XU LY KHI THAI Giới thiệu môn học Độc tố học môi trường Giảng viên ThS Trần Thị Mai Phương Khoa Môi trường – ĐHKHTN tp HCM Email ttmphuong@hcmuns edu vn Tel 095 88 929 56 Giới thiệu moân học tieân quy[.]
Giới thiệu môn học Độc tố học môi trường Giảng viên: ThS.Trần Thị Mai Phương Khoa Môi trường – ĐHKHTN tp.HCM Email: ttmphuong@hcmuns.edu.vn Tel: 095 88 929 56 Giới thiệu môn học tiên Hó Hóa môi trư trường ng Sinh vậ vật đại cương Sinh thá thái môi trư trường ng Vậ Vật lý lý Môi trư trường ng Địa lý lý môi trư trường ng Tài liệu tham khảo Đặng Kim Chi - HÓA HỌC MÔI TRƯỜNG Nhà xuất KHKT, Hà nội 2005 Hoàng Văn Bính - ĐỘC CHẤT HỌC CÔNG NGHIỆP VÀ DỰ PHÒNG NHIỄM ĐỘC Nhà xuất KHKT, tp.HCM 2005 Lê Huy Bá - ĐỘC HỌC MÔI TRƯỜNG S Vedy - ĐỘC TỐ HỌC MÔI TRƯỜNG CPSE – EPFL, Thụy só 2000 M.Ruchirawat, R.C Shank – ENVIRONMENTAL TOXICOLOGY, VOL 1,2,3 Bankok –Thailand 1998 HANDBOOK OF ECOTOXICOLOGY – Second Edition, Lewis Publishers Saùch tham khảo Nội dung môn học Môn học giới thiệu dạng độc chất biến đổi, trình chuyển hóa chất, mô tả đường chuyển hóa chất độc hại thể sinh vật đường (chuỗi) gây độc môi trường Môn học sâu mô tả nguồn gốc ảnh hưởng độc chất lên quần thể sinh vật bao gồm người sinh vật nói chung Môn học cung cấp cho sinh viên khái niệm kiến thức mức độ độc, đơn vị biểu diễn độ độc loại độc chất sinh học, hóa học, chiến tranh phóng xạ Nội dung môn học CHƯƠNG ĐẠI CƯƠNG VỀ ĐỘC TỐ HỌC MÔI TRƯỜNG 1.1 ĐỊNH NGHĨA, CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN ĐỘC HỌC MÔI TRƯỜNG 1.2 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN NGÀNH ĐỘC TỐ HỌC MÔI TRƯỜNG 1.3 SỰ LIÊN QUAN GIỮA ĐỘC TỐ HỌC MÔI TRƯỜNG VÀ PHÁT TRIỂN CÔNG NGHIỆP HOÁ CHẤT 1.4 MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ ĐỘC HỌC 1.5 PHÂN LOẠI ĐỘC CHẤT THEO ĐỘC TÍNH Nội dung môn học CHƯƠNG PHÂN LOẠI ĐỘC CHẤT MÔI TRƯỜNG 2.1 PHÂN LOẠI ĐỘC CHẤT MÔI TRƯỜNG 2.2 KIM LỌAI NẶNG 2.3 CÁC HP CHẤT HỮU CƠ THƠM MẠCH VÒNG 2.4 CÁC HP CHẤT HỮU CƠ CHỨA CHLOR 2.5 CÁC LỌAI THUỐC BẢO VỆ THỰC VẬT (BVTV) Nội dung môn học CHƯƠNG QÚA TRÌNH CHUYỂN BIẾN CỦA ĐỘC CHẤT TRONG MÔI TRƯỜNG 3.1 NGUYÊN LÝ VÀ ĐƠN VỊ ĐỘC CHẤT HỌC 3.2 CÁC NHÂN TỐ MÔI TRƯỜNG ẢNH HƯỞNG ĐẾN ĐỘ ĐỘC VÀ HOẠT TÍNH CỦA ĐỘC CHẤT 3.3 DIỄN BIẾN VÀ CON ĐƯỜNG ĐI CỦA ĐỘC CHẤT 3.4 CHU TRÌNH SINH ĐỊA HOÁ HỌC CỦA CÁC CHẤT ĐỘC Nội dung môn học CHƯƠNG CÁC PHẢN ỨNG CỦA SINH VẬT VỚI ĐỘC TỐ 4.1 XÂM NHẬP ĐỘC CHẤT VÀO CƠ THỂ 4.2 SỰ TÍCH TỤ SINH HỌC SỰ KHUYẾCH ĐẠI SINH HỌC 4.4 CÁC DẤU HIỆU SINH HỌC Nội dung môn học CHƯƠNG ĐỘC HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC 5.1 ĐỐI TƯNG NGHIÊN CỨU 5.2 THỬ NGHIỆM ĐỘC HỌC (TOXICITY TEST) 5.3 NHỮNG YẾU TỐ CẦN THIẾT VÀ QUAN TRỌNG ĐỂ ĐO ĐỘC TÍNH 5.4 ĐÁNH GIÁ VÀ ƯỚC LƯNG LIỀU LƯNG Nội dung môn học CHƯƠNG NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ RỦI RO ĐỘC HỌC MÔI TRƯỜNG 6.1 PHƯƠNG PHÁP LUẬN 6.1.1 Phương pháp luận đánh giá rủi ro, nguy hại chất độc với môi trường 6.1.2 Phương pháp xét nghiệm độc học 6.2 NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ RỦI RO ĐỘC HỌC MÔI TRƯỜNG CHƯƠNG ĐỘC TỐ HỌC VÀ SỨC KHỎE CỘNG ĐỒNG 7.1 KHÁI NIỆM OEL 7.2 CƠ SỞ THIẾT LẬP GIÁ TRỊ OEL 7.3 MỤC TIÊU VÀ GIỚI HẠN OEL ĐẠI CƯƠNG VỀ ĐỘC TỐ HỌC MÔI TRƯỜNG Environment is full of toxins Định nghóa Ø Độc học môi trường ngành khoa học nghiên cứu mối quan hệ phức tạp chất độc môi trường (đất, nước, người, hệ sinh thái…) Ø Độc học môi trường ngành học liên quan đến ngành khác hóa học, lý học, sinh học, sinh thái học, sinh hoá học, sinh lý học, dược học chí địa lý, lịch sử… Con người mối hiểm họa từ chất thải độc hại Các lónh vực áp dụng Ø Đánh giá tác động môi trường Ø Cảnh báo, dự báo khả biến đổi môi trường Ø Giám sát, quan trắc môi trường Ø Quản lý môi trường Ø Công nghệ Ø Luật môi trường LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN NGÀNH ĐỘC TỐ HỌC MÔI TRƯỜNG n Trước 1960: hình thành khái niệm độc học môi trường (Minamata, Dioxin VN) n Thập niên 70: phát triển vượt bực khoa học kỹ thuật hóa phân tính môi trường n 1970-1980: Khẳng định rõ ràng mối liên quan chất độc môi trường hậu lên sinh vật, chuỗi thức ăn sức khỏe người (Dioxin Seveso) Minamata - Japan 1400 người chết 2000 người bị ảnh hưởng Sinh vật thử nghiệm n n n n n D.Magna Selenastrium C.Cornuta C.Riparius H.Azteca Xử lý mẫu nước n n n Cần xử lý sơ mẫu trước thử nghiệm độc học mẫu có độ đục cao cần phải khử đục mẫu có độ mặn cao cần xử lý pH cao thấp cần trung hòa Xử lý mẫu bùn n n Mẫu bùn: Cần thiết phải xử lý mẫu dạng lỏng dung dịch chiết trước tiến hành thử nghiệm độc học Dung dịch chiết nước (phương pháp chiết rút nước) để xét nghiệm phần độc chất (thường hợp chất vô cơ) hòa tan nước Dung dịch chiết chất hữu EDTA, CDM (phương pháp chiết rút hữu cơ) để xét nghiệm phần độc chất (thường hợp chất hữu cơ) hòa tan dung môi hữu Các phép đo độ độc n n n n n Thường thử nghiệm độc học cấp tính điểm cuối thí nghiệm thường là: Phép đo tỷ lệ sinh vật chết: LC (%) Phép đo ảnh hưởng đến sinh vật: EC% Phép đo phản ứng sinh hóa sinh vật (biochemical) Phép đo bất động sinh vật (immobility) Phép đo thay đổi sinh lý sinh vật (physicologycal) NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ RỦI RO ĐỘC HỌC MÔI TRƯỜNG Đánh giá rủi ro chất độc với môi trường Phạm vi nghiên cứu Ø Qui mô phòng thí nghiệm Ø Khoanh vùng nghiên cứu (vùng, miền, lưu vực sông, bờ biển…) Phạm vi ứng dụng Ø Đánh giá nguồn ô nhiễm không điểm Ô nhiễm nước sông, biển Ô nhiễm không khí Ø Đánh giá nguồn ô nhiễm điểm Vùng sinh thái đất, nước Bước 1: Mục tiêu việc đánh giá rủi ro độc học l l Mục tiêu 1: Tiên đoán ảnh hưởng chất độc môi trường Mục tiêu 2: Xem xét ngược lại trình xảy để rút học cảnh báo Mục tiêu xem mục tiêu quản lý hợp chất đưa vào môi trường Bước 2: Đo đạc chất độc môi trường Các hợp chất độc bao gồm: l Sản phẩm hóa nông: thuốc BVTV, phân bón… l Sản phẩm hóa dược: Các loại thuốc l Hóa chất công nghiệp: sản xuất hóa chất l Sản phẩm phụ: Sản phẩm kèm với trình sản xuất sản phẩm khác Phương pháp đo dùng phương pháp phân tích hóa học hay sinh học Bước 3: Đánh giá chất độc theo phương pháp luận khác l l l l Cấu tạo chất độc, phản ứng xảy môi trường Xem xét trình tiếp xúc chất độc môi trường Những đáp ứng sinh vật với chất độc Tìm đặc trưng chất độc: Độc tính gây thành phần chất độc hay nguyên nhân khác Bước 4: Đề xuất biện pháp l l l l l Thay phải có biện pháp kiểm soát gắt gao, nhà quản lý môi trường cần phối hợp, gần khuyến khích nhà sản xuất thực biện pháp như: Khuyến khích nhà sản xuất tự nguyện giảm sản lượng hóa chất Dễõ thực nhóm hóa chất thứ Nên khuyến cáo trước khả rủi ro xảy Biện pháp giảm thiểu ảnh hưởng tối thiểu tới môi trường Giảm bớt tiếp xúc Các dịch vụ phục vụ Phương pháp đánh giá rủi ro chất độc với môi trường l l l l Các thử nghiệm độc học (toxicity test): Xác định ảnh hưởng toàn mẫu môi trường (bao hàm thành phần hóa học yếu tố khác mẫu) lên sinh vật thử nghiệm Sinh trắc (biomonitoring): tổng hợp đáp ứng sinh vật với yếu tố môi trường Đo tích tụ sinh học (bioaccuminalation) qua chuỗi thức ăn: đo hàm lượng chất độc thể sinh vật Nghiên cứu quần thể (community): Khoanh vùng nghiên cứu xem xét biến đổi số lượng loài Phương pháp luận đánh giá rủi ro chất độc với môi trường l l Thử nghiệm sinh học (bioassay): Xác định ngưỡng gây độc loại hóa chất: thường dùng hóa chất tinh khiết xác định ảnh hưởng đến mẫu môi trường Đo đáp ứng sinh hóa (biomarkers): dùng loại thử nghiệm sinh học để đánh giá ảnh hưởng chất ô nhiễm Sự hữu ích phương pháp độc học l l l l l l Đo dạng hay lọai chất độc với hình thái hóa học khác Xác định lan truyền chất độc Công cụ để phác thảo định quản lý môi trường Quyết định nhanh bước tiếp theo: có nên phân tích tiếp hay không Kết luận nhanh vị trí xem xét có cần thiết phục hồi hay không Xác định mức độ nguồn: để định mức độ phục hồi Một số hạn chế phương pháp l l l l Tất thí nghiệm độc học phải kèm phân tích hóa học số khảo sát khác Cần thiết quan trắc phục hồi (hay dùng cải tạo đất) Các yêu cầu bắt buộc khắt khe: kỹ thí nghiệm, tiêu chuẩn tiến hành thí nghiệm, qui mô tiến hành… Cần thiết số công cụ phụ trợ để đánh giá: GIS, ảnh viễm thám… Các vấn đề cấp bách Việt nam l l l Ước tính hàng năm Việt Nam sử dụng khối lượng hoá chất vào khoảng triệu cần ý: chất ăn mòn, chất dễ cháy, chất gây phản ứng, sơn vecni, cao su, chất dẻo, chất tẩy rửa, pin ắc qui… Hàng năm sử dụng khoảng triệu phân bón triệu sản phẩm dầu mỏ Từ năm 1991-1998, Việt nam sử dụng 220.150 thuốc BVTV( 140.000 thuốc trừ sâu, 38.000 thuốc trừ cỏ khoảng 45.000 thuốc trừ bệnh khác) Các vấn đề cấp bách sản xuất CN l l l l l l Ngành khí, luyện kim: vấn đề kim loại trình nấu chảy dung môi xử lý bề mặt Ngành dệt nhuộm dày da: Các loại thuốc nhuộm keo dán Trong ngành giấy bột giấy: clo, hợp chất clo, oxy già, ozon tẩy trắng Chế biến thực phẩm: Chất tẩy, chất chống thiu, chống mùi, thuốc tím Ngành điện: dung môi độc POP, PCB, MEK, xylen, Xây dựng: amiang ĐỘC TỐ HỌC VÀ SỨC KHỎE CỘNG ĐỒNG OEL: occupational exposure limit l l l l l OEL: qui định mức giới hạn tiếp xúc cho phép đặc trưng cho ngành công nghiệp (giá trị mà người lao động tiếp xúc môi trường làm việc) Thiết lập OEL tảng tập trung ý kiến thống nhóm nhà khoa học môi trường, bác só, nhà hóa học, nhà sinh học…cho môi trường làm việc cụ thể Bộ OEL lập cho biết ngưỡng giới hạn cho lao động bình thường chiếm đại đa số phải tiếp xúc với chất độc môi trường làm việc thường xuyên Để bảo vệ quyền lợi, sức khỏe cho người lao động, Giúp quan quản lý họat động lãnh vực môi trường Mục tiêu OEL l Khi đưa qui định giá trị OEL, người ta phải vào ảnh hưởng gây chất độc hại đa số người bình thường Giá trị OEL phải an toàn cho người lao động, tức không gây dấu bất thường cho người lao động Dấu hiệu tức (acute) hay ảnh hưởng dài lâu (chronic) Thiết lập giá trị OEL l l l l l Các dạng gây độc chất độc trước tiên, sau trình gây độc yếu tố cộng hưởng gây độc môi trường Cách thức tiếp xúc chất độc (hô hấp, da) Các sở liệu cấu tạo chất độc Tính chất lý hóa chất độc (màu, mùi, áp suất, nhiệt độ bay hơi…) Các nghiên cứu gây độc cấp tính ảnh hưởng độc cấp qua da, miệng Nó xem giá trị để thiết lập OEL Thiết lập giá trị OEL l l l l l Hiện tượng tổn thương trực tiếp chất độc qua da, hô hấp Tính đến độ nhạy cảm số người Tính toán đến phản ứng trao đổi chất, tích tụ sinh học, sản phẩm trao đổi chất phải tính đến tượng gây độc mang tính di truyền Trong số trường hợp đặc biệt phải tính đến nghiên cứu thái – thí nghiệm lên số động vật có vú chuột, thỏ, khỉ… Các hợp chất gây độc lên thần kinh gây độc mãn tính… Giới hạn OEL l l Khi lập OEL, có thông số không tính toán người cách trực tiếp Do không thiết phải tin tưởng áp dụng cách tuyệt đối Các giá trị cần phải cặp nhật liên tục Bộ OEL phải ý đến giá trị NOEC yếu tố thể ngưỡng cao thấp gây ảnh hưởng đến sức khỏe người ACGIH (American Conference of Industrial Hygienne – www.acgih.gov) l l l l ACGIH quan tâm tới vấn đề vệ sinh công nghiệp, sức khỏe nghề nghiệp môi trường với giá trị đặt TLV từ năm 1942 Có khoảng 700 giá trị ngưỡng TLV TLV dựa tiêu chuẩn phải xét theo thời gian làm việc (trung bình thời gian làm việc người lao động theo ACGIH 40 năm, 8h/ngày 5ngày/tuần) Và giá trị TLV điều chỉnh người lao động có tăng hay giảm ca làm việc Về nghiên cứu hợp chất gây ung thư, theo tiêu chuẩn ACGIH ngưỡng: A3: ngưỡng gây ung thư cho thú vật A2: ngưỡng nghi ngờ gây ung thư cho người A1: ngưỡng gây ung thư cho người OSHA - Occupational Safety & Heath Administration – www.osha.gov l OSHA lập giá trị giới hạn PEL lần vào năm 1968 năm 1989 có chỉnh sữa cải tiến cho phù hợp với xu PEL có khỏang 400 giá trị mang ý nghóa tham khảo chúng áp dụng cho nước công nghiệp phát triển 10 NIOSH - The National Institute for Occupational Safety and Heath – www.cdc.gov l NOISH Viện Quốc gia nghiên cứu đề xuất giá trị REL, có khỏang 400 giá trị REL đề xuất Đặc biệt hợp chất gây ung thư tiêu chuẩn NOISH nghiêm ngặt Những nơi có chế độ làm việc 10h/ngày hay sử dụng tiêu chuẩn NOISH xuất tiêu chuẩn dạng bỏ túi nên thuận lợi cho người lao động FDA (Food and Drug) l FDA quan thuộc EPA (Mỹ) có TSCAA (Toxic Substance Control Act) đặt giá trị để kiểm sóat độc học môi trường 11 AIHA -The American Industrial Hygenne Association – www.aiha.gov l l AIHA tổ chức tổ chức vệ sinh công nghiệp Mỹ Ngoài số nhà sản xuất tầm cỡ có giá trị đề nghị làm giá trị tham khảo cho nhà chức trách tập đòan Norvatis, Nestle… Họ có nghiên cứu phòng thí nghiệm tối tân Liên bang 12