ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NÔI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC T ự NHIÊN
ĐỂ TÀI ĐẶC BIỆT
CẤP ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI 2005 - 2006
XÂY DỰNG QUY TR ÌN H x ư LÝ MAƯ v à p h â n t í c h Đ ổ N G t h ờ i
CÁC HỢP CH Ấ T PCBs VÀ TH UỐ C TRỪ SÂU c ơ CLO TRO N G M AU
TRẨM TÍCH VÀ SINH HỌC TẠI KHƯ v ự c CẢNG HẢI PHÒNG
VÀ VEN BIỂN TH ANH HOÁ
M Ã SỐ: Q G .0 5 .13
C H Ủ N H IÊ M Đ Ề TÀI GS.TS. PHẠM HL'NG VIÊT
CÁC CÁN BÔ THAM GIA : TS. Pham Manh Hoài
ThS. Trần Thị Liéu
HVCH. Hoàng Thị Tuệ Minh
KS. Đoan Vãn Oánh
_
______________
£ A. u. iò> Q ị HẠ NQ
T • ' : •' ■' ■ H '
r - ■'
H à N ô i - X/?(IOfi
BÁO CÁO TÓM TẮT ĐỂ TÀI
ĐỂ tài đặc biệt cáp Đ H Q G nãm 2005 - 2006
1. Tên dé tài :
X ây dựng quy trình xử lý m ẫu và phân tích đổng thời các hợp chát PC B s và thuốc trừ
sâu cơ clo trong m ẫu trầm tích và sinh học tại khu vực cản g Hải P hòng và ven biển
T hanh H óa.
M ã sô Q G .05.13
2. Chủ trì đé tài: GS .TS Phạm Hùng Viét
3. C ác cán bộ tham gia đẽ tai: TS. Pham Manh Hoài
4. Mục tỉèu và nói du n g nghién cứu:
Xãv dựng quy trinh xứ lý mẫu va phan lích đông thơi các hợp chat PCBs va thuoc Irừ sâu cơ
Engineer of Chem. Doan Van Oanh
4. Research objectives and contents:
Development of a precise and highly reliable analytical method for sample
treatment and simultaneous analysis of PCB congeners and organochlorine
pesticides in some environmental samples (sediment and biota samples).
Application of the developed analytical method for simultaneous determination
of PCB congeners and organochlorine pesticides for samples taken in some
typical coastal areas of Vietnam: Thai Binh. Hai Phong, and Quang Ninh.
5. Achieved results:
A precise and highly reliable analytical method for sample treatment and
simultaneous analysis of PCB congeners and organochlonne pesticides in
environmental samples in Thai Binh, Hai Phong, and Quang Ninh was established
and optimized. Based on the project research activities and their results, two
scientific papers were written and published in national and international journals on
the field of environmental chemistry field and an MSc thesis was conducted and
completed in December 2005.
MỤC LỤC
I. MỞ ĐẦU 7
II. TỔNG QUAN 8
2.1. Giới thiệu về TTS cơ clo 8
2.1.1. Hexachlorocylohexane (HCH) 9
2.1.2. Hexachlorobenzene (HCB) 10
2.1.3. Aldrin 11
2.1.4. Dieldrin 11
2.1.5. Endrin 12
2.1.6. DDT. DDD. DDE 12
2.2. Giới thiệu vể Polychlorobiphenyl (PCB) 14
2.3. Độc tính và khả năng vận chuyển của các hợp chất POP trong 17
môi trường
2.4. Một sô phương pháp tách chiết và làm giàu các hợp chất PCB và 18
2.5. Các phương pháp xác định PCB và TTS cơ clo 19
III. THỰC NGHIỆM 20
3.1. Hóa chất 20
3.2. Thiết bị 20
3.3. Dụng cụ 21
3.4. Quv trình phân tích đồng thời PCB và TTS cơ clo trong mẫu nước 21
bé mặt
3.4.1. Chuẩn bị mẫu trầng 21
3.4.2. Chuẩn bị mẫu thêm chuẩn (mẫu giả) 22
3.4.3. Quy trình phân tích 22
3.5. Quy trinh phân tích đổng thời PCB và TTS cơ clo trong mẫu trầm 23
tích
3.5.1. Chuẩn bị mẫu trảng 23
2
3.5.2. Chuẩn bị mẫu thêm chuẩn (mẫu giả) 23
3.5.3. Quy trình phân tích 24
3.6. Quy trình phân tích đổng thời PCB và TTS cơ clo trong mẫu sinh 25
học
3.6.1. Chuẩn bị mẫu trắng 25
3.6.2. Chuẩn bị mẫu giả 26
3.6.3. Quy trình xử lv mẫu 26
3.7. Phân tích trên thiết bị GC/ECD 27
IV. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 30
4.1. Ảnh hưởng của dung môi chiết tới hiệu suất tách các hợp chất 30
PCB và TTS cơ clo ra khỏi mẫu môi trường
4.2. Kết quả khao sát quy trình xác định đổng thời PCB và TTS trong 30
mẫu nước
4.3. Kết quả khảo sát quy trình phân tích đổng thời các hợp chất PCB 31
và TTS cơ clo trong mẫu trầm tích
4.3.1. Khảo sát thời gian siêu âm 31
4.5.4.3. So sánh sự phân bố của các hợp chất nghiên cứu 46
trong mẫu sinh học tại các khu vực lây mẫu
V. KẾT LUẬN 48
TÀI LIÊU THAM KHẢO 49
4
9
15
30
32
33
34
36
37
39
42
45
DANH MỤC CÁC BẢNG
Tinh hình sử dụng HCBVTV ở Việt Nam
Tên gọi của các cấu tử PCB theo danh pháp IUPAC
Hiệu suất thu hồi các hợp chất PCB và TTS cơ clo trong mẫu nước
Hiệu suất thu hồi trung bình theo thời gian chiẽt siêu âm
Hiệu suất thu hổi trung bình theo dung môi chiết
Giá trị hiệu suất thu hồi và kết quả kiêm tra độ đúng của phươn
pháp phân tích đồng thời các hợp chất PCB và TTS cơ clo tron
mẫu trầm tích
Hiệu suất thu hồi trung binh theo thời gian chiết siêu âm
Giá trị hiệu suất thu hổi và kết quả kiểm tra độ đúng của phươn
pháp phân tích đổng thời các hợp chất PCB và TTS cơ clo tron
mẫu sinh học
Nổng độ các hợp chất PCB và TTS cơ clo trong mầu nước (ng/1)
Hình 25 Sự phân bố PCBs trong mẫu sinh học 48
Hình 26 Sự Phân bô HCHs và DDTs trong mẫu sinh học 48
Hình 27 Sự tích lũy PCBs trong trầm tích và sinh học tại Hạ Long và 48
sự tích lũy DDTs trong trầm tích sinh học tại Ba Lạt
6
I. MỚ ĐẦU
Các hợp chất hữu cơ bền vững viết tẩt là POPs là nhóm các hợp chất hữu cơ có tính bển.
tích luỹ sinh học, có tính độc và có khả năng chuvển hoá rộng trona mồi trường. Các
hydrocacbon được clo hoá là các chất chú vếu nàm trong nhóm hợp chất POPs. Chúng bao
gồm nhiéu loại hợp chất khác nhau như các thuốc trừ sâu, diệt cỏ (DDT. toxaphene.
chlordane); sản phám hoá chất cóng nghiệp và sàn phâm phu cóng nghiệp như
polychlobiphenyl (PCB). dibenzo-p-dioxin (dioxin) hay dibenzo-p-furan (furan). VỚI đặc
tính có dộ tan trong nước thấp và tính ưa mỡ cao nèn các hơp chất POPs có khả nâng tích
luỹ sinh học trong các mò mỡ.
Do tính chất bén vững trong môi trương, khả nãng tích luỹ sinh học va các anh hườns
dộc học sinh thái cũng như ảnh hướng tới sức khoé con người nên Mỹ và 90 quòc gia khác
trên thế giới đã kv Công ước Stockholm về cát giám/ loại bỏ việc san xuàt, sứ dung và phát
thải của 12 hợp chát POPs gâv sự quan ngại nhât. Các hợp chất này bao gồm PCB. aldnn.
chlordane, dielđrin. endrin, heptachlor. hexachlorobenzene, mirex, toxaphene, DDT.
Từ trước đẽn nay. việc phân tích các hợp chát PCB và thuốc trừ sau ho cơ clo (TTS cơ
clo) trong mẫu nước, đát và mẫu sinh hoc thương rat ton kém va gặp rat nhiéu khó khăn
trong khâu xử lý mầu. dạc biệt là khi phan lích dong ihới lưưng vít cua chúng trong các dôi
tượng mẫu này. N hiêu phòng thi nghiẹm trên thê giới dã nghiên cứu các phương pháp xử ly
mầu khác nhau VỚI các kỷ thuật mới. dặc thù và trang thiết bị hièn dai. Tuy nhien, ờ Việt
Nam, việc phàn tích xác định các hợp chất này còn rát hạn chẽ. thương chi phàn tích riêng
lẻ từng hợp chát, rát tốn dung môi và chưa hiệu quá. Do đó. việc nghiên cứu tìm ra quy
trình dơn giản, hiệu quả và phù hợp với điều kiện ớ Việt Nam đê phan tích đổng thời các
hợp chất này ngày càng trở nên cấp thiẽt.
Mục tiêu của đé tài là tối ưu hoá quy trình xác định đồng thời các hơp chát PCB và thuôc
trừ sâu cơ clo trong một số loại mẫu môi trường (nước, trầm tích, sinh học) với độ chính
và Phát triển Nông thôn đã ban hành Qui định đăng kí HCBVTV đầu tiên ở Việt Nam và
Danh mục HCBVTV hạn chế sử dụng và bị cấm sử dụng cho nông nghiệp.
Tại Việt Nam , bảo vệ thực vật là một khâu quan trọng trong sản xuát nông nghiệp nhám
tâng năng suất cây trổng. Việc sử dụng HCBVTV ngày càng tăng cá về số lượng và chủng
loại. Theo số liệu của Phòng Kiểm soát ô nhiễm - Cục Môi Trường. Nếu cuối những năm
cuối của thập kỷ 80, số lượng HCBVTV sử dụng là 10.000 tãn/năm, thì bước sang những
năm của thập kỷ 90, số lượng HCBVTV đã tăng lên gấp đôi (21.600 tấn/nãm vào năm
1990). Thậm chí tăng lên gấp ba vào năm 1995 (33.000 tấn/năm) và diện tích đãt canh tác
sử dụng HCBVTV cũng tăng lên khoảng 80 - 90%. Nhu cầu hiện nay lẽn đèn 33.625 tấn.
Một điều có thể dễ dàng nhận thấy đó là việc buôn bán sử dụng HCBVTV đã trở nên hèt
sức phổ biến tại hầu hết các thôn xã trong cả nước. Hiện nay trung bình cứ một hecta đất
nông nghiệp sử dụng 1,05 kg HCBVTV. Điều đặc biệt đáng lo ngại là việc kiểm soát và
đảm bảo chất lượng thuốc lưu thông và tàng trữ hiện đang gặp rất nhiều khó khăn . Theo
đánh giá sơ bộ về chủng loại HCBVTV, đến tháng 6 năm 1998 có 221 loại HCBVTV với
722 tên thương mại được phép sử dụng ở Việt Nam, 16 hoá chãt với 29 tên thương mại hạn
chế sử dụng ở Việt Nam, 26 hoá chất cấm sử dụng ở Việt Nam . Đến tháng 11 năm 1997 cả
nước còn tồn khoảng 3.640 kg thuốc cấm sử dụng ở Việt Nam như: DDT và HCB (6%), và
hơn 5000 kg HCBVTV ngoài đanh mục được phép sứ dụng ở Việt Nam. Năm 2004 sô
lượng thuốc được xem như có hiêu lực phòng trừ đối với sâu bệnh nhưng có độc tính cao đã
giảm 27%, tuy nhiên mỗi năm lại xuất hiện thêm 38 tên thuốc mới được bổ sung và 84 tên
thuốc thuộc thành phần hạn chế.
Việt Nam là một trong những quốc gia sứ dụng nhiêu HCBVTV trên thế giới. Do chưa
cung cấp đầy đủ thông tin khoa học và quản lý an toàn HCBVTV nên số ngươi bị ngộ độc
8
bởi HCBVTV cũng như dư lượng tổn đọng trong môi trường tăng lên hàng năm. Mức độ
sử dụng HCBVTV ở Việt Nam trước năm 2000 được minh hoạ tại bảng 1.
Bảng 1: Tinh hình sử dụng HCBVTV ở Việt Nam
STT
Nãm
Diện tích
7
1995 10,5
25.666 0.85
8
1996
10,5
32.751 1,08
9
1997
10,5
30.406 1,01
10
1998 10,5
42.738 1,35
11
1999 10,5 33.715 1,05
Việt Nam là một trong những quóc gia có nguy cơ sốt rét cao. dặc biệt tai các khu vưc
rừng và núi cao. Từ năm 1949, DDT đã bãt đáu được sử dụng ờ Việt Nam cho chương trình
phòng chống sốt rét. Lượng lớn nhât được sử dụng vào các năm 1962, 1963 và 1981 í 1000
tấn/năm). Năm 1994, Viện Ký Sinh trùng và Sót rét ngừng cung câp DDT cho các tinh,
nhưng tại một số địa phương vẫn còn lưu giữ và sư dung DDT. Tới năm 1995, Việt Nam
chính thức ngừng sử dụng DDT trong việc kiểm soát côn trùng truyền bệnh sõt rét. Như vậy
mặc dù từ năm 1992, DDT đã nằm trong danh sách các HCBVTV cấm sử dụng trong nông
nghiệp nhưng cho tới hết năm 1994, DDT vẫn được sử dụng cho mục đích bảo vệ sức khoe.
Về nguyên tấc, phần lớn các HCBVTV có độc tính cao và bển vững trong môi trường
đều đã bị hạn chế và cấm sử dụng.
2.1.1. Hexachỉorocylohexane (HCH)
Công thức phân tử: CfjHfiClfj
Khối lượng phân tử: M = 209,85 đvC
Tên hoá học: 1 ,2 ,3,4,5,6-Hexachlorocylohexane
CI
CI
• Tính chất hoá lý:
HCB là chất khá bền, tan dễ dàng trong dung môi hữu cơ nhưng tan rất ít trong nước, độ
tan của HCB trong nước tại 25 °c là 0,00544 g/m\ Nhiệt độ sôi cúa HCB là 322 "c, tỷ
trọng tại 20 °c là 2,075 g/cm
• ứng dụng:
HCB được sử dụng làm thuốc diệt nấm, bảo quán hạt giống. Ngoài ra, HCB còn được sứ
dụng trong công nghiêp nhằm xử lý điện cực cacbon, tong hợp cao su, thuôc trư sâu.
10
HCB thuộc nhóm chất độc loại II. Mức dư lượng tối đa cho phép trong đất là: 0,01-10
mg/kg; và trong nước là: 0,01 ng/1.
2.1.3. Aldrin
Công thức phân tử: C]2HSC16
Khối lượng phân tử: M = 364.93 đvC
Công thức cấu tạo:
Cl
Tên hoá học: l,2,3,4,10,10-hexachloro-l,4,4a.5,8.8a-hexahydro-endo.endo-1.4:5.8-
dimethanonaphthalene.
• Tính chất của aldrin:
Tinh thể Aldrin nóng chảy ở 104 "c, rất dẻ tan trong đa sô các dung môi hữu cơ và
không tan trong nước. Độ độc LDs() (qua miệng; với chuột là 38 - 67 mg/kg trọng lượng cơ
thể. Độc tính với người xảy ra qua đường hồ hâp và sự hâp thụ qua da. có thể gây ra các
bệnh về gan. ung thư vú ở phụ nữ. Dư lượng tối đa cho phép trong nước là: 0,03 Ịig/1.
• Úng dụng:
Aldrin được đùng đê chống lại côn trùng phá hoại ngô, mối ở vườn ươm cây giông, và
bảo quản một số loại thực phẩm như ngũ cốc, bảo vệ gỗ của những công trình xây dựng.
2.1.4. Dieldrin
Công thức phân tử: C|2H(ịC160
Khối lượng phân tử: M = 380,93 đvC
Trong lĩnh vực nông nghiệp endrin được sứ dụng để chống lại nhiều loại bướm và côn
trùng phá hoại trên các cánh đồng trồng bông, ngô, lúa, mía. Ngoài ra endrin còn được sứ
dụng để chống lại một số loài gặm nhám như chuột.
2.1.6. DDT, DDD, DDE
+ DDE có công thức phân tử: C14H„C14, khối lượng phân tứ: M = 308,91 đvC với tên gọi
là: l,l-dichloro-2,2-bis(4-chlorophenyl)ethene.
12
Công thức cấu tạo:
Cl Cl
- o Ị o
H
DDE và DDD là sản phẩm chuyèn hoá chính của DDT. thường bền với sự phân huy sinh
học trong cả điều kiện hiếu khí và yếm khí (Strompl and Thiele, 1997;. Hàng nãm sự phân
huỷ DDT thành DDE trong môi trường chỉ chiếm vài phần trăm.
+ DDD có công thức phân tử: C14H|0C14, khối lượng phân tử: M = 310.93 đvC với tên gọi
là: 1,1 -dichloro-2,2-bis(4-chlorophenyl)ethane.
Công thức cấu tạo:
H
H
DDD là chất kết tinh màu trắng, nóng chay ở 109*'C, bển trong mói trường.
+ DDT có công thức phân tử: C|4HyCU khoi lượng phân tử: M = 345,50 đv(\ có tên gọi:
1,1,1 -trichloro-2,2-bis(4-chloropheny l)ethane.
Công thức cấu tạo:
CI
H
DDT có hai đổng phân chính là O.p’-DDT và p,p’-DDT song chi có p,p-DDT có tác dụng
diệt trừ sâu bệnh.
• Tính chất hoá lý:
DDT ở dạng tinh thể màu trắng, nhiệt độ nóng chay 108,5 - 109 ()c. Tan rất ít trong
nước (0,025 mg/1) nhưng tan rất tốt trong các dung môi hữu cơ như hexane,
209 cấu tử có số lượng nguyên tử clo và vị trí thế khác nhau trong câu trúc biphenyl.
5 6 6 ' 5 '
PCB thương phẩm là hỗn hợp của các congener với những tỷ lệ khác nhau, chúng thường
có tên gọi thương mại là Arochlor (USA, Chiophen (Đức), Fenchlor (Italy), Kanechlor
(Nhật bản), and Phenochlor (Pháp). PCB thương phẩm có nhiều ứng dụng như làm chất
lỏng cách điện trong biến thế, tụ điện, chất lỏng truyển nhiệt, chất lỏng thuỷ lực. phụ gia
dầu nhớt, phụ gia sơn, giấy copy, nhựa Tuy nhiên, do có tính cách điện và bẽn nhiệt cao,
ứng dụng chính của PCB là làm phụ gia trong dầu sử dụng cho các biến thê, tụ điện và các
thiết bị điện khác.
Trước năm 1985, tổng lượng dầu chứa PCB được nhập khẩu từ Liên bang Xô Viết, Trung
Quốc và Rumani vào Việt Nam xấp xỉ 27000 tới 30000 tấn. Hiện nay một số trạm biến thế
vẫn sử dụng dầu chứa PCB do chưa tới thời hạn thay dầu, một số đã thay thế dùng các loại
dâu không chứa PCB, và một lượng dầu chưa sử dụng bị nghi ngò chứa PCB đang được tổn
trữ trong các kho chứa. Nguỏn thải PCB ra mỏi trường chính là lượng dầu biến thê đã thải
bỏ một cách không kiêm soát được khi thay dầu ở các trạm biến thê hoặc các sản phẩm tụ
điện hỏng thải ra bãi rác.
Nhìn chung, các PCB tương đôi khó tan trong nước và kha nãng hoà tan giảm ngược với
sỏ nguyên tử clo hoá trong hợp chất nhưng chúng lại tan dễ dàng trong các dung môi hữu
cơ, chất béo, hyđrocacbon. Độ tan của các PCB biên đổi tương đối phức tạp. không theo
một quy luật nào cả. Chúng rất dễ bị hấp thụ vào các mỏ mỡ. Đây chính là một trong những
lí do khiên PCB càng trở nên nguy hiểm đói với các loài sinh vật. Độc tính của PCB dược
quyết định bởi sự có mặt của các cấu tử có câu trúc dạng phãng. Trong số 209 cấu tử thì có
khoảng 20 cấu tử PCB có cấu trúc đồng phẳng. Tên của các PCB theo danh pháp quoc tẻ và
một sô' PCB có cấu trúc phẳng được giới thiệu trong bang 2 và hình 1.
Bảng 2: Tên gọi của các càu tử PCB theo danh pháp IUPAC
Số Cáu trúc Só
Câu trúc
Số Cũu trúc
Só
Cáu trúc
5 2,3 62 2,3,4,6 120
2,3\4,5,5'
163 2 ,2 \4 4 \6 ,6 ’
6 2,3’
63
2,3,4 \5
121 2,3 \4 ,5 ’,6
164
2,3,3’, 4.4\5
7 2,4
64
2,3,4’,6 122 2 \3 ,3 \4 ,5 165
2,3,3’,4,4’,5’
8 2,4’ 65 2,3,5,6
123 2 ’,3,4,4’,5 166
2,3,3’,4,4’,6
9 2,5
66
2,3 ’,4,4’
124
2 \3 ,4,5,5'
167
2,3,3\4,5,5’
10
2,6
67 2,3’,4,5 125
2 ’,3,4,5,6 ’
168
2,3,3\4.5,6
11 3,3’
16
2,2’,3
74 2,4,4’,5
119
2 ,3 \4 ,4 \6
173
2 ,2\3,3 \4 .5,6
17
2,2 \ 4
75
2 A A \6
120
2,3’.4,5,5’
174
2,2’,3,3’,4,5,6’
18
2.2’,5
76
2\3,4,5
121
2,3’,4,5’,6
175
2 ,2 \3 ,3 \4 ,5 \6
19
2,2’,6
77
3,3’,4,4’
122
2 ,3.3 ,4.5
176
127
3 .3\4 ,5,5’
181 2 ,2’,3,4.4’,5,6
25
2 ,3 \4
82
2,2',3,ĩ ' A
Hexachlorobiphenyl 182 2 ,2 \3 .4 .4 \5 ,6 ’
26
2 ,3\5
83
2,2 ’,3,3’,5
128
2,2’,3,3’,4,4’
183 2 ,2’,3,4,4’,5’,6
27
2,3’,6
84
2,2 ’,3,3’,6
129
2,2 ’,3,3’,4,5
184
2,2',3 ,4,4,6,6’
28 2,4,4’
85
2,2 ’,3,4,4’
130
2 ,2 \3 ,3 \4 ,5 ’ 185 2,2',3,4,5,5’,6
29
2,4,5
2,2\3 ,4,4 ’,5,6
33
2’,3,4
90
2 ,2 \3 ,4 ’,5
135
2,2’,3,3’,4,4’
190
2,2’,
34
2 ’,3,5
91
2,2’,3,4’,6
136
2 ,2 \3 ,3 \6 ,6 ’
191 2,2’,3,4,4’,5’,6
35
3,3'A
92
2,2 \ 3,5,5’
137
2,2’, 3,4,4’, 5
192 2,2’,3,4,4’,6.6’
36
3 3’,5
93
2,2 ’,3,5,6
138
2 .2 \3 ,4 ,4 \5 ’
193
2,2’,3,4,5,6’
197
2,2’,3,3’,4,4'.6,6'
41
2,2’, 3,4 99
2,2’,4,4’,5
143
2 ,2 \3 ,3 ’,4,4’
198 2,2’,3,3’,4,5.5’,6
42
2,2’,3,4’
100
2,2’,4,4 ’,6 144
2 ,2 \3 ,3 \6 ,6 ’ 199 2,2’.3.3’.4.5.6.6’
43
2,2’,3,5 101
2,2 \4 .5,5 ’ 145 2,2’,3.4,4’,5 200
2.2,,3,3',4.5’.6.6’
44
2,2’,3,5’
102 2,2’,4,5,6’
146
2,2’,3,4,4’,5' 201
2.2’.3.3',4.5,5’.6’
45
2,2’,3,6 103
2,2 ’,4,5\6 147
2,2’,3,4.4’,6
202 2,2’,3,3’,5,5’,6.6’
46
2,2 ’,3 ,4,5,5’
208 2 ,2 ’,3,3’,4,5,5’,6,6’
53
2,2’,5,6’ 111 2,3,3’,5,5’
155 2,2’,3,4’,5,6 Decachlorobiphenyl
54 2,2’,6,6’
112 2,3,3’,5,6
156 2,2’,3,4’,5,6’ 209
55
2,3,3’,4 113
2 ,3 ,3 \5 \6
PCB-189
PCB-114
PCB-77 PCB-81
Hình 1. Một số hợp chất PCB đổng phẳng
Cl
PCB-126
PCB-169
PCB-118
2.3. Độc tính và khả năng vận chuyển của các hợp chất POP trong môi trường
Cảc hợp chất POP có thể đi vào môi trường từ nhiều nguồn phát thải: các bãi rác, lò đốt
chất thải, rò rỉ từ các khu vực sản xuất, kho chứa, dư lượng sử dụng trong nông nghiệp, y
tê Các hợp chất POP tồn tại bền vững, khó và chậm bị phân huỷ trong các điều kiện cúa
môi trường tự nhiên. Chúng có khả năng phát tán xa theo gió nhờ khả năng bán bay hơi
trong môi trường, sau đó lắng đọng vào đất và nước. Vì có hệ sô hệ sô phân bỏ
octanol/nước- Kow và hệ số hấp phụ ỉên vật chất cacbon hữu cơ- Koc cao, độ hoà tan trong
nước kém, trong môi trường thuỷ quyển các hợp chất POP có xu hướng hấp phụ vào trầm
tích và tích luỹ trong các động vật thuỷ sinh. Các hợp chất POP cũng tích luỹ trong thực
vật, chim, gia cầm, gia súc với dư lượng tăng lên theo bậc của chuỗi thức ãn và đặc biệt
chúng còn có mặt cả trong cơ thể các động vật bậc cao bao gồm cả con người.
thể tích khác để tách các phân đoạn chứa PCBs và TTS cơ clo. Tốc độ rửa giải thường là 1
ml/phút trong suốt quá trình rửa giải.
❖ Mẫu đất, trầm tích và sinh học
Đối với các mẫu ở dạng rắn như mẫu đất, trầm tích, chất thải rắn phương pháp chiết cổ
điển rất được ưa dùng là chiết Soxhlet. Phương pháp này cũng thường được dùng để chiết
các PCB và TTS cơ clo trong mô cá, động vật nhuyễn thể và các động vật khác. Dung môi
thường được sử dụng để chiết các hợp chất này theo phương pháp chiết Soxhlet là hỗn hợp
hexan/axeton. Do khá bền nhiệt nên các hợp chất PCB và TTS cơ clo không bị phân huy khi
tiến hành chiết ở nhiệt độ cao (70 °C) trong nhiều giờ (khoảng 24 giờ). Tuy nhiên phương
pháp chiết Soxhlet yêu cầu sử dụng một lượng dung môi khá lớn và khá tốn thời gian. Ngày
nay, trong xu hướng phát triển các phương pháp phân tích mới mà việc tiên hành chúng
không gây ảnh hưởng tới môi trường, tiết kiệm thời gian và giảm giá thành, người ta đã
quan tâm hơn tới một số phương pháp tách chiết như phương pháp chiết vi sóng hay
phương pháp chiết siêu âm. Các phương pháp này chi sử dụng một lượng nho các dung môi
phân cực như axeton và tiết kiệm thời gian hơn nhiểu.
Sau khi các hợp chất PCB và TTS cơ clo được tách chiêt ra khoi nền mẫu, các bước làm
sạch tiếp theo để loại bỏ các hợp chãt gây cán trở trong quá trình phân tích là rất cần thiết.
Săc ký thẩm thấu gel. kỹ thuật sử dụng cột hãp phụ than hoạt tính, florisil, silicagel, sắc ký
lỏng hiệu năng cao thường được sử dụng để loại bỏ các hợp chất gây cán trở và đôi khi
được sử dụng để phân đoạn PCB và TTS cơ clo.
2.5. Các phương pháp xác dịnh PCB và TTS cơ clo
Việc nhận dạng và định lượng các PCB và TTS cơ clo chù yêu được thực hiện báng kỹ
thuật sắc ký khí (GC) với detectơ phù hợp như detectơ ECD-là detectơ có độ nhạy đặc biệt
với những hợp chất có chứa clo. Detectơ khối phổ chọn lọc (MS-SIM) hoặc detectơ khối
phổ bẫy ion (ITMS) có độ nhạy thấp hơn detectơ ECD nhưng chúng có độ chọn lọc cao hơn
cho các hợp chất PCB và TTS cơ clo cũng được để cử.
19
III. THỰC NGHIỆM
Đề tài nghiên cứu bao gồm 3 phần:
1- Nghiên cứu xây dựng hoàn thiện các quy trình phân tích đổng thời các hợp chất PCB
Thiết bị đồng hoá mẫu sinh học của Đức
Thiết bị sắc ký thẩm thấu
Thiết bị lấy mẫu nước và mẫu trầm tích chuyên dụns
Bộ chày, cối nghiền mẫu trầm tích
- Thiết bị sắc ký khí GC-14B của hãng Shimadzu với detectơ ECD
- Cột tách sắc kí: cột mao quản DB-5, dài 30 m. đường kính trong 0,32 mm. bể dày
pha tĩnh 0,25 |im
3.3. Dụng cụ
- Phễu chiết 2 1
- Phễu lọc thuỷ tinh
- Bình cầu 250 ml, 500 ml
- Ống đong 100 ml. 250 ml. 1000 ml
- Cốc thuỷ tinh 100 ml, 200 ml
- Ong nghiệm chia vạch 12 ml
- Bình định mức 1 ml, 2 ml. 5 ml
- Ống teflon 50 ml
- Pipet pasteur
- Chày, cối nghiền mẫu
- Lọ thuỷ tinh sắc kí đựng mẫu 1.5 ml; 5 ml
- Bỏng thuỷ tinh
- Kim hút mẫu và microxilanh cỡ 10, 50 và 100 |il
Dụng cụ thuỷ tinh sạch bọc trong giấy nhỏm và nung tại 450 °c trước khi sứ dụng để
loại bỏ các chất ô nhiễm.
3.4. Quy trình phân tích đổng thời PCB và TTS cơ clo trong mẫu nước bể mặt
3.4.1. Chuẩn bị mẫu trắng
Mẫu trắng được chuẩn bị để đánh giá sự nhiễm bẩn của hoá chất, dụng cụ và đam bảo độ
tin cậy của các số liệu tính toán. Mẫu trắng được thực hiện trên nển 1 L nước cất íđược coi
là không chứa các hợp chất cần phàn tích), xử lý song song với mẫu giả và được lặp lại sau
khi phân tích 10 mẫu thật.
21