TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI TIỂU LUẬN ĐỘC HỌC MÔI TRƯỜNG Ngành Kỹ thuật môi trường Tên đề tài tiểu luận Tìm hiểu mức độ ô nhiễm của một số kim loại độc trong môi trường và ảnh hưởng của chúng đến[.]
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI TIỂU LUẬN ĐỘC HỌC MƠI TRƯỜNG Ngành Kỹ thuật mơi trường Tên đề tài tiểu luận: Tìm hiểu mức độ nhiễm số kim loại độc môi trường ảnh hưởng chúng đến sức khỏe người hệ sinh thái Việt Nam Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS Đồn Thị Thái n Bộ mơn: Viện: Cơng nghệ mơi trường Khoa học công nghệ môi trường Thành viên nhóm 1 Bùi Hoa Dương Đỗ Thị Huệ Nguyễn Đình Quang Nguyễn Cảnh Minh HÀ NỘI, 11/2022 LỜI MỞ ĐẦU Ở hàm lượng nhỏ số kim loại nặng nguyên tố vi lượng cần thiết cho thể người sinh vật phát triển bình thường, hàm lượng lớn chúng lại thường có độc tính cao Khi thải vào mơi trường, số kim loại bị tích tụ đọng lại đất, song số hợp chất hòa tan tác động nhiều yếu tố khác Điều tạo điều kiện để kim loại có khả phát tán rộng vào nguồn nước ngầm, nước mặt tích tụ vào mô sống qua chuỗi thức ăn tiềm ẩn rủi ro gây độc tích lũy thể sinh vật Vấn đề ô nhiễm kim loại độc gây vấn đề quan tâm, đặc biệt nước phát triển ảnh hưởng q trình phát triển cơng nghiệp, nơng nghiệp, dịch vụ thương mại Nhận thấy đề tài “Tìm hiểu mức độ ô nhiễm số kim loại độc môi trường ảnh hưởng chúng đến sức khỏe người hệ sinh thái Việt Nam” hội tốt để nhóm tìm hiểu, trao dồi kiến thức kim loại độc môi trường; ảnh hưởng chúng đến người hệ sinh thái Việt Nam trình bày lượng kiến thức đến sinh viên Nội dung tiểu luận mà nhóm thực có trọng tâm trình bày về: - Nguồn gốc phát sinh, dạng tồn đường xâm nhập kim loại độc vào thể người, động vật môi trường Cơ chế/cách thức gây tác dụng độc lên thể người, động vật môi trường Ảnh hưởng kim loại độc lên sức khỏe người Ảnh hưởng kim loại độc lên mơi trường Biện pháp phịng ngừa, giảm thiểu tiếp xúc biện pháp cứu chữa bị nhiễm độc kim loại MỤC LỤC Chương Tổng quan lý thuyết mức độ ô nhiễm kim loại Độc tính kim loại Một số nhân tố ảnh hưởng đến tính độc kim loại 2.1 Nhiệt độ 2.2 pH 2.3 Sự thích nghi sinh vật phối kết hợp loại kim loại 2.4 Khoảng thời gian tần suất phơi nhiễm với chất độc Cơ sở đánh giá mức độ ô nhiễm QCVN quy định kim loại độc Chương Phân tích ảnh hưởng số kim loại độc sức khỏe người hệ sinh thái Việt Nam 10 Asen (As) 10 1.1 Nguồn gốc phát sinh, dạng tồn đường xâm nhập asen vào thể người/động vật môi trường 10 1.2 Cơ chế asen gây tác dụng độc lên thể người/động vật môi trường 11 1.3 Ảnh hưởng asen sức khoẻ người 11 1.4 Ảnh hưởng asen môi trường 12 Chì (Pb) 13 2.1 Nguồn gốc phát sinh, dạng tồn đường xâm nhập chì vào thể người/động vật mơi trường 13 2.1.1 Nguồn gốc phát sinh 13 2.1.2 Các dạng tồn chì 13 2.1.3 Các đường xâm nhập chì vào thể người 13 2.2 Cơ chế chì gây tác dụng độc lên thể người/động vật môi trường 14 2.3 Ảnh hưởng chì sức khoẻ người 14 2.4 Ảnh hưởng chì mơi trường 15 Thủy ngân 15 3.1 Nguồn gốc phát sinh, dạng tồn đường xâm nhập vào thể người/động vật môi trường 15 3.1.1 Nguồn gốc phát sinh 15 3.1.2 Các dạng tồn 15 3.1.3 Con đường xâm nhập vào thể người/động vật môi trường 16 3.2 Cơ chế chất gây ô nhiễm, gây tác dụng độc thuỷ ngân lên thể người/động vật môi trường tác nhân ảnh hưởng đến chế 16 3.3 Ảnh hưởng thuỷ ngân sức khỏe người 17 3.4 Ảnh hưởng thủy ngân môi trường 18 Crom (Cr) 18 4.1 Nguồn gốc phát sinh, dạng tồn đường xâm nhập vào thể người/động vật crom 18 4.1.1 Nguồn gốc phát sinh dạng tồn 18 4.1.2 Con đường xâm nhập 19 4.2 Cơ chất gây ô nhiễm, gây tác dụng độc crom lên thể người/động vật môi trường 19 4.3 Ảnh hưởng crom sức khỏe người 19 4.4 Ảnh hưởng Crom môi trường 20 Mangan (Mn) 20 5.1 Nguồn gốc phát sinh, dạng tồn đường xâm nhập mangan vào thể người/động vật môi trường 20 5.2 Cơ chế mangan gây tác dụng độc lên thể người/động vật môi trường 21 5.3 Ảnh hưởng mangan sức khỏe người 22 5.4 Ảnh hưởng Mangan môi trường 23 Kẽm (Zn) 23 6.1 Nguồn gốc phát sinh, dạng tồn đường xâm nhập kẽm vào thể người/động vật môi trường 23 6.2 Cơ chế kẽm gây tác dụng độc lên thể người/động vật môi trường 24 6.3 Ảnh hưởng kẽm sức khỏe người 25 6.4 Ảnh hưởng kẽm môi trường 26 Cadimi (Cd) 27 7.1 Nguồn gốc phát sinh, dạng tồn đường xâm nhập vào thể người/động vật môi trường cadimi 27 7.1.1 Nguồn gốc phát sinh 27 7.1.2 Dạng tồn 27 7.1.3 Con đường xâm nhập 27 7.2 Cơ chế cadimi gây tác dụng độc lên thể người/động vật môi trường 27 7.3 Ảnh hưởng cadimi đến sức khỏe người 27 7.4 Ảnh hưởng cadimi đến môi trường 28 Chương Biện pháp phòng ngừa, giảm thiểu tiếp xúc cứu chữa bị nhiễm độc 29 Biện pháp phòng ngừa 29 Biện pháp giảm thiểu tiếp xúc cứu chữa 31 KẾT LUẬN 33 Q trình nhóm thực tiểu luận 34 Danh mục hình ảnh 35 Danh mục bảng biểu 35 Bảng phân chia công việc 36 Tài liệu tham khảo 37 Chương Tổng quan lý thuyết mức độ ô nhiễm kim loại Độc tính kim loại Độc tính tác động độc hại (bất lợi) mà tác nhân hóa học vật lý gây cho sống sinh vật Độc tính hàm số độ hịa tan Các hợp chất khơng hịa tan dạng kim loại thường có độc tính khơng đáng kể Trong số trường hợp, dạng kim loại hữu độc hại metyl thủy ngân, tetraethyl chì Trong trường hợp khác, dẫn xuất kim loại hữu lại độc hại cation cobaltocenium [1] Độc tính kim loại tác dụng độc tính số kim loại số dạng liều lượng định sống Một số kim loại độc hại chúng tạo thành hợp chất hòa tan độc hại Một số kim loại khơng có vai trị sinh học, tức khơng phải khoáng chất thiết yếu, độc hại dạng định Thông thường kim loại nặng (trọng lượng riêng lớn g/cm3) coi đồng nghĩa, kim loại nhẹ độc hại số trường hợp định, chẳng hạn beryli (Be) lithium (Li) Không phải tất kim loại nặng đặc biệt độc hại, số cần thiết chẳng hạn sắt Định nghĩa bao gồm nguyên tố vi lượng liều cao bất thường gây độc [1] Một số nhân tố ảnh hưởng đến tính độc kim loại Có nhiều nhân tố ảnh hưởng đến trao đổi chất ảnh hưởng kim loại Những nhân tố coi nhân tố chủ đạo bao gồm tuổi tác, chế độ ăn, sức đề kháng, giới, loài, hệ nhịp sinh học … Tính độc kim loại bị thay đổi tác nhân như: ánh sáng, độ ẩm, tốc độ gió, lượng mưa, tia xạ thay đổi nhiệt độ [2] 2.1 Nhiệt độ Sự thay đổi nhiệt độ môi trường xung quanh ảnh hưởng đến trao đổi chất động vật đẳng nhiệt biến nhiệt Ảnh hưởng nhiệt độ đến tính độc kim loại có hai loại bản, là: - Độ độc kim loại tăng nhiệt độ môi trường tăng - Độ độc kim loại tăng nhiệt độ môi trường giảm Đối với động vật khơng xương sống nước mặn phần lớn tính độc kim loại tăng nhiệt độ mơi trường tăng Tuy nhiên, lồi cá nước nước mặn khơng có mối liên hệ đặc biệt độ độc kim loại với nhiệt độ Tuy nhiên, tính độc kim loại đến lồi thay đổi theo loại kim loại loại cá Ví dụ, cá hồi độ độc AgNO3 tăng nhiệt độ tăng Tuy nhiên, đồng ngược lại Tương tư vậy, lồi cá khơng phải họ cá hồi độ độc cadimi giảm xuống nhiệt độ tăng, lồi khác oryzias latipes lại khơng Đối với động vật đẳng nhiệt có xương sống, cạn ảnh hưởng thay đổi nhiệt độ bị chi phối tác động hormone, lồi động vật khơng xương sống cạn lồi thực vật cho tích lũy nhiều kim loại môi trường nhiệt độ cao [2] 2.2 pH pH nhân tố vô sinh quan trọng định đến tính linh động kim loại đất Sự phân hủy rác, làm pH đất giảm xuống giải phóng axit hữu pH giảm làm tăng tính linh động muối kim loại nặng đất Mưa axit làm tăng tính linh động kim loại độc khơng độc nước, đất làm tăng trình chuyển đổi số kim loại thành dạng độc [2] 2.3 Sự thích nghi sinh vật phối kết hợp loại kim loại Các liệu thử nghiệm độ độc cấp tính chứng tỏ có thích nghi thể sinh vật trước tính độc kim loại Thử nghiệm độc cấp tính với cá hồi gairdneri cho thấy cho tiếp xúc với đồng khoảng thời gian 21 ngày có mối liên quan rõ ràng nồng độ đồng với LC50 Tuy nhiên, sinh vật cá hồi gairdneri tiếp xúc với kim loại có độc cao chúng có phản ứng khơng cịn chúng đưa vào mơi trường Khi có tiếp xúc khơng liên tục với kim loại tử vong đến 30%, sinh vật sống sót bị giảm q trình sinh trưởng Trong hầu hết trường hợp, có kết hợp kim loại chúng làm tăng thêm tính độc Chỉ số trường hợp kim loại thêm vào làm giảm độc tính kim loại khác Ví dụ bạc làm cản trở tác động độc hại Cd lên trứng cá bơn [2] 2.4 Khoảng thời gian tần suất phơi nhiễm với chất độc Dựa vào khoảng thời gian tần suất phơi nhiễm chất độc mà ta phân ra: - Cấp: phơi nhiễm 24 giờ, thường lần lặp lại nhiều lần, tổng thời gian tương đương 24h - Bán cấp (subacute): thời gian phơi nhiễm lặp lại tháng ngắn - Bán mạn (subchronic): phơi nhiễm lặp nhiều lần, từ 1-3 tháng - Mạn tính (chronic): Lặp lại phơi nhiễm nhiều tháng Cơ sở đánh giá mức độ ô nhiễm Có nhiều sở khác để phân loại, đánh giá tác nhân độc tùy theo mục đích nghiên cứu đối tượng nghiên cứu Sau vài cách phân loại thuật ngữ liên quan: - Phân loại IARC (cơ quan nghiên cứu ung thư quốc tế) phân chất theo nhóm có khả gây ung thư (1, 2A, 2B, 3, 4) - Phân loại mức độ độc theo US EPA thể nghiên cứu độc tính cấp qua đường miệng, da đường thở - Các quy chuẩn Việt Nam có quy định kỹ thuật tiêu, thông số, giới hạn mức ô nhiễm kim loại nặng Sau nội dung giải thích kí hiệu, thuật ngữ phổ biến dùng thể độc tính: Đối với độc tính cấp: - LD50 (median lethal dose) liều lượng gây chết 50% số sinh vật thí nghiệm Thường áp dụng với nhóm sinh vật cạn Đơn vị mg/kg trọng lượng thể - LC50 (median lethal concentration) nồng độ gây chết 50% sinh vật thí nghiệm ED50 (median effective dose) liều lượng chất độc gây ảnh hưởng sinh học khác cho 50% đối tượng thí nghiệm - EC50 (median effective concentration) nồng độ chất độc gây ảnh hưởng sinh học khác cho 50% đối tượng thí nghiệm Đối với độc tính mạn - NOEL/NOEC: mức độ/nồng độ hóa chất cao mà chưa gây ảnh hưởng cho vật thí nghiệm - NOAEL/NOAEC: mức độ/nồng độ cao hóa chất chưa gây ảnh hưởng nghiêm trọng - LOAEL/LOAEC: mức độ/nồng độ hóa chất thấp bắt đầu quan sát thấy ảnh hưởng có hại cho sinh vật thí nghiệm - TVL (threshold limit value) mức độ tiếp xúc với hóa chất hàng ngày công nhân suốt đời mà không gây ảnh hưởng nghiêm trọng cho sức khỏe TVL thường nồng độ hóa chất khơng khí mà cơng nhân hít thở hay tiếp xúc qua da Đơn vị ppm cho khí mg/𝑚3 cho bụi - QCVN quy định kim loại độc Theo thơng tư số 34/2010/TT-BYT, ta có phụ lục I quy định tiêu chí hóa học nước khống thiên nhiên đóng chai liên quan đến an tồn thực phẩm phụ lục II quy định tiêu hóa học nước uống đóng chai liên quan đến an toàn thực phẩm Ta quan tâm đến quy định liên quan đến tiêu kim loại Bảng Bảng thể giới hạn tối đa tiêu hóa học nước khống thiên nhiên đóng chai nước uống đóng chai theo Thơng tư số 34/2010/TT-BYT Phụ lục I Phụ lục II Tên tiêu Giới hạn tối đa Phân loại tiêu 1) Giới hạn tối đa Phân loại tiêu 4) Arsen, tính theo arsen tổng số, mg/l 0,01 A 0,02 A Bari, mg/l 0,7 A 0,7 A Cadmi, mg/l 0,003 A 0,003 A STT Crom, tính theo crom tổng số, mg/l 0,05 A 0,05 A Đồng, mg/l B A Chì, mg/l 0,01 A Mangan, mg/l 0,01 A 0,4 A 0,4 A Thủy ngân, mg/l 0,001 A 0,006 A Nickel, mg/l 0,02 A 0,07 A 10 Selen, mg/l 0,01 A 0,01 A 1)Chỉ tiêu loại A: bắt buộc phải thử nghiệm để đánh giá hợp quy Chỉ tiêu loại B: không bắt buộc phải thử nghiệm để đánh giá hợp quy tổ chức, cá nhân sản xuất, nhập khẩu, chế biến sản phẩm sữa dạng lỏng phải đáp ứng yêu cầu tiêu loại B 4) Chỉ tiêu loại A: bắt buộc phải thử nghiệm để đánh giá hợp quy Chỉ tiêu loại B: không bắt buộc phải thử nghiệm để đánh giá hợp quy tổ chức, cá nhân sản xuất, nhập khẩu, chế biến sản phẩm sữa dạng lỏng phải đáp ứng yêu cầu tiêu loại B Theo QCVN 03-MT:2015/BTNMT quy định giới hạn tối đa hàm lượng tổng số số kim loại nặng tầng đất mặt quy định bảng sau: (Đơn vị: mg/kg đất khô) Bảng Quy định giới hạn tối đa hàm lượng tổng số số kim loại nặng tầng đất theo QCVN 03MT:2015/BTNMT STT Thông số Đất nông nghiệp Đất lâm nghiệp Đất dân sinh Đất công nghiệp Đất thương mại, dịch vụ Asen (As) 15 20 15 25 20 Cadimi (Cd) 1,5 10 Chì (Pb) 70 100 70 300 200 Crom (Cr) 150 200 200 250 250 Đồng (Cu) 100 150 100 300 200 Kẽm (Zn) 200 200 200 300 300 Trong QCVN 8-2:2011/BYT quy định giới hạn ô nhiễm kim loại nặng thực phẩm như: Lượng ăn vào hàng tuần chấp nhận tạm thời; Giới hạn ô nhiễm arsen, cadimi, chì, thủy ngân, methyl thủy ngân, thiếc thực phẩm [3] Trong quy chuẩn kỹ thuật quốc gia vệ sinh an tồn thực phẩm bao bì, dụng cụ cao su tiếp xúc trực tiếp với thực phẩm có tiêu kiểm tra cadimi, chì, kẽm, tổng kim loại nặng [4] Chương Phân tích ảnh hưởng số kim loại độc sức khỏe người hệ sinh thái Việt Nam Asen (As) 1.1 Nguồn gốc phát sinh, dạng tồn đường xâm nhập asen vào thể người/động vật môi trường Asen kim màu xám trắng, mùi tỏi Asen tinh khiết xem không độc, điều kiện bình thường asen khơng trạng thái tinh khiết tiếp xúc với khơng khí phần asen bị oxy hoá thành oxit độc Asen hợp chất vơ 10 ... ? ?Tìm hiểu mức độ ô nhiễm số kim loại độc môi trường ảnh hưởng chúng đến sức khỏe người hệ sinh thái Việt Nam? ?? hội tốt để nhóm tìm hiểu, trao dồi kiến thức kim loại độc môi trường; ảnh hưởng chúng. .. loại độc vào thể người, động vật môi trường Cơ chế/cách thức gây tác dụng độc lên thể người, động vật môi trường Ảnh hưởng kim loại độc lên sức khỏe người Ảnh hưởng kim loại độc lên mơi trường. .. - Độ độc kim loại tăng nhiệt độ môi trường tăng - Độ độc kim loại tăng nhiệt độ môi trường giảm Đối với động vật không xương sống nước mặn phần lớn tính độc kim loại tăng nhiệt độ môi trường tăng