bài giảng Độc học môi trường đại học nha trang

11/29/2011 1 Th.S Trần Nguyễn Vân Nhi Nội dung 1. Tổng quan về độc học môi trường 2. Độc tố sinh học 3. Chất độc hóa học 4. Độc chất kim loại nặng 5. Độc học môi trường đất, trầm tích 6. Độc học môi trường nước 7. Độc học môi trường không khí 8. Tích lũy, phản xạ của sinh vật với độc chất, độc tố 11/29/2011 2 Chương I. Tổng quan Chu trình tương tác giữa chất ô nhiễm và cơ thể sinh vật Độc học * Độc chất học (toxicology): theo J.F.Borzelleca: “Độc chất học là ngành học nghiên cứu về lượng và chất tác động bất lợi của các chất hóa học, vật lý, sinh học lên hệ thống sinh học của sinh vật sống”. Độc chất học là ngành khoa học về chất độc. Nó là một ngành khoa học cơ bản và ứng dụng * Một số nhóm của độc học: - Độc học môi trường - Độc học của thuốc trừ sâu - Độc học thủy sinh - Độc học thần kinh - Độc học công nghiệp - Độc học dinh dưỡng - Độc học lâm sàng 11/29/2011 3 c hc mụi trng * c hc mụi trng (environmental toxicology): theo Butler: c hc mụi trng l ngnh khoa hc nghiờn cu cỏc tỏc ng gõy hi ca c cht, c t trong mụi trng i vi cỏc sinh vt sng v con ngi, c bit l tỏc ng lờn cỏc qun th v cng ng trong h sinh thỏi. Cỏc tỏc ng bao gm: con ng xõm nhp ca cỏc tỏc nhõn húa, lý v cỏc phn ng gia chỳng vi mụi trng c hc sinh thỏi Độc học sinh thái là ngành khoa học quan tâm đến các tác động có hại của các tác nhân hoá học và vật lý lên các cơ thể sống. Đặc biệt là tác động lên các quần thể và cộng đồng trong hệ sinh thái. Các tác động bao gồm: con đ-ờng xâm nhập của các tác nhân hoá lý và các phản ứng giữa chúng với môi tr-ờng (Butler, 1978). Mục tiêu chính của độc học sinh thái là tạo ra những chuẩn mực ban đầu thiết lập tiêu chuẩn chất l-ợng môi tr-ờng, đánh giá và dự đoán nồng độ trong môi tr-ờng, nguy cơ cho các quần thể tự nhiên (trong đó có cả con ng-ời) bị tác động mạnh bởi sự ô nhiễm môi tr-ờng. 11/29/2011 4 Chất độc * Chất độc (toxicant, poison, toxic element) Chất độc là những chất gây nên hiện tượng ngộ độc (intoxication) cho con người, thực vật, động vật. 11/29/2011 5 Phân theo đặc tính sinh học  Độc chất (toxicant) để chỉ vai trò tác nhân hóa học gây độc của nó.  Độc tố (toxin) để chỉ vai trò và bản chất sinh học của chất độc đó Độc tố * Độc tố (toxin): là chất độc được tiết ra từ sinh vật. Ví dụ:  Độc tố do động vật: nọc rắn, nọc ong, nọc kiến,…  Độc tố do thực vật: các alcaloid, các glucoside,  Độc tố do vi khuẩn: Clostridim Botulism  Độc tố do nấm: Alflatoxin 11/29/2011 6 Độc chất  Chất thải từ công nghiệp dược phẩm  Thuốc trừ sâu hữu cơ  Hợp chất phenol  Hợp chất PCB (polychloro biphenyl)  Chất thải có nguồn gốc halogen  Chất độc cyanua  Chất độc phóng xạ  Các chất độc kim loại nặng Phân theo bản chất – Độc bản chất (Natural Toxicity): Có những chất độc với một liều lượng rất nhỏ cũng gây độc. – Độc liều lượng (Dose Toxicity): Có những chất ở một liều lượng nhỏ không gây độc thậm chí còn là dinh dưỡng. Nhưng khi vượt quá một liều lượng nhất định đối với một sinh vật trong một thời kỳ nhất định sẽ gây hiệu ứng độc. 11/29/2011 7 Phân loại theo tiềm năng hoạt tính – Loại các tác nhân gây độc tiềm tàng (Potential Toxicity): gồm tác nhân hóa học (tự nhiên, nhân tạo, hữu cơ, vô cơ), tác nhân vật lý (tác nhân đặc thù, bức xạ, vi sóng), tác nhân sinh học (các độc tố của nấm, vi khuẩn, thực vật, động vật) có khả năng gây ngộ độc cho sinh vật nhưng hiện tại chưa thể hiện. Nó chỉ biểu hiện độc tính khi có điều kiện môi trường thích hợp. – Loại các tác nhân gây độc hoạt tính (Actual Toxicity): cũng gồm tất cả những tác nhân gây độc như trên nhưng đang ở dạng hoạt động thể hiện độc tính, hiện tại gây hại sinh vật. Phân loại theo dạng, thể tồn tại Các dạng thể hiện của tác nhân độc có thể là không khí, nước, thực phẩm, dược phẩm, mỹ phẩm và sản phẩm tiêu thụ, qua tiếp xúc ở da. 11/29/2011 8 Phân loại theo tính năng – Dạng cấp tính: Nguy cấp, có thể gây chết túc thời, ngắn hạn, thường đối với liều cao hoặc nồng độ cao và số ít người bị ảnh hưởng như khi làm đổ hóa chất, thoát chất thải độc hại ra không khí. – Dạng mãn tính: Âm ỉ tồn tại trong cơ thể sinh vật và quần thể, dài hạn, thường đối với liều lượng và nồng độ thấp, xảy ra cho số người đông hơn, hoặc rất lâu (thường đối với liều lượng và nồng độ rất nhỏ, nhiều người mắc phải như trường hợp nhiễm độc thực phẩm, ô nhiễm kim loại nặng hoặc ô nhiễm nước). Liều lượng độc (dose)  LD 50 (median lethal dose): liều lượng gây chết 50% động vật thí nghiệm, đơn vị mg/kg động vật sống trên cạn.  LC 50 (median lethal concentration): nồng độ gây chết 50% động vật thí nghiệm, đơn vị mg/l dung dịch hóa chất; thường dùng để đánh giá độc tính của chất độc dạng lỏng hòa tan trong nước sông, suối hay nồng độ hơi hoặc bụi trong môi trường không khí ô nhiễm có thể gây chết 50% số động vật thí nghiệm. 11/29/2011 9 Độc tính của độc chất  Nhóm I : rất độc, LD 50 < 100 mg/kg.  Nhóm II : độc cao, LD 50 = 100 - 300 mg/kg.  Nhóm III : độc vừa, LD 50 = 300 - 1000 mg/kg.  Nhóm IV : độc ít, LD 50 > 1000 mg/kg. Đơn vị độc chất (TU – Toxicity Units) Là đại lượng thể hiện lượng độc chất của mẫu thử với sinh vật thí nghiệm. Một đơn vị tính tương ứng với mẫu pha loãng giết chết 50% số lượng sinh vật thí nghiệm. TU càng cao, EC 50 càng thấp thì môi trường càng độc hại. 11/29/2011 10 • Tốc độ phát thải độc chất (Toxicity Emission Rate) là lượng độc chất, độc tố thải ra môi trường xung quanh trong thời gian một ngày TER = TU/ngày = TU x Q (m3/ngày) • Hệ số phát thải độc chất (Toxicity Emission Factor – TEF): là lượng độc chất phát thải tính trên một tấn chất thải rắn ở các bãi rác thải. NHIỄM BẨN - Ô NHIỄM CHẤT ĐỘC VÀ NGỘ ĐỘC Ô nhiễm môi trường (pollution) Chúng ta biết rằng các hiện tượng ngộ độc ở người và sinh vật đều liên quan đến lượng độc tố, độc chất có trong môi trường, mà độc chất này lại xuất phát từ chất gây ô nhiễm có trong môi trường bị ô nhiễm. Định nghĩa: Ô nhiễm môi trường là hiện tượng suy giảm chất lượng môi trường quá một giới hạn cho phép, đi ngược lại với mục đích sử dụng môi trường, ảnh hưởng đến sức khỏe con người và sinh vật. Ô nhiễm môi trường vượt quá mức nhất định sẽ là hiện tượng nhiễm độc và ngộ độc sinh vật và con người. [...]... nhiễm mơi trường  Ơ nhiễm, gây độc mơi trường khơng khí  Ơ nhiễm, gây độc mơi trường nước  Ơ nhiễm, gây độc mơi trường đất 11 11/29/2011 12 11/29/2011 Phân loại chất độc  Có 3 loại chất độc: - Chất độc bản chất (chất độc tự nhiên): gồm các chất mà dù ở liều lượng rất nhỏ cũng gây độc cho cơ thể sinh vật Ví dụ: H2S, CH4, Pb, Hg, Cd, Be, Sn,… - Chất độc khơng bản chất: tự thân nó khơng là chất độc nhưng... ứng độc khi nó đi vào mơi trường thích hợp nào đó - Chất độc theo liều lượng: là những chất có tính độc khi hàm lượng tăng cao trong mơi trường tự nhiên Thậm chí một số chất khi ở hàm lượng thấp là chất dinh dưỡng cần thiết cho sinh vật và con người, nhưng khi nồng độ tăng cao vượt q một ngưỡng an tồn thì chúng trở nên độc Ngun lý về độc học mơi trường  Tính độc  Ngưỡng độc  Tính bền vững của độc. .. dạng độc tố tự sản sinh trong quá trình sống, tự vệ của sinh vật với môi trường sống, quá trình sinh lý của cơ thể sinh vật tiết ra ĐỘC TỐ ĐỘNG VẬT  Độc tố do động vật tiết ra được chia làm bốn nhóm độc chính: độc tố có tính acid cao, độc tố có tính kiềm, độc tố có hàm lượng vitamin cao, độc tố protein độc 19 11/29/2011 Nhựa cóc  Chất độc tập trung nhiều ở hai bên mắt gồm có: bufogin, bufotagin, bufotoxin,... thực phẩm  Độc tố vi khuẩn (bacterotoxin): là chất độc dạng protein do vi khuẩn tiết ra để chống lại các chủng vi khuẩn khác trong quá trình đấu tranh sinh tồn của chúng 18 11/29/2011 Độc tố sinh học  Exotoxin: là độc chất do vi sinh vật tiết ra, thường xuất hiện trong động vật, gây nên một số bệnh ở người như uốn ván, bạch hầu… và một số hình thức ngộ độc khác  Ngoại độc tố: là những độc tố (toxinelement)... độc hoặc ít độc đối với động thực vật thủy sinh 17 11/29/2011 Đào thải Chương II Độc tố sinh học  Là chất độc do sinh vật tạo ra, đặc biệt là các vi sinh vật gây bệnh, có tác dụng kháng viêm bằng cách tạo ra kháng thể  Bactogein: là loại độc tố dạng tinh thể do một loại vi sinh vật bacillus thuringienes trong quá trình sống sản sinh ra, có tác dụng giết sâu hại  Độc tố nấm (mycotoxin): là chất độc. .. những lồi độc mạnh nhất của các lồi sâu nhưng những sợi lơng của chúng vẫn có thể gây đau đớn khi tiếp xúc và dẫn đến viêm da ở những người nhạy cảm Động vật nhuyễn thể vỏ cứng  Trai, sò có thể phát sinh độc tố trong những tháng nóng hoặc trong một môi trường đặc biệt  Độc tố: dạng hợp chất N, tương tự như nhựa độc cura, gây tê cơ bắp; ít xảy ra tử vong  Gây độc: gây tê liệt hô hấp, ngứa môi, lưỡi,... gây độc cho hệ thống cơ quan như hệ tạo máu, hệ tiêu hóa Phân hủy  Một số độc chất có thể bò thủy phân hoặc chuyển hóa dưới tác dụng của ánh sáng tử ngoại (phản ứng quang hóa), tạo chất có độc tính kém hơn  Một số loại thuốc bảo vệ thực vật có gốc phốt pho hữu cơ dễ thủy phân như parathion, methylparathion, DDVP khó giữ được nồng độ cao trong môi trường sau một thời gian dài, nhất là khi môi trường. .. dính vào khiến chất độc sẽ đi thẳng vào trong máu, nguy hiểm khó lường và rất nhanh Cóc mía Cóc tía Bombina maxima 20 11/29/2011 Nọc rắn  Trên thế giới hiện nay còn tồn tại khoảng 2700 loài rắn, trong đó 15% là loài có nọc độc, tập trung ở vùng nhiệt đới  Việt Nam có khoảng trên 100 loài, trong đó 18 loài rắn độc sống trên cạn và 13 loài rắn độc sống dưới nước Độc tính - Những chất độc chính của nọc... các độc tố protein, kém chòu nhiệt (ngoại trừ độc tố ảnh hưởng đường ruột của vi sinh vật staphylococcus)  Nội độc tố: là những độc tố do phần vật liệu của thành tế bào vi sinh Độc tố chủ yếu do lipid gây tổn thương bạch cầu và gây sốt cho cơ thể Độc tố trong cơ thể sinh vật hoặc do sinh vật tiết ra trong quá trình sống thường được hình thành do nhiều nguyên nhân Ở đây chỉ nghiên cứu các dạng độc. .. rắn crotalus  Chất ophiotoxin hay cobratoxin (C17H26O10) là chất độc của rắn hổ mang naja tripudians, màu trắng hay vàng nhạt, tan trong nước  Ngoài ra, còn có dạng độc tố ankaloid gọi là monocrotalin (C16H23O6N) Độ độc của nọc rắn  Độ độc của rắn lục Vipera chỉ bằng 1/20 độ độc của nọc rắn hổ mang  Độ nhạy của từng loại động vật khác nhau đối với nọc rắn không tỷ lệ với trọng lượng của chúng Theo . dung 1. Tổng quan về độc học môi trường 2. Độc tố sinh học 3. Chất độc hóa học 4. Độc chất kim loại nặng 5. Độc học môi trường đất, trầm tích 6. Độc học môi trường nước 7. Độc học môi trường không khí 8 hóa học, vật lý, sinh học lên hệ thống sinh học của sinh vật sống”. Độc chất học là ngành khoa học về chất độc. Nó là một ngành khoa học cơ bản và ứng dụng * Một số nhóm của độc học: - Độc học môi. số nhóm của độc học: - Độc học môi trường - Độc học của thuốc trừ sâu - Độc học thủy sinh - Độc học thần kinh - Độc học công nghiệp - Độc học dinh dưỡng - Độc học lâm sàng 11/29/2011 3 c hc mụi