Độc Học Môi Trường thầy Dũng

Độc Học Môi Trường, 1. Một số vấn đề chung về độc học môi trường Khái niệm về độc chất Quan hệ giữa liều lượng và đáp ứng 2.Các thành phần của độc chất Nguyên tắc chung trong nghiên cứu độc học Phương thức hấp thụ và đào thải của cơ thể Tác động của độc chất đến cơ thể sống Phản ứng thứ cấp 3.Độc học môi trường 4.Độc học và một số tác nhân gây ô nhiễm môi trường

-1- T S V CHUNG 1.1. Khái nim v c cht hc i bt lc bit là nhng yu t mang tính t c, không khí, h thc vng vt. Tình trng i và b ô nhim theo ching xn ra trên phm vi mi qu trên phm vi toàn cu. S ô nhii tính cht cng, vi phm tiêu chui trc tip hoc gián tip tc tính vt lý, hóa hc, sinh hc ca bt kì thành phng. Cht gây ô nhim chính là nhân t ng tr c hi hoc có tin hn sc khe ci và sinh v  c c th gii quan tâm nht v môi ng: -  -  -  -  -   -  - óa -  -  - . Vì th, hin ti                      Tác nhân gây ô nhim là nhng cht, nhng nguyên t hóa hng ng t trong sch tr c hi. Nhng tác c gi khái quát là "cht ô nhim". Cht ô nhim có th là cht rn (rác, ph thi rn ), cht lng (các dung dch hóa cht, cht thi ca công nghip dt nhum, ch bin thc phm ), cht khí (SO 2 t núi la, CO 2 , NO 2 trong khói thi cp, lò gch ), các kim loi nng   Các chng thng vào cây trng vt, làm suy gim s phát trin ca mi sinh vt, m làm ch ng va b bt, b 2 , NO 2 trong khói xe, mùi hôi thi cng rãnh bc lên, cng vi ting n, t ng quá mc cho phép, gây tn hi sc khe coi, thm chí gây chi. y,      -2- khai thác quá m       nghiên cu tt c i vi i, cá th sinh vt và các qun xã sinh vt trong h sinh thái, chúng ta s tip cn mt môn khoa hc mĐộc học môi trường (environmental toxicology) hay còn gi là Độc học sinh thái (ecotoxicology). Nó là mt b môn ca ngành Độc chất học (toxicologyi nm trong ngành Môi trường học (environmental sciences). 1.1.1. c hc Độc học   1. 1.1.2.1. Môi trường l{ gì? Môi trường        . * Chức năng của môi trường: -  tri                 nhiên,   -                      Chất ô nhiễm, Chất độc Cơ thể Sinh vật Chuyển hóa Tác động -3- nguy    ,   . 1.1.2.2. Độc học môi trường độc học môi trường và độc học sinh th|i                  .      Độc chất y học hay Hóa độc học                nhân           * Mục đích của độc học môi trường: -   -      -4- -                và  -    -  Trong tr     1.1.3.1. Kh|i niệm Độc chất      - Độc chất hóa học:  Có  - Độc chất sinh học:   - Độc chất vật lý:    1.1.3.2. Ph}n loại độc chất  * Dựa v{o bản chất g}y độc của độc chất môi trường + Độc chất môi trường sơ cấp:   + Độc chất môi trường thứ cấp:    50    LD 50 (mg/kg)        <5 <20 <10 <40  5 -:- 50 20 - :- 200 10 -:- 100 40 -:- 400  50 -:- 500 200 -:- 2000 100 -:- 1000 400 -:- 4000  >500 >2000 >1000 >4000 * Dựa v{o cơ quan bị t|c động v{ cơ chế g}y độc của độc chất có thể ph}n loại th{nh: -5- ,    2 , SO 2       * Dựa v{o thời gian tồn lưu của độc chất trong môi trường:  1-:- .  n-:- 18 tháng. -:-   * Dựa v{o c|c chứng cứ về khả năng g}y ung thư của độc chất,  Internc cht hóa hc có kh  + Nhóm 1: bao gm nhng tác nhân mà kh  ng c  + Nhóm 2: là nh bng chng v  i,  hoc g bng chng v  ng vt. + Nhóm 3: bao gm các tác nhân không có bng chng rõ ràng v kh    bng chng ng vt thí nghi ch  ng vt thí nghim không gi  i. + Nhóm 4: là nhng tác nhân không có bng chng v kh i ng vt thí nghim. c 1.1.4.1. Khái niệm tính độc Tính c là mt khái nim v ling, hc  mt vài n nht nh,  n thc, n cao thì tr c. Khong bing gia hai gii hn có nhng ng nhnh. Tuy nhiên, nu thi gian tip xúc lâu dài thì mt ch tr nên rc. Vinyl chlroride là mt ví d. Là mt cht có kh  n cao hoc n thng trong mt thi gian dài và hc  n rt thy, tính độc của một chất cho ta biết được mức độ ảnh hưởng của chất đó đối với cơ thể sống. 1.1.4.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến tính độc S ng tính c rt phc tp. Tính c có th cp thi, có th lâu dài và bing t  ng theo la tui, di truyn, gii tính, tình trng sc khe ca sinh vn nht ca mt chc biu din qua giá tr LD 50 . Tuy -6- nhiên, giá tr LD 50 ph thuc rt nhiu vào các thông s khác nhau cng ví d  nhi,  m, áp su pH * Dạng tồn tại của chất độc: c ca mt cht ph thuc vào trng thái tn ti ca chúng. Ví d: thy ngân  trt nhiu so vi dng lng. * Đường hấp thụ: c ca mt cht ph thung hp th, xâm nhp ca ch  sng. Ví d: mt s hp cht cp th ng hô hp và da so vi hp th c chuyn hóa gic khi hp th qua ng tiêu hóa. c li, mui cyhi hp th ng tiêu hóa so vi hp th qua da do kh p th qua da nh t nhiu so vi hp th ng tiêu hóa. * C|c t|c nh}n môi trường: Các tác nhân nhi   c ca chi vng  sng. * Các yếu tố sinh học: + Tuổi tác: ng tr  tr ng nhy cm vi cht  n 10 ln so v ng thành. Tr em d dàng hp th c cht và kh t chi ln. Ví d: tr em có kh p th chì gp 4 -:- 5 ln, cadimi 20 ln so v ng thành. y rng tác dng cc chi vi tng thi kì ca thai nhi. Th ph ca thai nhi là thi kì mn cm nhi vc cht cng. + Trạng thái sức khỏe và chế độ dinh dưỡng: Trng thái sc khe và ch  ng ng ln kh c c. Nh b suy yng thn n khe mnh. Qua nghiên ci ta thy r thiu mt s axit béo và axitamin cn thit s làm cho hot tính ca enzim chuyn hóa chc gim d b nhic. T l khi  cao khi ch  ng giàu lipit. Thiu vitamin C, E làm gim hot tính ca enzim chuyc cht, thi nhy cm ca các ng hô hi vi các ch + Yếu tố di truyền: Ph thum ca tng loài: c tính ca mt chi vi mi loài. Nguyên nhân là do kh n hóa sinh hc, hp th, phân bi cc chi vi tng loài khác nhau là khác nhau. Ví d: thuc dii vi vng vt có vú. 2  ng to khi u  bo khi u   chut. m ca t  s   m sinh hc c  không ging nhau nên kh c cng khác nhau. Mt s i rt mn cm vi mt s tác i, mt s loi thc phm so vi khác. Qua nhiu nghiên cu nguy   thuc vào yu t di truyn. + Giới tính: Trong mt s ng hc bit  chut thì ni ta thy rng chut cái và chuc có phn i vi mt s chc. Phn ng khác nhau này ch xy ra i vi nh ng thành. Ví d: chuc nhy cm vn -7- 10 ln. Mt s hp cht ha photpho i vi chut nht cái và chut cái to mi chuc. * Liều lượng và thời gian tiếp yếu: Tác dng cc cht càng ln khi ling càng cao và thi gian tip xúc càng dài. Tùy theo ling và thi gian tip xúc mà xut hin nhng triu chng bnh ý và tác hi khác nhau. Tác hi gây ra khi tip xúc trong thi gian ngn thì có th phc hp xúc trong thi gian dài thì không th phc hc. 1.1.4.3. C|c đặc trưng của tính độc * c ca mt chng l khác nhau thì khác nhau. Ví d: CO tip xúc vc cho h hô hp. * c ca các chng lên cùng m c m là khác nhau. Ví d: CO 2 gây ngng vi là ngung cacbon ca thc vt. c cho h to máu. * ng có tn ti nhic c s c khui lên hoc tiêu gim. Ví dng axit s  p th kim loi nng vào c thc vt. * Luôn tn ti mi vi mng lên . Ví dng gây nga c ca SO 2 là 0.3mg/m 3 . * c có th biu hin qua nhic cp tính hay nhic mãn tính. + Nhiễm độc cấp tính: ng ca mt ch sng xut hin sm sau khi tip xúc vi chc trong thi gian ngn hoc rt ngn. Ví d: Biu hin ngt th do hít phi khí CO hoc b ng  sn cha nhiu HCN. Đặc điểm của nhiễm độc cấp tính: N và ling khi ting ln so vi n ph bin. Thi gian tip xúc ngn. - Thi gian có biu hin nhic rt ngn. - Có tính cc b ng lên mt s ít cá th. + Nhiễm độc mãn tính: ng cc ch sng xut hin sau mt thi gian dài tip xúc vc và xut hin các biu hin suy gim sc khe do b nhic. Ví d: Bi do khói thuc lá. Đặc điểm của nhiễm độc mãn tính: - Nhic mãn tính th hin s tích ly ch sng. - N và ling ting thp hoc rt thp. - Thi gian tip xúc dài. -8- - Thi gian biu hin bnh dài. Thng không có triu chng rõ ràng hoc nh nh phát trin và nng trong thi gian sau. - Ch xut hin nhic mãn tính khi có biu hin gim sút v sc khe. - Bnh do nhing khó khôi phc. - ng xi vi s  mang tính cng. c có tính thun nghch hay không thun nghch. + Tính thun nghch: là tính cht ca ch sc hp th  th li di ch. Ví d: tác dng cng có tính thun ngh tác dng vi hemoglobin cn tr s vn chuyn oxi b ng c hít th  s hi phc lng. + Tính không thun nghch: là tính cht ca ch s  li di chng. Ví d: các tác dng có tính không thun nghch c gây t bin gen, hoi t 1.1.4.4. Các dạng hoạt độc Bao gm s xem xét chn c bào và phân t dn s nhic: hp thu, phân phng hóa, dng hong và bài ti hoc s dng rm mô t hàng lot các quá trình bu t s n vic gây cht sinh vt. - Độc học hóa sinh và phân tử (biochemical and molecular toxicology) xem xét các quá trình  mc hóa sinh và phân t, bao gm: các enzyme tng hp các ngoc t sinh hc, s sinh ra các hot cht trung gian, phn ng ca ngoc t sinh hc hoc sn phm ca chúng vi các hp cht cao phân t. - Độc học hành vi (Behavioral toxicologyn ng ca các chi vi hành vi cng vi. Là mt quá trình biu hin cha thn kinh. Nó n c h thng thn kinh ngoi biên và thng n tit. - Độc học dinh dưỡng (Nutritional toxicology cn ng ca khu phn s bin hi ca các ng này. - Qu| trình ung thư (Carcinogenesis) bao gm các hong hóa hc, sinh hóa và phân t dn n s  bào mt cách bn bnh u - Đột biến (Mutagenesisn ng cc cht lên vt liu di truyn và s di truyn nhng ng này. - Độc tính cơ quan (Organ toxicity) xem xét các ng  m ch c tính thc tính th 1.1.4.5. Đo lường độc chất v{ độc tính Các công c quan trc s dt cht sinh hc và toán ng dng c s d cung cn nhm tr li các câu hi quan trng trong quá trình nghiên cc cht. Chc hay không? Nó thuc loi hóa cht nào? N -9- bao nhiêu? Làm th nào chúng ta có th c tính và n ti thiu là  c và có th phát hiây là mt s ngành có liên quan . - Độc chất học phân tích là mt ngành cn vinh d giá các hóa chc và hp cht ca chúng trong các vt liu sinh hng. - Kiểm nghiệm độc tính n vic s d s nh hng ca c t. Nó bao gm các kim nghim nhanh v  thut nuôi cy t  s dng các mô cho nhiu kim nghim khác nhau t c tính c  c tính lâu dài. Nó c s d mô t các kim nghi sng. - Bệnh học nhiễm độc là mt ngành ca bnh hn ng ca các tác nhân gây  i hình thái ca bào quan, t bào, mô ho - Toán sinh học và thống kê n nhic cc cht hc. Chúng bao gm phân tích s li tin cng. - Phát nhiễm quan trng trong mi liên quan gia s m hóa cht và nhim bnh trong c 1.1.4.6. Mối tương quan giữa độc chất học với các ngành khoa học khác c cht hc là mt ngành khoa hc có tính bing cao, nghiên cc tính ca các sn phm t nhiên hay hong ca con ngi to ra. Ngành này giúp m rng các ngành khoa hc khác. Các ngành khoa hu phng pháp và nhiu khái nim khoa hc  phc v cho nhu cu cc cht hc trong nghiên c trong ng dng c cht hc cho phc v con ngc cht ht nhiu cho các ngành khoa hc khác. u tiên phi k n là hóa hc, hóa sinh, bnh hc, lý sinh, y t d phòng, min dch hc, sinh thái hc và toán sinh hc t t quan trng, trong khi sinh hc phân t mi phát trin trong hai hoc ba thp niên gt phn quan trc cht hc. c cht hk cho các ngành khoa hc nh y hc hc lâm sàng, dc và dc hc, sc khe cng và v sinh công nghic cht ht hng quan trng cho thú y, cho các khía cnh khác nông nghip nh phát trin và s dng an toàn các hóa cht nông nghic cht hc trong nghiên cu môi trng tr nên quan trng hn trong nhn  T   c cht hc là mt ngành khoa hc ng dng nh  cng cht lng cuc sng, bo v môi trng và hn th na. S xáo trn thng xuyên ca các quá trình sng bi hóa chc hi làm cho chúng ta có th hc nhiu v các quá trình sc cht hc m rng nhanh chóng trong các thp niên g v s lng c cht hc và kin thc tích ly. Vic m rn s i t mt ngành khoa hc mô t lúc ban n vic con ngi s dng rng rãi các phng pháp  nghiên cu các c ch c cht. 1.1.4.7. Ảnh hưởng của độc chất đến con người v{ môi trường sinh thái * Ảnh hưởng của độc chất đến con người c chng lên con ngi theo nhiu phng thc khác nhau và gây ra nhiu hu qu nghiêm trng nh bnh tt, thic bit là s bin i v cu trúc ca mt s -10- gen trong c th và s i này tr nên nghiêm trng hc di truyn cho các th h sau. nh hng chi tit ca tng loc cht s  cn trong các chng sau. * Vai trò của hệ thống sinh thái Nhiu cha h thng sinh thái rt cn thit cho cht lng cuc sng ca con ngi bao gm: s cung cp th phân hy cht thi, cung cp nc ung và làm sch môi tra các h sinh thái trc tip cho con ngi là rt ln, nhng nguy c cc t do con ngi hoc thiên nhiên to ra ngày càng ln h là mc cht không nhng gây nh hn môi tra phng n h thng sinh thái toàn cu. Trong phn này mô t nh hng cc chn các ch cn thit ca h sinh thái. Dưới đây là một vài chức năng cơ bản của hệ sinh thái: - Hng mt tri, to sinh khi, cung cp thn to vt cht, cung cp ng t sinh khi. - Phân hy cht thi - Tái sinh cht dinh dng (Vd: c nh nitrogen) - ch và phân phi nc - To ra và bo dt nông nghip - Kim soát côn trùng - Mt th vin gen cho phát trin các sn phm mi (thc phm và các hóa cht có li) bng nhân ging và k thut sinh hc. -  th - Kim soát khí hu - Có kh m và phc hi t các thiên tai nh t, cháy rng và thiên dch - Th phn cây nông nghip - To ra s hài hòa trong v p thiên nhiên * Các kiểm nghiệm độc tính và hệ sinh thái Các kim nghic tính phc thc hin tr  ca h thng sinh thái. Các phng pháp phát trin nh kim nghic tính ca h c thc hin  nh hng này lên s sn xut sinh khi liên quan n nông nghip, lâm nghip và thy sn. Các kim nghic s d nh mi tng quan gia u kin sinh thái và n cc cht. Nhiu h thng t c quan sát và mi tng quan giu kin sinh thái và hóa hnh. S tích hp các thông tin v nh hng cc t lên h thng sinh thái cung cp c s d liu cho via ra các quynh v môi trng. S  ca h i vi con ngi không ch dng li  vic bo v mà còn là công c hiu qu trong vic thông tin các rn công chúng. Trong khi các kim nghic cht vi h thng sinh thái liên quan [...]... để tính cho những độc chất môi trường mà con người không chủ ý đưa vào nguồn thực phẩm hay nước uống * Chú ý: Những qui định về lượng tiếp xúc an toàn thường khác nhau ở các quốc gia khác nhau -16- Chương 2: CÁC THÀNH PHẦN CỦA ĐỘC CHẤT 2.1 Nguyên tắc chung trong nghiên cứu độc học Độc chất học môi trường là một ngành khoa học trẻ phát triển nhanh trong 40 năm qua Độc chất học môi trường liên quan đến... sự nhận diện về độc tính môi trường, được xuất bản Cuốn sách mô tả ảnh hưởng của các hóa chất độc hại lên đời sống hoang dã, hay còn gọi là sự biến mất của các loài chim ven các dòng sông Cuối thập niên 60, Truhaut sử dụng thật ngữ Độc học sinh th|i” (Ecotoxicology) để mô tả ngành nghiên cứu về độc tính môi trường Truhaut đ~ định nghĩa độc học sinh th|i như l{ một nhánh của độc chất học mà nó tập trung... độc chất đ~ được khử độc nhờ chuyển hóa trong cơ thể Tuy nhiên, chuyển hóa chất độc có thể biến đổi độc chất thành dạng có hoạt tính mạnh, độc hơn so với chất ban đầu Trong trường hợp này độc chất đã được hoạt hóa sinh học nhờ các phản ứng sinh học Quá trình chuyển hóa chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố: độ tuổi, di truyền, dinh dưỡng, yếu tố môi trường ngoài, và các độc chất môi trường khác Thông thường... độ độc chất trong cơ thể sống Cm: Nồng độ độc chất môi trường trong môi trường nghiên cứu k1: hằng số tốc độ hấp thụ độc chất vào cơ thể k2: hằng số tốc độ đào thải độc chất khỏi cơ thể Do nồng độ độc chất trong môi trường rất lớn so với nồng độ hấp thụ độc chất và có thể xem như nồng độ này thay đổi không đáng kể trong thời gian t Lúc đó coi Cm là hằng số, giải phương trình (1) ta được nồng độ độc. .. nguy hại trong môi trường Nghiên cứu ảnh hưởng nguy hại mở rộng bắt đầu từ cá thể và quần thể sinh vật cho đến hệ thống sinh thái Nghiên cứu ảnh hưởng độc của các chất gây ô nhiễm môi trường thật sự bắt đầu từ thập niên 60 Vào những năm đầu tiên của ngành nghiên cứu độc chất học môi trường, các nhà khoa học quan t}m đến việc sử dụng các hóa chất, hoặc hỗn hợp hóa chất có khả năng g}y độc đặc biệt là... tiêu chuẩn môi trường * Hiệu ứng dưới tử vong: - Hiệu ứng dưới tử vong là liều lượng của độc chất đủ để phát hiện những ảnh hưởng có hại mà không làm cho cơ thể sống đó bị chết - Mục đích của nghiên cứu dựa trên hiệu ứng dưới tử vong: đánh giá được khả năng thích nghi và sức đề kháng của cơ thể sống đối với môi trường 2.1.3 Độc học nghi n cứu s tư ng tác giữa các độc chất -18- Đoc học môi trường không... an toàn của các độc chất môi trường đặc trưng cho khả năng tích tụ sinh học của độc chất lgKow < 1: độc chất có khả năng ưa nước, ít gây tích tụ sinh học lgKow > 1: độc chất thuộc dạng ưa mỡ, dễ gây tích tụ sinh học * Khi chấm dứt tiếp xúc với độc chất có trong môi trường: Lúc đó ta có: K1Cm = 0; dCb/dt = -k2Cb (6) Giải phương trình ta được: Cb  Cb0e k 2t (7) Khi lượng độc chất trong cơ thể giảm đi... dụng độc hệ thống là kết quả của tác dụng của chất độc sau khi chất độc được hấp thụ và được phân phối trong các bộ phận khác nhau của cơ thể Đa phần các phân tử độc gây tác dụng chủ yếu đến một hoặc một số cơ quan trong cơ thể 2.3.1.2 Tác dụng độc tức thời và tác dụng độc chậm - Tác dụng độc tức thời: Tác dụng độc xảy ra ngay sau khi độc chất hấp thụ vào cơ thể - Tác dụng độc chậm: Tác dụng độc xảy... effect level): liều lượng thấp nhất của độc chất trong môi trường để có thể quan sát thấy biểu hiện nhiễm độc - LOEC (Low observed effect concentration): nồng độ thấp nhất của độc chất trong môi trường để có thể quan sát thấy biểu hiện nhiễm độc - NOEL (No observed effect level): liều lượng cao nhất của độc chất mà tại nồng độ đó không quan sát thấy ảnh hưởng nhiễm độc đến cơ thể sinh vật thực nghiệm -... máu pH ảnh hưởng đến khả năng ion hóa của độc chất, nên cũng ảnh hưởng đến khả năng hấp thụ độc chất qua thành ruột Thông thường môi trường ruột non là môi trường bazơ yếu, nên các bazơ yếu khó bị ion hóa trong môi trường ruột non dễ hấp thụ hơn so với các axit yếu - Hấp thụ độc chất qua dạ dày Dạ dày là vùng hấp thụ đáng chú ý đặc biệt là đối với các axit yếu Độc chất là các axit hữu cơ yếu khó bị ion . "cht ô nhim". Cht ô nhim có th là cht rn (rác, ph thi rn ), cht lng (các dung dch hóa cht, cht thi ca công nghip dt nhum, ch bin thc phm ), cht khí (SO 2 . chc trên m din tích b m. - mg/l, mg/m 3 là khng chc trong 1 lít dung dch hoc trong 1 m 3 không khí, hay c gi là n. ng ng là. ng vt mang i thí nghim. Qua các nghiên cu trng din thu c các kt qu sau: - Hình dung c tác hi mãn tính ca c cht - Thit lp mi quan h liu lng phn ng - Xác nh