Giới thiệu về PAHs

Giới thiệu về PAHs

Các chất hydrocarbon thơm đa vòng (PAHs – Polycyclic Aromatic Hydrocarbons) là các hợp chất hữu cơ có chứa ít nhất hai vòng benzen và có thể có thêm các nhóm thế. Các hợp chất PAHs thường được hiểu là những hợp chất chỉ chứa hai loại nguyên tố là cacbon và hidrohydro. PAHs được chia làm hai nhóm: nhóm hợp chất có khối lượng phân tử thấp là các PAHs có số vòng benzen nhỏ hơn 4 vòng, và nhóm hợp chất có khối lượng phân tử cao là các PAHs có từ 4 vòng trong phân tử trở lên. Chất phổ biến trong nhóm này là benzo(a)pyren (C₂₀H₁₂).

Hình 1. Công thức cấu tạo của benzo(a)pyren

PAH có thể được tạo thành từ nguồn tự nhiên và nguồn nhân tạo. Nguồn tự nhiên có thể từ hiện tượng núi lửa phun trào, quá trình hình thành đất đá, cháy rừng, tạo trầm tích. Tuy nhiên, nguồn PAH chính trong khí quyển lại bắt nguồn từ các hoạt động sống của con người. PAH là sản phẩm của quá trình đốt cháy không hoàn toàn các loại nhiên liệu (xăng, dầu, diesel…) trong động cơ của các phương tiện giao thông. Ngoài ra, việc đốt rác, các hoạt động sinh hoạt trong nhà (hút thuốc lá, sưởi ấm và đun nấu bằng mùn cưa, than hoa, than tổ ong, gỗ…), đốt rác và các quá trình công nghiệp (nhiệt điện, sử dụng nhiên liệu…) cũng góp phần đáng kể vào phát thải PAH. Sau khi xâm nhập vào khí quyển, PAH có thể tồn tại ở pha khí hoặc hấp phụ lên các hạt bụi lơ lửng. PAH có thể xâm nhập vào cơ thể người thông qua thức ăn (do khói thải chứa PAH từ việc đun nấu quyện vào thức ăn), nước uống, khí thở hoặc qua da khi trực tiếp tiếp xúc với vật liệu chứa họ chất này. PAH hấp phụ trên các hạt bụi mịn có thể thâm nhập sâu vào trong phổi gây ung thư và đột biến gen. Tính độc của mỗi chất trong họ PAH lại phụ thuộc vào công thức cấu tạo của chúng. Nếu các PAH chứa từ 2 đến 3 vòng benzen thì khả năng gây ung thư và đột biến gen khá yếu. Trong khi đó, với các PAH chứa từ 4 đến 5 vòng benzen trở lên thì khả năng gây ung thư và đột biến gen là tương đối mạnh.

Cặn dầu chứa PAH được thêm vào cao su và plastic dưới dạng chất làm mềm hoặc chất pha loãng và có thể được tìm thấy trong cao su, nhựa, sơn mài và lớp phủ. PAHs thường được tìm thấy trong đế ngoài của giày dép và trong bột nhão in ấn để in màn hình. PAH có thể hiện diện dưới dạng tạp chất trong thuốc nhuộm bột đen. Chúng cũng có thể được hình thành từ phản ứng phân hủy nhiệt của các vật liệu tái chế trong quá trình tái xử lý. Naphthalene thường hiện diện dưới dạng tạp chất từ các nguyên liệu thô chất lượng thấp được sử dụng như các chất trung gian trong sản xuất các chất phân tán thuốc nhuộm dệt may và có thể được tìm thấy trong sản phẩm dệt may.

Tại Sao PAH Bị Hạn Chế Sử Dụng ?  

▪ Luật pháp ở các thị trường lớn trên khắp thế giới hạn chế sự hiện diện của các PAH trong thành phẩm.

▪ Một số PAH có thể rất độc đối với sinh vật thủy sinh và, khi ở cao hơn một mức phơi nhiễm nhất định, có thể gây ra các tác dụng bất lợi lâu dài trong môi trường thủy sinh.

▪ Khi cao hơn các mức nhất định, phơi nhiễm lâu dài đối với một số PAH có thể dẫn đến phát triển các bệnh ung thư nhất định.

▪ Một số PAH, khi ở cao hơn các mức phơ nhiễm nhất định, có thể làm suy giảm khả năng sinh sản của người hoặc gây ra tổn hại cho thai nhi.

▪ Hít phải PAH trong không khí có thể gây kích ứng mắt và đường hô hấp.

Độc tính khi tiếp xúc?

Tính độc của PAHs đã được con người biết đến từ những năm 30 của thế kỷ XX, khi Hieger và Cook cùng những cộng sự khác nghiên cứu và thấy tinh thể benzo(a)pyren màu vàng gây khối u ở động vật thí nghiệm. Với con người, PAHs có thể là tác nhân gây đột biến dẫn đến ung thư. Các PAHs có khối lượng phân tử nhỏ, cấu tạo phân tử chỉ có một, hai, ba vòng thơm là rất độc, trong khi các PAHs có khối lượng phân tử lớn lại có thể gây độc ở mức độ gen, hoặc gây ra đột biến, bởi chúng có khả năng gắn vào các phân tử ADN, ARN, hoặc protein, gây nên những biến đổi ở mức phân tử. Khi xâm nhập vào cơ thể, PAHs nhanh chóng xâm nhập vào các mô mỡ và tiếp tục di chuyển đến những cơ quan khác. Tùy từng loại PAHs với liều lượng và thời gian tác động mà mức độ ảnh hưởng đến cơ thể khác nhau.

PAHs là một trong những chất hữu cơ ô nhiễm phổ biến nhất. Ngoài các nguồn gốc từ môi trường do quá trình đốt nhiên liệu, PAHs cũng được tìm thấy trong thực phẩm. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng thức ăn nhiễm PAHs đến từ ngũ cốc, các loại dầu và chất béo. Một lượng nhỏ đến từ rau và thịt nấu chín. Các hợp chất PAHs đã được xác định là tác nhân gây ung thư, gây đột biến, và quái thai.

Trong số các PAHs, người ta đặc biệt chú ý đến benzo(a)pyren vì tính độc hại của nó. Benzo(a)pyren là một thành phần có trong khói thuốc lá, và là một trong những nguyên nhân dẫn đến ung thư phổi. Nhiều nghiên cứu đã chứng minh benzo(a)pyren có thể chuyển hóa thành các loại oxit với sự xúc tác của phức hệ cytochrome P450, mà những oxit này có thể phản ứng với các ADN gây đột biến.

Lưu ý tiếp xúc

Đặc biệt chú ý đối với các vật liệu cao su và plastic được dùng trong đế ngoài của giày dép, cũng như các bộ phận cao su và plastic, vì chúng sử dụng rộng rãi dầu pha loãng có thể chứa hoặc thoái biến thành các chất PAH.

▪ Vật liệu plastic và cao su tái chế có thể có nguy cơ chứa PAH cao hơn so quá trình nhiệt phân trong tái xử lý. ▪ Vật liệu màu đen có thể kết hợp các sắc tố hoặc thuốc nhuộm dùng bột đen. Bột đen có thể chứa hàm lượng PAH cao dưới dạng tạp chất nếu không có chất lượng phù hợp.

▪ Naphthalene có thể được tìm thấy trong vật liệt dệt may vì nó là một tạp chất tồn dư trong các chất phân tán thuốc nhuộm gồm có các sản phẩm đa trùng ngưng axit naphthalene-sulfonic.

▪ Khuyên các nhà cung ứng vật liệu của bạn nên điều chỉnh thời gian và nhiệt độ dùng để xử lý vật liệu plastic và cao su của họ để giảm thiểu nguy cơ hình thành PAH từ quá trình nhiệt phân.

▪ Dầu bôi trơn dùng trong xử lý dệt may có thể bị nhiễm PAH và có thể làm cho vật liệu không đáp ứng các giới hạn PAH.