Nghiên Cứu Phân Tích, Đánh Giá Sự Phân Bố Của Nhóm Chất Bisphenol Trong Mẫu Nước Và Trầm Tích Tại Hà Nội

• Tác giả: Đào Duy Anh
• Người hướng dẫn: PGS. Trần Mạnh Trí
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Hóa phân tích
• Đề tài: Nghiên Cứu Phân Tích Sự Phân Bố Bisphenol Trong Mẫu Nước Và Trầm Tích Tại Hà Nội
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Tổng quan chung về đối tượng nghiên cứu
• 1.2. Giới thiệu chung về bisphenol A (BPA) và bisphenol F (BPF)
• 1.3. Con đường phơi nhiễm và mức độ phơi nhiễm bisphenol
• 1.4. Sự ô nhiễm bisphenol trong môi trường
• 1.4.1. Ô nhiễm bisphenol trong không khí
• 1.4.2. Ô nhiễm bisphenol trong môi trường nước
• 1.4.3. Ô nhiễm bisphenol trong trầm tích
• 1.5. Thực trạng khu vực nghiên cứu
• 1.6. Tổng quan phương pháp phân tích bisphenol trong mẫu môi trường
• 1.6.1. Phương pháp lấy mẫu, xử lý mẫu sơ bộ và bảo quản mẫu
• 1.6.2. Phương pháp xử lý mẫu
• 1.6.3. Phương pháp phân tích bisphenol
• 1.6.3.1. Phương pháp von-ampe
• 1.6.3.2. Phương pháp ngoại chuẩn có sử dụng chất đồng hành
• 1.6.3.3. Xác nhận giá trị sử dụng của phương pháp
• 1.6.3.4. Giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng
• 1.6.3.5. Khoảng tuyến tính
• 2. CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM
• 2.1. Đối tượng nghiên cứu
• 2.2. Mục tiêu nghiên cứu
• 2.3. Nội dung nghiên cứu
• 2.4. Thiết bị - Hóa chất
• 2.5. Các khảo sát thực nghiệm
• 2.6. Tính toán hàm lượng bisphenol trong mẫu
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Tối ưu hóa điều kiện phân tích
• 3.1.1. Khảo sát các điều kiện trên thiết bị sắc ký
• 3.1.2. Tối ưu hóa quy trình xử lý mẫu
• 3.1.3. Khảo sát cột chiết pha rắn
• 3.1.4. Khảo sát thể tích dung môi rửa giải
• 3.1.5. Khảo sát loại dung môi chiết
• 3.1.6. Khảo sát tỉ lệ dung môi MeOH:ACN
• 3.2. Đánh giá phương pháp phân tích
• 3.2.1. Quy trình phân tích mẫu nước và trầm tích
• 3.2.2. Giới hạn phát hiện của phương pháp (MDL) và giới hạn định lượng (MQL)
• 3.2.3. Độ thu hồi và độ lặp lại, tái lặp
• 3.3. Phân tích bisphenol trong mẫu nước và trầm tích thu tại Hà Nội
• 3.3.1. Mẫu nước thu tại sông Tô Lịch
• 3.3.2. Mẫu trầm tích thu tại sông Tô Lịch
• 3.4. So sánh hàm lượng bisphenol với các địa điểm khác
• Tài liệu tham khảo

I. Tổng Quan Về Nghiên Cứu Phân Bố Bisphenol Hà Nội

Nghiên cứu về sự phân bố Bisphenol tại Hà Nội là một chủ đề cấp thiết trong bối cảnh ô nhiễm môi trường ngày càng gia tăng. Các hợp chất Bisphenol, đặc biệt là Bisphenol A (BPA) và Bisphenol S (BPS), được sử dụng rộng rãi trong sản xuất nhựa, hộp đựng thực phẩm, và nhiều sản phẩm tiêu dùng khác. Sự phát tán của chúng vào môi trường, đặc biệt là nước mặt Hà Nội và trầm tích sông hồ Hà Nội, gây ra những lo ngại nghiêm trọng về sức khỏe con người và hệ sinh thái. Hiện tại, thông tin về sự phân bố và nồng độ của các hóa chất này trong môi trường Việt Nam còn hạn chế, do thiếu các phương pháp tiêu chuẩn và cơ sở vật chất của các phòng thí nghiệm. Nghiên cứu này nhằm cung cấp thêm phương pháp phân tích chính xác và những hiểu biết về mức độ ô nhiễm Bisphenol trong môi trường tại Hà Nội.

1.1. Giới Thiệu Chung Về Nhóm Chất Bisphenol và Ứng Dụng

Bisphenol là một nhóm các hợp chất hóa học có công thức chung chứa hai khung phenol. Các hợp chất này có cấu trúc và tính chất hóa lý khác nhau, được sử dụng trong nhiều ứng dụng tiêu dùng và công nghiệp. Đặc biệt, Bisphenol A (BPA) được sử dụng phổ biến nhất, bên cạnh các sản phẩm khác như Bisphenol F (BPF). Chúng được sử dụng làm chất làm cứng và nhựa (polycarbonate và epoxy resin), chất phụ gia, chất làm kín. Ngày nay Bisphenol được sử dụng khá rộng rãi, gây ra nhiều vấn đề lo ngại về sức khỏe con người và môi trường do khả năng tích tụ của chúng làm tăng nguy cơ mắc bệnh ung thư, tác động đến hệ thống hormone và ảnh hưởng đến sự phát triển của thai nhi. Do đó nhiều quốc gia và tổ chức quốc tế đã hạn chế sử dụng hoặc cấm BPA trong một số ứng dụng nhất định và tìm kiếm các hợp chất khác thay thế an toàn hơn. Bisphenol và các dẫn xuất của chúng có nhiều ứng dụng công nghiệp và tiêu dùng, việc phân tích và đánh giá chúng trong các đối tượng mẫu khác nhau, đặc biệt là môi trường, là một điều hết sức cấp bách hiện nay.

1.2. Tầm Quan Trọng Của Nghiên Cứu Về Ô Nhiễm Bisphenol

Các nghiên cứu về sự phát hiện Bisphenol trong môi trường và các chuyển hóa của chúng trong các mẫu sinh phẩm người cho thấy rằng tiếp xúc với Bisphenol là rất nguy hiểm. Hấp thụ chất ô nhiễm qua da, đường tiêu hóa hoặc hô hấp là ba con đường phơi nhiễm có thể xảy ra. Ngoài ra, BPA và BPF có thể hấp thụ qua đường ăn uống và phân phối đến toàn bộ cơ thể người, bao gồm cả đường sinh sản, các thai nhi có thể bị lây nhiễm qua nhau thai. Nghiên cứu này rất quan trọng để hiểu rõ hơn về các con đường phơi nhiễm và mức độ phơi nhiễm, từ đó đưa ra các biện pháp phòng ngừa và giảm thiểu rủi ro ô nhiễm Bisphenol.

II. Thực Trạng Ô Nhiễm Bisphenol Tại Nước Mặt Hà Nội

Thực trạng ô nhiễm Bisphenol tại nước mặt Hà Nội đang là một vấn đề đáng báo động. Do các chất này không có trong tự nhiên mà được sản xuất và tiêu dùng nên sự có mặt của chúng trong môi trường là do tác động của con người. Chúng bay hơi vào khí quyển từ các quá trình rửa trôi, bùn thải, nhà máy, cơ sở sản xuất, nước thải công nghiệp, phân vùng pha khí và nước hoặc lắng đọng vào bùn thải. Sự hiện diện của Bisphenol trong nước mặt Hà Nội và trầm tích sông hồ Hà Nội là kết quả của quá trình thải trực tiếp hoặc gián tiếp từ các hoạt động công nghiệp, sinh hoạt và nông nghiệp. Điều này đòi hỏi các nghiên cứu chi tiết để xác định nguồn gốc, mức độ lan truyền và tác động của ô nhiễm Bisphenol đối với an toàn nguồn nước và sức khỏe cộng đồng.

2.1. Bisphenol Trong Không Khí Nguồn Gốc và Mức Độ

Trong không khí tồn tại cả pha hơi và pha hạt, bao gồm các hạt bụi mịn, siêu mịn có kích thước ≤2.5 µm, Bisphenol tồn tại chủ yếu do không có liên kết cộng hóa trị với các vật liệu, sản phẩm nên dễ dàng gắn vào các hạt vật chất. Chúng có mặt trong mẫu bụi lắng trong nhà và ngoài trời và là tạp chất ô nhiễm đang thu hút sự chú ý của các nhà nghiên cứu. Chúng chủ yếu xuất hiện trong các mẫu bụi trong nhà do các vật liệu thôi ra theo thời gian, bao gồm các sản phẩm gia dụng bằng nhựa. Chúng xuất hiện trong bụi lắng ngoài trời từ hoạt động công nghiệp, rác thải và quá trình chuyển hóa phế liệu. Nhìn chung, chúng lớn hơn trong bụi trong nhà gấp nhiều lần so với bụi ngoài trời. Điều này gây ô nhiễm không khí nghiêm trọng, gây ra các vấn đề sức khỏe, biến đổi khí hậu.

2.2. Ảnh Hưởng Của Bisphenol Đến Môi Trường Nước và Trầm Tích

Bisphenol A khi thải ra môi trường (nước mặn, ngọt) không chỉ từ các sản phẩm chứa BPA mà còn qua đường nước thải từ các nhà máy, bãi chôn lấp chất thải. Với mức tiêu thụ BPA ngày càng tăng thì tình trạng ô nhiễm BPA ngày càng trở nên phổ biến không chỉ ở vùng nước mặt, nước thải công nghiệp mà còn có nguy cơ ô nhiễm đến nguồn nước ngầm. Bisphenol có độ tan trung bình trong nước nên thực tế, có rất nhiều nghiên cứu công bố về sự ô nhiễm Bisphenol trong môi trường nước, đặc biệt là nước thải và nước mặt, trong đó nước thải bao gồm nước thải sinh hoạt và nước thải công nghiệp.

2.3. Nghiên cứu Bisphenol trong các mẫu nước và trầm tích

Bảng 1.3 và 1.4 trong tài liệu gốc trình bày các nghiên cứu về Bisphenol trong mẫu nước và mẫu rắn (trầm tích). Các nghiên cứu này cung cấp thông tin về phạm vi, phương pháp và kết quả của các nỗ lực trước đây để đánh giá sự hiện diện và phân bố của Bisphenol trong các môi trường khác nhau. Thông tin này rất quan trọng trong việc so sánh và đối chiếu các phát hiện của nghiên cứu hiện tại.

III. Phân Tích Định Lượng Bisphenol Phương Pháp HPLC Hiện Đại

Phân tích định lượng Bisphenol đòi hỏi các phương pháp hiện đại và chính xác. Phương pháp sắc ký lỏng (HPLC), đặc biệt là LC-MS/MS, đang được sử dụng rộng rãi để xác định nồng độ Bisphenol trong mẫu nước và trầm tích. Quy trình xử lý mẫu bao gồm chiết tách, làm sạch và cô đặc để loại bỏ các chất gây nhiễu và tăng độ nhạy của phương pháp. Việc đánh giá chất lượng nước và đánh giá rủi ro Bisphenol cũng được thực hiện để đảm bảo tính tin cậy và chính xác của kết quả phân tích.

3.1. Quy Trình Xử Lý Mẫu Nước và Trầm Tích Chi Tiết

Quy trình xử lý mẫu đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo kết quả phân tích chính xác. Mẫu nước thường được xử lý bằng phương pháp chiết lỏng-lỏng hoặc chiết pha rắn (SPE) để loại bỏ các chất gây nhiễu. Mẫu trầm tích cần được làm khô, nghiền mịn và chiết tách bằng dung môi hữu cơ để thu hồi Bisphenol. Các bước xử lý này cần được tối ưu hóa để đảm bảo hiệu suất thu hồi cao và độ lặp lại tốt.

3.2. Phương Pháp Sắc Ký Lỏng HPLC Trong Phân Tích Bisphenol

Phương pháp sắc ký lỏng (HPLC), đặc biệt là LC-MS/MS, là một công cụ mạnh mẽ để phân tích định lượng Bisphenol. HPLC cho phép tách các hợp chất Bisphenol khác nhau dựa trên ái lực của chúng với pha tĩnh và pha động. MS/MS giúp xác định và định lượng các hợp chất này một cách chính xác dựa trên khối lượng và đặc điểm phân mảnh của chúng. Việc sử dụng các chất chuẩn nội (internal standards) giúp tăng độ chính xác của phương pháp.

3.3. Xác Nhận Giá Trị Sử Dụng của Phương Pháp

Chất lượng các phép đo đóng vai trò quan trọng để đảm bảo tính tin cậy của kết quả phân tích. Điều này bao gồm xác định các thông số như giới hạn phát hiện (MDL), giới hạn định lượng (MQL), độ thu hồi và độ lặp lại. Các quy trình như đo lường hiệu chuẩn, QC và chạy bản trống là một phần của việc xây dựng các phương pháp QC như giới hạn phát hiện và định lượng. Cần phải có độ chính xác để thu thập kết quả mẫu đáng tin cậy. Vì có rất ít phân tích về Bisphenol trong ma trận môi trường phức tạp, việc kiểm soát chất lượng phép đo rất quan trọng để cung cấp dữ liệu phân tích đáng tin cậy và có thể so sánh được.

IV. Kết Quả Nghiên Cứu Phân Bố Bisphenol Ở Sông Tô Lịch

Nghiên cứu tập trung vào việc phân tích mẫu nước và trầm tích thu tại sông Tô Lịch, một trong những con sông chính của Hà Nội. Kết quả cho thấy sự hiện diện của Bisphenol A (BPA) và Bisphenol F (BPF) với nồng độ khác nhau tùy thuộc vào vị trí và thời điểm thu mẫu. Sự phân bố Bisphenol trong trầm tích thường cao hơn so với nước, cho thấy khả năng tích lũy của các hợp chất này trong môi trường. Các kết quả này cung cấp thông tin quan trọng để đánh giá mức độ ô nhiễm Bisphenol và ảnh hưởng Bisphenol đến môi trường.

4.1. Hàm Lượng Bisphenol Trong Mẫu Nước Sông Tô Lịch

Kết quả phân tích mẫu nước ở sông Tô Lịch cho thấy sự hiện diện của BPA và BPF. Hàm lượng Bisphenol có sự biến động theo vị trí và thời gian thu mẫu. Các yếu tố như lưu lượng dòng chảy, lượng mưa và hoạt động xả thải có thể ảnh hưởng đến nồng độ Bisphenol trong nước. Cần so sánh các kết quả này với các tiêu chuẩn và quy chuẩn môi trường để đánh giá mức độ ô nhiễm.

4.2. Phân Bố Bisphenol Trong Mẫu Trầm Tích Sông Tô Lịch

Phân tích mẫu trầm tích ở sông Tô Lịch cho thấy hàm lượng Bisphenol thường cao hơn so với mẫu nước. Điều này cho thấy Bisphenol có xu hướng tích lũy trong trầm tích, đặc biệt là ở những khu vực có dòng chảy chậm và sự lắng đọng cao. Hàm lượng Bisphenol trong trầm tích có thể phản ánh lịch sử ô nhiễm của khu vực và có thể gây ra những tác động lâu dài đến hệ sinh thái.

4.3. So Sánh Hàm Lượng Bisphenol Với Các Nghiên Cứu Khác

Việc so sánh hàm lượng Bisphenol trong mẫu nước và trầm tích ở sông Tô Lịch với các nghiên cứu khác giúp đánh giá mức độ ô nhiễm so với các khu vực khác trên thế giới. Các so sánh này có thể giúp xác định các yếu tố ảnh hưởng đến sự phân bố Bisphenol và đưa ra các biện pháp quản lý và giảm thiểu ô nhiễm hiệu quả.

V. Giải Pháp Giảm Thiểu Ô Nhiễm Bisphenol Tại Hà Nội Ngay

Để giảm thiểu ô nhiễm Bisphenol tại Hà Nội, cần thực hiện các giải pháp đồng bộ và hiệu quả. Tăng cường giám sát Bisphenol trong môi trường, đặc biệt là nước mặt Hà Nội và trầm tích sông hồ Hà Nội, là bước quan trọng để theo dõi và đánh giá tình hình ô nhiễm. Cần có các biện pháp kiểm soát nguồn thải, đặc biệt là từ các khu công nghiệp và khu dân cư. Ngoài ra, cần nâng cao nhận thức cộng đồng về độc tính Bisphenol và khuyến khích sử dụng các sản phẩm an toàn hơn.

5.1. Kiểm Soát Nguồn Thải Bisphenol Từ Khu Công Nghiệp

Các khu công nghiệp thường là nguồn thải chính của Bisphenol vào môi trường. Cần có các quy định nghiêm ngặt về xử lý nước thải và chất thải rắn từ các khu công nghiệp để ngăn chặn sự phát tán Bisphenol. Các biện pháp như sử dụng công nghệ xử lý tiên tiến và kiểm tra định kỳ cần được thực hiện để đảm bảo tuân thủ các quy định.

5.2. Nâng Cao Nhận Thức Về Tác Hại Bisphenol Đến Sức Khỏe

Nâng cao nhận thức cộng đồng về tác hại của Bisphenol đối với sức khỏe là một yếu tố quan trọng để giảm thiểu sự phơi nhiễm. Cần có các chương trình giáo dục và truyền thông để cung cấp thông tin về các nguồn Bisphenol, các con đường phơi nhiễm và các biện pháp phòng ngừa. Khuyến khích sử dụng các sản phẩm không chứa Bisphenol và giảm thiểu sử dụng các sản phẩm nhựa là những biện pháp hiệu quả.

5.3. Cải Thiện Hệ Thống Xử Lý Nước Thải Sinh Hoạt Đô Thị

Nước thải sinh hoạt đô thị cũng là một nguồn thải đáng kể của Bisphenol vào môi trường. Cần cải thiện hệ thống xử lý nước thải để loại bỏ Bisphenol và các chất ô nhiễm khác trước khi thải ra môi trường. Đầu tư vào công nghệ xử lý tiên tiến và nâng cấp cơ sở hạ tầng là những bước cần thiết để cải thiện chất lượng nước thải.

VI. Hướng Nghiên Cứu Tương Lai Về Bisphenol Tại Việt Nam

Nghiên cứu về Bisphenol tại Việt Nam cần tiếp tục được đẩy mạnh trong tương lai. Cần mở rộng phạm vi nghiên cứu để bao gồm nhiều khu vực địa lý và nhiều loại mẫu khác nhau (đất, thực phẩm, sinh phẩm người). Nghiên cứu về tác động của Bisphenol đến sức khỏe con người và hệ sinh thái cũng cần được ưu tiên. Ngoài ra, cần phát triển các phương pháp phân tích Bisphenol đơn giản, chi phí thấp để có thể triển khai rộng rãi.

6.1. Mở Rộng Phạm Vi Nghiên Cứu Địa Lý và Loại Mẫu

Nghiên cứu cần mở rộng phạm vi địa lý để bao gồm nhiều khu vực khác nhau ở Việt Nam, đặc biệt là các khu vực có hoạt động công nghiệp và nông nghiệp phát triển. Ngoài mẫu nước và trầm tích, cần nghiên cứu các loại mẫu khác như đất, thực phẩm và sinh phẩm người để có cái nhìn toàn diện về sự phân bố Bisphenol.

6.2. Đánh Giá Tác Động Sức Khỏe Của Bisphenol Tại Việt Nam

Cần thực hiện các nghiên cứu dịch tễ học để đánh giá tác động của Bisphenol đến sức khỏe con người tại Việt Nam. Các nghiên cứu này cần tập trung vào các đối tượng dễ bị tổn thương như trẻ em, phụ nữ mang thai và người cao tuổi. Các tác động như rối loạn nội tiết, ung thư và các vấn đề về sinh sản cần được xem xét.

6.3. Phát Triển Phương Pháp Phân Tích Bisphenol Chi Phí Thấp

Để triển khai rộng rãi việc giám sát Bisphenol, cần phát triển các phương pháp phân tích đơn giản, chi phí thấp. Các phương pháp này cần có độ nhạy và độ chính xác đủ để phát hiện và định lượng Bisphenol trong các mẫu môi trường và thực phẩm. Việc phát triển các phương pháp này sẽ giúp các phòng thí nghiệm địa phương có thể thực hiện việc giám sát Bisphenol một cách hiệu quả.

Tổng quan nghiên cứu

Bisphenol A (BPA) và Bisphenol F (BPF) là hai hợp chất thuộc nhóm bisphenol, được sử dụng rộng rãi trong sản xuất nhựa, epoxy, và nhiều sản phẩm tiêu dùng khác. Theo ước tính, nồng độ bisphenol trong môi trường có thể đạt đến mức vài µg/L trong nước và vài µg/g trong trầm tích, gây ra mối nguy hại lớn đối với sức khỏe con người và hệ sinh thái. Tại Hà Nội, đặc biệt là khu vực sông Tô Lịch, nguồn nước và trầm tích đang chịu ảnh hưởng nghiêm trọng từ các hoạt động đô thị và công nghiệp, dẫn đến ô nhiễm bisphenol ngày càng gia tăng. Mục tiêu nghiên cứu của luận văn là phân tích, đánh giá sự phân bố của nhóm chất bisphenol và dẫn xuất trong mẫu nước và trầm tích thu thập tại Hà Nội trong khoảng thời gian từ tháng 8 đến tháng 11 năm 2024. Nghiên cứu nhằm cung cấp dữ liệu khoa học chính xác về mức độ ô nhiễm bisphenol, đồng thời phát triển quy trình xử lý mẫu và phân tích tối ưu bằng kỹ thuật LC-MS/MS, góp phần nâng cao hiệu quả giám sát và quản lý môi trường nước đô thị. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc đánh giá nguy cơ phơi nhiễm bisphenol đối với cộng đồng dân cư và đề xuất các giải pháp giảm thiểu ô nhiễm tại các đô thị lớn.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình nghiên cứu về hóa học phân tích và môi trường, tập trung vào:

• Hóa chất gây rối loạn nội tiết (Endocrine Disrupting Chemicals - EDCs): Bisphenol A và F được phân loại là EDCs do khả năng ảnh hưởng đến hệ thống hormone, gây ra các rối loạn sinh học và sức khỏe.
• Mô hình phân bố và dẫn xuất trong môi trường: Nghiên cứu sự phân bố bisphenol trong các pha môi trường khác nhau (nước, trầm tích) và quá trình chuyển hóa, tích tụ.
• Khái niệm về giới hạn phát hiện (LOD), giới hạn định lượng (LOQ), độ thu hồi (Recovery) và độ lặp lại (Repeatability): Các khái niệm này là cơ sở để đánh giá độ tin cậy và hiệu quả của phương pháp phân tích hóa học.
• Phương pháp sắc ký lỏng ghép nối khối phổ (LC-MS/MS): Là kỹ thuật phân tích hiện đại, có độ nhạy cao, phù hợp để phát hiện bisphenol ở nồng độ vết trong mẫu môi trường phức tạp.

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu: Mẫu nước thải sinh hoạt và trầm tích bề mặt được thu thập tại 11 vị trí trên sông Tô Lịch, Hà Nội, trong khoảng thời gian từ tháng 8 đến tháng 11 năm 2024.
• Phương pháp lấy mẫu và xử lý sơ bộ: Mẫu nước được lấy bằng bình thủy tinh, lọc qua giấy lọc 11 µm, bảo quản ở 0–4°C trong tối đa 5 ngày. Mẫu trầm tích được thu bằng gàu Van-Veen, đông khô, nghiền mịn và bảo quản lạnh.
• Phương pháp xử lý mẫu: Mẫu nước được xử lý bằng chiết pha rắn (SPE) với cột Oasis HLB, dung môi rửa giải methanol 5 mL. Mẫu trầm tích được chiết siêu âm với dung môi hỗn hợp MeOH:ACN (1:1), sau đó làm sạch bằng SPE.
• Phương pháp phân tích: Sử dụng thiết bị LC-MS/MS Shimadzu 8040 với cột Agilent XDB-C18, tốc độ dòng 0,3 mL/phút, thể tích bơm 2 µL, ion hóa ở chế độ âm. Đường chuẩn được xây dựng với 7 điểm nồng độ từ 1 đến 500 ng/mL.
• Timeline nghiên cứu: Thu thập mẫu trong 4 tháng, xử lý và phân tích mẫu trong phòng thí nghiệm, đánh giá kết quả và hoàn thiện luận văn trong năm 2024.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Tối ưu hóa điều kiện phân tích LC-MS/MS:

   • Tốc độ dòng 0,3 mL/phút cho tín hiệu peak rõ ràng, thời gian phân tích khoảng 10 phút/mẫu.
   • Hệ dung môi pha động H2O và MeOH tinh khiết cho kết quả phân tách tốt, hệ số tương quan đường chuẩn R² > 0,995.
   • Giới hạn phát hiện (LOD) của thiết bị đạt 0,1 ng/mL, giới hạn phát hiện của phương pháp (MDL) khoảng 0,2 ng/L trong mẫu nước và 0,3 ng/g trong mẫu trầm tích.

2. Khảo sát quy trình xử lý mẫu:

   • Cột chiết pha rắn Oasis HLB có hiệu suất thu hồi bisphenol cao nhất (BPA-13C12 đạt 92,57%, BPF-d10 đạt 88,00%).
   • Thể tích dung môi methanol rửa giải 5 mL tối ưu, đạt độ thu hồi trên 90%, tiết kiệm dung môi và thời gian cô cạn.
   • Dung môi chiết mẫu trầm tích hỗn hợp MeOH:ACN (1:1) cho hiệu suất thu hồi bisphenol cao nhất (BPA-13C12 92,86%, BPF-d10 88,29%).

3. Phân bố bisphenol trong mẫu nước và trầm tích sông Tô Lịch:

   • Nồng độ BPA trong mẫu nước dao động từ khoảng 5 đến 50 ng/L, BPF từ 3 đến 40 ng/L.
   • Trong trầm tích, BPA có nồng độ từ 0,5 đến 5 ng/g, BPF từ 0,3 đến 4 ng/g.
   • So sánh với các nghiên cứu tại Trung Quốc và Brazil, mức độ ô nhiễm bisphenol tại Hà Nội tương đối cao, đặc biệt ở các vị trí gần nguồn thải sinh hoạt và công nghiệp.

Thảo luận kết quả

Kết quả cho thấy phương pháp LC-MS/MS với quy trình xử lý mẫu tối ưu có độ nhạy và độ chính xác cao, phù hợp để phân tích bisphenol trong môi trường nước và trầm tích đô thị. Hiệu suất thu hồi trên 90% đảm bảo độ tin cậy của kết quả định lượng. Mức độ ô nhiễm bisphenol tại sông Tô Lịch phản ánh tác động của nước thải sinh hoạt chưa qua xử lý và các hoạt động công nghiệp, phù hợp với các báo cáo ô nhiễm môi trường đô thị tại Việt Nam. Biểu đồ phân bố nồng độ bisphenol theo vị trí lấy mẫu có thể minh họa rõ sự gia tăng ô nhiễm gần các khu vực tập trung dân cư và công nghiệp. So với các nghiên cứu quốc tế, mức độ ô nhiễm bisphenol tại Hà Nội tương đương hoặc cao hơn, cho thấy cần có biện pháp kiểm soát chặt chẽ hơn. Ngoài ra, việc sử dụng chất chuẩn đồng hành giúp giảm thiểu sai số do nền mẫu phức tạp, nâng cao độ chính xác của phương pháp.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Triển khai hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt tập trung:

   • Mục tiêu giảm nồng độ bisphenol trong nước thải trước khi xả ra môi trường.
   • Thời gian thực hiện: 2-3 năm.
   • Chủ thể thực hiện: chính quyền địa phương phối hợp với các đơn vị quản lý môi trường.

2. Áp dụng quy trình giám sát định kỳ bisphenol trong môi trường nước và trầm tích:

   • Định kỳ 6 tháng/lần để đánh giá hiệu quả các biện pháp kiểm soát ô nhiễm.
   • Chủ thể: các phòng thí nghiệm môi trường, viện nghiên cứu.

3. Nâng cao nhận thức cộng đồng về tác hại của bisphenol và cách giảm thiểu phơi nhiễm:

   • Tổ chức các chương trình truyền thông, giáo dục tại các khu dân cư.
   • Thời gian: liên tục, ưu tiên trong 1-2 năm đầu.

4. Khuyến khích nghiên cứu và phát triển các vật liệu thay thế bisphenol an toàn hơn:

   • Hỗ trợ các dự án nghiên cứu khoa học và ứng dụng công nghệ mới.
   • Chủ thể: các trường đại học, viện nghiên cứu, doanh nghiệp công nghệ.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Nhà quản lý môi trường đô thị:

   • Lợi ích: Cơ sở khoa học để xây dựng chính sách kiểm soát ô nhiễm bisphenol.
   • Use case: Thiết kế chương trình giám sát chất lượng nước và trầm tích.

2. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành hóa phân tích, môi trường:

   • Lợi ích: Tham khảo quy trình xử lý mẫu và phân tích bisphenol bằng LC-MS/MS.
   • Use case: Áp dụng phương pháp trong các nghiên cứu tương tự hoặc mở rộng.

3. Doanh nghiệp sản xuất và xử lý chất thải:

   • Lợi ích: Hiểu rõ tác động của bisphenol và các biện pháp giảm thiểu ô nhiễm.
   • Use case: Cải tiến quy trình sản xuất, xử lý nước thải.

4. Cộng đồng dân cư và tổ chức phi chính phủ:

   • Lợi ích: Nâng cao nhận thức về nguy cơ sức khỏe từ bisphenol.
   • Use case: Tham gia giám sát và vận động chính sách bảo vệ môi trường.

Câu hỏi thường gặp

1. Bisphenol là gì và tại sao nó gây lo ngại?
   Bisphenol là nhóm hợp chất hóa học được sử dụng trong sản xuất nhựa và epoxy. Chúng được xem là hóa chất gây rối loạn nội tiết, ảnh hưởng đến hormone và sức khỏe con người, đặc biệt là trẻ em và thai nhi.

2. Phương pháp LC-MS/MS có ưu điểm gì trong phân tích bisphenol?
   LC-MS/MS có độ nhạy cao, khả năng phân tách và định lượng chính xác bisphenol ở nồng độ rất thấp trong mẫu môi trường phức tạp, giúp phát hiện sớm và đánh giá mức độ ô nhiễm.

3. Tại sao cần sử dụng chất chuẩn đồng hành trong phân tích?
   Chất chuẩn đồng hành giúp bù trừ sai số do biến động trong quá trình xử lý mẫu và phân tích, nâng cao độ chính xác và độ tin cậy của kết quả định lượng.

4. Mức độ ô nhiễm bisphenol tại Hà Nội so với các quốc gia khác như thế nào?
   Mức độ ô nhiễm bisphenol tại Hà Nội tương đương hoặc cao hơn một số khu vực đô thị lớn ở Trung Quốc và Brazil, phản ánh áp lực ô nhiễm từ hoạt động đô thị và công nghiệp.

5. Làm thế nào để giảm thiểu phơi nhiễm bisphenol trong cuộc sống hàng ngày?
   Người dân nên hạn chế sử dụng sản phẩm nhựa chứa bisphenol, tránh đun nóng đồ nhựa, sử dụng các vật liệu thay thế an toàn và tăng cường giám sát chất lượng môi trường sống.

Kết luận

• Đã xây dựng và tối ưu hóa thành công quy trình phân tích bisphenol A và F trong mẫu nước và trầm tích bằng LC-MS/MS với độ nhạy cao và độ chính xác tốt.
• Phương pháp xử lý mẫu sử dụng chiết pha rắn Oasis HLB và chiết siêu âm với dung môi MeOH:ACN (1:1) cho hiệu suất thu hồi trên 90%.
• Mức độ ô nhiễm bisphenol tại sông Tô Lịch, Hà Nội ở mức đáng báo động, đặc biệt gần các nguồn thải sinh hoạt và công nghiệp.
• Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học cho việc giám sát và quản lý ô nhiễm bisphenol tại các đô thị lớn.
• Đề xuất các giải pháp xử lý nước thải, giám sát định kỳ và nâng cao nhận thức cộng đồng nhằm giảm thiểu nguy cơ phơi nhiễm bisphenol.

Next steps: Triển khai áp dụng quy trình phân tích trong giám sát môi trường thường xuyên, mở rộng nghiên cứu sang các khu vực khác và phát triển vật liệu thay thế an toàn hơn.

Call-to-action: Các nhà quản lý và nhà nghiên cứu cần phối hợp chặt chẽ để kiểm soát ô nhiễm bisphenol, bảo vệ sức khỏe cộng đồng và môi trường bền vững.