I. Tổng quan về hydrocacbon đa vòng thơm PAHs
Hydrocacbon đa vòng thơm (PAHs) là các hợp chất hữu cơ cấu tạo từ hai hoặc nhiều vòng benzen, không chứa dị tố hoặc nhóm thế. Chúng được chia thành hai nhóm: nhóm có hai hoặc ba vòng (như phenanthrene, anthracene) và nhóm có bốn hoặc nhiều vòng (như chrysenes, benzo[k]fluoranthene). PAHs là chất gây ô nhiễm phổ biến, sinh ra từ quá trình đốt cháy nhiên liệu hóa thạch, gỗ, và thuốc lá. Chúng có khả năng tích lũy sinh học, xâm nhập vào cơ thể qua đường hô hấp và tiêu hóa, gây nguy cơ ung thư và các bệnh lý khác. PAHs được phát hiện rộng rãi trong đất, nước, không khí, và thực phẩm, nhưng nghiên cứu về chúng trong bụi không khí trong nhà còn hạn chế.
1.1. Tính chất hóa lý của PAHs
PAHs là chất rắn không màu hoặc vàng nhạt, có mùi thơm đặc trưng. Chúng có áp suất hơi thấp, nhiệt độ sôi và nóng chảy cao, ít tan trong nước nhưng tan tốt trong dung môi hữu cơ. PAHs hấp thụ mạnh trong vùng tử ngoại và có tính phát huỳnh quang. Các tính chất vật lý của PAHs phụ thuộc vào số lượng và cấu trúc vòng benzen. Ví dụ, anthracene có nhiệt độ sôi 342°C, trong khi benzo(a)pyrene có nhiệt độ sôi lên đến 496°C.
1.2. Thành phần hóa học của PAHs
PAHs là hợp chất hữu cơ bền, cấu tạo từ các vòng benzen liên kết với nhau. Chúng có tính chất của hydrocacbon thơm, tham gia phản ứng thế, cộng, và oxy hóa. PAHs bị phân hủy quang học trong không khí, tạo thành các sản phẩm oxi hóa như quinon và endopeoxit. Một số PAHs được sử dụng trong công nghiệp sản xuất thuốc nhuộm, polyme, và dược phẩm. Tuy nhiên, các dẫn xuất của PAHs, như nitro-PAHs, có thể gây đột biến gen và nguy hiểm cho sức khỏe.
II. Mức nồng độ PAHs trong bụi không khí trong nhà
PAHs trong bụi không khí trong nhà có nguồn gốc từ các hoạt động như nấu ăn, hút thuốc, và sưởi ấm. Nồng độ PAHs thay đổi tùy thuộc vào điều kiện thông gió, tuổi nhà, và vị trí địa lý. Các nghiên cứu trên thế giới cho thấy, PAHs có khối lượng phân tử thấp (hai hoặc ba vòng) thường có nồng độ cao hơn trong nhà so với ngoài trời, trong khi PAHs có khối lượng phân tử cao (bốn vòng trở lên) thường cao hơn ngoài trời. Tại Hà Nội, nồng độ PAHs trong bụi trong nhà được đánh giá là đáng kể, đặc biệt ở các khu vực gần đường giao thông và khu công nghiệp.
2.1. Nghiên cứu trên thế giới
Tại Ả Rập Xê Út, nồng độ PAHs trong bụi trong nhà tăng gấp đôi trong thời gian dịch COVID-19, với phenanthrene chiếm tỷ lệ cao nhất (1590 ng/g). Tại Trung Quốc, nồng độ PAHs dao động từ 2,18 đến 14,20 µg/g, cao hơn 10% so với bụi ngoài trời. Ở Kuwait, tổng nồng độ PAHs trung bình là 1112 µg/kg, với PAHs có trọng lượng nặng chiếm 61%.
2.2. Nghiên cứu tại Việt Nam
Tại Việt Nam, nghiên cứu về PAHs trong bụi không khí còn hạn chế. Một số nghiên cứu tập trung vào PAHs trong đất, nước, và thực phẩm. Tuy nhiên, việc đánh giá PAHs trong bụi không khí trong nhà tại Hà Nội cho thấy nồng độ đáng kể, đặc biệt ở các khu vực đô thị và gần khu công nghiệp. Điều này đặt ra yêu cầu cấp thiết về việc giám sát và kiểm soát ô nhiễm PAHs.
III. Tác động của PAHs đến sức khỏe con người
PAHs trong bụi không khí trong nhà có thể gây ra nhiều vấn đề sức khỏe nghiêm trọng. Chúng xâm nhập vào cơ thể qua đường hô hấp, tiêu hóa, và tiếp xúc da, gây kích ứng mắt, đường hô hấp, và tăng nguy cơ ung thư. PAHs có khả năng tích lũy sinh học, đặc biệt nguy hiểm đối với trẻ em và người già. Các nghiên cứu chỉ ra rằng, phơi nhiễm lâu dài với PAHs có thể dẫn đến suy giảm khả năng sinh sản và tổn thương thai nhi.
3.1. Nguy cơ ung thư
Một số PAHs, như benzo(a)pyrene, được xếp vào nhóm chất gây ung thư nhóm 1 theo IARC. Chúng có thể gây đột biến gen và phát triển các bệnh ung thư phổi, da, và bàng quang. Nồng độ PAHs trong bụi không khí trong nhà tại Hà Nội được đánh giá là có nguy cơ cao đối với sức khỏe, đặc biệt ở các khu vực đô thị.
3.2. Tác động đến trẻ em
Trẻ em là đối tượng dễ bị ảnh hưởng bởi PAHs do hệ miễn dịch chưa hoàn thiện và thói quen tiếp xúc với bụi. Phơi nhiễm PAHs có thể gây ra các vấn đề về hô hấp, suy giảm nhận thức, và tăng nguy cơ ung thư. Các nghiên cứu tại Hà Nội cho thấy, nồng độ PAHs trong bụi trong nhà có thể tương đương với việc tiêu thụ thực phẩm bị ô nhiễm.
IV. Phương pháp phân tích PAHs trong bụi không khí
Phương pháp phân tích PAHs trong bụi không khí trong nhà bao gồm các bước thu thập mẫu, chiết tách, và định lượng bằng GC/MS. Quy trình này đảm bảo độ chính xác và độ nhạy cao, giúp xác định nồng độ PAHs một cách hiệu quả. Các nghiên cứu tại Hà Nội sử dụng phương pháp này để đánh giá mức độ ô nhiễm PAHs và nguồn gốc phát thải.
4.1. Chiết tách và phân tích
Quá trình chiết tách PAHs từ mẫu bụi sử dụng dung môi hữu cơ như dichloromethane. Sau đó, mẫu được phân tích bằng GC/MS để định lượng các hợp chất PAHs. Phương pháp này cho phép xác định nồng độ PAHs với độ chính xác cao và giới hạn phát hiện thấp.
4.2. Đánh giá rủi ro sức khỏe
Kết quả phân tích PAHs được sử dụng để đánh giá nguy cơ rủi ro sức khỏe thông qua các chỉ số như liều lượng tiêu thụ hàng ngày (EDI) và chỉ số nguy cơ ung thư (ILCR). Các nghiên cứu tại Hà Nội cho thấy, nồng độ PAHs trong bụi trong nhà có thể gây ra nguy cơ ung thư đáng kể, đặc biệt ở trẻ em.
