ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN    NGÔ THỊ MINH TÂN ĐÁNH GIÁ Ô NHIỄM CÁC CHẤT CƠ CLO MẠCH NGẮN TRONG NƢỚC CẤP SINH HOẠT TẠI MỘT SỐ VÙNG THUỘC NỘI THÀNH HÀ NỘI Chuyên ngành: Hoá môi trƣờng Mã số: 60.44.41 TÓM TẮT LUẬN VĂN NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. ĐỖ QUANG HUY HÀ NỘI – 2012 Khoa Hoá học Trường ĐH KHTN – ĐHQG HN Ngô Thị Minh Tân – 2011 Luận văn Thạc sỹ khoa học 4 MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU…………………………………………………………………… 1 Chƣơng 1. TỔNG QUAN……………………………………………………. 3 1.1. Giới thiệu về các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi…………………… 3 1.2. Giới thiệu về các hợp chất cơ clo mạch ngắn dễ bay hơi…………… 4 1.3. Cấu tạo và tính chất của một số chất cơ clo mạch ngắn dễ bay hơi… 6 1.3.1. Diclometan……………………………………………………… 6 1.3.2. Triclometan…………………………………………………………… 8 1.3.3. Tricloetylen…………………………………………………………… 11 1.3.4. Tetracloetylen………………………………………………………… 14 1.4. Sự lƣu chuyển và tác hại của các chất cơ clo mạch ngắn đối với sức khỏe con ngƣời……………………………………………………………… 15 1.5. Các phƣơng pháp chuẩn bị mẫu……………………………………… 16 1.5.1. Giới thiệu chung……………………………………………………… 16 1.5.2. Các kĩ thuật chuẩn bị mẫu truyền thống…………………………… 17 1.5.3. Một số kỹ thuật chuẩn bị mẫu hiện đại……………………………… 21 1.6. Tổng quan về nƣớc cấp sinh hoạt và hệ thống cấp nƣớc…………… 24 1.6.1. Nước cấp sinh hoạt…………………………………………………… 24 Khoa Hoá học Trường ĐH KHTN – ĐHQG HN Ngô Thị Minh Tân – 2011 Luận văn Thạc sỹ khoa học 5 1.6.2. Các loại nguồn nước dùng để cấp nước sinh hoạt…………………… 25 1.6.3. Hệ thống cấp nước…………………………………………………… 26 1.6.4. Quy trình sử lý nước trong hệ thống………………………………… 27 Chƣơng 2. THỰC NGHIỆM……………………………………………… 30 Hóa chất, thiết bị và dụng cụ…………………………………… Hóa chất…………………………………………………………… 30 Thiết bị và dụng cụ………………………………………… 30 Phƣơng pháp nghiên cứu………………………………………… 31 Phương pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu……………………………. 31 2.3.2. Phương pháp tách chất bằng kỹ thuật không gian hơi…………… 32 2.3. Các phƣơng pháp xử lý số liệu…………………………………………. 35 2.3.1. Giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng………………………… 35 2.3.1.1. Giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng của thiết bị phân tích 36 2.3.1.2. Giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng của phương pháp…… 37 2.3.2. Độ chính xác của phương pháp phân tích………………………… 38 2.3.3. Độ lặp lại và độ thu hồi của phương pháp phân tích……………… 39 2.4. Lấy mẫu nghiên cứu……………………………………………… 40 Chuẩn bị các dung dịch hỗn hợp chuẩn và mẫu chuẩn……………… 45 Dung dịch hỗn hợp chuẩn…………………………………………… 45 Mẫu chuẩn để xây dựng đường chuẩn ngoại………………………… 46 Chƣơng 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN………………………………… 47 Xác định điều kiện phân tích các chất nghiên cứu bằng phƣơng pháp sắc ký khí………………………………………………………………… 47 3.2. Đánh giá phƣơng pháp phân tích…………………………………… 50 Khoa Hoá học Trường ĐH KHTN – ĐHQG HN Ngô Thị Minh Tân – 2011 Luận văn Thạc sỹ khoa học 6 3.2.1. Xây dựng đường chuẩn…………………………………………… 50 3.2.2. Giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng………………………… 53 3.2.2.1. Giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng của thiết bị phân tích…. 53 3.2.2.2. Giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng của phương pháp… 53 3.2.3. Độ chính xác của phương pháp phân tích…………………………… 54 3.2.4. Độ lặp lại và độ thu hồi của phương pháp phân tích……………… 55 3.3. Xác định hàm lƣợng các cơ clo mạch ngắn trong các mẫu thực tế… 56 KẾT LUẬN………………………………………………………………… 65 KHUYẾN NGHỊ……………………………………………………………. 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………………………………… 67 PHỤ LỤC…………………………………………………………………. … 72 PL1. Một số hình ảnh lấy mẫu……………………………………………… 73 PL2. Một số hình ảnh phân tích mẫu…………………………………… 74 PL3. Một số sắc ký đồ mẫu thực……………………………………………. 75 Khoa Hoá học Trường ĐH KHTN – ĐHQG HN Ngô Thị Minh Tân – 2011 Luận văn Thạc sỹ khoa học 7 DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT AOAC (Association of Analytical Communities) Hiệp hội của các cộng đồng phân tích ECD (Electron Capture Detector) – Detectơ công kết điện tử GC (Gas Chromatography) – Sắc ký khí GC-ECD (Gas Chromatography - Electron Capture Detector) – Sắc ký khí detectơ công kết điện tử GC-MS (Gas Chromatography Mass Spectrometry) – Sắc ký khí khối phổ HS (Head Space) – Không gian hơi LOD (Limit Of Detection) – Giới hạn phát hiện LOQ (Limit Of Quantitation) – Giới hạn định lượng R (Correl) – Hệ số tương quan RSD (Relative Standard Deviation) – Độ lệch chuẩn tương đối SD (Standard Deviation) – Độ lệch chuẩn TB Trung bình TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam USEPA (US. Environmental Protection Agency) – Cơ quan bảo vệ môi trường Mỹ VOC (Volatile Organic Compounds) – Hợp chất hữu cơ dễ bay hơi WHO (World Health Organization) – Tổ chức y tế thế giới Khoa Hoá học Trường ĐH KHTN – ĐHQG HN Ngô Thị Minh Tân – 2011 Luận văn Thạc sỹ khoa học 8 DANH MỤC CÁC BẢNG SỐ LIỆU Trang Bảng 1.1 Một số tiêu chuẩn qui định về nồng độ các chất cơ clo mạch ngắn dễ bay hơi trong nước ăn uống 5 Bảng 1.2 Một số quá trình cơ bản trong xử lý nước cấp sinh hoạt 28 Bảng 2.1 Vị trí địa điểm lấy mẫu và ngày tháng lấy mẫu 43 Bảng 2.2 Nồng độ các chất trong mẫu chuẩn 46 Bảng 3.1 Giá trị thời gian lưu của các chất nghiên cứu 48 Bảng 3.2 Sự phụ thuộc độ lớn số đếm diện tích pic vào nồng độ các chất nghiên cứu 51 Bảng 3.3 Phương trình định lượng và hệ số tương quan 51 Bảng 3.4 Giá trị LOD, LOQ của thiết bị phân tích 53 Bảng 3.5 Giá trị LOD M , LOQ M của phương pháp phân tích 53 Bảng 3.6 Sai số tương đối và độ lặp lại của phương pháp phân tích tại các nồng độ khác nhau 54 Bảng 3.7 Độ lặp lại và độ thu hồi của phương pháp phân tích 55 Bảng 3.8 Nồng độ trung bình của CH 2 Cl 2 , CHCl 3 , C 2 HCl 3 và C 2 Cl 4 trong các mẫu nước sinh hoạt thuộc quận Hai Bà Trưng 57 Bảng 3.9 Nồng độ trung bình của CH 2 Cl 2 , CHCl 3 , C 2 HCl 3 và C 2 Cl 4 trong các mẫu nước sinh hoạt thuộc quận Đống Đa 59 Bảng 3.10 Nồng độ trung bình của CH 2 Cl 2 , CHCl 3 , C 2 HCl 3 và C 2 Cl 4 trong các mẫu nước sinh hoạt thuộc quận Cầu Giấy 61 Bảng 3.11 Nồng độ trung bình của CH 2 Cl 2 , CHCl 3 , C 2 HCl 3 và C 2 Cl 4 trong các mẫu nước sinh hoạt thuộc quận Thanh Xuân 63 Khoa Hoá học Trường ĐH KHTN – ĐHQG HN Ngô Thị Minh Tân – 2011 Luận văn Thạc sỹ khoa học 9 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Trang Hình 1.1 Sơ đồ sự lưu chuyển các chất cơ clo mạch ngắn dễ bay hơi trong môi trường 5 Hình 1.2 Mô hình kĩ thuật không gian hơi trực tiếp 22 Hình 1.3 Mô hình kĩ thuật vi chiết pha lỏng 23 Hình 1.4 Mô hình cấu tạo của bơm kim vi chiết pha rắn 24 Hình 1.5 Hệ thống cấp nước sinh hoạt 26 Hình 1.6 Hệ thống xử lý nước sinh hoạt. 28 Hình 2.1 Bộ dụng cụ dùng cho kỹ thuật không gian hơi 31 Hình 2.2 Thiết bị lấy mẫu không gian hơi 33 Hình 2.3 Xác định LOD dựa trên sắc ký đồ của thiết bị phân tích 36 Hình 2.4 Bản đồ hệ thống cung cấp nước của Cty TNHH một thành viên nước sạch Hà Nội 42 Hình 3.1 Sắc kí đồ chất chuẩn diclometan 48 Hình 3.2 Đường chuẩn triclometan 49 Hình 3.3 Sắc kí đồ đường chuẩn tetracloetylen 49 Hình 3.4 Đường chuẩn tricloetylen 50 Hình 3.5 Đường chuẩn định lượng diclometan, triclometan, tricloetylen, tetracloetylen 52 Hình 3.6 Sắc kí đồ phân tích mẫu nước sinh hoạt lấy ở phường Trung Hòa quận Cầu Giấy 62 Hình 3.7 Sắc kí đồ phân tích mẫu nước sinh hoạt lấy ở phường Yên Hòa quận Cầu Giấy 63 Hình PL1.1 Một số hình ảnh lấy mẫu thực tế 73 Khoa Hoá học Trường ĐH KHTN – ĐHQG HN Ngô Thị Minh Tân – 2011 Luận văn Thạc sỹ khoa học 10 Hình PL1.2 Một số hình ảnh phân tích mẫu 74 Hình PL2 Một số sắc đồ phân tích mẫu thực 75 Khoa Hoá học Trường ĐH KHTN – ĐHQG HN Ngô Thị Minh Tân – 2011 Luận văn Thạc sỹ khoa học 11 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 Khoa Hoá học Trường ĐH KHTN – ĐHQG HN Ngô Thị Minh Tân – 2011 Luận văn Thạc sỹ khoa học 12 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 [...]... nƣớc cấp sinh hoạt và hệ thống cấp nƣớc [11] 1.6.1 Nƣớc cấp sinh hoạt Nước cấp sinh hoạt là loại nước phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt của con người như ăn uống, tắm rửa, nước cấp cho các khu nhà vệ sinh, … Hệ thống cấp nước cho sinh hoạt chiếm phổ biến nhất và chiếm tỷ lệ lớn trong tổng số các hệ thống cấp nước hiện có Nước dùng trong sinh hoạt phải đảm bảo các tiêu chuẩn về lý học, hóa học và vi sinh. .. 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;... chỉ ra trong hình 1 Ngô Thị Minh Tân – 2011 14 Luận văn Thạc sỹ khoa học Khoa Hoá học Trường ĐH KHTN – ĐHQG HN Hình 1.1: Sơ đồ sự lƣu chuyển các chất cơ clo mạch ngắn dễ bay hơi trong môi trƣờng 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. .. 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. .. 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... Tế, không chứa các thành phần lý học, hóa học và vi sinh ảnh hưởng đến sức khỏe của con người 1.6.2 Các loại nguồn nƣớc dùng để cấp nƣớc sinh hoạt Để cung cấp nước sạch, có thể khai thác từ các nguồn nước thiên nhiên (thường gọi nước thô): nước mặt, nước ngầm Nguồn nước để khai thác cho hệ thống cấp nước phải đảm bảo các tiêu chuẩn quy định về giới hạn các thông số và nồng độ cho phép của các chất Khi... Nội, thành phố Hồ Chí Minh vào năm 1894 Hiện nay, hầu hết các khu ô thị đã có hệ thống cấp nước, khai thác cả nước ngầm và nước mặt Nhiều trạm cấp nước đã áp dụng công nghệ tiên tiến của các nước phát triển như Pháp, Phần Lan, Australia, … Những trạm cấp nước cho các thành phố lớn đã áp dụng công nghệ tiên tiến và tự động hóa - Một hệ thống cấp nước sinh hoạt có thể bao gồm các bộ phận như nêu trong. .. trúc trong tế bào, bị nghi ngờ là tác nhân gây ung thư Nếu nồng độ tetracloetylen trong nước là 10 μg/L, mỗi ngày uống 2 lít nước thì rủi ro ung thư là 1/100.000 trong suốt thời gian sống [1] 1.4 Sự lƣu chuyển và tác hại của các chất cơ clo mạch ngắn đối với sức khỏe con ngƣời [14, 24, 32] Sự có mặt của các chất cơ clo mạch ngắn trong môi trường không khí và nước không chỉ ảnh hửng trực tiếp hoặc gián... 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... 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 . 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. QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN    NGÔ THỊ MINH TÂN ĐÁNH GIÁ Ô NHIỄM CÁC CHẤT CƠ CLO MẠCH NGẮN TRONG NƢỚC CẤP SINH HOẠT TẠI MỘT SỐ VÙNG THUỘC NỘI THÀNH HÀ NỘI Chuyên. 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