ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

Nguyễn Công Tập

ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ Ô NHIỄM BTEX
TRONG KHÔNG KHÍ KHU VỰC DÂN CƯ
THUỘC QUẬN HAI BÀ TRƯNG, THÀNH PHỐ HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội 2015


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

Nguyễn Công Tập

ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ Ô NHIỄM BTEX
TRONG KHÔNG KHÍ KHU VỰC DÂN CƯ
THUỘC QUẬN HAI BÀ TRƯNG, THÀNH PHỐ HÀ NỘI

Chuyên ngành: Khoa học môi trường
Mã số: 60 44 03 01
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS ĐỖ QUANG HUY
TS. ĐỖ TRẦN HẢI

Hà Nội 2015

1.9.3. Khí hậu ........................................................................................... 27
1.9.4. Đặc điểm giao thông ....................................................................... 27
Chương 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................. 29
2.1. Đối tượng nghiên cứu ......................................................................................... 29
2.2. Phương pháp nghiên cứu.................................................................................... 29


2.2.1. Phương pháp lấy mẫu tại hiện trường.............................................. 29
2.2.2. Phương pháp vận chuyển và bảo quản mẫu ..................................... 34
2.2.3. Phương pháp phân tích sắc ký khí xác định BTEX.......................... 34
2.2.4. Thực nghiệm ................................................................................... 36
2.2.5. Phương pháp phỏng vấn .................................................................. 40
2.2.6. Đánh giá rủi ro sức khỏe tiềm năng ................................................. 40
Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN...................................................... 41
3.1. Thể tích mẫu quy đổi theo điều kiện chuẩn .................................................... 41
3.1.1. Thể tích lấy mẫu tại nút giao thông Đại La - Minh Khai ở vị
trí T1, T2 quy đổi theo điều kiện chuẩn .......................................... 43
3.1.2. Thể tích lấy mẫu tại nút giao thông Đại Cồ Việt - Trần Khát
Chân ở vị trí T3, T4 quy đổi theo điều kiện chuẩn .......................... 43
3.1.3. Thể tích lấy mẫu tại nút giao thông Trần Khát Chân - Kim
Ngưu ở vị trí T1, T2 quy đổi theo điều kiện chuẩn.......................... 43
3.2. Nồng độ BTEX tại các vị trí nghiên cứu......................................................... 41
3.2.1. Nồng độ BTEX trong không khí tại khu vực nút giao thông
Đại La - Minh Khai ........................................................................ 43
3.2.2. Nồng độ BTEX trong không khí tại khu vực nút giao thông
Đại Cồ Việt - Trần Khát Chân ........................................................ 44
3.2.3. Nồng độ BTEX trong không khí tại khu vực nút giao thông
Trần Khát Chân - Kim Ngưu .......................................................... 45
3.3. Đặc điểm ô nhiễm các chất BTEX trong không khí khu vực
nghiên cứu........................................................................................................... 46

Bảng 16. Định lượng nguy cơ gây ung thư và nồng độ tham chiếu ................................ 39
Bảng 17. Thể tích mẫu lấy tại các vị trí T1 và T2 nút giao thông Đại La ngày
01/10 và 11/10 được quy đổi về thể tích ở điều kiện chuẩn ........................... 40
Bảng 18. Thể tích mẫu lấy tại các vị trí T3, T4 nút giao thông Đại Cồ Việt ngày
06/10 và 12/10 được quy đổi về thể tích ở điều kiện chuẩn ........................... 40
Bảng 19. Thể tích mẫu lấy tại các vị trí T5, T6 nút giao thông Trần Khát Chân
ngày 09/10 và 11/10 được quy đổi về thể tích ở điều kiện chuẩn .................. 41


Bảng 20. Kết quả xác định nồng độ BTEX tại khu vực nút giao thông Đại
La - Minh Khai theo giờ tại vị trí T1, T2 ........................................... 43
Bảng 21. Kết quả xác định nồng độ BTEX tại khu vực nút giao thông Đại
Cồ Việt - Trần Khát Chân theo giờ tại vị trí T3, T4 ........................... 44
Bảng 22. Kết quả xác định nồng độ BTEX tại khu vực nút giao thông
Chần Khát Chân - Kim Ngưu theo giờ tại vị trí T5, T6 ..................... 45
Bảng 23. Nồng độ trung bình của BTEX tại giờ cao điểm và giờ thấp
điểm vào ngày trong tuần và cuối tuần tại vị trí T1, T2 ..................... 48
Bảng 24. Nồng độ trung bình của BTEX tại giờ cao điểm và giờ thấp
điểm vào ngày trong tuần và cuối tuần tại vị trí T3, T4 ..................... 49
Bảng 25. Nồng độ trung bình của BTEX tại giờ cao điểm và giờ thấp
điểm vào ngày trong tuần và cuối tuần tại vị trí T5, T6 ..................... 49
Bảng 26. Nồng độ trung bình của BTEX tại các nút giao thông ........................ 52
Bảng 27. Các giá trị sử dụng cho đánh giá phơi nhiễm ước tính ....................... 56
Bảng 28. Đánh giá rủi ro tiềm năng cho BTEX ................................................ 57
Bảng 29. Tình hình bệnh tật theo nhóm tuổi ..................................................... 59
Bảng 30. Tình hình bệnh tật theo nhóm khoảng cách ....................................... 59


DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1. Công thức cấu tạo của BTEX ................................................................ 3

Hình 26. Sắc đồ phân tích mẫu khí lấy từ 17h-19h ngày 01/10/2014 tại
vị trí T1 trong máy GC-FID................................................................ 68
Hình 27. Sắc đồ phân tích mẫu khí lấy từ 17h-19h ngày 11/10/2014 tại
vị trí T1 trong máy GC-FID................................................................ 68
Hình 28. Sắc đồ phân tích mẫu khí lấy từ 7h-9h ngày 06/10/2014 tại vị
trí T3 trong máy GC-FID.................................................................... 68
Hình 29. Sắc đồ phân tích mẫu khí lấy từ 11h-13h ngày 06/10/2014 tại
vị trí T3 trong máy GC-FID................................................................ 68
Hình 30. Sắc đồ phân tích mẫu khí lấy từ 13h-15h ngày 06/10/2014 tại
vị trí T3 trong máy GC-FID................................................................ 68
Hình 31. Sắc đồ phân tích mẫu khí lấy từ 17h-19h ngày 06/10/2014 tại
vị trí T3 trong máy GC-FID................................................................ 69
Hình 32. Sắc đồ phân tích mẫu khí lấy từ 17h-19h ngày 06/10/2014 tại
vị trí T4 trong máy GC-FID................................................................ 69
Hình 33. Sắc đồ phân tích mẫu khí lấy từ 17h-19h ngày 09/10/2014 tại
vị trí T5 trong máy GC-FID................................................................ 69
Hình 34. Các vị trí lấy mẫu BTEX ................................................................... 77
Hình 35. Phân tích mẫu BTEX ......................................................................... 78


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
BTEX

: Benzen, Toluen, Etylbenzen, Xylen

BTX

: Benzen, Toluen, Xylen

BVMT : Bảo vệ môi trường

VOCS

: Các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (Volatle organic compounds)

WHO

: Tổ chức y tế Thế giới (World Health Organization)


LỜI CẢM ƠN
Trước tiên, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy PGS.TS Đỗ Quang
Huy, Giảng viên Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên -Đại
học Quốc gia Hà Nội, TS. Đỗ Trần Hải, Viện trưởng Viện nghiên cứu Khoa
học kỹ thuật bảo hộ lao động đã giao đề tài và tận tình hướng dẫn, giúp đỡ
em trong suốt quá trình thực hiện luận văn thạc sỹ.
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ths. Thái Hà Vinh, Trưởng phòng
Giám sát và Phân tích môi trường, Trạm Quan trắc và Phân tích môi trường
lao động đã tạo điều kiện thuận lợi cho em được thực tập tại Viện và giúp đỡ
em trong quá trình thực hiện luận văn.
Em xin cảm ơn các thầy, cô giáo Khoa Môi trường, Trường Đại học
Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội đã dành tâm huyết truyền đạt
kiến thức quý báu cho em trong suốt thời gian học tập tại trường.
Xin cảm ơn bạn bè, người thân trong gia đình đã giúp đỡ, động viên
em hoàn thành tốt nhất khóa học tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại
học Quốc gia Hà Nội.
Hà Nội, tháng 08/2015
Học viên cao học

Nguyễn Công Tập


1


khí, đánh giá ô nhiễm BTEX ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng, từ đó đề xuất
giải pháp nhằm làm giảm thiểu ô nhiễm không khí là những việc làm cần thiết.
Trong những năm qua đã có nhiều nhà khoa học, nhiều công trình nghiên
cứu, phân tích xác định thành phần, hàm lượng của các chất ô nhiễm trong môi
trường không khí, nhưng các dung môi hữu cơ nới chung và BTEX nói riêng
vẫn chưa được quan tâm đúng mức. Để đóng góp vào hướng nghiên cứu trên, tôi
lựa chọn đề tài nghiên cứu: “Đánh giá mức độ ô nhiễm BTEX trong không
khí khu vực dân cư thuộc quận Hai Bà Trưng, Thành phố Hà Nội”.
Nội dung nghiên cứu gồm:
- Nghiên cứu lấy mẫu và phân tích xác định nồng độ BTEX trong các
mẫu không khí lấy ở ba nút giao thông chính thuộc quận Hai Bà Trưng, thành
phố Hà Nội (nút giao thông là điểm giao giữa các tuyến phố Đại La - Minh
Khai, Đại Cồ Việt - Trần Khát Chân và Trần Khát Chân - Lò Đúc).
- Sử dụng số liệu nồng độ BTEX đã xác định được để đánh giá mức độ ô
nhiễm BTEX trong không khí tại nút giao thông và trong khu vực sinh sống của
người dân xung quanh các nút giao thông này.
- Dựa vào nồng độ BTEX đã xác định để tính toán đánh giá nguy cơ rủi
ro của BTEX đối với sức khỏe người dân sống trong khu vực này.
- Trên cơ sở thống kê bệnh tật của người dân sống trong khu vực xung
quanh ba nút giao thông nghiên cứu thông qua phỏng vấn xác định sự tồn tại của
nhóm các bệnh tật có nguy cơ gây ảnh hưởng đến sức khỏe người dân sống
trong vùng nghiên cứu.

2


Chương 1

ứng dụng làm dung môi trong ngành in, cao su, công nghiệp da, pha loãng sơn,
vecni, công nghiệp xơ tổng hợp, thành phần trong lớp phủ ngoài của vải và giấy
[14]... Có ba đồng phân của xylen trong đó các nhóm metyl khác nhau trên vòng
3


benzen gồm: octho-xylen, meta-xylen và para-xylen (o,m,p-xylen). Xylen còn
được gọi là xylol hoặc dimetylbenzen. Xylen chủ yếu là một hóa chất tổng hợp.
Tính chất vật lý của BTEX được trình bày trong bảng 1 [6], [11].
Bảng 1. Tính chất vật lý của BTEX
STT
1

Đặc tính
Công thức

Benzen

Toluen

Etylbenzen

Xylen
(o,m,p-xylen)

C6H6

C6H5CH3 C6H5C2H5

CH3C6H4CH3

3

Điểm sôi (oC) ở
760 mmHg

4

Điểm nóng chảy 5,5
(oC)

5

Tỷ trọng(g/cm3) 0,8765

0,8669

0,8670

0,88/0,864/0,861

6

Độ phân cực

3,0

2,3

-


Một số tính chất Là hợp chất không màu, ở điều kiện bình thường tồn tại
chung

dạng lỏng, dễ cháy, có mùi đặc trưng của Hiđrocacbon
thơm, tan trong ancol, clorofom, ete, cacbonđisunfua,
axeton,….

Ghi chú: “-”: không có số liệu
1.2. Nguồn phát sinh BTEX trong môi trường
- Nguồn tự nhiên

4


Benzen được phát hiện và phân lập từ hắc ín từ những năm 1800, phát
thải khí từ núi lửa, cháy rừng cũng góp phần đáng kể benzen vào môi trường.
Benzen có trong dầu thô, xăng dầu và khối thuốc lá [20].
Toluen phát sinh trong tự nhiên từ dầu thô và cây tolu [21].
Etylbenzen trong tự nhiên được tìm thấy có trong dầu thô [13].
Xylen trong tự nhiên có trong dầu mỏ, nhựa than đá và hình thành trong
quá trình cháy rừng ở mức độ nhỏ [14].
- Nguồn nhân tạo
Benzen được tạo ra chủ yếu từ dầu mỏ, được sử dụng trong công nghệ sản
xuất một số loại cao su, dầu nhờn, thuốc nhuộm, chất tẩy rửa, thuốc bảo vệ thực
vật. Benzen hiện diện trong không khí là do đốt than đá, dầu, khí thải từ phương
tiện giao thông, các trạm xăng và khói thuốc lá [20]. Khói thải của các phương
tiện giao thông được ước tính là nguồn phát thải benzen nhân tạo lớn nhất trên
thế giới. Khói thuốc lá cũng là nguồn cung cấp benzen đáng kể. Trung bình 1
điếu thuốc lá thải ra từ 6-73 µg benzen [4]. Benzen được tìm thấy ở những gia
đình có người hút thuốc lá là 16µg/m3 cao hơn tại những gia đình không có

trong môi trường [20]. Các sản phẩm biến đổi trong môi trường không khí được
thể hiện trong hình 2:

Hình 2. Hình thái và chuyển hóa của benzen trong không khí
Benzen trong không khí chủ yếu tồn tại ở giai đoạn bay hơi. Quá trình
chuyển hóa chủ yếu của benzen là phản ứng của nó với gốc hydroxyl khí quyển.
Benzen cũng có thể phản ứng với các gốc oxy hóa khác trong khí quyển như gốc
nitrat và ozon, tuy nhiên tỷ lệ chuyển hóa được coi như không đáng kể so với
tốc độ phản ứng với gốc hydroxyl. Sự quang hóa của benzen trong nitơ dioxit
trong hệ thống không khí hình thành phenol, nitro benzen, glyoxal, fomandehit,
6


andehit maleic. Trong sự hiện diện của NOx và SO2 tỷ lệ chuyển hóa quang hóa
của benzen trong pha khí là lớn hơn so với chỉ có không khí. Các sản phẩm của
benzen với NOx như: NO, o-; p-nitrophenol và 2,4-; 2,6-dinitrophenol có thể ảnh
hưởng tiêu cực với sức khỏe con người. Tuy nhiên các sản phẩm này thời gian
tồn tại trong không khí tương đối ngắn. Sự quang phân trực tiếp của benzen
trong không khí là ít có khả năng bởi không khí có thể lọc ra bước sóng ánh
sáng <290 nm và benzen không hấp thụ bước sóng >260 nm [20].
1.3.2. Toluen
Toluen trong nước và đất bay hơi vào trong không khí hoặc bị phân hủy
thành những chất khác. Toluen có thể tích tụ sinh học trong cá, sò, thực vật và
động vật sống trong nước có nhiễm toluen. Tuy nhiên, toluen không tích tụ đến
hàm lượng cao vì hầu hết các loài động vật có thể chuyển hóa nó thành những
hợp chất khác và bài tiết ra ngoài [21].
Toluen trong khí quyển bị phân hủy nhanh bởi phản ứng với các gốc
hydroxyl, quá trình phân chia hình thành các hydrocacbon đơn giản. Toluen
cũng bị oxy hóa bởi phản ứng với NO, oxy và ozon, nhưng tỷ lệ các phản ứng
này với cường độ thấp hơn so với gốc hydroxyl [21].


Hình 3. Phản ứng tạo gốc tự do của Toluen với các chất ô nhiễm khác
trong không khí
1.5. Tác động của BTEX đến sức khỏe con người
Con người tiếp xúc với BTEX có thể do ăn uống (nước nhiễm BTEX), hít
phải (tiếp xúc với BTEX trong không khí), hoặc hấp thụ qua da. Phơi nhiễm cấp
tính với mức độ cao của xăng dầu và các thành phần có chứa BTEX tác động
lên da và kích thích giác quan, hệ thần kinh trung ương và những ảnh hưởng đến
hệ hô hấp. Tiếp xúc kéo dài các hợp chất này có tác dụng tương tự như với gan ,
thận và hệ thống máu. Hình 4 sự vận chuyển BTEX trong cơ thể người hình 4
[13], [14], [20], [21].

8


Hình 4. Sự vận chuyển của BTEX trong cơ thể người
1.5.1. Benzen
Mọi người đều bị phơi nhiễm một lượng nhỏ benzen mỗi ngày từ môi
trường, nơi làm việc, ở nhà. Benzen có thể bị nhiễm vào cơ thể do hít thở không
khí có chứa benzen, ăn uống thực phẩm có nhiễm benzen. Nguồn chính gây phơi
nhiễm benzen là khói thuốc lá, các trạm xăng, bình chứa nhiên liệu của các
phương tiện giao thông, khí thải từ phương tiện giao thông và khí thải công
nghiệp. Một người hút thuốc lá (32 điếu thuốc/ ngày) sẽ bị nhiễm 1,8 mg
benzen/ngày [4]. Những người sống gần các nhà máy lọc dầu, sản xuất hóa dầu,
sản xuất khí đốt có khả năng bị phơi nhiễm cao. Mức độ bị phơi nhiễm benzen
qua đường thực phẩm, thức uống, nước uống không cao bằng đường không khí.
Những người bị phơi nhiễm benzen ở nồng độ cao thường là những người làm
việc trong ngành công nghiệp sản xuất hoặc sử dụng benzen như: công nhân sản
xuất cao su, giày, hóa chất, khí đốt,... [20].
Benzen xâm nhập vào cơ thể qua đường hô hấp, tiêu hóa và da. Khi bị

Phơi nhiễm benzen có thể gây hại cho bộ phận sinh sản. Một số phụ nữ
làm việc trong môi trường có nồng độ benzen cao khi kiểm tra sức khỏe kết quả
cho thấy sự giảm kích cỡ buồng trứng. Ngoài ra, phơi nhiễm benzen còn ảnh
hưởng thai nhi ở phụ nữ mang thai và khả năng làm cha ở nam giới. Tuy nhiên
ngưỡng gây hại và cơ chế gây hại thì chưa biết [20].
1.5.2. Toluen
Con người có thể bị phơi nhiễm toluen từ nhiều nguồn như nước uống,
thực phẩm, không khí, những sản phẩm tiêu dùng có chứa toluen, hít thở không
khí trong môi trường làm việc, hít mùi từ keo và dung môi sử dụng. Khí thải thử
10


động cơ xe cũng đóng góp một lượng toluen đáng kể vào không khí. Những
người tiếp xúc với xăng dầu, dầu lửa, sơn, sơn mài có rủi ro phơi nhiễm cao
nhất. Do toluen là một dung môi thường được sử dụng trong các sản phẩm tiêu
dùng nên chúng ta có thể bị phơi nhiễm kể cả ở trong nhà và ngoài trời khi sử
dụng xăng dầu, chất làm bóng móng tay, mỹ phẩm, cao su, xi măng, sơn, chất
tẩy rửa sơn, phẩm màu, thuốc nhuộm, mực in, chất làm sạch bộ chế hòa khí,
chất pha loãng trong sơn mài. Những người hút thuốc lá cũng bị nhiễm một
lượng nhỏ toluen trong khói thuốc. Một người hút một gói thuốc lá/ngày sẽ bị
nhiễm 1000 µg toluen. Một người làm việc ở nơi có sử dụng toluen, nếu nồng
độ trung bình trong không khí là 50 ppm, người đó sẽ bị nhiễm 1000 mg/ngày
với tốc độ hít thở bình thường [21].
Toluen xâm nhập vào cơ thể qua đường hô hấp, tiêu hóa, da và vào máu.
Quá trình chuyển hóa toluen trong cơ thể người và động vật nêu trong hình 5 [21]:

Hình 5. Sự chuyển hóa của toluen trong cơ thể người và động vật
11



12


Những người làm việc trong các nhà máy sản xuất khí đốt, dầu, keo xịt
tóc, các thợ sơn, các công nhân sơn vecni và các nhà máy sản xuất hóa chất có
thể bị phơi nhiễm etylbenzen ở liều lượng cao.
Phơi nhiễm etylbenzen trong thời gian ngắn ở liều lượng cao có thể gây
tổn thương mắt, gây tổn thương màng nhầy ở mũi và thanh quản, nhức đầu,
choáng váng, bất tỉnh. Theo tổ chức IACR đã xác định phơi nhiễm etylbenzen
trong thời gian dài có thể gây ra bệnh ung thư ở người. Sự chuyển hóa của
etylbenzen trong cơ thể người và động vật được mô tả trong hình 6 [13]:

Hình 6. Sự chuyển hóa của Etylbezen trong cơ thể người và động vật
- Khi hít vào etylbenzen gây nhức đầu, choáng váng, có cảm giác uể oải,
ho, co thắt, bất tỉnh và có khả năng giảm hô hấp. Hơi gây tổn thương mắt, hệ
thống hô hấp và da ở nồng độ thấp, nồng độ cao gây ngủ hoặc đôi khi tạo ra
trạng thái thờ thẫn, tác động lên hệ thần kinh trung ương. Khi vào bụng gây rối
loạn tiêu hóa, buồn nôn, ói mửa.
13


- Triệu chứng nhiễm độc cấp tính: hơi ở nồng độ thấp gây tổn thương
mắt, hệ thống hô hấp và da, ở nồng độ cao gây hôn mê và tác động lên hệ thần
kinh trung ương. Làm tẩy chất nhờn ở da, gây tổn thương giác mạc, khi hít vào
có thể làm sưng phổi và giảm khả năng hô hấp dẫn đến chết. Phơi nhiễm thường
xuyên làm mệt mỏi, chóng mặt, da và niêm mạc chảy máu, hư hại thận. Trong
cơ thể, etylbenzen sẽ bị chuyển hoá thành các hóa chất khác và thải qua đường
nước tiểu sau hai ngày phơi nhiễm, số ít thải ra qua đường hô hấp và phân [13].
1.5.4. Xylen
Con người có thể phơi nhiễm xylen qua đường hô hấp, tiêu hóa và qua da.


Hình 7. Sự chuyển hóa Xylen trong cơ thể người
1.6. Các phương pháp lấy mẫu và định lượng BTEX trong không khí
Các phương pháp lấy mẫu và phân tích BTEX trong không khí được
dùng phổ biến trên thế giới là các phương pháp TO (TO-1, TO-2, TO-3, TO-12,
TO-14, TO-15, TO-17) của EPA, phương pháp MDHS (82, 88, 96), hoặc
phương pháp NIOSH 1501 [4].
Nhìn chung, có nhiều phương pháp lấy mẫu cho BTEX nhưng có thể tóm
gọn lại gồm có hai phương pháp chính gồm lấy mẫu chủ động và lấy mẫu thụ
động theo được trình bày ở bảng 2 [4]:
15