Xác định phát thải các chất dioxin và furan
trong khí thải ở Việt Nam

Nguyễn Văn Thường
DA Phòng thí nghiệm Dioxin – Tổng cục môi trường


MỤC LỤC

Quan trắc phát thải PCDD/Fs ở Việt Nam

Phương pháp lấy mẫu khí thải ống khói
theo EPA 23

Câu hỏi và trả lời


Quan trắc phát thải PCDD/Fs ở Việt Nam
 Lấy mẫu khí thải ống khói để xác định các chất ô nhiễm trong đó có
dioxin đã và đang được quan tâm, đầu tư trang thiết bị và đào tạo
nguồn nhân lực
 Quan trắc phát thải dioxin trong khí thải vẫn còn tương đối mới ở
Việt Nam do:
– Quy trình lấy mẫu phức tạp,
– Thiết bị lấy mẫu đắt tiền,
– Chi phí lấy mẫu cao,
– QA/QC yêu cầu chặt chẽ,
– …

 Các phương pháp lấy mẫu khí thải ống khói được tham khảo từ các
phương pháp tiêu chuẩn của US-EPA 23A, EN 1948-1, JIS K.0311.

Hiện nay, EPA 23A được viện dẫn và tham khảo để xây dựng các
quy trình lấy mẫu chuẩn (SOPs) ở Tổng cục môi trường.


Quan trắc phát thải PCDD/Fs ở Việt Nam
Những khó khăn trong phân tích Dioxin/Furan


Trong môi trường, Dioxin/Furan tồn tại ở nồng độ cực thấp (đơn vị
nồng độ thông thường là ng/kg hay còn gọi là ppt – part per trillion)



Các đồng loại của Dioxin và furan có cấu trúc khá giống nhau nên
rất khó tách khỏi nhau khi phân tích



Việc phân tích định tính và định lượng Dioxin/Furan phải thực hiện:
-

Trên thiết bị Sắc ký khí Khối phổ có độ phân giải cao (HRGC/HRMS),

-

Phải sử dụng chất nội chuẩn được hay thế C13

Quan trắc phát thải dioxin từ nguồn tĩnh
 Quan trắc nhằm kiểm soát phát thải dioxin từ các nhà máy công
nghiệp ra không khí. Thực hiện theo phương pháp EPA 23

 Lấy mẫu theo phương pháp iso-kinetic và thời gian lấy mẫu từ 4-6
tiếng
 Quan trắc dioxin trong cả pha bụi (lấy mẫu bằng cái lọc) và pha hơi
(lấy mẫu bằng chất hập phụ XAD 2)


Quan trắc phát thải PCDD/Fs ở Việt Nam


Phương pháp lấy mẫu khí thải ống khói theo EPA 23:
Phạm vi áp dụng của phương pháp
 Phương pháp lấy mẫu này được sử dụng để xác định
– Các hợp chất Polychlorinated Dibenzo-p-Dioxins (PCDDs);
– Polychlorinated Dibezofurans (PCDFs);
– Và có thể sử dụng để xác định các hợp chất POPs khác như PCB,
HCB, PeCB, và các chất SVOCs.

Dioxins: 75 đồng loại trong đó 7 đồng loại độc theo WHO
Furans: 135 đồng loại trong đó 10 đồng loại độc theo WHO
PCBs: 209 đồng loại trong đó 12 đồng loại có cơ chế gây độc tương tự dioxin
(dl-PCB)


Phương pháp lấy mẫu khí thải ống khói theo EPA 23:
Thiết bị, vật tư và hóa chất
• Thiết bị lấy mẫu


Phương pháp lấy mẫu khí thải ống khói theo EPA 23:
Thiết bị, vật tư và hóa chất

Thiết bị lấy mẫu

•
-

Thiết bị lấy mẫu isokinetic của hãng ESC (Mỹ)
Phù hợp với yêu cầu của EPA 5, EPA 23A, EPA 29
Có khả năng lấy mẫu ở các ống khói có kích thước khác nhau, tốc độ hút mẫu
điều khiển bằng tay, kiểm tra rò rỉ khí dễ dàng
Chi phí đầu tư, vận hành, bảo dưỡng cao, kỹ thuật viên phải được đào tạo
chuyên môn sâu (đã có một số khóa đào tạo ở Việt Nam)


Phương pháp lấy mẫu khí thải ống khói theo EPA 23:
Thiết bị, vật tư và hóa chất

Thiết bị lấy mẫu

 Thiết bị lấy mẫu isokinetic của hãng Apex (Mỹ)
- Phù hợp với yêu cầu của EPA 5, EPA 23A, EPA 29
- Có khả năng lấy mẫu ở các ống khói có kích thước khác nhau, tốc
độ hút mẫu điều khiển bằng tay, kiểm tra rò rỉ khí dễ dàng
- Chi phí đầu tư, vận hành, bảo dưỡng rất cao, kỹ thuật viên phải
được đào tạo chuyên môn sâu (chưa thực hiện đào tạo ở Việt Nam)


Phương pháp lấy mẫu khí thải ống khói theo EPA 23:
Thiết bị, vật tư và hóa chất
 Thiết bị lấy mẫu isokinetic của hãng
Tecora (Italy)

- Phù hợp với yêu cầu của EPA 5, EN
1948-1
- Có khả năng lấy mẫu ở các ống khói
có kích thước khác nhau, tốc độ hút
mẫu điều khiển tự động, khó kiểm tra
rò rỉ khí
- Chi phí đầu tư, vận hành, bảo dưỡng
rất cao, kỹ thuật viên phải được đào
tạo chuyên môn sâu (chưa thực hiện
đào tạo ở Việt Nam)
- Thiết kế của probe phù hợp với các
ống khói được thiết kế theo tiêu
chuẩn EU nhưng khó thực hiện ở
Việt Nam


Phương pháp lấy mẫu khí thải ống khói theo EPA 23:
Thiết bị, vật tư và hóa chất
 Các thiết bị phụ trợ:
- Thiết bị đo chênh lệch áp suất theo EPA 2
- Cân điện tử chính xác tới 0.1g (để xác định độ ẩm của khí thải theo
EPA 4)
- Thiết bị đo O2 và khí chuẩn công tác kèm theo (dùng để xác định
O2 điều kiện đo và điều kiện chuẩn)

Đầu đo chênh áp

Đầu đo O2



Phương pháp lấy mẫu khí thải ống khói theo EPA 23:
Thiết bị, vật tư và hóa chất
 Vật liệu lấy mẫu:
- Cái lọc sợi thạch anh - Cái lọc đuợc làm sạch bằng cách nung
ở 400oC trong thời gian 4 giờ trước khi sử dụng. Sau khi làm
sạch, cái lọc bụi được đựng trong đĩa petri sạch và băng kín
- Vật liệu hấp thụ tổng hợp XAD-2: có thể mua loại đã được
làm sạch (preclean) hoặc tự làm sạch. Quy trình làm sạch vật
liệu XAD-2: rửa bằng nước cất, chiết bằng DCM, chiết bằng
Acetone, chiết bằng Toluene, sấy ổn định qua đêm ở 40oC


Phương pháp lấy mẫu khí thải ống khói theo EPA 23:
Thiết bị, vật tư và hóa chất
• Hóa chất, chất chuẩn:
- Chất chuẩn đồng hành có chứa 5 chất 13C12-PCDD/Fs (để
xác định hiệu suất thu hồi mẫu)

STT

Chất chuẩn đồng hành

Nồng độ (pg/uL)

1

23478-PeCDF 13C12 STD

10


2

123478-HxCDD 13C12 STD

10

3

123478-HxCDF 13C12 STD

10

4

1234789 HpCDF 13C12 STD

10

5

37Cl-2378-TCDD 13C12 STD

10


Phương pháp lấy mẫu khí thải ống khói theo EPA 23:
Thiết bị, vật tư và hóa chất

-


Hóa chất, chất chuẩn:
Nước cất (dùng để xác định độ ẩm khí thải)
Silica gel (dùng để xác định độ ẩm khí thải)
Dung môi Acetone (P.A)
Dung môi DCM (P.A)
Dung môi Toluene (P.A)


Phương pháp lấy mẫu khí thải ống khói theo EPA 23:
Chuẩn bị trước khi lấy mẫu
 Các bước chuẩn bị trong phòng thí nghiệm:
- Chuẩn bị bộ lọc bụi và cái lọc bụi sợi thạch anh. Làm sạch cái
lọc bụi theo quy trình nêu
- Bộ hấp thụ bằng thủy tinh để chứa vật liệu XAD-2. Làm sạch
3 lần bằng acetone và 3 lần bằng hexane trong phòng thí
nghiệm trước khi sử dụng cho lấy mẫu
- Chuyển 25g XAD-2 đã làm sạch vào trong bộ hấp phụ bằng
sợi thạch anh (XAD-2 trap), thêm 20 uL chất chuẩn đồng
hành
- Dụng cụ thủy tinh. Làm sạch bằng nước xà phòng, sau đó
tráng bằng nước cất rồi đem đi sấy ở 400oC trong 2 giờ.
Tráng các dụng cụ thủy tinh sau 3 lần bằng acetone va 3 lần
bằng hexane trong phòng thí nghiệm trước khi sử dụng cho
lấy mẫu


Phương pháp lấy mẫu khí thải ống khói theo EPA 23:
Chuẩn bị trước khi lấy mẫu
• Chuẩn bị tại hiện trường:
- Vị trí lấy mẫu và số điểm hút mẫu tối thiểu phải được xác định

tại nguồn phát thải trước khi tiến hành lấy mẫu. Các thông số
cần đo đạc tại hiện trường tại nguồn phát thải là áp suất tĩnh,
nhiệt độ, chênh lệch áp suất giữa áp suất tĩnh và áp suất
động (ΔP).
- Độ ẩm được xác định theo phương pháp 4 của US-EPA
- Lựa chọn kích thước động học của ống pitot chữ S phù hợp
với ΔP nhằm duy trì trạng thái lấy mẫu đẳng động lực
- Tráng rửa các bộ phạn tiếp xúc với dòng khí bằng các dung
môi acetone (3 lần), hexane (3 lần) trước khi lấy mẫu.


Phương pháp lấy mẫu khí thải ống khói theo EPA 23:
Chuẩn bị trước khi lấy mẫu
• Xác định thời gian lấy mẫu cần thiết:
- Thời gian lấy mẫu - Là thời gian tối thiểu để thu thập được thể
tích khí thải tối thiểu mà phương pháp phân tích có thể định
lượng được các PCDD/PCDF. Thông thường, thời gian lấy
mẫu tối thiểu được tính toán theo công thức sau:
t = DL/(Vs x CD/F )
Trong đó:
t là thời gian lấy mẫu tối thiểu
Vs là tốc độ dòng khí trong ống khói
CD/F là nồng độ ước lượng của dioxin và furan
trong ống khói


Phương pháp lấy mẫu khí thải ống khói theo EPA 23:
Chuẩn bị trước khi lấy mẫu

Chuẩn bị tại phòng thí nghiệm


Chuẩn bị tại hiện trường


Phương pháp lấy mẫu khí thải ống khói theo EPA 23:
Chuẩn bị trước khi lấy mẫu
• Kiểm tra rò rỉ của hệ thống thiết bị lấy mẫu từ pitot chữ S qua
ống lấy mẫu, buồng chứa cái lọc bụi, bộ hấp thụ và hệ các
ống hấp thụ cho tới ống thủy tinh đựng Silicagel. Giá trị rò rỉ
không khí từ đầu ống pitot chữ S đến ống thủy tinh đựng
Silicagel phải nhỏ hơn 4% tốc độ trung bình hút mẫu hoặc giá
trị áp suất âm phải lớn hơn 20. mmHg. Luôn luôn kiểm tra rò
rỉ trước và sau khi lấy mẫu.
• Thu thập các mẫu trắng – Các mẫu trắng sẽ gồm có mẫu
tráng rửa blank thiết bị trước khi lấy mẫu, mẫu trắng hiện
trường, và mẫu trắng phòng thí nghiệm (chỉ thực hiện khi
phân tích mẫu).


Phương pháp lấy mẫu khí thải ống khói theo EPA 23:
Hướng dẫn quy trình thực hiện lấy mẫu
• Xác định các điểm hút mẫu – Số điểm lấy mẫu và vị trí từng
điểm hút mẫu được xác định theo phương pháp 1 của USEPA

Xác định vị trí cổng lấy mẫu và đo đạc đường kính động học của ống khói


Phương pháp lấy mẫu khí thải ống khói theo EPA 23:
Hướng dẫn quy trình thực hiện lấy mẫu
• Xác định chính xác các điểm hút mẫu, vạch sẵn các điểm hút

mẫu trên ống lấy mẫu, dịch chuyển tịnh tiến ống lấy mẫu theo
các vị trí đã vạch sẵn

Bảng hướng dẫn xác định các vị trí hút mẫu trong ống khói hình tròn


Phương pháp lấy mẫu khí thải ống khói theo EPA 23:
Hướng dẫn quy trình thực hiện lấy mẫu
• Vận hành thiết bị lấy mẫu:
- Trước và sau khi tiến hành lấy mẫu cần phải kiểm tra độ kín
của thiết bị hút mẫu. Kiểm tra độ kín của thiết bị lấy mẫu ở
từng bộ phận của thiết bị như pitot chữ S, ống lấy mẫu,
buồng chứa cái lọc bụi, ống hấp phụ chứa XAD-2
- Đặt ống lấy mẫu vào vị trí đã vạch sẵn, khởi động thiết bị hút
mẫu và tiến hành ghi chép các thông tin nhiệt độ ống khói,
nhiệt độ khí vào, khí ra khỏi hệ thống lấy mẫu trên bảng điều
khiển. Ghi chép các thông số này với tần suất từ 10-20
phút/lần. Sau khi kết thúc một điểm lấy mẫu, di chuyển ống
lấy mẫu tới vị trí tiếp theo và tiến hành ghi chép như đối với
điểm lấy mẫu trước.


Phương pháp lấy mẫu khí thải ống khói theo EPA 23:
Hướng dẫn quy trình thực hiện lấy mẫu


Phương pháp lấy mẫu khí thải ống khói theo EPA 23:
Hướng dẫn quy trình thực hiện lấy mẫu
• Quy trình thu mẫu
- Cái lọc bụi (container 1): Gắp cái lọc bụi từ từ bằng nhíp và

chuyển vào trong đĩa petri sạch đã dán nhãn. Băng kín đĩa
petri bằng băng paraffin
- Nửa trước cái lọc bụi (container 2): Rửa mặt trong của pitot
chữ S, ống hút mẫu và các khớp nối với buồng đựng cái lọc
bụi, tráng rửa 3 lần bằng acetone
- Bộ hấp phụ chứa XAD-2 (container 3): Chuyển từ từ bộ hấp
thụ chứa XAD-2 ra khỏi thiết bị lấy mẫu, dán nhãn, bọc giấy
bạc và bảo quản lạnh trước khi vận chuyển về phòng thí
nghiệm
- Nửa sau cái lọc bụi (container 4): Rửa mặt trong của các bộ
phận thủy tinh phía sau cái lọc bụi cùng toàn bộ các khớp nối


Phương pháp lấy mẫu khí thải ống khói theo EPA 23:
Hướng dẫn quy trình thực hiện lấy mẫu

-

-

Các phần của mẫu được đựng
trong các lọ thủy tinh màu tối và
bảo quản lạnh trước khi chuyển
về phòng thí nghiệm
Mẫu được phân tích trong vòng
45 ngày kể từ ngày lấy mẫu