Luận văn thạc sĩ hus nghiên cứu phân tích và đánh giá rủi ro phơi nhiễm phthalate từ không khí trong nhà tại hà nội việt nam 8440112

Nghiên cứu phân tích và đánh giá rủi ro phơi nhiễm phthalate từ không khí trong nhà tại Hà Nội, Việt Nam. Tìm hiểu tác động và giải pháp.

• Tác giả: Ngô Thị Tuyến Yến
• Người hướng dẫn: TS. Trần Mạnh Trí
• Trường học: Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên
• Chuyên ngành: Hóa phân tích
• Đề tài: Nghiên cứu phân tích và đánh giá rủi ro phơi nhiễm phthalate từ không khí trong nhà tại Hà Nội, Việt Nam
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ khoa học
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC BẢNG
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Tổng quan về phthalate
• 1.2. Giới thiệu về phthalate
• 1.3. Tính chất của phthalate
• 1.4. Độc tính của phthalate
• 1.5. Quá trình chuyển hóa các phthalate trong cơ thể người
• 1.6. Quy chuẩn hàm lượng phthalate
• 1.7. Các phương pháp phân tích phthalate
• 1.7.1. Phương pháp sắc ký GC/MS
• 1.7.2. Sơ đồ và nguyên tắc hoạt động thiết bị GC/MS
• 1.7.3. Các thông số cơ bản của phương pháp phân tích
• 1.7.3.1. Giới hạn phát hiện, giới hạn định lượng
• 1.7.3.2. Độ chính xác của phép đo
• 1.7.3.3. Khoảng tuyến tính
• 2. CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM
• 2.1. Mục tiêu và đối tượng nghiên cứu
• 2.2. Đối tượng nghiên cứu
• 2.3. Hóa chất, thiết bị
• 2.4. Khảo sát điều kiện tối ưu
• 2.4.1. Lựa chọn cột tách sắc ký
• 2.4.2. Khảo sát chương trình nhiệt độ
• 2.4.3. Khảo sát dung môi chiết
• 2.5. Xác định giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng của thiết bị
• 2.6. Quá trình chuẩn bị mẫu
• 2.6.1. Làm sạch dụng cụ trước khi tiến hành thu mẫu
• 2.6.2. Cân màng lọc và ghi các điều kiện tiến hành trước khi thu mẫu
• 2.6.3. Chuẩn bị chất chuẩn và chất đồng hành
• 2.6.4. Quy trình chuẩn bị mẫu trắng
• 2.7. Phthalate trên pha hơi
• 2.8. Phthalate trên pha hạt
• 2.9. Xác định các thông số của phương pháp
• 2.9.1. Độ thu hồi và độ lặp lại của phương pháp
• 2.9.2. Xác định giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng của phương pháp
• 2.9.3. Khoảng tuyến tính
• 2.10. Đánh giá sự thay đổi nồng độ phthalate theo nhiệt độ
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Tối ưu điều kiện chiết tách và phân tích sắc ký phthalate
• 3.1.1. Lựa chọn cột tách sắc ký
• 3.1.2. Khảo sát chu trình nhiệt độ
• 3.1.3. Khảo sát dung môi chiết
• 3.2. Tính đặc hiệu, độ chọn lọc của phương pháp
• 3.3. Giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng của thiết bị
• 3.4. Đường chuẩn và khoảng tuyến tính
• 3.5. Chuẩn bị mẫu trắng
• 3.6. Hàm lượng phthalate trong PUF và filter mới
• 3.7. Hàm lượng phthalate trong mẫu trắng. Đánh giá sự thay đổi nồng độ phthalate khi nhiệt độ thay đổi
• 3.8. Xác định các thông số của phương pháp
• 3.8.1. Giới hạn phát hiện và định lượng của phương pháp
• 3.8.2. Độ thu hồi và độ lặp lại của phương pháp
• 3.9. Quy trình phân tích
• 3.10. Kết quả phân tích một số mẫu không khí trong nhà
• 3.10.1. Nồng độ phthalate trong pha hơi
• 3.10.2. Nồng độ phthalate trong pha hạt
• 3.10.3. Nồng độ phthalate trong không khí
• 3.10.4. So sánh tỉ lệ nồng độ phthalate giữa pha hơi và pha hạt
• 3.10.5. Sự phân bố các phthalate trong mẫu không khí
• 3.10.6. So sánh kết quả nồng độ phthalate trong không khí với các nghiên cứu khác trên thế giới
• 3.11. Hằng số kp và kow
• 3.11.1. Xác định hằng số kp và kow
• 3.11.2. So sánh giá trị ước lượng logKow với các nghiên cứu khác
• 3.12. Ước lượng mức độ phơi nhiễm phthalate qua con đường hít thở không khí
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• Phụ lục 1: Đường chuẩn của 10 phthalate
• Phụ lục 2: Phân tích phương sai một yếu tố
• Phụ lục 3: Sắc ký đồ của một số mẫu thực

Tóm tắt

I. Tổng quan về rủi ro phơi nhiễm phthalate trong không khí tại Hà Nội

Phthalate là nhóm hóa chất được sử dụng rộng rãi trong nhiều sản phẩm tiêu dùng và công nghiệp. Chúng có mặt trong đồ chơi, vật liệu xây dựng, và nhiều sản phẩm gia dụng khác. Nghiên cứu về rủi ro phơi nhiễm phthalate từ không khí trong nhà tại Hà Nội là cần thiết để hiểu rõ hơn về tác động của chúng đến sức khỏe con người. Mặc dù phthalate mang lại nhiều lợi ích trong sản xuất, nhưng chúng cũng tiềm ẩn nhiều rủi ro cho sức khỏe, đặc biệt là đối với trẻ em và phụ nữ mang thai.

1.1. Phthalate và nguồn gốc phơi nhiễm trong không khí

Phthalate thường được tìm thấy trong không khí do sự bay hơi từ các sản phẩm chứa phthalate. Các nguồn phơi nhiễm chính bao gồm đồ nội thất, sàn nhà, và các sản phẩm gia dụng khác. Nghiên cứu cho thấy rằng nồng độ phthalate trong không khí có thể cao hơn trong các khu vực đông dân cư và nơi có nhiều sản phẩm chứa phthalate.

1.2. Tác động của phthalate đến sức khỏe con người

Phthalate có thể gây ra nhiều vấn đề sức khỏe, bao gồm rối loạn nội tiết, ảnh hưởng đến hệ sinh sản và phát triển của trẻ em. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng phơi nhiễm lâu dài với phthalate có thể dẫn đến các bệnh lý nghiêm trọng như ung thư và các bệnh về hô hấp.

II. Vấn đề ô nhiễm không khí trong nhà tại Hà Nội

Ô nhiễm không khí trong nhà tại Hà Nội đang trở thành một vấn đề nghiêm trọng. Nguồn ô nhiễm chủ yếu đến từ các sản phẩm tiêu dùng, vật liệu xây dựng và các hoạt động sinh hoạt hàng ngày. Việc hiểu rõ về các nguồn ô nhiễm này là rất quan trọng để có biện pháp khắc phục hiệu quả.

2.1. Các nguồn ô nhiễm không khí trong nhà

Các nguồn ô nhiễm không khí trong nhà bao gồm khói thuốc lá, khí thải từ bếp gas, và các sản phẩm hóa học như sơn, chất tẩy rửa. Những nguồn này không chỉ gây ô nhiễm không khí mà còn ảnh hưởng đến sức khỏe của người dân.

2.2. Tác động của ô nhiễm không khí đến sức khỏe

Ô nhiễm không khí trong nhà có thể gây ra nhiều vấn đề sức khỏe như hen suyễn, dị ứng, và các bệnh về hô hấp. Trẻ em và người già là những đối tượng dễ bị tổn thương nhất trước tác động của ô nhiễm không khí.

III. Phương pháp nghiên cứu rủi ro phơi nhiễm phthalate

Nghiên cứu này sử dụng phương pháp sắc ký khí ghép nối khối phổ (GC/MS) để xác định nồng độ phthalate trong không khí. Phương pháp này cho phép phát hiện và định lượng chính xác các loại phthalate có trong mẫu không khí.

3.1. Quy trình thu mẫu không khí

Quy trình thu mẫu không khí bao gồm việc sử dụng thiết bị thu mẫu chuyên dụng để lấy mẫu không khí trong các khu vực khác nhau tại Hà Nội. Mẫu được bảo quản và vận chuyển đến phòng thí nghiệm để phân tích.

3.2. Phân tích nồng độ phthalate bằng GC MS

Phân tích nồng độ phthalate được thực hiện bằng phương pháp GC/MS, cho phép xác định chính xác các loại phthalate có trong mẫu không khí. Kết quả phân tích sẽ giúp đánh giá mức độ phơi nhiễm của người dân tại Hà Nội.

IV. Kết quả nghiên cứu về nồng độ phthalate trong không khí

Kết quả nghiên cứu cho thấy nồng độ phthalate trong không khí tại Hà Nội có sự biến động lớn giữa các khu vực. Một số khu vực có nồng độ phthalate cao hơn mức cho phép, điều này cho thấy sự cần thiết phải có các biện pháp kiểm soát ô nhiễm không khí.

4.1. So sánh nồng độ phthalate giữa các khu vực

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng nồng độ phthalate trong không khí tại các khu vực đông dân cư cao hơn so với các khu vực ít dân cư. Điều này cho thấy mối liên hệ giữa mật độ dân số và mức độ ô nhiễm không khí.

4.2. Đánh giá rủi ro phơi nhiễm phthalate

Đánh giá rủi ro phơi nhiễm phthalate cho thấy rằng người dân sống trong các khu vực có nồng độ phthalate cao có nguy cơ mắc các bệnh liên quan đến phthalate cao hơn. Cần có các biện pháp can thiệp kịp thời để bảo vệ sức khỏe cộng đồng.

V. Kết luận và khuyến nghị cho tương lai

Nghiên cứu về rủi ro phơi nhiễm phthalate từ không khí trong nhà tại Hà Nội đã chỉ ra những vấn đề nghiêm trọng liên quan đến sức khỏe cộng đồng. Cần có các biện pháp kiểm soát ô nhiễm không khí hiệu quả để giảm thiểu rủi ro cho người dân.

5.1. Tầm quan trọng của việc kiểm soát ô nhiễm không khí

Kiểm soát ô nhiễm không khí là rất quan trọng để bảo vệ sức khỏe cộng đồng. Cần có các chính sách và quy định nghiêm ngặt hơn về việc sử dụng phthalate trong sản phẩm tiêu dùng.

5.2. Hướng nghiên cứu trong tương lai

Nghiên cứu trong tương lai cần tập trung vào việc phát triển các phương pháp phân tích mới và hiệu quả hơn để theo dõi nồng độ phthalate trong không khí. Đồng thời, cần có các nghiên cứu sâu hơn về tác động của phthalate đến sức khỏe con người.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Các hợp chất phthalate là nhóm hóa chất công nghiệp được sử dụng phổ biến nhất hiện nay nhằm tăng độ mềm dẻo và độ bền cho các sản phẩm polyme, đặc biệt là nhựa polyvinyl chloride (PVC). Theo ước tính của ngành công nghiệp hóa chất, sản lượng sản xuất chất làm dẻo trên toàn cầu đạt khoảng 8 triệu tấn mỗi năm, trong đó các dẫn xuất phthalate chiếm tới 70% tổng sản lượng tiêu thụ. Do không tạo thành liên kết hóa học cộng hóa trị bền vững với khung polyme, các phân tử phthalate liên tục khuếch tán và phát tán ra môi trường xung quanh trong suốt vòng đời sử dụng của sản phẩm. Người dân đô thị hiện nay dành hơn 90% quỹ thời gian sinh hoạt và làm việc trong các không gian kín, khiến không khí trong nhà trở thành môi trường phơi nhiễm hóa chất nhân tạo chủ yếu.

Vấn đề nghiên cứu trọng tâm của luận văn là giải quyết thực trạng thiếu hụt dữ liệu định lượng chính xác về mức độ ô nhiễm và sự phân bố của các dẫn xuất phthalate trong môi trường không khí trong nhà tại các đô thị lớn ở Việt Nam. Luận văn đặt ra mục tiêu tối ưu hóa quy trình phân tích đồng thời 10 hợp chất phthalate bằng kỹ thuật sắc ký khí ghép nối khối phổ (GC-MS), tiến hành thu mẫu thực địa tại thành phố Hà Nội và đánh giá rủi ro phơi nhiễm qua đường hô hấp cho các nhóm cư dân.

Nghiên cứu được triển khai thực nghiệm trong giai đoạn năm 2018 dưới sự tài trợ của Quỹ Phát triển Khoa học và Công nghệ Quốc gia (NAFOSTED) trong khuôn khổ đề tài mã số 104.310. Kết quả của luận văn mang ý nghĩa khoa học và thực tiễn sâu sắc, cung cấp bộ cơ sở dữ liệu định lượng đầu tiên về ô nhiễm phthalate trong không khí trong nhà tại Việt Nam, đóng góp công cụ phân tích tin cậy phục vụ công tác kiểm soát hóa chất độc hại và bảo vệ sức khỏe cộng đồng.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên nền tảng hóa học phân tích hiện đại, độc chất học môi trường và mô hình đánh giá phơi nhiễm sức khỏe cộng đồng:

• Lý thuyết cấu trúc và tính chất của este phthalic: Phthalate là các diester của acid 1,2-benzenedicarboxylic, có khối lượng phân tử dao động từ 194,18 g/mol đối với Dimethyl phthalate (DMP) đến 530,82 g/mol đối với Ditridecyl phthalate (DTDP). Sự khác biệt về chiều dài chuỗi hydrocarbon (R và R') quyết định trực tiếp đến độ bay hơi, tính kỵ nước (thể hiện qua hệ số phân bố octanol - nước log Kow) và khả năng hòa tan trong các pha môi trường.
• Cơ chế tác động sinh học và độc tính: Phthalate được xếp vào nhóm chất phá hủy nội tiết (xenoestrogen). Khi xâm nhập vào cơ thể sinh vật, chúng trải qua quá trình biến đổi sinh học pha I (thủy phân thành monoester tương ứng) và pha II (liên hợp glucuronide để bài tiết qua nước tiểu). Các nghiên cứu độc chất học chỉ ra giá trị LD50 qua đường tiêu hóa của Di-n-butyl phthalate (DBP) đạt khoảng 7499 mg/kg và Di-(2-ethylhexyl) phthalate (DEHP) đạt 30,6 g/kg trên chuột thí nghiệm, đồng thời cảnh báo nguy cơ gây rối loạn hormone sinh dục, dậy thì sớm và gia tăng tỷ lệ hen suyễn ở trẻ nhỏ.
• Mô hình phân bố khí - hạt (Gas-Particle Partitioning): Mô hình nhiệt động học mô tả sự phân bố của các hợp chất hữu cơ bán bay hơi (SVOCs) giữa pha hơi và pha hạt lơ lửng thông qua hệ số phân bố Kp, phụ thuộc trực tiếp vào áp suất hơi bão hòa và diện tích bề mặt hạt bụi.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu tiến hành lấy mẫu thực địa tại 4 địa điểm đặc trưng ở nội thành Hà Nội, bao gồm 2 phòng thí nghiệm chuyên ngành tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên và 2 khu nhà ở dân cư tại quận Hoàn Kiếm và quận Hoàng Mai. Cỡ mẫu khảo sát gồm 16 mẫu không khí đại diện, thu thập liên tục trong các chu kỳ từ 17 đến 24 giờ với lưu lượng hút ổn định 5 lít/phút bằng thiết bị bơm hút chuyên dụng LP-7. Tổng thể tích không khí thu được cho mỗi mẫu dao động từ 5,2 đến 7,1 m3. Phương pháp chọn mẫu phi xác suất có chủ đích được áp dụng nhằm phản ánh không gian sinh hoạt và làm việc điển hình của cư dân đô thị.

Quy trình thu gom mẫu tách biệt thành hai pha vật chất: pha hạt bụi được lưu giữ trên màng lọc sợi thạch anh Whatman có kích thước lỗ 2,2 µm (đã được nung tiền xử lý ở 350 °C trong 20 giờ), và pha hơi được hấp phụ trên hai ống bọt xốp polyurethane (PUF) đường kính 2,2 cm, chiều dài 7,6 cm. Việc lựa chọn phương pháp sắc ký khí ghép nối khối phổ (GC-MS) trên hệ thống Agilent 7890B/5977A sử dụng cột mao quản không phân cực BD-5MS (30 m x 0,25 mm x 0,25 µm) là giải pháp tối ưu nhất hiện nay. Kỹ thuật này cung cấp độ chọn lọc cực cao, khả năng tách sắc nét các đồng phân lập thể như Di-iso-butyl phthalate (DiBP) và Di-n-butyl phthalate (DBP), đồng thời định lượng chính xác từng chất thông qua các mảnh ion đặc trưng (m/z 149, 163, 279) kết hợp với 7 chất chuẩn nội đồng vị d4-phthalate (m/z 153, 167) để bù trừ triệt để tổn thất trong quá trình xử lý mẫu.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Quá trình thực nghiệm đã ghi nhận nhiều kết quả quan trọng về mặt tối ưu hóa phương pháp và nồng độ ô nhiễm thực tế:

• Hiệu suất chiết tách vượt trội của hệ dung môi tối ưu: Khảo sát các tỷ lệ hỗn hợp dung môi chiết dichloromethane (DCM) và n-hexane cho thấy tỷ lệ 3:2 (v/v) mang lại hiệu suất thu hồi cao nhất cho cả 10 dẫn xuất phthalate, dao động từ 82% đến 92%. Kết quả này vượt trội hoàn toàn so với tỷ lệ 3:1 (chỉ đạt 45% đến 67%) và tỷ lệ 2:1 (chỉ đạt 31% đến 61%).
• Đặc tính phân bố rõ rệt giữa pha hơi và pha hạt: Các hợp chất phthalate có khối lượng phân tử thấp và áp suất hơi bão hòa cao như DMP, DEP, DiBP và DBP phân bố chủ yếu ở pha hơi, chiếm tỷ lệ từ 78% đến 94% tổng lượng tìm thấy trong không khí. Ngược lại, dẫn xuất có khối lượng phân tử lớn như DEHP phân bố chủ yếu trên màng lọc bụi pha hạt, chiếm từ 65% đến 82% tổng hàm lượng.
• Ảnh hưởng mạnh mẽ của nhiệt độ đến tốc độ phát tán: Khảo sát liên tục 8 ngày tại cùng một vị trí nhà ở cho thấy nồng độ phát tán của phthalate trong không khí tăng theo cấp số nhân khi nhiệt độ phòng tăng từ 23 °C lên 31 °C, với mức tăng tổng hàm lượng phthalate ghi nhận từ 1,5 đến 2,8 lần.
• Mức độ phơi nhiễm thực tế qua đường hô hấp: Liều lượng phơi nhiễm phthalate ước tính qua đường hít thở không khí ở trẻ em dao động từ 150 đến 850 ng/kg thể trọng/ngày, cao hơn đáng kể so với người trưởng thành (khoảng 80 đến 320 ng/kg thể trọng/ngày).

Thảo luận kết quả

Cơ chế phân bố không đồng đều giữa các pha được giải thích bởi đặc tính hóa lý của từng hợp chất. Do phthalate chỉ liên kết với chất nền polyme bằng lực liên kết lưỡng cực yếu (Van der Waals) thay vì liên kết hóa học bền vững, sự gia tăng nhiệt độ môi trường cung cấp động năng phá vỡ liên kết này, thúc đẩy quá trình bay hơi từ bề mặt sàn vinyl, sơn tường và thiết bị gia dụng vào không khí.

Khi so sánh với các nghiên cứu trên thế giới, tổng nồng độ phthalate trong không khí trong nhà tại Hà Nội tương đương với các thành phố lớn tại Trung Quốc, Ấn Độ và cao hơn từ 1,5 đến 2,2 lần so với các đô thị tại Bắc Âu và Tây Âu. Sự khác biệt này xuất phát từ việc các nước phát triển đã áp dụng nghiêm ngặt đạo luật REACH và tiêu chuẩn CPSIA nhằm giới hạn hàm lượng các chất như DEHP, DBP, BBP xuống dưới 0,1% khối lượng trong các sản phẩm tiêu dùng.

Trong báo cáo phân tích, toàn bộ dữ liệu thực nghiệm được trình bày trực quan thông qua các biểu đồ hình cột phân đoạn thể hiện tỷ lệ phần trăm giữa pha hơi và pha hạt, cùng các bảng tổng hợp ma trận hệ số phân bố log Kp và log Kow thực nghiệm, giúp làm nổi bật mối tương quan tuyến tính giữa khối lượng phân tử và khả năng bám dính vào hạt bụi mịn.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên các bằng chứng khoa học thu được, luận văn đề xuất 4 nhóm giải pháp cụ thể:

• Ban hành Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về giới hạn phát thải phthalate: Bộ Y tế cùng Bộ Tài nguyên và Môi trường cần phối hợp xây dựng và ban hành quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nồng độ tối đa cho phép của các este phthalate (đặc biệt là DEHP, DBP, DiBP và BBP) trong không khí trong nhà và đồ dùng học tập trẻ em. Mục tiêu đưa ngưỡng kiểm soát hàm lượng phthalate trong đồ chơi và đồ gia dụng về dưới mức 0,1% w/w, thực hiện trong giai đoạn từ năm 2025 đến 2027.
• Triển khai giải pháp thông gió và lọc không khí chuyên dụng: Các ban quản lý tòa nhà, trường học và hộ gia đình cần lắp đặt hệ thống thông gió đối lưu tự nhiên kết hợp máy lọc không khí tích hợp màng lọc HEPA và tầng than hoạt tính. Giải pháp này hướng tới mục tiêu giảm từ 40% đến 60% nồng độ bụi hạt mịn chứa DEHP trong không gian kín trong vòng 6 đến 12 tháng áp dụng.
• Thiết lập mạng lưới quan trắc định kỳ chất lượng không khí trong nhà: Sở Tài nguyên và Môi trường tại các thành phố lớn cần đưa chỉ tiêu phthalate vào chương trình quan trắc môi trường định kỳ tại các khu vực nhạy cảm như trường mầm non, bệnh viện và khu chung cư cao tầng, duy trì tần suất đánh giá 6 tháng một lần từ năm 2026.
• Thúc đẩy chuyển đổi sử dụng vật liệu xanh không chứa phthalate: Bộ Công Thương và các hiệp hội doanh nghiệp ngành nhựa cần ban hành chính sách khuyến khích, hỗ trợ giảm thuế 5% cho các đơn vị sản xuất áp dụng chất làm dẻo sinh học thân thiện môi trường (như citrate, sebacate, dầu đậu nành epoxy hóa) thay thế hoàn toàn cho nhóm phthalate độc hại trước năm 2030.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nội dung và kết quả nghiên cứu của luận văn mang lại giá trị thiết thực cho 4 nhóm đối tượng chính:

• Giảng viên, nghiên cứu sinh và học viên chuyên ngành Hóa phân tích, Khoa học Môi trường: Tài liệu cung cấp quy trình chi tiết về tối ưu hóa phương pháp sắc ký GC-MS, kỹ thuật xử lý nền mẫu phức tạp (bọt xốp PUF và màng thạch anh), cùng phương pháp xây dựng đường chuẩn và kiểm soát chất lượng phân tích (QA/QC).
• Chuyên viên kiểm nghiệm tại các trung tâm phân tích và viện nghiên cứu: Cung cấp tài liệu tham khảo chuẩn xác để thẩm định phương pháp thử nghiệm định lượng vi lượng hóa chất hữu cơ độc hại theo tiêu chuẩn ISO/IEC 17025.
• Các nhà hoạch định chính sách tại Bộ Y tế và Bộ Tài nguyên và Môi trường: Cung cấp cơ sở dữ liệu thực nghiệm xác thực tại Việt Nam để xây dựng các báo cáo đánh giá tác động môi trường, thiết lập tiêu chuẩn an toàn hóa chất và hoàn thiện hành lang pháp lý bảo vệ sức khỏe cộng đồng.
• Các kỹ sư công nghệ và nhà sản xuất trong ngành nhựa, sơn, vật liệu xây dựng: Giúp các doanh nghiệp nắm rõ cơ chế phát tán chất độc hại để cải tiến quy trình công nghệ, lựa chọn phụ gia thay thế an toàn, đáp ứng các tiêu chuẩn xuất khẩu quốc tế khắt khe như RoHS và REACH.

Câu hỏi thường gặp

• Phthalate xâm nhập vào không khí trong nhà bắt nguồn từ những nguồn phát thải nào? Phthalate phát tán chủ yếu từ các vật liệu xây dựng và đồ gia dụng làm từ nhựa PVC mềm như sàn vinyl, thảm trải sàn, giấy dán tường, sơn phủ, rèm cửa, bao bì thực phẩm và mỹ phẩm. Do liên kết vật lý lỏng lẻo, hóa chất liên tục bay hơi hoặc bám vào các hạt bụi lơ lửng trong phòng.
• Tại sao cần thu mẫu và phân tích tách biệt giữa pha hơi và pha hạt? Việc tách biệt hai pha là bắt buộc vì các phthalate nhẹ (như DMP, DEP) tồn tại chủ yếu ở pha hơi, trong khi các phthalate nặng (như DEHP) bám chặt vào pha hạt bụi. Phân tích riêng biệt giúp xác định chính xác tổng nồng độ, cơ chế vận chuyển và đánh giá đúng mức độ xâm nhập vào phổi qua đường thở.
• Phương pháp GC-MS có ưu điểm gì vượt trội so với HPLC trong nghiên cứu này? Hệ thống GC-MS mang lại hiệu quả phân tách cao hơn đối với các chất dễ bay hơi và bán bay hơi, có khả năng phân biệt rõ ràng các đồng phân có tính chất hóa học tương tự như DBP và DiBP. Đầu dò khối phổ (MS) cung cấp thông tin khối lượng phân tử chính xác, giúp định danh chất với độ chọn lọc tuyệt đối.
• Nhiệt độ môi trường trong phòng tác động như thế nào đến nồng độ phthalate? Nhiệt độ phòng tăng kích thích quá trình giải hấp và bay hơi của phthalate từ các vật liệu polyme. Kết quả khảo sát thực tế chứng minh khi nhiệt độ không khí tăng từ 23 °C lên 31 °C, nồng độ phthalate phát tán vào không gian kín tăng mạnh từ 1,5 đến 2,8 lần.
• Trẻ nhỏ có chịu nguy cơ phơi nhiễm phthalate cao hơn người trưởng thành không? Trẻ nhỏ có nguy cơ phơi nhiễm cao hơn gấp 2 đến 3 lần tính trên mỗi kilôgam thể trọng. Nguyên nhân do thể tích hít thở trên khối lượng cơ thể của trẻ cao hơn, thời gian sinh hoạt trên sàn nhà nhiều hơn và hệ thống enzyme chuyển hóa giải độc trong gan chưa phát triển hoàn thiện.

Kết luận

• Xây dựng và tối ưu hóa thành công quy trình phân tích đồng thời 10 hợp chất phthalate trong không khí trong nhà bằng kỹ thuật sắc ký khí khối phổ (GC-MS) với độ thu hồi đạt từ 82% đến 92%.
• Xác định rõ quy luật phân bố vật chất: các dẫn xuất phthalate nhẹ tập trung trên 78% ở pha hơi, trong khi dẫn xuất DEHP nặng phân bố chủ yếu trên 65% ở pha hạt bụi.
• Chứng minh bằng thực nghiệm mối tương quan thuận giữa nhiệt độ phòng và tốc độ phát tán phthalate, ghi nhận mức gia tăng nồng độ tới 2,8 lần khi thời tiết chuyển nóng.
• Ước tính liều lượng phơi nhiễm thực tế qua đường hô hấp tại Hà Nội, chỉ ra trẻ em là nhóm đối tượng chịu rủi ro sức khỏe cao nhất với mức hấp thụ từ 150 đến 850 ng/kg thể trọng/ngày.
• Đóng góp hệ thống dữ liệu khoa học tin cậy, làm tiền đề cho việc xây dựng Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về kiểm soát chất làm dẻo độc hại trong không gian kín.

Trong giai đoạn tiếp theo từ năm 2025 đến 2028, các nghiên cứu mở rộng cần tập trung đánh giá mức độ phơi nhiễm tích lũy đa con đường (bao gồm hô hấp, tiếp xúc qua da và nuốt phải bụi lắng) kết hợp phân tích các chất chuyển hóa monoester trong mẫu sinh học nước tiểu. Các cơ quan quản lý và đơn vị nghiên cứu cần đẩy mạnh hợp tác liên ngành nhằm thiết lập tiêu chuẩn kiểm soát chất lượng không khí trong nhà, bảo vệ môi trường sống an toàn và bền vững cho cộng đồng.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU Phthalate là diester của acid phthalic, chúng đƣợc sử dụng rộng rãi trong các sản phẩm gia dụng và vật liệu cho nhiều ngành công nghiệp khác nhau. Chúng đóng vai trò quan trọng trong quá trình sản xuất nhựa polyvinyl cloride (PVC) và các loại nhựa khác nhƣ polyvinyl acetate, ester cenlulose và polyurethane. Trong vật liệu xây dựng, đồ gia dụng, đồ chơi trẻ em, quần áo, thực phẩm (vật liệu đóng gói) và các sản phẩm y tế, mỹ phẩm. Phthalate còn đƣợc sử dụng làm tăng tính kết dính trong chất tẩy rửa, dung môi.

Tuy nhiên khả năng tích lũy sinh học, độc tính và những ảnh hƣởng xấu của phthalate đối với động vật phòng thí nghiệm, sự phân bố của phthalate trong các môi trƣờng khác nhau nhƣ không khí, đất, nƣớc, trầm tích, bùn và bụi,. cũng là vấn đề đáng đƣợc quan tâm và đã đƣợc báo cáo trong nhiều nghiên cứu trƣớc. Tuy nhiên, cho đến nay những hiểu biết chung về lớp hợp chất này trên thế giới vẫn còn khá hạn chế. Tại Việt Nam, qua tìm hiểu chúng tôi nhận thấy mới chỉ có một vài nghiên cứu cơ bản về phƣơng pháp xác định phthalate trong môi trƣờng và thực phẩm.

Nhằm hoàn thiện quy trình phân tích và đóng góp thêm những hiểu biết về sự phân bố, khả năng rủi ro cho những cƣ dân sống trong môi trƣờng bị ô nhiễm phathalte, chúng tôi đã thực hiện đề tài nghiên cứu "Nghiên cứu phân tích và đánh giá rủi ro phơi nhiễm phthalate từ không khí trong nhà tại Hà Nội, Việt Nam". Xây dựng phƣơng pháp xác định phthalate trong mẫu không khí trong nhà sử dụng kĩ thuật sắc kí khí ghép nối khối phổ. Thu thập mẫu và xác định sự phân bố của phthalate từ không khí trong nhà tại Hà Nội, Việt Nam. Đánh giá rủi ro phơi nhiễm phthalate qua con đƣờng hít thở không khí đối với các nhóm đối tƣợng khác nhau.

Phƣơng pháp: Xác định hàm lƣợng phthalate bằng phƣơng pháp sắc ký khí khối phổ (GC/MS). 1 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1. Tổng quan về phthalate 1. Giới thiệu về phthalate Phthalate hay còn gọi là các diester của 1,2-benzenedicarboxylic acid hoặc phthalic acid.

Phthalate là loại hóa chất công nghiệp đƣợc sử dụng rộng rãi trong ngành nhựa để tạo ra tính mềm dẻo và độ bền chắc cho sản phẩm. Phthalate đƣợc sử dụng làm chất trợ dẻo trong việc chế tạo nhựa polyinyl chloride (PVC). Chất trợ dẻo đƣợc nhóm thành các loại sau: Phthalate, terephthalate, epoxy, aliphatic (chủ yếu là adipate và hydro hóa phthalate), trimellitate, polymeric, phosphate, và một số thành phần khác. Trong đó các ester của acid phthalic, thƣờng đƣợc gọi là chất làm dẻo phthalate, là loại chất làm dẻo chủ yếu đƣợc sản xuất và tiêu thụ trên thế giới.

Năm 2014, trên thế giới sản lƣợng sản xuất nhựa dẻo khoảng 8 triệu tấn, trong đó phthalate chiếm 70%, giảm từ khoảng 88% năm 2005; chúng đƣợc dự báo sẽ chiếm 65% lƣợng tiêu thụ thế giới trong năm 2019 [12]. Phthalate đƣợc tìm thấy trong vật liệu xây dựng, bọc đệm, vinyl sàn, sơn tƣờng, sợi, bao bì thực phẩm, đồ chơi trẻ em và mỹ phẩm nhƣ sơn móng tay, gel vuốt tóc, kem dƣỡng da, nƣớc hoa,. chúng đƣợc thêm vào để làm tăng độ bóng, độ mịn, độ bám bề mặt và giữ mùi lâu hơn. Phthalate đƣợc sử dụng tùy thuộc vào những thuộc tính khác nhau của chúng ví dụ nhƣ trọng lƣợng phân tử.

Một số phthalate có trọng lƣợng phân tử cao (7C đến 13C) đƣợc bổ sung vào nhựa để làm tăng tính dẻo và độ bền của vật liệu, phthalate có trọng lƣợng phân tử thấp (2C đến 6C) thƣờng đƣợc dùng làm tăng tính kết dính trong chất tẩy rửa, dung môi [27]. Phthalate đƣợc dùng làm chất chống tạo bọt trong sản xuất giấy [34]. Trong ngành y dƣợc phthalate còn đƣợc ứng dụng sản xuất các loại dụng cụ, thiết bị y tế, các phthalate thƣờng có trong những túi nhựa đựng máu, dây truyền nƣớc và hóa chất, ống thông tiểu, ống súc dạ dày. Diethyl phthalate (DEP) có tính diệt khuẩn cao nên đƣợc dùng nhƣ một chất trị bệnh ghẻ.

Đặc biệt, DEP đƣợc dùng làm chất hóa dẻo trong bao phim viên thuốc, nhƣng lớp phim bao này thƣờng rất mỏng 2 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] cộng với việc sử dụng hàng ngày chỉ một lƣợng nhỏ nên coi nhƣ lƣợng vào cơ thể không đáng kể [28]. Công thức cấu tạo chung của phthalate Đây là công thức cấu tạo chung của các ester phthalate hay còn đƣợc gọi là diester của acid benzenedicarboxylic. R và R’ là 2 gốc hydrocarbon. Cấu trúc khác nhau của 2 nhánh này sẽ tạo ra những tính chất hóa học và vật lý rất riêng của từng chất và làm thay đổi hoạt tính sinh học của chúng [29].

Tên gọi, công thức hoá học của một số phthalate thông dụng đƣợc thể hiện ở bảng 1.1: Một số phthalate thƣờng gặp KLPT No Tên gọi Viết tắt Công thức cấu tạo (đ.C) Dimethyl 1 DMP C6H4(COOCH3)2 194,18 phthalate Diethyl 2 DEP C6H4(COOC2H5)2 222,24 phthalate Diallyl 3 DAP C6H4(COOCH2CH=CH2)2 246,26 phthalate Di-n-propyl 4 DPP C6H4[COO(CH2)2CH3]2 250,29 phthalate Di-n-butyl 5 DBP C6H4[COO(CH2)3CH3]2 278,34 phthalate 3 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Di-iso-butyl 6 DiBP C6H4[COOCH2CH(CH3)2]2 278,34 phthalate Butyl 7 cyclohexyl BCHP CH3(CH2)3OOCC6H4COOC6H11 304,38 phthalate Di-n-pentyl 8 DnPP C6H4[COO(CH2)4CH3]2 306,40 phthalate Dicyclohexyl 9 DCHP C6H4[COOC6H11]2 330,42 phthalate Butyl benzyl 10 BzBP CH3(CH2)3OOCC6H4COOCH2C6H5 312,36 phthalate Di-n-hexyl 11 DnHP C6H4[COO(CH2)5CH3]2 334,45 phthalate Di-iso-hexyl 12 DiHxP C6H4[COO(CH2)3CH(CH3)2]2 334,45 phthalate Di-iso-heptyl 13 DiHP C6H4[COO(CH2)4CH(CH3)2]2 362,50 phthalate Butyl decyl 14 BDP CH3(CH2)3OOCC6H4COO(CH2)9CH3 362,50 phthalate Di(2- 15 ethylhexyl) DEHP C6H4[COOCH2CH(C2H5)(CH2)3CH3]2 390,56 phthalate Di(n-octyl) 16 DnOP C6H4[COO(CH2)7CH3]2 390,56 phthalate Di-iso-octyl 17 DiOP C6H4[COO(CH2)5CH(CH3)2]2 390,56 phthalate n-Octyl n- 18 ODP CH3(CH2)7OOCC6H4COO(CH2)9CH3 418,61 decyl phthalate 4 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Di-iso-nonyl 19 DiNP C6H4[COO(CH2)6CH(CH3)2]2 418,61 phthalate Di(2- C6H4[COOCH2CH(CH2CH2CH3)(CH2 20 propylheptyl) DPHP 446,66 )4CH3]2 phthalate Di-iso-decyl 21 DiDP C6H4[COO(CH2)7CH(CH3)2]2 446,66 phthalate Diundecyl 22 DUP C6H4[COO(CH2)10CH3]2 474,72 phthalate Di-iso-undecyl 23 DiUP C6H4[COO(CH2)8CH(CH3)2]2 474,72 phthalate Ditridecyl 24 DTDP C6H4[COO(CH2)12CH3]2 530,82 phthalate Di-iso-tridecyl 25 DiTP C6H4[COO(CH2)10CH(CH3)2]2 530,82 phthalate 1. Tính chất của phthalate - Nhóm các ester phthalate là các chất lỏng, dễ bay hơi, có mùi nhẹ, tan không đáng kể trong nƣớc và carbon tetracloride nhƣng lại tan tốt trong các dung môi hữu cơ nhƣ methanol, acetonitrile, hexane, các dung dịch dầu ăn, chất béo. Chúng có thể tan đƣợc trong máu và những chất dịch cơ thể có chứa lipoprotein. - Khi bị phân hủy nhiệt, các phthalate này cho khí mùi hơi chát.

- Phthalate không có tƣơng tác với các muối nitrate, kiềm, acid hay những chất oxy hóa mạnh. - Phthalate là một nhóm hóa chất đƣợc sử dụng nhƣ chất làm dẻo, trong đó cung cấp tính linh hoạt và độ bền cho nhựa nhƣ polyvinyl cloride (PVC). - Phthalate khác nhau rất nhiều về tính chất hóa học do độ dài chuỗi khác nhau của chúng. Do đó, sự phân bố của phthalate trên các môi trƣờng khác nhau cũng khác nhau.

Trọng lƣợng phân tử dao động từ khoảng 194 đến 550 g/ mol, độ 5 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] hòa tan trong nƣớc và hệ số phân tán octanol- nƣớc tăng theo trọng lƣợng phân tử. Nhƣ với hầu hết các hóa chất kỵ nƣớc hữu cơ, các ester phthalate ít hòa tan trong nƣớc mặn hơn trong nƣớc ngọt [32]. Tính chất lý hoá học của một số phthalate đƣợc thể hiện ở bảng 1. Tính chất lý, hoá học của các phthalate trong nghiên cứu này Nhiệt Độ Áp suất hóa tan Công thức hóa hơi Trích STT Phthalate hơi logKow trong cấu tạo (mmHg) dẫn (oC) nƣớc 4 284 1,5- 3,08.10-5 4 DiBP 320 - - (24oC) ( 25oC) 6 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.10-7 9 DCHP 222 6,2 mg/L [22] (25oC) (24oC) 10 DPP 318 - - - 1.

Độc tính của phthalate Phthalate đƣợc sử dụng rộng rãi trong nhiều sản phẩm chăm sóc cá nhân và tiêu dùng của con ngƣời, do phthalate không tạo thành một liên kết hoá học bền 7 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] vững với chất dẻo, chỉ có sự tƣơng tác lƣỡng cực giữa chúng nên chúng có thể thoát khỏi sản phẩm ra môi trƣờng một cách dễ dàng. Chƣa có nhiều thử nghiệm về tác hại của các phthalate đối với cơ thể con ngƣời. Tuy nhiên đối với những nghiên cứu trên động vật (cụ thể là chuột ở cả hai giống đực và cái) đã cho ta thấy những kết quả đáng sợ về độc tính của các phthalate này. Theo nghiên cứu trƣớc đây đã nêu ra độc tính của các phthalate này trên những con chuột đƣợc tiêm vào một lƣợng phthalate nhất định.

Tất cả các phthalate kiểm tra đều có những tác hại về hệ sinh sản và một điều đáng lƣu ý ở một số thai nhi bị biến đổi ở hầu hết các động vật đƣợc tiêm. Các phthalate khi đƣợc tiêm vào tĩnh mạch chuột, cơ thể chuột tích tụ các phthalate lại trong phổi, gan và lá lách với những lƣợng khác nhau các phthalate và dần dần làm mất chức năng của các bộ phận đó [28], [36]. Trong các nghiên cứu trên động vật thí nghiệm, khi tiếp xúc với phthalate lâu dài sẽ dẫn đến tỷ lệ mắc các bệnh bất thƣờng nhƣ hở hàm ếch, các dị tật xƣơng và đƣờng hô hấp tăng và tỉ lệ tử vong của thai nhi tăng lên [4] Để đánh giá mức độ độc tính của phthalate, một nghiên cứu đã đƣợc khảo sát trên chuột hoặc thỏ qua nhiều con đƣờng phơi nhiễm khác nhau, kết quả thể hiện trong bảng 1. LD50 của một số phthalate.

Phthalate Ghi chú LD50 Qua đƣờng tiêu hóa (chuột) 7499 mg/kg DBP Qua da (thỏ) 20000 mg/kg Qua hít thở (chuột) 25000 mg/m/2h Qua đƣờng tiêu hóa (chuột) 6,9 g/kg DMP Qua đƣờng tiêu hóa (thỏ) 4,4 g/kg DEP Qua đƣờng tiêu hóa (chuột) 8,6 g/kg DBP Qua đƣờng tiêu hóa (chuột) 12,6 g/kg 8 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Qua đƣờng tiêu hóa (chuột) 30,6 g/kg DEHP Qua đƣờng tiêu hóa (thỏ) 33,9 g/kg LD50- (Lethal Dose - là liều lƣợng của hoá chất phơi nhiễm trong cùng một thời điểm, gây ra cái chết cho 50% (một nửa) của một nhóm động vật dùng thử nghiệm). Một nghiên cứu cho thấy sự xuất hiện của 14 chất phthalate đã đƣợc tìm thấy trong tất cả các mẫu nƣớc tiểu của ngƣời từ một số nƣớc châu á nhƣ: Trung Quốc, Ấn Độ, Nhật Bản, Hàn Quốc, Kuwait, Malaysia và Việt Nam [36], cho thấy sự phơi nhiễm phổ biến của con ngƣời với phthalate ở các nƣớc Châu á này.