Luận văn thạc sĩ hus nghiên cứu khả năng phát thải của hexaclobenzen hcb và đánh giá mức độ rủi ro từ sự phát thải trong quá trình đốt cháy của các hoạt động công nghiệp đến môi trường

Nghiên cứu khả năng phát thải hexaclobenzen HCB và đánh giá rủi ro từ hoạt động công nghiệp đến môi trường trong luận văn thạc sĩ HUS.

• Tác giả: Phí Thị Hường
• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Thị Huệ
• Trường học: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
• Chuyên ngành: Hóa phân tích
• Đề tài: Nghiên cứu khả năng phát thải của Hexaclobenzen (HCB) và đánh giá mức độ rủi ro từ sự phát thải trong quá trình đốt cháy của các hoạt động công nghiệp đến môi trường
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ khoa học
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
• 1.1. Công Ước Stockholm về các hợp chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy
• 1.2. Một số tính chất của Hexaclobenzen
• 1.3. Độc tính của Hexaclobenzen
• 1.4. Một số nguồn phát thải HCB
• 1.5. Phát thải HCB từ các hoạt động sản xuất công nghiệp
• 1.6. Phát thải HCB từ các lò đốt công nghiệp
• 1.7. Cơ chế hình thành HCB từ quá trình đốt cháy
• 1.8. Hệ số phát thải HCB từ quá trình đốt
• 1.9. Các phương pháp xử lý, phân tích mẫu trong mẫu chất thải rắn
• 1.9.1. Phương pháp lấy mẫu
• 1.9.2. Phương pháp bảo quản mẫu
• 1.9.3. Các phương pháp xử lý mẫu
• 1.9.4. Phương pháp sắc kí khí và ứng dụng trong phân tích mẫu môi trường
• 1.9.5. Một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình xác định HCB
• 1.9.6. Quy trình phân tích HCB của tổ chức Bảo vệ Môi trường Mỹ (US EPA)
• 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Đối tượng nghiên cứu
• 2.2. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu
• 2.2.1. Mục tiêu nghiên cứu
• 2.2.2. Nội dung nghiên cứu
• 2.3. Hóa chất, dụng cụ thí nghiệm và thiết bị
• 2.3.1. Chuẩn bị mẫu phân tích hàm lượng HCB trên thiết bị GC/ECD
• 2.3.2. Chuẩn bị mẫu
• 2.3.3. Quy trình phân tích và tính toán kết quả
• 2.3.4. Tính toán hệ số phát thải
• 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Nghiên cứu, khảo sát các điều kiện tối ưu trong quá trình tách chiết mẫu và xác định hàm lượng HCB trong mẫu chuẩn
• 3.2. Khảo sát các điều kiện tối ưu trong quá trình phân tích HCB
• 3.3. Xác định giá trị sử dụng của phương pháp phân tích HCB
• 3.4. Khảo sát các điều kiện tối ưu đến quá trình tách, chiết mẫu
• 3.5. Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình xác định HCB
• 3.6. Đánh giá điều kiện cần cho phương pháp phân tích HCB
• 3.7. Đánh giá hàm lượng HCB có trong mẫu tro và xỉ thải
• 3.8. Tính toán hệ số phát thải HCB
• 3.9. Đánh giá sơ bộ về khả năng rủi ro đến môi trường của HCB
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu phát thải hexaclobenzen HCB

Nghiên cứu về hexaclobenzen (HCB) đã trở thành một chủ đề quan trọng trong lĩnh vực môi trường và sức khỏe con người. HCB là một hợp chất hữu cơ khó phân hủy, được phát thải từ nhiều hoạt động công nghiệp khác nhau. Theo Công ước Stockholm, HCB được xếp vào nhóm các hợp chất ô nhiễm hữu cơ bền vững (POPs), có khả năng gây hại cho sức khỏe con người và môi trường. Nghiên cứu này nhằm mục đích đánh giá mức độ phát thải HCB từ các hoạt động công nghiệp và rủi ro môi trường liên quan.

1.1. Hexaclobenzen và tính chất độc hại của nó

HCB có độc tính cao, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe con người và sinh vật. Nghiên cứu cho thấy HCB có thể gây ra các bệnh về thần kinh, gan và thận. HCB tồn tại lâu trong môi trường và có khả năng tích tụ sinh học, làm tăng nguy cơ phơi nhiễm cho con người qua chuỗi thức ăn.

1.2. Nguồn gốc phát thải HCB trong công nghiệp

HCB được phát thải từ nhiều nguồn khác nhau, bao gồm lò đốt rác thải, sản xuất xi măng, và các quá trình luyện kim. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng, việc đốt cháy không hoàn toàn các chất hữu cơ có chứa clo là nguyên nhân chính dẫn đến sự phát thải HCB vào môi trường.

II. Vấn đề và thách thức trong nghiên cứu phát thải HCB

Mặc dù đã có nhiều nghiên cứu về phát thải hóa chất, nhưng việc nghiên cứu về HCB vẫn còn hạn chế. Các thách thức chính bao gồm việc thiếu dữ liệu về mức độ phát thải HCB từ các nguồn công nghiệp khác nhau và sự phức tạp trong việc xác định các yếu tố ảnh hưởng đến sự phát thải này. Điều này gây khó khăn trong việc đánh giá chính xác mức độ rủi ro môi trường từ HCB.

2.1. Thiếu dữ liệu và nghiên cứu về HCB

Nhiều nghiên cứu hiện tại chỉ tập trung vào một số ngành công nghiệp nhất định, dẫn đến việc thiếu thông tin tổng quát về sự phát thải HCB. Điều này làm cho việc quản lý và kiểm soát ô nhiễm HCB trở nên khó khăn hơn.

2.2. Tác động của HCB đến sức khỏe con người

HCB có thể gây ra nhiều vấn đề sức khỏe nghiêm trọng, nhưng mức độ ảnh hưởng cụ thể vẫn chưa được nghiên cứu đầy đủ. Các nghiên cứu dịch tễ học cần được thực hiện để xác định rõ hơn về mối liên hệ giữa HCB và các bệnh lý.

III. Phương pháp nghiên cứu phát thải HCB trong công nghiệp

Để đánh giá khả năng phát thải HCB, các phương pháp nghiên cứu hiện đại đã được áp dụng. Các phương pháp này bao gồm việc lấy mẫu, phân tích hóa học và tính toán hệ số phát thải. Việc áp dụng các phương pháp này giúp xác định chính xác mức độ phát thải HCB từ các hoạt động công nghiệp.

3.1. Phương pháp lấy mẫu và phân tích

Việc lấy mẫu từ các nguồn phát thải HCB cần được thực hiện một cách cẩn thận để đảm bảo tính chính xác. Các mẫu được phân tích bằng các phương pháp sắc ký khí để xác định hàm lượng HCB trong các mẫu chất thải.

3.2. Tính toán hệ số phát thải HCB

Hệ số phát thải HCB được tính toán dựa trên các dữ liệu thu thập được từ các mẫu. Việc tính toán này giúp đánh giá mức độ phát thải HCB từ các hoạt động công nghiệp và đưa ra các biện pháp kiểm soát hiệu quả.

IV. Ứng dụng thực tiễn và kết quả nghiên cứu về HCB

Kết quả nghiên cứu về HCB không chỉ cung cấp thông tin quan trọng về mức độ phát thải mà còn giúp đưa ra các giải pháp quản lý hiệu quả. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng, việc giảm thiểu phát thải HCB từ các hoạt động công nghiệp là cần thiết để bảo vệ sức khỏe con người và môi trường.

4.1. Kết quả nghiên cứu về hàm lượng HCB

Nghiên cứu đã xác định được hàm lượng HCB trong các mẫu tro thải từ các lò đốt. Kết quả cho thấy mức độ HCB trong các mẫu này vượt quá giới hạn cho phép, cho thấy sự cần thiết phải có các biện pháp kiểm soát chặt chẽ hơn.

4.2. Đề xuất giải pháp giảm thiểu phát thải HCB

Các giải pháp như cải tiến công nghệ đốt, sử dụng nguyên liệu sạch và tăng cường quản lý chất thải có thể giúp giảm thiểu phát thải HCB. Việc thực hiện các giải pháp này sẽ góp phần bảo vệ môi trường và sức khỏe cộng đồng.

V. Kết luận và tương lai của nghiên cứu HCB

Nghiên cứu về hexaclobenzen (HCB) và phát thải của nó từ các hoạt động công nghiệp là một lĩnh vực quan trọng cần được chú trọng. Việc hiểu rõ về HCB và các rủi ro môi trường liên quan sẽ giúp xây dựng các chính sách hiệu quả hơn trong quản lý ô nhiễm. Tương lai của nghiên cứu này cần tập trung vào việc phát triển các phương pháp phân tích mới và nâng cao nhận thức cộng đồng về tác động của HCB.

5.1. Tầm quan trọng của nghiên cứu HCB

Nghiên cứu HCB không chỉ giúp hiểu rõ hơn về sự phát thải mà còn cung cấp cơ sở cho các chính sách bảo vệ môi trường. Việc nâng cao nhận thức về HCB sẽ giúp cộng đồng có những hành động thiết thực hơn trong việc bảo vệ sức khỏe và môi trường.

5.2. Hướng nghiên cứu trong tương lai

Các nghiên cứu trong tương lai cần tập trung vào việc phát triển các công nghệ mới để giảm thiểu phát thải HCB. Đồng thời, cần có các nghiên cứu sâu hơn về tác động của HCB đến sức khỏe con người và môi trường.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU Theo Phụ lục C-Công ước Stockhom (2001), Hexaclobenzen (HCB) là hợp chất thuộc nhóm hợp chất hữu cơ khó phân hủy phát sinh không chủ định (U-POPs), được tạo ra và phát thải không có chủ định từ các quá trình nhiệt liên quan đến chất hữu cơ và clo, do đốt cháy không hoàn toàn hay do các phản ứng hóa học. HCB có độc tính cao, ở nồng độ vài μg/g gây độc hại cho con người, sinh vật và môi trường [8,10], HCB bền vững trong môi trường, phân tán rộng [8,10] và có khả năng tích tụ sinh học, phá huỷ hệ thần kinh, gan và thận [6]. Một số nguồn công nghiệp có khả năng phát thải ra môi trường tương đối cao HCB như: lò thiêu hủy chất thải (chất thải đô thị, chất thải nguy hại, y tế hoặc bùn cống); các lò nung xi-măng kết hợp đốt chất thải nguy hại; sản xuất bột giấy có sử dụng clo phân tử hoặc sử dụng các hóa chất phát sinh clo phân tử trong tẩy trắng; các quá trình nhiệt trong công nghiệp luyện kim: tinh luyện đồng, các xưởng nung quặng trong công nghiệp thép, tinh luyện nhôm, tinh luyện kẽm. Một số quốc gia trên thế giới như Trung Quốc, Mexico, Nhật Bản đã nghiên cứu với quy mô sâu và rộng về sự phát thải các hợp chất U-POPs từ các quá trình đốt cháy của các hoạt động công nghiệp có sinh ra dioxin, furan, dioxin-like PCBs,.Tuy nhiên, các nghiên cứu về sự phát thải HCB còn rất ít và rất hạn chế.

Các nghiên cứu này chỉ tập trung vào một số ngành nghề như luyện kim và đốt các loại rác thải sinh hoạt. Tại Việt Nam, hoạt động sản xuất công nghiệp không ngừng được đẩy mạnh trong nhiều năm qua, đặc biệt là một số loại hình công nghiệp có khả năng phát thải HCB như luyện kim, sản xuất giấy, sản xuất xi măng, đốt rác thải,.Đối với một số hợp chất dạng này hiện vẫn chưa được đánh giá mức độ rủi ro, mức độ ảnh hưởng của chúng đến sức khỏe con người [1]. Xuất phát từ thực tiễn trên, đề tài luận văn “Nghiên cứu khả năng phát thải của Hexaclobenzen ( HCB) và đánh giá mức độ rủi ro từ sự phát thải trong quá 1 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] trình đốt cháy của các hoạt động công nghiệp đến môi trƣờng.” được thực hiện. Trong nghiên cứu này, những nội dung chính được thực hiện như sau: - Phân tích, xác định hàm lượng HCB trong mẫu tro thải của một số lò đốt rác và sản xuất công nghiệp.

- Tính toán hệ số phát thải. - Đánh giá sơ bộ ban đầu về mức độ rủi ro từ sự phát thải trong quá trình đốt cháy của các hoạt động công nghiệp đến môi trường làm tiền đề cho đánh giá mức độ rủi ro sau này. 2 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Chƣơng 1. TỔNG QUAN VỀ CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.Công ƣớc Stockholm về các hợp chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy Công ước Stockholm về các hợp chất ô nhiễm hữu cơ khó phân huỷ (Persistant Organic Pollutants – POPs, gọi tắt là Công ước Stockholm) là một Hiệp ước môi trường lớn, có tính toàn cầu và đã được các nước ký kết thực hiện nhằm mục đích bảo vệ sức khoẻ con người, đa dạng sinh học và môi trường trước những nguy cơ, rủi ro do các hợp chất POPs gây ra.

Công ước Stockholm được ký ngày 22 tháng 5 năm 2001 tại Stockholm và bắt đầu có hiệu lực từ ngày 17 tháng 5 năm 2004. Việt Nam phê duyệt Công uớc Stockholm về các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy vào ngày 22 tháng 7 năm 2002, trở thành thành viên thứ 14 của Công uớc. Công ước Stockholm quy định việc ngừng sản xuất, hạn chế sử dụng và tiêu hủy hoàn toàn một số hợp chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy do con người tạo ra, đồng thời thực hiện các biện pháp cần thiết để giảm thiểu liên tục sự phát thải không chủ định của các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy do các hoạt động sản xuất công nghiệp, sinh hoạt hoặc xử lý chất thải sinh ra. Các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân huỷ là các chất hữu cơ tồn tại bền vững trong môi trường, phát tán rộng, có khả năng tích tụ sinh học và có tính chất độc hại cao.

Các chất POPs có thể gây tác hại nghiêm trọng cho sức khoẻ con người (gây ra các bệnh về sinh sản, thần kinh, miễn dịch, ung thư,.), đa dạng sinh học và môi trường [5,8,10]. Số nhóm chất mà Công ước Stockholm quy định để quản lý gồm hàng trăm đơn chất khác nhau bao gồm các dạng hóa chất bảo vệ thực vật, hóa chất công nghiệp, hóa chất hình thành và phát sinh không chủ định từ các hoạt động sản xuất, kinh doanh và cuộc sống. Hexaclobenzen là một trong 12 chất ban đầu được công ước Stockkholm liệt kê vào cả phụ lục A (loại bỏ) và C (vô ý sản xuất ra), sau đó tại hội nghị lần thứ tư (tháng 5 năm 2009). Ngoài ra còn rất nhiều chất khác như: Alpha hexaclocyclohecxan và Beta hexaclocyclohecxan là hai hợp chất đồng thời sinh ra trong khi sản xuất lindan.

3 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Những hợp chất này đều có tính độc cao đối với con người và sinh vật, chậm phân hủy trong tự nhiên, có khả năng tích lũy sinh học thông qua chuỗi thức ăn. Một số yêu cầu chính của Công ước như: cập nhật kế hoạch thực hiện quốc gia, bổ sung khung chính sách pháp luật để đảm bảo quản lý an toàn các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy mới, kiểm kê, quan trắc và báo cáo,. nhằm nâng cao công tác quản lý các hợp chất POPs trên toàn thế giới. Tại Việt Nam, cơ chế chính sách quản lý các hợp chất POPs mới nói chung và POPs phát sinh không chủ định (U-POPs) nói riêng còn nhiều bất cập.

Một số tính chất của Hexaclobenzen Hình 1. Công thức cấu tạo của HCB Hexaclobenzen (HCB) là một hóa chất công nghiệp polyclobenzen với công thức phân tử C6Cl6, không tan trong nước, nhưng là rất dễ tan trong chất béo, dầu và các dung môi hữu cơ. HCB nguyên chất ở dạng tinh khiết màu trắng, gồm nhiều đồng phân không gian, trong đó có đồng phân gammar có khả năng thăng hoa ở nhiệt độ cao. HCB là chất khá bền vững trong điều kiện thường, bền với tác động của ánh sáng, chất oxy hóa và môi trường axit.

Trong nước HCB liên kết với trầm tích và các chất lơ lửng. Thời gian bán phân hủy của HCB trong nước là rất khó ước tính, khoảng trên 6 năm, nó liên quan đến khả năng hòa tan thấp và áp suất hơi cao. Theo Barber và các cộng sự (2005), áp suất hơi cho phép HCB được tìm thấy gần như độc quyền trong pha khí (70%). Trong không khí, lượng HCB giảm bằng cách phản ứng với các gốc hydroxyl (OH-) 4 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] hay quang phân.

Thời gian bán phân hủy của HCB trong môi trường được trình bày ở bảng 1. Thời gian bán phân hủy của HCB trong môi trường Môi trƣờng Thời gian bán phân hủy (năm) Tài liệu tham khảo >6 Mackay et al (1992) Nước 2,7 - 5,7 Howard et al (1991) Đất 2,7 - 22 Euro Chlor (2002) Không khí 1 Prinn et al (1995) Hexaclobenzen là một trong những chất gây ô nhiễm môi trường dai dẳng nhất, có khả năng tích lũy sinh học trong môi trường, động vật và ở người. HCB được liệt kê vào phụ lục A & C (cần loại bỏ và hình thành không chủ đích) của công ước Stockholm. Hầu như tất cả các sản phẩm thương mại của HCB kết thúc vào cuối năm 1970.

Tuy nhiên, HCB tiếp tục được thải ra môi trường từ nhiều nguồn khác nhau. Điều này có thể xảy ra thông qua việc sử dụng một số loại thuốc trừ sâu clo (nó tồn tại như một tạp chất trong một số loại thuốc trừ sâu cơ clo), tái phát thải từ đất “cũ” chứa HCB do việc sử dụng HCB làm thuốc trừ sâu trước đây, cũng có thể phát sinh trong quá trình cháy không hoàn toàn. Khí thải HCB đến từ các quá trình nhiệt và hóa chất tương tự như Dioxin/Furan, nó bắt nguồn từ việc phát sinh không chủ định trong quá trình công nghiệp liên quan đến việc đốt cháy không hoàn toàn, như quá trình luyện kim, sản xuất xi măng, đốt rác thải sinh hoạt, chất thải nguy hại, sản xuất các hóa chất công nghiệp khác (chủ yếu là các dung môi clo, chất thơm clo). Độc tính của Hexaclobenzen Hexaclobenzen là chất gây độc cho sinh vật và con người.

Cơ quan quốc tế nghiên cứu về ung thư (IARC) và Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ phân loại HCB là một chất có thể gây ung thư nhón 2B. 5 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Theo QCVN08:2008/BTNMT (B1), mức dư lượng tối đa cho phép trong đất là 0,01mg/kg đất khô theo QCVN:04:2008/BTNMT; trong nước mặt là 0,13 ug/l. Con người và dân số nói chung thường không có khả năng được tiếp xúc với một lượng lớn HCB, nhưng họ có khả năng phơi nhiễm qua con đường ăn uống, nhiều nghiên cứu đã phát hiện một lượng nhỏ trong các mẫu thực phẩm cá, thịt. Trẻ nhỏ có thể có nguy cơ phơi nhiễm với HCB khi vui chơi tại các khu vực đất bị ô nhiễm HCB qua da và đường hô hấp, cũng có thể phơi nhiễm qua đường ăn uống khi trẻ gặm đồ chơi bị dính đất chứa HCB.

Ở động vật và con người, HCB tích tụ trong mô giàu lipid, chẳng hạn như mô mỡ, vỏ thượng thận, tủy xương, da và một số mô nội tiết, và có thể truyền cho con qua nhau thai và qua sữa mẹ. Hexaclobenzen chuyển hóa hạn chế thành pentaclophenol, tetraclohydroquinone và pentaclothiophenol như các chất chuyển hóa chủ yếu qua nước tiểu. Hầu hết các dữ liệu về việc phơi nhiễm HCB qua đường hô hấp ở con người đã được trình bày bởi các nghiên cứu của công nhân từ một nhà máy organoclobenzen và các cư dân của một thị trấn Flix, Tây Ban Nha. Tiếp xúc với hexaclobenzen (chủ yếu là không khí) có liên quan với nồng độ HCB cao trong máu và hiệu ứng gan (tăng porphyrin và enzyme của gan), tác động tuyến giáp (giảm nồng độ thyroxin; yếu với suy giáp, bướu cổ, và ung thư tuyến giáp) và làm suy giảm của kỹ năng vận động ở trẻ [4].

Bằng chứng dịch tễ học đã được tìm thấy trong các nghiên cứu của người dân tiếp xúc với HCB bằng miệng ở Đông Nam Anatolia, Thổ Nhĩ Kỳ. Trong những năm 1950, khi người dân ăn bánh mì làm từ ngũ cốc được sử dụng thuốc trừ sâu HCB gây ra một đại dịch trong khu vực này.