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

LÊ THỊ VÂN ANH

ĐÁNH GIÁ SỰ PHÁT THẢI PENTACLOBENZEN
(PeCBz), HEXACLOBENZEN (HCB) TRONG
TRO THẢI CỦA LÒ ĐỐT CÔNG NGHIỆP
VÀ ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP GIẢM THIỂU

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ

Hà Nội – 2016


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

LÊ THỊ VÂN ANH

ĐÁNH GIÁ SỰ PHÁT THẢI PENTACLOBENZEN
(PeCBz), HEXACLOBENZEN (HCB) TRONG
TRO THẢI CỦA LÒ ĐỐT CÔNG NGHIỆP
VÀ ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP GIẢM THIỂU

Chuyên ngành: Khoa học môi trường
Mã số: 60440301

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ

NGƯỜI HƯỚNG DẪN:
1. PGS.TS. TRẦN THỊ HỒNG
2. PGS.TS. NGUYỄN THỊ HUỆ

Hà Nội – 2016


LỜI CẢM ƠN
Tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc tới: PGS.TS. Nguyễn Thị Huệ
- Phó Viện trưởng Viện Công nghệ Môi trường – Viện Hàn Lâm Khoa học và
Công nghệ Việt Nam, PGS.TS. Trần Thị Hồng – Trường Đại học Khoa học Tự
nhiên, Th.S. Nguyễn Hoàng Tùng – Viện Công nghệ Môi trường, cùng các anh
chị cán bộ trong Viện Công nghệ Môi Trường đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo
tôi hoàn thành luận văn thạc sĩ này.
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo Khoa Môi trường – Trường đại
học Khoa học Tự nhiên, những người đã tận tình chia sẻ, giúp đỡ tôi trong những
năm tháng ngồi trên ghế nhà trường, cũng như chỉ bảo tôi trong quá trình chỉnh sửa
và hoàn thành luận văn. Tôi xin cảm ơn những người thân: gia đình, bạn bè đã động
viên tôi và tạo điều kiện tốt nhất để tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp.
Lời cuối, tôi xin chúc các thầy cô giáo và các bạn mạnh khỏe, học tập và
công tác tốt phục vụ trong lĩnh vực môi trường nhiều hơn nữa, góp phần cải thiện
môi trường sống, giữ gìn môi trường trong lành cho hôm nay và mai sau.
Xin trân trọng cảm ơn!
Hà Nội, tháng 12 năm 2016
Học viên

Lê Thị Vân Anh


MỤC LỤC

MỞ ĐẦU

........................................................................................................................................ 1

CHƯƠNG 1.TỔNG QUAN VỀ CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU .............................................. 3
1.1. Công ước Stockholm về các hợp chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy (Persistant Organic
Pollutants - POPs)................................................................................................................................... 3
1.2. Một số tính chất của Pentaclobenzen và Hexaclobenzen ........................................................ 4
1.2.1. Tính chất của các hợp chất polyclobenzen............................................................................... 4
1.2.2. Tính chất của Pentaclobenzen.................................................................................................... 5
1.2.3. Tính chất của Hexaclobenzen .................................................................................................... 7
1.3. Độc tính của Petaclobenzen và Hexaclobenzen ......................................................................... 8
1.3.1. Độc tính của Pentaclobenzen ..................................................................................................... 8
1.3.2. Độc tính của Hexaclobenzen ...................................................................................................11
1.4. Một số nguồn phát thải PeCBz, HCB........................................................................................13
1.4.1. Phát thải PeCBz, HCB từ các hoạt động sản xuất công nghiệp..........................................13
1.4.2. Phát thải PeCBz, HCB từ các lò đốt công nghiệp.................................................................15
1.4.3. Cơ chế hình thành PeCBz, HCB từ quá trình đốt cháy........................................................17
1.4.4. Hệ số phát thải PeCBz, HCB từ quá trình đốt .......................................................................19
1.5. Các phương pháp xử lý và phân tích mẫu xác định hàm lượng PeCBz, HCB trong mẫu
chất thải rắn

......................................................................................................................................22

CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........................................34
2.1. Đối tượng nghiên cứu...................................................................................................................34
2.2. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu ............................................................................................... 34
2.3. Phương pháp nghiên cứu .............................................................................................................35
2.3.1. Hóa chất, dụng cụ thí nghiệm và thiết bị ................................................................................35
2.3.2. Phương pháp nghiên cứu và kỹ thuật sử dụng ......................................................................37

2.4. Chuẩn bị mẫu phân tích hàm lượng PeCBz, HCB trên thiết bị GC/ECD............................37
2.4.1. Chuẩn bị mẫu .............................................................................................................................37
2.4.2. Quy trình phân tích và tính toán kết quả.................................................................................39


2.4.3. Tính toán hệ số phát thải ..........................................................................................................43
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.................................................................................44
3.1. Nghiên cứu, khảo sát các điều kiện tối ưu trong quá trình tách chiết mẫu và xác định hàm
lượng PeCBz và HCB trong mẫu chuẩn...........................................................................................44
3.1.1 Khảo sát các điều kiện tối ưu trong quá trình phân tích PeCBz, HCB trên thiết
bị GC - ECD ......................................................................................................................................44
3.1.2. Đánh giá các điều kiện cần cho phân tích PeCBz, HCB trên thiết bị GC-ECD ...53
3.1.3. Khảo sát các điều kiện tối ưu đến quá trình tách, chiết mẫu xác định hàm
lượng PeCBz, HCB ..........................................................................................................................55
3.1.4. Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình xác định PeCBz, HCB ....................58
3.1.5. Đánh giá điều kiện cần cho phương pháp phân tích PeCBz, HCB....................................60
3.2. Đánh giá hàm lượng HCB và PeCBz có trong mẫu tro và xỉ thải từ quá trình đốt cháy của
các lò đốt công nghiệp .........................................................................................................................63
3.2.1. Nồng độ PeCBz, HCB trong mẫu tro thải và xỉ thải tại một số lò đốt ở một số tỉnh thuộc
Việt Nam

......................................................................................................................................64

3.2.2. Mối liên hệ giữa nồng độ PeCBz, HCB trong tro thải và xỉ thải của các lò đốt.......67
3.3. Tính toán hệ số phát thải HCB và PeCBz trong mẫu tro từ quá trình đốt cháy của lò đốt
rác và lò sản xuất công nghiệp............................................................................................................69
3.4. Các phương án giảm thiểu sự phát thải PeCBz và HCB ........................................................71
3.4.1.Tiếp cận phòng ngừa..................................................................................................................72
3.4.2. Nghiên cứu xử lý, giảm thiểu mức độ độc của PeCBz và HCB ........................................74
KẾT LUẬN ......................................................................................................................................76

TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................................................78
PHỤ LỤC

......................................................................................................................................83


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1.

Công thức cấu tạo của PeCBz ................................................................................... 5

Hình 1.2.

Công thức cấu tạo của HCB ...................................................................................... 7

Hình 1.3.

Mô tả kỹ thuật chiết Soxhlet....................................................................................27

Hình 2.1.

Sơ đồ lò đốt chất thải và vị trí thu thập mẫu...........................................................37

Hình 2.2.

Tóm tắt quy trình phân tích mẫu tro thải để xác định hàm lượng PeCBz, HCB..
......................................................................................................................................40

Hình 3.1.


Chế độ chia dòng tỉ lệ 1:5 .........................................................................................45

Hình 3.2.

Chế độ chia dòng tỉ lệ 1:20......................................................................................45

Hình 3.3.

Chế độ chia dòng tỉ lệ 1:10.......................................................................................46

Hình 3.4.

Tốc độ khí mang 0,5 ml/phút...................................................................................47

Hình 3.5.

Tốc độ khí mang 1 ml/phút ......................................................................................47

Hình 3.6.

Tốc độ khí mang 1,5 ml/phút...................................................................................48

Hình 3.7.

Sắc đồ PeCBz, HCB của tốc độ gia nhiệt 4°C/phút .............................................49

Hình 3.8.

Sắc đồ PeCBz, HCB của tốc độ gia nhiệt 8°C/phút .............................................49


Hình 3.9.

Sắc đồ PeCBz, HCB của tốc độ gia nhiệt 12°C/ phút ..........................................50

Hình 3.10.

Sắc đồ PeCBz, HCB của tốc độ gia nhiệt 20°C/phút ...........................................50

Hình 3.11.

Đường chuẩn nội của PeCBz ..................................................................................52

Hình 3.12.

Đường chuẩn nội của HCB......................................................................................53

Hình 3.13.

Sắc đồ thể hiện độ ổn định của PeCBz, HCB ở nồng độ 25 ppb. ......................54

Hình 3.14.

Mẫu bị nhiễm bẩn este phtalat .................................................................................59

Hình 3.15.

Đánh giá giới hạn phát hiện của phương pháp đối với PeCBz, HCB ở nồng độ

1 ng/g trọng lượng khô ........................................................................................................................61
Hình 3.16.


Sắc đồ đánh giá hiệu suất thu hồi của phương pháp phân tích đối với

PeCBz, HCB. ............................................................................................................ 62
Hình 3.17.

Hàm lượng PeCBz, HCB trong mẫu tro thải và xỉ thải trong lò đốt của các hoạt

động công nghiệp .................................................................................................................................67


Hình 3.18.

Hàm lượng PeCBz, HCB trong mẫu tro thải và xỉ thải của lò đốt rác tại Nam

Sơn – Hà Nội ......................................................................................................................................68
Hình 3.19. Hàm lượng PeCBz, HCB trong mẫu xỉ thải tại một số lò đốt rác
tại Hải Dương và Hà Nội ............................................................................................................68


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1.

Một số tính chất hóa lý của PeCBz ........................................................................... 5

Bảng 1.2.

Thời gian bán phân hủy của HCB trong môi trường ............................................. 8

Bảng 1.3.


Độc cấp tính và mãn tính với sinh vật nước ngọt.................................................... 9

Bảng 1.4.

Hệ số phát thải PeCBz trong một số ngành ..........................................................20

Bảng 1.5.

Hệ số phát thải PeCBz đối với quá trình đốt cháy nhiên liệu ..............................20

Bảng 1.6.

Hệ số phát thải PeCBz đối với lò đốt chất thải công nghiệp ............................... 21

Bảng 1.7.

Ước tính trung bình phát thải khí toàn cầu của HCB. ..........................................21

Bảng 3.1.

Thông số tối ưu khi phân tích PeCBz, HCB trên thiết bị GC-ECD 2010.........51

Bảng 3.2.

Kết quả đánh giá độ ổn định PeCBz, HCB ở nồng độ 25 ppb bằng GC-EC ...54

Bảng 3.3.

Kết quả đánh giá giới hạn phát hiện của thiết bị với PeCBz, HCB....................55


Bảng 3.4.

Kết quả hiệu suất thu hồi của quá trình chiết mẫu ................................................56

Bảng 3.5.

Hiệu suất thu hồi trong làm sạch mẫu.....................................................................58

Bảng 3.6.

Kết quả đánh giá giới hạn phát hiện của phương pháp phân tích PeCBz, HCB ..
......................................................................................................................................60

Bảng 3.7.

Hiệu suất thu hồi của PeCBz, HCB ........................................................................62

Bảng 3.8.

Danh sách các lò đốt rác được thu thập mẫu .........................................................63

Bảng 3.9.

Danh sách các lò đốt công nghiệp được thu thập mẫu.........................................64

Bảng 3.10.

Nồng độ PeCBz, HCB trong mẫu tro thải và xỉ thải ............................................65


Bảng 3.11.

Một số thông tin về loại hình thải của lò đốt..........................................................69

Bảng 3.12.

Hệ số phát thải của PeCBz, HCB (µg/tấn) từ các quá trình đốt cháy của các lò

đốt

......................................................................................................................................70


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
Kí hiệu

Tiếng Anh

Tiếng Việt

Axe

Acetone

Axeton

CB209

Decachlorobiphenyl


Decaclorobiphenyl

CV

Coefficient of Variation

Hệ số biến thiên

DCM

Dichloromethane

Diclometan

DWI

Domestic waste incinerator

Lò đốt rác thải sinh hoạt

EF

Emission factor

Hệ số phát thải

ES

External Standard


Chất chuẩn đồng hành

GC-ECD

Gas Chromatography-Electron

Sắc kí khí-Detector bắt giữ

Capture Detector

điện tử ECD

HCB

Hexachlorobenzene

Hexaclobenzen

IDL

Instrument Detection Limit

Giới hạn phát hiện của thiết bị

IS

Internal Standard

Chất chuẩn nội


IWI

Industrial waste incinerator

Lò đốt rác thải công nghiệp

LOD

Limit of Detection

Giới hạn định tính

LOQ

Limit of Quantitation

Giới hạn định lượng

MDL

Method Detection Limit

Giới hạn phát hiện của phương
pháp

MRL

Miniral Risk Level

Mức rủi ro tối thiểu


MWI

Medical waste incinerator

Lò đốt rác thải y tế

n-Hec

n-Hexane

n-Hecxan

PBDE

Polychlorinated biphenylether

Polyclorin biphenylete

PCBs

Polychlorinated biphenyls

Polyclorin biphenyl

PCDD

Polychlorinated dibenzodioxin

Polyclorin dibenzodioxin


PCDF

Polychlorinated dibenzofuran

Polychlorin dibenzofuran

PeCBz

Pentachlorobenzene

Pentaclobenzen


Kí hiệu

Tiếng Anh

Tiếng Việt

SD

Standard Deviation

Độ lệch chuẩn

U-POPs

Unintentional Persistant


Hợp chất ô nhiễm hữu cơ khó

organic pollutants

phân hủy phát sinh không chủ
định


MỞ ĐẦU
Theo Phụ lục C - Công ước Stockhom (2001), Pentaclobenzen (PeCBz) và
Hexaclobenzen (HCB) là những hợp chất thuộc nhóm hợp chất hữu cơ khó phân
hủy phát sinh không chủ định (U-POPs), được tạo ra và phát thải không có chủ định
từ các quá trình nhiệt liên quan đến chất hữu cơ và clo, do đốt cháy không hoàn toàn
hay do các phản ứng hóa học. HCB và PeCBz có độc tính cao, ở nồng độ vài μg/g
gây độc hại cho con người, sinh vật và môi trường [18,20], HCB và PeCBz bền
vững trong môi trường, phân tán rộng [18,20] và có khả năng tích tụ sinh học, phá
huỷ hệ thần kinh, gan và thận [34].
Một số nguồn công nghiệp có khả năng phát thải ra môi trường tương đối
cao HCB và PeCBz như: lò thiêu hủy chất thải (chất thải đô thị, chất thải nguy hại,
y tế hoặc bùn cống); các lò nung xi-măng kết hợp đốt chất thải nguy hại; sản xuất
bột giấy có sử dụng clo phân tử hoặc sử dụng các hóa chất phát sinh clo phân tử
trong tẩy trắng; các quá trình nhiệt trong công nghiệp luyện kim: tinh luyện đồng,
các xưởng nung quặng trong công nghiệp thép, tinh luyện nhôm, tinh luyện kẽm.
Một số quốc gia trên thế giới như Trung Quốc, Mexico, Nhật Bản đã nghiên
cứu với quy mô sâu và rộng về sự phát thải các hợp chất U-POPs từ các quá trình
đốt cháy của các hoạt động công nghiệp có sinh ra dioxin, furan, dioxin-like PCBs,
... Tuy nhiên, các nghiên cứu về sự phát thải HCB và PeCBz còn rất ít và rất hạn
chế. Các nghiên cứu này chỉ tập trung vào một số ngành nghề như luyện kim, luyện
kim màu, luyện than cốc và đốt các loại rác thải sinh hoạt.
Tại Việt Nam, hoạt động sản xuất công nghiệp không ngừng được đẩy mạnh

trong nhiều năm qua, đặc biệt là một số loại hình công nghiệp có khả năng phát thải
PeCBz và HCB như luyện kim, sản xuất giấy, sản xuất xi măng, đốt rác thải,... Đối
với một số hợp chất dạng này hiện vẫn chưa được đánh giá mức độ rủi ro, mức độ
ảnh hưởng của chúng đến sức khỏe con người [2].

1


Xuất phát từ thực tiễn trên, đề tài luận văn “Đánh giá sự phátthải
Pentaclobenzen (PeCBz), Hexaclobenzen (HCB) trong tro thải của lò đốt công
nghiệp và đề xuất biện pháp giảm thiểu” được thực hiện với những mục tiêu sau:
-

Đánh giá hàm lượng PeCBz và HCB trong mẫu tro thải của một số lò đốt rác
và lò đốt phục vụ cho hoạt động sản xuất công nghiệp.

-

Bước đầu tính toán hệ số phát thải.

-

Đề xuất phương án giảm thiểu sự phát thải HCB, PeCBz.

2


CHƯƠNG 1.TỔNG QUAN VỀ CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Công ước Stockholm về các hợp chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy
(Persistant Organic Pollutants - POPs)

Công ước Stockholm về các hợp chất ô nhiễm hữu cơ khó phân huỷ (gọi tắt
là Công ước Stockholm) là một Hiệp ước môi trường lớn, có tính toàn cầu và đã
được các nước ký kết thực hiện nhằm mục đích bảo vệ sức khoẻ con người, đa dạng
sinh học và môi trường trước những nguy cơ, rủi ro do các hợp chất POPs gây ra.
Công ước Stockholm được k ngày 22 tháng 5 năm 2001 tại Stockholm và bắt đầu
có hiệu lực từ ngày 1 tháng 5 năm 2004. Việt Nam phê chuẩn Công uớc Stockholm
về các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy vào ngày 22 tháng

năm 2002, trở thành

thành viên thứ 14 của Công uớc. Công ước Stockholm quy định việc ngừng sản
xuất, hạn chế sử dụng và tiêu hủy hoàn toàn một số hợp chất ô nhiễm hữu cơ khó
phân hủy do con người tạo ra, đồng thời thực hiện các biện pháp cần thiết để giảm
thiểu liên tục sự phát thải không chủ định của các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân
hủy do các hoạt động sản xuất công nghiệp, sinh hoạt hoặc xử l chất thải sinh ra.
Các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân huỷ là các chất hữu cơ tồn tại bền vững trong môi
trường, phát tán rộng, có khả năng tích tụ sinh học và có tính chất độc hại cao. Các
chất POPs có thể gây tác hại nghiêm trọng cho sức khoẻ con người (gây ra các bệnh
về sinh sản, thần kinh, miễn dịch, ung thư,...), đa dạng sinh học và môi trường
[8,13,18,20].
Số nhóm chất mà Công ước Stockholm quy định để quản lý gồm hàng trăm
đơn chất khác nhau bao gồm các dạng hóa chất bảo vệ thực vật, hóa chất công
nghiệp, hóa chất hình thành và phát sinh không chủ định từ các hoạt động sản xuất,
kinh doanh và cuộc sống.
Hexaclobenzen là một trong 12 chất ban đầu được công ước Stockkholm liệt
kê vào cả phụ lục A (loại bỏ) và C (phát sinh không chủ định), sau đó tại hội nghị
lần thứ tư (tháng 5 năm 2009) pentaclobenzen lại được liệt kê vào danh sách là chất
sản xuất không chủ ý và cần loại bỏ. Ngoài ra còn rất nhiều chất khác như: Alpha
hexaclocyclohecxan và Beta hexaclocyclohecxan là hai hợp chất đồng thời sinh ra


3


trong khi sản xuất lindan... Những hợp chất này đều có tính độc cao đối với con
người và sinh vật, chậm phân hủy trong tự nhiên, có khả năng tích lũy sinh học
thông qua chuỗi thức ăn.
Một số yêu cầu chính của Công ước như: cập nhật kế hoạch thực hiện quốc
gia, bổ sung khung chính sách pháp luật để đảm bảo quản lý an toàn các chất ô
nhiễm hữu cơ khó phân hủy mới, kiểm kê, quan trắc và báo cáo,...nhằm nâng cao
công tác quản lý các hợp chất POPs trên toàn thế giới.
Tại Việt Nam, cơ chế chính sách quản lý các hợp chất POPs mới nói chung và
POPs phát sinh không chủ định (U-POPs) nói riêng tại Việt Nam còn nhiều bất cập.
1.2. Một số tính chất của Pentaclobenzen và Hexaclobenzen
1.2.1. Tính chất của các hợp chất polyclobenzen
Polyclobenzen là một nhóm các hợp chất vòng thơm trong đó có một hoặc
nhiều nguyên tử hydro của vòng benzen đã được thay thế bởi một hoặc nhiều
nguyên tử clo. Các tính chất của nhân thơm và sự hiện diện của clo làm cho chúng
có tính ổn định cao và tích lũy trong mô mỡ. Bên cạnh đó, clo có tác dụng kháng
khuẩn và khó cháy. Những đặc tính này khiến cho chúng có ứng dụng trong nhiều
lĩnh vực.
Polyclobenzen ổn định nhiệt, với điểm sôi và điểm nóng chảy cao. Những
tính chất này tăng lên theo số nguyên tử clo (Stockholm ước năm 2001). Độ hòa tan
của polyclobenzen trong nước thấp (giảm với tăng clo), các hệ số octanol/phân
vùng nước (Kow) từ mức trung bình đến cao (tăng với tăng clo), và áp suất hơi thấp
tới trung bình (giảm với tăng clo).
Polyclobenzen trong khí quyển sẽ bị suy thoái thông qua phản ứng oxy hóa
quang hóa với các gốc hydroxyl. Polyclobenzentrong môi trường nước có khả năng
được hấp phụ lên trầm tích, đặc biệt là trầm tích giàu hữu cơ.
Quá trình chuyển hóa của polyclobenzen trong đất tùy thuộc vào đặc điểm
của đất. Sự hấp phụ - quá trình giải hấp trong đất ảnh hưởng đến tốc độ bay hơi và

rửa trôi. Phần lớn các polyclobenzentrong đất bị bay hơi [40]. Quá trình bay hơi

4


xảy ra theo hai giai đoạn sau: giai đoạn đầu, tỷ lệ bay hơi cao; trong giai đoạn thứ
hai, tỷ lệ bay hơi chậm hơn nhiều, nó được kiểm soát có lẽ do tỷ lệ giải hấp của các
hợp chất từ đất. Hệ số hấp phụ đất với polyclobenzen thường tăng với hợp chất tăng
clo, thời gian bán phân hủy trong đất tăng lên cùng với tăng clo. Nhưng sự hấp phụ
của polyclobenzen trong đất phụ thuộc vào nhiều thông số, nó tăng với sự gia tăng
hàm lượng chất hữu cơ.
Đối với sinh vật, tỷ lệ đào thải các hợp chất polyclobenzen trong mô mỡ
càng thấp khi số lượng clo trong hợp chất càng nhiều.
Nói tóm lại, các hợp chất polyclobenzen có thời gian bán phân hủy càng dài
và càng gây độc với con người và sinh vật hơn khi số lượng clo càng cao.
1.2.2. Tính chất của Pentaclobenzen

Hình 1.1. Công thức cấu tạo của PeCBz
Pentaclobenzen thuộc nhóm các hợp chất polyclobenzen bao gồm vòng benzen
được thay thế hydro bằng 1 hay nhiều nguyên tử clo. Hợp chất này có công thức tổng quát
là C6HCl5 và được viết tắt là PeCBz (hình 1.1). PeCBz tồn tại ở 3 dạng rắn, lỏng và khí.
Một số tính chất vật lý và hóa học cơ bản của PeCBz được trình bày trong bảng 1.1 [35].
Bảng 1.1. Một số tính chất hóa lý của PeCBz
Đặc tính

Giá trị

Khối lượng phân tử

250,34 (g/mol)


Điểm nóng chảy

84,6 ° C

Điểm sôi

277 ° C

Tỉ trọng

1,83 g/cm3

Độ tan trong nước

0,551 – 0,562 mg/L tại 25°C

Áp suất hơi

0,11Pa tại 20°C

5


Đặc tính

Giá trị
0,212 Pa tại 25°C

Octanol / hệ số phân vùng nước

5,18
(log Kow)
Octanol / hệ số phân vùng cacbon

4,1 – 6,3

(log Koc)
Hằng số Henry (Pa.m3/mol) g

71,9 tại 25°C

PeCBz là chất kém tan trong nước nước. Hệ số log Kow khoảng 5,18, do đó
hợp chất này có khả năng tích lũy sinh học cao và không bị phân hủy bởi quá trình
sinh học. Tuy nhiên, PeCBz bị phân hủy bởi tác nhân quang hóa, quá trình phân hủy
diễn ra mạnh và nhanh ở trên bề mặt nước dưới tác dụng của bức xạ mặt trời
khoảng 41% trong vòng 24 giờ. Chu kì bán hủy ước tính của PeCBz trên bề mặt
nước trong khoảng 194 – 1250 ngày, chu kì bán hủy ước tính trong môi trường yếm
khí ở sâu dưới nước trong khoảng từ

6 ngày đến 1380 ngày [35]. Trong lòng đất,

thời gian bán phân hủy của nó là 194-345 ngày [12].
Trong khí quyển, PeCBz bị oxi hóa bởi ánh sáng và phản ứng nhiều với các
gốc hydroxyl (OH). Thời gian bán phân hủy ước tính của PeCBz trong khí quyển
khoảng 370 ngày và thời gian bán phân hủy ước tính của PeCBz trong khí quyển
khi phản ứng với gốc hydroxyl là 185 ngày [35].
Trước đây, PeCBzlà một trong những thành phần của hỗn hợp polyclobenzen
thêm vào các sản phẩm có chứa polyclorin biphenyl (PCBs) để giảm độ nhớt.
Những sản phẩm này đã được sử dụng để truyền nhiệt, chủ yếu trong các thiết bị
điện (điện môi lỏng cho máy biến áp). Một số các biến áp vẫn đang được sử dụng

hoặc được lưu trữ chờ tiêu hủy [15]. Pentaclobenzen đã được sử dụng trong quá khứ
như một trung gian hóa học trong sản xuất của một loại thuốc diệt nấm:
pentaclonitrobenzen (quintozen). Nó đã được sử dụng như thuốc diệt nấm, và cũng
là chất chống cháy. Trên thực tế, PeCBz cũng có thể có mặt như các tạp chất trong
các sản phẩm như dung môi, thuốc diệt nấm, thuốc diệt cỏ, thuốc trừ sâu [16] và

6


trong pentaclophenol được sử dụng để xử lý gỗ. Pentaclobenzen có thể có mặt như
một sản phẩm phụ trong sản xuất tetraclobenzen, tetracloethylen, tricloethylen và
1,2-dicloethan và vẫn có thể được sử dụng như là một chất trung gian (Công ước
Stockholm 2014). PeCBz cũng được sản xuất vô ý trong quá trình cháy (sinh khối,
chất thải rắn và than đá), quá trình nhiệt và công nghiệp [10]. Sự hình thành PeCBz
có thể xảy ra trong các hoạt động công nghiệp như sản xuất bột giấy, luyện kim,
hoặc xử lý bùn hoạt tính từ xử l nước.
1.2.3. Tính chất của Hexaclobenzen
Hexaclobenzen (HCB) là một hóa chất công nghiệp polyclobenzen với công
thức phân tử C6 Cl6, không tan trong nước, nhưng là rất dễ tan trong chất béo, dầu
và các dung môi hữu cơ.

Hình 1.2. Công thức cấu tạo của HCB
HCB nguyên chất ở dạng tinh khiết màu trắng, gồm nhiều đồng phân không
gian, trong đó có đồng phân gammar có khả năng thăng hoa ở nhiệt độ cao. HCB là
chất khá bền vững trong điều kiện thường, bền với tác động của ánh sáng, chất oxy
hóa và môi trường axit.
Trong nước HCB liên kết với trầm tích và các chất lơ lửng. Thời gian bán
phân hủy của HCB trong nước là rất khó ước tính, khoảng trên 6 năm, nó liên
quan đến khả năng hòa tan thấp và áp suất hơi cao. Theo Barber và các cộng sự
(2005), áp suất hơi cho phép HCB được tìm thấy gần như độc quyền trong pha

khí (70%). Trong không khí, nó làm giảm bằng cách phản ứng với các gốc
hydroxyl (OH-) hay quang phân. Thời gian bán phân hủy của HCB trong môi
trường được trình bày ở bảng 1.2 [7].

7


Bảng 1.2. Thời gian bán phân hủy của HCB trong môi trường
Môi trường

Thời gian bán phân hủy

Tài liệu tham khảo

(năm)

>6

Mackay et al (1992)

2,7 - 5,7

Howard et al (1991)

Đất

2,7 - 22

Euro Chlor (2002)


Không khí

1

Prinn et al (1995)

Nước

Hexaclobenzen là một trong những chất gây ô nhiễm môi trường dai dẳng
nhất, có khả năng tích lũy sinh học trong môi trường, động vật và ở người. HCB
được liệt kê vào phụ lục A & C (cần loại bỏ và hình thành không chủ đích) của
công ước Stockholm. Hầu như tất cả các sản phẩm thương mại của HCB kết thúc
vào cuối năm 19 0. Tuy nhiên, HCB tiếp tục được thải ra môi trường từ nhiều
nguồn khác nhau. Điều này có thể xảy ra thông qua việc sử dụng một số loại thuốc
trừ sâu clo (nó tồn tại như một tạp chất trong một số loại thuốc trừ sâu cơ clo), tái
phát thải từ đất “cũ” chứa HCB do việc sử dụng HCB làm thuốc trừ sâu trước đây,
cũng có thể phát sinh trong quá trình cháy không hoàn toàn...[11].
Khí thải HCB đến từ các quá trình nhiệt và hóa chất tương tự như
Dioxin/Furan, nó bắt nguồn từ việc phát sinh không chủ định trong quá trình công
nghiệp liên quan đến việc đốt cháy không hoàn toàn, như quá trình luyện kim, sản
xuất xi măng, đốt rác thải sinh hoạt, chất thải nguy hại, sản xuất các hóa chất công
nghiệp khác (chủ yếu là các dung môi clo, chất thơm clo)...
1.3. Độc tính của Petaclobenzen và Hexaclobenzen
1.3.1. Độc tính của Pentaclobenzen
Pentaclobenzen là chất gây độc cho con người và rất độc cho sinh vật.
PeCBz được thí nghiệm trên các loài chuột. Các phép thử độc cấp tính hiện có sau
khi phơi nhiễm qua đường miệng và da. Trong nghiên cứu của Allen và các cộng sự
(1979), giá trị LD50 sau khi phơi nhiễm qua miệng đối với chuột là 250 mg/kg trọng
lượng cơ thể, trong vòng 3 ngày có thể làm tăng tổn thương chức năng gan [35].
Cục bảo vệ môi trường Hoa Kỳ (EPA) đã đưa ra khuyến nghị về ngưỡng hấp


8


thu hàng ngày cho phép của PeCBz đối với con người mà không gây ảnh hưởng
đến sức khỏe (TDI - Tolerable Daily Intake) là 0,5 ng/g trọng lượng cơ thể. Giá trị
TDI này được tính toán dựa trên liều lượng ảnh hưởng thấp nhất được quan sát thấy
(LOAEL - Lowest Observed Adverse Effect Level) chia cho hệ số không chắc chắn
(uncertainty factor) 300. LOAEL là nồng độ PeCBz gây ra ảnh hưởng thấp nhất tới
sức khỏe khỉ nâu khi nó bị hấp thu hợp chất này trong một ngày [35].
PeCBz được phát hiện có trong sữa và tích luỹ trong nhau thai bà mẹ [37].
Hàm lượng trung bình PeCBz trong mẫu sữa mẹ sau khi sinh 3 - 4 tuần của phụ nữ
Canada là < 1 ng/g với giá trị lớn nhất là 1 ng/g. Phân tích PeCBz trong sữa mẹ,
thấy 97 % trong 210 mẫu sữa phát hiện có PeCBz [17].
Cộng đồng các quốc gia Châu Âu liệt PeCBz vào danh sách các hợp chất rất
độc với sinh vật nước. Dữ liệu về độ độc cấp tính của PeCBz với sinh vật nước ngọt
hiện có với tảo, giáp xác và cá. Giá trị LC50 cho sinh vật nước ngọt là 250 g/l đối
với cá. Giá trị độ độc cấp tính thấp nhất với cá nước ngọt EC50 = 100 µg/l. Giá trị
độ độc mãn tính thấp nhất là 2 µg/l với cá nước ngọt. Liều lượng không quan sát
thấy ảnh hưởng (N EC) thấp nhất là 10 g/l cho loài giáp xác. Theo thử nghiệm
cấp tính và dưới mãn tính trên động vật, PeCBz có khả năng có tính độc tương đối
đối với con người.
Những số liệu độc cấp tính và mãn tính hiện có đối với cả sinh vật nước mặn.
Giá trị độ độc cấp tính thấp nhất với giáp xác nước mặn LC50 = 87 µg/l. Giá trị độ
độc mãn tính thấp nhất là 14 µg/l với giáp xác nước mặn. Bảng 1.3 là các giá trị về
độc tính cấp tính và cấp mãn đối với sinh vật nước ngọt [21].
Bảng 1.3. Độc cấp tính và mãn tính với sinh vật nước ngọt

Loài


Thời gian
phơi nhiễm

Tiêu chuẩn

Thử
nghiệm
điểm
cuối

4 giờ

Tăng trưởng

EC50

Giá trị
(mg/l)

1,25

Tảo
Ankistrodemus
falcatus (acicularis)

9


Thời gian
phơi nhiễm


Tiêu chuẩn

Thử
nghiệm
điểm
cuối

96 giờ

Tăng trưởng

EC50

6,63

48 giờ

Chết

LC50

0,3;1,25;5,3

7 ngày

Sinh sản

IC50


0,520

16 - 21 ngày

Sinh sản

NOEC

0,031

Chironomus thummi

48 giờ

Chết

LC50

0,230

Chironomus tentans

2 giờ

Chết

LC50

168 (10°C)


Chironomus tentans

2 giờ

Chết

LC50

150 (20°C)

Chironomus tentans

2 giờ

Chết

LC50

137 (30°C)

48 giờ

Chết

EC50

0,100

96 giờ


Chết

LC50

0,250

Poecilia reticulata

8-14 ngày

Chết

LC50

0,180

Brachydanio rerio

28 ngày

Sinh sản

NOEC

0,034

Gambusia affinis

96 giờ


Chết

LC50

3,2

Loài
Selenastrum
Capricornutum

Giá trị
(mg/l)

Giáp xác
Daphnia magna

Ceriodaphnia dubia
Daphnia magna
Côn trùng

Cá
Oncorhynchus
mykiss
Lepomis
macrochirus

10


3.2.2. Mối liên hệ giữa nồng độ PeCBz, HCB trong tro thải và xỉ thải của các lò đốt

Hàm lượng PeCBz, HCB trong mẫu tro của các hoạt động sản xuất công
nghiệp được thể hiện ở hình 3.17. Hàm lượng PeCBz, HCB trong mẫu tro của lò đốt
rác thải được thể hiện ở hình 3.18, 3.19.Trong đó, hình 3.18 thể hiện hàm lượng
PeCBz, HCB trong cả mẫu tro thải và xỉ thải ở 2 lò đốt rác thải sinh hoạt và rác thải
công nghiệp-y tế tại Hà Nội; hình 3.19 thể hiện hàm lượng PeCBz, HCB trong xỉ
thải tại một số lò đốt rác tại Hà Nội và Hải Dương.
35

Nồng độ (ng/g)

30
25

PeCB-tro thải

20

HCB-tro thải

15

PeCB-xỉ thải

10

HCB-xỉ thải

5
0
Pomina 1 Pomina 2 Southern

Steel

Mia
Vina Kraft
đườngPaper
HB

Vị trí lấy mẫu

Hình 3.17.

Hàm lượng PeCBz, HCB trong mẫu tro thải và xỉ thải trong lò đốt
của các hoạt động công nghiệp

Dựa vào hình 3.17, ta thấy trong lò đốt của các hoạt động sản xuất công
nghiệp hàm lượng PeCBz và HCB trong tro thải đều nhiều hơn hàm lượng của
chúng trong xỉ thải, thậm chí có nhiều mẫu tro thải chứa hàm lượng PeCBz, HCB
rất cao nhưng lại không tìm thấy chúng trong mẫu xỉ thải. Điều này gợi mở đến việc
phát tán hàm lượng PeCBz, HCB trong pha khí trong các lò đốt của hoạt động sản
xuất công nghiệp.

67


300
Nồng độ (ng/g)

250
200
PeCB-tro thải


150

HCB-tro thải

100

PeCB-xỉ thải

50

HCB-xỉ thải

0
Lò đốt chất thải sinh
Lò đốt rác thải công
hoạt
nghiệp - y tế
Địa điểm lấy mẫu

Hình 3.18. Hàm lượng PeCBz, HCB trong mẫu tro thải và xỉ thải của lò đốt rác tại Nam
Sơn – Hà Nội
Nhìn vào đồ thị ở hình 3.18 ta thấy, ở 2 điểm được khảo sát cả hàm lượng
PeCBz, HCB trong mẫu tro thải và xỉ thải đều cao, hàm lượng PeCBz và HCB tại lò
đốt rác thải công nghiệp – y tế cao hơn lò đốt rác thải sinh hoạt. Hàm lượng PeCBz,
HCB trong mẫu xỉ thải cao hơn hàm lượng PeCBz, HCB trong mẫu tro thải tại lò
đốt rác thải công nghiệp – y tế, còn trong lò đốt rác thải sinh hoạt thì hàm lượng
PeCBz, HCB trong tro thải và xỉ thải tương đồng.
300


Nồng độ (ng/g)

250
200
150

PeCB-xỉ thải

100

HCB-xỉ thải

50
0
HN1

HN2

HN3

HD1

HD2

HD3

HD4

Địa điểm lấy mẫu


Hình 3.19.

Hàm lượng PeCBz, HCB trong mẫu xỉ thải tại một số lò đốt rác
tại Hải Dương và Hà Nội

68


Trong mẫu xỉ thải của các lò đốt rác chứa hàm lượng PeCBz và HCB từ cao
đến rất cao, hàm lượng PeCBz trong một số mẫu xỉ lên đến trên 250 ng g–1. Trong
đó hàm lượng PeCBz cao hơn hàm lượng HCB.
Các kết quả khảo sát sơ bộ về PeCBz, HCB đã chỉ ra rằng, nồng độ PeCBz,
HCB trong tro và xỉ thải của các lò đốt rác thải cao hơn nồng độ PeCBz, HCB trong
tro và xỉ thải của lò đốt công nghiệp. Lượng PeCBz, HCB trong các lò đốt được tạo
thành có thể phụ thuộc vào vật liệu đốt, các điều kiện đốt cháy và các vật liệu xúc
tác [28,36].
3.3. Tính toán hệ số phát thải HCB và PeCBz trong mẫu tro từ quá trình đốt
cháy của lò đốt rác và lò sản xuất công nghiệp
Một số thông tin cơ bản về hoạt động của các lò đốt rác thải sinh hoạt và lò
đốt phục vụ cho các hoạt động công nghiệp tại một số tỉnh phía Bắc và phía Nam
Việt Nam được liệt kê trong bảng 3.11.
Bảng 3.11. Một số thông tin về loại hình thải của lò đốt
Vị trí
lấy mẫu

Loại
lò đốt

Tỉnh


Lượng thải tạo thành của lò
khi hoạt động (kg/giờ)
Tro

Xỉ

Công suất
của lò
(tấn/giờ)

HD1

IWI

Hải Dương

4,1

91

1

HD2

MWI

Hải Dương

0.8


18

0,2

HD3

DWI

Hải Dương

5.2

127

1,3

HD4

DWI

Hải Dương

2

50

0,5

HN1


DWI

Hà Nội

12

290

3

HN2

IWI

Hà Nội

12

300

3

HN3

MWI

Hà Nội

2


55

0,5

VT1

IF

30

400

5

VT2

IF

30

380

5

Bà Rịa –
Vũng Tàu
Bà Rịa –
Vũng Tàu

69



Vị trí
lấy mẫu

Loại
lò đốt

Tỉnh

Lượng thải tạo thành của lò
khi hoạt động (kg/giờ)
Tro

Xỉ

Công suất
của lò
(tấn/giờ)

VT3

IF

Bà Rịa –
Vũng Tàu

18

240


3

HB

IF

Hòa Bình

7.2

96

1,2

BD

IF

Bình Dương

8.4

112

1,4

Dựa vào công thức (6) trong mục 2.4.3, hệ số phát thải PeCBz, HCB từ các
quá trình đốt cháy của các lò được đưa ra trong bảng 3.12.
Bảng 3.12. Hệ số phát thải của PeCBz, HCB (µg/tấn) từ các quá trình đốt

cháy của các lò đốt
Hệ số phát thải (µg/tấn)
Vị trí Loại
PeCBz
HCB
lấy
lò
Tỉnh
mẫu
đốt
Tro thải
Xỉ thải
Tro thải
Xỉ thải
HD1

IWI

Hải Dương

_

2197

_

1011

HD2


MWI

Hải Dương

_

1228

_

311

HD3

DWI

Hải Dương

_

25226

_

9203

HD4

DWI


Hải Dương

_

16306

_

5994

HN1

DWI

Hà Nội

209,2

5422

167,5

3216

HN2

IWI

Hà Nội


297,8

25745

263,7

11401

HN3

MWI

_

_

_

1295

VT1

IF

69,8

_

21,96


_

VT2

IF

51,1

_

7,44

_

VT3

IF

_

_

7,86

_

HB

IF


Hà Nội
Bà Rịa –
Vũng Tàu
Bà Rịa –
Vũng Tàu
Bà Rịa –
Vũng Tàu
Hòa Bình

_

_

_

224

BD

IF

Bình Dương

180,8

_

64,92

_


Bảng 3.12 cho thấy, hệ số phát thải dao động rất lớn giữa các loại lò đốt, đối
với PeCBz hệ số phát thải của mẫu tro trong khoảng 51,11µg/tấn đến 297,8 µg/tấn
và xỉ thải từ 1228 µg/tấn đến 25226 µg/tấn; đối với HCB hệ số phát thải của mẫu

70


tro trong khoảng 7,44 µg/tấn đến 263,7 µg/tấn và xỉ thải từ 224 µg/tấn đến 11401
µg/tấn. Hệ số phát thải của 2 mẫu tro thải từ quá trình đốt rác của PeCBz là 209,2
µg/tấn đến 297,8 µg/tấn và của HCB là 167,5 µg/tấn đến 263,7 µg/tấn; từ hoạt động
sản xuất công nghiệp là 51,1 µg/tấn đến 180,8 µg/tấn. Hệ số phát thải PeCBz và
HCB của quá trình đốt rác trong mẫu xỉ thải của quá trình đốt rác là từ 1228
µg/tấnđến 25745 µg/tấn và từ 311 µg/tấn - 11401 µg/tấn. Hệ số phát thải đối với các
lò đốt rác thải củaPeCBz và HCB trong xỉ thải lớn hơn rất nhiều lần so với hệ số
phát thải PeCBz và HCB trong tro thải. Và hệ số phát thải của PeCBz và HCB trong
tro thải và xỉ thải của lò đốt rác thải lớn hơn trong tro thải và xỉ thải lò đốt của hoạt
động sản xuất công nghiệp.
Đối với 2 lò đốt rác thải được khảo sát cả tro thải và xỉ thải thì hệ số phát thải
của PeCBz và HCB trong xỉ thải lớn hơn tro thải. Hệ số phát thải của PeCBz, HCB
trong tro thải hoạt động sản xuất công nghiệp cao hơn hệ số phát thải của PeCBz,
HCB trong xỉ thải.Bên cạnh đó, các lò đốt rác thải có hệ số phát thải PeCBz và
HCB lớn hơn các lò đốt công nghiệp trung bình khoảng 2 lần và 100 lần tương ứng
đối với tro thải; và lên đến hàng trăm lần đối với xỉ thải. Tuy nhiên, với tính chất
nhẹ và mịn hơn xỉ thải rất nhiều lần, nên khi tro thải được phát tán vào không khí sẽ
gây ra sự ô nhiễm trên diện rộng hơn nhiều so với xỉ thải, vì vậy nguy cơ ô nhiễm
PeCBz, HCB trên một khu vực rộng là rất cao. Và một vấn đề khác đặt ra là một
lượng xỉ thải chứa hàm lượng PeCBz và HCB rất lớn thải vào môi trường sẽ gây ra
nguy cơ ô nhiễm PeCBz, HCB rất cao. Do đó, cần có những nghiên cứu sâu hơn
nữa về sự phát thải PeCBz từ các loại lò đốt tại các tỉnh của Việt Nam để từ đó đưa

ra các biện pháp quản lý an toàn cho sự phát thải của loại U-POPs này.
3.4. Các phương án giảm thiểu sự phát thải PeCBz và HCB
Để giảm lượng phát thải của các hợp chất hữu cơ khó phân hủy POP
(PeCBz, HCB) đòi hỏi một cách tiếp cận có cấu trúc để mô tả và định lượng PeCBz
và HCB cho từng nguồn phát thải. Bước này là cần thiết để thực hiện các hành động
thích hợp nhằm giảm hoặc loại bỏ sự hình thành của các chất gây ô nhiễm.
Các giải pháp nhằm giảm thiểu rủi ro liên quan đến HCB và PeCBz là:

71