Giáo trình độc học môi trường phần 2 lê phước cường (chủ biên)

Chương III NGUYÊN LÝ _ CÚA Đ ột HỌC MƠI TRƯỜNG • • _ 3.1 Các nguyẻn tắc toong nghiên cứu độc học môi trưởng Độc học môi trường ngành khoa học phát triển mạnh mẽ từ nhũng năm 1970 vói khẳng định rõ ràng mối liên quan chất độc ứong môi trường hậu lên sinh vật sơng, lên chuỗi thức ăn sức khoẻ người hệ sinh thái Từ năm 1979, Uỷ ban Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (EPA) Uỷ ban Môi trường châu Âu (ECC) ban hành quy định việc châp thuận sản phẩm hố học theo khía cạnh mơi trường Vào năm cuối thập niên 80, ngành độc tố học môi trường bắt đầu đưa vào nghiên cứu giảng dạy trường đại học, số sách chuyên ngành bắt đìu xuâ't bản, kể tạp chí Độc học mơi trường (Envữonmenial Toxicology) đòi giai đoạn Các nhà khoa h?c th ế giới thực nhiều nghiên cứu chuyên sâu độc hạc môi trường đúc kết sáu nguyên tắc chung nhâ't troxg nghiên cứu độc học môi trường 3.1.1 Nguyên tác thung ừong nghiên cửu độchọc Nguyên tắc 1: Hai khả gây tác động độc châỉ đến thểsổrg Khi chất độc xuất có hai khả gây tác độxg tói thê sơng: Một là, chất độc tác động trực tiếp lên sinh vật có khả nă»g hủy diệt sinh vật 140 GIÁO TRlNH Đ ỘC H Ọ C MƠI TRƯỜNG Hai là, chất độc khơng tác động trực tiếp lên sinh vật lại làm biến đổi mơi trường vật lý, hóa học nơi mà sinh vật sinh sơng, gián tiếp gây hại cho sinh vật, hủy diệt sinh vật Ví dụ, tác nhân nhiễm mơi trường hố châ't bị rị ri (hơi axit, khí do) chất phóng xạ tác động trực tiếp đẽn sinh vật gây tử vong làm biên tính, thay đổi tính chất lý hóa mơi trường sơng sinh vật, tích luỹ nồng độ theo thời gian thơng qua chuỗi thức ăn, lưới thức ăn Nguyên tắc 2: Độc học môi trường mô tả theo hai phương thức độc châl vào th ể Độc châ't môi trường vào thể sông theo hai phương thức cụ thể sau: Vận chuyển châ't độc môi trường từ thành phần sang thành phần khác cùa môi trường, q trình gọi động độc học mơi trường Ví dụ, độc châ't từ mơi trường khơng khí đến mơi trường đất (q trình hâ'p phụ khơ pha khí - rắn), độc châ't từ mơi trường nước, đâ't đến mơi trường khơng khí (q trình bay hoi) Nghiên cứu vận chuyển biên đổi tác nhân độc thê’ sông (động vật, thực vật) hệ trình làm động, thực vật bị ảnh hưởng theo nhiểu mức độ khác (suy giảm phát triển chết) Độc châ't từ môi trường khác xâm nhập vào thể sông chuyển hoá theo nhiều chế khác tuỳ thể sinh vật tiếp nhận, đào thải tích tụ lại bên thể sinh vật sống Quá trình gọi động dược học môi trường Nguyên tắc 3: Độc học môi trường nghiên cứu tác động châì độc lên quân th ể hệ sinh thái nhâĩ định Có nhiều yếu tô' môi trường ánh hưởng đến quần thể (hơn cá thể) mơi trường có thê ảnh hưởng đến phản úng sinh vật tiếp xúc với chất độc Chương III NGUYÊN LÝ CỦA Độc HỌC MŨI TRƯỜNG 141 Ví dụ, ỉhệ sinh thái rừng bao gồm thực vật thân mềm, thân gỗ lan rừng, thông, sổi động vật vọc, hổ, báo nghiên cứu tác động độc châ't chi nghiên cứu từ cá thê’ quần thể Nguyên tắc 4: Độc học môi trường nghiên cứu hiệu ứng tử vong tử vong Hiệu ứng tử vong: liều lượng châ't độc đủ để phát ảnh hưởng có hại mà khơng làm sinh vật chết, v í dụ chế nhiễm độc mãn tính hiểu nồng độ cực đại có thê’ châp nhận - MATC chế nhiễm độc câp tính - LOEL (nồng độ mà biểu nhiễm độc biểu mức độ thấp nhâ't) Hiệu ứng tử vong: liều lượng độc chất mơi trường đủ để sinh vật mơi trường chết, v í dụ cụ thể hiệu ứng tử vong ừên tử vong khí c o trình bày bảng 3.1.: Báng 3.1 Mối liên quan nổng độ c o triệu chứng nhiễm độc Nỗng độ CO (ppm) Triệu chứng 50 Nhiễm độc nhẹ 100 Nhiễm độc vừa phải, chóng mặt 250 Nhiễm độc nặng, chóng mặt 500 Bn nơn, nơn, truy 1.000 Hôn mê 10.000 Chết Nguyên tắc 5: Độc học môi trường nghiên cứu tương tác chung châl độc Trong môi trường sông, sinh vật thường tiếp xúc với nhiều châ't độc lúc Sự tương tác với chất độc có thê’ làm 142 GIÁO TR)NH Đ Ộ C HỌC MÔI TRƯỜNG tăng giảm tính độc hỗn hợp Sự tương tác câu trúc hóa học phân tử biên đổi trình sinh lý thể sinh vật Những biên đổi xảy q trình sinh hóa: tiết, hằ'p thụ Các dạng tương tác thường gặp: Tương tác tăng cường: làm tăng độc tính, thường thấy hai hợp chất lân hữu đất xuâ't lần, Tương tác hợp lực: thường thấy loài chuột hâp thụ lúc heptatotoxin ethanol Tương tác tiềm ẩn: trường hợp hai châ't không độc với sinh vật, vói thể nêu để riêng rẽ Nêu hai châ't vào thể sinh vật tính độc tăng lên Ví dụ, thường có thói quen ăn trứng kết hợp với hg sữa đậu nành mà protein trứng kết hợp vói trypsin sữa đậu nành, gây cản trở trình phân huỷ hấp thụ protein thể Tương tác đối kháng: châ't độc cản trở tính độc chất độc khác hâp thụ lúc (giảm tính độc đi) Có dạng phản ứng đơi kháng: a) Phản ứng đối kháng hóa học: trường hợp tương tác hố học trực tiếp xảy châ't đơi kháng chất chủ vận dẫn đến làm tác dụng châ't chủ vận Trong lâm sàng người ta vận dụng đơi kháng hố học để giải độc số trường hợp liều ngộ độc thuốc Ví dụ dùng protamin Sulfat liều heparina, dùng châ't gây chelat nhiễm độc kim loại nặng (dùng dimercaprol điểu trị ngộ độc asen, thuỷ ngân ) Trong lĩnh vực hoá sinh, Selen (Se) liên kết với thuỷ ngân (Hg) tạo phức ngăn cản phản ứng Hg vào liên kết sinh học protein b) Phản ứng đôi kháng không cạnh tranh: trường hợp chất đối kháng làm giảm tác động chất chủ vận tương tác ngồi vị trí gắn chất chủ vận Ví dụ: Acetylchlorine(ACh) liên Chương III NGUYÊN LỸ CỦA Độc MỌC MỠI TRƯỜNG 143 kết với thành phần liên quan tói tê' bào thần kinh, tế bào thần kinh bị thuốc bảo vệ thực vật lân hữu không chế gây ngăn cản tác động cùa ACh c) Phản ứng đối kháng chức năng: trường hợp hai chất chủ vận khác tương tác hai loại quan thụ cảm khác gây nên tác dụng đối lập Ví dụ đối kháng ACh Adrenalin số chức thể: ACh gây chậm nhịp tim, co tử cịn Adrenalin gây tăng nhịp tìm, giãn tử d) Phản ứng đối kháng cạnh tranh: loại đối kháng châ't đối kháng gắn chất chủ vận khơng có hoạt tính nội (khơng gây đáp ứng), v í dụ chất phong toả a p adrenoceptor châ't đối kháng cạnh tranh với chất kích thích a p adrenoceptor Trong đối kháng cạnh tranh có loại cạnh tranh cần canh tranh không cân Nguyên tắc 6: Độc học môi trường nghiên cứu nồng độ hấp thụ chai độc vào sinh vật làm liều lượng thí nghiệm Cách tiếp xúc tần số tiếp xúc, cách hấp thụ châ't độc lên thể sống có ảnh hưởng đến tính độc sinh vật nghiên cứu Nghiên cứu ứng dụng quan trắc môi trường cách sử dụng sinh vật chi thị nhạy cảm với độc tô' mơi trường Ví dụ nghiên cứu mức độ hấp thụ độc tố kim loại nặng động vật thân mềm hai mảnh vỏ môi trường nước để xác định chất lượng nước xác định độc tố vơ cơ, hữu mơ sinh học (tóc, mÓỊig tay) người để biết mức độ tích luỹ chất lượng mơi trường mà người trực tiếp sinh sông khoảng thời gian xác định (Le Phuoc Cuong cộng sự, 2013) 3.1.2 Nghiên cứu đánh giá độ an toàn độc chát Đánh giá độ an tồn đánh giá độc tính tiềm tác nhân hóa học hay lý học thể sinh vật (thông thường 144 GIÁO TRÌNH Đ Ộ C H Ọ C MƠI TRƯỜNG động vật) sau đánh giá độc tính thể người dựa số liệu thu thập từ nghiên cứu động vật (OECD, 1981; OECD, 2001; OECD, 2004; OECD, 2005) Điều kiện tiếp xúc an toàn cho người thiết lập sở số liệu đầy đủ tương ứng nghiên cứu động vật hay số liệu nghiên cứu thể người từ nguồn khác 3.1.2.1 Phương pháp thiết k ế thí nghiệm (Holĩhũtter H.G., 2003; Diener w., ỉ997) a) Mục tiêu thí nghiệm Xác định mục tiêu bước cần thiết cho thí nghiệm đánh giá độ an toàn độc chất Mục tiêu thí nghiệm phải ngắn gọn cụ thể vâh đề cần phải giải Ví dụ: Xác định lượng thuốc trừ sâu cho phép khối lượng nông sản định b) Thu thập thông tin số liệu Thu thập thông tin số liệu tác nhân nghiên cứu để thiết kê' thí nghiệm cách phù hợp Các thơng tin, số liệu thơng thường bao gồm: Tính chất hóa học, vật lý châ't cần nghiên cứu; Các phương pháp phân tích; Biến đổi châ't q trình chếbiêh, xử lý c) Điểu kiện thí nghiệm Một thiết kế phù hợp nghiên cứu phải thiết kê' thật sát điều kiện tiếp xúc người Dự kiến điều kiện tiếp xúc người bao gổm: Liều lượng tiếp xúc; Nổng độ; Chương III NGUYÊN LỸ CỦA Độc HỌC MŨI TRƯỜNG 145 Thời gian tiếp xúc; Điều kiện môi trường tiếp xúc d) Phương pháp nghiên cứu Có nhiều phương pháp để đánh giá độ an tồn, hai phương pháp sử dụng là: Phương pháp ma trận: Phương pháp ma trận phương pháp thực hàng loạt thí nghiệm sau đánh giá tất số liệu thiết lập điều kiện tiếp xúc an tồn Phương pháp dãy: Phương pháp dãy tiêíì hành thí nghiệm diễn k ế tiếp Thực thí nghiệm sau dựa kết thí nghiệm trước Chương trình đánh giá an tồn thường thực theo hai bậc Các nghiên cứu bậc Những nghiên cứu bậc xác định nguy sau phơi nhiễm câ'p tính nghề nghiệp Các nghiên cứu bậc thường tiên hành tháng, cho biết độ độc câp tính, kích thích lên da, mắt, đột biên quái thai Các nghiên cứu bậc thực động vật thí nghiệm ống nghiệm, xử lý vói liều nổng độ chất độc cao Các nghiên cứu bậc bao gổm: Nghiên cứu độc tính câp tính qua da, miệng đường hơ hâp động vật thí nghiệm; Thí nghiệm độc tính di truyền ngắn hạn bao gồm thí nghiệm nghiên cứu biên đổi gen tế bào vi khuẩn tếb động vật có vú; Thí nghiệm nghiên cứu kích thích da; Thí nghiệm nghiên cứu nhạy cảm da; G lAO TRlNH Đ ỘC HỌC MƠI TRƯỜNG 146 Thí nghiệm nghiên cứu kích thích mắt; Thí nghiệm nghiên cứu quái thai Các nghiên cứu bậc Nghiên cứu bậc nhằm xác định tác động dài hạn cùa phơi nhiễm nồng độ thâ'p lên thể Các nghiên cứu thường kéo dài từ đên năm Qua kết thí nghiệm xác định mức không quan sát thây tác hại (NOEL) qua sô' liệu sử dụng để xây dựng tham số an toàn cho người Các nghiên cứu bậc bao gồm: Các nghiên cứu bán trường diễn xử lý động vật gặm nhâm không gặm nhấm kéo dài khoảng thời gian từ 21 - 90 ngày; Nghiên cứu trường diễn loài gặm nhâm tháng, sau tiếp tục nghiên cứu thời gian từ 18 - 24 tháng hay đòi; Nghiên cứu khả gây ung thư; Nghiên cứu ảnh hưởng khả sinh sản (chủ yêu thực loài gặm nhâm) thể đực 3.1.2.2 Các thí nghiệm bậc a)T h í nghiệm nghiên cứu độc tính tức thời Những nghiên cứu độc tính tức thời thiết kế để đánh giá nhũng độc tính có sau thê’ tiếp xúc với hóa chất hay tác nhân vật lý Mục đích nghiên cứu độc tính tức thịi: Thiết lập mơì quan hệ liều lượng, đáp ứng; Xác định quan chịu tác động chế tác động; Phân biệt khác giới tính lồi; Chương III NGUYẼN LỸ c ủ A Đ ộ c HỌC MỦI TRƯỜNG 147 Đưa liều lượng phù hợp cho thí nghiệm Qui định nghiên cứu độc tính tức thời: Phải sử dụng đủ số lượng động vật thí nghiệm non, trưởng thành, đực, cái; Đường tiếp xúc phải mô theo cách người tiếp xúc; Các chi tiêu đưa đánh giá nhũng thay đổi hoạt động tiêu hóa, phản ứng hơ hâ'p, tiêu thụ thực phẩm, tăng giảm trọng lượng, tình trạng bệnh tật, khả gây đột biên gen tỉ lệ tó vong; Các động vật phải quan sát 14 ngày sau tiêp xúc Nghiên cứu độc tính tức thịi qua miệng (Phương pháp OECD TG423): Tiến hành thí nghiệm sơ' lượng động vật thí nghiệm vói lượng chất độc mức cao 2000mg/kg thể trọng Sau cho ăn 14 ngày, xác định số lượng động vật thí nghiệm chết, quan sát tiêu tiêu thụ thực phẩm, tăng giảm trọng lượng ; Nêu số động vật thí nghiệm chết lớn tiêp tục tiên hành thí nghiệm mức độ nồng độ thấp hơn; Nêu sơ' động vật thí nghiệm chết khơng có chết tiên hành lặp lại thí nghiệm mức 2000mg/kg thể trọng Nẽủ kết dừng thí nghiệm Cịn số chết lớn tiếp tục thí nghiệm mức nổng độ thấp hơn; Thí nghiệm tiên hành tiếp tục cho đên số chết không con; Lượng chất độc cho mức giảm dần sau: 2000, 300, 50, 5mg/kg thể trọng Nghiên cứu độc tính tức thời qua da (OECD - TG402): Bôi chất độc mức nồng độ cao 2000mg/kg thê’ trọng lên chỗ da cạo lơng, dùng vải qh kín vịng 24 tiêng, sau 14 ngày đếm số động vật thí nghiệm chết theo dõi chì SỐ thí nghiệm trên; 148 GIÁO TRlNH Đ Ộ C H Ọ C MƠI TRƯỜNG Nêu sơ' mức sơng sót q nhỏ, tiếp tục làm với liều lượng thâ'p Nghiên cứu độc tính tức thời qua đường hơ hấp (OECD TG403): Nghiên cứu qua đường hơ hấp cho động vật thí nghiệm tiếp xúc với độc riêng mũi tiếp xúc toàn thân; Mức nổng độ cao nhâ't 5mg/l Sau cho tiếp xúc với hoi độc vòng tiếng hổ di chuyển động vật vùng khơng có khí độc Sau 14 ngày đếm số động vật chết quan sát thay đổi trọng lượng tình trạng sức khỏe động vật thí nghiệm; Nểii sơ' lượng động vật sống sót nhỏ, tiếp tục thí nghiệm với nồng độ thâp b) Thí nghiệm nghiên cứu kích thích da Thí nghiệm Draize (John H Draize, FDA, 1944) thí nghiệm kích thích da phổ biên nhâ't, tiên hành trực tiếp thể động vật thí nghiệm Các bước thí nghiệm theo thứ tự sau: Loại bỏ tóc, lơng vị trí kiểm ứa; Tạo lớp da tổn thương lớp da nguyên vẹn; Bơi thuốc vị trí cần kiểm tra; Bọc kín chỗ vừa bơi thuốc 24 giờ; Rửa phẩn tác động thuốc lên phần da bị trầy xước phần da nguyên vẹn; Đánh giá mức độ kích thích sau 48 - 72 Hiện thay dùng động vật để nghiên cứu người ta xử dụng phương pháp thử nghiệm in vitro, dùng dòng tế bào phân chia, ngừng phân chia tê'bào gơ'c để đánh giá độc tính da Chi số độc tính tế bào xác định dựa vào kết đo ngấm đào thải chất nhuộm da: Thí nghiệm Trypan Blue: Dựa nguyên tắc chất nhuộm chi vào tế bào bị tổn thương, cách đo nôYtg độ cùa C h n g IV Độc HỌCCÙAMỘTsố TÁCNHÂNGAYỡ nhiễm mõi trường 277 Công thức câu tạo Aflatoxin Bl Sừerigmatoq/stin: độc tố tổng hợp từ nâm mốc A Versicolor Loại độc tố thường gặp bê' mặt phơ mai, gây uing thư thận gan Độc tính chúng gần giơng vói Aflatoxin Cơng thức câu tạo Strerigmatocystin Pénicillium: nấím mốc Pénicillium nguồn nấm mốc có nhiều đất, có 150 loài pénicillium Các độc tố nấm m ốc pénicillium gây bệnh chủ yêu cho thực vật Các bệnh mhững độc tố gây gây thối rễ, vàng Cấu trúc cúa Pénicillium (Nguôh: Visagie cộng sự, 2014) 278 GlAO TRlNH ĐỘC HỌC MÔI TRƯỜNG Fusarium: độc tố fusarium gây bệnh cho cho người Độc tô' T2 Toxin Fusarium gây độc đường tiêu hóa mạnh Liều lượng gây chết chuột 5,2 mg/kg, heo 3,1 mg/kg thể trọng Fusarium (Ngũn: ydvn.net) Nấm Amanita: có chứa nhiều độc tơ' có tính độc cao Nấm Amanita muscaria chứa độc châ't gây mê, co giật gây ảo giác Nấm A phalloïdes chứa polypeptides amanitin ổn nhiệt phalloidin gây nguy hiểm đến tếbào gan, thận, não tim Nấm Amanita phalloidcs (N guõn W ikiped ia) Chương IV Đ ộc HỌC CỦA MỠT S ố ĩA C NHAN GAY NHIỄM MŨI TRƯỜNG 279 43 Độc học số tác nhân vật lý 4.3.1 Độchọc ứ a số tácnhân phóng xạ Trong thời đại lượng hạt nhân, trình sản xuất hạt nhân tạo khôi lượng lớn châ't thải phóng xạ Việc tùy tiện thải bỏ chất thải phóng xạ thời gian vừa qua vẩn đề sinh nhiều tranh cãi khả sử dụng rộng rãi nguồn lượng hạt nhân tương lai Các hạt nhân phóng xạ sản xuất đường nhân tạo thời sử dụng rộng rãi úng dụng công nghiệp y học, đặc biệt phương pháp đánh dấu (ưacer) Với nhiều nguồn có khả tạo hạt nhân phóng xạ vậy, người ta thây khơng th ế có khả loại trừ hồn tồn nhiễm chất phóng xạ vào hệ thống sinh Ngồi ra, phóng xạ hạt nhân cịn vào hệ thống khí quyển, thủy quyến từ nguồn hạt nhân tự nhiên Do vậy, trình vận chuyển, phản ứng tích tụ sinh học hạt nhân phóng xạ hệ thống sinh thái có ảnh hưởng lớn đên sức khỏe mơi trường sỐng(Phan Sỹ An, 2005) a) Nguồn gốc gây ô nhiễm phóng xạ Do khai thác khống sản; Do sử dụng vũ khí hạt nhân, thử nghiệm bom nguyên tà; Do rị ri q trình vận chuyển, sản xuất sử dụng ngun tố phóng xạ Do nổ lị phàn ứng hạt nhân; Do sử dụng ngun tơ' phóng xạ điều trị bệnh nghiên cứu b) Tính châ't tia phóng xạ Tia a : giải phóng từ nguyên tố phóng xạ uranium, thorium, radium Gồm hạt nhân nguyên tử He mang hai proton hai neutron Tia a có mức lượng cao, dễ dàng hấp thụ vật liệu, làm ion hóa mơi trường GIÁO TRlNH Đ Ộ C HỌC MƠI TRƯỞNG 280 chì 8cm khơng khí Tia a khơng có khả xuyên thủng qua da tia gây hại phát sinh thể châ't phóng xạ hấp thụ qua đường tiêu hóa đường hơ hâp Tia ịỉ: bao gồm hạt electron, có mức lượng thay đổi tùy theo ngun tơ' phóng xạ Tia p làm ion hóa mơi trường yêu so vói tia a có tầm bay dài khơng khí khoảng hàng trăm mét Cũng tia a , tia p khơng có khả đâm xuyên qua da, chi gây hại phát sinh thể Tia y: sóng điện từ có bước sóng ngắn có lượng cao, có khả đ â m xuyên râ't lớn Tia Y gây hại cho tổn bên bên thể Mức độ gây hại tác nhân phóng xạ phụ thuộc vào loại lượng tia phóng xạ Mức độ gây hại tía phóng xạ thể sông xếp theo thứ tự giảm dần sau a>p>Ỵ c) Đánh giá độc tính phóng xạ Lượng châ't phóng xạ hâ'p thụ thể đo đơn vị grays (Gy), với Gy tính jun lượng phóng xạ hấp thụ lkg thể trọng (j/kg thể trọng) Do tính chất gây hại loại tia phóng xạ khác nên độc tính phóng xạ tính liều lượng độc tuơng đương sieverts (Sv) Liễu lượng độc tương đương tia phóng xạ tính nhu sau: - Đối với tia (3,y: Gy có liều lượng độc tương đương lSv - Đối vói tia a: Gy có liều lượng độc tương đương 20Sv Để đánh giá lượng hâ'p thụ lượng phóng xạ qua đường tiêu hóa, người ta dùng hệ số liều lượng hâ'p thụ qua đường thực phẩm (Sv*Bq-]) Chương IV Độc HỌC CÙA MỘT số TẤC NHÂN GAY NHIỄM MỦI TRƯỜNG 281 d) Chuyển hóa sơ' châ't ô nhiễm phóng xạ môi trường Chuyển hóa châ't phóng xạ nhiều hệ sinh thái khác (nước, khơng khí, sinh học) thường diễn nhanh so với chuyển hóa châ't mơi trường đất Chuyển hóa châ't phóng xạ thể thực vật thể sinh vật biểu diễn qua công thức sau: C = Coe‘ x* Trong đó, C: nơng độ chất phóng xạ thời điểm t Co: nồng độ chất phóng xạ ban đầu A: hệ sô' phân giải (năm -') Thời gian bán phân hủy Ti/2 = Ln2/A e) Phương thức vào thể sống Háp thụ: chất phóng xạ chủ yêu hấp thụ vào thể sống qua đường tiêu hóa, vài trường hợp hấp thụ qua đường hô hấp qua da Đường tiêu hóa đường hấp thụ đơi với châ't dễ tan nước Đối với châìt tan khả hấp thụ cịn phụ thuộc vào tính tan, nồng độ chất phóng xạ có máu Phân bố: châ't phóng xạ vào đường tiêu hóa hầu hết đào thải theo đường phân, phần nhỏ vào máu tích tụ lại quan thể Khi chất phóng xạ hâ'p thụ qua đường hơ hấp, đối vói châ't tan khoảng 25% lượng chất phóng xạ giữ lại đường hô hấp vào hệ tuần hoàn máu Các chất hệ tuần hoàn máu phân bố đến quan sau vài ngày Khoảng 50% giữ lại phận hô hấp nuốt vào bụng Đơì với châ't khơng tan khoảng 12% lượng châ't hâp thụ phân bố tích tụ vào quan 282 G lA O TRlNH Đ Ộ C H Ọ C MƠI TRƯỜNG Tùy theo tính châ't chất mà chất phân bô' đến quan khác thể (bảng 4.3) Bảng 4.3 Phân bế số đóng vị phóng xạ thể Đổng vị phóng xạ Cơ quan hấp thụ đặc hiệu «n 133J( 1351 Tuh giáp 137Cs Co Kiểm thơ’ «Sĩ, 90Sr, 90Y, ‘“Ba, i*°La Xương Đâ't 91Y/ ^2s, “ Nb, 141Ce, ‘«Ce, Nguyên tố Halogen Kiềm Pr, 143Pr, u7Nd, 147Pm Kim loại quí 103Ru, 106Ru, 106Rh Gan, xương Xương, gan Chuyển hóa: Các chất phóng xạ sau vào thể có chế chuyển hóa gần giống kim loại tương tự Đổng vị 137Cs: Chuyển hóa giống kali, hấp thụ vào tâ't mô tê'bào 131I: giống iot, tích tụ tuyêh giáp 90Sr 226Ra: chuyển hoá giống Ca theo Ca vào xương 14C 3H: chuyển hóa giơng cacbon, hydro có mặt tất mơ quan tếbào Đào thải tích tụ: Châ't phóng xạ chủ yếu đào thải qua đường nước tiểu, phân, hô hâ'p tuyến mổ hôi Phần lớn chất phóng xạ hấp thụ qua đường hơ hâ'p loại bó ngồi theo đường thớ nuốt vào bụng Các chất vào vòng tuần hoàn máu lọc qua C h n g IV Đ ộc HỌC CỦA MỘT số TÁC NHAN g a y NHIỄM MŨI TRƯỜNG 283 thận thải qua đường nước tiểu Đối với châ't vào qua dường tiêu hóa, phần thải qua đường phân Tốc độ đào thải châ't phóng xạ nhanh chât chưa vận chuyển đên quan cụ thể ví dụ xương T hời gian vào khoảng vài ngày vài tuần Sau giai đoạn đầu (giai đoạn chưa vào xương) tơ'c độ tiết chẩt phóng xạ xảy chậm Ví dụ radium, plutonium strontìum ttích tụ xương có chu kì bán phân hủy sinh học vài năm f) Nhiễm phóng xạ cấp tính Khi làm việc với chất phóng xạ tía phóng xạ nồng độ cao, bệnh nhân dễ bị nhiễm phóng xạ cấp tính Triệu chứng nhiễm phóng xạ câ'p tính rối loạn hệ thần lkinh trung ương, đặc biệt vỏ não, gây nhức đầu, chóng mặt, bu ồn nơn, hổi hộp, ăn, mệt mỏi Da bị bỏng bị tây nơi có tia phóng xạ chiếu qua C quan tạo máu bị tổn thương mạnh, bạch cẩu tiểu cầu giảm d ẫn đêh thiếu máu giảm khả miễn dịch g) Nhiễm phóng xạ mãn tính Triệu chứng thường xuất muộn sau hàng năm hàng chục năm tiếp xúc vói chất phóng xạ bị nhiễm chất phóng xạ Bệnh xảy bị nhiễm lượng chất phóng xạ nhỏ m ột thời gian dài Thời gian đẩu bị bệnh, bệnh nhân bị suy nhược thần kinh, suy nhược thể, sau rối loạn quan tạo máu, rối loạn chuyển hóa đường, lipit, prơtêin, mi khống cuối ■cùng bị thối hóa Bệnh nhân nặng bị đục mắt, ung thư da, ung thư xương 4.3.2 Độchọc cùa mộtSỐtác nhàn điện tít Trong thời đại bùng nô’ công nghệ thông tin tốc độ phát triển mạnh mẽ khoa học công nghệ cùa cách mạng cơng 284 GIÁO TRlNH ĐỘC HỌC MƠI TRƯỜNG nghiệp 4.0 nay, sơng người khó tách rời với vật dụng có điện từ trường Điện tò trường nguồn xạ điện tử người chịu tác động xạ điện từ Nguồn xạ điện từ (tiêng Anh Electromagnetic Fields, viết tắt EMFs) có nguồn gốc tự nhiên nguổn nhân tạo Trong tự nhiên, EMFs sinh từ sâím chớp, từ trường Trái Đất Nguồn EMFs nhân tạo hình thành từ trình sản xuâ't, truyền tải sử dụng điện Điện trường từ trường dạng xạ với tần số cao có khả xuyên qua vật cản tác động trực tiếp đên người môi trường sống a) Một số nguồn điện từ trường Nguồn điện trường tự nhiên chia thành hai nhóm: từ trường Trái Đâ't sóng radio từ tinh tú (Mặt trịi, Mặt trăng, sao), từ sấm sét - khí Từ trường Trái Đất tạo vùng lõi ngồi nóng chảy Trái Đâ't Điện trường tự nhiên Trái Đâ't sinh điện tích âm bề mặt, cường độ khoảng 100 đẽn 500 Các đám mây làm tăng cường độ điện trường lên đến hàng chục, hàng trăm v/m kv/m Nguồn điện từ trường nhân tạo dòng điện, điện gia dụng thường dòng điện xoay chiều (alternating current, AC) Điện từ trường phân làm năm loại tuỳ theo tần sơ' nó: loại tần sô' cực tha'p (ELF), loại tần số râ't thấp (VLF), loại tần sô' cao (HF) tần số thâp (LF), loại tần số râ't cao (VHF) loại siêu tần số (SHF) b) Sự tác động điện từ trường đến thê’ sông Điện từ trường nguồn mà người khơng thể nhìn thây khơng thê cảm nhận được, người bị động việc phòng tránh ảnh hưởng điện từ trường Sự phát xạ điện từ có tác động tiêu cực đến thể sống, làm thay đổi hoạt động hệ thần kinh, hệ tuần hoàn, hệ thống nội tiết nhiều hệ thống khác cúa thê người Chương IV Đ ộc HỌC CỦA MỘT số TÁC NHẨN gay NHIỄM MỦI TRƯƠNG 285 Cơ quan nhạy cảm nhâ't Gơ thể đôi với tác động điện từ trường hệ thống thần kinh trung ương, triệu chứng lâm sàng mệt mỏi, đau đầu, chóng mặt hệ thống nội tiết Sự ảnh hướng đên hệ thống nội tiết gây ảnh hưởng đên tìm mạch, tuần hồn, miễn dịch suy giảm hoạt động quan trao đổi chất Tác động nhiệt điện từ trường gây nguy hiểm đôi với quan có hệ thống mao mạch với lưu thơng máu mắt, não, dày Đặc biệt nhạy cảm hiệu ứng nhiệt thuỷ tình thể mắt, túi mật bọng đái Trường điện từ siêu cao tần gây tác động mạnh đêh mắt dẫn đến bệnh đục thuỷ tinh thể Mức độ tác động sinh học điện tò trường đên thể người phụ thuộc tần số dao động, cường độ thịi gian tiếp xúc 4.3.3 Đơchọctùatácnhân nhiệt a) Nguồn gốc gây nhiễm nhiệt Q trình nhiễm nhiệt gây nhiệt lượng thải từ trình đốt cháy nhiên liệu trình sản xuất, khai khống, sinh hoạt; q trình tăng nơng độ khí CƠ 2, hoi nước gây hiệu ứng nhà kính, giữ nhiệt xạ mặt trịi; cháy rừng, hoạt động cùa núi lửa b) Tác hại cùa ô nhiễm nhiệt Đôĩ với động vật người Đ ể đáp ứng với nhiệt độ môi trường, thể người sơ' động vật có khả điều hòa thân nhiệt cách tiết mổ hơi, tăng tuần hồn máu da nhiệt độ cao giảm tuần hoàn máu da nhiệt độ thấp Khi tiếp xúc với nhiệt độ cao gây bỏng, rát, tiêu diệt tê' bào phần da tiếp xúc có thê bị từ vong Khi nhiệt độ môi trường xung quanh tăng cao đặc biệt kết hợp với độ ẩm môi trường cao làm cho thể bị say nắng GIÁO TRlNH ĐỘC HỌC MƠI TRƯỜNG 286 CĨ triệu chứng nguy hiểm khác, trường hợp nặng dẫn đên tử vong Đôi với thực vật Nhiệt độ môi trường tăng lên làm tăng trình bốc nước đâ't bề mặt dẫn đến tác hại làm đất khô cằn, nghèo dinh dưỡng; vàng, héo; chậm phát triển; gây chết cháy rừng 4.3.4 Độchọctùa tácnhàn tiếng 6n a) Nguồn gốc tiêng ổn Tiêng ổn coi dạng ô nhiễm có tác động nguy hại đến sức khoẻ cộng đồng, gây giảm khả nghe, gây phiền phức, gây căng thẳng tâm lý Tiêng ổn tập hợp âm có cường độ tẩn sơ' khác nhau, xếp khơng có trật tự âm phát không lúc, nơi, âm phát với cường độ lớn, mức chịu đựng người Tác nhân gây ô nhiễm tiêng ổn có nguồn gốc tự nhiên nhân tạo Về nguồn gốc tự nhiên, hoạt động núi lửa, sạt lở núi động đất, nhiên chi nguyên nhân thứ yêu, chi lúc có núi lửa động đất lúc có nhiễm tiêng ồn thực tác động đên hộ dân sống gần khu vực núi lửa động đâ't Mặt khác khơng phải ngun nhân có tính chu kỳ mà xảy cách ngẫu nhiên Về nguồn gơ'c nhân tạo từ hoạt động phương tiện giao thông, mật độ xe lun thông đường phô' ngày lớn gây nên ô nhiễm tiếng ồn tiếng động cơ, tiếng còi, tiếng phanh xe Bên cạnh đó, việc sử dụng loại máy móc xây dụng, hoạt động công nghiệp sán xuất phổ biến, nguồn gây ô nhiễm tiếng ồn đáng kế Trong sinh hoạt, việc bật máy nghe nhạc lớn gâv tác động đến Chương IV Độc HỌC CỦA MỘT ỉ ố tá c n hẩn g a y NHIỄM MŨI TRƯỜNG 287 thính giác người xung quanh, vũ trường, quán bar Bảng 4.4 Mức áp suất âm tưcmg đương số nguồn ổn thường gặp (Nguõn: Phạm Ngọc Đăng, 1997) STT Môi trường tạo tiếng ổn Mức áp suất âm (dB) Trong phịng hồ nhạc biếu diễn Máy bay Boeing 707 cãt cánh cách lkm 90 (1000Hz) Động cánh quạt máy bay cất cánh 100 (1000Hz) Xe tải nặng (>10 tâii) chạy dẩu diesel cách m 90 (1000Hz) Trong xưởng đúc, dệt Máy phát ¿Bện 100-110 dBA Quạt gió thải nhiệt, đo khoảng cách 2m 97-105 dBA Ống khói 87-95 dBA b) 80 (ở tần số 1000Hz) 100-105 (1000Hz) Tác hại tìẽng ổn Tiếng Ồn ảnh hưởng đến người khơng chì hồn tồn phụ thuộc vào tính châ't vật lý mà chủ yêu phụ thuộc vào cảm thụ tâm lý người Nhìn chung, tiêng ồn có mơi trường nhiễm hạ thấp châ't lượng sống Tiêng ổn có tác động xấu đổi với người thông qua số thể sau đây: - Thường xuyên quây rầy giẩíc ngủ: vào ban đêm, nêu tiêng ồn vượt 45dBA thường xuyên, người bị mâ't ngủ, khó ngủ, giấc ngủ không sâu bị đánh thức mức cường độ âm cao Sau ngủ, bị tiếng ổn đánh thức gây nên tâm lý khó chịu Thiêu ngủ gây nên tác động nặng nề tâm sinh lý sơng com người GIÁO TRlNH ĐỘC HỌC MƠI TRƯỜNG 288 - Tác động đến thính giác: thính giác chi bị ảnh hưởng âm to, khoảng từ 100 dBA trở lên Nếu tiếp xúc thường xuyên với tiếng ổn mức cao, thính giác giảm sút rõ rệt Tiếng ồn mạnh gây chói tai, đau tai, chí làm thủng màng nhĩ - Tác động đến tiếp nhận thông tin: noi ổn, việc trao đổi thông tin bị ảnh hưởng Ở mức ổn 70 dB có tác động xâu đôi với trao đổi thông tin công cộng Mức cường độ âm lớn nhâ't mà có thê không gây tác động đến trao đổi thông tin vào khoảng 55 dB Ví dụ, trạm điện thoại cơng cộng đặt gần nhà máy xay xát tiêng ổn lớn làm khó nghe, khơng mn đến gọi Việc trao đổi thông tin Tất quan trọng doanh nghiệp, công tác quản lý, giáo dục - Tác động đến thể lực, tâm thần hiệu làm việc người: tiêng ổn làm suy yếu thể lực, gây suy nhược thần kinh làm giảm hiệu làm việc đổi với sơ' người Nêu tiếng ổn đạt tói 100 dB khơng chi gây bệnh tâm thần mà cịn gây tổn thương đơi với phần tai Đặc biệt, số người có thê khó chịu với tiếng thầm thì, tiếng tích tắc hổ Tiếng ổn làm gián đoạn suy nghĩ, làm giảm hiệu cơng tác Chương IV Độc HỌCCỦAMỔT số TACNHANgay ô nhiễm mối trường 289 Câu hỏi ôn tập Chương IV Câu Trình bày số tác động cùa tác nhân kim loại nặng (Hg, Pb, Cd, As) lên thể sơng? Câu Chất hữu tổn lưu (phân hố học, hố chất bảo vệ thực vật) có tác động đến môi trường người nào? Phân tích số trạng thực tế nhiễm hoá chất bảo vệ thực vật nay? Câu Sự ảnh huởng cùa số hợp châ't hữu tổn lưu khó phân huỷ (POPs) đẽn mơi trường sinh thái, cho ví dụ phân tích? Câu Trình bày đặc trung độc học số chất phụ gia thực phẩm: châ't chống vi sinh vật, châ't chông oxy hoá, châ't dinh dưỡng, muối khoáng, châ't tạo màu, đường hố học? Câu Anh hưởng sơ' độc chât mơi trường khơng khí, số độc chất dạng dêrv người sinh vật, phân tích cho ví dụ? Câu Các q trình hâ'p thụ, hâ'p phụ có ảnh hưởng đến khả tổn lưu độc châ't môi trường? Diễn giải qua đường hấp phụ đẳng nhiệt Preundlich Langmuir? Câu Trình bày phân tích ảnh hưởng sơ' tác nhân độc có nguồn gốc sinh học (động vật, thực vật) đêh sức khoẻ môi trường? Câu Phân biệt nội độc tố ngoại độc tơ? Nêu đặc điểm phân tích số triệu chứng nhiễm độc tô' vi sinh vật? Câu Độc học cùa số tác nhân vật lý, trình bày mức độ ánh hưởng tia phóng xạ a , p, Y đến thể sống? Sự phân bố cùa số vị phóng xạ lên thể sông? Câu 10 Sự ảnh hưởng số tác nhân điện từ đến sức khoẻ người? Câu 11 Tác hại ô nhiễm nhiệt động vật người? GIÁO TR]NH Đ Ộ C HỌC MÔI TRƯCNG 290 Tài liệu tham khảo Bộ Y tế, 2006 Sức khỏe môi trường Nxb Y học Đặng Kim Chi, 2002 Hóa học Mơi trường Nxb Giáo dục Đặng Kim Chi (Chủ biên), 2012 Làng nghề Việt Nam Nxb Khoa học Kỹ thuật Lê Huy Bá, 2008 Độc học môi trường Nxb Đại học Ọaốc gia TP Hổ Chí Minh Lê Tiên Dũng, 2006 Độc tố thực vật châl đôi kháng dinh dưỡng, Dự án giáo dục công chúng vê' thực phẩm chuyển gen, Đại học Cornell, Hoa Kỳ Phan Sỹ An (Chủ biên), 2005 Giáo trình Y học hạt nhân Trường Đại học Y Hà Nội Phạm Ngọc Đăng, 1997 Mơi trường khơng khí Nxb Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Trịnh Thị Thanh, 2010 Giáo trình Độc học sinh thái Nxb Giáo dục Andreas Heintz, Guido A Reinhardt, 1996 Chemie und Umwelt, Ein Studienbuch für Chemiker, Physiker, Biologen und Geologen 10 Tabuchi T., Hasegawa s., 1995 Paddy fields in the world, Japanese Society o f Irrigation, Drainage and Reclamation Engineering, Japan, pp 203 - 225 11 Visagie C M., Houbraken J., Frisvad J.C., Hong S B , Klaassen C.H W., Perrone G., Seifert K A., Varga J , Yaguchi T., Samson R A., 2014 Identification and nomenclature o f the genus Peniciliium, Studies in Mycology, 78: 343 - 371 Giám đ íc ■Tổng Biên tập: (024) 39715011 NHAXUẦTBẢN Quản lý x u bin: (024) 39728806; Fax: (024) 39724736 bạihọcqcgiah A nội Btén tập: (024) 39714896 16 Hàn« Chuối - Hai B i TnMg Hi Nội Chịu trách nhiệm xuát bản: Kỹttiu ịtxuá t bản: (024)39715013 Giám đốc - Tổng Biên tập: TS PHẠM THỊ TRAM Biên tập: PHẠM THU HẰNG - NGUYỄN THỊ THỦY Ché bản: NGUYỀN SỸ DƯƠNG Trình bày bla: NGUYỄN NGỌC ANH T R lN H Đ Ộ C H Ọ C M Ô I T R Ư Ờ N G _ Mã số: 1L-07 LKĐH2018 In 200 cuốn, khố 16x24 cm Công ty CP in Thương mại Truyén Thông Việt Nam số 7, ngách 28, ngõ 29 phổ Vĩnh Tuy, phường Vĩnh Tuy, Quận Hai Bà Trưng, Hà Nội Số xuất bản: 2141 -2018/CXBIPH/02-213/ĐHQGHN, ngày 21 /6/2018 Quyết định xuất sỗ: 465 KH-TN/QĐ-NXBĐHQGHN, ngày 22/8/2018 In xong nộp lưu chiểu năm 2018 ... 3 .2 Động học độc học môi trường Động học độc học mơi trường trình bày ngun lý, chế, nguyên tắc châ''t độc di chuyên từ thành phần môi trường sang thành phần môi trường khác từ thành phần mơi trường. .. sang thành phần khác cùa mơi trường, q trình gọi động độc học mơi trường Ví dụ, độc châ''t từ mơi trường khơng khí đến mơi trường đất (q trình hâ''p phụ khơ pha khí - rắn), độc châ''t từ môi trường. .. Nguyên tắc 2: Độc học môi trường mô tả theo hai phương thức độc châl vào th ể Độc châ''t môi trường vào thể sông theo hai phương thức cụ thể sau: Vận chuyển châ''t độc môi trường từ thành phần sang