Ứng dụng hplc để đánh giá hiệu quả xử lý amoxicillin và norfloxacin bằng vật liệu tio2sba-15 trong nước thải bệnh viện.doc

Viết thuê đề tài giá rẻ trọn gói - KB Zalo/Tele : 0973.287.149
Luanvanmaster.com – Cần Kham Thảo - Kết bạn Zalo/Tele : 0973.287.149
BỘ GIÁO DỤC
VÀ ĐÀO TẠO
VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
-----------------------------
Nguyễn Sao Mai
ỨNG DỤNG HPLC ĐỂ ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ XỬ LÝ
AMOXICILLIN VÀ NORFLOXACIN BẰNG VẬT
LIỆU TiO2/SBA-15 TRONG NƯỚC THẢI BỆNH VIỆN
LUẬN VĂN THẠC SĨ
KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG
Hà Nội -

Luanvanmaster.com – Cần Kham Thảo - Kết bạn Zalo/Tele :
0973.287.149

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung
thực, chưa được sử dụng để bảo vệ một học vị nào và hoàn toàn không có sự
sao chép hoặc sử dụng kết quả của đề tài nghiên cứu nào tương tự. Mọi sự
giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được cảm ơn, các thông tin trích
dẫn trong luận văn đã được chỉ rõ nguồn gốc rõ ràng và được phép công bố.
Tôi xin chịu trách nhiệm với công trình nghiên cứu này.
Hà Nội, tháng 06 năm 2020
Tác giả luận văn
Nguyễn Sao Mai

LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành và tri ân sâu sắc đối với
TS. Nguyễn Thành Đồng và TS. Nguyễn Thị Thu Trang đã tạo điều kiện tốt
nhất cho tôi để có cơ hội được tiếp cận với nghiên cứu khoa học và nhiệt tình
định hướng cho tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn này.
Tôi xin chân thành cảm ơn Học viện Khoa học và Công nghệ, đặc biệt
là các thầy cô giáo trực tiếp giảng dạy các chuyên đề của toàn khóa học đã tạo
điều kiện, đóng góp ý kiến cho tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thành
luận văn này.
Tôi xin chân thành cảm ơn Bộ khoa học và công nghệ (Nhiệm vụ khoa
học và công nghệ theo nghị định thư, mã số NĐT.59.GER/19) đã hỗ trợ kinh
phí cho tôi trong việc thực hiện luận văn.
Có được công trình nghiên cứu này, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới tập
thể những người bạn, những người anh và chị là đồng nghiệp phòng Giải pháp
công nghệ cải thiện môi trường – Viện công nghệ môi trường đã hết lòng giúp
đỡ, đóng góp và chỉ bảo tôi những kiến thức chuyên môn vô cùng quý báu.
Bên cạnh đó, công lao không thể thiếu khi kể đến góp phần không nhỏ
trong quá trình tôi thực hiện luận văn thạc sỹ đó chính là nguồn năng lượng
sống từ gia đình và bạn bè tôi. Tôi muốn nói lời cảm ơn tới gia đình vì đã
chăm sóc, động viên tôi cả về thể chất lẫn tinh thần, luôn mang cho tôi những
động lực cố gắng.

i
MỤC LỤC
MỤC LỤC.........................................................................................................i
DANH MỤC BẢNG.......................................................................................iv
DANH MỤC HÌNH.........................................................................................v
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ....................................................................vii
MỞ ĐẦU ..........................................................................................................1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU........................................................4
1.1.TỔNG QUAN VỀ KHÁNG SINH.........................................................4
1.1.1. Khái niệm về kháng sinh.................................................................4
1.1.2. Tình hình sử dụng kháng sinh ở Việt Nam.....................................5
1.1.3. Tổng quan về kháng sinh Norfloxacin............................................7
1.1.4. Tổng quan về kháng sinh Amoxicillin..........................................10
1.2.TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI BỆNH VIỆN...................................13
1.3.CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH NORFLOXACIN VÀ
AMOXICILLIN ..........................................................................................16
1.3.1. Phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử UV-Vis........................16
1.3.2. Phương pháp điện hóa...................................................................17
1.3.3. Phương pháp điện di mao quản.....................................................18
1.4.TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP SẮC KÍ LỎNG HIỆU NĂNG
CAO.............................................................................................................21
1.4.1. Cơ sở lý thuyết và khái niệm ........................................................21
1.4.2. Nguyên tắc của quá trình sắc ký ...................................................22
1.4.3. Cấu tạo của hệ thống HPLC..........................................................22
1.4.4. Các đại lượng đặc trưng của HPLC ..............................................25
1.5.TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU TiO2/SBA-15 ......................................30

ii
1.5.1. Giới thiệu chung về vật liệu TiO2/SBA-15...................................30
1.5.2. Ứng dụng của TiO2/SBA-15 trong xử lý môi trường ...................32
CHƯƠNG 2. NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
33
2.1.MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU..................................................................33
2.2.ĐỐI TƯỢNG VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU...................................33
2.2.1. Đối tượng nghiên cứu....................................................................33
2.2.2. Nội dung nghiên cứu.....................................................................33
2.3.THIẾT BỊ, DỤNG CỤ VÀ HÓA CHẤT..............................................33
2.3.1. Thiết bị ..........................................................................................33
2.3.2. Dụng cụ .........................................................................................35
2.3.3. Hóa chất, chất chuẩn .....................................................................36
2.4.PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.........................................................38
2.4.1. Chuẩn bị mẫu ................................................................................38
2.4.2. Khảo sát bước sóng phát hiện chất ...............................................38
2.4.3. Qui trình vận hành hệ thống HPLC ..............................................38
2.4.1. Khảo sát điều kiện tối ưu hóa hệ thống sắc ký..............................39
2.4.2. Thẩm định phương pháp ...............................................................41
2.4.3. Khảo sát quy trình xử lý Norfloxacin và Amoxicillin bằng vật liệu
TiO2/SBA-15...........................................................................................46
2.4.4. Ứng dụng vật liệu TiO2/SBA-15 để xử xý kháng sinh Norfloxacin
và Amoxicillin trong nước thải bệnh viện ..............................................47
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ...............................................50
3.1.KHẢO SÁT CÁC ĐIỀU KIỆN PHÂN TÍCH SẮC KÝ ......................50
3.1.1. Khảo sát bước sóng hấp thụ cực đại của các chất nghiên cứu......50

iii
3.1.2. Pha tĩnh và thể tích vòng mẫu.......................................................51
3.1.3. Khảo sát thành phần pha động ......................................................51
3.1.4. Khảo sát tỷ lệ pha động.................................................................55
3.1.5. Khảo sát tốc độ dòng.....................................................................57
3.2. THẨM ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ...................................59
3.2.1. Độ đặc hiệu ( Tính chọn lọc ) .......................................................59
3.2.2. Tính thích hợp của hệ thống..........................................................60
3.2.3. Xác định giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng.....................61
3.2.4. Khoảng tuyến tính.........................................................................62
3.2.5. Độ chụm........................................................................................65
3.2.6. Độ đúng.........................................................................................70
3.3. KHẢO SÁT QUY TRÌNH XỬ LÝ KHÁNG SINH NORFLOXACIN
VÀ AMOXICILLIN BẰNG VẬT LIỆU TIO2/SBA-15 ................................
72
3.3.1. Khảo sát hàm lượng xúc tác TiO2/SBA-15...................................72
3.3.2. Khảo sát ảnh hưởng nồng độ chất tham gia phản ứng..................75
3.3.3. Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ phản ứng..................................76
3.3.4. Độ ổn định của chất xúc tác..........................................................78
3.4. ỨNG DỤNG VẬT LIỆU VẬT LIỆU TiO2/SBA-15 ĐỂ XỬ LÝ
NƯỚC THẢI BỆNH VIỆN CHỨA KHÁNG SINH NORFLOXACIN VÀ
AMOXICILLIN ..........................................................................................79
3.4.1. Quy trình hệ thí nghiệm ................................................................79
3.4.2. Xác nhận giá trị sử dụng ...............................................................81
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ......................................................................84
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................86

iv
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1 Bảng phân loại kháng sinh theo cấu trúc hóa học [2]........................4
Bảng 1.2 Đặc tính chung của nước thải bệnh viện .........................................14
Bảng 2.1 Sự khác nhau giữa độ lặp lại, độ chụm trung gian và độ tái lặp .....44
Bảng 3.1 Kết quả khảo sát 6 hệ pha động.......................................................55
Bảng 3.2 Các tỷ lệ khảo sát pha động.............................................................56
Bảng 3.3 Tính thích hợp của hệ thống đối với Norfloxacin và Amoxicillin .. 60
Bảng 3.4 Cách pha loãng dung dịch mẫu chuẩn hỗn hợp NOR và AMOX
trước khi tiêm vào hệ thống HPLC .................................................................62
Bảng 3.5 Chiều cao peak tương ứng với nồng độ của Norfloxacin và
Amoxicillin trong dãy chuẩn...........................................................................63
Bảng 3.6 Phương trình hồi quy của Norfloxacin và Amoxicillin...................65
Bảng 3.7 Thống kê và phân tích giá trị sử dụng của hệ thống HPLC đối với
các mẫu lặp Norfloxacin .................................................................................66
các mẫu lặp Amoxicillin .................................................................................67
các mẫu tái lặp Norfloxacin ............................................................................68
các mẫu tái lặp Amoxicillin ............................................................................69
Bảng 3.11 Kết quả khảo sát độ đúng của phương pháp với Norfloxacin .......71
Bảng 3.12 Kết quả khảo sát độ đúng của phương pháp với Amoxicillin.......71
Bảng 3.13 Kết quả phân tích độ lặp lại đối với mẫu nước thải bệnh viện chứa
kháng sinh Norfloxacin và Amoxicillin trước và sau khi xử lý bằng vật liệu
TiO2/SBA-15...................................................................................................82

v
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1 Công thức cấu tạo của Norfloxacin....................................................8
Hình 1.2 Công thức cấu tạo của Amoxicillin..................................................11
Hình 1.3 Hệ thống cấu tạo HPLC ...................................................................22
Hình 1.4 Sơ đồ hệ thống HPLC và sắc đồ tách...............................................26
Hình 1.5 Giản đồ vè sự tách của hai pic sắc ký A và B..................................29
Hình 1.6 Sự cân đối của pic HPLC.................................................................30
Hình 3.1 Phổ hấp thụ cực đại của Norfloxacin và Amoxicillin......................50
Hình 3.2 Sắc ký đồ hệ PD1 .............................................................................52
Hình 3.5 Săc ký đồ hệ PD4 .............................................................................53
Hình 3.8 Kết quả khảo sát các tỷ lệ pha động.................................................56
Hình 3.9 Sắc ký đồ thể hiện tín hiệu chất AMOX và NOR với tốc độ dòng
thay đổi............................................................................................................58
Hình 3.10 Sắc ký đồ nền mẫu trắng (không chứa chất phân tích)..................59
Hình 3.11 Sắc ký đồ mẫu trắng (chứa chất phân tích)....................................59
Hình 3.12 Sắc ký đồ giới hạn phát hiện của Amoxicillin và Norfloxacin......61
Hình 3.13 Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc chiều cao peak vào nồng độ của
Norfloxacin......................................................................................................64
Hình 3.14 Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc chiều cao peak vào nồng độ của
Amoxicillin......................................................................................................64
Hình 3.15 Ảnh hưởng của hàm lượng xúc tác TiO2/SBA-15 đến hiệu quả xử
lý Amoxicillin .................................................................................................73

vi
Hình 3.16 Ảnh hưởng của hàm lượng xúc tác TiO2/SBA-15 đến hiệu quả xử
lý Norfloxacin .................................................................................................74
Hình 3.17 Ảnh hưởng của hàm lượng Norfloxacin đến hiệu quả xử lý của vật
liệu xúc tác TiO2/SBA-15 ...............................................................................75
Hình 3.18 Ảnh hưởng của hàm lượng Amoxicillin đến hiệu quả xử lý của vật
liệu xúc tác TiO2/SBA-15 ...............................................................................76
Hình 3.19 Ảnh hưởng của nhiệt độ phản ứng đến hiệu quả xử lý Norfloxacin
77
Hình 3.20 Ảnh hưởng của nhiệt độ phản ứng đến hiệu quả xử lý Amoxicillin
77
Hình 3.21 Độ ổn định của chất xúc tác TiO2/SBA-15 trong hiệu quả xử lý
Norfloxacin và Amoxicillin ............................................................................78
Hình 3.22 Quy trình xử lý kháng sinh NOR và AMOX trên nền mẫu thực
bằng vật liệu TiO2/SBA-15 .............................................................................80
Hình 3.23 Sắc ký đồ mẫu nước thải thêm chuẩn NOR và AMOX (10 mg/L)
trước khi xử lý bằng vật liệu TiO2/SBA-15 ....................................................81
Hình 3.24 Sắc ký đồ mẫu nước thải thêm chuẩn NOR và AMOX sau khi xử lý
bằng vật liệu TiO2/SBA-15 .............................................................................81

vii
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
Chữ
Tên tiếng Việt
Tên tiếng Anh hoặc
viết tắt tên khoa học
AAO Kỵ khí – Thiếu khí – Hiếu khí Anerobic – Anoxic – Oxic
ACN Acetonitril Acetonitrile
AOAC
Hiệp hội các nhà hóa phân tích Association of Official
chính thống Analytical Chemists
AMOX Amoxicillin Amoxicillin
BOD Lượng oxy hòa tan Biochemical Oxygen Demand
C Nồng độ Concentration
CIP Ciprofloxacin Ciprofloxacin
COD Nhu cầu oxy hóa học Chemical Oxygen Demand
CV Hệ số biến thiên Coefficient of Variation
Liều trung bình duy trì hằng
DDD ngày với chỉ định chính của một Defined Daily Dose
thuốc
HCl Axit Clohydric Hydrochloric Acid
Hpeak Chiều cao peak sắc kí Height
H3PO4 Axit Phosphoric Phosphoric Acid
HPLC Sắc ký lỏng hiệu năng cao High Performance Liquid
Chromatography

viii
Chữ
Tên tiếng Việt
Danh pháp hóa học theo liên
IUPAC
minh Quốc tế về Hóa học International Union of Pure and
thuần túy và Hóa học ứng Applied Chemistry
dụng
KCl Kali clorua Potassium Chloride
KH2PO4
Dikali photphat
Potassium
Dihydrogenphosphate
LOD Giới hạn phát hiện Limit of Detection
LOQ Limit of Quantitation Giới hạn định lượng
mAU Milli-Absorbance units Đơn vị độ hấp thụ
NaOH Natri hiđroxit Sodium hydroxide
NOR Norfloxacin Norfloxacin
PPCPs
Dược phẩm và các sản phẩm Pharmaceuticals and personal
chăm sóc cá nhân care products
ppm Phần triệu Part per million
Rs Độ phân giải Resolution
R % Độ thu hồi Recovery
RSD Độ lệch chuẩn tương đối Relative standard deviation
SD Độ lệch chuẩn Standard Deviation
T Thời gian Time

ix
Chữ
Tên tiếng Việt
Tf Hệ số kéo đuôi Tailing Factor
TSS Tổng chất rắn lơ lửng Turbidity & Suspendid Solids
UV Tia cực tím hay tia tử ngoại Ultraviolet
UV-Vis Phổ tử ngoại và khả kiến Ultraviolet-Visible
V Thể tích Volume
Xtb Gía trị trung bình The average value

1
MỞ ĐẦU
Trong các loại dược phẩm, kháng sinh là loại thuốc phổ biến không
những được sử dụng rộng rãi trong các ngành trồng trọt, chăn nuôi gia súc,
gia cầm và thủy sản mà còn để điều trị các loại bệnh nhiễm khuẩn ở con
người như nhiễm khuẩn đường tiêu hóa, nhiễm khuẩn đường hô hấp và các
bệnh lây truyền qua đường tình dục. Đó là những loại bệnh phổ biến ở con
người, là nguyên nhân hàng đầu dẫn đến tỉ lệ mắc và tử vong cao ở các nước
đang phát triển. Việc kiểm soát những loại bệnh này đã và đang chịu sự tác
động bất lợi của sự phát triển và lan truyền tình trạng kháng sinh của vi khuẩn
dẫn đến việc sử dụng các loại thuốc kháng sinh ngày càng gia tăng, đặc biệt là
tại các cơ sở bệnh viện.
Nước thải bệnh viện là một trong những mối quan tâm, lo ngại sâu sắc
đối với các nhà quản lý môi trường và xã hội vì chúng có thể gây ô nhiễm môi
trường nghiêm trọng và nguy hiểm đến đời sống của con người. Hầu hết các
loại kháng sinh được sử dụng ở người và thải ra môi trường bằng nhiều hình
thức khác nhau như bài tiết, tồn đọng hàm lượng kháng sinh trong các dụng
cụ, bông, băng y tế… điều này đã góp phần không nhỏ vào sự tồn dư trong
nước thải. Các thuốc điều trị bệnh sau khi có tác dụng trong cơ thể sẽ bài tiết
ra khỏi cơ thể qua phân hoặc nước tiểu dưới dạng hỗn hợp của những chất
chưa bị chuyển hóa. Trong môi trường tự nhiên, chúng có thể bị phân hủy
sinh học, bị khoáng hóa, hấp phụ vào bùn hoặc vẫn tồn tại trong nước thải và
cuối cùng đi vào nguồn nước tiếp nhận. Mặt khác, trên thị trường có một số
loại thuốc kháng sinh khá bền, khó phân hủy nên sự tồn dư, có mặt lâu dài của
nó trong môi trường nước sẽ ảnh hưởng đến hệ vi sinh vật và những vấn đề
khác. Vì vậy, việc kiểm soát tồn dư kháng sinh trong nước thải tại các cơ sở
bệnh viện là hoàn toàn thiết yếu đối với Việt Nam nói riêng và toàn cầu nói
chung.
Norfloxacin và Amoxicillin là hai loại kháng sinh được sử dụng phổ
biến tại Việt Nam. Norfloxacin thuộc nhóm kháng sinh Fluoroquinolone, có
tác dụng chủ yếu điều trị các bệnh nhiễm trùng đường tiết niệu và viêm tuyến
tiền liệt. Ở dạng dung dịch tra mắt, Norfloxacin được dùng trong điều trị viêm

2
kết mạc, viêm mi mắt, viêm sụn mi nhiễm khuẩn… Nghiên cứu của Dương
Hồng Anh và cộng sự đã phát hiện kháng sinh Ciprofloxacin (CIP) và
Norfloxacin (NOR) trong nước thải tại 6 bệnh viện lớn của Hà Nội với nồng
độ từ 900 – 17,000 ng/L, đây cũng là loại kháng sinh được sử dụng nhiều ở
các đầm nuôi tôm. Amoxicilin thuộc nhóm Beta lactam, là kháng sinh hữu ích
trong điều trị các bệnh nhiễm khuẩn đường hô hấp, nhiễm trùng da, nhiễm
trùng đường tiết niệu và một số loại bệnh khác. Amoxicilin được phát hiện
vào năm 1958, được sử dụng vào năm 1972 và nằm trong danh sách các loại
thuốc thiết yếu của Tổ chức Y tế Thế giới, hay nhóm các loại thuốc hiệu quả
và an toàn nhất cần thiết trong một hệ thống y tế. Đây là một trong những loại
kháng sinh được kê toa phổ biến ở trẻ em. Do tốc độ trao đổi chất thấp và khả
năng phân hủy sinh học kém nên nó thường được phát hiện không chỉ trong
nước thải mà còn trong nước mặt và các môi trường khác, có thể dẫn đến tình
trạng kháng kháng sinh. Từ đó, mầm bệnh ngày càng kháng thuốc, gây ra mối
đe dọa lớn đối với các sinh vật và sức khỏe của con người thông qua nước
uống hoặc chuỗi thức ăn. Các hệ thống phân hủy kháng sinh bằng quang xúc
tác dưới tia cực tím, sắt hóa trị không có kích thước nano với H2O2, xử lý
bằng Fenton điện hóa, lưu huỳnh hoạt hóa nhiệt và chiếu xạ tia gamma đã
được triển khai để loại bỏ Norfloxacin và Amoxicilin. Tuy nhiên, những
phương pháp này còn tồn tại những nhược điểm như tiêu thụ năng lượng cao,
hiệu quả xử lý thấp và không thân thiện với môi trường. Bên cạnh đó, các
phương pháp để phân tích đồng thời Amoxicillin và Norfloxacin còn rất ít.
Trong thập kỷ qua, trên thế giới đã có rất nhiều nghiên cứu được thực hiện để
loại bỏ Norfloxacin và Amoxicillin trong nước thải. Tại Việt Nam, một số
nghiên cứu loại bỏ Amoxicillin và Norfloxacin bằng các vật liệu oxy hóa tiên
tiến đã được thực hiện trong nước thải, tuy nhiên các nghiên cứu đa số đều
thực hiện ở các nhóm kháng sinh cùng họ hoặc các loại kháng sinh riêng biệt.
Vì vậy, việc phát triển các vật liệu xúc tác để nghiên cứu loại bỏ kháng sinh
đa dạng nhóm và ứng dụng các phương pháp phân tích hiện đại nhằm phát
hiện lượng tồn dư còn lại trong nước thải là điều thực sự cần thiết, đóng góp
không nhỏ trong việc định hướng phát triển và bảo vệ môi trường một cách
bền vững.

3
Xuất phát từ những lý do trên và dựa vào tình hình thực tế thông qua cơ
sở các nghiên cứu khoa học trong và ngoài nước được công bố, tôi đã tiến
hành nghiên cứu đề tài: ‘‘Ứng dụng HPLC để đánh giá hiệu quả xử lý
Amoxicilin và Norfloxacin bằng vật liệu TiO2/SBA-15 trong nước thải
bệnh viện’’ với mục tiêu:
- Đưa ra quy trình phân tích Norfloxacin và Amoxicillin bằng HPLC;
- Trên cơ sở kết quả phân tích thu được, đánh giá hiệu quả xử lý
Norfloxacin và Amoxicillin bằng vật liệu TiO2/SBA-15.
- Mở đấu (3 trang)
- Chương 1: Tổng quan tài liệu (29 trang)
- Chương 2: Nguyên vật liệu và phương pháp nghiên cứu (17 trang)
- Chương 3: Kết quả và thảo luận (34 trang)
- Kết luận và kiến nghị (2 trang)
- Tài liệu tham khảo (3 trang)

4
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. TỔNG QUAN VỀ KHÁNG SINH
1.1.1. Khái niệm về kháng sinh
Từ khi phát hiện ra kháng sinh Penicilline đến nay, hàng trăm loại
kháng sinh và các thuốc tương tự đã được phát minh và đưa vào sử dụng. Sự
ra đời của kháng sinh đã đánh dấu kỷ nguyên phát triển mới của y học về điều
trị các bệnh nhiễm khuẩn [1].
Kháng sinh (Antibiotics) là những chất kháng khuẩn (Antibacterial
substances) được tạo ra bởi các chủng vi sinh vật (vi khuẩn, nấm,
Actinomycetes), có tác dụng ức chế sự phát triển của các vi sinh vật khác [2].
Hiện nay từ “kháng sinh” được mở rộng đến cả những chất kháng khuẩn có
nguồn gốc tổng hợp như các Sulfonamide và Quinolone. Có rất nhiều loại
kháng sinh và nhiều cách phân loại kháng sinh khác nhau. Tuy nhiên các
kháng sinh thường được phân loại theo cấu trúc hóa học, từ đó chúng có
chung một cơ chế tác dụng và phổ kháng khuẩn tương tự nhau.
Mặt khác, trong cùng một nhóm kháng sinh, tính chất dược động học
và sự dung nạp cũng như phổ kháng khuẩn thường khác nhau, vì vậy cũng
cần phân biệt các kháng sinh trong cùng một nhóm. Bảng 1.1 thể hiện cách
phân loại kháng sinh phổ biến nhất:
Bảng 1.1 Bảng phân loại kháng sinh theo cấu trúc hóa học [2]
STT Tên nhóm Phân nhóm
1 Beta-lactam Các Penicillin
Các Cephalosporin
Các Beta-lactam khác
Carbapenem
Monobactam
Các chất ức chế Beta-lactamase
2 Aminoglycosid

5
STT Tên nhóm Phân nhóm
3 Macrolid
4 Lincosamid
5 Phenicol
6 Tetracylin
Thế hệ 1
Thế hệ 2
7 Peptid Glycopeptid
Polypetid
Lipopeptid
8 Quinolon Thế hệ 1
Các Fluoroquinolon: Thế hệ 2, 3, 4
9 Các nhóm kháng sinh khác
Sulfonamid
Oxazolidinon
5-nitroimidazol
1.1.2. Tình hình sử dụng kháng sinh ở Việt Nam
Thuốc kháng sinh có lẽ là những họ thuốc thành công nhất của dược
phẩm. Cho đến nay, thuốc kháng sinh đã được nghiên cứu phát triển vô cùng
mạnh mẽ để phục vụ cải thiện sức khỏe con người. Bên cạnh ứng dụng trong
việc chữa trị và phòng bệnh cho con người, thuốc kháng sinh cũng đã được sử
dụng để ngăn ngừa và điều trị cho động vật, thực vật cũng như đối với việc
thúc đẩy tăng trưởng trong chăn nuôi gia súc. Tất cả các hoạt động trên sẽ
phát thải số lượng lớn dư lượng chất kháng sinh vào hệ sinh thái. Cũng giống
như kim loại nặng, thuốc kháng sinh là những hợp chất tự nhiên có trong các
hệ sinh thái khác nhau. Tuy nhiên, con người khi sử dụng thuốc kháng sinh đã
làm tăng khả dụng sinh học của chúng, dẫn đến những thay đổi lớn trong hệ
sinh thái, làm hệ sinh thái bị ô nhiễm. Khác với các kim loại nặng, hậu quả
của ô nhiễm kháng sinh đối với hệ sinh thái còn chưa được chú ý tới [3].

6
Theo kết quả khảo sát về việc bán thuốc kháng sinh ở các hiệu thuốc
vùng nông thôn và thành thị các tỉnh phía Bắc cho thấy nhận thức về kháng
sinh và kháng kháng sinh của người bán thuốc và người dân còn thấp đặc biệt
là ở vùng nông thôn. Trong tổng số 2953 nhà thuốc được điều tra: Có
499/2083 hiệu thuốc ở thành thị (chiếm tỷ lệ 24%) và 257/870 hiệu thuốc ở
nông thôn (chiếm tỷ lệ 29,5%) có bán đơn thuốc kê kháng sinh. Kháng sinh
đóng góp 13,4% (ở thành thị) và 18,7% (ở nông thôn) trong tổng doanh thu
của hiệu thuốc. Phần lớn kháng sinh được bán mà không có đơn chiếm 88% ở
thành thị và 91% ở nông thôn. Mua kháng sinh để điều trị ho chiếm 31,6% ở
thành thị và sốt chiếm 21,7% ở nông thôn. Ba loại kháng sinh được bán nhiều
nhất là Ampicillin/Amoxicillin (29.1%), Cephalexin (12.2%) và
Azithromycin (7.3%). Người dân thường yêu cầu được bán kháng sinh mà
không có đơn là 49,7% (thành thị) và 28,2% (nông thôn) [1].
Số liệu thống kê trong báo cáo sử dụng kháng sinh và kháng kháng sinh
tại 15 bệnh viện ở Việt Nam của Bộ Y tế (Bao gồm các bệnh viện đa khoa
tuyến tỉnh và tuyến trung ương tại các tỉnh như: Hà Nội, Quảng Ninh, Bình
Định, Đà Nẵng, Huế, Đồng Tháp, T.p Hồ Chí Minh) cho thấy mức độ tiêu thụ
kháng sinh trung bình là 274,7 DDD/100 ngày/giường. Tỷ lệ này cao hơn
đáng kể so với báo cáo của Hà Lan cùng kỳ là 58,1 DDD/100 ngày/giường và
báo cáo từ 139 bệnh viện của 30 nước châu Âu năm 2001 là 49,6 DDD/100
ngày/giường. Đối với bệnh viện nhi khoa, mức độ sử dụng kháng sinh trung
bình là 65 DDD trên 100 ngày/giường. Kháng sinh nhóm Cephalosporin thế
hệ 2 và 3 được sử dụng phổ biến nhất ở tất cả các bệnh viện, sau đó là các
kháng sinh thuộc nhóm Penicillin phổ rộng, Fluoroquinolone và macrolides.
Tương ứng với mức độ sử dụng kháng sinh tương đối cao so với các nước
khác trên thế giới, tình trạng kháng kháng sinh ở Việt Nam đã cho thấy mức
độ đáng báo động tại tất cả các bệnh viện. Trong số các nước thuộc mạng lưới
giám sát các căn nguyên kháng thuốc Châu Á (ANSORP), Việt Nam có mức
độ kháng Penicillin cao nhất (71,4%) và kháng Erythromycin (92,1%) [4].
Theo TS.BS Phạm Hùng Vân [5] cho biết, đã có 235 chủng vi khuẩn
Staphylococus aureus từ 7 phòng thí nghiệm vi sinh của 7 bệnh viện tại Đà

7
Nẵng, Cần Thơ và Tp Hồ Chí Minh được gửi về trung tâm nghiên cứu. Kết
quả ghi nhận được 47% Staphylococus aureus kháng Methicillin; 42% với
Gentamicin, 63% với Erythromycin, 68% với Azithromycin, 39% với
Ciprofloxacin, 38% với Cefuroxime, 30% với Amoxicillin và chỉ 8% với
Rifampicine.
Qua thống kê tại khoa Dị ứng - Miễn dịch lâm sàng Bệnh viện Bạch
Mai cho thấy, hơn 70% bệnh nhân dị ứng do dùng kháng sinh, trong đó có
không ít trẻ em. Sốc phản vệ do dùng kháng sinh là tai biến nghiêm trọng
nhất, dễ gây tử vong. Nhiều trường hợp dị ứng thuốc gây giảm hồng cầu, bạch
cầu, thiếu máu huyết tán, xuất huyết giảm tiểu cầu, tổn thương tế bào gan. Phó
giám đốc Bệnh viện Nhi Trung ương – Nguyễn Văn Lộc thừa nhận, tiền mua
kháng sinh đang chiếm tới 60% tổng kinh phí mua thuốc của bệnh viện.
Nhiều loại kháng sinh gần như đã bị kháng hoàn toàn. Đối với vi khuẩn E.coli
(gây bệnh tiêu chảy, viêm phổi, nhiễm trùng huyết), tỉ lệ kháng thuốc ở
Ampicillin là 88%, Amoxicillin là 38,9%. Đối với vi khuẩn Klebsiella (gây
bệnh nhiễm trùng huyết và viêm phổi), tỉ lệ kháng thuốc của Ampicilline gần
97% và Amoxicilline là 42% [6].
Có thể thấy rằng, thuốc kháng sinh đang ngày càng được lạm dụng một
cách không hợp lí và hệ quả của việc này đã gây ra tình trạng kháng kháng
sinh và thải ra một lượng không nhỏ hàm lượng kháng sinh dư thừa ra môi
trường mà chưa qua xử lý.
1.1.3. Tổng quan về kháng sinh Norfloxacin
1.1.3.1. Đặc điểm và tính chất của Norfloxacin
Norfloxacin là kháng sinh thuộc loại 1- thế hệ thứ 2 của nhóm
Quinolone, một loại biệt dược Fluoroquinolone tổng hợp có tác dụng diệt
khuẩn với cả vi khuẩn ưa khí Gram dương và Gram âm [2].
Norfloxacin có dạng bột kết tinh màu trắng hoặc màu vàng nhạt, nhạy
cảm với ánh sang, rất khó tan trong nước, khó tan trong aceton và ethanol
96% [7].

8
Nhóm dược lý: Thuốc chống nhiễm khuẩn, trị ký sinh trùng, kháng
virus, kháng nấm;
Tên biệt dược: Effectsal, Intasnor, Loravax;
Tên theo IUPAC: Axit 1 – etyl – 6 – flooro – 4 – oxo – 7 – piperazin –
1 – ylquinolin – 3 – carboxylic
Hình 1.1 Công thức cấu tạo của Norfloxacin
Tên thương mại: Noroxin, Chibroxin, Floxenor, Norofin, Norxacin
Công thức hóa học: C16H18FN3O3
Khối lượng phân tử: 319.331 g/mol
Nhiệt độ nóng chảy: 220 đến 221 0
C (428 đến 430 0
F)
Norfloxacin thường được sử dụng để điều trị nhiễm trùng đường tiết
niệu, nhiễm trùng phụ khoa, viêm tuyến tiền liệt, lậu, nhiễm trùng bàng quang
và các loại bệnh khác. Ngày nay, loại kháng sinh này đang bị lạm dụng một
cách bừa bãi trong việc điều trị tại gia các bệnh phụ khoa và nhiễm trùng. Bên
cạnh đó, một hàm lượng lớn Norfloxacin chưa qua sử dụng hoặc dư thừa bị xả
thải ra ngoài môi trường mà chưa qua xử lí một cách phù hợp. Mặt khác,
Norfloxacin lại khó tan trong nước và dung môi hữu cơ nên vấn đề tồn đọng
và sự có mặt của chúng ở trong môi trường là điều tất yếu.
1.1.3.2. Dược lý và cơ chế tác dụng
Norfloxacin ức chế DNA - gyrase, một enzym cần thiết cho sự sao
chép DNA của vi khuẩn.

9
Norfloxacin có tác dụng diệt khuẩn với cả vi khuẩn ưa khí Gram dương
và Gram âm. Norfloxacin có tác dụng với hầu hết các tác nhân gây bệnh
đường tiết niệu thông thường nhất như: Escherichia coli, Proteus mirabilis,
Staphylococcus saprophyticus. Ngoài ra, Norfloxacin cũng có tác dụng diệt
các khuẩn gây bệnh đường tiết niệu khác như Klebsiella spp., Enterobacter
spp., Proteus spp. indol dương, Pseudomonas aeruginosa và Streptococcus
faecalis.
Norfoxacin cũng diệt Salmonella spp., Shigella spp., Campylobacter
spp., Vibrio cholerae và Yersina enterocolitica, và các vi khuẩn có liên quan.
Nó còn có tác dụng diệt Neisseria gonorrhoeae (Cả các chủng tạo Penicilinase
hoặc không tạo ra Penicilinase). Chlamydia và các vi khuẩn yếm khí như
Bacteroides spp. không nhạy cảm với Norfloxacin.
Norfloxacin cũng thường có tác dụng ngay khi vi khuẩn đã kháng với
Acid nalidixic.
Trong ống nghiệm, Norfloxacin ức chế đa số các chủng nhạy cảm gây
bệnh ở mắt như: Acinetobacter calcoaceticus, Aeromonas hydrophila,
Hemophilus influenzae, Staphylococcus aureus. Ða số các chủng
Pseudomonas aeruginosa bị ức chế bởi Norfloxacin ở nồng độ 4 microgam/ml
hoặc thấp hơn. Norfloxacin tác dụng yếu hơn Ciprofloxacin chống các chủng
gây bệnh nhạy cảm và cũng yếu hơn Ciprofloxacin trong một số mô hình
viêm giác mạc gây ra bởi Pseudomonas aeruginosa trong ống nghiệm. Sự đề
kháng đối với Norfloxacin truyền qua phân tử ADN vòng nhỏ chưa được xác
định [8].
1.1.3.3. Dược động học
Khả năng hấp thu của Norfloxacin được đưa vào cơ thể thông qua
đường tĩnh mạch và đường uống. Khi dùng liều 200 mg hay 400 mg
Norfloxacin, trong vòng 1 - 2 giờ nồng độ tối đa của thuốc trong huyết tương
tương ứng là 0,8 mg/lít và 1,5 mg/lít. Norfloxacin được bài tiết theo hai
đường: Lọc cầu thận và bài tiết ở ống thận. Nồng độ thuốc tối đa trong nước
tiểu đạt được sau khi uống thuốc 2 giờ. Nồng độ diệt khuẩn của thuốc trong

10
nước tiểu được duy trì trong vòng 12 giờ. Thời gian bán thải của thuốc trong
huyết tương khoảng 3 - 5 giờ. Ðối với những người suy thận ở mức độ trung
bình có độ thanh thải Creatinin dưới 30 ml/phút, thời gian bán thải của thuốc
trong huyết tương kéo dài gấp đôi (6 - 10 giờ) [8].
1.1.4. Tổng quan về kháng sinh Amoxicillin
1.1.4.1. Đặc điểm và tính chất của Amoxicillin
Amoxicillin là kháng sinh của nhóm Cephalosporin thuộc họ Beta-
lactam, là kháng sinh cùng họ với các Penicillin. Amoxicillin có tác dụng
ngăn chặn và diệt các loại vi khuẩn Gram dương như viêm họng, da tẩy mủ
hay nhiễm trùng da, nhiễm trùng đường tiết niệu, viêm phổi… Amoxicillin
được phát hiện vào năm 1958, sử dụng vào năm 1972 và là loại kháng sinh
được nằm trong danh sách các loại thuốc thiết yếu của Tổ chức Y tế Thế giới,
hay nhóm các loại thuốc hiệu quả và an toàn nhất cần thiết trong một hệ thống
y tế. Đây là một trong những loại kháng sinh được kê toa phổ biến nhất ở trẻ
em.
Amoxicillin có dạng bột trắng, khó tan trong nước và rất khó tan trong
Ethanol 96%, thực tế không tan trong dầu béo. Tan trong các dung dịch Acid
loãng và dung dịch Hydroxyd kiềm loãng [7].
Nhóm thuốc: Thuốc trị ký sinh trùng, chống nhiễm khuẩn, kháng virus,
kháng nấm
Tên biệt dược: Amoxicillin, Amitron, Amoxfap, Fleming Infection,
Euromox
Tên theo IUPAC:
(2S,5R,6R)-6-[[(2R)-2-amino-2-(4hydroxyphenyl)acetyl]amino]3,3dimethyl-
7-oxo-4-thia-1-azabicyclo[3.2.0] heptan-2-carboxylic trihydrat [9]

11
Hình 1.2 Công thức cấu tạo của Amoxicillin
Tên thương mại: Amoxil, Tycil, Trimox
Công thức hóa học: C16H19N3O5S
Khối lượng phân tử: 365,4 g/mol
Amoxicilin thường dùng để điều trị các bệnh như:
- Nhiễm khuẩn đường hô hấp trên (bao gồm cả Tai mũi họng) như:
viêm Amiđan, viêm xoang, viêm tai giữa
- Nhiễm khuẩn đường hô hấp dưới do liên cầu khuẩn, phế cầu khuẩn, tụ
cầu khuẩn không tiết Penicilinase và H. influenza
- Nhiễm khuẩn đường mật, đường tiết niệu không biến chứng
- Bệnh lậu
- Nhiễm khuẩn da, cơ do liên cầu khuẩn, tụ cầu khuẩn, E. coli nhạy
cảm với amoxicilin
1.1.4.2. Dược lý và cơ chế tác dụng
Amoxicillin là Aminopenicilin, bền trong môi trường acid, có phổ tác
dụng rộng hơn Benzylpenicilin, đặc biệt có tác dụng chống trực khuẩn Gram
âm. Tương tự như các Penicilin khác, Amoxicillin tác dụng diệt khuẩn, do ức
chế sinh tổng hợp Mucopeptid của thành tế bào vi khuẩn. Trong ống nghiệm,
Amoxicillin có hoạt tính với phần lớn các loại vi khuẩn Gram âm và Gram
dương như: Liên cầu khuẩn, tụ cầu khuẩn không tạo Penicilinase, H.
influenzae, Diplococcus pneumoniae, N. gonorrheae, E. coli, và Proteus
mirabilis. Cũng như Ampicillin, Amoxicilin không có hoạt tính với những vi

12
khuẩn tiết Penicilinase, đặc biệt các tụ cầu kháng Methicilin, tất cả các chủng
Pseudomonas và phần lớn các chủng Klebsiella và Enterobacter.
Amoxicillin có tác dụng trong ống nghiệm mạnh hơn Ampicillin đối
với Enterococcus faecalis và Salmonella spp., nhưng kém tác dụng hơn đối
với Shigella spp. Phổ tác dụng của Amoxicillin có thể rộng hơn khi dùng
đồng thời với Sulbactam và Acid Clavulanic, một chất ức chế Beta -
lactamase. Amoxicillin dạng uống được ưa dùng hơn Ampicillin dạng uống,
đặc biệt trong điều trị nhiễm khuẩn đường hô hấp, do được hấp thu hoàn toàn
hơn từ đường tiêu hóa, nồng độ trong huyết thanh, mô và dịch cao hơn, tần
suất uống ít hơn và ít xảy ra tác dụng phụ (tiêu chảy) hơn.
Theo thông báo số 2 và số 3 năm 2000 của Chương trình giám sát quốc
gia về tình hình kháng thuốc của vi khuẩn gây bệnh thường gặp (ASTS) thì
mức độ kháng Ampicilin của E.coli là 66,7%, Salmonella typhi là 50%,
Shigella là 57,7%, Acinetobacter spp. là 70,7%, các vi khuẩn đường ruột khác
(Citrobacter, Enterobacter, Klebsiella, Morganella, Proteus, Serratia...) là
84,1%, Streptococcus spp. là 15,4%, của các chủng Enterococcus spp là
13,1% và các chủng trực khuẩn Gram âm khác (Achromobacter,
Chriseomonas, Flavobacterium, Pasteurella...) là 66,7% [8].
1.1.4.3. Dược động học
Amoxicillin bền vững trong môi trường Acid dịch vị. Hấp thu không bị
ảnh hưởng bởi thức ăn, nhanh và hoàn toàn hơn qua đường tiêu hóa so với
Ampicillin. Khi uống cùng liều lượng như Ampicillin, nồng độ đỉnh
Amoxicillin trong huyết tương cao hơn ít nhất 2 lần. Amoxicillin phân bố
nhanh vào hầu hết các mô và dịch trong cơ thể, trừ mô não và dịch não tủy,
nhưng khi màng não bị viêm thì Amoxicillin lại khuếch tán vào dễ dàng. Sau
khi uống liều 250 mg Amoxicilin từ 1 - 2 giờ, nồng độ Amoxicillin trong máu
đạt khoảng 4 – 5 microgam/ml, khi uống 500 mg từ 1 – 2 giờ, nồng độ
amoxicilin đạt khoảng 8 – 10 microgam/ml. Tăng liều gấp đôi có thể làm
nồng độ thuốc trong máu tăng gấp đôi. Amoxicillin uống hay tiêm đều cho
những nồng độ thuốc như nhau trong huyết tương. Thời gian bán thải của

13
Amoxicilin khoảng 61,3 phút, dài hơn ở trẻ sơ sinh, và người cao tuổi. Ở
người suy thận, thời gian bán thải của thuốc dài khoảng 7 - 20 giờ [8].
Khoảng 60% liều uống Amoxicillin thải nguyên dạng ra nước tiểu
trong vòng 6 - 8 giờ. Probenecid kéo dài thời gian thải của Amoxicillin qua
đường thận. Amoxicillin có nồng độ cao trong dịch mật và một phần thải qua
phân [8].
1.2. TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI BỆNH VIỆN
Trong đời sống hằng ngày, ngành y tế giữ vai trò rất quan trọng trong
việc chăm sóc sức khỏe cộng đồng, điều trị bệnh, đảm bảo sức khỏe cho con
người để học tập và lao động sản xuất. Đi đôi với tốc độ phát triển nhanh
chóng của xã hội hiện đại nói chung và ngành dịch vụ y tế nói riêng, lượng
nước thải phát sinh từ các dịch vụ y tế ngày một gia tăng, đặc biệt là các cơ sở
bệnh viện. Nước thải bệnh viện (nước thải y tế) là một dạng của nước thải
sinh hoạt. Nước thải bệnh viện phát sinh từ các nguồn chính như: nước mưa
chảy tràn trên toàn bộ diện tích của bệnh viện, nước thải sinh hoạt từ khu nhà
bếp, nhà ăn, khu hành chính bệnh viện, các hoạt động khám và chăm sóc điều
trị từ các phòng bệnh nhân cùng một số công trình phụ trợ khác. Các yếu tố ô
nhiễm thông thường có trong nước thải bệnh viện, bao gồm các chất hữu cơ,
dầu mỡ động, thực vật, những chất bẩn khoáng, các vi khuẩn gây bệnh, chế
phẩm thuốc, chất khử trùng, các dung môi hóa học, dư lượng thuốc kháng
sinh và có thể có các chất ô nhiễm phóng xạ đặc trưng được sử dụng trong
quá trình chụp X-quang, chiếu xạ [3].
Từ những đặc điểm trên, có thể thấy rằng nước thải bệnh viện là loại
nước thải đặc thù và có yêu cầu xử lý cao hơn, cũng như đòi hỏi các kỹ thuật
của hệ thống xử lý nước thải phức tạp hơn. Bảng 1.2 thể hiện những đặc tính
chung của các thông số ô nhiễm thông thường đối với loại hình nước thải
bệnh viện.

14
Bảng 1.2 Đặc tính chung của nước thải bệnh viện
STT Thông số Đơn vị Min Max Trung bình
1 pH - 6,9 7,58 7,15
2 Amôni (N-NH4) mg/l 18,5 35,3 25
3 Tổng Coliform MNP/100ml 4x107
2x109
2x108
4 BOD5 mg/l 120 320 210
5 COD mg/l 210 450 320
6 Photphat (PO4
3-
) mg/l 2,1 7,9 5,2
7 TSS mg/l 120 170 190
Xử lý và đánh giá mức độ ô nhiễm từ các nguồn thải tại các bệnh viện
là một trong những nhiệm vụ quan trọng về công tác quản lý môi trường y tế
nằm trong báo cáo thường niên hàng năm của Bộ Y tế. Tại Việt Nam hiện
nay, việc xử lý nước thải bệnh viện thường áp dụng nhiều giải pháp công
nghệ dể xử lý an toàn và triệt để như: công nghệ sinh học nhỏ giọt (Biophil),
bùn hoạt tính trong bể hiếu khí (Aerotank), nguyên lý hợp khối, công nghệ
AAO, hồ sinh học ổn định, bãi lọc trồng cây kết hợp bể lọc yếm khí…Sự kết
hợp của các công nghệ xử lý nước thải này sẽ giúp tăng nhanh quá trình phân
hủy sơ bộ các chất hữu cơ như COD, BOD, Nitơ và Amoni. Tuy nhiên, một
số thành phần dư lượng PPCPs trong nước thải còn tồn đọng sau xử lý thường
vẫn ở mức cao, lâu dần theo thời gian sẽ làm ảnh hưởng lớn đến môi trường
hệ sinh thái.
Theo báo cáo của Viện Y học lao động và vệ sinh môi trường (2011),
chất lượng nước thải tại điểm thải ra môi trường của 7 bệnh viện thuộc tuyến
trung ương và 10 bệnh viện tuyến tính/ thành phố. Thông số không đạt
QCVN có tỷ lệ cao nhất là chỉ tiêu Amoni (trung bình 2 tuyến là 68,8%), rồi
đến Coliform (trung bình 2 tuyến 56,3%), Sunfua (trung bình 2 tuyến 50%).
Tác giả Trần Quang Toàn cùng các cộng sự [10] đã nghiên cứu điều tra theo
phương pháp mô tả cắt ngang bằng bảng câu hỏi kết hợp với quan sát trực
tiếp và quan trắc quá trình quản lý và xử lý nước thải của 98 bệnh viện các

15
tuyến tại Việt Nam, cho thấy mặc dù nước thải của các bệnh viện đều được
xử lý trước khi thải ra môi trường, nhưng chỉ có khoảng 30% bệnh viện có
nước thải y tế đáp ứng tiêu chuẩn thải của QCVN 02:2010/BTNMT. Các
thông số ô nhiễm phổ biến không đạt Tiêu chuẩn thải gồm Amoni, Coliform,
COD và BOD5.
Hầu hết các nghiên cứu về sự xuất hiện PPCPs trong môi trường và
đánh giá rủi ro liên quan đã được thực hiện ở châu Âu, Bắc Mỹ, Nhật Bản và
gần đây là tại Hàn Quốc.[11] Tương đối ít nghiên cứu được biết về tình hình
dư lượng các dược phẩm tồn tại trong môi trường nước thải nói riêng ở các
nước đang phát triển như Việt Nam, nơi thị trường dược phẩm đang phát triển
nhanh chóng và các quy định về môi trường chưa được thiết lập tốt. Sự hiện
diện của kháng sinh trong môi trường ở Việt Nam lần đầu tiên được báo cáo
bởi Satoshi Manageaki [12], người đã tìm thấy Sulfamethazine ở nồng độ cao
(19,2 mg / L) trong nước thải trang trại lợn. Theo Hồng Ánh Dương cùng các
cộng sự [13] đã điều tra sự xuất hiện của nhóm các chất kháng khuẩn
Fluoroquinolone trong nước thải bệnh viện tại Hà Nội. Kết quả cho thấy
Nồng độ của Ciprofloxacin (CIP) và Norfloxacin (NOR) trong sáu chất thải
của bệnh viện, tương ứng dao động từ 1,1 đến 44 µg/L và từ 0,9 đến 17 µg/L,
việc loại bỏ Fluoroquinolone khỏi dòng nước thải là từ 80 đến 85%, có lẽ là
do sự hấp phụ của bùn thải. Một số thuốc kháng sinh là các hợp chất tự nhiên
có tiếp xúc với vi sinh vật môi trường hàng triệu năm mới phân hủy sinh học,
thậm chí nó đóng vai trò như là một nguồn thức ăn cho một số vi sinh vật.
Kháng sinh tổng hợp (Ví dụ Quinolone) là chất khó để phân hủy sinh học.
Tuy nhiên, chúng vẫn đang bị suy thoái ở mức độ khác nhau trong môi trường
tự nhiên. Các nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng sự gắn kết của các Quinolone
trong đất và trầm tích làm chậm quá trình phân hủy sinh học của chúng. Tuy
nhiên, xử lý nước thải của các vùng nước ô nhiễm Quinolone không đạt hiệu
quả loại bỏ các kháng sinh bởi các quá trình bao gồm không chỉ phân hủy
sinh học mà còn xảy ra sự suy thoái của các chất [3]. Một nghiên cứu sơ bộ về
sự xuất hiện của các hợp chất có hoạt tính dược phẩm trong nước thải bệnh
viện và nước mặt ở Hà Nội, Việt Nam [11] cho thấy sự hiện diện của các hợp
chất hoạt tính dược phẩm (PhACs) thuộc các nhóm trị liệu khác nhau (bao

16
gồm cả thuốc chống viêm không Steroid, thuốc giảm đau, thuốc chống động
kinh và chất điều chỉnh Lipid) trong mẫu nước thải bệnh viện và nước mặt lần
đầu tiên được điều tra tại Việt Nam. Kết quả phân tích cho thấy 10 PhACs,
bao gồm Naproxen, Indomethacin, Ketoprofen, Fenoprofen, Ibuprofen,
Propyphenazone, Diclofenac, Axit Clofibric, Gemfibrozil và Carbamazepine
đã được phát hiện ít nhất một lần trong mẫu nước thải bệnh viện. Việc phát
hiện các PhACs cho thấy nước thải bệnh viện được coi là nguồn gây ô nhiễm
môi trường đáng kể bởi các dược phẩm.
Vì vậy, việc đánh giá hiện trạng nước thải bệnh viện tại các cơ sở y tế ở
Việt Nam và nghiên cứu để đưa các vật liệu nhằm xử lý lượng kháng sinh còn
dư thừa là điều hết sức cần thiết nhằm quản lý môi trường và điều chỉnh để
đưa ra các biện pháp giải quyết sớm.
1.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH NORFLOXACIN VÀ
AMOXICILLIN
Qua tham khảo các nghiên cứu trong và ngoài nước, hiện nay có rất
nhiều phương pháp xác định hàm lượng kháng sinh Norfloxacin và
Amoxicillin dựa vào cấu trúc và tính chất của nhóm kháng sinh Beta –
Lactam và Quinolone như: Phương pháp quang học, phương pháp điện hóa,
phương pháp điện di mao quản, phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao...
Mỗi phương pháp đều có những ưu và nhược điểm riêng.
1.3.1. Phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử UV-Vis
Quang phổ là các vạch tối hoặc sáng (trong một quang phổ liên tục và
động dạng) do sự phát xạ hoặc hấp thụ ánh sáng trong một dải tần hẹp, so với
các dải tần lân cận. Phổ hấp thụ quang phân tử UV-Vis là phổ đám, có các
cực đại và cực tiểu của phổ nằm ở những vùng sóng nhất định tùy theo cấu
trúc và các loại liên kết của phân tử hay nhóm nguyên tử. Phổ này chủ yếu
nằm trong vùng sóng từ 190 – 900 nm [14]. Để đo được quang phổ UV-Vis,
người ta sử dụng máy đo quang phổ UV-Vis giúp xác định được quang phổ
của một vật chất bất kỳ.

17
Tác giả F. Bela và cộng sự [15] xác định Amoxicillin và Ampicillin
trong thuốc uống bằng phương pháp phổ hấp thụ phân tử. Phương pháp cải
tiến sự thủy phân của kháng sinh với HCL 1M, NaOH 1M sau đó thêm
PdCl2, KCl 2M. Kết quả tạo ra màu vàng được đo tại bước sóng 335 nm.
Khoảng tuyến tính từ 8 – 40 mg/l; giới hạn phát hiện của Amoxicillin là
0,73mg/l và của Ampicillin là 0,76 mg/l.
L. Chierentin và H. R. N. Salgado [16] sử dụng phương pháp đo quang
phổ UV-Vis để xác định Norfloxacin trong viên nén thuốc. Norfloxacin cho
thấy sự hấp thụ tối đa ở bước sóng 277 nm, trong môi trường Axit Clohydric
0,1M với phương pháp UV, trong khi đối với phương pháp đo quang phổ Vis,
nó phản ứng với thuốc thử Axit Chloranilic và tạo thành dung dịch màu tím
với độ hấp thụ tối đa ở bước sóng 520 nm. Trong khoảng nồng độ từ 2,0 – 7,0
mg/L, phương trình hồi quy tuyến tính của phương pháp UV là y = 0,1303x +
0,0026 (r2
=0,9999) và của phương pháp Vis là y = 0,0037x -0,0069 (r2
=
0,9948). Cả hai phương pháp đều được đánh giá là đơn giản, nhanh chóng và
góp phần kiểm soát chất lượng của viên nén Norfloxacin.
Phương pháp đo quang phổ hấp thụ UV-Vis là phương pháp phân tích
hiện đại được áp dụng rộng rãi trong các lĩnh vực. Phương pháp có ưu điểm là
cho kết quả phân tích nhanh, đơn giản, dễ thực hiện, giá thành thiết bị không
đắt. Tuy nhiên, phương pháp này có độ chính xác không cao, độ chọn lọc
kém, chủ yếu chỉ dùng để xác định riêng rẽ từng chất kháng sinh. Trong
trường hợp đối tượng phân tích có nhiều yếu tố ảnh hưởng thì việc phân tích
sẽ kém chính xác. Ngoài ra, trong nhiều trường hợp chất phân tích cần thủy
phân mới phát hiện được cũng là sự hạn chế của phương pháp này.
1.3.2. Phương pháp điện hóa
Phương pháp phân tích điện hóa là phương pháp phân tích có tính chọn
lọc, cho phép xác định hàm lượng chất cần phân tích với hàm lượng nhỏ và
vết, có thể phân tích hàng loạt mẫu trong thời gian ngắn. Phương pháp này có
ưu điểm là thuận tiện và chi phí thấp. Tuy nhiên, nhược điểm là tiêu hao năng
lượng (điện năng) lớn và không được phổ biến nhiều.

18
Một số phương pháp điện hóa cũng đã được sử dụng để phân tích
kháng sinh nhóm Beta – Lactam và Quinolone nhưng không phổ biến nhiều.
Daniela P. Santos và cộng sự [17] đã sử dụng Sensor điện thế phân tích
Amoxicillin, giới hạn phát hiện đạt 0,92 µM (0,39mg/l) trong môi trường đệm
Axetat 0,1M, pH=5,2.
Tác giả Zhenping Liu cùng các cộng sự [18] đã sử dụng phương pháp
điện hóa để xác định độ nhạy của Norfloxacin trong nước tiểu người và dược
phẩm bằng cách sử dụng một điện cực tổng hợp của MWCNT-CPE/pRGO-
ANSA/Au. Cảm biến điện hóa của Norfloxacin được nghiên cứu bằng
phương pháp vôn kế tuần hoàn, tuyến tính quét vôn kế và vôn kế xung vi phân
. Kết quả thí nghiệm cho thấy sự kết hợp của MWCNT-CPE/pRGO-
ANSA/Au mang lại độ dẫn điện cao, diện tích bề mặt lớn và hoạt động điện
cực tốt, có lợi cho hiệu suất cảm biến điện hóa. Phạm vi nồng độ trong
khoảng tuyến tính của Norfloxacin là 0,03 – 1,0 µM và 1,0 – 50,0 µM, với
giới hạn phát hiện (LOD) là 0,016 µM (S/N = 3). Các cảm biến chế tạo đã áp
dụng thành công để phát hiện sự hiện diện của Norfloxacin trong các thành
phần dược phẩm và mẫu huyết tương ở chuột.
1.3.3. Phương pháp điện di mao quản
Phương pháp điện di mao quản (Capillary Electropherosis-CE) là
phương pháp phân tách các chất dựa vào sự khác nhau về tốc độ chuyển động
của chúng dưới tác dụng của lực điện trường trong một mao quản hẹp.
Ahmed Alnajjar, Hamed H. AbuSeada, Abubakr M. Idris [19] đã sử
dụng phương pháp điện di mao quản với kỹ thuật đầu dò UV Đi ốt quang để
áp dụng phân tích Norfloxacin và Tinidazole trong dược phẩm. Kết quả thành
công thu được bằng cách sử dụng chất điện phân Phosphate 32,5 mmol/l ở pH
= 2,5, thời gian tiêm là 8,0 s, điện áp là 25kV và nhiệt độ cột 250
C với phát
hiện ở bước sóng 301nm. Độ phục hồi, độ chính xác trung gian, dải tuyến
tính, độ chọn lọc cũng như giới hạn phát hiện và định lượng đã được chứng
minh trong nghiên cứu.

19
Biyang Deng và cộng sự [20] đã sử dụng phương pháp điện di với
Detector điện quang hóa xác định Amoxicillin trong nước tiểu người với giới
hạn xác định thấp 0,31µg/l, khoảng tuyến tính rộng 1 - 8 µg/l cùng độ thu hồi
cao 95,77%, độ lệch chuẩn tương đối không lớn hơn 2,2% và thời gian phân
tích ngắn 6 phút/mẫu.
M.I.Bailon-Perez và cộng sự [21] sử dụng phương pháp CZE và
Detector UV-DAD, pha động dùng hệ đệm tris 175 mM pH=8 và 20% (v/v)
Ethanol, dùng kỹ thuật chiết pha rắn làm sạch và làm giàu mẫu ứng dụng phân
tích đồng thời Ampicillin, Amoxicillin, Cloxacillin, Oxacillin, Pencillin trong
nền mẫu nước (nước sông, nước thải…). Giới hạn phát hiện tương ứng 0,8;
0,8; 0,30; 0,30; 0,9 µg/l cùng độ thu hồi đạt 94-99% với độ lệch chuẩn tương
đối thấp hơn 10%.
Phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao – HPLC
Trong những năm gần đây, phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao -
HPLC đã đóng vai trò vô cùng quan trọng trong việc tách và phân tích các
chất trong mọi lĩnh vực khác nhau, đặc biệt là tách và phân tích lượng vết các
chất.
R. Nageswara Rao, V. Nagaraju [22] đã sử dụng phương pháp sắc ký
lỏng hiệu năng cao để tách và xác định tạp chất tổng hợp của Norfloxacin. Sự
phân tách đã thực hiện được trên phương pháp HPLC pha đảo với cột C18, sử
dụng dung dịch đệm KH2PO4 0,01M và Acetonitrile (60:40, v/v, pH=3) làm
dung môi pha động, tốc độ dòng chảy là 1ml/phút ở 400
C và bước sóng phát
hiện ở 260nm. Phương pháp này không chỉ được sử dụng để đảm bảo chất
lượng mà còn để theo dõi các phản ứng hóa học trong quá trình thí nghiệm.
Kết quả đã được tìm thấy cụ thể, chính xác và đáng tin cậy để xác định mức
độ không phản ứng của những nguyên liệu thô, trung gian và thành phẩm của
Norfloxacin.
M. Co´rdoba-Borrego, M. Co´rdoba-Dı ´az, D. Co´rdoba-Dı ´az [23] đã
xác định Norfloxacin và thẩm định bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng
cao. Phương pháp cho thấy độ tuyến tính tốt (r2
≥ 0,999) trong khoảng phạm

20
vi nồng độ từ 1 – 20 mg/L. Nghiên cứu đã sử dụng cột Lichrosorb-RP-8
(10µm, 20 cm × g4,6 mm) và đầu dò phát hiện chất Detecter UV (tại bước
sóng 278nm) trong nhiệt độ môi trường. Phương pháp này cho thấy hiệu quả
tốt trong việc phân tích các mẫu Norfloxacin bị phân hủy và được áp dụng để
nghiên cứu tính ổn định trong các điều kiện khác nhau (ánh sáng mặt trời trực
tiếp, tia cực tím và ánh sáng huỳnh quang).
Một số các nghiên cứu nước ngoài đã sử dụng HPLC để phân tích
Amoxicillin như: Seyed Mohsen Foroutan cùng các cộng sự [24] đã xác định
đồng thời kháng sinh Amoxicillin và Axit clavulanic trong huyết tương người
bằng HPLC pha đảo với đầu dò UV. Việc phân tách được thực hiện trong điều
kiện pha đảo với cột Chromolith (RP-18e, 100 mm × 4,6 mm), pha động bao
gồm dung dịch đệm 0,02 M Disodium hydrogen phosphate và Methanol
(96:4, v/v), điều chỉnh pH = 3. Bước sóng được đặt ở 228 nm. Các hệ số biến
thiên được tìm thấy trong ngày là ít hơn 9,0%.
Tác giả E.Benito-Pena và các cộng sự [25] đã sử dụng phương pháp
HPLC, detector UV để phân tích đồng thời các kháng sinh Beta-lactam
(Pencillin G, Amoxicillin, Ampicillin, Penicillin V, Cloxacillin, Dicloxacillin
và Nafcillin) có trong nước thải. Phương pháp này sử dụng chiết pha rắn
(SPE) và sắc ký lỏng hiệu năng cao. Các Penicillin đã được tách ra bằng cách
sử dụng cột LUNA C18 (150 nm × 4.6 nm, 5µm), gradient rửa giải với các
pha động bao gồm các Axit Trifluoroacetic, nước và Acetonitril tại bước sóng
220 nm. Hiệu suất thu hồi đạt trong khoảng 82 – 97% (RSD 2-9%) cho tất cả
các kháng sinh trừ Amoxicillin (52%, RDS 8%), giới hạn phát hiện khoảng 8
- 42 mg/l.
Ưu điểm lớn nhất của sắc ký lỏng hiệu năng cao - HPLC là có thể phân
tích được rất nhiều loại hợp chất khác nhau, các chất từ phân cực tới không
phân cực, từ các chất bay hơi tới các chất không bay hơi, từ các chất trung
tính tới các chất điện ly. Tính linh hoạt của HPLC cao hơn các phương pháp
khác nhờ các cơ chế tách, pha tĩnh và pha động đa dạng, phong phú. Với hiệu
năng tách cao, khả năng phân tích rộng, sắc ký lỏng hiệu năng cao hiện vẫn là

21
lựa chọn ưu tiên trong ngành phân tích, đặc biệt là ứng dụng trong các lĩnh
vực hóa học, sinh hóa, hóa dầu, phân tích chất lượng môi trường…
1.4. TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP SẮC KÍ LỎNG HIỆU NĂNG
CAO
1.4.1. Cơ sở lý thuyết và khái niệm
Sắc ký là những kỹ thuật tách và phân tích (xác định) các chất trong
một hỗn hợp mẫu dựa theo những tính chất hóa học, vật lý và hóa lý của các
chất trong những điều kiện nhất định [26]. Kỹ thuật sắc ký có hai loại dựa
theo trạng thái mẫu và pha động khi tiến hành sắc ký, đó là kỹ thuật phân tích
sắc ký khí (GC) và kỹ thuật phân tích sắc ký lỏng (LC). Trong kỹ thuật sắc ký
lỏng lại được chia thành hai nhóm, đó là sắc ký lỏng áp suất thường (LC) và
sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC).
HPLC là từ viết tắt của 4 chữ cái đầu tiên của phương pháp sắc ký lỏng
hiệu năng cao (High Performance Liquid Chromatography), trước kia gọi là
sắc ký lỏng cao áp (High Pressure Liquid Chromatography). HPLC là một
phương pháp phân tích sắc ký, trong đó pha động là chất lỏng, pha tĩnh chứa
trong cột là chất rắn đã được phân chia dưới dạng tiểu phân hoặc một chất
lỏng phủ lên một chất mang rắn hay một chất mang đã được biến đổi bằng
liên kết hóa học với các nhóm chức hữu cơ. Quá trình này dựa trên các cơ chế
khác nhau như hấp phụ, phân bố, trao đổi ion, hay phân loại theo kích cỡ.
Phương pháp này ra đời năm 1967 – 1968 trên cơ sở phát triển và cải
tiến từ phương pháp sắc ký cột cổ điển. Hiện nay, phương pháp HPLC ngày
càng hiện đại hóa nhờ các ngành nghề chế tạo máy phân tích. Vì vậy, kỹ thuật
HPLC có thể phân tích rất nhiều các loại hợp chất khác nhau, từ chất phân cực
tới không phân cực, từ các chất bay hơi đến các chất không bay hơi, từ các
chất trung tính tới các chất điện ly. Tính linh hoạt của HPLC cũng cao hơn
các phương pháp khác nhác nhờ cơ chế tách, pha động và pha tĩnh đa dạng,
độ nhạy cao, hiệu suất tách cao và tốn ít thời gian cũng như tốn ít mẫu. Với
các ưu điểm đó, HPLC là lựa chọn ưu tiên trong nghiên cứu khoa học các lĩnh
vực phân tích, đặc biệt là phân tích các hàm lượng kháng sinh.

22
1.4.2. Nguyên tắc của quá trình sắc ký
Phương pháp HPLC là một phương pháp phân tích hóa lý, dùng để tách
và định lượng các thành phần trong hỗn hợp dựa trên ái lực khác nhau giữa
các chất với 2 pha luôn tiếp xúc nhưng không hòa lẫn vào nhau: Pha tĩnh
(trong cột hiệu năng cao) và pha động (dung môi rửa giải). Khi dung dịch của
hỗn hợp các chất cần phân tích đưa vào cột, chúng sẽ được hấp phụ hoặc phân
bố vào pha tĩnh tùy thuộc vào bản chất của cột và của chất cần phân tích. Khi
ta bơm dung môi pha động vào cột thì tùy thuộc vào ái lực của các chất với
hai pha, chúng sẽ di chuyển qua cột với vận tốc khác nhau dẫn đến sự phân
tách.
Các chất sau khi ra khỏi cột sẽ được phát hiện bởi bộ phận phát hiện
gọi là detector và được chuyển qua bộ xử lý kết quả. Tín hiệu của cả quá trình
sắc ký cho ta sắc ký đó. Một sắc ký đồ sẽ có một hay nhiều pic phụ thuộc vào
thành phần mẫu. Kết quả cuối cùng được hiển thị trên màn hình hoặc đưa ra
máy in.
1.4.3. Cấu tạo của hệ thống HPLC
Để thực hiện việc tách một hỗn hợp chất bằng kỹ thuật phân tích HPLC
thì cần phải có các hệ thống trang thiết bị cơ bản như sau:
Hình 1.3 Hệ thống cấu tạo HPLC

23
- Bơm cao áp:
Dùng để bơm pha động vào cột tách, thực hiện quá trình sắc ký, rửa
giải chất tan ra khỏi cột sắc ký. Bơm này phải điều chỉnh được áp suất (0 – 400
bar) để tạo được những tốc độ nhất định của pha động qua cột tách phù hợp
cho quá trình chạy sắc ký.
- Bình chứa dung môi và hệ thống xử lý dung môi:
Máy HPLC thường có 4 đường dung môi vào đầu bơm cao áp cho phép
sử dụng 4 bình chứa dung môi cùng một lần để rửa giải theo tỉ lệ mong muốn
và tổng tỉ lệ của 4 đường là 100%. Bình chứa dung môi thường bằng thủy tinh,
đôi khi bằng thép không gỉ. Cần lọc các loại hạt trong dung môi bằng các màng
lọc và đuổi khí hòa tan trong dung môi. Trong phương pháp thông thường chỉ
cần 1, 2 hoặc 3 bình dung môi để cho hệ pha động luôn được trộn đồng nhất
hơn, hệ pha động giúp ổn định quá trình rửa giải. Tất cả các dung môi dùng cho
HPLC trong việc chuẩn bị mẫu, dung dịch pha động đều phải là dung môi tinh
khiết nhằm tránh hỏng cột sắc ký hay nhiễu đường nền, tạo nên các peak tạp
trong quá trình phân tích.
- Bộ khử khí:
Mục đích của bộ khử khí nhằm loại trừ các bọt nhỏ còn sót lại trong
dung môi pha động, tránh sảy ra một số hiện tượng có thể như sau:
 Tỷ lệ pha động của các đường dung môi không đúng làm cho thời
gian lưu của peak thay đổi.

 Trong trường hợp bọt quá nhiều, bộ khử khí không thể lọai trừ hết
được thì bơm cao áp có thể không hút được dung môi, khi đó ảnh hưởng đến
áp suất và hoạt động của cả hệ thống HPLC.
Trong các trường hợp trên đều dẫn đến sai kết quả phân tích.
- Bộ phận tiêm mẫu:
Để đưa mẫu vào cột phân tích vào cột tách theo những lượng mẫu nhất
định không đổi trong một quá trình sắc ký với dung tích của loop là 5-100 µL.

24
Có 2 cách đưa mẫu vào cột: tiêm mẫu thủ công và tiêm mẫu tự động
(Autosamper).
- Cột sắc ký (hay còn gọi là pha tĩnh):
Pha tĩnh trong sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) chính là chất nhồi cột
để làm nhiệm vụ tách sắc ký một hỗn hợp chất phân tích. Cột tách được coi là
trái tim của quá trình sắc ký, nó là một yếu tố quyết định hiệu quả sự tách sắc
ký của một hỗn hợp chất mẫu. Cột tách có nhiều kích cỡ khác nhau, mọi diễn
biến của sự tách một hỗn hợp chất của mẫu đều sảy ra ở đây và kết quả của sự
tách tốt hay không tốt thì cột tách luôn luôn là một yếu tố chính quyết định. Cột
pha tĩnh thông thường làm bằng thép không rỉ, chiều dài cột khoảng 10 – 30cm,
đường kính trong 1- 10 mm, hạt chất nhồi cỡ = 5 - 10 µm. Ngoài ra còn có một
số trường hợp đặc biệt về kích thước và kích cỡ hạt. Chất nhồi cột tùy theo lọai
cột và kiểu sắc ký (trong các dược điển USP 23, 24 có tiêu chuẩn hóa các lọai
cột). Thông thường chất nhồi cột là Silicagel (pha thường) hoặc là Silicagel đã
được Silan hóa hoặc được bao một lớp mỏng hữu cơ (pha đảo), ngoài ra người
ta còn dùng các loại hạt khác như: Nhôm ôxit, Polyme xốp, chất trao đổi ion.
- Trang bị phát hiện chất phân tích (detector hay còn gọi là đầu dò):
Là bộ phận phát hiện các chất khi chúng ra khỏi cột và cho các tín hiệu
ghi trên sắc ký đồ để có thể định tính và định lượng. Tùy theo tính chất của các
chất phân tích mà người ta lựa chọn lọai đầu dò phù hợp. Tín hiệu đầu dò thu
được có thể là: độ hấp thụ quang, cường độ phát xạ, cường độ điện thế, độ dẫn
điện, độ dẫn nhiệt, chiết suất,…
Trên cơ sở đó người ta chế tạo các lọai Detector sau:
+ Detector quang phổ tử ngoại từ 200 đến 380 nm.
+ Detector quang phổ tử ngoại khả kiến (UV/Vis): từ 190 đến 900 nm.
+ Detector huỳnh quang
+ Detector Diod Array, ELSD (detector tán xạ bay hơi)
Ngoài ra còn có một số loại detector khác như:

25
+ Detector điện hóa: đo dòng, cực phổ, độ dẫn, điện lượng….
+ Detector chiết suất vi sai: detector khúc xạ.
+ Detector đo độ dẫn nhiệt, hiệu ứng nhiệt.
- Bộ phận ghi nhận tín hiệu:
Trang bị chỉ thị kết quả tách sắc ký có nhiều loại, nhưng đơn giản và phổ
biến nhất là các máy tự ghi (Recorder) để ghi tín hiệu đo dưới dạng pic sắc ký
của các chất, rồi đến bộ tích phân kế (Intergrator), sau đó là máy tính kèm theo
bộ chương trình (Software) để xử lý kết quả và máy in để in các kết quả tách.
Ngày nay, những hệ thống HPLC hoàn chỉnh , hiện đại còn có thêm các
bộ phận nữa, đó là:
 Bộ chương trình gradient dung môi (pha động)

 Bộ bơm mẫu tự động và pha loãng mẫu

 Bộ gia nhiệt và ổn nhiệt độ cho cột sắc ký

 Máy tính và các chương trình (phần mềm) điều khiển, kiếm soát hệ
thống HPLC, xử lý kết quả và lập báo cáo.
1.4.4. Các đại lượng đặc trưng của HPLC
1.4.4.1. Thời gian lưu giữ
Các chất tan X trong một hỗn hợp mẫu phân tích, khi được nạp vào cột
sắc ký thì chúng sẽ bị lưu giữ lại ở trong cột tách (trên pha tĩnh) theo một thời
gian nhất định, tRi. Đó là thời gian lưu của nó trong hệ cột tách đã cho. Thời
gian lưu này được tính từ lúc nạp mẫu vào cột tách sắc ký cho đến lúc chất tan
được rửa giải ra khỏi cột ở điểm có nồng độ cực đại (Hình 1.4). Thời gian lưu
giữ thực (tR) của chất tan X trong cột sắc ký là:
t’R = (tR - t0)
Trong đó:
t0 : Thời gian không lưu giữ (thời gian chất tan nằm trong pha động
tR : Thời gian lưu tổng cộng của chất tan X

26
Hình 1.4 Sơ đồ hệ thống HPLC và sắc đồ tách
Nếu t0 = 0 thì tR = t’R Trong trường hợp này chỉ có khi tR là rất nhỏ
(thường là khi tR nhỏ hơn 4 phút). Trong một phép phân tích nếu t’R nhỏ quá
thì sự tách kém, còn nếu t’R quá lớn thì peak bị doãng và độ lặp lại của peak
rất kém, thời gian phân tích rất dài đồng thời kéo theo nhiều vấn đề khác như
hao tốn dung môi, hóa chất, độ chính xác của phép phân tích kém.
Thời gian lưu của một chất tan trong cột sắc ký của quá trình sắc ký
phụ thuộc vào nhiều yếu tố, ví dụ như bản chất sắc ký của pha tĩnh (kích
thước, độ xốp, cấu trúc xốp), pha động (pH, tốc độ dòng, tỷ lệ), cấu tạo bản
chất của các chất phân tích.
1.4.4.2. Thể tích lưu giữ
Thể tích lưu giữ của một chất là thể tích của pha động chảy qua cột sắc
ký trong khoảng thời gian kể từ lúc mẫu được bơm vào cột cho đến lúc chất
tan được rửa giải ra ở thời điểm có nồng độ cực đại (đỉnh pic), nghĩa là tương
ứng với thời gian lưu tR. Nếu chất tan không bị lưu giữ trong cột tách, thì thể
tích lưu của nó sẽ bằng thể tích của pha động chảy qua cột. Có thể tính được
thể tích thực VSP của pha tĩnh ở trong cột sắt ký thông qua công thức:
VSP = v0 – F.tR0

27
Trong đó:
V0 : Thể tích trống toàn phần của cột sắc ký
F: Tốc độ của pha động được bơm qua cột sắc ký (ml/phút)
tR0 : Thời gian không lưu giữ
1.4.4.1. Hệ số dung lượng
Hệ số dung lượng của một chất cho biết khả năng phân bố của chất đó
trong hai pha động với sức chứa cột tức là tỷ số giữa lượng chất tan trong pha
tĩnh và lượng chất tan trong pha động ở trong thời điểm cân bằng.
K’ =
Trong đó:
K’: Hệ số dung lượng
tR: Thời gian lưu tổng cộng của chất tan
t0: Thời gian không lưu giữ
Nếu K’ nhỏ thì tR cũng nhỏ và sự tách kém. Nếu K’ lớn thì peak bị
doãng. Trên thực tế K’ từ 1 – 5 là tối ưu.
1.4.4.2. Tốc độ pha động
Tốc độ pha động: Được định nghĩa là số ml dung dịch pha động chảy
qua cột tách trong một đơn vị thời gian, tức là số ml/phút của pha động. Tốc
dộ thể tích của pha động luôn có liên quan đến tiết diện của cột tách.
Tốc độ tuyến tính của pha động: Khái niệm tốc độ này sẽ cho ta biết
trong một đơn vị thời gian thì pha động, hay một đĩa sắc ký của chất tan X
trong cột tách di chuyển được bao nhiêu cm. Tốc độ này không phụ thuộc vào
tiết diện của cột tách và cũng không phụ thuộc vào độ giảm áp trong cột tách
theo chiều dài từ đầu cột đến cuối cột.

28
1.4.4.3. Số đĩa lý thuyết của cột sắc ký
Số đĩa lý thuyết N trên 1 mét chiều dài cột sắc ký (N/1m) là đại lượng
biểu thị hiệu năng của cột trong một điều kiện sắc ký nhất định, mỗi đĩa trong
cột sắc ký như là một lớp chất tan X có chiều cao (bề dày) là H. Tất nhiên lớp
này có tính chất động tức là một khu vực của hệ phân tách mà trong đó một
cân bằng nhiệt động học được thiết lập giữa nồng độ trung bình của chất tan
trong pha tĩnh và pha động. Bề dày H phụ thuộc vào nhiều yếu tố như cấu tạo
và bản chất của pha tĩnh, độ nhớt và tốc độ của pha động…Vì vậy, với một
điều kiện sắc ký xác định thì chiều cao H cũng hằng định đối với một chất
phân tích và số đĩa lý thuyết của cột cũng được xác định. Số đĩa lý thuyết
được tính theo công thức sau:
Trong đó:
tR: Thời gian lưu của chất phân tích
W0,5: Độ rộng tại ½ của peak
1.4.4.1. Độ phân giải
Để biết hai chất tan A và B được tách ra khỏi nhau đến mức nào, khi nó
được rửa giải ra khỏi cột sắc ký thì cần phải xét thêm đại lượng độ phân giải
R và nó được xác định theo công thức:
K’ =2.
Trong đó:
- Các giá trị t’RA và t’RB là thời gian lưu thực của hai chất A và B
- WA và WB là bề rộng đáy của pic sắc ký của hai chất A và B
Theo điều kiện tối thiểu vừa đủ để hai chất A và B có thể tách ra khỏi
nhau, theo quy luật phân bố Gauss và theo quy tắc Rayley, thì cực tiểu pic sắc

29
ký của chất A nằm gần nhất là ở vị trí cực đại của chất B (Hình 1.5) và đủ để
tách hoàn toàn rõ ràng là cực tiểu phía sau pic của B kề với cực tiểu pic phía
trước của A, tức là bề rộng đáy của hai pic A và B là:
WAB ≥ (WA + WB)
Hình 1.5 Giản đồ vè sự tách của hai pic sắc ký A và B
Như vậy, nếu R càng lớn thì pic hai chất A và B càng cách xa nhau, khi
này giữa hai pic sẽ có một đoạn đường nền nằm ngang theo trục hoành của
biểu đồ sắc ký. Nếu đoạn đường nền này quá dài thì cũng không cần thiết vì
như vậy sẽ tốn dung môi (pha động) để rửa giải các chất hơn, độ nhạy sẽ kém.
Do đó giá trị R chỉ vừa đủ để tách hoàn toàn hai chất A và B ra khỏi nhau là
tốt. Nghĩa là chỉ cần hai pic vừa tách hẳn ra khỏi nhau dứt khoát là được, tức
là WAB = (WA + WB). Trong thực tế, nếu các pic cân đối thì độ phân giải tối
thiểu để hai peak tách nhau là R = 1,0. Trong phép định lượng R = 1,5 là phù
hợp.
1.4.4.2. Hệ số bất đối xứng
Hệ số bất đối Asys cho biết mức độ không đối xứng của pic sắc ký trên
sắc ký đồ thu được. Hệ số này được tính bằng tỷ số độ rộng pic sắc ký ở nửa
sau (b) và nửa trước (a) ở vị trí tương ứng với chiều cao bằng 1/10 của chiều
cao cực đại (Hmax), công thức tính như sau:
Trong đó:
- a: nửa chiều rộng phía trước pic

30
- b: nửa chiều rộng phía sau pic
- (cả a và b được đo ở 1/10 chiều cao pic)
Hình 1.6 Sự cân đối của pic HPLC
Giá trị Asys càng gần 1, pic càng đối xứng. Khi Asys ≤ 2,5 thì phép định
lượng được chấp nhận. Khi Asys > 2,5 thì điểm cuối của pic rất khó xác định,
vì vậy phép định lượng cần phải thay đổi các điều kiện sắc ký để làm cho pic
cân đối hơn.
1.5. TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU TiO2/SBA-15
1.5.1. Giới thiệu chung về vật liệu TiO2/SBA-15
Ngày nay, xã hội phát triển cùng với sự bùng đổ dân số và tốc độ tăng
trưởng đô thị hóa, công nghiệp hóa đã và đang tạo ra một sức ép lớn tới môi
trường sống ở Việt Nam. Nền công nghiệp và dân số phát triển đòi hỏi một
nguồn cung cấp nước phong phú và vững bền. Đi kèm với vấn đề đó là sự ảnh
hưởng tới môi trường sống của con người, đặc biệt là môi trường nước. Trong
đó, nhiễm bẩn hữu cơ đang là vấn đề được quan tâm hàng đầu của các nhà
nghiên cứu. Chất thải hữu cơ chứa hàm lượng các chất hữu cơ khó phân hủy
như các hợp chất vòng benzene, những chất có nguồn gốc từ các chất tẩy rửa,
thuốc trừ sâu, thuốc kích thích sinh trưởng, thuốc diệt cỏ, hóa chất công
nghiệp..., các chất có độc tính cao đối với sinh vật (gồm các loài sinh vật có
khả năng lây nhiễm được đưa vào trong môi trường nước. Ví dụ như nước

31
thải của các bệnh viện khi chưa được xử lý hoặc xử lý không triệt để các mầm
bệnh). Hiện nay, để xử lý chúng không thể sử dụng chất oxi hóa thông
thường, mà cần phải có một vật liệu mới có khả năng oxi cực mạnh.
Gần đây, việc sử dụng phản ứng xúc tác quang của các chất bán dẫn
như TiO2, ZnO, CdS và Fe2O3.. cấu trúc nano để tạo ra các gốc có tính oxy
hóa mạnh đang thu hút sự quan tâm trong lĩnh vực nghiên cứu cơ bản và ứng
dụng.
So với các chất xúc tác quang khác, TiO2 thể hiện các ưu điểm vượt trội
do giá thành thấp, hiệu năng xúc tác quang cao, bền hóa học và thân thiện với
môi trường. Tuy nhiên, nhược điểm của vật liệu TiO2 được điều chế theo
phương pháp thông thường có diện tích bề mặt không lớn, hoạt tính xúc tác
quang chỉ thể hiện trong vùng ánh sáng tử ngoại và độ phân tán của xúc tác
trong hệ phản ứng dị thể không tốt. Nếu sử dụng TiO2 dưới dạng các hạt nano
để làm chất xúc tác sẽ khó thu hồi sau phản ứng. Trong lúc đó, như một chất
xúc tác lý tưởng, các vật liệu oxit silic mao quản trung bình , đặc biệt là SBA-
15 đã thực hiện tốt nhiệm vụ bởi chúng có diện tích bề mặt lớn, kích thước
mao quản có thể điều chỉnh được, khung mao quản có độ trật tự cao và đặc
biệt là trong suốt đối với tia UV. Các vật liệu xúc tác TiO2 thường được tổng
hợp theo hai phương pháp là: tổng hợp trực tiếp từ các tiền chất Si, Ti trong
sự có mặt của chất định hướng cấu trúc P123, môi trường axit và một số tác
nhân khác hoặc tổng hợp gián tiếp bằng cách phân tán TiO2 trên chất nền
SBA-15 [27]. Vì vậy, tổ hợp vật liệu TiO2/SBA-15 đã được rất nhiều nhà
nghiên cứu khoa học trong và ngoài nước chế tạo và ứng dụng vào các công
trình nghiên cứu bởi nó có những ưu điểm như cải thiện được độ bền, độ đồng
đều của cỡ hạt, khả năng điều khiển hình dạng và kích cỡ nano mét của hạt,
khả năng độ hấp phụ, độ phân tán tâm xúc tác, khả năng tách, hoàn nguyên
xúc tác.
Chính vì những lí do trên nên TiO2/SBA-15 đang được ứng dụng rất
nhiều trong lĩnh vực xử lý môi trường, nó rất có ý nghĩa về mặt khoa học và
thực tiễn. Tuy vậy, việc ứng dụng vật liệu này trong xử lý kháng sinh của

32
nước thải bệnh viện còn đang là vấn đề mới mẻ và cẩn thiết phải được nghiên
cứu.
1.5.2. Ứng dụng của TiO2/SBA-15 trong xử lý môi trường
Th.S Bùi Thị Mai Lâm đã nghiên cứu tổng hợp TiO2/SBA-15 theo
phương pháp trực tiếp và ứng dụng trong xử lý các hợp chất hữu cơ ô nhiễm
trong nước thải của vật liệu xúc tác quang TiO2/SBA-15. Kết quả ứng dụng
cho thấy hàm lượng COD của mẫu chưa xử lý là 2272 mg/l trong mẫu nước
thải của nhà máy dệt nhuộm thuộc loại rất ô nhiễm, không thể thải trực tiếp ra
môi trường được. Chỉ số COD của mẫu sau khi xử lý là 368 mg/l, giảm đáng
kể so với mẫu ban đầu. Điều này đã mở ra triển vọng đối với việc ứng dụng
vật liệu nano tổ hợp trong việc xử lý môi trường dưới các điều kiện và nguồn
sáng tự nhiên [27].
Xiaoling Ren cùng các cộng sự [28] đã nghiên cứu quá trình khử lưu
huỳnh xúc tác (CADS) của mô hình nhiên liệu diesel bằng cách sử dụng
TiO2/SBA-15 trong điều kiện nhẹ. Sự hấp thụ khử lưu huỳnh nồng độ cao từ
12,7 mg/g đã được giảm xuống nồng độ thấp ở 15 ppmw-S bởi TiO2/SBA-15.
Kết quả động học cho thấy trạng thái cân bằng xúc tác CADS với TiO2/SBA-
15 đã đạt được nhanh chóng trong 0,5 giờ. Sự hấp thụ khử lưu huỳnh vượt trội
ở dải nồng độ thấp, hoạt động ở điều kiện ôn hòa và chi phí tổng hợp chất hấp
phụ thấp cho hệ thống CADS. TiO2/SBA-15 đã trở thành phương pháp khử
lưu huỳnh hiệu quả và kinh tế để sản xuất nhiên liệu sạch.
Ge Li cùng cộng sự [29] đã ứng dụng TiO2/SBA-15 trong quá trình khử
quang xúc tác của Dimethoate dưới ánh sáng mặt trời mô phỏng. Kết quả cho
thấy 26% TiO2/SBA-15 hoạt động xúc tác quang hóa cao nhất và dimethoate
bị phân hủy hoàn toàn trong vòng 7 giờ. Hoạt tính xúc tác của TiO2/SBA-15
cao hơn 62% so với TiO2 tinh khiết. Các đặc tính hấp phụ và khử điện tử của
SBA-15 là những lý do chính cho sự tăng cường quan sát được tốc độ phân
hủy thuốc trừ sâu. TiO2/SBA-15 duy trì hoạt động xúc tác quang cao và ổn
định tốt trong bốn chu kì với tỷ lệ phân hủy Dimethoate lớn hơn 94 %. Các
sản phẩm phụ được tạo ra trong quá trình quang xúc tác được xác định bằng
phương pháp sắc ký khối phổ.

33
CHƯƠNG 2. NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
Thiết lập phương pháp phân tích kháng sinh Norfloxacin và
Amoxicillin trong nước thải bệnh viện bằng HPLC.
Đánh giá hiệu quả xử lý Norfloxacin và Amoxicillin có trong nước thải
bệnh viện khi sử dụng vật liệu TiO2/SBA-15.
2.2. ĐỐI TƯỢNG VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
2.2.1. Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu tập trung vào việc ứng dụng phương pháp sắc ký
long hiệu năng cao – HPLC để đánh giá hiệu quả xử lý kháng sinh Amoxicilin
và Norfloxacin bằng vật liệu xúc tác TiO2/SBA-15 trong nước thải bệnh viện
sau xử lý.
2.2.2. Nội dung nghiên cứu
Để đạt được mục tiêu đề ra, các nội dung nghiên cứu cần thực hiện bao
gồm:
- Tối ưu hóa các điều kiện xác định kháng sinh Norfloxacin và
Amoxicillin bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao Detector UV
- Xây dựng quy trình phân tích mẫu nước thải bệnh viện
- Đánh giá phương pháp phân tích
2.3. THIẾT BỊ, DỤNG CỤ VÀ HÓA CHẤT
2.3.1. Thiết bị
STT Loại thiết bị Tên thiết bị Hãng sản xuất Mã số
Các bình chứa
Chai thủy tinh Duran
1 pha động (thể
đựng hóa chất (Đức)
tích 1000ml)
2 Cột sắc kí Nova-Pak C18 Water Kích thước

34
(pha tĩnh) Column (4 µm;
150 × 3,9 mm)
3 Bộ phận khử khí
Degasser Shimadzu
C20924208780
DGU – 14A (Nhật Bản)
4 Bơm cao áp
Liquid pump Shimadzu
228-36501-38
LC – 10AD SP (Nhật Bản)
5
Bộ phận tiêm
Auto injector
Shimadzu
SIL-10AF
mẫu tự động (Nhật Bản)
Hệ thống điểu
System
Shimadzu
6 controler C21014215064
khiển (Nhật Bản)
SCL – 10A SP
Detector
Shimadzu
7 Đầu dò UV-Vis L20154908054
(Nhật Bản)
SPD-M20A
Bộ gia nhiệt và
Oven Shimadzu
8 ổn nhiệt độ cho C21354100131
HIC – 10A (Nhật Bản)
cột sắc kí
Thiết bị nhận tín Phần mềm do
9
hiệu và phần Bộ PC cài đặt hãng Shimadzu
L50184100123UT
mềm điều khiển phần mềm (Nhật Bản)
hệ thống cung cấp
SevenCompact
Mettler –
10 Máy đo pH Toledo Group 123215500
pH/Ion S220
(Thụy Sỹ)
11 Máy siêu âm Ultrasonic Đức 901008129

35
LC 60H
12 Giấy lọc thô Filter papers
Whatman
(Mỹ)
13
Giấy lọc Membrane Startech
PTFE 0,45µm Filter (Đài Loan)
14
Đầu lọc PTFE Syring Finetech
PTFE 0,45µm filter (Đài Loan)
15
Bơm hút chân
Neuburger Đức 02872831
không
16 Tủ sấy JSOF-150 Hàn Quốc 080314-02
Cân phân tích, Balances and
Sartorius
17 độ chính xác Precious Metal
(Đức)
0,0001g. scales
Máy quang phổ
Lambda 35
tử ngoại khả
18 UV/Vis Perkin Elmer 502508090202
kiến
spectrometor
(UV-VIS)
19 Máy lắc Vortex mixer Labnet (Mỹ) Z1091318
20
Máy khuấy Hotplate Stirrer JSR
1210101187U099
(2 máy) JSHS-18D (Hàn Quốc)
21 Máy li tâm
Centrifuge
Hàn Quốc NCBLC2211006
Combi 514R
2.3.2. Dụng cụ
- Micropipet 1-10µl; 10-100µl và 100-1000µl;
- Pipet 1,00ml; 2,00ml; 5,00ml và 10,00ml;

36
- Bình định mức: 10ml, 25ml, 50ml, 100ml, 250ml, 500ml;
- Cốc thủy tinh: 100ml, 250ml, 1000ml;
- Ống nhỏ giọt, bình tia nước cất, giấy bạc, con từ, lọ thủy tinh tối màu;
- Xilanh 12ml/CC, 50ml/CC.
2.3.3. Hóa chất, chất chuẩn
2.3.3.1. Chất chuẩn
STT Tên chất chuẩn Số lô hiện hành Hãng
Hàm lượng
nguyên trạng (%)
1 Norfloxacin SLBF7610V
Sigma-
Aldrich
≥98%
2 Amoxicillin SLBF8233V
Sigma-
Aldrich
≥98%
 Dung dịch đơn chuẩn
Để có thể định lượng được Norfloxacin và Amoxicillin, việc chuẩn bị
dung dịch gốc là rất cần thiết. Tiến hành cân chính xác 0,0100 ± 0,0001g từng
chất chuẩn NOR và AMOX vào hai bình định định mức 100 ml tương ứng và
ghi nhãn đánh dấu. Định mức đến vạch bằng nước cất 2 lần và khuấy từ 24
giờ, thu được hai dung dịch gốc: NOR 100 mg/L và AMOX 100 mg/L . Dung
dịch được đựng trong lọ thủy tinh tối màu 100 mL, đậy nắp kín và bảo quản
lạnh sau mỗi lần sử dụng .
 Dung dịch hỗn hợp chuẩn
Dung dịch gốc hỗn hợp là dung dịch bao gồm NOR và AMOX đều có
nồng độ là 100 mg/L. Dung dịch hỗn hợp chuẩn chuẩn bị như sau: Lấy lần
lượt 50ml của từng dung dịch đơn chuẩn NOR (100 mg/L) và AMOX (100
mg/L) vào trong bình định mức 100 mL rồi đem lắc lên để hòa trộn đều. Dung
dịch sau khi pha được đựng trong lọ thủy tinh tối màu 100 mL, vặn nắp kín và
bảo quản lạnh mỗi lần sử dụng.

Ứng dụng hplc để đánh giá hiệu quả xử lý amoxicillin và norfloxacin bằng vật liệu tio2sba-15 trong nước thải bệnh viện.doc

Ứng dụng hplc để đánh giá hiệu quả xử lý amoxicillin và norfloxacin bằng vật liệu tio2sba-15 trong nước thải bệnh viện.doc

Recommended

Recommended

More Related Content

More from Dịch vụ viết thuê đề tài trọn gói ☎☎☎ Liên hệ ZALO/TELE: 0973.287.149 👍👍

More from Dịch vụ viết thuê đề tài trọn gói ☎☎☎ Liên hệ ZALO/TELE: 0973.287.149 👍👍 (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (20)

Ứng dụng hplc để đánh giá hiệu quả xử lý amoxicillin và norfloxacin bằng vật liệu tio2sba-15 trong nước thải bệnh viện.doc