zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Luận Văn - Báo Cáo

» Thạc sĩ - Tiến sĩ - Cao học

Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Đánh giá ô nhiễm các chất cơ clo mạch ngắn trong nước cấp sinh hoạt tại một số vùng thuộc nội thành Hà Nội

Chia sẻ: Na Na | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:85

Báo xấu

56
lượt xem 7
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nội dung thực hiện của đề tài này gồm: Khảo sát điều kiện tối ưu để chiết các hợp chất cơ clo dễ bay hơi trong môi trường nước sinh hoạt với kỹ thuật không gian hơi; khảo sát các điều kiện tối ưu để định tính và định lượng hợp chất cơ clo dễ bay hơi trên thiết bị sắc kí khí detectơ cộng kết điện tử (GC-ECD).

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Đánh giá ô nhiễm các chất cơ clo mạch ngắn trong nước cấp sinh hoạt tại một số vùng thuộc nội thành Hà Nội

Khoa Hoá học Trường ĐH KHTN – ĐHQG HN MỞ ĐẦU Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển của nền công nghiệp nước ta, tình hình ô nhiễm môi trường cũng gia tăng đến mức báo động. Do đặc thù của nền công nghiệp mới phát triển, chưa có sự quy hoạch tổng thể và nhiều nguyên nhân khác nhau như: điều kiện kinh tế của nhiều xí nghiệp còn khó khăn, hoặc do chi phí xử lý ảnh hưởng đến lợi nhuận nên hầu như chất thải công nghiệp của nhiều nhà máy chưa được xử lý mà thải thẳng ra môi trường. Mặt khác nước ta là một nước đông dân, có mật độ dân cư cao, nhưng trình độ nhận thức của con người về môi trường còn chưa cao, nên lượng chất thải sinh hoạt cũng bị thải ra môi trường ngày càng nhiều. Điều đó dẫn tới sự ô nhiễm trầm trọng của môi trường sống, ảnh hưởng đến sự phát triển toàn diện của đất nước, sức khỏe, đời sống của nhân dân. Trong đó, ô nhiễm nguồn nước là một trong những thực trạng đáng ngại nhất của sự hủy hoại môi trường tự nhiên. Ngày nay vấn đề xử lý nước và cung cấp nước sạch đang là một mối quan tâm lớn của nhiều quốc gia, nhiều tổ chức xã hội và chính bản thân mỗi cộng đồng dân cư. Và đây cũng là một vấn đề cấp bách cần giải quyết của nước ta trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước. Hiện nay, hơn 70% các nhà máy cấp nước ở Việt Nam sử dụng nước mặt là nguồn nước chính, phục vụ cho nhu cầu cấp nước sinh hoạt và sản xuất. Tuy nhiên, ở nhiều nơi, nguồn nước mặt lại là nơi tiếp nhận các loại chất thải sinh hoạt, công nghiệp, nông nghiệp từ các khu đô thị, khu dân cư, nông thôn, các làng nghề sản xuất,... với nhiều loại chất ô nhiễm, kể cả các hợp chất hữu cơ phức tạp, đa dạng, có những dạng tồn tại khó xử lý, nguy hiểm cho sức khoẻ con người. Một số nhà máy nước đã có những biện pháp cố gắng giảm thiểu sự tồn tại của các hợp chất hữu cơ trong nước sau xử lý và đảm bảo độ an toàn cho nước sinh hoạt, tuy nhiên còn thiếu những cơ sở khoa học chắc chắn, hiệu quả Ngô Thị Minh Tân – 2011 1 Luận văn Thạc sỹ khoa học
Khoa Hoá học Trường ĐH KHTN – ĐHQG HN xử lý phần lớn chưa cao, còn nhiều vấn đề khó khăn trong giải pháp bố trí công trình và trong quản lý vận hành. Mỗi người mỗi ngày cần khoảng 20 lít nước ngọt để ăn, uống. Ngoài ra cần từ 50 đến 150 lít nước sinh hoạt. Dân số ngày một tăng, nông nghiệp ngày một phát triển vì thế tài nguyên nước ngày càng khan hiếm và ngày càng bị ô nhiễm nặng nề hơn. Hậu quả đối với sức khỏe con người là gây hại đến hệ thống tiêu hóa, bệnh đường ruột. Theo số liệu của Tổ chức Y tế thế giới (WHO) thì ô nhiễm nước là một trong các nguyên nhân chính gây tử vong từ yếu tố môi trường. Xuất phát từ những yêu cầu thực tế cần phải phân tích, kiểm soát các chất cơ clo mạch ngắn trong nước sinh hoạt, chúng tôi đã lựa chọn và tiến hành nghiên cứu đề tài: “Đánh giá ô nhiễm các chất cơ clo mạch ngắn trong nước cấp sinh hoạt tại một số vùng thuộc nội thành Hà Nội”. Nội dung thực hiện của đề tài này gồm: - Khảo sát điều kiện tối ưu để chiết các hợp chất cơ clo dễ bay hơi trong môi trường nước sinh hoạt với kỹ thuật không gian hơi. - Khảo sát các điều kiện tối ưu để định tính và định lượng hợp chất cơ clo dễ bay hơi trên thiết bị sắc kí khí detectơ cộng kết điện tử (GC-ECD). - Áp dụng qui trình phân tích đã chọn xác định hàm lượng một số chất cơ clo dễ bay hơi như Diclometan; Triclometan; Tricloetylen và Tetracloetylen trong nước cấp sinh hoạt thuộc khu vực nội thành Thành phố Hà Nội Ngô Thị Minh Tân – 2011 2 Luận văn Thạc sỹ khoa học
Khoa Hoá học Trường ĐH KHTN – ĐHQG HN CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 1.1. Giới thiệu về các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi [1,3,4,6,16] Các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOCs, Volatile organic compounds) là các chất hữu cơ dễ bay hơi ở nhiệt độ không khí bình thường. Có hàng nghìn sản phẩm khác nhau chứa VOCs được sử dụng trong cuộc sống hàng ngày như: các sản phẩm công nghiệp, thương mại, đồ dùng gia đình… Sự ô nhiễm VOCs trong môi trường chủ yếu do hoạt động xả thải các chất thải công nghiệp, sản xuất và sử dụng sản phẩm có chứa các dung môi như: sơn, hoá chất làm sạch, xăng, dung môi, mỹ phẩm, chất dính công nghiệp… VOCs thường không hấp phụ vào đất ở nồng độ thấp và dễ dàng bay hơi vào không khí, và từ nước đi vào đất (khi nước được sử dụng cho mục đích tưới tiêu). Các VOCs đôi lúc được phát thải ngẫu nhiên vào môi trường và trở thành một trong những tác nhân gây ô nhiễm môi trường đất, không khí và nước (nước ngầm hoặc nước mặt). Các VOCs là một trong những tác nhân chính liên quan đến sự hình thành của ozon mặt đất. Một số VOCs phản ứng với NOx trong không khí khi có ánh sang mặt trời tạo ra ozon. Ở khí quyển tầng cao, ozon hấp thụ các tia UV do đó bảo vệ con người, động thực vật khỏi tiếp xúc với bức xạ mặt trời nguy hiểm. Nhưng ở tầng khí quyển thấp hơn chúng lại gây ra mối đe doạ tới sức khoẻ con người bằng việc gây ra các vấn đề về hô hấp. Thêm vào đó, nồng độ cao của ozon ở khí quyển tầng thấp có thể huỷ hoại mùa màng, cây trồng. Các VOCs có thể xâm nhập vào cơ thể con người thông qua đường hô hấp, qua tiếp xúc với da, qua thực phẩm và các nguồn nước uống. Chúng có thể Ngô Thị Minh Tân – 2011 3 Luận văn Thạc sỹ khoa học
Khoa Hoá học Trường ĐH KHTN – ĐHQG HN gây ra những ảnh hưởng nghiêm trọng tới sức khoẻ con người như: đau mắt, viêm họng, đau đầu, gây ung thư, ảnh hưởng đến gan, thận… Một số VOCs được sử dụng phổ biến cho mục đích công nghiệp và dân dụng như: axeton, diclometan, clorofom, toluen, benzen, etylbenzen, xylen, styren, naphtalen… Trong luận văn tập trung vào nghiên cứu các hợp chất cơ clo mạch ngắn dễ bay hơi (các dẫn xuất clo chứa 1 đến 2 cacbon), đó là: diclometan, clorofom, tricloetylen và tetracloetylen. 1.2. Giới thiệu về các hợp chất cơ clo mạch ngắn dễ bay hơi Các chất cơ clo mạch ngắn dễ bay hơi là một nhóm chất thuộc các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi. Do độc tính và tác hại đối với môi trường mà người ta đặc biệt chú ý đến các hợp chất này. Một số chất cơ clo mạch ngắn dễ bay hơi thường gặp như: diclometan; clorofom; tricloetylen; tetracloetylen; vinylclo; cacbon tetraclorit; 1,1- dicloetan; 1,2 – dicloetan; 1,1 – dicloeten; 2,2 – diclopropan; 1,1,1 – tricloetan; 1,1,2 – tricloetan; 1,2,3 – triclopropan,… Các chất cơ clo mạch ngắn dễ bay hơi chủ yếu được dung trong công nghiệp và một số sản phẩm dùng trong gia đình. Do đó, nguồn thải chứa các chất này chủ yếu từ nước thải sinh hoạt và nước thải công nghiệp như [5]; hoạt động phân tích hoá học và sử dụng hoá chất trong phòng thí nghiệm; cơ sở giặt khô là hơi; cơ sở sản xuất và pha sơn; cơ sở sản xuất chất tẩy rửa; cơ sở sản xuất các chi tiết kim loại, điện tử; khu vực hoạt động thương mại, dịch vụ, y tế, … Với các chất cơ clo mạch ngắn dễ bay hơi nói riêng và các VOCs nói chung, hô hấp là con đường chủ yếu để chúng xâm nhập vào cơ thể con người cũng như động vật, sau đó là sự xâm nhập qua da và qua đường tiêu hoá. Sự lưu chuyển các chất cơ clo mạch ngắn dễ bay hơi trong môi trường và tác động đến hệ sinh thái và con người được chỉ ra trong hình 1. Ngô Thị Minh Tân – 2011 4 Luận văn Thạc sỹ khoa học
Khoa Hoá học Trường ĐH KHTN – ĐHQG HN Hình 1.1: Sơ đồ sự lưu chuyển các chất cơ clo mạch ngắn dễ bay hơi trong môi trường Một số tiêu chuẩn cho phép các chất cơ clo mạch ngắn dễ bay hơi trong môi trường nước được nêu trong bảng 1.1 dưới đây. Bảng 1.1 : Một số tiêu chuẩn quy định về nồng độ các chất cơ clo mạch ngắn dễ bay hơi trong nước ăn uống USEPA WHO TCVN Stt Tên chất CTPT (mg/L) (mg/L) (mg/L) 1 Diclometan CH2Cl2 0,005 0,02 0,02 2 Tricloetylen C2HCl3 0,005 0,03 0,03 3 Tetracloetylen C2Cl4 0,005 0,01 0,02 4 Triclometan CHCl3 0,008 0,06 0,02 Ngô Thị Minh Tân – 2011 5 Luận văn Thạc sỹ khoa học
Khoa Hoá học Trường ĐH KHTN – ĐHQG HN - USEPA: Tiêu chuẩn về nồng độ các chất cơ clo dễ bay hơi trong nước ăn uống do cơ quan bảo vệ môi trường của Mỹ ban hành. - WHO: Tiêu chuẩn về nồng độ các chất cơ clo dễ bay hơi trong nước ăn uống do Tổ chức y tế thế giới ban hành [16]. - TCVN: Tiêu chuẩn vệ sinh nước ăn, uống do Bộ Y tế Việt Nam ban hành (QCVN 01 – 2009/BYT) [12]. 1.3. Cấu tạo và tính chất của một số chất cơ clo mạch ngắn dễ bay hơi 1.3.1. Diclometan a. Đặc tính hóa lý [14] - Tên gọi: Diclometan. Các tên gọi khác: metylen clorua, metylen diclorua, metylen biclorua. - Công thức cấu tạo Cl Cl C H H - Công thức phân tử: CH2Cl2 - Khối lượng phân tử: M = 84,93 đvC. - Nhiệt độ sôi ở 760 mmHg: 400C. - Nhiệt độ nóng chảy: -95,10C. - Tỷ trọng ở 200C: d = 1,33 g/cm3. - Hằng số điện môi ở 250C: £ = 8,93. - Độ nhớt ở 250C : η = 0,413 mPa.s. - Áp suất hơi ở 500C: P = 145 Kpa. - Dạng dung dịch: dung môi diclometan là một chất lỏng không màu, dễ bay hơi, có vị ngọt. Khi tiếp xúc với nhiệt (> 4000C) nó bị phân hủy thành photgen, HCl … [ 6 ] Ngô Thị Minh Tân – 2011 6 Luận văn Thạc sỹ khoa học
Khoa Hoá học Trường ĐH KHTN – ĐHQG HN - Độ hòa tan: tan ít trong nước (1,3 g/100g H2O ở 250C); tan trong tetraclorua cacbon; tan hoàn toàn trong etanol, etylete, DMF. - Độ tinh khiết: 99,9% b. Ứng dụng Diclometan (CH2Cl2) là hợp chất có khả năng bay hơi cao và có thể hoà tan rất nhiều hợp chât hữu cơ nên nó là một dung môi lí tưởng cho rất nhiều quá trình hoá học khác nhau. Nó là loại dung môi được sử dụng nhiều trong công nghiệp sơn, chất tẩy rửa và sản xuất nhựa. Trong công nghiệp thực phẩm, Diclometan được sử dụng để chiết các chất cafein từ quả cà phê, chiết hương liệu từ cây hoa bia. Trong nông nghiệp, chúng được sử dụng làm dung môi của loại thuốc phun bảo quản quả dâu tây và quả xương cá. Ngoài ra, Diclometan còn được sử dụng làm một tác nhân tạo bọt trong bọt poliuretan. Một hãng bán hàng lớn “EMA Plastic Weld” của Mỹ gọi Diclometan là một hợp phần của công nghiệp sản xuất hiện đại. Lượng Diclometan được sản xuất trung bình hàng năm trên thế giới là 570 000 tấn. c. Độc tính [24] Diclometan (CH2Cl2) được chuyển hóa bởi oxi nguyên tử (tự do) như sau HO MO - HCl CH2Cl2 Cl CH HC = O HCl + CO (1) ( O) Cl Cl Ở một số loài động vật, nó cũng được chuyển hóa bởi cytosolic glutathion transferase (GTF) tạo ra S - clometylglutathion trung gian có hoạt tính mạnh: H GSH +H2O CH2Cl2 GS C Cl GS CH2OH (2) GTF - HCl H Ngô Thị Minh Tân – 2011 7 Luận văn Thạc sỹ khoa học
Khoa Hoá học Trường ĐH KHTN – ĐHQG HN Con đường chuyển hóa sinh học thứ (2) chỉ được tiến hành khi con đường chuyển hóa thứ nhất (1) đã được bão hòa, và con đường chuyển hóa sinh học thứ (2) không phải là xảy ra ở tất cả các loài động vật. Người ta nghi ngờ liệu CH2Cl2 có được chuyển hóa bởi cơ chế này ở người hay không. Diclometan gây mê ở hàm lượng cao, có nghi ngờ gây ung thư [15], là tác nhân làm suy yếu hệ thần kinh trung ương, kích thích da và niêm mạc, đặc biệt khi sự bay hơi bị cản trở. Khi đó, sự tiếp xúc kéo dài có thể gây ra những vết bỏng hóa chất. Tiếp xúc với diclometan qua đường hô hấp và qua dẫn tới mức CO.Hb (cacboxy hemoglobin) lớn, thời gian bán hủy sinh học dài hơn so với mức tiếp xúc trực tiếp với cacbon monoxit (CO) [8]. Ngoài ra, diclometan còn có thể làm suy giảm chức năng của gan và thận. Diclometan là chất gây độc cấp thấp. Sự nhiễm diclometan theo đường nước uống có thể không đáng kể so với các nguồn khác. Một nghiên cứu trên chuột bạch được cho hít thở diclometan, kết quả cho thấy nó có tính gây ung thư, còn một nghiên cứu khác thực hiện bằng đường uống thì bằng chứng thu được chỉ có tính gợi ý. Diclometan được xếp vào nhóm độc 2B, tuy nhiên các bằng chứng có được cho thấy nó không phải là tác nhân gây ung thư qua cơ chế nhiễm độc gen [7, 14, 24]. 1.3.2. Triclometan a. Đặc tính hóa lý [14] Tên gọi: triclometan, tên thương mại là clorofom. Các tên gọi khác như: metan triclo, metyl triclo. - Công thức cấu tạo Cl Cl C H Cl - Công thức phân tử: CHCl3 Ngô Thị Minh Tân – 2011 8 Luận văn Thạc sỹ khoa học
Khoa Hoá học Trường ĐH KHTN – ĐHQG HN - Khối lượng phân tử: M = 119,38 đvC. - Nhiệt độ sôi ở 760 mmHg: 61,10C. - Nhiệt độ nóng chảy: - 63,6 0C. - Tỷ trọng ở 200C : d= 1,48 g/cm3 - Hằng số điện môi ở 200C : = 4,81 - Độ nhớt ở 500C : η = 0,427 mPa.s. - Áp suất hơi ở 100 0C: P = 308 Kpa. - Dạng dung dịch: dung môi triclometan là một chất lỏng không màu, dễ bay hơi, không dễ cháy, có mùi đặc trưng. Nó có thể bị oxi hóa bởi các tác nhân oxi hóa mạnh tạo thành photgen và khí clo [24]. - Độ hòa tan: tan ít trong nước ( độ tan ở 200C là 0,8 g/100 g H2O); tan trong axeton; tan hoàn toàn trong etanol, etylete, ete dầu hỏa, benzen, tetraclorua cacbon,… [6,8 ]. - Độ tinh khiết: 99,9% b. Ứng dụng Triclometan hay clorofom được dùng làm dung môi và thường được dùng làm nguyên liệu trong các ngành công nghiệp sản xuất thuốc trừ sâu, sản xuất thuốc và dược phẩm, trong sản xuất các loại hương liệu và mỹ phẩm. Trong y học nó được sử dụng làm chất gây mê. Trong nông nghiệp, CHCl3 được sử dụng làm thuốc bảo quản lương thực, diệt nấm mốc cho các kho chứa nông sản. Còn trong các phòng thí nghiệm, nó được dùng làm dung môi và bảo quản mẫu nước [8, 14] c. Độc tính Clorofom cũng là một đối tượng cho sự chuyển hóa khử và tạo thành các gốc hóa học hoặc carben (là hợp chất cacbon thể hiện hai hóa trị với nguyên tử cacbon, hai điện tử hóa trị được phân bố trong các hóa trị, chẳng hạn: CH2 ) chịu trách nhiệm đối với độc tính gen [1,16, 24]. CHCl3 được chuyển hóa oxi hóa như sau: Ngô Thị Minh Tân – 2011 9 Luận văn Thạc sỹ khoa học
Khoa Hoá học Trường ĐH KHTN – ĐHQG HN O MO - HCl CHCl3 HO CCl2 Cl C Cl (O) Cl Photgen Photgen trung gian có hoạt tính mạnh, có thể tác dụng với các thành phần nuclephili DNA do đó tạo ra các ảnh hưởng độc tính gen. Tuy vậy, chưa có bằng chứng nào về ảnh hưởng gây ung thư hoặc gây đột biến của photgen [24]. Clorofom là một dẫn xuất thế halogen của metan - trihalometan, là một trong những sản phẩm phụ của quá trình khử trùng nước bằng clo. Clorofom là hợp chất bền, có mặt trong nước sông, nước ngầm do ô nhiễm công nghiệp, nông nghiệp, xuất hiện trong nước máy do phản ứng clo hóa những hợp chất hữu cơ có trong nước tự nhiên. Clorofom không những được sinh ra trong quá trình xử lý nước mà còn tiếp tục hình thành trong hệ thống phân phối nước dưới tác dụng của clo dư [1]. Nồng độ clorofom trong nước uống đôi khi lên đến vài trăm g/L. Trong môi trường không khí nồng độ của nó thường rất thấp, còn trong một số loại thực phẩm người ta đã phát hiện được clorofom ở nồng độ từ 1-30 g/kg [15]. Clorofom được hấp thụ qua đường hô hấp và qua da, sau đó có thể tạo thành nhiều chất chuyển hóa trung gian có hoạt tính với lượng tùy thuộc vào loài và giới tính. Khi tiếp xúc lâu dài với clorofom ở mức độ >15 mg/kg thể trọng/ngày có thể gây ra những thay đổi ở thận, gan và tuyến giáp [15]. Clorofom xâm nhập vào cơ thể sẽ nhanh chóng đi vào máu và vận chuyển tới các tế bào. Quá trình trao đổi chất của clorofom diễn ra trong gan. Clorofom thải ra khỏi cơ thể qua phổi dưới dạng khí CO2 và qua thận dưới dạng clorua. Clorofom làm suy yếu hệ thần kinh trung ương, gây ảnh hưởng xấu tới gan và thận. Ảnh hưởng độc tức thời của clorofom là mất ý thức, có thể dẫn tới hôn mê rồi chết. Thận bị nguy hiểm sau 24 - 48 giờ, gan tổn thương sau 2 - 5 ngày nhiễm độc. Ngô Thị Minh Tân – 2011 10 Luận văn Thạc sỹ khoa học
Khoa Hoá học Trường ĐH KHTN – ĐHQG HN LD50 của clorofom đối với người: 630 mg/kg khối lượng cơ thể. LD50 của clorofom đối với chuột: 1120 mg/kg khối lượng cơ thể. Khả năng gây ung thư: các thí nghiệm đã chứng minh khả năng gây u gan của clorofom đối với động vật gặm nhấm ở liều cao. Đối với người, đã có nhiều khảo sát dịch tễ học cho thấy có mối liên hệ giữa nồng độ clorofom trong nước uống và một số trường hợp tử vong do ung thư bàng quang, gan, ruột. Nếu nồng độ clorofom trong nước là 0,03 mg/L, mỗi ngày uống 2 lít nước, thì rủi ro mắc bệnh ung thư là 1/100.000 trong suốt thời gian sống [1]. 1.3.3. Tricloetylen a. Đặc tính hóa lý [6, 14]. Tên gọi: tricloetylen. Các tên gọi khác: tricloeten, tricloran, tricloren, clorylen, trimar… - Công thức cấu tạo: Cl Cl C C H Cl - Công thức phân tử: C2HCl3 - Khối lượng phân tử: M = 131,39 đvC. - Nhiệt độ sôi ở 760 mmHg: 87,20C. - Nhiệt độ nóng chảy: -84,7 0C. - Tỷ trọng ở 200C: d = 1,46 g/cm3. - Hằng số điện môi ở 280C:  = 3,39. - Độ nhớt ở 750C: η = 0,376 mPa.s. - Áp suất hơi ở 750C: P = 69,3 Kpa. - Dạng dung dịch: dung môi tricloetylen là một chất lỏng không màu, dễ bay hơi, mùi dễ chịu hơn clorofom. Khi tiếp xúc với bề mặt nóng hoặc lửa, nó bị phân hủy tạo thành chất độc, trong đó có photgen và HCl. Nó Ngô Thị Minh Tân – 2011 11 Luận văn Thạc sỹ khoa học
Khoa Hoá học Trường ĐH KHTN – ĐHQG HN cũng bị phân hủy bởi ánh sáng và khi tiếp xúc với kiềm mạnh tạo ra cloaxetylen, chất này làm tăng nguy cơ cháy. - Độ hòa tan: không tan trong nước; tan hoàn toàn trong etanol, etylete, clorofom. - Độ tinh khiết: 99,9% d. Ứng dụng Tricloetylen là dung môi chủ yếu được dùng để làm sạch khô, khử dầu mỡ kim loại, làm chất gây mê và dung môi trong y học, được sử dụng nhiều trong công nghiệp sản xuất ô tô, luyện kim và một số ngành khác [6]. c. Độc tính Tricloetylen xâm nhiễm chủ yếu vào khí quyển nhưng cũng có thể đi vào nước bề mặt và nước ngầm do chất thải công nghiệp. Người ta dự đoán rằng mức độ phơi nhiễm với tricloetylen từ không khí sẽ lớn hơn từ nước uống và thực phẩm. Trong nước bề mặt, tricloetylen có nồng độ thấp do đặc tính dễ bay hơi. Trong nước ngầm yếm khí, tricloetylen có thể bị khử thành các hợp chất độc hơn bao gồm cả vinylclorua [20]. Tricloetylen là chất ô nhiễm thường xuyên phát hiện thấy trong nước ngầm. Theo số liệu của Tổ chức Bảo vệ Môi trường của Mỹ (USEPA) cho thấy nồng độ của nó trong nước ngầm là khoàng 1 - 20 g/L [1] Với tricloetylen hoặc tetracloetylen, sự chuyển hóa oxi hóa hầu như có thể xảy ra không chiu trách nhiệm đối với các ảnh hưởng độc tính gen. Cơ chế của quá trình này được chỉ ra dưới đây [24]. Con đường chuyển hoá của tricloetylen như sau [24] Ngô Thị Minh Tân – 2011 12 Luận văn Thạc sỹ khoa học
Khoa Hoá học Trường ĐH KHTN – ĐHQG HN Cl Cl GSH Cl SG Cl Xystein H Cl Sự chuyển vị H Cl H Cl Thận Β - lyaza Khả năng gây ung thư Cl SH Khả năng gây đột biến gen + NH4+ + CH3COCOO H Cl (-Lyaza: enzyme xúc tác sự phân cắt không thuỷ phân chất nền của nó với sự hình thành liên kết kép. Xystein (Cysteine) có CTPT là C3H7O2NS – axit amin kết tinh, tồn tại như một thành phần của glutathione và xystein [24] ). Tricloetylen là chất gây độc đặc biệt, bởi vì các sản phẩm chuyển hóa của tricloetylen trong cơ thể liên kết với protein và axit nucleic gây ảnh hưởng tới hệ thống thần kinh và gan như: gây rối loạn ở hệ thống thần kinh trung ương, nghi ngờ gây ung thư gan. Đồng thời cũng thấy có hiện tượng kích thích mắt, họng nhức đầu, mệt mỏi, lú lẫn tâm thần. Hơi tricloetylen nhanh chóng đi vào hệ tuần hoàn qua phổi, do đó lan truyền đi khắp cơ thể. Ở mức độ nnào đó, dung môi này tích tụ trong mỡ và các mô nên các triệu chứng có chiều hướng dai dẳng và không khỏi được. Người ta nhận thấy rằng, tricloetylen chuyển hóa chậm trong cơ thể thành dạng epoxide còn độc hơn nhiều so với chất đầu. Tricloetylen còn có thể gây ra bệnh điếc nghề nghiệp, quan trọng hơn nữa là nó gây ra những rủi ro nghiêm trọng cho sức khỏe một cách âm ỉ [15]. Trong cơ thể động vật gặm nhấm 50% tricloetylen tích lũy ở buồng trứng, 25% ở mô mỡ. Tricloetylen đào thải khỏi cơ thể theo đường phổi, nước tiểu, mồ hôi và nước bọt [1]. Tricloetylen là chất gây đột biến đối với hệ vi khuẩn và động vật gặm nhấm. Nó có thể tạo thành liên kết cộng hóa trị với các đại phân tử của tế bào, dẫn tới gây ung thư. Nếu nồng độ tricloetylen trong nước là 30 g/L, Ngô Thị Minh Tân – 2011 13 Luận văn Thạc sỹ khoa học
Khoa Hoá học Trường ĐH KHTN – ĐHQG HN mỗi ngày uống 2 lít nước thì rủi ro ung thư là 1/100.000 trong suốt thời gian sống [1]. 1.3.4. Tetracloetylen a. Đặc tính hóa lý [6, 14] Tên gọi: tetracloetylen. Các tên gọi khác: tetracloeten, percloetylen, etylentetraclorua, didakene, perclene… - Công thức cấu tạo Cl Cl C C Cl Cl - Công thức phân tử: C2Cl4 - Khối lượng phân tử: M = 165,83đvC. - Nhiệt độ sôi ở 760 mm Hg: 121,30C. - Nhiệt độ nóng chảy: - 22,3 0C. - Tỷ trọng ở 200C: d = 1,62 g/cm3. - Hằng số điện môi ở 300C: ε = 2,27. - Độ nhớt ở 1000C: η = 0,442 mPa.s. - Áp suất hơi ở 100 0C : P = 54,2 Kpa. - Dạng dung dịch: dung môi tetracloetylen là một chất lỏng không màu, rất linh động, có mùi giống với mùi của clorofom. - Độ hòa tan: tan hoàn toàn trong etanol, etylen, clorofom, benzen. - Độ tinh khiết: 99,9%. b. Ứng dụng: Tetracloetylen đã và đang được dùng làm dung môi để làm sạch khô và một phần làm chất khử dầu mỡ, Hiện nay, người ta đã phát hiện ra nó có mặt trong xăng [6, 8]. Tetracloetylen phân bố rộng rãi trong môi trường và được phát hiện ở lượng vết trong nước, không khí, thực phẩm đóng gói, mô người và động Ngô Thị Minh Tân – 2011 14 Luận văn Thạc sỹ khoa học
Khoa Hoá học Trường ĐH KHTN – ĐHQG HN vật dưới nước. Lượng cao nhất được tìm thấy trong khu công nghiệp sản xuất chất khử dầu và làm sạch khô. c, Độc tính: Tetracloetylen xâm nhập vào nước do các nguồn thải công nghiệp, dân dụng. Đôi khi sự phát tán tetracloetylen có thể làm nồng độ của nó trong nước ngầm cao lên. Trong ngầm yếm khí nó có thể bị khử thành các hợp chất độc hơn, bao gồm cả vinylclorua [16]. Tetracloetylen có mặt trong nước bề mặt ở nồng độ
Khoa Hoá học Trường ĐH KHTN – ĐHQG HN bằng cách lấy các mẫu trong không khí ở các hòn đảo rất xa các trung tâm công nghiệp quan trọng. kết quả nghiên cứu của họ đã cho thấy rằng các hợp chất cơ clo mạch ngắn vượt qua vùng hội tụ nhiệt đới ngăn cách các khối không khí của Bắc bán cầu với Nam bán cầu, và gây tổn hại cho Nam bán cầu. Theo tính toán của các nhà khoa học, hàng năm có ít nhất 80% sản lượng của các hợp chất cơ clo (khoảng hơn 480.800 tấn/năm) tác động đến quyển đối lưu. Do các hợp chất cơ clo tương đối bền trong không khí (ví dụ: tetracloetylen: 25 ngày ) nên các chất này dưới tác động của tia tử ngoại sẽ bị phân hủy một phần tạo ra clo, khí này tấn công trực tiếp vào tầng ozon, một nhân tố làm thủng tầng ozon. Tại Hà Lan, người ta cũng đã tìm thấy sự có mặt của các hợp chất cơ clo mạch ngắn trong hơi thở của những người sống cạnh các xưởng giặt khô tại trung tâm thủ đô Hà Lan, nồng độ của chúng giảm dần khi dịch chuyển xa các xưởng đó, điều này ảnh hưởng nhiều đến sức khỏe đặc biệt là của người già và trẻ em. 1.5. Các phương pháp chuẩn bị mẫu 1.5.1. Giới thiệu chung Chuẩn bị mẫu (tiền xử lý, tách, chiết, tinh chế chất ra khỏi mẫu thô ban đầu) là một công việc chi phối nhiều thời gian và công sức nhất trong thành công của phương pháp phân tích [1, 5, 6] Sự lựa chọn kỹ thuật chuẩn bị mẫu phụ thuộc chính vào dạng mẫu, khả năng bay hơi hoặc nồng độ của các chất cần xác định. Mẫu phân tích thường tồn tại ở ba dạng chính: mẫu khí, mẫu lỏng và mẫu rắn. Kỹ thuật chuẩn bị mẫu được áp dụng rộng rãi trong phân tích mẫu khí là dùng chất hấp phụ (kỹ thuật định lượng tự động hay gián đoạn) và ngưng tụ mẫu, trong đó kỹ thuật dùng chất hấp phụ được coi trọng hơn cả. Sau đó các cấu tử được giải hấp ra khỏi chất hấp phụ nhờ nhiệt hoặc dung môi chiết. Trong các phương pháp được tổ chức bảo vệ môi trường Mỹ (U.S.EPA) giới thiệu để xử lý Ngô Thị Minh Tân – 2011 16 Luận văn Thạc sỹ khoa học
Khoa Hoá học Trường ĐH KHTN – ĐHQG HN mẫu khí đã dùng nhiệt để giải hấp các chất hữu cơ bay hơi ra khỏi cột chứa chất hấp phụ [15]. Đối với mẫu lỏng, việc chuẩn bị mẫu nhìn chung đỡ phức tạp hơn so với mẫu khí, bán rắn, mẫu rắn hoặc mẫu sinh học bởi thành phần xác định và tính đồng nhất của mẫu lỏng tốt hơn. Trong trường hợp mẫu nước, nguyên tắc cơ bản đẻ lưu mẫu là làm đầy mẫu trong bình chứa (không có không gian hơi) và giữ mẫu ở khoảng 40C cho đến khi phân tích [5, 6, 23]. Kỹ thuật chuẩn bị mẫu thông thường trong phân tích mẫu lỏng là làm bay hơi, dùng chất hấp phụ, dùng dung môi chiết và chiết màng. Nhìn chung, các kỹ thuật chuẩn bị mẫu lỏng được phân loại thành các nhóm như sau: nhóm kĩ thuật chiết dung môi gồm chiết đơn giọt (SDE) và vi chiết dung môi (SME) cả hai kỹ thuật này đều dùng với lượng nhỏ dung môi; kỹ thuật chiết pha rắn gồm kỹ thuật tự động và vi chiết pha rắn (SPME); kỹ thuật chiết khí gồm không gian hơi (HS), không gian hơi màng mỏng (TLHS), bẫy lọc và loại trừ (PT), phân tích loại bỏ theo chu trình kín (CLSA); kỹ thuật chiết màng bao gồm kỹ thuật màng lồng ghép khối phổ (MIMS) và chiết màng. 1.5.2. Các kỹ thuật chuẩn bị mẫu truyền thống  Kỹ thuật trực tiếp: Lấy mẫu trực tiếp là một kỹ thuật đơn giản nhất trong các kỹ thuật chuẩn bị mẫu đang được sử dụng. Không cần qua các bước xử lý phức tạp, mẫu sau khi được thu thập về và có thể đưa trực tiếp vào thiết bị để phân tích ngay dưới dạng lỏng hoặc khí. Ưu điểm của kỹ thuật này là chỉ cần các thao tác xử lý thô như gạn lọc, thêm tác nhân phản ứng …, do đó không cần các thiết bị phụ trợ cho quá trình tách, chiết, chưng cất và đăc biệt không sử dụng dung môi độc hại. Tuy nhiên, vì là kỹ thuật xử lý mẫu trực tiếp nên nó sẽ có những hạn chế nhất định như khả năng chọn lọc kém, phép phân tích có thể bị sai do ảnh hưởng của các tạp chất không mong muốn, và giới hạn phát hiện khi sử dụng kỹ thuật này thường thấp [6, 25, 37]. Ngô Thị Minh Tân – 2011 17 Luận văn Thạc sỹ khoa học
Khoa Hoá học Trường ĐH KHTN – ĐHQG HN  Kỹ thuật chiết lỏng - lỏng Chiết lỏng - lỏng là một kỹ thuật tách chất đơn giản và trung thực nhất. Kỹ thuật này thường được sử dụng để làm sạch hoặc để tách một cấu tử riêng hoặc một loạt các cấu tử từ mẫu mẹ. Mẫu rắn hoặc lỏng được chiết bằng dung môi hữu cơ thích hợp [5, 6]. Đối với các mẫu nước, dung môi phải không tan trong nước. Sự lựa chọn dung môi chiết phụ thuộc vào tính tan của chất phân tích ở trong dung môi đó và vào sự dễ dàng tách được chất cần tách ra khỏi mẫu. Sự làm giàu chất và hiệu quả của phương pháp chiết phụ thuộc vào tỉ số thể tích của mẫu, dung môi chiết và vào hệ số phân bố. Tỷ lệ thể tích mẫu/dung môi không thể quá rộng vì nó có ảnh hưởng đến độ chính xác khi định lượng. Hệ số phân bố có thể được cải thiện nhờ thay đổi pH của dung dịch mẫu, khử muối hoặc sử dụng ion đối, … Các quá trình chiết lỏng - lỏng trên cột và chiết đối dòng.  Chiết không liên tục: Được thực hiện bằng cách lắc mẫu cùng với dung môi chiết và được dùng trong những trường hợp có hệ số phân bố lớn và có thể bỏ qua sự mất mát chất nào đó.  Chiết liên tục: Được áp dụng cho những trường hợp có hệ số phân bố nhỏ, buộc phải chiết đoạn lặp nhiều lần, nên tốt hơn là ta tiến hành chiết liên tục, cũng như đối với những trường hợp không thể bỏ qua được sự mất mát chất (chiết phân tích).  Chiết lỏng - lỏng trên cột: là một phương pháp chiết lỏng - lỏng khác được sử dụng nhiều gần đây, chiết lỏng - lỏng trên cột cũng dựa vào định luật phân bố của chất tan giữa hai pha không trộn lẫn vào nhau. Trong phân tích các chất ưa dầu (kị nước) ở trong các mẫu phức tạp như dịch cơ thể, các mẫu môi trường, phân tích tồn lưu, việc chuẩn bị mẫu bằng phương pháp chiết thông thường (dùng phễu chiết) thường gặp những điều bất lợi: sự hình thành nhũ, sự tách pha kém, tiêu tốn nhiều dung môi và thời gian. Phương pháp chiết lỏng - lỏng trên cột Ngô Thị Minh Tân – 2011 18 Luận văn Thạc sỹ khoa học
Khoa Hoá học Trường ĐH KHTN – ĐHQG HN trong trường hợp ở đây tỏ ra hiệu quả hơn, tránh được những điều bất lợi nêu trên, không cần làm khô dung môi thu được và độ thu hồi cao.  Chiết đối dòng: chiết đối dòng cho phép tách các chất có hệ số phân bố gần nhau, tuy nhỉên hiện nay ít dùng vì đòi hỏi thiết bị chuyên dùng đắt tiền và không cho phép tách những hỗn hợp phức tạp [5, 6].  Kỹ thuật chiết lỏng - rắn Chiết lỏng - rắn dùng để tách các chất phân tích ra khỏi vật rắn (thực vật, đất, các mẫu sinh học…) bằng dung môi thích hợp. Chất phân tích trong mẫu vật rắn thường nằm ở thành nang nhỏ hoặc phân tán trong chất rắn, vì vậy cần nghiền nhỏ để tăng bề mặt tiếp xúc giữa dung môi và chất phân tích. Tùy thuộc vào tính phân cực của chất cần tách ta lựa chọn dung môi chiết, bắt đầu từ những dung môi hidrocacbon nhẹ với những chất ít phân cực đến những dung môi phân cực hơn như đietyl, ete, axeton, etanol kể cả nước đối với những chất phân cực. Quá trình chiết lỏng - rắn có thể tiến hành theo phương pháp chiết đoạn hoặc chiết liên tục tùy theo yêu cầu của việc chiết.  Chiết đoạn: Quá trình chiết đoạn có hiệu quả thấp hơn so với quá trình chiết liên tục. Trong quá trình này mẫu rắn được ngâm vào dung môi trong cối nghiền, trong bình tam giác hoặc trong cốc một thời gian, sau đó dịch chiết được tách ra bằng lắng gạn hoặc lọc hoặc quay li tâm. Cặn còn lại có thể được chiết tiếp một hai lần nữa bằng dung môi mới. Các dịch chiết được gộp lại và cho bay hơi để thu sản phẩm và xử lý trực tiếp.  Chiết liên tục: Quá trình chiết liên tục được thực hiện trong một thiết bị riêng, tốt nhất là sử dụng bộ chiết Soxhlet cải tiến. Trong đó phần thân máy chứa ống giấy đựng mẫu được cải tiến để hơi nóng dung môi bốc lên bao quanh được ống đựng mẫu, nhờ đó chất được chiết bằng dung môi nóng, không phải bằng dung môi ngưng lạnh [5, 6].  Kỹ thuật chiết pha rắn Ngô Thị Minh Tân – 2011 19 Luận văn Thạc sỹ khoa học
Khoa Hoá học Trường ĐH KHTN – ĐHQG HN Chiết pha rắn (Solid phase extraction: SPE) là một quá trình bao gồm một pha tĩnh ( pha rắn) và một pha động (pha lỏng hoặc pha khí ). Các cấu tử cần quan tâm và các chất cản trở nằm trong pha lỏng. Khi cho mẫu lỏng chảy qua cột nhồi chất hấp lưu chuyên dụng, trong trường hợp lý tưởng, các cấu tử cần quan tâm được lưu lại trên chất hấp lưu, còn các chất cản trở không bị lưu giữ được thải loại ra khỏi cột theo dòng chảy, sau đó chất cần quan tâm được rửa giải ra khỏi cột nhờ dung môi thích hợp, hoặc ngược lại các chất cản trở được lưu giữ trên chất hấp lưu, còn các cấu tử cần quan tâm không bị lưu giữ chảy ra khỏi cột. Chiết pha rắn làm việc dựa trên nguyên tắc của sắc ký lỏng. Nhờ những tương tác mạnh nhưng bất thuận nghịch giữa chất phân tích và bề mặt của pha tĩnh như tương tác kị nước, phân cực hoặc trao đổi ion. Còn tương tác giữa pha tĩnh và các chất cản trở trong mẫu có thể không xảy ra hoặc xảy ra ở mức độ khác với chất cần quan tâm do sự khác nhau trong tính chất hóa học và vật lý giữa chất phân tích và các chất cản trở, mà chúng được lưu giữ ở những phạm vi khác nhau. Điều này cũng có thể đạt được nhờ thay đổi pH hoặc lực ion của dung dịch mẫu. Dưới các điều kiện như vậy, chất phân tích được lưu giữ, làm giàu như một giải hẹp trên pha tĩnh và được rửa giải chọn lọc ra khỏi cột sau đó nhờ dung môi thích hợp. Ưu điểm của kỹ thuật chiết pha rắn này là hiệu suất thu hồi cao, khả năng làm sạch và làm giàu chất phân tích lớn. Là một kỹ thuật tương đối an toàn, đơn giản dễ sử dụng, có thể tiến hành hàng loạt và tự động hóa do đó tiết kiệm được thời gian. Giống như các phương pháp truyền thống khác, chiết pha rắn vẫn có nhược điểm là cần lượng mẫu lớn (cỡ 100 đến 1000 lít mẫu khí hoặc vài đến 1000 mL mẫu lỏng) và phải sử dụng lượng dung môi rửa giải còn lớn mà thường là có độc tính cao, hiệu quả kinh tế thấp, điều kiện phân tích phức tạp,… Tuy nhiên do độ chính xác ổn định và phổ thông trong các phòng thí nghiệm hiện nay, nên đây vẫn là kỹ thuật rất tốt để làm kiểm chứng cho các kỹ thuật nghiên cứu mới [2, 3, 4, 5, 33, 39]. Ngô Thị Minh Tân – 2011 20 Luận văn Thạc sỹ khoa học

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.09: Bộ Luận Văn Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Quản Trị Kinh Doanh

81 tài liệu

1643 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.