ĐỘC TỐ HỌC TRONG THỰC PHẨM Đề tài ĐỘC TÍNH CỦA KIM LOẠI MỤC LỤC 1 Chì 12 1 1 Khái niệm 12 1 2 Các hợp chất quan trọng của chì 12 1 2 1 Hợp chất vô cơ 12 1 2 2 Hợp chất hữu cơ 13 1 3 Nguồn, ứng dụng của chì 13 1 4 Con đường hấp thụ và vận chuyển trong cơ thể 14 1 5 Sự phân bố của chì trong cơ thể 15 1 6 Độc tính của chì 16 1 7 Điều kiện nhiễm chì trong thực phẩm 23 1 7 1 Đồ uống 23 1 7 2 Thức ăn 24 1 8 Biện pháp phòng ngừa và xử lý 25 2 Cadmi 27 2 1 Khái niệm 27 2 2 Nguồn nhiễm Cadmi trong tự nhi.
ĐỘC TỐ HỌC TRONG THỰC PHẨM Đề tài : ĐỘC TÍNH CỦA KIM LOẠI MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH DANH MỤC BẢNG CHÌ 1.1 Khái niệm Chì nguyên tố hóa học bảng hệ thống tuần hồn ngun tố hóa học, viết tắt Pb (Latin: Plumbum) có số ngun tử 82 Chì có trạng thái oxy hóa bền Pb(II) Pb(IV) có đồng vị 204 b, 206 Pb, 207 Pb, 208 Pb Trong mơi trường tồn tài dạng ion Pb2+ hợp chất hữu vơ Chì có số ngun tố cao nguyên tố bền Chì kim loại nặng (M = 207, d = 11,3g/cm 3), có tính mềm dễ dát mỏng nên chì sử dụng nhiều công nghiệp sống từ xa xưa.[3] Các hợp chất quan trọng chì 1.2 1.2.1 Hợp chất vơ - Massicot lithage (PbO): hịa tan nước, dùng để chế tạo chì acetate - chì cacbonat, chế tạo acquy Chì hydrate Pb(OH)2: tạo thành từ kiềm muối chì hịa tan tạo thành, có - dạng bột trắng, tan nước, nước 1300C Chì minium (Pb3O4): đun chì từ 300 – 4000C thời gian nấu minium, dạng massicot bị oxit hóa Hợp chất có dạng bột màu đỏ, khơng tan nước, phân hủy đung nóng tạo thành protoxit chì (PbO2), PbO oxi Hợp chất sử dụng chất màu pha sơn, giấy bọc, - kĩ nghệ thủy tinh pha lê, men sứ Chì dioxide (PbO2): dạng bột màu nâu, dùng làm chất oxi hóa mạnh Chì sulfua (PbS): hợp chất thiên nhiên gọi gallen, sử dụng để - chế tạo kim loại, sơn, vecni Chì chloride (PbCl2): có dạng bột màu trắng, tan nước lạnh, nóng chảy 5000C, bớt clo, thêm oxi thành oxidechloride màu vàng, dùng làm bột - màu Chì sulfate (PbSO4): có dạng bột màu trắng Chì cacbonate (PbCO3): có dạng bột màu trắng, khơng tan nước, sử - dụng để làm chất pha sơn Chì cromate (PbCrO3): có dạng bột màu vàng, dùng làm sơn 1.2.2 Hợp chất hữu - Chì acetate (Pb(CH3COO)2.3H2O): sử dụng y dược 1.3 Chì tetraethyl (Pb(C2H5)4): sử dụng làm chất chống nổ cho xăng Chì tetramethyl (Pb(CH3)4): có cơng dụng tương tự chì tetraetyl Chì stearate (Pb(C17H35COO)2): sử dụng cơng nghệ chất dẻo Nguồn, ứng dụng chì Tự nhiên: chì có vỏ trái đất xâm nhập vào thành phần khác mơi trường (khí quyển, thủy quyển) nhờ q trình tự nhiên sau: phong hóa vỏ trái đất, động đất, núi lửa xói mịn Nhân tạo: hoạt động người nguồn chủ yếu phát thải ngồi mơi trường như: hoạt động giao thông vận tải, nhà máy công nghiệp, chất thải từ nhà máy khai thác xử lý chì, nhà máy hóa chất, tổ hợp hóa dầu cơng nghiệp, nhà máy điện nguyên tử [2] Chì gặp tự nhiên lượng vết Hàm lượng chì vỏ trái đất khoảng 20 ppm Nguồn chì tự nhiên (núi lửa, cháy rừng, rỉ chảy từ quăng mỏ) chiếm phần nhỏ so với nguồn chì nhân tạo Chì kim loại người Ai Cập sử dụng từ 4000 năm trước (xây dựng, ống nước) Song hoạt động người kỷ qua nguồn gây nhiễm chì chủ yếu Theo thống kê giới có tới 360 ngành nghề sử dụng chì hợp chất chì Sự nấu chảy quặng chì lần thứ kim loại khác đồng kẽm (quặng chúng có chứa chì) Sự nấu chảy chì thứ hai để thu hồi chì từ phế thải (acquy, ống nước cũ,…) luyện hợp kim (với thiếc, antimon, đồng, …) tạo bụi chì phát tán vào khơng khí, vào đất nước.Việc sử dụng chì chế tạo sản phẩm đúc khung ngăn ắc quy chì, điện cực chì, ống dẫn, chữ in sinh bụi chì Chì (bụi chì) nhiều hợp chất khơng tan chì thải vào ao hồ, đầm nước nhanh chóng bị treo lơ lửng vào bùn sa lắng, ảnh hưởng đến sinh vật tầng đáy vào chuỗi thức ăn theo đường Sự vận chuyển chì vào mơi trường nước (nghĩa nước mặt) chủ yếu liên quan đến độ mềm độ axit (pH < 5,4) nước Hàm lượng chì hịa tan vùng nước cao hẳn vùng nước khác Việc sử dụng chì để phân phối nước để làm bao bì chứa thực phẩm, đồ uống để làm vật liệu hàn nối sản phẩm hịa tan lượng chì định địa chất tạo nước axit mềm thực phẩm, đồ uống chứa axit Cho đến gần nhiều loại sơn vật liệu chống rỉ có chứa chì (thường sắc tố tạo màu cho sơn: Pb3O4 màu đỏ, PbSO4 màu trắng, PbCrO4 màu vàng) Các đồ chơi sử dụng sơn có chì nguy hiểm trẻ em hay ngậm đồ chơi vào miệng Các chì oxide cịn dùng làm men sứ, công nghệ thủy tinh pha lê Chì cacbonate pha lẫn với dầu lanh dùng làm chất gắn chỗ nối nồi Chì asenate dùng làm thuốc trừ sâu Các hợp chất chì hữu sử dụng nhiều chì acetate sử dụng làm chất tẩy công nghiệp đường, chì stearate chì naphtenate dùng cơng nghiệp chất dẻo (sơn mau khơ) Đặc biệt chì tetraethyl dùng làm chất chống kích nổ cho xăng (để tăng số octane) thời gian dài từ năm 20 kỉ trước gần với tỉ lệ pha trộn 0,05% xăng Khi xăng cháy, chì phát tán hạt bụi nhỏ (đường kính < 2µm) đến khoảng cách xa gây nhiễm chì khắp nơi, dọc theo trục lộ giao thông [1] Con đường hấp thụ vận chuyển thể 1.4 Sự nhiễm độc chì thể chủ yếu qua đường hơ hấp hít hơi, khói bụi có chì qua đường miệng ăn uống thực phẩm nước có nhiễm chì Sự nhiễm chì qua đường da chủ yếu chì hữu - Đường hơ hấp: bụi chì hợp chất chì khơng khí có khả xâm nhập vào thể người qua đường hô hấp Khoảng 30-50% lượng chì có thành phần khơng khí người hít vào, lắng đọng phổi người Tỷ lệ phụ thuộc vào đặc tính hóa học Kích thước hạt bụi chì khả hịa tan chúng Khi lắng đọng phổi, phần lớn chì hấp thu tiếp - tục xâm nhập vào phận thể người Đường tiêu hóa: số lượng tốc độ hấp thụ qua đường tiêu hóa thể phụ thuộc vào dạng tồn hóa học chì, kích thước hạt bụi chì trạng thái no hay đói thể, chế độ ăn uống độ tuổi Cơ thể người trưởng thành có khả hấp thụ 5% lượng chì có thức ăn nước uống Con số tăng 50% tùy vào trạng thái no hay đói thể Trẻ sơ sinh trẻ nhỏ đối tượng nhạy cảm với chì, khoảng 50% lượng chì có thức ăn nước uống thể trẻ hấp thụ Chế độ ăn nghèo canxi, đồng, kẽm, photpho làm tăng khả hấp thụ chì qua đường tiêu hóa Một số loại rau có hàm lượng - chì cao: Rau muống, rau cần, rau rút, số hải sải nghêu, sò, ốc Đường da: khả hấp thụ chì qua da thể so với qua đường Tỷ lệ hấp thụ chì qua tóc sẫm màu khoảng 0,03% tương ứng với tốc độ 0,038 µg.cm² 12 cho tay người tiếp xúc với nitrate chì bột chì kim loại hàm lượng chì mồ tay tăng lên hàm lượng máu nước tiểu không tăng Cho chuột tiếp xúc với acetat chì khoảng thời gian ngày tỉ lệ hấp thụ chì qua da 1,5 - %, tốc độ thầm thấu 0,7 - 1,4 µg.cm²/ ngày thời gian tiếp xúc ngày tuần sau tuần tỉ lệ hấp thụ chì qua da chuột đạt 3,3 - 3,9 %, tương ứng với tốc độ µg.cm²/ ngày.[2] 1.5 Sự phân bố chì thể Sau hấp thụ qua đường hô hấp tiêu hóa chì tiếp tục xâm nhập vào máu từ phân bố tới nhiều phận thể nhờ tế bào hồng cầu huyết tương Trước tiên chì chuyển nhanh tới mơ mềm như: cơ, não, đặc biệt gan thận, sau tiết qua đường phân, nước tiểu mồ Đối với người trưởng thành khoảng 99% lượng chì hấp thụ vào thể người thải qua đường tiết, trẻ em tuổi số 30-40% Chì chuyển đến mơ cứng thể răng, xương, tóc, móng với tốc độ chậm, khoảng vài tuần Có tới khoảng 90% lượng chì thể người trưởng thành 73% thể trẻ em tích tụ xương Thời gian lưu chì xương dài tới vài thập kỉ so với bán thời gian lưu chì máu mơ mềm 25-36 ngày Thành phần linh động xương nhỏ lượng chì tích tụ thành phần linh động chiếm tỉ lệ đáng kể khoảng 40-70% (đối với người trưởng thành) Lượng chì tích tụ thành phần linh động xương nguồn gây ảnh hưởng có hại sức khỏe người khơng cịn tiếp xúc với chì, đặc biệt trẻ em phụ nữ mang thai trình trao đổi khống xương tiến trình tăng trưởng trẻ q trình giải phóng canxi từ xương phụ nữ mang thai kèm theo giải phóng chì từ thành phần linh động xương xâm nhập trở lại máu vận chuyển tới phận khác thể để gây hại.[2] 1.6 Độc tính chì Có thể nói chì kim loại độc thường gặp nhẵt Hầu sinh vật khơng có nhu cầu sinh học chì • Ảnh hưởng huyết học Hình 1.6-1: Sơ đồ phản ứng tổng hợp hem Hệ thống tổng hợp hem nhạy cảm với tác dụng chì Hợp phần hemoglobin hem tổng hợp từ glycine sucinyl coenzyme A với pyridoxal phosphate cofactor Sau nhiều giai đoạn, sản phẩm kết hợp với sắt để tạo nên hem Các giai đọan đầu cuổi trình tổng hợpniiễn ty thể giai đoạn trung gian diễn tế bào chất (hình 1.6.1) Trong số enzyme tham gia xúc tác giai đoạn khác có enzyme nhạy cảm với tác dụng kìm hãm chì: -aminolevulinic-dehydratase (ALAD) hemsynthetase nhạy cảm nhất, cịn enzyme -aminolevulinic-synthetase, enzyme uroporphyrinogen-decarboxylase coproporphyrinogen oxydase nhạy cảm Hai enzyme khơng bị kìm hãm enzym porphobilinogen-đesaminase urporphyrinogen-cosynthetase Enzyme ALAD bị kìm hãm nồng độ chì máu cao 10 mg/dl chút nồng độ chì đạt 40 mg/dl ALA khơng chuyển hố thành porphyrobilin, làm tăng nhanh ALA bào tương, sau nước tiểu bị thải Khi nồng độ máu đạt 50 mg/dl có nguy mắc triệu chứng thiếu máu Vì rối loạn tổng hợp hem gây chứng thiếu máu thiếu sắc tố da tiểu hồng cầu phần tính bền vững mạng hồng cầu Chứng thiếu máu nhiễm độc chì, thiếu máu thiếu sắt cịn kim hãm enzyme pyrimidin-5-nucleosidase vốn có liên quan tới tăng số lượng hồng cầu lưới Ngưỡng chì nhiễm có khả ức chế enzyme 44 mg/dl [4] Hình 1.6-2: Sơ đồ tổng hợp hem chì vị trí mà chì có ảnh hưởng • Ảnh hưởng tới hệ thần kinh Hệ thông thần kinh quan đích dễ bị cơng chì bị nhiễm chì, với nồng độ máu cao 80 mg/dl xảy bệnh não Người ta nhận thấy chì gây tổn thương đến tiểu động mạch mao mạch, dẫn tới phù não, tăng áp suất dịch não, tăng áp suất dịch não tủy, thối hóa neuron có tặng sinh thần kinh đệm Trạng thái kết hợp với biểu lâm sàng: điều hịa, vận động khó khăn, giảm ý thức, ngơ ngác, hôn mê co giật Khi phục hồi thường kèm theo di chứng động kinh, đần độn vài trường hợp bị bệnh thần kinh thị giác mù [4] Các chế ảnh hưởng đến phát triển hệ thần kinh chì tóm tắt sau: vị trí cấu trúc ảnh hưởng chì lên não tế bào nội mạc rào cản máu - não dẫn đến đưa chì từ máu vào não, ảnh hưởng hình thái học dược học Các ảnh hưởng hình thái học có ý nghĩa lớn bao gồm làm hư hại chương trình thời gian kết nối tế bào - tế bào gây biến đổi hệ thống mạch điện thần kinh, cản trở phân tử kết dính tế bào thần kinh gây phân hóa sớm tế bào thần kinh đệm mà tế bào di chuyển vào vị trí cuối trình cấu trúc hệ thần kinh trung ương Các ảnh hưởng dược học (chức năng): nhiễm độc chì cản trở chức truyền dẫn thần kinh gây biến đổi nồng độ chất truyền dẫn noradrenaline dopamine thay đổi hoạt tính enzyme tyrosine hydroxilase phenyletanolamine-N-methyl transferase enzyme cholinacetyltransferase Chì cịn gây rối loạn trao đổi chất canxi não phong tỏa kênh màng canxi phụ thuộc - điện thế, thay canxi bơm ATP canxi - natri, cạnh tranh hấp thụ canxi ti lạp thể liên kết thụ thể canxi mang thông tin thứ hai (canmodulin, protein kinase C) [1] • Ảnh hưởng tới thận Bệnh thận chì số ảnh hưởng sức khỏe chì thừa nhận từ lâu Sự phát sinh bệnh thận chì miêu tả giai đoạn, cấp (thuận nghịch) mãn (bất thuận nghịch) Chì chất gây ung thư thận chuột, cịn người chưa rõ Tính độc thận chì cấp giới hạn biến đổi chức hình thái tế bào ống gần trung tâm Nó thể lâm sàng suy giảm chức vận chuyển phụ thuộc lượng bao gồm tiểu đường, tiểu axit amin, vận chuyển ion Những biến đổi chức xem liên quan đến ảnh hưởng chì lên hơ hấp ti thể photpho hóa Sự biến đổi hình thái đặc trưng hình thành phức chì - protein tế bào ống thận thể bao Protein protein có tính axit chứa lượng lớn axit aspartic glutamic lượng nhỏ cystine chì liên kết lỏng lẻo vào nhóm cacboxyl axit amin có tính axit Chì tạo thể bao tế bào chất tế bào thận có khuynh hướng di chuyển vào nhân thứ sinh Các thể bao nhân xảy đến phổ biến teo ống thận xơ hóa khe kẽ tăng lên nghiêm trọng Có chứng cho thấy chì làm suy yếu hệ thống enzyme chứa hem thận liên quan đến trao đổi chất vitamin D Sự tổng hợp vitamin D đòi hỏi enzyme hydroxilase chứa hem thận để hydroxyl hóa 25-hydroxivitamin D đến 1,25dihydroxivitamin D cần thiết cho hấp thụ canxi dày Những ảnh hưởng xảy với mức chì máu thấp 30 µg/dl[1] Ngồi ra, chì gây tổn thương mạch máu, mao mạch, gây tổn thương vi tuần hồn thận Chì có khả gây tổn thương tế bào nhu mô thận, men N-Axetyl D-gluco saminidase ống thận [3] • Ảnh hưởng hệ tim mạch Sự nhiễm chì gây tăng huyết áp cịn vấn đề tranh cãi Tuy nhiên, người ta thấy có tương quan mức chì máu huyết áp Cơ chế ảnh hưởng chì đến huyết áp bao gồm biến đổi renin sinh chất, kallikrein nước tiểu; thay đổi chức hoạt hóa canxi tế bào nhẫn mạch, bao gồm co hẹp giảm hoạt tính Na+/K+ ATPase kích thích bơm trao đổi Na/Ca, biến đổi đáp ứng catecholamin.[1] Một số tác động: • Trong bệnh não chì, thẩm thấu mao mạch tăng Động mạch thận biến đổi xơ hóa Tăng huyết áp Tác động đến tim Ảnh hưởng đến thai phụ thai nhi Phụ nữ có thai đối tượng nhạy cảm ảnh hưởng có hại chì Bị nhiễm độc thời kì mang thai đe dọa tính mạng người mẹ, kìm hãm phát triển thai nhi để lại di chứng bệnh tật cho đứa trẻ sinh sau Tăng huyết áp người mẹ: chì hấp thụ vào thể người mẹ xâm nhập vào máu, làm tăng huyết áp sản phụ Điều làm tăng nguy cửa chứng tiền sản giật, gây chết mẹ thai nhi trình chuyển 10 Nhìn chung, hấp thụ Crom vào thể người tuỳ thuộc vào trạng thái oxi hố Cr(VI) hấp thụ qua dày, ruột nhiều Cr(III) ( mức độ hấp thụ qua đường ruột tuỳ thuộc vào dạng hợp chất mà hấp thu) cịn thấm qua màng tế bào Dù xâm nhập vào thể theo đường Crom hoà tan vào máu nồng độ 0,001mg/l; sau chúng chuyển vào hồng cầu hoà tan nhanh hồng cầu nhanh 10 ÷ 20 lần, từ hồng cầu Crom chuyển vào tổ chức phủ tạng , giữ lại phổi, xương, thận, gan, phần lại chuyển qua nước tiểu Từ quan phủ tạng Crom hoà tan dần vào máu, đào thải qua nước tiểu từ vài tháng đến vài năm Cơ chế tác dụng độc 8.3 Cr(VI) vào thể dễ gây biến chứng , tác động lên tế bào, lên mô tạo phát triển tế bào không nhân, gây ung thư, nhiên với hàm lượng cao Crom làm kết tủa prôtêin, axit nuclêic ức chế hệ thống men Khi thâm nhập vào thể liên kết với nhóm –SH enzim làm hoạt tính enzim gây nhiều bệnh người Khi da tiếp xúc trực tiếp vào dung dịch Cr(VI), chỗ tiếp xúc dễ bị phồng loét sâu, bị loét đến xương Khi Cr(VI) xâm nhập vào thể qua da, kết hợp với prơtêin tạo thành phản ứng kháng nguyên Kháng thể gây tượng dị ứng, bệnh tái phát Khi tiếp xúc trở lại, bệnh tiến triển không cách ly trở thành tràm hoá Crom(VI) hấp thu qua dày, ruột nhiều Crom (III) thấm qua màng tế bào, Cr(VI) dễ gây viêm loét da, xuất mụn cơm, viêm gan, thủng vách ngăn hai mía, ung thu phổi [15] Phòng trị độc 8.4 8.4.1 Phòng bệnh - Biện pháp kỹ thuật: Thiết kế hệ thống hút bụi, khí độc Tổ chức dây chuyền sản xuất hợp lý, dùng che chắn hay phương tiện bảo vệ người lao động tránh tiếp xúc không cần thiết 61 - Biện pháp bảo vệ cá nhân: Trang bị đầy đủ sử dụng hiệu trang bị bảo hộ lao động Có đủ nước thực việc tắm rửa bắt buộc sau lao động Có loại - thuốc bảo vệ da, nhỏ mũi, thuốc bôi vào vùng da bị dây dính bụi Biện pháp y tế: Khơng tuyển người có địa dị ứng như: mề đay, chàm, tổ đỉa, hen phế quản Định kỳ khám, phát để điều trị kịp thời 8.4.2 Trị độc - Dimercaprol penillamin có hiệu trường hợp ngộ độc cấp tính Sử dụng EDTA EDTA ethylendiamin tetra acetic acid Thường dùng muối dinatra (Na 2EDTA, dinatri edetat) để làm tan nước, có khả “gắp” (chelate) calci Nhưng Na 2EDTA gây tetani hạ calci máu, nên ngộ độc kim loại hóa trị (chì, đồng, sắt, coban, cadimi, chất phóng xạ) dùng dinatri calci edetat (CaNa 2EDTA) tạo thành phứ c bền, tồn hoạt tính ion độc tính khơng bị tai biến hạ calci máu: thải qua thận: 24 giờ, 72% thuốc tìm thấy dạng chelat nước tiểu, thời gian nửa thải trừ huyết tương 40 phút Không khuếch tán qua dịch nã otủy Liều lượng an toàn 8.5 - Tổ chức y tế giới (WHO) khuyến cáo hàm lượng cho phép tối đa crom (VI) nước uống 0,05 miligam lít[16] - Giới hạn tối đa cho phép crom thực phẩm 1,3μg/g - Dựa lượng cung cấp từ chế độ dinh dưỡng điển hình quốc gia Đức, Áo Thụy Sỹ, người ta khuyến cáo nhu cầu khuyến nghị hàng ngày vào khoảng 30-100 µg phù hợp với trẻ vị thành niên người lớn Hàm lượng tương đương với nhu cầu dinh dưỡng khuyến nghị châu Âu 40 µg Cr3+/ngày Kết từ điều tra dinh dưỡng cho thấy chế độ dinh dưỡng người trưởng thành sống châu Âu có chứa khoảng 60 µg ( Đức) 160 µg (Thụy Điển)/ngày 62 9.1 NIKEN Bản chất – khả tích lũy phóng đại – khả tác dụng độc 9.1.1 Bản chất Niken kim loại thuộc nhóm VIII bảng tuần hồn có số ngun tử 28, nguyên tử khối 58,71 đồng vị phóng xạ (đồng vị 63Ni có chu kỳ phân rã 92 năm có nhiều ứng dụng), có trạng thái oxi hóa 0, +1, +2, +3, +4, có Ni(II) bền vững dãy pH rộng điều kiện oxi hóa khử mơi trường đất Niken kim loại màu trắng bạc, bề mặt bóng láng Niken nằm nhóm sắt từ Đặc tính học: cứng, dễ dát mỏng dễ uốn, dễ kéo sợi Trong tự nhiên, niken xuất dạng hợp chất với lưu huỳnh khoáng chất millerit, với asen khoáng chất niccolit, với asen lưu huỳnh quặng niken Ở điều kiện bình thường, ổn định khơng khí trơ với ơxi nên thường dùng làm tiền xu nhỏ, bảng kim loại, đồng thau, v.v , cho thiết bị hóa học, số hợp kim, bạc Đức (German silver) Niken có từ tính, thường dùng chung với ban, hai tìm thấy sắt từ băng Nó thành phần chủ yếu có giá trị cho hợp kim tạo nên Một số hợp chất vơ Ni có nhiều ứng dụng là: oxit (NiO, Ni 2O3), sunfua (NiS), muối niken: sunfat (NiSO4), clorua (NiCl2), axetat (Ni(CH3COO)2), niken cabonyl (Ni(CO)4)[1] Niken nguyên tố vi lượng dinh dưỡng thiết yếu số thực vật, vi khuẩn động vật có xương sống Enzim ureaza nhận biết enzim kim loại niken tham gia vào trao đổi chất ure tế bào họ đậu Niken sản xuất sử dụng rộng rãi chế tạo hợp kim kim loại khác nhau, thép khơng rỉ Ni có tính kháng rỉ mạnh, dẫn điện, dẫn nhiệt tốt nên dùng để chế thiết bị điện, đồ dùng gia đình Các hợp chất Ni dùng để mạ điện, làm chất màu gốm sứ, thủy tinh, chế tạo ắc quy Ni/Cd nhiều đồ trang sức 63 Niken môi trường nhiều nguồn khác nhau: nguồn địa chất (nước rỉ, nước mưa axit chảy qua), nguồn người (công nghiệp đốt nhiên liệu hàng năm thải khoảng 26.700 tấn, đốt rác thải) Niken giải phóng vào khơng khí dạng hạt oxit, sunfua, sunfat theo nước mưa vào cống rãnh gây ô nhiễm cho đất, nước Niken thường có mặt chất sa lắng, trầm tích, thủy hải sản số thực vật 9.1.2 Khả tích lũy phóng đại Đối với môt số gia súc, thực vật, vi sinh vật niken xem nguyên tố vi lượng, thể người điều chưa rõ ràng Người ta chưa quan sát thấy tượng ngộ độc niken qua đường tiêu hóa từ thức ăn nước uống Tiếp xúc lâu dài với niken gây tượng viêm da xuất dị ứng số người Ngộ độc niken qua đường hô hấp gây khó chịu, buồn nơn, kéo dài ảnh hưởng đến phổi, hệ thần kinh trung ương, gan, thận Kim loại hợp chất vô niken xâm nhập qua đường hơ hấp gây bệnh kinh niên Hợp chất nikencacbonyl có độc tính cao (hơn khí CO 100 lần) Têtracacbonyl niken (các tên gọi khác: niken têtracacbonyl, cacbonyl niken, niken cacbonyl), hợp chất cộng hóa trị niken, bất thường hợp chất kim loại này, nhiệt độ phịng chất lỏng khơng màu Cơng thức Ni(CO) Nó chất cực độc gây nguy hiểm cho tính mạng uống nhầm hay qua đường da, cịn có tên gọi khác "chất lỏng chết chóc" Những nghiên cứu cho thấy độc tính đặc biệt cao nikencacbonyl thể dạng hạt nhỏ, mịn, lắng đọng phổi, điều kiện ẩm dịch phổi gây kích ứng sưng huyết phù nề phổi Biểu ngộ độc têtracacbonyl niken đặc trưng hai giai đoạn bệnh Giai đoạn thứ bao gồm đau đầu tức ngực kéo dài vài giờ, thông thường nối tiếp thuyên giảm ngắn Giai đoạn hai viêm phổi hóa chất, thơng thường bắt đầu sau khoảng 16 với triệu chứng ho, khó thở mệt mỏi Các triệu chứng đạt đến độ nguy hiểm cao sau khoảng ngày, gây tử vong tổn thương tim mạch-hệ hô hấp hay suy thận cấp tính Sự hồi phục thường kéo dài, hay bị phức tạp hóa kiệt sức, suy nhược khó thở cố sức 64 9.1.3 Khả tác dụng độc Độc cấp: Tính độc thường hít thở phải niken cacbonyl gây nên Sự hồi phục sau nhiễm độc cấp chậm, hậu dẫn đến viêm phổi xơ hóa Các triệu chứng bệnh: viêm mũi, xoang cấp, khứu giác, thủng vách ngăn, lên hen cấp nặng phá hủy mô Đối với da bị nhiễm cấp có biểu hiện: xưng nề da, da có sần ban đỏ, da nóng rát, dẫn đến tình trạng viêm da thần kinh[1] Độc mãn: nhiễm độc mãn người tiếp xúc nghề nghiệp với Ni (niken sunfat, niken sunfua đặc biệt sunfua thấp Ni3S2, niken oxit niken kim loại) có nguy gây bệnh ác tính số quan, trước hết bệnh ung thư đường hơ hấp (mũi, phổi), sau dày, tiền liệt tuyến số phụ tạng khác (mô mềm) Những nghiên cứu cho thấy thứ tự gây độc phổi phù hợp với độ tan nước hợp chất khác niken: niken sunfat độc nhất, đến niken sunfua thấp niken oxit[1] 9.1.4 Tiến trình xâm nhập – phân phối – trao đổi – đào thải thể Các nghiên cứu cho thấy nhiễm theo đường hô hấp khoảng 35% niken hấp thụ, theo đường ăn uống 10% niken hấp thụ Người lớn trung binh tiêu thụ từ 100 đến 300µg niken Niken hít thở phần vào máu Thời gian bán hủy từ 1-3 ngày niken sunfat, ngày niken sunfua 100 ngày đối vói niken oxit Thời gian bán thải từ 30 đến 53 nước tiểu người nhiễm hạt niken không tan có kích thước nhỏ Sự hấp thụ qua da phụ thuộc vào tốc độ thẩm thấu lớp biểu bì khác loại hóa chất niken Niken clorua thẩm thấu lượng nằm khoảng 0,23 đến 3,5% liều sử dụng, niken sunfat thẩm thấu tỉ lệ 50 lần thấp hơn[1] Niken hấp thụ ngồi đường tiêu hóa vào động vật nhanh chóng phân bố vào thận, tuyến yên, phổi, da, tuyến thượng thận, buồng trứng tinh hoàn Sự phân bố nội bào liên kết niken chưa rõ 9.2 Cơ chế gây ung thư Niken Hiện có số chế gây ung thư niken gây ra: 65 - Mô hình dựa vào khả biết hợp chất niken làm tăng cường ngưng tụ chromatin ADN (chromatin phần nhân tế bào có màu đậm chứa ADN nucleoprotein) ADN dị chromatin metyl hóa protein trực tiếp liên kết làm cho ngưng tụ tăng Mội lý thuyêt khác cho niken phá hủy ADN gián tiếp qua phần tử oxi hoạt động chứng vitamin - E chống oxi hóa cản trở ngưng tụ nhiễm sắc gây niken Một chế đề xuất (1988) niken tương tác với ADN thay Zn2+ Ni2+ vị trí liên kết Zn 2+ protein liên kết ADN Ni 2+ Zn2+ có bán kính ion tương tự (0,065nm) Các protein liên kết ADN nhận biết số gen giả ung thư (gen tiền ung thư) xem mục tiêu ưa thích tính độc kim loại 9.3 Phịng trị độc Natri đietyđithiocacbamat ((C2H5)2NCSSNa) thuốc thích hợp, tác nhân chelat khác, D-penixilamin ((CH3)2C(SH)CH(NH2)COOH), mức độ bảo vệ ảnh hưởng lâm sàng Sử dụng hợp chất có khả thải độc khỏi thể tạo số sản phẩm chống độc có hiệu cao EDTA, Alginat, Fucoidan… 9.4 Giới hạn cho phép Giá trị giới hạn cho phép theo TCVN 5945 – 1995 Niken nước thải công nghiệp 0,2 mg/l loại A, 1,0mg/l loại B 2mg/l loại C Nồng độ giới hạn cho phép niken nước bề mặt (có thể xử lí làm nước sinh hoạt) theo TCVN 0,1mg/L Người ta chưa xác định nhu cầu hàng ngày Ni thể người mà ước lượng từ 300 – 600 ug/ngày 66 10 ĐỒNG 10.1 Bản chất – khả tích lũy phóng đại – khả tác dụng độc 10.1.1 Bản chất Đồng nguyên tố hóa học bảng tuần hồn ngun tố có ký hiệu Cu số nguyên tử 29, nguyên tử khối 63,54, chảy 1.083 oC Ở dạng kim loại, đồng dễ giát mỏng, kéo thành sợi chất dẫn nhiệt điện cực tốt Nó có hai trạng thái hoá trị: đồng (Cu+) đồng hai (Cu2+) Một số hợp chất vơ đồng có nhiều ứng dụng CuO, Cu 2O, CuSO4, CuCl2, Cu(OH)2 Đồng kim loại dẻo có độ dẫn điện dẫn nhiệt cao Đồng nguyên chất mềm dễ uốn; bề mặt đồng tươi có màu cam đỏ Nó sử dụng làm chất dẫn nhiệt điện, vật liệu xây dựng, thành phần hợp kim nhiều kim loại khác Các ion đồng (II) tan nước với nồng độ thấp dùng làm chất diệt khuẩn, diệt nấm làm chất bảo quản gỗ Với số lượng đủ lớn, ion chất độc sinh vật bậc cao hơn, với nồng độ thấp hơn, vi chất dinh dưỡng hầu hết thực vật động vật bậc cao Nơi tập trung đồng chủ yếu thể động vật gan, xương Cơ thể người trưởng thành chứa khoảng 1,4 đến 2,1 mg đồng kg cân nặng Đồng nguyên tố vi lượng cần cho sinh vật Đồng thành phần nhiều tế bào sinh vật liên quan tới nhiều q trình oxi hố Nó thành phần thiết yếu số enzim kim loại Thiếu đồng thường sinh bệnh thiếu máu dễ nhiễm bệnh Các nguồn chủ yếu gây ô nhiễm môi trường đồng từ chiết khỏi quặng (khai mỏ, nghiền, nấu chảy) thường dạng bụi hạt, từ sử dụng nông nghiệp từ phế thải (mạ đồng, gia công mỹ nghệ) Đất bị ô nhiễm đồng lắng đọng bụi hạt từ lò nấu luyện, từ thuốc trừ nấm bùn thải Các hệ thuỷ sinh tương tự nhận đồng từ khí quyển, từ nước xả nơng nghiệp từ nguồn thải trực tiếp từ công nghiệp 67 10.1.2 Khả tích lũy phóng đại Mọi hợp chất đồng chất độc, khoảng 30g CuSO có khả gây chết người Nồng độ an tồn đồng nước uống người dao động theo nguồn, khoảng 1,5 → 2mg/l Lượng đồng vào thể người theo đường thức ăn ngày khoảng → 4mg/l Khi nồng độ Cu máu cao nguy tử vong nguyên nhân tăng lên 50% ung thư 40% so sánh với người có nồng độ Cu máu mức bình thường 10.1.3 Khả tác dụng độc Dùng liều lượng Cu mức dẫn đến kích ứng nặng niêm mạc, gan tổn thương thận, dây thần kinh trung ương, kích thích thần kinh trung ương dẫn đến trầm cảm Nhiễm độc đồng bao gồm triệu chứng : tiêu chảy phân xanh có màu xanh nước bọt, tan, máu cấp tính, bất thường chức thận Bệnh Wilson sai sót bẩm sinh trao đổi chất bị khiếm khuyết di truyền kết hợp Cu 2+ vào Apocerplasmin để tạo thành Ceruloplasmin khả gan tiết Cu dẫn vào mật dẫn đến Cu tích lũy mô gan, thận, não giác mạc dẫn đến tổn thương quan Nhiễm đồng liều cao độc Các nghiên cứu người cho thấy nước uống chứa > mg Cu L-1 gây hội chứng dày - ruột bao gồm nôn mửa, ỉa chảy Ăn phải lượng lớn, thường đồng sunfat, gây hoại tử gan chết Các cá thể thiếu glucozơ-6photphat tăng rủi ro ảnh hưởng gan đồng Ở nồng độ > 250 µg/g đến 300 µg /g đồng huyết gây bệnh Wilson (bệnh rối loạn trao đổi chất đồng) 10.2 Tiến trình xâm nhập – phân phối – trao đổi – đào thải thể Đồng xâm nhập vào thể chủ yếu theo đường miệng Đồng hấp thu vào máu dày phần ruột non Khoảng 90% Đồng máu kết hợp với chất đạm Ceruloplasmin vận chuyển vào tế bào hình thức thẩm thấu 68 phần nhỏ hình thức vận chuyển mang theo chất đạm Gan đào thải đồng dư thừa theo đường mật, xuống ruột để đào thải theo đường phân phần tiết theo đường nước tiểu 10.3 Cơ chế tác dụng độc Sự hấp thụ dày đồng điều hoà tự nhiên chế tự cân Nó vận chuyển huyết liên kết vào anbumin chậm liên kết vững vào xeruloplasmin transcuprein Mức huyết bình thường đồng t 120 ữ 145 àg L-1 Mt l ng tiết thơng thường đóng vai trị chủ yếu tự cân đồng Hầu hết đồng trữ gan tuỷ xương, chúng liên kết với metalothionein Đồng Cu 2+ vào túi mật bị khử tạo phức với glutathion trước liên kết với metalothionein Không thiết, đồng vào tế bào xuất khỏi tế bào nhờ chất vận chuyển ATPaza đồng Đồng chất gây cảm ứng hiệu metalothionein so với kẽm catmi Mặc dù vậy, đồng liên kết vào metalothionein dạng dự trữ thông thường đồng, đặc biệt trẻ em Trẻ sơ sinh phụ thuộc vào đồng dự trữ, lượng đồng khơng đủ trẻ lớn Mức đồng mô giảm dần đến 10 tuổi ổn định tương đối sau đó[1] 10.4 Phịng trị độc Thể cấp tính: Sử dụng EDTA, deferoxamin, D – penicillamin tạo chelat với kim loại nặng, tạo thành phức hợp dễ tan nước, dễ thải trừ qua nước tiểu Thể mạn tính dùng thuốc trị triệu chứng để bảo vệ gan, ổn định tuần hoàn trấn tĩnh Khi bị nhiễm đồng không dùng thắc ăn nhiều mỡ TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Đức Huệ (2010), Độc học môi trường, Đại học Quốc gia Hà Nội- Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên 69 [2] Đỗ Thị Lan, (2014), Giáo trình độc học mơi trường [3] Nguyễn Thị Khánh Ly, (2014), Độc học chì http://luanvan.co/luan-van/de-taidoc-hoc-chi-54211/ [4] Lê Ngọc Tú, (2006), Độc tố học an toàn thực phẩm [5] http://www.doisongphapluat.com/kinh-doanh/tu-van-tieu-dung/thuc-pham-co- nguy-co-nhiem-chi-cao-va-cach-nhan-biet-a157012.html [6] http://tuoitre.vn/tin/song-khoe/biet-de-khoe/20160730/anh-huong-cua-chi-den- suc-khoe-con-nguoi/1146313.html [7] http://tieudungplus.vn/nhung-thuc-pham-co-tac-dung-giai-doc-chi-12110.html [8] http://www.advite.com/cadmiumvathucpham.htm [9] http://omedicine.info/vi/otravlenie-kadmiem.html [10] http://www2.hcmuaf.edu.vn/data/quoctuan/Thuy%20ngan.pdf [11] Hồng Trọng Sĩ, (2008), Giáo trình độc học môi trường [12] http://afamily.vn/nhung-cach-giai-doc-thuy-ngan-tu-nguyen-lieu-san-co-hang- ngay-2016042803116431.chn [13] Trần Thị Thanh Hương, Lê Quốc Tuấn (2010), Cơ chế gây độc asen khả giải độc asen vi sinh vật, Khoa Khoa Học, Khoa Môi Trường Tài nguyên Trường Đại học Nông Lâm TP.HCM [14] Jaishankar M, Tseten T, Anbalagan N, Mathew BB (2014), Toxicity, mechanism and health effects of some heavy metals https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4427717/ [15] Nguyễn Văn Dục, Nguyễn Dương Tuấn Anh, Ô nhiễm nước kim loại nặng khu vực cơng nghiệp Thượng Đình, Tạp chí Khoa Học, Đại học Quốc Gia Hà Nội 70 [16] Nguyễn Thị Thanh Hoa (2005), Luận văn thạc sĩ khoa học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội [17] Ảnh hưởng kim loại nặng sức khỏe người, http://luanvan.co/luan-van/anh-huong-cua-kim-loai-nang-doi-voi-suc-khoe-con-nguoi1509/ [18] Đồng (Cu) Ceruloplasmin: dấu ấn rối loạn chuyển hóa đồnghttps://medlatec.vn/chi-tiet/chuyen-muc-xet-nghiem/-dong-cu-va-ceruloplasmin-cacdau-an-cua-roi-loan-chuyen-hoa-dong-6801-6801.aspx 71 ... thác, sản phẩm phụ nung chảy kim loại khác chì, kẽm đồng Cadmi sử dụng pin sạc nickel-cadmium mạ kim loại Nó sử dụng số, sơn, nhựa hàn kim loại Một số container kim loại, khay nước đá, bình đựng... với metallothionein gây độc thận Những kim loại khác Hg, Cu, Zn có khả Ag tạo metallothionein Các MT thực chức khử độc kim loại Cadmi cịn gây tổng hợp hợp chất liên kết kim loại phân tử khối thấp... sống làm nước uống) đủ giúp loại bỏ kim loại nặng khỏi thể • Tỏi loại củ gia vị tốt cho sức khỏe điều biết, có nghiên cứu cho thấy loại củ cịn giúp giảm lượng kim loại nặng nhiễm vào thể • Kiwi