26
BGIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIT NAM HC VIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ------- *** ------- NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG MT SHP CHT CLOBENZEN TNGUỒN PHÁT THẢI KHÔNG CHỦ ĐỊNH TẠI CÁC KHU CÔNG NGHIỆP TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH THÁI NGUYÊN. Chuyên ngành: Hóa học phân tích Mã số: 9.44.01.18 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC Ni, 2019

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VIỆT …gust.edu.vn/media/26/uftai-ve-tai-day26758.pdf · vật liệu này đã có sẵn CBz. CBz được hình thành

  • Upload
    others

  • View
    6

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VIỆT …gust.edu.vn/media/26/uftai-ve-tai-day26758.pdf · vật liệu này đã có sẵn CBz. CBz được hình thành

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC

VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

------- *** -------

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG MỘT SỐ HỢP

CHẤT CLOBENZEN TỪ NGUỒN PHÁT THẢI KHÔNG CHỦ

ĐỊNH TẠI CÁC KHU CÔNG NGHIỆP TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH

THÁI NGUYÊN.

Chuyên ngành: Hóa học phân tích

Mã số: 9.44.01.18

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC

Hà Nội, 2019

Hà Nội, 2018

Page 2: BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VIỆT …gust.edu.vn/media/26/uftai-ve-tai-day26758.pdf · vật liệu này đã có sẵn CBz. CBz được hình thành

1

Công trình được hoàn thành tại: Học viện Khoa học và Công nghệ -

Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam

Người hướng dẫn khoa học 1: PGS.TS. Từ Bình Minh

Người hướng dẫn khoa học 2: PGS.TS. Nguyễn Thị Huệ

Phản biện 1: PGS.TS.

Phản biện 2: PGS.TS.

Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án tiến sĩ cấp Học

viện, họp tại Học viện Khoa học và Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa

học và Công nghệ Việt Nam vào hồi ….giờ ……’, ngày …. tháng …

năm 2019

Có thể tìm hiểu luận án tại:

- Thư viện Học viện Khoa học và Công nghệ

- Thư viện Quốc gia Việt Nam

Page 3: BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VIỆT …gust.edu.vn/media/26/uftai-ve-tai-day26758.pdf · vật liệu này đã có sẵn CBz. CBz được hình thành

2

MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của luận án

Nghiên cứu sự ô nhiễm của các hợp chất hữu cơ khó phân

hủy (POPs) đã và đang được sự quan tâm của rất nhiều nhà khoa học

trên thế giới. Việc đánh giá mức độ ô nhiễm và phát thải của các hợp

chất clobenzen giống dioxin như hexaclobenzen (HCB),

Pentaclobenzen (PeCB), tetraclobenzen (TeCB), triclobenzen (TCB),

diclobenzen (DCB) là cơ sở khoa học để các nước tham gia ký kết

Công ước Stockholm thực hiện tốt các kế hoạch về quản lý, thải bỏ

và xử lý ô nhiễm môi trường bởi POPs. Ở Việt Nam chủ yếu chỉ tập

trung hướng nghiên cứu các U –POPs như dioxin; furan và PCBs

trong các đối tượng môi trường đất, trầm tích, sinh vật và con người.

Các công bố liên quan đến sự phát thải không chủ định của các hợp

chất clobenzen vào môi trường từ các hoạt động sản xuất công

nghiệp và xử lý rác thải ở Việt Nam hầu như chưa có.

Từ các vấn đề nêu trên cho thấy sự cần thiết phải nghiên cứu một

cách tổng thể về các nguồn phát thải và mức độ ô nhiễm môi trường

từ các nguồn thải công nghiệp của các clobenzen, tối ưu quy trình

phân tích hiệu quả cho phù hợp với điều kiện ở Việt Nam. Đây là vấn

đề mang tính thời sự trong điều kiện hiện nay khi vấn đề về sức khỏe

và môi trường ở Việt Nam đang ở mức báo động. Chính vì vậy, tôi

quyết định lựa chọn đề tài “Nghiên cứu xác định hàm lượng một số

hợp chất clobenzen từ nguồn phát thải không chủ định tại các

khu công nghiệp trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên”, góp phần vào

công cuộc bảo vệ và phát triển bền vững môi trường sinh thái trên địa

bàn tỉnh Thái Nguyên

Page 4: BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VIỆT …gust.edu.vn/media/26/uftai-ve-tai-day26758.pdf · vật liệu này đã có sẵn CBz. CBz được hình thành

3

2. Mục tiêu nghiên cứu của luận án

- Nghiên cứu quy trình xác định đồng thời và thẩm định phương pháp

phân tích 7 chất đồng loại clobenzen, bao gồm 1,2-diclobenzen (1,2-

DCB); 1,3-diclobenzen (1,3- DCB); 1,2,4-triclobenzen (1,2,4-TCB);

1,2,3,4-tetraclobenzen (1,2,3,4-TeCB), 1,2,4,5-tetraclobenzen

(1,2,4,5-TeCB); pentaclobenzen (PeCB) và hexaclobenzen (HCB) ở

hàm lượng vết và siêu vết trong mẫu khí thải và rắn thải công nghiệp

(tro bay, tro đáy, nguyên liệu đầu vào).

- Áp dụng quy trình tối ưu để xác định đồng thời các clobenzen trong

các loại mẫu công nghiệp bao gồm khí thải, tro thải, nguyên liệu của

một số ngành công nghiệp tại các khu công nghiệp thuộc tỉnh Thái

Nguyên.

- Đánh giá sơ bộ về mức độ và đặc tính phát thải của các clobenzen

từ quá trình nhiệt của một số ngành công nghiệp bao gồm lò đốt rác

thải, luyện kim, sản xuất gạch và sản xuất xi măng.

3. Các nội dung nghiên cứu chính của luận án

- Nghiên cứu quy trình tối ưu xác định đồng thời và thẩm định

phương pháp phân tích 7 chất đồng loại

Khảo sát lựa chọn các điều kiện tối ưu để phân tích các hợp

chất clobenzen trên thiết bị sắc kí khí dùng detector cộng kết điện tử

(GC-ECD) và detector khối phổ (GC-MS)

Khảo sát tối ưu hoá quy trình xử lý mẫu bao gồm chiết, làm

sạch và làm giàu mẫu.

Thẩm định phương pháp phân tích: xác định khoảng tuyến

tính, đường chuẩn, giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng, hệ số

thu hồi và độ lặp lại của phương pháp.

- Áp dụng quy trình tối ưu để xác định đồng thời các clobenzen trong

các mẫu công nghiệp

Page 5: BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VIỆT …gust.edu.vn/media/26/uftai-ve-tai-day26758.pdf · vật liệu này đã có sẵn CBz. CBz được hình thành

4

Phân tích hàm lượng các clobenzen trong các loại mẫu khí và mẫu

rắn lấy tại các nhà máy trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên và một số tỉnh

phía Bắc trên thiết bị GC-ECD và khẳng định sự có mặt của các hợp

chất clobenzen trên thiết bị GC-MS

Đánh giá đặc trưng đồng loại, là tỷ lệ hàm lượng của từng chất

trên tổng hàm lượng của các clobenzen, trong các loại mẫu khí thải

và rắn thải công nghiệp

Đánh giá hệ số phát thải; lượng phát thải hàng năm và mức độ

rủi ro của các clobenzen đối với con người từ một số ngành công

nghiệp thuộc tỉnh Thái Nguyên.

4. Những đóng góp mới của luận án

1. Đã tối ưu hóa các điều kiện để xác định đồng thời 7 chỉ tiêu

clobezen, trong các mẫu công nghiệp (mẫu khí thải và mẫu rắn

thải (Tro bay, tro đáy) ở lượng vết và siêu vết sử dụng GC-ECD

và GC-MS

2. Đã phát triển xây dựng thành công quy trình phân tích nhóm

hợp chất clobenzen ở lượng vết và siêu vết

3. Bước đầu đã phát hiện được đặc trưng và xác định được mức

độ phát thải thông qua hệ số phát thải và lượng phát thải của 7

clobenzen từ các mẫu thải rắn công nghiệp trên địa bàn tỉnh Thái

Nguyên.

Đây là nghiên cứu được công bố đầu tiên tại Việt Nam về mức

độ phát thải không chủ định của các clobenzen trong một số ngành

công nghiệp. Qua đó đóng góp vào kiểm kể phát thải nhằm hạn chế

và loại bỏ hoàn toàn các chất POPs nguy hại trong môi trường, đáp

ứng các yêu cầu của Công ước Stockholm, hướng đến sự phát triển

bền vững tại Việt Nam

Page 6: BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VIỆT …gust.edu.vn/media/26/uftai-ve-tai-day26758.pdf · vật liệu này đã có sẵn CBz. CBz được hình thành

5

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. TỔNG QUAN VỀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

1.1.1. Tổng quan về các Clobenzen

Các dẫn xuất clobenzen C6H(6-x)Clx, tạo thành một nhóm

ổn định, không màu, hợp chất có mùi dễ chịu. Clo có thể được thay

thế cho các nguyên tử hiđrô sáu trên các vòng benzen, hình thành

mười hai hợp chất clorinat khác nhau: Monoclobenzene (MCB);

ortho-diclobenzene (1,2-DCB); meta-diclobenzene (1,3-DCB), para-

diclobenzene (1,4-DCB); 1,2,3-triclobenzene, 1,2,4-triclobenzene;

1,3,5-triclobenzene; 1,2,3,4-tetraclobenzene; 1,3,4,5-tetraclobenzene;

1,2,4,5-tetraclobenzene; Pentaclobenzene; Hexaclobenzen. Tính chất

hóa lý của các hợp chất clobenzene (CBz) khi thải ra môi trường, có

khả năng bay hơi vào khí quyển. Các CBz từ khí quyển sẽ bị phân

hủy chủ yếu thông qua các phản ứng với gốc hydroxyl để sản xuất

nitroclobenzene, clophenol, và các sản phẩm dicarbonyl béo, các sản

phẩm này tiếp tục được loại bỏ bằng sự quang hóa hoặc phản ứng với

các gốc hydroxyl. Các hợp chất CBz giải phóng vào môi trường nước

sẽ tích tụ trong chất rắn lơ lửng và trầm tích (đặc biệt là các trầm tích

hữu cơ giàu). Tất cả CBz đều có thể hấp thụ dễ dàng ở con người và

động vật qua con đường tiêu hóa và hô hấp. Sự hấp thụ bị ảnh hưởng

bởi vị trí và số clo trong các đồng loại clobenzen. Sau khi hấp thụ các

clobenzen nhanh chóng phân bố đến các cơ quan, tích lũy chủ yếu

trong mô mỡ và có thể ở lại đó trong một thời gian dài, với số lượng

nhỏ trong gan và các cơ quan khác.

1.1.2. sự hình thành hợp chất clobenzen từ một số hoạt động công nghiệp

Sự phá hủy không hoàn toàn của vật liệu được đốt nhưng trong

vật liệu này đã có sẵn CBz. CBz được hình thành do sự chuyển hóa

của các hợp chất là tiền chất, hoặc hình thành ở vùng nhiệt độ thấp từ

các hạt cacbon và các hợp chất chứa clo - tổng hợp denovo. Tuy

nhiên, hàm lượng phát thải CBz trong quá trình đốt cháy phụ thuộc

Page 7: BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VIỆT …gust.edu.vn/media/26/uftai-ve-tai-day26758.pdf · vật liệu này đã có sẵn CBz. CBz được hình thành

6

rất nhiều vào các điều kiện đốt cháy và sự có mặt hay không của các

vật liệu xúc tác. Các CBz cũng có thể hình thành do quá trình khử clo

của HCB (hình 1.1) dưới sự có mặt của các chất xúc tác như (kim

loại Cu, CuO, Cao/ a-Fe2O3.....) tạo ra các đồng loại CBs clo thấp hơn

1.2. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI

NƯỚC

1.2.1. Các nghiên cứu trên thế giới

Trong những năm gần đây, một số nghiên cứu cũng đã tập

trung vào sự phát thải các hợp POPs không chủ định từ khâu sản xuất

kim loại màu và kim loại đen, luyện quặng sản xuất gang, thép, sản

xuất than cốc và các quá trình luyện kim màu thứ cấp. Nghiên cứu tại

Trung Quốc trong ngành sản xuất kim koại chì, kẽm năm 2007 cho

thấy hệ số phát thải trung bình của PCDD/Fs trong các mẫu khí đối

với ngành sản xuất chì và kẽm tương ứng là 98,2 và 0,35 ng

TEQ/(Nm3); trong các mẫu tro bay là 5,64 ng TEQ/g với ngành kẽm;

0,05 ng TEQ/g trong ngành sản xuất chì. Hệ số phát thải của mẫu khí

đối với PCBs từ ngành sản xuất kẽm và chì tương ứng là 2,786 và

0,002 ng TEQ/Nm3. Sự hình thành, giảm thiểu phát thải của

clobenzene, polychlorinated dibenzo-p-dioxin và dibenzofurans

polychlorinated (PCDD / Fs) đã được nghiên cứu trong một lò nung

xi măng khô điển hình ở Trung Quốc. Lượng phát thải của PCDD / F

và CBz trong khí thải tương ứng là 0,16 ng I-TEQ Nm-3 và 26 µg /

Nm3. Nồng độ của 1,2-DCB dao động trong khoảng 100 – 9424 ng /

Nm3; 1,3 và 1,4 –DCBz là 223 – 6409 ng / Nm3 1,3,5/1,2,4/1,2,3-

TCB trong khoảng 35 – 3542 ng / Nm3 (trong đó 1,2,4 chiếm lượng

lớn nhất); 1,2,3,5-TeCB & 1,2,4,5-TeCB dao động trong khoảng 2 –

491 ng/ Nm3, trong khi đồng phân 1,2,3,4-TeCB là 6 – 562 ng / Nm3;

Nồng độ PeCB và HCB dao động trong khoảng tương ứng là 1 -335

ng / Nm3 và 1 – 128 ng / Nm3.

Page 8: BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VIỆT …gust.edu.vn/media/26/uftai-ve-tai-day26758.pdf · vật liệu này đã có sẵn CBz. CBz được hình thành

7

1.2.2. Các nghiên cứu trong nước

Các nghiên cứu về các hợp chất POPs như dioxin/furan,

DDT, PCBs ở Việt Nam đã được quan tâm từ cuối thế kỷ 20 vì tính

độc hại chúng và sự thay đổi về nhận thức trong bảo vệ môi trường

của các nhà quản lý cũng như các nhà khoa học. Tuy nhiên, ở Việt

Nam mới chỉ tập trung hướng nghiên cứu POPs trong các đối tượng

môi trường đất, trầm tích, sinh vật và con người nhằm khắc phục hậu

quả của chất độc hóa học/dioxin. Chưa có công bố nào liên quan đến

đánh giá sự phát thải của các hợp chất clobenzen (DCB, TCB, TeCB,

PeCB, HCB) phát thải không chủ định trong nhiều ngành sản xuất

công nghiệp và tái chế rác. Nên việc đánh giá và so sánh mức độ ô

nhiễm, nguồn phát thải cho nhóm chất này gặp nhiều khó khăn.

Page 9: BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VIỆT …gust.edu.vn/media/26/uftai-ve-tai-day26758.pdf · vật liệu này đã có sẵn CBz. CBz được hình thành

8

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. PHẠM VI VÀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

Đối tượng nghiên cứu của luận án là 7 chỉ tiêu clobenzen thuộc

05 nhóm đồng phân, bao gồm diclobenzen (1,2; 1,3 - DCB);

triclobenzen (1,2,4-TCB); tetraclobenzen (1,2,3,4; 1,2,4,5-TeCB);

pentaclobenzen (PeCB) và hexaclobezen (HCB). * Các nhà máy

sản xuất công nghiệp và lò đốt rác trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên

được liệt kê ở bảng 2.1

* Các nhà máy sản xuất công nghiệp và lò đốt rác thuộc các tỉnh

miền Bắc Việt Nam thu thập để so sánh với kết quả mẫu thu thập từ

Thái Nguyên

T

T

Tên đơn vị

lấy mẫu

Ngày

lấy mẫu

Kí hiệu

nhà

máy

Loại hình

sản xuất

Công

suất

(tấn/h)

Tốc độ

khí thải

(Nm3/h)

Công suất

trung

bình /

năm

THÁI NGUYÊN

1

Nhà máy

luyện kim đen

Việt Trung

03/2014 NMLK1 Gang 6,0 31000 8040

2 Công ty luyện

kim màu 2 06/2014 NMLK2 Kẽm oxít 1,0 14700 7000

3

Công ty

TNHH cơ khí

Đức Thịnh

12/2017 NMLK3 Gang đúc 2,5 - 2496

4

Công ty CP

luyện kim đen

Thái Nguyên-

Nhà máy

luyện kim đen

Nam Sơn

03/2017 NMLK4 Gang,

thép 5,8 - 8040

5

Nhà Máy cơ

Khí Z115 Bộ

Quốc Phòng -

Thái Nguyên

12/2017 NMLK5 Cán thép 0,04 - 8040

6

Nhà máy gạch

tuynel Thái

Sơn

03/2014 NMVL1 Gạch 5,8 16500 6530

7 Nhà máy gạch 03/2017 NMVL2 Gạch 5,0 - 8040

Bảng 2. 1. Thông tin về các mẫu thực tế

Page 10: BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VIỆT …gust.edu.vn/media/26/uftai-ve-tai-day26758.pdf · vật liệu này đã có sẵn CBz. CBz được hình thành

9

tuynel Khe

Mo

8

Nhà máy xi

măng Quan

Triều

06/2014 NMVL3 Xi măng 40 - 7920

9

Hợp tác xã

Thương mại

và dịch vụ

Phúc lợi

06/2014 LDCN Rác công

nghiệp 0.25 20000 2640

1

0

Bệnh viện đa

khoa Đồng Hỷ 03/2014 LDYT Rác y tế 0.2 - 1536

1

1

Lò đốt rác thải

sinh hoạt – thị

trấn Đa- Phú

Lương

03/2017 LDSH1 Rác sinh

hoạt 0,45 - 2900

1

2

Lò đốt rác thải

sinh hoạt –

Sông Cầu

03/2017 LDSH2 Rác sinh

hoạt 0,7 - 2900

1

3

Lò đốt rác thải

sinh hoạt – xã

Trại Cau-

03/2017 LDSH3 Rác sinh

hoạt 0,45 - 2900

1

4

Lò đốt rác thải

Tân Cương 03/2017 LDSH4

Rác sinh

hoạt 0,7 - 2900

2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.2.1. Mục tiêu nghiên cứu

2.2.2. Nội dung nghiên cứu

2.2.3. Phương pháp tổng quan tài liệu

2.2.4. Phương pháp điều tra khảo sát

2.2.5. Phương pháp thực nghiệm

2.2.5.1. Các phương pháp lấy mẫu, vận chuyển và bảo quản mẫu

2.2.5.2. Lấy mẫu và thông tin mẫu thực tế

2.2.5.3. Phương pháp phân tích CBz trên thiết bị GC-ECD

2.2.5.4. Nghiên cứu quy trình xử lí mẫu và xác nhận giá trị sử dụng

của phương pháp

2.2.5.5. Phân tích mẫu thực tế

2.2.5.6. Đánh giá mức độ phát thải và đánh giá rủi ro của hợp chất

clobenzen

2.2. Quy trình phân tích

Page 11: BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VIỆT …gust.edu.vn/media/26/uftai-ve-tai-day26758.pdf · vật liệu này đã có sẵn CBz. CBz được hình thành

10

Hình 2.1 Quy trình phân tích các CBz trong mẫu rắn

Hình 2.2. Quy trình phân tích các CBz trong mẫu khí

Page 12: BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VIỆT …gust.edu.vn/media/26/uftai-ve-tai-day26758.pdf · vật liệu này đã có sẵn CBz. CBz được hình thành

11

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THỰC NGHIỆM

3.1. KHẢO SÁT CÁC ĐIỀU KIỆN TỐI ƯU TRONG QUÁ

TRÌNH PHÂN TÍCH ĐỒNG THỜI CBz TRÊN THIẾT BỊ SẮC

KÍ KHÍ

3.1.1. Khảo sát các điều kiện tối ưu với dung dịch chuẩn CBz trên

thiết bị GC-ECD

3.1.1.1. Chương trình nhiệt độ cột

Từ kết quả nhận thấy việc tăng nhiệt độ cao từ 1200C – 1500C

thời gian tách chưa phù hợp, vì vậy luận án chọn nhiệt độ 700C là

nhiệt độ ban đầu sau đó tăng dần nhiệt độ lên 1200C trong 2 phút thì

việc tách các chất với thời gian lưu hợp lý hơn. Kết quả đo CBz cho

thấy ở tốc độ gia nhiệt thấp 5°C/ phút thời gian phân tích dài (khoảng

hơn 30 phút) gây tốn thời gian phân tích cũng như các yếu tố khác.

Tốc độ gia nhiệt cao 20°C/ phút làm các pic bị rửa giải nhanh do đó

dễ dẫn đến hiện tượng trùng pic. Ở tốc độ gia nhiệt 10 °C/ phút cho

khả năng tách pic tốt và thời gian phân tích hợp lý (khoảng 20 phút).

Do vậy, chọn tốc độ gia nhiệt là 10°C/ phút cho các nghiên cứu tiếp

theo. Sau khi đã khảo sát được các điều kiện tối ưu khi phân tích CBz

bằng GC-ECD, các thông số được liệt kê như trong bảng 3.1.

Nhiệt độ cổng bơm 220°C

Chế độ dòng khí Đẳng áp

Áp suất đầu cột 100 kPa

Thể tích hút mẫu 1 µl

Chế độ bơm Chia dòng

Tỉ lệ chia dòng 1:10

Chương trình bơm

mẫu Đẳng áp

Tốc độ dòng qua

cột 1 ml/phút

Cột tách SPB-608 (30 m × 0,25 mm × 0,25 µm)

Chương trình nhiệt độ lò cột

70 oC

70 oC tới 120oC Tốc độ gia nhiệt 10°C/phút; giữ 2 phút

phút

Bảng 3.1. Thông số tổi ưu khi phân tích CBz trên thiết bị GC-ECD 2010

Page 13: BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VIỆT …gust.edu.vn/media/26/uftai-ve-tai-day26758.pdf · vật liệu này đã có sẵn CBz. CBz được hình thành

12

120 oC tới 280oC Tốc độ gia nhiệt 10 °C/phút; giữ 5 phút

Tổng thời gian

phân tích 18 phút

Nhiệt độ detector 300 °C

Khí mang Nitơ

3.1.1.2. Điều kiện bơm mẫu

Kết quả phân tích trên GC-ECD cho thấy khi sử dụng chế độ

không chia dòng, pic bị hiện tượng kéo đuôi đặc biệt ở pic 1, 2 gây

ảnh hưởng tới quá trình xác định diện tích pic sử dụng để định lượng.

Luận án chọn chế độ chia dòng để phân tích CBz trên thiết bị GC-

ECD. Ở điều kiện chia dòng thấp 1 : 5, các pic có xu hướng dịch

chuyển về gần pic dung môi. Điều kiện chia dòng cao 1 : 20 cho pic

PeCB, HCB tín hiệu thấp, làm tăng ảnh hưởng của đường nền trong

quá trình phân tích. Do đó luận án sử dụng tỉ lệ chia dòng 1 : 10 cho

pic các CBz tín hiệu tốt và dùng trong các điều kiện khảo sát tiếp

theo. Kết quả thời gian lưu của các CBz được trình bày ở bảng 3.2

Bảng 3.2. Thời gian lưu của các dung dịch chuẩn CBz trên

thiết bị GC-ECD

TT Tên chất Thời gian lưu (phút)

1 1.3 Diclobenzen 4.667

2 1.2 Diclobenzen 5.310

3 1.2.4 Triclobenzen 7.812

4 1.2.4.5 Tetraclobenzen 10.707

5 1.2.3.4 Tetraclobenzen 11.974

6 Pentaclobenzen 14.016

7 Hexaclobenzen 16.729

8 CB 209 17.545

9 Pentanitroclobenzen 17.885

3.1.2. Kết quả đánh giá độ ổn định của tín hiệu phân tích CBz trên thiết

bị GC- ECD

3.1.2.1. Tính ổn định của tín hiệu phân tích

Kết quả tính toán các CBz nghiên cứu đối với các lần bơm lặp lại

của dung dịch chuẩn ở nồng độ thấp C1 và nồng độ cao C2 có giá trị RSD

biến thiên từ 1,27 % đến 15,0 % (< 20 %) cho thấy độ lặp lại của tín hiệu

Page 14: BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VIỆT …gust.edu.vn/media/26/uftai-ve-tai-day26758.pdf · vật liệu này đã có sẵn CBz. CBz được hình thành

13

phân tích tốt, có tính ổn định cao.

3.1.2.2. Giới hạn định tính (LOD) và giới hạn định lượng (LOQ) của

thiết bị

Kết quả phân tích thu được giá trị LOD của thiết bị sắc ký khí đối

với các CBz nghiên cứu nằm trong khoảng từ 0,94 đến 1,46 ppb và giá

trị LOQ từ 3,14 đến 4,87 ppb. Đây là nồng độ có độ nhạy phát hiện tốt

và tín hiệu pic tương đối ổn định.

3.1.3. Xác định khoảng tuyến tính của đường chuẩn các CBz trên

thiết bị GC-ECD

Đường chuẩn của các chất đều có hệ số tương quan hồi quy R2 lớn

hơn 0,99

3.1.4. Phân tích CBz trên thiết bị GC/MS

3.1.4.1. Điều kiện tối ưu phân tích CBz trên thiết bị GC/MS

Bảng 3.3. Thông số tối ưu khi phân

tích CBz trên thiết bị GC-MS

Bảng 3.4. Thông số các mảnh khối

phổ và thời gian lưu của các CBz trên

thiết bị GC-MS

(a)-Sắc đồ scan CBz trên thiết

bị GC-MS

(b)-Sắc đồ CBz chuẩn 10 ng/g

( 1: 1,3-DCB; 2: 1,2- DCB; 3: 1,2,4 - TCB; 4: 1,2,4,5 - TeCB;5: 1,2,3,4 –

TeCB; 6: PeCB; 7: HCB;8: PeCNB)

Hình 3. 1. Sắc đồ của CBz trên thiết bị GC/MS

Page 15: BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VIỆT …gust.edu.vn/media/26/uftai-ve-tai-day26758.pdf · vật liệu này đã có sẵn CBz. CBz được hình thành

14

Dựa trên các điều kiện phân tích trên thiết bị GC-MS, tiến

hành phân tích và bơm một số mẫu phân tích có nền phức tạp là tro

thải lên thiết bị GC-ECD và GC-MS để khẳng định sự có mặt của các

clobenzen trong các mẫu này

3.1.4.2. Giới hạn phát hiện (IDL) và giới hạn định lượng (IQL) của

CBz trên thiết bị GC/MS

Giá trị LOD của thiết bị sắc ký GC/MS đối với các CBz nằm

trong khoảng từ 1,25 đến 3,75 ppb và giá trị LOQ từ 4,16 đến 12,5

ppb.

3.2. NGHIÊN CỨU CÁC ĐIỀU KIỆN TÁCH CHIẾT XÁC

ĐỊNH CÁC CBz

3.2.1. Khảo sát các điều kiện tối ưu làm sạch mẫu trên thiết bị GC-

ECD

3.2.1.1. Phương pháp chiết lỏng – rắn

Kết quả khảo sát cho thấy độ thu hồi của các CBz khi chiết

với các dung môi khác nhau dao động khá rộng từ 66,7 đến 96,1 %.

Có thể thấy, độ thu hồi của tất cả CBz cao đồng đều khi chiết với các

DM1.1 (từ 81,8 – 96,1% ) và DM 2.3 (80,3 -93,0%). Đối với các hợp

chất 1,2 và 1,3-DCB độ thu hồi trong dung môi DM 1.2 khá cao so

với các dung môi khảo sát khác (83 -85 %) và thấp nhất trong dung

môi DM 2.1 (65,2 – 67,6 %). Như vậy, để có thể xác định đồng thời

7 CBz, luận án chọn dung môi chiết mẫu DM1.1 cho độ thu hồi cao

đồng đều với tất cả các CBz, với độ lệch chuẩn tương đối nhỏ (<

10%).

3.2.1.2. Phương pháp chiết Soxhlet

Kết quả độ thu hồi của CBz bằng phương pháp chiết Soxhlet

với các loại dung môi cho độ thu hồi tốt, đồng đều và ổn định nhất

đối với 7 CBz (83,8 đến 99,2 %) khi sử dụng hỗn hợp dung môi DM

1.1 và dung môi DM 2.1 (82,2- 108 %).

Page 16: BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VIỆT …gust.edu.vn/media/26/uftai-ve-tai-day26758.pdf · vật liệu này đã có sẵn CBz. CBz được hình thành

15

Kết quả độ thu hồi từ hai phương pháp chiết cho thấy, phương

pháp chiết lỏng - rắn đối với các mẫu tro, bụi cho độ thu hồi thấp hơn

phương pháp chiết Soxhlet nhưng vẫn đáp ứng được yêu cầu đối với

phân tích lượng vết chất hữu cơ dễ bay hơi trong nền mẫu phức tạp

(độ thu hồi trên 80 %).

3.2.2. Khảo sát điều kiện tối ưu trong quá trình làm sạch mẫu

3.2.2.1. Phương pháp làm sạch dịch chiết trên cột sử dụng hỗn hợp

Silica gel trộn than hoạt tính

Tên chất

Diclometan :

hecxan (1 :3)

Aceton : hecxan

(1 :1)

Aceton : hecxan

(1 :2)

CH 1 (mL) CH 2 (mL) CH 3 (mL)

40 60 120 40 60 120 40 60 120 1,3 – DCB 76,5 81,3 79,8 78,6 79,1 64,9 73,3 81,2 67,7

1,2 - DCB 78,3 82,4 70,9 75,7 79,6 63,1 72,6 79,1 61,2

1,2,4 – TCB 80,2 80,5 72,5 79,8 79,5 64,4 78,3 81,7 73,7

1,2,4,5 – TeCB 78,3 86,8 79,4 70,1 74,7 60,6 72,8 80,8 70,2

1,2,3,4 – TeCB 77,6 87,4 73,5 70,2 76,6 65,7 77,9 82,9 70,7

PeCB 81,2 83,6 72,0 71,4 75,7 70,2 77,5 79,8 72,6

HCB 80,5 87,2 80,2 73,6 77,1 63,7 80,7 80,2 75,9

Như vậy để đảm bảo được độ thu hồi của các chất CBz trên cột

silicagel + than hoạt tính cũng như hạn chế sử dụng lượng lớn dung

môi hữu cơ, luận án lựa chọn thể tích CH1 trong bước rửa giải là 60

ml cho các nghiên cứu tiếp theo.

3.2.2.2. Phương pháp làm sạch dịch chiết trên cột sử dụng cột florisil

Kết quả độ thu hồi của các CBz khi chiết bằng cột florisil với

hệ dung mồi diclometan : hexan (1:3 v/v) nằm trong khoảng 80 đến

115% (với giá trị RSD trong khoảng từ 2,6 đến 9,8 %). Như vậy cả

hai cột silicagel + than hoạt tính và Florisil đều cho độ thu hồi ( >

80%) nằm trong giới hạn cho phép theo tài liệu hướng dẫn phương

pháp của EPA 8121 (với độ thu hồi biến thiên từ 59 đến 116 %)

Bảng 3.10. Khảo sát dung môi rửa giải trên cột chiết silicagel + than hoạt tính

Page 17: BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VIỆT …gust.edu.vn/media/26/uftai-ve-tai-day26758.pdf · vật liệu này đã có sẵn CBz. CBz được hình thành

16

Hình 3.2. So sánh giữa hai cột chiết silicgel + than hoạt tính và florisil

3.3. KẾT QUẢ TỐI ƯU PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH

3.3.1. Xác định giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng của phương

pháp

T

T Chất SD

MDL

(ng/g)

R =

TB/MDL MQL

1 1,3-DCB 0,026 0,077 10,4 0,26

2 1,2-DCB 0,039 0,117 6,2 0,39

3 1,2,4-TCB 0,018 0,054 7,4 0,18

4 1,2,4,5-TeCB 0,016 0,050 8,0 0,16

5 1,2,3,4-TeCB 0,023 0,069 7,4 0,23

6 PeCB 0,019 0,057 4,8 0,19

7 HCB 0,021 0,062 4,7 0,21

3.3.2. Xác định độ chính xác của phương pháp

Độ thu hồi của các CBz thường và chuẩn đồng hành CB 209

biến thiên khá rộng từ khoảng 79,7 % đến 113,7%. Độ lệch chuẩn

tương đối của các chất phân tích trong mẫu lặp nằm trong khoảng

3,53 đến 12,9 %. Kết quả tổng hợp các giá trị sử dụng của phương

pháp phân tích được tóm tắt trong bảng sau:

Tên chất MDL

(ng/g)

MQL

(ng/g)

Hiệu suất

thu hồi H

(%)

Hiệu suất thu

hồi theo

US-EPA 8121

U %

1,3-DCB 0,077 0,258 79,9 – 113,7 103 34,0

1,2-DCB 0,117 0,391 79,7 – 107,8 77,0 - 102 28,8

1,2,4-TCB 0,054 0,180 78,5 – 85,2 59,0 24,4

1,2,4,5-

TeCB 0,050 0,168 82,0 – 94,8 102 28,3

020406080

100120140

1 2 3 4 5 6 7

Florisil Silicagel + than hoạt tính

Bảng 3. 6. Giá trị MDL và MQL của các CBz nghiên cứu

Bảng 3.7. Tổng hợp các thông số xác nhận giá trị sử dụng của phương pháp

Page 18: BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VIỆT …gust.edu.vn/media/26/uftai-ve-tai-day26758.pdf · vật liệu này đã có sẵn CBz. CBz được hình thành

17

1,2,3,4-

TeCB 0,055 0,184 81,6 – 92,7 104 26,9

PeCB 0,078 0,290 83,9 – 108 73,0 -129 19,6

HCB 0,062 0,210 80,1 – 105,1 84,0 -116 25,8

3.4. ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ Ô NHIỄM VÀ PHÁT THẢI CÁC

HỢP CHẤT CLOBENZEN TRONG MỘT SỐ HOẠT ĐỘNG

CÔNG NGHIỆP

3.4.1. Mức độ ô nhiễm và phát thải clobenzen trong các mẫu khí thải

Nồng trung bình CBz độ dao động trong khoảng từ 2,00 đến

69,8 ng /Nm3. Hàm lượng CBz trong nhà máy luyện gang tương

đương với nhà máy sản xuất kẽm oxít và đều gấp khoảng 15 lần so

với nhà máy sản xuất gạch tuynel và nhà máy tái chế nhựa. Sự chênh

lệch nồng độ khá lớn của lò luyện gang và thép có thể do quá trình

sản xuất ở nhiệt độ cao với nguồn nguyên liệu đầu vào là quặng sắt,

sự có mặt của các kim loại, oxít kim loại có vai trò như chất xúc tác

dẫn đến sự hình thành của các tiền chất (Cl2; benzen..) và tổng hợp

các CBz (đặc biệt là PeCB và HCB) theo cơ chế hình thành denovo.

Kết quả cũng cho thấy hàm lượng các CBz trong khí lò đốt cao hơn

so với mẫu khí xung quanh

3.4.2. Mức đô ô nhiễm và phát thải của các clobenzen trong mẫu

thải rắn công nghiệp

3.4.2.1. Mức đô ô nhiễm và phát thải của các clobenzen trong ngành

luyện kim

Từ kết quả nghiên cứu cho thấy có sự khác biệt khá lớn về

hàm lượng trung bình của tổng CBz trong ngành luyện kim màu (sản

xuất kẽm oxít – NMLK2) và ngành luyện kim đen (gang, thép-

NMLK3; NMLK4) Hàm lượng các CBz trong các mẫu tro bay và tro

đáy được thể hiện ở hình 3.3

Page 19: BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VIỆT …gust.edu.vn/media/26/uftai-ve-tai-day26758.pdf · vật liệu này đã có sẵn CBz. CBz được hình thành

18

Hình 3.3. Nồng độ CBz trong các nhà máy luyện kim

3.4.2.2. Mức đô ô nhiễm và phát thải của các clobenzen trong một số

ngành sản xuất vật liệu xây dựng

Hàm lượng trung bình tổng CBz trong các mẫu rắn của

NVVL1, NMVL2 và NMVL3 dao động trong khoảng từ 2,69 – 22,6

ng/g. Trong đó hàm lượng CBz của NMVL1; NVVL3 có hàm lượng

tương đương nhau và đều nhỏ hơn so với NMVL2. Hàm lượng CBz

trong hai nhà máy gạch tuynel có sự khác biệt đáng kể, ở NMVL2

cao gấp 7 lần so với NMV1. Khi so sánh với kết quả đã được báo cáo

ở một số quốc gia thì hàm lượng CBz trong nghiên cứu này đều nhỏ

hơn rất nhiều so với trong các kết quả thu được ở nhà máy xi măng

tại Trung Quốc.

3.4.2.3. Mức đô ô nhiễm và phát thải của các clobenzen trong lò đốt

rác thải

Từ kết quả nghiên cứu cho thấy hàm lượng trung bình tổng

CBz trong 3 loại lò đốt công nghiệp, y tế và sinh hoạt nằm trong

khoảng từ 26,4 – 34,7 ng/g mẫu khô, chênh lệch nhau không đáng kể.

Với LDCN dao động từ 6,27 - 58,1 ng/g; LDYT từ 4,54 - 54,7 và

LDSH từ 23,5 – 46,0 ng/g. Nồng độ dao động với mức thấp nhất là 4,54

ng/g và cao nhất là 58,1 ng/g

3.2.2.4. Mức đô ô nhiễm và phát thải của các clobenzen trong mẫu

rắn tại Thái Nguyên so với các tỉnh khác thuộc miền Bắc Việt Nam

-5NMLK1 NMLK2 NMLK3 NMLK4 NMLK5

Nồ

ng

độ

CB

z (n

g/g

trọ

ng

lượ

ng

khô

)

Nồng độ CBz trong các nhà máy luyện kim

Tro bay Tro đáy

Bảng 3.8. Hàm lượng trung bình tổng CBz trong các mẫu rắn thải của các

tỉnh thuộc miền bắc việt nam

Page 20: BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VIỆT …gust.edu.vn/media/26/uftai-ve-tai-day26758.pdf · vật liệu này đã có sẵn CBz. CBz được hình thành

19

Loại hình công

nghiệp

Hàm lượng trung bình tổng CBz ng/g mẫu khô

Nghiên cứu

này (TN)

Các tỉnh thuộc miền Bắc Việt Nam

(HP) (HD) (QN) (HN) (BN)

Luyện kim (n=5) 30,3 22,9 - - - -

Lò đốt rác sinh

hoạt (n=5) 34,7 154 15,3 90,9 405 27,6

Lò đốt rác công

nghiệp (n=3) 26,4 - 102 - - -

Lò đốt rác y tế

(n=2) 29,6 15,8 - - - -

( - ) : không phân tích ; (TN : Thái Nguyên ; HP : Hải Phòng ; QN : Quảng Ninh ;

BN : Bắc Ninh)

Kết quả bảng 3.22 cho thấy, hàm lượng CBz trong các tỉnh

có sự khác biệt nhau khá lớn ở các loại lò đốt, với khoảng nồng độ

CBz dao động khá rộng, thấp nhất là 15,3 ng/g và cao nhất là 405

ng/g. Nhìn chung, mức độ phát thải CBz của TN thấp hơn so với các

tỉnh khác thuộc miền Bắc Việt Nam

3.5. ĐẶC TRƯNG TÍCH LŨY CÁC ĐỒNG LOẠI CỦA HỢP

CHẤT CLOBENZEN TRONG CHẤT THẢI CỦA MỘT SỐ

HOẠT ĐỘNG CÔNG NGHIỆP

3.5.1. Đặc trưng tích lũy các đồng loại của hợp chất clobenzen

trong chất thải rắn của ngành luyện kim và sản xuất gạch tuynel

3.5.1.1. Ngành luyện kim

Hình 3.4. Phần trăm tích lũy các đồng loại của CBz trong ngành

luyện kim

Mức độ tích lũy trung bình của 7 đồng loại trong 3 lò luyện

thép, gang, cán thép được sắp xếp theo thứ tự: PeCB (1,5%) < 1,2 –

DCB (3,5%) < 1,2,4,5- TeCB (5,1%) < 1,3 – DCB ̴ HCB < 1,2,3,4 –

TeCB (15%) < 1,2,4 – TCB (39,4%)

0% 20% 40% 60% 80% 100%

Tro bay

Tro đáy

Tro bay

Tro đáy

Tro đáy

NMLK

3NM

LK4

NMLK

5

Tỷ lệ %

1,2-DCB

1,3-DCB

1,2,4-TCB

1,2,4,5-TeCB

1,2,3,4-TeCB

PeCB

HCB

Page 21: BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VIỆT …gust.edu.vn/media/26/uftai-ve-tai-day26758.pdf · vật liệu này đã có sẵn CBz. CBz được hình thành

20

3.5.1.2. Ngành sản xuất gạch tuynel

Nhìn chung, hàm lượng các đồng loại CBz trong ngành luyện

kim cao hơn so với ngành sản xuất gạch. Nhưng xét về thứ tự tích lũy

theo phần trăm của 1,2 – DCB thì giống nhau, đều chiếm tỉ lệ thấp

nhất, cao nhất vẫn là HCB.

Hình 3.5. Phần trăm tích lũy các đồng loại của CBz trong ngành

sản xuất gạch

Nồng độ trung bình của 7 clobenzen trong các mẫu tro bay và

tro đáy dao động từ 1,54 ng/g đến 31,2 ng/g, nồng độ các CBz trong

tro bay cao hơn so với tro đáy. Nồng độ thấp nhất là 1,2,4,5-TeCB

với 3,41 ng/g trong tro bay và PeCB (<LOD-1.64 ng/g) trong tro đáy,

mức độ tích lũy này khác biệt không đáng kể so với lò luyện kim và

lò sản xuất gạch. Đối với các diclobenzen, 1,2/1,3-DCB chiếm tỉ lệ

khá cao so với tổng CBz, dao động từ 25,2 – 33,6%

3.5.2. Đặc trưng phân bố các đồng loại của hợp chất clobenzen trong

lò đốt rác thải

Bảng 3.20. Nồng độ 7 đồng loại CBz trong các lò đốt rác thải tại

Thái Nguyên

Tên chất

Nồng độ trung bình tổng CBz (ng/g)

LDSH1 LDSH2 LDSH3 LDSH4

Tro đáy Tro đáy Tro đáy Tro bay Tro đáy

1,2 - DCB 21,9 5,14 < MDL 31,2 17,5

1,3 - DCB 6,36 6,31 16,9 22 2,18

1,2,4 - TCB 12,3 < MDL 2,27 10,1 2,86

1,2,4,5 - TeCB < MDL 1,99 1,09 3,41 3,07

1,2,3,4 - TeCB 3,57 1,06 4,38 7,39 6,38

PeCB < MDL 0,21 < MDL 5,55 6,33

HCB 8,23 13,6 3,89 3,19 5,74

0% 20% 40% 60% 80% 100%

nguyên liệu đầu vào

Tro đáy + sản phẩm

Tỷ lệ %1,2-DCB 1,3-DCB 1,2,4-TCB 1,2,4,5-TeCB

Page 22: BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VIỆT …gust.edu.vn/media/26/uftai-ve-tai-day26758.pdf · vật liệu này đã có sẵn CBz. CBz được hình thành

21

Tên chất Nồng độ trung bình tổng CBz (ng/g)

LDSH1 LDSH2 LDSH3 LDSH4

Tổng CBz 52,5 28,4 28,6 82,8 44,1

Đồng loại CBz được phát hiện cao nhất trong các mẫu tro thải

đốt rác là hai đồng loại 1,2 và 1,3 – DCB, tỷ lệ của hai đồng loại này

dao động từ 25,2 – 33,6 % hàm lượng CBz tổng, trong đó đồng loại

1,2- DCB có tỷ lệ phần trăm cao vượt trội so với các mẫu rắn của lò

sản xuất gạch và luyện kim. Tiếp đó là một số đồng loại như 1,2,4-

TCB, 1,2,3,4 TeCB, HCB chiếm tỉ lệ 9,5 - 12,2% thấp hơn trong lò

luyện kim và tương đương so với lò sản xuất gạch. Các đồng loại

1,2,4,5 – TeCB và PeCB chiếm tỷ lệ thấp.

3.6. ĐÁNH GIÁ HỆ SỐ PHÁT THẢI VÀ LƯỢNG PHÁT THẢI

HÀNG NĂM CỦA HỢP CHẤT CLOBENZEN TRONG MỘT

SỐ HOẠT ĐỘNG CÔNG NGHIỆP

3.6.1. Đánh giá hệ số phát thải của các mẫu khí thải

Hệ số phát thải của tổng CBz trong các mẫu khí của các nhà

máy sản xuất công nghiệp dao động 11640 – 889300 ng/tấn, trung

bình 355380 ng/tấn (với lượng phát thải hàng năm từ 440900-

17391000 µg/năm), thấp nhất đối với nhà máy gạch Tuyne (NMVL1:

phát thải hàng năm 440900 µg/năm ) và cao nhất với nhà máy luyện

kẽm (NMLK2 : 17391000 µg/năm).

3.6.2. Đánh giá hệ số phát thải và lượng phát thải hàng năm của

các mẫu rắn thải

Qua bảng kết quả, sơ bộ có thể thấy hệ số phát thải trong các lò

đốt rác thải cao hơn so với các nhà máy luyện kim, gạch và xi măng.

Hệ số phát thải của 7 đồng loại CBz trong các mẫu rắn cho thấy, hầu

hết các đồng loại CBz có hệ số phát thải khá cao trong các lò đốt rác,

tiếp theo là ngành luyện kim và cuối cùng là ngành gạch tuynel. số

phát thải các đồng loại ở nghiên cứu này đều thấp hơn nhiều so với

Page 23: BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VIỆT …gust.edu.vn/media/26/uftai-ve-tai-day26758.pdf · vật liệu này đã có sẵn CBz. CBz được hình thành

22

kết quả báo cáo của tác giả Lemieux và cộng sự, 2004 trong lò đốt

rác thải sinh hoạt (0,08 – 0,16 mg/kg)

Tóm lại sơ bộ có thể nhận xét trong nghiên cứu này hệ số phát

thải và lượng phát thải các CBz trong các mẫu khí cao hơn so với

mẫu rắn. Mức độ phát thải của các đồng loại CBz trong các mẫu rắn

thường tập trung cao trong các lò đốt rác thải so với các ngành công

nghiệp luyện kim; sản xuất gạch tuynel và sản xuất xi măng.

Qua kết quả nghiên cứu sơ bộ cho thấy, các hoạt động sản xuất

công nghiệp là nguồn hình thành và phát thải tiềm năng các hợp chất

CBz. Mức độ phát thải của các CBz tại một số hoạt động công nghiệp

trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên tăng dần theo thứ tự: lò đốt rác thải,

sản xuất luyện gang, thép, sản xuất gạch, xi măng. Phần trăm tích lũy

của các đồng loại clobenzen thay đổi theo các loại hình sản xuất công

nghiệp khác nhau. Đây là công trình đầu tiên đánh giá về hệ số phát

thải và lượng phát thải hàng năm của các CBz phát sinh không chủ

định từ các hoạt động công nghiệp đầu tiên tại Việt Nam.

3.7. ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ RỦI RO CỦA MỘT SỐ ĐỒNG LOẠI

CBz TỪ CÁC NGÀNH CÔNG NGHIỆP Ở THÁI NGUYÊN

Trong nghiên cứu này, đã đánh giá hai con đường phơi nhiễm

bao gồm quá trình hô hấp phải tro bụi và phơi nhiễm da. Con người

có thể ăn một lượng nhỏ tro gián tiếp trong thực phẩm và các nguồn

khác bao gồm cả các hạt hít phải. Con người cũng có thể tiếp xúc

trực tiếp với tro đáy và các hạt tro bay trong không khí thông qua hấp

thụ da. Nhìn chung, lượng hấp thụ CBz giảm theo thứ tự của TCB >

HCB > DCB > TeCB > PeCB. So sánh giữa lượng hấp thụ hàng ngày

là 1,3-DCB, 1,2,4-TCB, 1,2,4,5-TeCB, 1,2,3,4-TeCB, PeCB và HCB,

và lượng hấp thụ hàng ngày cho phép (TDI).

Những phát hiện này cho thấy sự cần thiết phải theo dõi phát

thải liên tục và đánh giá phơi nhiễm của con người đối với các hợp

chất clo không chỉ liên tục đối với PeCB và HCB mà còn làm giảm

Page 24: BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VIỆT …gust.edu.vn/media/26/uftai-ve-tai-day26758.pdf · vật liệu này đã có sẵn CBz. CBz được hình thành

23

đồng loại clo hóa. Đây cũng là số liệu đầu tiên về các yếu tố phát thải

và lượng phát thải của CBz từ một số loại hình công nghiệp như đốt

rác thải và chế tạo thép. Những thông tin này có thể hữu ích để kiểm

soát các hợp chất hữu cơ khó phân hủy phát thải không chủ định

(UPOP) tại Việt Nam.

KẾT LUẬN

Đã nghiên cứu phát triển thành công quy trình phân tích đồng

thời 7 chất đồng loại clobenzen (1,2-diclobenzen, 1,3-diclobenzen;

1,2,4-triclobenzen; 1,2,4,5-tetraclobenzen; 1,2,3,4-tetraclobenzen;

pentaclobenzen và hexaclobenzen) trong mẫu khí thải và rắn thải

công nghiệp bao gồm quy trình xử lý mẫu và định tính, định lượng

trên hai thiết bị GC-ECD và GC-MS. Kết quả cho thấy giới hạn phát

hiện của các clobenzen dao động trong khoảng 0,05 – 0,17 ng/g; giới

hạn định lượng từ 0,16 – 0,391 ng/g. Độ thu hồi nằm trong khoảng

79,7 – 113 % (với độ lệch chuẩn < 15 %).

Đã bước đầu đánh giá mức độ ô nhiễm và đặc tính phát thải

của các clobenzen trong các ngành công nghiệp tại tỉnh Thái Nguyên

bao gồm lò đốt rác thải, luyện gang thép, luyện kẽm oxít, gạch

tuynel, xi măng. Kết quả cho thấy mức độ phát thải trong khí thải và

rắn thải theo xu hướng: lò đốt rác thải > luyện gang, thép, kim, kẽm

oxít > gạch tuynel > xi măng. Hàm lượng các clobenzen của các

ngành công nghiệp trên dao động trong khoảng 2,0 – 69,8 ng/Nm3

đối với mẫu khí thải và 2,69– 70,1 ng/g đối với mẫu rắn thải. Đặc

trưng đồng loại của các clobenzen thể hiện sự biến thiên khá rõ trong

các ngành công nghiệp khác nhau, chứng tỏ cơ chế hình thành phát

sinh không chủ định phức tạp tại các cơ sở công nghiệp này.

Bước đầu đã đánh giá mức độ phát sinh không chủ định của

các clobenzen thông qua việc tính toán hệ số phát thải và lượng phát

thải hàng năm của các chất này trong các lò đốt rác thải, luyện kim,

gạch tuynel, xi măng. Hệ số phát thải của 7 chất clobenzen dao động

Page 25: BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VIỆT …gust.edu.vn/media/26/uftai-ve-tai-day26758.pdf · vật liệu này đã có sẵn CBz. CBz được hình thành

24

trong các mẫu khí thải là khoảng 11,6 – 889 µg/tấn với lượng phát

thải hàng năm từ 441000 – 17391000 µg/năm; Hệ số phát thải trong

các mẫu rắn từ 0,002 – 23,3 µg/tấn với lượng phát thải hàng năm từ 5

– 95600 µg/năm.

DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ

1. Nguyen Thi Hue, Nguyen Thi Thu Thuy, Nguyen Hoang

Tung, Polychlorinated benzenes and polychlorinated biphenyls in

ash and soil from several industrial areas in the Northern Vietnam:

residue concentrations, profiles and risk assessment, Eviron

Geochem Health, 2016, 38: 399-411

2. Nguyễn Thị Thu Thúy, Nguyễn Thị Huệ, Nghiêm Xuân

Trường, Hoàng Quốc Anh, Từ Bình Minh, Đánh giá mức độ phát

thải của các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy phát sinh không chủ

định từ một số hoạt động công nghiệp ở miền Bắc Việt Nam, Tạp chí

Khoa học Đại học quốc gia Hà nội - Khoa học và công nghệ, 2016,

32 (3), 35 - 40

3. Nguyễn Thị Thu Thúy, Nguyễn Thị Huệ, Từ Bình Minh, Khảo

sát và xây dựng quy trình phân tích lượng vết các chất Pentaclo

benzen và hexaclo benzen trong các mẫu tro và bụi của một số ngành

công nghiệp, Tạp chí Khoa học Đại học quốc gia Hà nội - Khoa học

và công nghệ, 2016, 32 (3), 262 - 267

4. Nguyễn Thị Thu Thúy, Nguyễn Thị Huệ, Nguyễn Hoàng

Tùng, Từ Bình Minh, Mức độ ô nhiễm, phát thải và đánh giá rủi ro

đối với các chất Polyclo benzen và Polyclo biphenyl trong các mẫu

tro bay và đất từ các khu công nghiệp ở miền Bắc Việt Nam, Tạp chí

Khoa học Đại học quốc gia Hà nội - Khoa học và công nghệ, 2016,

32 (3), 12 -18

5. Nguyễn Thị Thu Thúy, Vũ Văn Tú, Nguyễn Thị Huệ, Trần Mạnh

Trí, Từ Bình Minh, Mức độ ô nhiễm và phát thải của các hợp chất

clobenzen phát sinh không chủ định từ một số ngành công nghiệp ở miền

bắc Việt Nam, Tạp chí Hóa học, 2018, 56 (3 E12), 135 – 138

Page 26: BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VIỆT …gust.edu.vn/media/26/uftai-ve-tai-day26758.pdf · vật liệu này đã có sẵn CBz. CBz được hình thành

25

6. Hue Thi Nguyen, Thu Thuy Thi Nguyen, Tung Hoang

Nguyen, Anh Quoc Hoang, Long Hai Pham, Tu Binh Minh, Levels,

profiles and emission characteristics of chlorobenzenes in ash

samples from some industrial thermal facilities in northern Vietnam,

Environmental Science and Pollution Research (ESPR),

DOI: 10.1007/s11356-018-3591-9, ESPR-D-18-06017.2

7. Hue Nguyen Thi, Thuy Nguyen Thi Thu, Long Pham Hai,

Hai Nguyen Thanh, Hai Chu Viet, Hue Chu Thi,

Truong Nghiem Xuan, Nguyen Hoang Tung. Emission

of Unintentionally Produced Persistent Organic Pollutants

from Some Industrial Processes in Northern, Bulletin of

Environmental Contamination and Toxicology, online 13.12.2018,

doi.org/10.1007/s00128-018-2519-x.

8. Nguyễn Thị Thu Thúy, Nguyễn Thị Huệ, Chu Thị Huệ, Đặng

Văn Đoàn, Hoàng Quốc Anh, Trần Mạnh Trí, Từ Bình Minh, Xác

định đồng thời lượng vết các chất chlorobenzen trong mẫu tro và bụi

của một số khu công nghiệp ở miền Bắc Việt Nam, Tạp chí Hóa học,

2018, 56 (6 E1), 185-189