Nitrat (công thức hóa học là NO3-) và nitrit (công thức hóa học là NO2-) là hợp chất của nitơ và oxy, thường tồn tại trong đất và trong nước. Đây là nguồn cung cấp nitơ cho cây trồng. Thông thường nitrat không gây ảnh hưởng sức khỏe, tuy nhiên nếu nồng độ nitrat trong nước quá lớn hoặc nitrat bị chuyển hóa thành nitrit sẽ gây ảnh hưởng có hại đến sức khỏe. Sự có mặt của nitrat và nitrit trong nước cho thấy nguồn nước đã bị nhiễm bẩn từ sử dụng phân bón trong nông nghiệp, bể phốt, hệ thống xử lý nước thải, chất thải động vật, chất thải công nghiệp hoặc từ ngành công nghiệp chế biến thực phẩm. Ngoài ra, hàm lượng nitrat trong nước cao cho thấy nguồn nước đã bị nhiễm bẩn bởi một số chất ô nhiễm khác như vi khuẩn hoặc thuốc trừ sau, những chất ô nhiễm này có thể thâm nhập nguồn nước và hệ thống phân phối nước giống như nitrat và nitrit. Tùy theo mức độ có mặt của các hợp chất nitơ mà ta có thể biết được mức độ ô nhiễm nguồn nước. Khi nước mới bị nhiễm bẩn bởi phân bón hoặc nước thải, trong nguồn nước có NH3, NO2- và NO3-. Sau một thời gian NH3 và NO2- bị oxy hóa thành NO3-. Như vậy: - Nếu nước chứa NH3 và nitơ hữu cơ thì coi như nước mới bị nhiễm bẩn và nguy hiểm. - Nếu nước chủ yếu có NO2- thì nước đã bị ô nhiễm thời gian dài hơn, ít nguy hiểm hơn. Nếu nước chủ yếu là NO3- thì quá trình oxy hóa đã kết thúc. 2. Nguồn gây ô nhiễm nitrat, nitrit 2.1. Nguồn gốc tự nhiên Do cấu tạo địa chất và lịch sử hình thành địa tầng: các hiện tượng xói mòn, xâm thực, hiện tượng sét trong tự nhiên, v.v xảy ra giải phóng các hợp chất của nitơ dẫn tới các quá trình nitrat hóa, nitrit hóa. Tuy nhiên, trong môi trường tự nhiên, các hợp chất này có khả năng được đồng hóa và đưa về trạng thái cân bằng. 2.2. Nguồn gốc nhân tạo - Sử dụng quá mức lượng phân bón hữu cơ, thuốc trừ sâu, hóa chất, thực vật đã gây ảnh hưởng nghiêm trọng tới nguồn nước hoặc do quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ càng làm đẩy nhanh quá trình nhiễm nitrat, nitrit trong nước. - Quá trình khoan khai thác nước diễn ra phổ biến cũng là nguyên nhân gây ô nhiễm nguồn nước ngầm do lượng nước bị khai thác lớn mà lượng nước mới chưa kịp bổ sung dẫn tới quá trình xâm thực được đẩy mạnh, nước ngầm được bổ sung bằng việc thấm từ nguồn nước mặt xuống Do các hoạt động của nguồn trên đã dẫn đến sự gia tăng nồng độ các chất nitơ trong nước bề mặt. Các chất này theo nước mặt thấm xuyên từ trên xuống hoặc thấm qua sườn các con song, xâm nhập vào nước ngầm dẫn tới tình trạng tăng nồng độ hợp chất nitơ. 3. Ảnh hưởng của nitrat, nitrit tới sức khỏe Nitrit (NO2-), nitrat (NO3-) là những chất có tính độc hại tới sinh vật và con người vì sản phẩm nó chuyển hóa thành có thể gây độc cho cá, tôm, v.v, gây ung thư cho con người. 3.1. Con người Thực ra NO3- không độc nhưng khi vào cơ thể nitrat được chuyển hóa thành nitrit nhờ vi khuẩn đường ruột. Ion này còn nguy hiểm hơn nitrat đối với sức khỏe con người. Do vậy, khi ăn uống nước có chứa nitrit thì cơ thể sẽ hấp thu nitrit. Nitrit có tác dụng oxy hóa hemoglobin (huyết sắc tố) chứa trong hồng cầu, biến hemoglobin (Hb) thành methemoglobin (MetHb) không có khả năng vận chuyển O2 và thán khí giống như hemoglobin. Trẻ sơ sinh rất mẫn cảm với bệnh này trẻ sơ sinh không có đủ enzyme trong máu để chuyển hóa methemoglobin trở lại thành hemoglobin. Trẻ em mắc chứng bệnh này thường xanh xao và dễ bị đe dọa đến mạng sống, đặc biệt là trẻ dưới 6 tháng tuổi. Khi bị ngộ độc nitrit thì cơ thể sẽ không thể làm tròn chức năng hô hấp, có các biểu hiện như khó thở, ngột ngạt. Thông thường, trẻ từ 6 tháng tuổi trở lên và người lớn ít bị ảnh hưởng bởi methemoglobinemia do hệ tiêu hóa có khả năng hấp thụ và thải loại nitrat. Mặc dù đã có những nghiên cứu nhằm đánh giá khả năng gây ung thư do ăn uống nước bị ô nhiễm nitrat và nitrit (ở nồng độ cao) trong thời gian dài, nhưng cho đến nay các kết quả nghiên cứu chưa đủ để khẳng định mối tương quan giữa ăn uống nước bị nhiễm nitrat và nitrit trong thời gian dài và ung thư. Tuy nhiên, nitrat và nitrit (đặc biệt là nitrit) vẫn được khuyến cáo là có khả năng gây ung thư ở người do nitrit sẽ kết hợp với các axit amin trong thực phẩm làm thành một họ chất nitrosamine-1 hợp chất tiền ung thư. Hàm lượng nitrosamin cao khiến cơ thể không kịp đào thải, tích lũy lâu ngày trong gan có thể gây ra hiện tượng nhiễm độc, ung thư gan hoặc ung thư dạ dày. Trường hợp nhiễm độc trầm trọng nếu không được cứu chữa kịp thời dẫn đến nguy cơ tử vong cao. 3.2. Sinh vật Nuôi trồng thủy sản: tôm, cá nước ngọt và các sinh vật thủy sinh khác. Khi tôm tiếp xúc với nồng độ NO3- cao trong thời gian dài sẽ bị cụt râu, mang bất thường và gan tụy bị tổn thương. Cơ quan gan tụy ở tôm sản xuất enzyme tiêu hóa và chịu trách nhiệm thúc đẩy sự hấp thu các chất dinh dưỡng. Khi bị tổn thương sự hấp thu sẽ giảm, dẫn đến tăng trưởng tôm thấp. Nitrite không chỉ làm cá thiếu oxy vì tạo ra MetHb mà còn tác động đến nhiều cơ quan khác bởi nhiều cơ chế khác nhau. Ví dụ ở cá hồi thì nitrite gây giãn mạch, bằng chứng là tăng sự rối loạn nhịp tim gây ra cao áp huyết; hoặc nitrite chuyển sang dạng nitric oxide (NO) làm cản trở quá trình điều hòa; làm rối loạn quá trình tiết hormon của tuyến nội tiết như quá trình tổng hợp hormone sinh dục bị ức chế khi đó những hormon này bị chuyển thành dạng ammonia hoặc urea để thải ra ngoài. Nitrite không dừng lại ở mang và máu mà còn tích lũy trong gan, não và cơ. Lúc đầu khi lượng nirite vào cơ thể sẽ được máu (HbO2) chuyển hóa thành nitrate (NO3-) ít độc hơn và quá trình chuyển hóa này cũng xảy ra ở gan nhằm giải độc nitrite cho cơ thể nhưng nếu nồng độ nitrite quá cao thì cá có thể chết do nồng độ MetHb trong cơ thể tăng cao.
Trang 1Nitrat (công thức hóa học là NO3-) và nitrit (công thức hóa học là NO2-) là hợp chất củanitơ và oxy, thường tồn tại trong đất và trong nước Đây là nguồn cung cấp nitơ chocây trồng Thông thường nitrat không gây ảnh hưởng sức khỏe, tuy nhiên nếu nồng độnitrat trong nước quá lớn hoặc nitrat bị chuyển hóa thành nitrit sẽ gây ảnh hưởng có hạiđến sức khỏe.
Sự có mặt của nitrat và nitrit trong nước cho thấy nguồn nước đã bị nhiễm bẩn từ sửdụng phân bón trong nông nghiệp, bể phốt, hệ thống xử lý nước thải, chất thải độngvật, chất thải công nghiệp hoặc từ ngành công nghiệp chế biến thực phẩm Ngoài ra,hàm lượng nitrat trong nước cao cho thấy nguồn nước đã bị nhiễm bẩn bởi một số chấtô nhiễm khác như vi khuẩn hoặc thuốc trừ sau, những chất ô nhiễm này có thể thâmnhập nguồn nước và hệ thống phân phối nước giống như nitrat và nitrit Tùy theo mứcđộ có mặt của các hợp chất nitơ mà ta có thể biết được mức độ ô nhiễm nguồn nước.Khi nước mới bị nhiễm bẩn bởi phân bón hoặc nước thải, trong nguồn nước có NH3,NO2- và NO3- Sau một thời gian NH3 và NO2- bị oxy hóa thành NO3- Như vậy:
- Nếu nước chứa NH3 và nitơ hữu cơ thì coi như nước mới bị nhiễm bẩn và nguy hiểm.- Nếu nước chủ yếu có NO2- thì nước đã bị ô nhiễm thời gian dài hơn, ít nguy hiểmhơn
Nếu nước chủ yếu là NO3- thì quá trình oxy hóa đã kết thúc
2 Nguồn gây ô nhiễm nitrat, nitrit
2.1 Nguồn gốc tự nhiên
Do cấu tạo địa chất và lịch sử hình thành địa tầng: các hiện tượng xói mòn, xâm thực,hiện tượng sét trong tự nhiên, v.v xảy ra giải phóng các hợp chất của nitơ dẫn tới cácquá trình nitrat hóa, nitrit hóa Tuy nhiên, trong môi trường tự nhiên, các hợp chất nàycó khả năng được đồng hóa và đưa về trạng thái cân bằng
2.2 Nguồn gốc nhân tạo
- Sử dụng quá mức lượng phân bón hữu cơ, thuốc trừ sâu, hóa chất, thực vật đã gâyảnh hưởng nghiêm trọng tới nguồn nước hoặc do quá trình phân hủy các hợp chất hữucơ càng làm đẩy nhanh quá trình nhiễm nitrat, nitrit trong nước
- Quá trình khoan khai thác nước diễn ra phổ biến cũng là nguyên nhân gây ô nhiễmnguồn nước ngầm do lượng nước bị khai thác lớn mà lượng nước mới chưa kịp bổsung dẫn tới quá trình xâm thực được đẩy mạnh, nước ngầm được bổ sung bằng việcthấm từ nguồn nước mặt xuống Do các hoạt động của nguồn trên đã dẫn đến sự giatăng nồng độ các chất nitơ trong nước bề mặt Các chất này theo nước mặt thấmxuyên từ trên xuống hoặc thấm qua sườn các con song, xâm nhập vào nước ngầm dẫntới tình trạng tăng nồng độ hợp chất nitơ
3 Ảnh hưởng của nitrat, nitrit tới sức khỏe
Trang 2Nitrit (NO2-), nitrat (NO3-) là những chất có tính độc hại tới sinh vật và con người vì sảnphẩm nó chuyển hóa thành có thể gây độc cho cá, tôm, v.v, gây ung thư cho conngười.
3.1 Con người
Thực ra NO3- không độc nhưng khi vào cơ thể nitrat được chuyển hóa thành nitrit nhờvi khuẩn đường ruột Ion này còn nguy hiểm hơn nitrat đối với sức khỏe con người Dovậy, khi ăn uống nước có chứa nitrit thì cơ thể sẽ hấp thu nitrit Nitrit có tác dụng oxyhóa hemoglobin (huyết sắc tố) chứa trong hồng cầu, biến hemoglobin (Hb) thànhmethemoglobin (MetHb) không có khả năng vận chuyển O2 và thán khí giống nhưhemoglobin
Trẻ sơ sinh rất mẫn cảm với bệnh này trẻ sơ sinh không có đủ enzyme trong máu đểchuyển hóa methemoglobin trở lại thành hemoglobin Trẻ em mắc chứng bệnh nàythường xanh xao và dễ bị đe dọa đến mạng sống, đặc biệt là trẻ dưới 6 tháng tuổi Khibị ngộ độc nitrit thì cơ thể sẽ không thể làm tròn chức năng hô hấp, có các biểu hiệnnhư khó thở, ngột ngạt Thông thường, trẻ từ 6 tháng tuổi trở lên và người lớn ít bị ảnhhưởng bởi methemoglobinemia do hệ tiêu hóa có khả năng hấp thụ và thải loại nitrat.Mặc dù đã có những nghiên cứu nhằm đánh giá khả năng gây ung thư do ăn uốngnước bị ô nhiễm nitrat và nitrit (ở nồng độ cao) trong thời gian dài, nhưng cho đến naycác kết quả nghiên cứu chưa đủ để khẳng định mối tương quan giữa ăn uống nước bịnhiễm nitrat và nitrit trong thời gian dài và ung thư Tuy nhiên, nitrat và nitrit (đặc biệt lànitrit) vẫn được khuyến cáo là có khả năng gây ung thư ở người do nitrit sẽ kết hợp vớicác axit amin trong thực phẩm làm thành một họ chất nitrosamine-1 hợp chất tiền ungthư Hàm lượng nitrosamin cao khiến cơ thể không kịp đào thải, tích lũy lâu ngày tronggan có thể gây ra hiện tượng nhiễm độc, ung thư gan hoặc ung thư dạ dày
Trường hợp nhiễm độc trầm trọng nếu không được cứu chữa kịp thời dẫn đến nguy cơtử vong cao
3.2 Sinh vật
Nuôi trồng thủy sản: tôm, cá nước ngọt và các sinh vật thủy sinh khác Khi tôm tiếp xúcvới nồng độ NO3- cao trong thời gian dài sẽ bị cụt râu, mang bất thường và gan tụy bịtổn thương Cơ quan gan tụy ở tôm sản xuất enzyme tiêu hóa và chịu trách nhiệm thúcđẩy sự hấp thu các chất dinh dưỡng Khi bị tổn thương sự hấp thu sẽ giảm, dẫn đếntăng trưởng tôm thấp Nitrite không chỉ làm cá thiếu oxy vì tạo ra MetHb mà còn tácđộng đến nhiều cơ quan khác bởi nhiều cơ chế khác nhau Ví dụ ở cá hồi thì nitrite gâygiãn mạch, bằng chứng là tăng sự rối loạn nhịp tim gây ra cao áp huyết; hoặc nitritechuyển sang dạng nitric oxide (NO) làm cản trở quá trình điều hòa; làm rối loạn quátrình tiết hormon của tuyến nội tiết như quá trình tổng hợp hormone sinh dục bị ức chếkhi đó những hormon này bị chuyển thành dạng ammonia hoặc urea để thải ra ngoài.Nitrite không dừng lại ở mang và máu mà còn tích lũy trong gan, não và cơ Lúc đầu khilượng nirite vào cơ thể sẽ được máu (HbO2) chuyển hóa thành nitrate (NO3-) ít độchơn và quá trình chuyển hóa này cũng xảy ra ở gan nhằm giải độc nitrite cho cơ thểnhưng nếu nồng độ nitrite quá cao thì cá có thể chết do nồng độ MetHb trong cơ thểtăng cao