xác và độ tin cậy của phương pháp.

  3. Nồng độ BDCPP trong mẫu nước tiểu: Tần suất phát hiện BDCPP là 51%, với nồng độ dao động từ 0,028 ng/mL đến 49,585 ng/mL chưa hiệu chỉnh. Sau hiệu chỉnh theo trọng lượng riêng và creatinin, giá trị trung bình lần lượt là 20,002 ng/mL và 117,012 ng/g, cao hơn nhiều so với các báo cáo ở Trung Quốc và Mỹ (gấp 41 đến 2237 lần).

  4. Phân bố theo độ tuổi và giới tính: Nhóm tuổi 25-59 có nồng độ BDCPP cao nhất, trong khi nhóm >60 tuổi thấp hơn. Nồng độ BDCPP không có sự khác biệt đáng kể giữa nam và nữ. Biểu đồ phân bố nồng độ BDCPP theo nhóm tuổi thể hiện xu hướng tăng ở nhóm lao động chính.

Thảo luận kết quả

Hiệu suất chiết tách cao của cột StrataX-AW và dung môi acetonitrile chứa pyrrolidin phù hợp với đặc tính anion của BDCPP trong môi trường pH nước tiểu (6-7), giúp loại bỏ tương tác ion mạnh và thu hồi chất phân tích hiệu quả. Giới hạn phát hiện thấp cho phép phát hiện BDCPP ở mức vết, phù hợp với mục tiêu giám sát phơi nhiễm.

Nồng độ BDCPP cao trong mẫu nước tiểu người dân Hà Nội phản ánh mức độ phơi nhiễm TDCPP đáng kể, có thể do sự phổ biến của các sản phẩm chứa TDCPP trong môi trường sống và thiếu các biện pháp kiểm soát nghiêm ngặt. So sánh với các nghiên cứu quốc tế cho thấy sự khác biệt khu vực rõ rệt, có thể liên quan đến chính sách quản lý hóa chất và thói quen tiêu dùng.

Phân bố nồng độ BDCPP theo độ tuổi cho thấy nhóm lao động có nguy cơ phơi nhiễm cao nhất, có thể do tiếp xúc nhiều với môi trường làm việc và sinh hoạt chứa TDCPP. Kết quả này phù hợp với các nghiên cứu trước đây về phơi nhiễm OPFRs.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ cột phân bố nồng độ BDCPP theo nhóm tuổi và giới tính, bảng tóm tắt hiệu suất chiết tách và thẩm định phương pháp, giúp minh họa rõ ràng các kết quả chính.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Tăng cường giám sát và kiểm soát TDCPP trong môi trường: Cơ quan quản lý cần thiết lập các tiêu chuẩn giới hạn cho TDCPP trong sản phẩm tiêu dùng và môi trường sống, nhằm giảm thiểu phơi nhiễm cho người dân. Thời gian thực hiện: 1-2 năm; Chủ thể: Bộ Tài nguyên và Môi trường, Bộ Y tế.

  2. Phát triển hệ thống giám sát sinh học định kỳ: Xây dựng chương trình giám sát định kỳ nồng độ BDCPP trong mẫu nước tiểu của cộng đồng để theo dõi xu hướng phơi nhiễm và đánh giá hiệu quả các biện pháp kiểm soát. Thời gian: hàng năm; Chủ thể: Viện Hóa học, Viện Y tế công cộng.

  3. Tuyên truyền nâng cao nhận thức cộng đồng: Tổ chức các chiến dịch truyền thông về nguy cơ sức khỏe từ TDCPP và cách giảm thiểu tiếp xúc, đặc biệt tại các khu vực đô thị và công nghiệp. Thời gian: 6-12 tháng; Chủ thể: Sở Y tế, các tổ chức phi chính phủ.

  4. Khuyến khích nghiên cứu sâu về độc tính và thay thế an toàn: Hỗ trợ các nghiên cứu đánh giá độc tính lâu dài của TDCPP và phát triển các chất chống cháy thay thế ít độc hại hơn. Thời gian: 3-5 năm; Chủ thể: Viện Khoa học và Công nghệ, các trường đại học.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Nhà quản lý môi trường và y tế công cộng: Sử dụng dữ liệu để xây dựng chính sách kiểm soát hóa chất, giám sát phơi nhiễm và bảo vệ sức khỏe cộng đồng.

  2. Nhà nghiên cứu và học viên ngành hóa phân tích, độc học: Áp dụng phương pháp phân tích LC-MS/MS và quy trình chiết tách mẫu để nghiên cứu các chất ô nhiễm khác trong mẫu sinh học.

  3. Cơ quan kiểm định và phòng thí nghiệm phân tích môi trường: Tham khảo quy trình chuẩn bị mẫu và thẩm định phương pháp để nâng cao chất lượng phân tích và đảm bảo kết quả chính xác.

  4. Cộng đồng và tổ chức phi chính phủ quan tâm đến sức khỏe môi trường: Hiểu rõ mức độ phơi nhiễm và tác động của các chất chống cháy photphat, từ đó thúc đẩy các hoạt động bảo vệ môi trường và sức khỏe.

Câu hỏi thường gặp

  1. BDCPP là gì và tại sao nó quan trọng trong nghiên cứu này?
    BDCPP là chất chuyển hóa chính của TDCPP trong cơ thể người, được bài tiết qua nước tiểu. Việc đo nồng độ BDCPP giúp đánh giá mức độ phơi nhiễm TDCPP, một chất chống cháy có nguy cơ gây hại sức khỏe.

  2. Phương pháp LC-MS/MS có ưu điểm gì trong phân tích BDCPP?
    LC-MS/MS cho độ nhạy cao, khả năng phân biệt đồng phân và giảm nhiễu nền, giúp định lượng chính xác BDCPP ở nồng độ rất thấp trong mẫu nước tiểu phức tạp.

  3. Tại sao cần điều chỉnh nồng độ BDCPP theo trọng lượng riêng và creatinin?
    Điều chỉnh giúp loại bỏ sai số do sự pha loãng khác nhau của nước tiểu và chức năng thận, đảm bảo kết quả phản ánh chính xác mức phơi nhiễm thực tế.

  4. Mức độ phơi nhiễm TDCPP tại Hà Nội so với các quốc gia khác như thế nào?
    Nồng độ BDCPP tại Hà Nội cao hơn nhiều lần so với các báo cáo ở Trung Quốc và Mỹ, cho thấy mức phơi nhiễm TDCPP ở Việt Nam đang ở mức đáng báo động.

  5. Nguy cơ sức khỏe liên quan đến phơi nhiễm TDCPP là gì?
    TDCPP có thể gây độc tính thần kinh, sinh sản, gan, rối loạn nội tiết và được xếp vào nhóm chất có khả năng gây ung thư. Phơi nhiễm lâu dài có thể ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe con người.

Kết luận

  • Đã xây dựng thành công quy trình chiết tách và phân tích BDCPP trong nước tiểu bằng phương pháp LC-MS/MS với độ nhạy cao và độ chính xác tốt.
  • Tần suất phát hiện BDCPP trong mẫu nước tiểu người dân Hà Nội là 51%, với nồng độ trung bình sau hiệu chỉnh là 20,002 ng/mL (theo trọng lượng riêng) và 117,012 ng/g (theo creatinin).
  • Mức độ phơi nhiễm TDCPP tại Hà Nội cao hơn nhiều so với các quốc gia khác, đặc biệt ở nhóm tuổi lao động.
  • Kết quả nghiên cứu cung cấp dữ liệu quan trọng cho việc đánh giá nguy cơ sức khỏe và xây dựng chính sách quản lý hóa chất tại Việt Nam.
  • Đề xuất triển khai giám sát định kỳ, tăng cường kiểm soát và nâng cao nhận thức cộng đồng về nguy cơ từ TDCPP.

Next steps: Mở rộng nghiên cứu với mẫu lớn hơn, đa dạng vùng miền; nghiên cứu độc tính dài hạn; phát triển các biện pháp thay thế an toàn cho TDCPP.

Call-to-action: Các nhà quản lý, nhà khoa học và cộng đồng cần phối hợp hành động để giảm thiểu phơi nhiễm TDCPP, bảo vệ sức khỏe người dân và môi trường.