Luận văn Nghiên cứu phát triển phương pháp xác định và đánh giá rủi ro phơi nhiễm một số Siloxane từ không khí trong nhà tại Hà Nội, Việt Nam

Nội dung tài liệu: Luận văn Nghiên cứu phát triển phương pháp xác định và đánh giá rủi ro phơi nhiễm một số Siloxane từ không khí trong nhà tại Hà Nội, Việt Nam

1. ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN --------------------- VŨ THỊ THÙY DƯƠNG NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH VÀ ĐÁNH GIÁ RỦI RO PHƠI NHIỂM MỘT SỐ SILOXANE TỪ KHÔNG KHÍ TRONG NHÀ TẠI HÀ NỘI, VIỆT NAM LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội - 2017
2. ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN --------------------- Vũ Thị Thùy Dương NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH VÀ ĐÁNH GIÁ RỦI RO PHƠI NHIỂM MỘT SỐ SILOXANE TỪ KHÔNG KHÍ TRONG NHÀ TẠI HÀ NỘI, VIỆT NAM Chuyên ngành : Hóa Hữu Cơ Mã số : 60440114 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. TRẦN MẠNH TRÍ Hà Nội - 2017
3. LỜI CẢM ƠN “Nghiên cứu này được tài trợ bởi Quỹ Phát triển Khoa học và Công nghệ Quốc gia (NAFOSTED) trong đề tài mã số 104.01-2015.24” Lời đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn tới thầy TS.Trần Mạnh Trí. Thầy đã tin tưởng giao đề tài và định hướng nghiên cứu, hướng dẫn, chỉ bảo tận tình tạo cơ hội cho em được học tập, nghiên cứu với những trang thiết bị hiện đại và giúp em hoàn thành đề tài này. Em xin trân trọng cảm ơn Ban giám hiệu nhà trường, các thầy cô giáo trường Đại học khoa học tự nhiên – ĐHQGHN, đặc biệt là các thầy cô tại khoa Hóa Học đã tận tình giảng dạy và tạo điều kiện tốt cho em trong quá trình học tập và nghiên cứu. Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến NCS Lê Thị Hạnh, đã nhiệt tình hướng dẫn và giúp đỡ em trong thời gian vừa qua. Em xin cảm ơn gia đình bạn bè đã luôn động viên, chia sẻ, khích lệ và giúp đỡ để em có kết quả ngày hôm nay. Hà Nội, tháng năm 2017 Học viên Vũ Thị Thùy Dương
4. DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Tên Tiếng Anh Tên Tiếng Việt SPME Solid Phase Micro-Extraction Vi chiết pha rắn MS Mass Spectrometry Khối phổ GC Gas Chromatography Sắc ký khí SD Standard Deviation Độ lệch chuẩn RSD Relative Standard Deviation Độ lệch chuẩn tương đối IDL Instrumental Detection Limit Giới hạn phát hiện của thiết bị IQL Instrumental Quantification Limit Giới hạn định lượng của thiết bị Giới hạn phát hiện của phương MDL Method Detection Limit pháp Giới hạn định lượng của MQL Method Quantification Limit phương pháp D4 Octamethylcyclotetrasiloxane D5 Decamethylcyclopentasiloxane D6 Dodecamethylcyclohexasiloxane L4 Decamethyltetrasiloxane L5 Dodecamethylpentasiloxane L6 Tetradecamethylhexasiloxane L7, L8, L9 Polydimethylsiloxanes M4Q Tetrakis(trimethylsiloxy)-silane
5. DANH MỤC BẢNG Bảng 1. Giới thiệu chung về các siloxane ............................................................. 3 Bảng 3.1. Thời gian lưu của siloxane .................................................................... 21 Bảng 3.2. Hàm lượng các siloxane có trong mỗi PUF trắng ................................. 22 Bảng 3.3. Phương trình đường chuẩn của các siloxane ......................................... 23 Bảng 3.4. Độ thu hồi, độ lặp lại M4Q trong ống PUF ........................................... 24 Bảng 3.5. Độ thu hồi, độ lặp lại M4Q trong màng thạch anh ................................ 24 Bảng 3.6. IDL và IQL của siloxane ....................................................................... 25 Bảng 3.7. MDL, MQL của siloxane trong từng pha .............................................. 26 Bảng 3.8. Nồng độ trung bình siloxane trong pha hạt ........................................... 28 Bảng 3.9. Nồng độ trung bình các siloxane trong pha hơi .................................... 29 Bảng 3.10. Nồng độ trung bình siloxane trong từng môi trường khác nhau ........... 30 Bảng 3.11. Độ phơi nhiễm từng siloxane theo từng nhóm tuổi ............................... 33
6. DANH MỤC HÌNH Hình 1. Cấu tạo của GC-MS ................................................................................... 10 Hình 2. Bộ thu mẫu khí ........................................................................................... 18 Hình 3. Chương trình nhiệt độ buồng cột ............................................................... 20 Hình 4. Sắc kí đồ chất chuẩn .................................................................................. 21 Hình 5. Nồng độ các siloxane trong pha hạt ........................................................... 29 Hình 6. Tổng nồng độ các siloxane trong pha hơi .................................................. 30 Hình 7. Hàm lượng của siloxane trong mẫu không khí .......................................... 31 Hình 8. Sự phân bố của các siloxane trong mẫu không khí ................................... 32 Hình 9. Đồ thị phơi nhiễm siloxane theo lứa tuổi................................................... 34
7. MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ........................................................................... 2 1.1. Tổng quan về siloxane...................................................................................... 2 1.1.1. Giới thiệu về siloxane .............................................................................. 2 1.1.2. Tính chất chung của siloxane .................................................................. 3 1.1.3. Tổng hợp siloxane ................................................................................... 4 1.1.4. Phản ứng oxy hóa siloxane ...................................................................... 4 1.1.5. Các ứng dụng của siloxane ...................................................................... 5 1.1.6. Sự phân bố của siloxane trong môi trường.............................................. 6 1.1.7. Tác hại của siloxane ................................................................................ 6 1.2. Mẫu không khí ................................................................................................. 7 1.2.1. Khái quát về mẫu không khí trong nhà ................................................... 7 1.2.2. Một số kỹ thuật thu mẫu không khí để phân tích .................................... 8 1.3. Hệ thống sắc kí GC-MS ................................................................................... 9 1.3.1. Cấu tạo và nguyên lý của thiết bị sắc ký khí GC-MS ............................. 9 1.3.2. Các đại lượng đặc trưng của hệ thống sắc ký ........................................ 11 1.4. Các thông số cơ bản của phương pháp phân tích ........................................... 14 1.4.1. Giới hạn phát hiện, giới hạn định lượng ................................................ 14 1.4.2. Độ thu hồi .............................................................................................. 14 1.4.3. Độ lặp lại của phương pháp ................................................................... 15 1.4.4. Khoảng tuyến tính ................................................................................. 15 CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM ................................................................... 16 2.1. Hóa chất, thiết bị ............................................................................................ 16 2.1.1. Hóa chất ................................................................................................. 16 2.1.2. Thiết bị ................................................................................................... 16
8. 2.2. Khảo sát điều kiện sắc ký ............................................................................... 16 2.2.1. Lựa chọn cột tách sắc ký ....................................................................... 16 2.2.2. Khảo sát chương trình nhiệt độ ............................................................. 16 2.3. Quy trình thu mẫu khí .................................................................................... 17 2.4. Quy trình khảo sát với mẫu trắng ................................................................... 18 3.1. Quy trình phân tích mẫu ................................................................................. 20 3.2. Các thông số của phương pháp ...................................................................... 22 3.2.1. Đường chuẩn và khoảng tuyến tính ....................................................... 22 3.2.2. Độ thu hồi và độ lặp lại ......................................................................... 23 3.2.3. Giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng ............................................ 24 3.3. Áp dụng quy trình đã chuẩn hóa được để phân tích một số mẫu không khí trong nhà ................................................................................................................ 28 3.3.1. Nồng độ siloxane trong pha hạt ............................................................. 28 3.3.2. Nồng độ siloxane trong pha hơi ............................................................ 29 3.3.3. Nồng độ siloxane trong không khí ........................................................ 30 3.3.4. Sự phân bố của siloxane trong không khí ............................................. 32 3.4. Đánh giá rủi ro phơi nhiễm ............................................................................ 32 3.4.1. Ước lượng mức độ phơi nhiễm siloxane qua con đường hít thở không khí .. 32 KẾT LUẬN .................................................................................................... 35 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 36 PHỤ LỤC ....................................................................................................... 40 Phụ lục 1. Sắc ký đồ của một số mẫu chuẩn ............................................... 40 Phụ lục 2. Bảng đường chuẩn của siloxan .................................................. 44 Phụ lục 3: Một số sắc kí đồ của mẫu thực .................................................. 48
9. MỞ ĐẦU Siloxane là nhóm hóa chất được sử dụng nhiều trong các ngành công nghiệp như là chất tạo dẻo trong polyme, nhựa, đồ gia dụng, mỹ phẩm, dược phẩm và các sản phẩm chăm sóc cá nhân [23,25,27]. Bên cạnh những hữu ích mang lại cho chúng ta, những tác hại và độc tính của siloxane đối với con người đã được các nhà khoa học nghiên cứu và công bố trong thời gian vừa qua. Sự phân bố của siloxane trong các môi trường khác nhau như bùn, bụi, không khí và nước... đã được báo cáo trong nhiều nghiên cứu trước [10,13,14,20,22]. Trong đề tài này, chúng tôi tiến hành nghiên cứu phương pháp xác định một số siloxane trong mẫu không khí trong nhà tại Việt Nam. Mục tiêu: xác định hàm lượng đồng thời một số siloxane mạch hở và mạch vòng có trong không khí, nhằm đánh giá mức độ sử dụng và phân bố các hợp chất này tại Việt Nam, làm cơ sở để tiến hành đánh giá rủi ro đối với sức khỏe con người qua sự hít thở không khí có chứa các hợp chất siloxane. Phương pháp: xác định hàm lượng siloxane bằng phương pháp sắc ký khí khối phổ (GC/MS). Kết luận: Đã tối ưu hóa được phương pháp xác định siloxane trong không khí bằng hệ thống sắc ký khí ghép nối khối phổ (GC/MS), xác định siloxane trong một số mẫu không khí và đánh giá rủi ro phơi nhiễm siloxane qua con đường hít thở không khí trong nhà đối với con người. 1
10. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1. TỔNG QUAN VỀ SILOXANE 1.1.1. Giới thiệu về siloxane Ngày nay, sự phát triển của ngành công nghiệp hóa chất, dược phẩm và các sản phẩm chăm sóc cá nhân ngày càng trở nên phổ biến. Siloxane được biết đến như là một thành phần không thể thiếu trong các sản phẩm hóa mỹ phẩm, thực phẩm và một số loại sản phẩm phục vụ đời sống con người khác. Siloxane được sử dụng trong ngành công nghiệp mỹ phẩm với tác dụng như tăng cường cảm giác da, hấp thu tăng lên [18,19]. Siloxane cũng được thêm vào các sản phẩm nhựa để tăng tính linh động, chống ăn mòn và chịu nhiệt của sản phẩm. Các hợp chất đa chức năng này cũng tham gia đóng góp vào ngành công nghiệp thực phẩm, tạo ra các thực phẩm thay thế có lượng calo thấp như chip khoai tây, nước sốt salad và mayonnaise như một chất thay thế dầu [6, 9, 12, 13]. Siloxane là lớp hợp chất của nguyên tố silicon (Si) chứa các nhóm methyl. Theo mạch silicon, siloxane được phân loại thành siloxane mạch vòng (cyclic siloxane) và siloxane mạch thẳng (linear siloxane). Chúng còn có tên gọi chung là polydimethyl siloxane (PDMS). 2