Nghiên cứu xác định hàm lượng chì trong máu bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử với kỹ thuật nguyên tử hóa bằng lò Graphit

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM NGÔ TRUNG HIẾU NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG CHÌ TRONG MÁU BẰNG PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ VỚI KỸ THUẬT NGUYÊN TỬ HÓA BẰNG LÒ GR

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

NGÔ TRUNG HIẾU

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG CHÌ TRONG MÁU BẰNG PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ VỚI KỸ THUẬT NGUYÊN TỬ HÓA BẰNG LÒ GRAPHIT

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

NGÔ TRUNG HIẾU

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG CHÌ TRONG MÁU BẰNG PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ VỚI KỸ THUẬT NGUYÊN TỬ HÓA BẰNG LÒ GRAPHIT

CHUYÊN NGÀNH: HÓA PHÂN TÍCH

MÃ SỐ: 60440118

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS LÊ LAN ANH

THÁI NGUYÊN - 2013

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kết quả đưa ra trong luận văn này là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ một công trình nào khác

Tác giả Ngô Trung Hiếu

XÁC NHẬN CỦA

KHOA CHUYÊN MÔN

XÁC NHẬN CỦA CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

PGS.TS Lê Hữu Thiềng

LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên tôi xin được gửi tới PGS.TS Lê Lan Anh lời biết ơn chân

thành và sâu sắc nhất Cô đã tận tình hướng dẫn trong suốt quá trình thực hiện

đề tài để tôi hoàn thành bản luận văn này

Tôi xin chân thành cảm ơn TS Vũ Đức Lợi, TS Phạm Gia Môn các thầy

cô, các anh chị và các bạn trong Phòng phân tích Viện Hóa Học Việt Nam đã giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài Tôi cũng xin chân thành cảm ơn đơn vị cơ quan nơi tôi công tác đã tạo điều kiện để tôi học tập, nghiên cứu để hoàn thành bản luận văn này

Cuối cùng tôi xin được cảm ơn những người thân yêu nhất của tôi, đã luôn động viên, cổ vũ để tôi hoàn thành tốt luận văn của mình

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Học viên Ngô Trung Hiếu

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1: Vạch phổ đặc trưng của chì

Bảng 2.2: Bảng quy hoạch thực nghiệm phân tích phương sai một yếu tố Bảng 2.3: Phân tích phương sai một yếu tố

Bảng 3.1: Các thông số máy khảo sát cường độ đèn HCL của Pb

Bảng 3.2: Chương trình nhiệt độ lò graphit khảo sát cường độ đèn HCL của Pb Bảng 3.3: Kết quả khảo sát cường độ đèn HCL của Pb

Bảng 3.4: Các thông số máy khảo sát nhiệt độ sấy mẫu của Pb

Bảng 3.5: Chương trình nhiệt độ khảo sát nhiệt độ sấy mẫu của Pb

Bảng 3.6: Kết quả khảo sát nhiệt độ sấy mẫu của Pb

Bảng 3.7: Kết quả khảo sát nhiệt độ tro hóa luyện mẫu của Pb

Bảng 3.8: Kết quả khảo sát nhiệt độ nguyên tử hóa mẫu của Pb

Bảng 3.9: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nồng độ Na đến phép đo Pb Bảng 3.10: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nồng độ K đến phép đo Pb Bảng 3.11: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nồng độ Ca đến phép đo Pb Bảng 3.12: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nồng độ Mg đến phép đo Pb Bảng 3.13: Kết quả khảo sát ảnh hưởng đồng thời của Na, K, Ca, Mg Bảng 3.14: Kết quả khảo sát khoảng tuyến tính của Pb

Bảng 3.15: Kết quả phân tích mẫu Pb-1μg/l

Bảng 3.16: Kết quả phân tích mẫu máu chuẩn

Bảng 3.17: Tổng kết các điều kiện đo phổ GF-AAS của Pb

Bảng 3.18: Hàm lượng Pb trong máu của người bình thường

Bảng 3.19: Hàm lượng Pb trong máu của đối tượng phơi nhiễm chì

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1: Cân bằng của chì trong cơ thể người

Hình 1.2: Quá trình tác động của chì lên hệ thống tạo huyết

Hình 1.3: Vòng tuần hoàn của chì trong môi trường

Hình 1.4: Sự phân bố chì trong cơ thể

Hình 2.1: Tóm tắt chương trình nhiệt độ lò graphit

Hình 2.2: Hệ thống máy quang phổ hấp thụ nguyên tử

Hình 2.3: Hệ thống nguyên tử hóa bằng lò graphit HGA 600

Hình 3.1: Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy khô mẫu đến độ hấp thụ của Pb Hình 3.2: Ảnh hưởng của nhiệt độ tro hóa luyện mẫu đến độ hấp thụ của Pb Hình 3.3: Ảnh hưởng của nhiệt độ nguyên tử hóa mẫu đến độ hấp thụ của Pb Hình 3.4: Ảnh hưởng của Na đến độ hấp thụ của Pb

Hình 3.5: Ảnh hưởng của K đến độ hấp thụ của Pb

Hình 3.6: Ảnh hưởng của Ca đến độ hấp thụ của Pb

Hình 3.7: Ảnh hưởng của Mg đến độ hấp thụ của Pb

Hình 3.8: Khoảng tuyến tính của Pb

Hình 3.9: Đồ thị đường chuẩn của Pb

Hình 3.10: Mẫu máu chuẩn

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 3

1.1 Giới thiệu chung về nguyên tố chì [14] 3

1.2 Tính chất lý, hóa học của chì [14, 19] 3

1.2.1 Tính chất vật lý 3

1.2.2 Tính chất hóa học [14] 5

1.3 Các hợp chất của chì 5

1.3.1 Oxit [14,19] 5

1.3.2 Hydroxit 7

1.3.3 Muối 8

1.4 Các ứng dụng của chì 8

1.4 Độc tính và cơ chế gây độc của chì [5, 6, 15, 16] 10

1.5.1 Độc tính của chì 10

1.5.2 Cơ chế gây độc của chì 12

1.6 Tổng quan bệnh nhiễm độc chì 15

1.6.1 Nhiễm độc chì vô cơ [5, 6, 9, 16] 16

1.6.2 Nhiễm độc chì hữu cơ [5, 6, 9, 16] 21

1.7 Triệu chứng và cách chuẩn đoán bệnh nhiễm độc chì 22

1.7.1 Triệu chứng nhiễm độc chì [6, 16] 22

1.7.2 Cách chuẩn đoán bệnh nhiễm độc chì [5, 6, 16] 24

1.8 Cách điều trị bệnh nhiễm độc chì 24

1.8.1 Điều trị nhiễm độc chì vô cơ 24

1.8.2 Điều trị nhiễm độc chì hữu cơ 26

1.9 Các phương pháp phân tích chì trong mẫu sinh học 26

1.9.1 Phương pháp phổ khối lượng kết hợp nguồn cảm ứng cao tần plasma (ICP-MS) 27

1.9.2 Phương pháp cực phổ xung vi phân (DPP) 27

1.9.3 Phương pháp Von – Ampe hòa tan anot 27

1.10 Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử 27

1.10.1 Lược sử phát triển phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS 28

1.10.2 Nguyên tắc của phép đo 28

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM 30

2.1 Đối tượng, mục đính nghiên cứu 30

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 30

2.1.2 Mục đích nghiên cứu 32

2.2 Phương pháp nghiên cứu 32

2.4.1 Nghiên cứu các điều kiện đo quang phổ hấp thụ của chì 32

2.4.2 Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến phép đo quang phổ hấp thụ nguyên tử của chì 36

2.5 Nghiên cứu và lựa chọn phương pháp xử lý mẫu máu 37

2.5.1 Lấy mẫu và bảo quản mẫu 37

2.5.2 Phương pháp xử lý mẫu máu 37

2.6 Đánh giá sai số và độ lặp lại của phép đo 38

2.7 Trang thiết bị và hóa chất phục vụ nghiên cứu 40

2.7.1 Trang thiết bị 40

2.7.2 Hóa chất và dụng cụ 41

2.8 Chuẩn bị dung dịch hóa chất 42

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN 43

3.1 Khảo sát các điều kiện đo phổ hấp thụ nguyên tử của chì 43

3.1.1 Khảo sát bước sóng hấp thụ 43

3.1.2 Khảo sát khe đo 43

3.1.3 Khảo sát nguồn sáng, cường độ đèn catot rỗng 43

3.1.4 Khảo sát ảnh hưởng của quá trình nguyên tử hóa mẫu 45

3.2 Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến phép đo quang phổ hấp thụ nguyên tử của chì 50

3.2.1 Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ Na 50

3.2.2 Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ K 52

3.2.3 Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ Ca 53

3.2.4 Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ Mg 54

3.3 Nghiên cứu loại trừ ảnh hưởng đồng thời của Na, K, Ca, Mg 55

3.3.1 Lựa chọn chất cải biến nền 55

3.3.2 Khảo sát ảnh hưởng đồng thời của các cation 56

3.4 Xây dựng quy trình phân tích mẫu 57

3.4.1 Xác định khoảng tuyến tính của Pb 57

3.4.2 Xây dựng đường chuẩn để phân tích mẫu 58

3.4.3 Giới hạn phát hiện của phương pháp 59

3.4.4 Độ chính xác của phương pháp 60

3.4.5 Quy trình phân tích mẫu máu 61

3.5 Tổng kết các điều kiện đo phổ GF – AAS của Pb 61

3.6 Kết quả phân tích hàm lượng chì trong mẫu máu 62

3.6.1 Kết quả nghiên cứu trên những người bình thường 62

3.6.2 Kết quả nghiên cứu trên những đối tượng phơi nhiễm chì 63

KẾT LUẬN 64

TÀI LIỆU THAM KHẢO 65

MỞ ĐẦU

Ngày nay y học đã khẳng định rằng nhiều nguyên tố kim loại có vai trò quan trọng đối với cơ thể sống và con người Sự mất cân bằng về hàm lượng (thiếu hụt hay dư thừa) của nhiều kim loại vi lượng trong các bộ phận của cơ thể như gan, tóc, máu, huyết thanh… là những nguyên nhân hay dấu hiệu của bệnh tật, đặc biệt là sự có mặt của các kim loại nặng như Cu, Pb, Zn, Cd, Fe… trong máu và trong huyết thanh con người

Cùng với sự phát triển của công nghiệp và đô thị hóa hiện nay, môi trường sống của con người đang bị ô nhiễm nghiêm trọng Các nguồn thải kim loại nặng từ các khu công nghiệp vào không khí, nước, đất… có thể xâm nhập vào cơ thể người thông qua ăn uống, hít thở dẫn đến hàm lượng của chúng vượt quá giới hạn cho phép (sự nhiễm độc) Do đó, việc xác định hàm lượng các kim loại nặng trong cơ thể con người nhằm đề ra các biện pháp bảo vệ và chăm sóc sức khỏe cộng đồng được tốt hơn là một việc làm vô cùng cần thiết

Chì (Pb) là một trong những nguyên tố độc hại đối với con người và động vật Tác dụng hóa sinh chủ yếu của chì là ảnh hưởng đối với sự tổng hợp máu dẫn đến phá vỡ hồng cầu Chì ức chế một số enzim quan trọng của quá trình tổng hợp máu do sự tích lũy các hợp chất trung gian của quá trình trao đổi chất Một hợp chất trung gian kiểu này là delta-amino levulinic axit (ALA dehydrase) Một giai đoạn quan trọng của tổng hợp máu là sự chuyển hóa delta-amino levulinic axit thành porphobilinogen không thể xảy ra, kết quả là phá hủy quá trình tổng hợp hemoglobin cũng như các sắc tố hô hấp khác cần thiết trong máu như cytochromes[8]

Chì cản trở việc sử dụng oxi và glucoza để sản sinh năng lượng cho quá trình sống sự cản trở này có thể nhận thấy khi nồng độ chì trong máu khoảng

thiếu hemoglobin Nếu hàm lượng chì trong máu trong khoảng 0,5 – 0,8 ppm

có thể gay ra sự rối loạn chức năng của thận và phá hủy não

Chì nhiễm vào cơ thể qua da, đường tiêu hóa, hô hấp Người bị nhiễm độc chì sẽ mắc một số bệnh nguy hiểm như thiếu máu, đau đầu, chóng mặt, sưng khớp [8, 13]

Xuất phát từ những độc tính của chì và những tác dụng hóa sinh của nó đối với cơ thể con người nên việc xác định hàm lượng chì trong các mẫu sinh học (máu) là rất cần thiết Từ yêu cầu thực tế và cấp bách đó chúng tôi thực

hiện đề tài: “ Xác định hàm lượng chì trong máu bằng phương pháp quang

phổ hấp thụ nguyên tử với kỹ thuật nguyên tử hóa bằng lò graphit”

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1 Giới thiệu chung về nguyên tố chì [14]

Chì là một trong bảy kim loại (Au, Ag, Cu, Fe, Sn, Pb, Hg) mà con người đã biết từ thời trung cổ Hơn bốn nghìn năm trước công nguyên người cổ

Ai Cập đã dùng chì để đúc tiền, đúc tượng và vật dụng khác

Chì là nguyên tố hóa học thuộc phân nhóm chính nhóm VIA, chu kỳ 6 trong bảng hệ thống tuần hoàn, viết tắt là Pb (tiếng la tinh là Plumbum) Cấu hình electron 82Pb: [Xe] 4f145d106s26p2

Trong thiên nhiên, chì là nguyên tố kém phổ biến Trữ lượng chì trong

vỏ quả đất là 1,6.10-4 % tổng số nguyên tử Chì tồn tại trong các hợp chất dưới dạng khoáng vật kết hợp với sắt, oxi, lưu huỳnh, cacbon, đặc biệt là trong các quặng Khoáng vật chính của chì là galen (PbS), anglesite (PbSO4) và ceussite (PbCO3) trong đó hàm lượng chì lần lượt là 88%, 68% và 77%

Quá trình điều chế chì gồm hai giai đoạn: Đốt cháy galen để chuyển galen thành oxit rồi dùng than cốc khử oxit thành kim loại ở trong lò đứng

Một số đặc điểm vật lý quan trọng của chì:

 Tính chất nguyên tử:

- Khối lượng nguyên tử: 207,21 đvc

- Bán kính nguyên tử: 180 (154) pm

- Bán kính cộng hóa trị: 147 pm

- Trạng thái oxi hóa (oxit): 4,2 (lưỡng tính)

Chì và các hợp chất của chì đều rất độc Chúng nguy hiểm ở chỗ khó có những phương tiện để cứu chữa khi bị nhễm độc lâu dài cho nên cần hết sức cẩn thận khi tiếp xúc với chúng

1.2.2 Tính chất hóa học [14]

Chì là kim loại tương đối hoạt động về mặt hóa học Ở điều kiện thường chì bị oxi hóa tạo thành lớp oxit màu xám xanh bao bọc bên trên mặt, bảo vệ không cho chì tiếp xúc bị oxi hóa

2Pb + O2 = 2PbO Nhưng khi gặp nước, nước sẽ tách dần màng oxit bao bọc ngoài và tiếp tục bị tác dụng

Chì tương tác với các halogen và nhiều nguyên tố phi kim khác

Pb + X2 = PbX2

Chì có thế điện cực âm nên về nguyên tắc nó tan được trong các axit, nhưng thực tế chì chỉ tương tác ở trên bề mặt với dung dịch axit HCl loãng và axit H2SO4 dưới 80% vì bị bao bọc bởi lớp muối khó tan (PbCl2 và PbSO4) Với dung dịch đậm đặc hơn của các axit đó, chì có thể tan vì muối khó tan của lớp bảo vệ đã được chuyển thành hợp chất tan

PbCl2 + 2HCl = H2PbCl4

PbSO4 + H2SO4 = Pb(HSO4)2

Với axit HNO3 bất kỳ nồng độ nào, chì tương tác như một kim loại

3Pb + 8HNO3 loãng = 3Pb(NO3)2 + 2NO + 4H2O Khi có mặt của oxi, chì có thể tương tác với nước

2Pb + 2H2O + O2 = 2Pb(OH)2

Có thể tan trong axit axetic và các axit hữu cơ khác

2Pb + 4CH3COOH + O2 = 2Pb(CH3COO)2 +2H2O Với dung dịch kiềm, chì có thể tương tác khi đun nóng, giải phóng hidro

● Monooxit PbO là chất rắn có hai dạng: PbO – α mầu đỏ và PbO – β mầu vàng Tinh thể PbO – α thuộc hệ tứ phương và PbO – β thuộc hệ tà phương PbO – α có kiến trúc lớp khác thường, mỗi nguyên tử kim loại liên kết với bốn nguyên tử oxi tạo thành nhóm PbO4 hình chóp ngũ giác PbO tan ít trong nước có thể tương tác với nước khi có mặt oxi Khi đun nóng trong không khí nó dễ dàng chuyển hóa thành oxit cao hơn

PbO Pb3O4

PbO tan trong axit và tan trong kiềm mạnh

● Đioxit PbO2 là chất rắn mầu nâu đen Tinh thể PbO2 có kiến trúc kiểu rutin trong đó mỗi nguyên tử kim loại được sáu nguyên tử oxi bao quanh kiểu tam giác PbO2 khi đun nóng mất dần oxi biến thành các oxit, trong

đó chì có số oxi hóa thấp hơn

PbO2 kém hoạt động về mặt hóa học, không tan trong nước Tan trong kiềm dễ dàng hơn trong axit Tan trong kiềm, tạo ra hợn chất hidroxo kiểu

M2[E(OH)6]

PbO2 + 2KOH + 2H2O = K2[Pb(OH)6] Những chất dễ cháy như S, P khi nghiền nát với bột PbO2 sẽ bốc cháy Dựa vào đây PbO2 được dùng để làm một thành phần của thuốc đầu diêm Khi tương tác với axit sunphuric đậm đặc, PbO2 giải phóng oxi; Với axit clohidric giải phóng khí clo

2PbO2 + 2H2SO4 = 2PbSO4 + 2H2O + O2

PbO2 + 4HCl = PbCl2 + 2H2O + Cl2

Trong môi trường axit đậm đặc, PbO2 oxi hóa Mn (II) đến Mn (VII), ở môi trường kiềm mạnh oxi hóa Cr (III) đến Cr (VI)

5PbO2 + 2MnSO4 + 6HNO3 = 2HMnO4 + 3Pb(NO3) + 2H2O + 2PbSO4

3PbO2 +2Cr(OH)3 + 10KOH = 2K2CrO4 + 3K2[Pb(OH)4]

Trong thực tế, lợi dụng khả năng oxi hóa mạnh của PbO2 người ta chế tạo ra ắc quy chì

Oxit, hỗn hợp Pb2O3 (PbO.PbO2) được xem là chì (II) metaplombat và oxit hỗn hợp Pb3O4 (2PbO.PbO2) được coi là chì (II) orthoplombat

● Chì metaplombat (Pb2O3) tồn tại dưới hai dạng tinh thể: Dạng lập phương mầu vàng – đỏ và dạng đơn tà mầu đen Đun nóng ở 390 – 4200C thành

Pb3O4, không tan trong nước, tác dụng với dung dịch kiềm nóng tạo nên PbO2

● Chì orthoplombat (Pb3O4) hay còn gọi là minium là hợp chất của Pb có các số oxi hóa +2 và +4 Nó là chất ở dạng bột màu đỏ da cam

Khi tác dụng với dung dịch loãng của H2SO4 hay HNO3 nó sẽ tạo nên muối chì (II) và PbO2

Pb3O4 + 4HNO3 = 2Pb(NO3)2 + PbO2 + H2O

Pb3O4 + 2H2SO4 = PbSO4 + PbO2 + H2O Minium là chất oxi hóa mạnh Nó bị H2, C, CO khử đến chì kim loại ở nhiệt độ khoảng 300-4000C

Pb3O4 + H2O2 + 3H2SO4 = 3PbSO4 + 2H2O + O2

Minium ít tan trong nước và độc đối với con người, khi đun nóng nó phân hủy ở nhiệt độ 5500C thành PbO và O2 Vì là chất oxi hóa mạnh nên được dùng chủ yếu để sản xuất thủy tinh, pha lê, men đồ sứ và đồ sắt, làm chất mầu cho sơn (sơn trang trí và sơn bảo vệ cho kim loại không bị gỉ)

1.3.2 Hydroxit

Hidroxit Pb(OH)2 là chất kết tủa, rất ít tan trong nước, có mầu trắng Khi đun nóng, Pb(OH)2 rất dễ mất nước biến thành oxit PbO Pb(OH)2 là chất lưỡng tính tan trong axit tạo nên muối của cation Pb2+

Pb(OH)2 + 2HCl = PbCl2 + 2H2O Pb(OH)2 có thể tan trong dung dịch kiềm mạnh

Pb(OH)2 + 2KOH = 2K2[Pb(OH)4] (hidroxo plombit) Muối hidroxo plombit dễ tan trong nước và bị phân hủy mạnh nên chỉ bền với dung dịch kiềm dư

Các dihalogenua chì đều là chất rắn không mầu trừ PbI2 mầu vàng, tan ít trong nước lạnh nhưng tan nhiều trong nước nóng

Tất cả các dihalogenua có thể kết hợp với halogenua kim loại kiềm MeX tạo thành hợp chất phức kiểu Me[PbX3] hay Me2[PbX4] Sự tạo phức này giải thích khả năng dễ hòa tan của chì dihalogenua trong dung dịch đậm đặc của axit halogenhidric và muối của chúng

PbI2 + 2KI = K2[PbI4] PbCl2 + 2HCl = H2[PbCl4]

1.4 Các ứng dụng của chì

Chì và các hợp chất của chì được ứng dụng rộng rãi trong cuộc sống của con người Chì là thành phần chính tạo nên pin, ắc quy, sử dụng cho xe, chì được sử dụng như chất nhuộm trắng trong sơn và được sử dụng như thành phần mầu trong tráng men Chì được dùng trong dây cáp điện, đầu đạn và các ống dẫn trong công nghiệp hóa học Những lượng chì lớn được dùng để điều chế nhiều hợp kim quan trọng như thiếc hàn, hợp kim chữ in, hợp kim ổ trục… Chì còn được dùng làm các tấm ngăn để chống phóng xạ hạt nhân do chì hấp thụ tốt các tia phóng xạ và tia Rơnghen (tường của phòng thí nghiệm phóng xạ được lót bằng gạch chì mỗi viên thường nặng hơn 10Kg)[4]

 Chì được dùng để làm các tấm điện cực trong ắc quy chì:

Ắc quy chì giống với pin điện ở chỗ nhờ có phản ứng oxi hóa – khử xảy

ra ở trong đó mà sinh ra dòng điện một chiều, nhưng khác ở chỗ sau khi đã phóng điện ắc quy có thể chuyển được trở lại trạng thái ban đầu, nghĩa là có thể tích điện trở lại

Ắc quy chì gồm những cực là những tấm kim loại của chì và Antimon (9%) phía ngoài có trát lớp bột nhão của PbO và nước Những tấm cực dương

( - ): PbSO4 + 2e + 2H+ = Pb + H2SO4

(Pb2+ + 2e = Pb) ( + ): PbSO4 - 2e + SO4

+ H2O = PbO2 + 2H2SO4

Sơ đồ phản ứng chung là:

PbSO4 + 2H2O Pb + PbO2 + 2H2SO4

Như vậy sau khi được tích điện, tấm cực âm của ắc quy biến thành tấm

Pb xốp, tấm cực dương biến thành tấm PbO2 xốp và nồng độ H2SO4 tăng lên

Nếu hai cực của ắc quy không nối với nhau bằng một dây dẫn thì ắc quy

có thể giữ một thời gian lâu ở trạng thái tích điện Ngược lại, khi nối hai cực của ắc quy với một dây dẫn thì có dòng điện chạy qua Dòng điện sinh ra được nhờ những phản ứng sau đây xảy ra ở các điện cực:

Cực âm: Cực dương:

Pb + SO4

= PbSO4 + 2e (Pb = Pb2+ + 2e)

PbO2 + H2SO4 + 2H+ +2e = PbSO4 + 2H2O

(Pb4+ + 2e = Pb2+)

Sơ đồ phản ứng chung là:

Pb + PbO2 + 2H2SO4 PbSO4 + 2H2O Như vậy quá trình phóng điện xảy ra ngược với quá trình tích điện Sau khi phóng điện, các tấm cực âm, cực dương đều biến thành PbSO4 xốp và nồng

độ H2SO4 giảm xuống Bởi vậy dựa vào nồng độ của H2SO4 ở trong bình ắc quy có thể xác định trạng thái tích điện cho ắc quy, nghĩa là biến những cực âm

và cực dương bằng PbSO4 thành những tấm Pb và tấm PbO2

Mỗi ắc quy chì trên đều cho điện thế khoảng 2V, mắc nối tiếp 3 hay 6 ắc quy đó nối lại với nhau sẽ được những bộ ắc quy 6V hay 12V theo ý muốn

 Chì được sử dụng trong thành phần mầu của sơn:

Bất cứ loại sơn nào cũng trông cậy vào các hợp chất chì cho mầu sắc của

nó Chì trắng hay chì (II) carbonat (PbCO3) là một ví dụ điển hình và đã từng được sử dụng rộng rãi để sơn bề mặt gỗ trong nhà Các hợp chất chì khác, như chì cromat (PbCrO4) mầu vàng chói, được dùng như phẩm nhuộm mầu Cũng như cung cấp mầu sắc cho nước sơn, phẩm nhuộm chì có độ mờ đục cao, vì vậy chỉ cần lượng hợp chất tương đối nhỏ cũng có thể phủ một bề mặt rộng Chì trắng không tan trong nước, làm cho sơn không thấm nước và dễ lau chùi với độ bền cao Chì carbonat cũng có thể trung hòa các sản phẩm mang tính axit làm mục rữa các loại dầu bóng trong nước sơn, vì thế lớp sơn phủ có độ bám không chảy nhão và chống nứt trong thời gian lâu hơn

Tuy nhiên do độc tính của chì mà ngày nay hầu hết sơn chì đều bị cấm Ngày nay sơn chì được dùng trong việc phục chế và bảo trì các tác phẩm nghệ thuật và các di tích kiến trúc Ở Mỹ sơn chì được sử dụng hạn chế trong các nghành công nghiệp nặng như phủ lớp vỏ ngoài tầu thủy

1.4 Độc tính và cơ chế gây độc của chì [5, 6, 15, 16]

Hình 1.1 chỉ ra lượng chì bị hấp thụ vào cơ thể con người mỗi ngày [14] Phần lớn người dân thành phố bị hấp thụ chì từ ăn uống 200-300 μg/ngày, nước

và không khí cung cấp thêm 10-15 μg/ngày Tổng số chì bị hấp thụ này có khoảng 200 μg chì được thải ra, còn khoảng 25 μg được giữ lại trong xương mỗi ngày

Hình 1.1: Cân bằng của chì trong cơ thể người

Chì không có vai trò sinh học trong cơ thể sống Sự tiếp nhận chì quá

mức sẽ gây độc cho hệ thần kinh trung ương, hệ sinh sản, hệ bài tiết, hệ tuần

hoàn và hệ miễn dịch Hệ thống tạo máu mẫn cảm với tác dụng độc hại của chì

nhất Chì ức chế quá trình tạo nhân HEM, có thể quan sát được khi mức chì

trong máu ≤ 15 μg/dl Nhiễm chì dưới mức gây chết là nguyên nhân gây yếu

thận, gây vô sinh, chết thai, sẩy thai [9]

Đầu thập kỷ 80 bắt đầu có những công trình nghiên cứu tính độc hại của

chì và xếp bảng độc hại nguyên tố chì, còn trước đó chì vẫn được coi là không

có tác dụng gì trong cơ thể Ủy ban bảo vệ môi trường của Mỹ xác định độ độc

hại dưới mức gây chết của chì là 10-15 μg/dl (1989), còn những độc hại và độ

gây độc tuyệt đối vẫn còn đang được nghiên cứu

Mức tiếp xúc chì tối đa hiện nay theo quy định của WHO hiện nay là:

10 μg/ngày

200 μg/ngày

200 μg/ngày

Bài tiết

Chì và các hợp chất của chì đều độc, càng dễ hòa tan, độc tính càng cao Nếu hít phải nồng độ hơi chì trong không khí quá 0,15mg/m3 thì công nhân có thể bị nhiễm độc, nếu ăn phải 1g bụi chì thì có thể bị chết Hàng ngày một người hấp thụ 1 mg chì, sau nhiều ngày xuất hiện nhiễm độc mãn tính, liều 1

mg này mới chỉ gấp 3 lần lượng chì vào cơ thể hàng ngày qua ăn uống

1.5.2 Cơ chế gây độc của chì

Bụi chì vào đường tiêu hóa, khi tới dạ dày bị axit HCl trong dịch vị làm tan ra và độc tính của nó phụ thuộc vào lượng axit HCl trong dạ dày nhiều hay

ít Chì qua dạ dày vào ruột, một phần được hấp thu vào máu, phần còn lại không hòa tan, theo phân thải ra ngoài Chì vào máu tới gan, một phần được giữ lại biến thành chất không độc, thải ra ngoài theo mật và phân, phần còn lại trong máu thường tập trung ở các phủ tạng như: Gan, thận, lách và nhất là tập trung ở các đầu xương, dưới dạng chì triphotphat Pb3(PO4)2 không tan sẽ chuyển hóa chì dưới dạng mono hydro photphat dibasic PbHPO4 dễ hòa tan, làm cho chì từ nơi tích chứa chuyển vào máu và làm phát sinh nhiễm độc Tình trạng này có thể xảy ra cả sau khi ngừng tiếp xúc với chì

Người ta thường thấy có sự phụ thuộc chặt chẽ giữa sự chuyển hóa canxi

và sự tập trung chì trong xương Nếu tăng canxi thì tăng sự tập trung chì ở xương Ngược lại, nếu giảm canxi thì chì trong xương sẽ được huy động vào máu gây nhiễm độc và lúc đó trong máu có thể xuất hiện hồng cầu hạt kiềm, báo trước một cơn đau bụng chì Vậy các nguyên nhân gây mất cân bằng canxi trong xương sẽ huy động chì vào máu gây nhiễm độc cấp tính Khả năng gây độc theo cơ chế tiếp xúc với chì rất cao do chì ion bám vào đâu là gây độc cho

tế bào đó Về tác động lên men thì rất rõ, khi xâm nhập vào cơ thể, chì gây ra một số rối loạn, chủ yếu là đối với hệ thống tạo huyết

Hình 1.2: Quá trình tác động của chì lên hệ thống tạo huyết

Protopocphyrin IV

Ferochelatase + Fe2+

HEM

Hemsinterase + Globin

Hemoglobin

Pb

HOOC-CH2-CH2-CO~SCoA + NH2-CH2-COOH

Acid delta aminolevulinic (ALA) HOOC-CH2-CH2-CO-CH2-NH2

Hậu quả của quá trình tác động lên men trong quá trình tạo huyết sẽ gây lên hàng loạt các biểu hiện sau:

- Giảm hoạt tính men δ ALA dehydrase

- Tích lũy và tăng thải theo nước tiểu axit δ aminolevulinic

- Tang thải theo nước tiểu coproopocphyrin

- Giảm nồng độ hemoglobin

- Giảm số lượng hồng cầu

- Tăng số lượng hồng cầu hạt kiềm

- Tăng sắt huyết thanh

Hàng loạt công trình nghiên cứu đã chứng minh tác dụng ức chế các enzym chứa nhóm –SH của chì

Phức hợp kim loại nhóm –SH như sau:

Tổng quát R – SH + Pb -> R – SH – PB

Ức chế Glutathion:

Do nguyên nhân này H2O2 trong cơ thể tăng lên, giải phóng oxi nguyên

tử, tạo gốc tự do Sự hình thành các gốc tự do quá nhiều sẽ gây rối loạn sự cân bằng nội môi, phá hủy màng lipid và cấu trúc AND của nhân tế bào gây rất nhiều các rối loạn bệnh lý…

E-S + Pb-SHSH

1.6 Tổng quan bệnh nhiễm độc chì

Nhiễm độc chì đã xuất hiện ở rất nhiều nước trên thế giới, đặc biệt ở các nước có ngành khai thác mỏ chiếm ưu thế Mười năm trở lại đây có nhiều kết quả nghiên cứu về lưu trình của chì trong môi trường Quá trình lắng đọng của chì từ khí quyển lên bề mặt cây cối, nhà cửa, đất đai, nguồn nước Quá trình vận chuyển chì giữa các thành phần của môi trường diễn ra liên tục Chì từ khí quyển có thể đi vào cơ thể sống qua ô nhiễm thực phẩm, nước, bụi hay trực tiếp qua đường hô hấp gây ra bệnh nhiễm độc chì đối với cơ thể con người Hình 1.3 chỉ ra vòng tuần hoàn của chì trong môi trường [1]

Hình 1.3: Vòng tuần hoàn của chì trong môi trường

Động vật Cây

Hiện nay ở Việt Nam, nhiễm độc chì được xếp vào danh mục bệnh nghề nghiệp được bảo hiểm [15] Những bệnh nhân nhiễm độc chì phần lớn được xác định chủ yếu về mặt cận lâm sàng Đó cũng là khuynh hướng phát hiện bệnh sớm nhờ có những phương pháp xét nghiệm sinh hóa ngày càng phong phú và chính xác

Nhiễm độc chì gồm hai loại: Nhiễm độc chì vô cơ và nhiễm độc chì hữu cơ

1.6.1 Nhiễm độc chì vô cơ [5, 6, 9, 16]

Nhiễm độc chì vô cơ thường gặp ở các công nhân khai thác và chế biến quặng chì hoặc quặng có nhiễm lẫn chì, sản xuất ắc quy, chế tạo đầu đạn…

Tại Rumani, Lilis và cộng sự thấy rằng các công nhân khai thác mỏ chì làm việc sau 10 năm đã có tổn thương thận, Vaskov quan sát 30 công nhân thì thấy 21 người tổn thương chức năng thận sau 10 năm tiếp xúc với quặng chì và

tử vong Tại Chicago (Mỹ) trong 3 năm có 9.853 trường hợp nhiễm độc chì, trong đó 5% là trẻ em

Tại Đức trong vòng 15 năm, trong số những người đến khám bệnh tại các cơ sở y tế có 11.581 người được chuẩn đoán là nhiễm độc chì, trong số đó

có 22 người tử vong do nhiễm độc chì

Ở Việt Nam, theo Dương Thu Hương, tại Hải Phòng năm 1978 có 47% công nhân tiếp xúc với hơi chì có hàm lượng chì trong máu cao quá mức cho phép, năm 1982 tỷ lệ này là 10,2%, năm 1989 tỷ lệ này chiếm 9,1% và đến năm

1991 tỷ lệ này còn 6,2% Theo một tổng kết của Viện Y học lao động Việt Nam năm 1992 tỷ lệ thấm nhiễm chì của ngành hóa chất là 12%, ngành in là 8,7%

Theo Hoàng Văn Bính, ở miền nam Việt Nam tỷ lệ thấm nhiễm chì ở ngành in là 52%, các cơ sở nhỏ lẻ tỷ lệ này lên đến 83% Theo Đỗ Hàm, tại Thái Nguyên số bệnh nhân được giám định nhiễm độc chì nghề nghiệp năm

1991 là 51 bệnh nhân, năm 1998 là 62 bệnh nhân, năm 2000 là 57 bệnh nhân [16]

a) Các nguồn tiếp xúc với chì

 Nguồn tiếp xúc với chì mang tính nghề nghiệp

Chì được sử dụng trong rất nhiều ngành, đặc biệt là các nguồn sau:

- Các mỏ chì và kẽm

- Luyện chì và kẽm

- Công nghiệp xây dựng: Sản xuất những ống dẫn nước, nước thải

- Sản xuất ắc quy: Ắc quy là một hệ điện hóa hay còn gọi là một mạch điện hóa Nguồn ắc quy được chia làm hai loại chính: Ắc quy axit và ắc quy kiềm Những công nhân bị nhiễm độc chì chủ yếu do tiếp xúc với loại ắc quy axit

- Một số muối và oxit chì được dùng làm chất mầu để sản xuất sơn, vecni, men và chất dẻo [16]

 Nguồn tiếp xúc với chì không mang tính nghề nghiệp [6, 9]

Nguồn chì từ khí quyển: Chì do con người thải vào không khí và dựa trên cơ sở tính toán từng nguồn chì trong môi trường gây ô nhiễm cho vật nuôi, cây trồng dùng làm thức ăn Thực tế cho thấy sự ô nhiễm chì trên bề mặt trái đất đã tăng gấp 10 lần so với lượng chì vốn có do quá trình hình thành đất Nhiều công trình nghiên cứu đã xác định rằng hàm lượng chì trên mặt thảm thực vật tỷ lệ thuận với hàm lượng chì trong không khí Chì nhiễm vào vật nuôi, cây trồng phụ thuộc hàm lượng chì tồn tại trong môi trường Những khu vực rừng cây, đồng cỏ, khu vực trồng trọt gần các trục đường giao thông lớn thường có hàm lượng chì trên 950 μg/g (vì trong xăng chạy ôtô, xe máy có pha một lượng chì lớn)

Nguồn chì từ nước: Chì trong nước của lớp vỏ trái đất có hàm lượng khoảng 0,02 μg/l Chì trong hệ thống đường ống cấp nước là nguồn chì gây ô nhiễm hiển nhiên ở hầu hết các quốc gia trên thế giới Hệ thống các mối hàn nối, vòi đồng là nguồn chì gây ô nhiễm nước Mặt khác nước mềm có chứa hàm lượng canxi thấp, không tạo thành một lớp carbonat chì ở trong các đường ống bằng chì, do đó chì hòa tan vào nước Lượng chì trong nước xâm nhập vào

cơ thể thường kín đáo và dễ bị bỏ qua

Nguồn chì do dùng đồ tráng men, đánh bóng đồ vật, cắt kính: Đồ tráng men có lượng chì lớp trong lớp men, nếu sử dụng đựng đồ ăn, thức uống thì lượng chì sẽ gây ô nhiễm vào cơ thể Khi đựng đồ ăn có tính axit thì lượng chì hòa tan vào thức ăn càng nhiều Bột dùng đánh bóng đồ vật, đồ thủy tinh cũng

là nguồn cung cấp chì làm nhiễm độc cho con người

trẻ em Ngoài ra hàng ngày con người còn hít thở, nuốt theo thức ăn khoảng 100mg bụi, nguồn chì trong đất, mực giấy dán tường được trẻ em ăn vào cũng

có thể gây nhiễm độc

Nguồn từ mỹ phẩm: Hiện nay chì là một trong những thành phần phổ biến của các loại mỹ phẩm như thuốc dưỡng da, thuốc xịt tóc, thuốc bôi mi mắt

b) Quá trình xâm nhập, hấp thu, phân bố và thải trừ của chì [5, 6, 9, 16]

 Con đường xâm nhập vào cơ thể

Chì nhiễm vào cơ thể qua:

- Đường miệng: Hay gặp nhất, người ta có thể nuốt trực tiếp chì do hút

thuốc, ăn uống, tay bẩn dính chì, ăn uống tại nơi làm việc, bụi đọng vào thực phẩm, thiếu vệ sinh cá nhân, hoặc chất đờm khí phế quản có chì Bình thường hàng ngày cơ thể hấp thụ vào một lượng chì khoảng 0,1 – 0,5mg qua thức ăn, nước uống và bụi Nếu hàng ngày hấp thụ 1mg chì thì sau một thời gian có thể bị nhiễm độc chì mãn tính Nếu

ăn phải 10mg bụi chì hàng ngày có thể dẫn đến nhiễm độc nặng sau vài tuần và 1g chì hấp thu vào cơ thể một lần thường là gây tử vong

- Qua đường hô hấp: Đây là đường xâm nhập chủ yếu vào cơ thể Các

loại bụi chì ở dạng muối, oxit chì hay các hơi chì hít vào phổi được hấp thu toàn bộ, nhưng do tỷ trọng chì lớn (d = 11,37) nên nguy cơ nhiễm độc do hít bụi chì ít gặp Thường gặp khi hơi chì bốc lên (do đun nóng chảy) ở môi trường lao động vượt quá giới hạn tối đa cho phép là 0,001mg/m3 Trẻ em tiếp xúc với các chất độc trong khí thở nhiều hơn so với người lớn (diện tích tiếp xúc ở đường hô hấp và thể tích khí hít thở cho mỗi đơn vị cân nặng của trẻ lớn hơn), chiều cao trẻ thấp hơn nên hít thở không khí ở gần mặt đất hơn nơi có nồng độ chì cao hơn Tốc độ lắng đọng chì ở phổi ở trẻ em cao gấp 2,7 lần so với người lớn

- Qua đường tiêu hóa: Qua ăn, uống, do bàn tay (không vệ sinh tay

trước khi ăn uống, đưa tay lên miệng) hoặc ngậm, mút các đồ vật có chì (trẻ em) Trẻ em hấp thu 40-50% lượng chì trong thức ăn trong khi người lớn chỉ hấp thu 10-15% Đói, chế độ ăn thiếu dinh dưỡng, đặc biệt thiếu các ion như sắt, canxi, kẽm làm hấp thu chì qua đường

tiêu hoá tăng lên Như vậy, những người sống ở các khu vực ô nhiễm chì nếu chế độ ăn thiếu các chất khoáng trên thì càng dễ bị ngộ độc chì

- Qua đường da: Tuy kém hơn so với đường hô hấp và tiêu hóa nhưng

vẫn gây ngộ độc, đặc biệt khi tiếp xúc kéo dài Ô xít chì (thường gặp

ở dạng hồng đơn, được dùng trong các thuốc nam lưu hành bất hợp pháp) hấp thu dề dàng qua da Tỷ lệ diện tích da cho mỗi đơn vị cân nặng của trẻ em cũng lớn hơn người lớn nên hấp thu chất độc cũng nhiều hơn Chì vô cơ hấp thụ qua da rất ít so với chì tetraethyl, thường xảy ra khi bị tổn thương hay xây xát Từ máu chì chuyển vào các cơ quan như gan, thận, não, lá lách, cơ bắp, tim… Sau vài tuần lễ,

đa số chì xâm nhập vào xương và răng và ở đó vài chục năm, phần còn lại theo nước tiểu ra ngoài Nếu thường xuyên tiếp xúc với chì thì hàm lượng chì trong cơ thể sẽ ngày càng nhiều

- Qua nhau thai, sữa mẹ: chì qua nhau thai nên mẹ bị ngộ độc chì thì

con cũng bị ngộ độc Nồng độ chì trong máu của con bằng 80% nồng

độ chì trong máu mẹ Chì có thể qua sữa mẹ, tuy nhiên thông tin về con đường tiếp xúc này còn chưa đầy đủ

 Quá trình hấp thu của chì

Tại phổi, chì được hấp thu gần như toàn bộ qua màng phế nang để vào máu Chì và các hợp chất của chì được hấp thu tại phổi không phụ thuộc vào khả năng hòa tan của chất đó Chì được hấp thu qua đường hô hấp là nguy hiểm nhất vì nó sẽ vào thẳng máu tới các cơ quan

Chì hấp thu ở đường tiêu hóa ít hơn so với đường hô hấp và khả năng hấp thu lại phụ thuộc vào tính hòa tan của các hợp chất chì Ruột hấp thu khoảng 10% lượng chì, còn 90% được đào thải qua phân Sự hấp thu chì qua đường tiêu hóa đến gan được gan giữ lại và khử được độc Nếu hấp thu nhiều hoặc hấp thu liên tục liều nhỏ thì sự khử độc ở gan trở nên kém hơn, do đó sẽ được hấp thu vào máu nhiều hơn

Chì hấp thu qua da, niêm mạc không lớn, chỉ xẩy ra khi da tổn thương Tuy chì hấp thu qua da kém nhưng cần được chú ý vì trong trường hợp này vai trò khử độc của gan bị hạn chế [16]

 Quá trình phân bố của chì trong cơ thể

Chì được hấp thu, vận chuyển đến các cơ quan, khoảng 95% chì trong máu là nằm trong hồng cầu Một phần của chì ở huyết tương dưới dạng albumin chì hay triphotphat chì được vận chuyển và phân bố ở các cơ quan như gan, lách, thận, não, tinh hoàn…và đặc biệt ở xương, phần lớn tổng lượng chì của cơ thể được tích lũy trong xương dưới dạng không hòa tan

Quá trình phân bố của chì có thể được thể hiện theo mô hình sau:

Hình 1.4: Sự phân bố chì trong cơ thể

 Quá trình thải trừ của chì

Lượng chì hấp thu vào cơ thể không được giữ lại sẽ được đào thải qua nước tiểu (khoảng 65%) và qua mật (khoảng 35%) Một lượng rất nhỏ qua mồ hôi, lông tóc và móng Trẻ em giữ lại chì trong cơ thể nhiều hơn so với người lớn, trẻ giữ lại tới 33% lượng chì so với 1-4% ở người lớn Một lượng chì đáng

kể sẽ tồn tại trong cơ thể trong nhiều thập kỷ Đây là nguyên nhân gây ngộ độc chì kéo dài và việc điều trị tốn thời gian

Qua đường tiêu hóa chỉ một phần nhỏ chì được hấp thu vào cơ thể, còn lại tới 90% thải ra theo phân Chì còn được thải trừ qua da, theo tuyến nước bọt

Pb gắn vào tổ chức cứng

Pb gắn vào tổ chức mềm

Pb gắn vào hồng cầu

Pb gắn vào Protein

nước tiểu

Pb huyết tương

niêm mạc miệng tạo thành đường viền Burton Viền Burton chính là PbS được tạo thành là do Pb thải trừ theo nước bọt kết hợp với H2S

Các con đường thải chì nhằm mục đích duy trì sự cân bằng lượng chì tiếp thu Nếu có sự hấp thu quá độ và giảm sự thải loại thì sẽ xảy ra hiện tượng tích lũy chì

1.6.2 Nhiễm độc chì hữu cơ [5, 6, 9, 16]

Từ thế kỷ 19 người ta đã thống kê được nhiều trường hợp viêm phổi xăng hoặc bệnh não ở những công nhân xăng dầu và người ta nhận thấy nguyên nhân chính là do chì hữu cơ Bệnh nhiễm độc chì hữu cơ có biểu hiện lâm sàng

và cận lâm sàng khác biệt so với nhiễm độc chì vô cơ, nên khi chuẩn đoán bệnh cần phải căn cứ vào các xét nghiệm các tiêu chuẩn khác nhau

 Con đường xâm nhập vào cơ thể và cơ chế gây bệnh

Chì hữu cơ thường gặp là tetraethyl chì Pb(C2H5)4 Tetraethyl chì rất độc,

là một chất lỏng nặng, sánh như dầu, sôi ở 2000C Ở nhiệt độ bình thường nó cũng bay hơi, với một lượng đủ để gây nguy hiểm nghiêm trọng Ở 4000C nó phân giải và giải phóng khá nhiều các hạt bụi chì nhỏ li ti Tetraethyl chì ngày càng được sử dụng nhiều để pha vào xăng và có nguy cơ gây nhiễm độc cao cho công nhân tiếp xúc

Tetraethyl chì vào cơ thể dễ dàng qua da, vì nó hòa tan lớp mỡ bảo vệ và cũng rất dễ dàng qua đường hô hấp Do đó nhiễm độc hay gặp ở những người làm công việc cọ rửa, sửa chữa các bể chứa xăng hay các thùng xitec

Ở người, chì hữu cơ gây nhiễm độc kiểu viêm não Do ái lực với tổ chức

mỡ, chì cố định ở tổ chức mỡ của não Do tác dụng chọn lọc này, biểu hiện của người nhiễm độc tetraethyl chì rất khác với nhiễm độc chì vô cơ Các kết quả nghiên cứu về độc chất học cho thấy tetraethyl chì có thể chuyển thành triethyl chì và chì vô cơ Chì vô cơ này được giải phóng, lại tích lũy vào xương gây bệnh nhiễm độc chì vô cơ thông thường

 Biểu hiện bệnh

Biểu hiện bệnh nhiễm độc chì hữu cơ rất khác với nhiễm độc chì vô cơ Dấu hiệu nổi bật là thần kinh Hiếm gặp đường viền chì Burton Hồng cầu hạt kiềm thấy ít

Ở giai đoạn thấm nhiễm hoặc giai đoạn bệnh mới phát, có thể thấy một

số triệu chứng sau: Rối loạn giấc ngủ, rối loạn tiêu hóa, buồn nôn, hạ huyết áp,

hạ thân nhiệt, suy nhược, đổ mồ hôi, không có hồng cầu hạt kiềm, delta ALA niệu bình thường Một số biểu hiện trên làm cho ta không nghĩ đến nhiễm độc chì vô cơ thông thường mà phải nghĩ đến nhiễm độc chì hữu cơ

Giai đoạn nặng: Tinh thần rối loạn, hoang tưởng không điển hình Rối loạn tri giác xen lẫn những lúc tỉnh táo minh mẫn, run cố ý, phản xạ tăng, đồng

tử thường giãn, nhịp tim chậm, mồ hôi nhiều cũng là một dấu hiệu khá đặc biệt trong nhiễm độc chì hữu cơ Nếu nhiệt tăng, mạch nhanh, tim loạn nhịp, rối loạn hô hấp, đó có thể là những dấu hiệu bệnh nặng

1.7 Triệu chứng và cách chuẩn đoán bệnh nhiễm độc chì

1.7.1 Triệu chứng nhiễm độc chì [6, 16]

a) Nhiễm độc chì cấp tính

Nhiễm độc chì cấp tính chủ yếu do nhầm lẫn như uống nhầm phải acetat chì (không còn thấy trong công nghiệp) Nhiễm độc chì cấp có những biểu hiện như sau:

- Rối loạn tiêu hóa: Đau thượng vị, đau bụng, nôn mửa

- Tổn thương thận: Đái ra albumin, trụ niệu, đái ít

- Đôi khi có tổn thương gan

- Co giật và hôn mê dẫn đến chết sau 2 – 3 ngày

b) Nhiễm độc chì mãn tính

Chì vào cơ thể được giữ lại ở gan, phần lớn thải qua mật, theo phân ra ngoài Nhưng nếu xâm nhập nhiều và kéo dài, chì sẽ tràn vào máu, rồi lại được thải ra qua thận, nước bọt…

Nhiễm độc chì biểu hiện như sau:

- Giai đoạn thấm nhiễm chì: Giai đoạn này chưa phải là một bệnh, mà chỉ có dấu hiệu sinh học là chính, cho phép ta kết luận là có hiện tượng hấp thu chì quá mức Ở giai đoạn này (chì huyết dưới mức 70μg/100ml) có những dấu hiệu chủ quan mơ hồ (như đau dạ dày – ruột, mệt mỏi, thay đổi tính, đau cơ khớp và thực hiện một số test tâm lý – vận động kết quả giảm) Có một số tỷ lệ cao viền lợi chì hay viền Burton là những đường lấm tấm màu xanh sẫm nằm

trong lợi ở cách bờ lợi độ 1 mm, đường này xuất hiện ở chỗ không có răng Hiện tượng này do kết tủa sunfat chì gây ra bởi tác dụng của H2S trên các muối chì lưu động

- Giai đoạn nhiễm độc chì thực sự: Giai đoạn này có rất nhiều dấu hiệu bệnh lý ở nhiều cơ quan của cơ thể, tuy nhiên tùy các cá thể khác nhau mà các dấu hiệu thể hiện ở các hình thái hoặc mức độ khác nhau Một số biểu hiện bệnh lý thường gặp được mô tả như sau:

+ Rối loạn toàn thân: Nhức đầu, ăn kém ngon, gầy xọp, da tái nhợt, mệt mỏi, thường hay đau cơ

+ Thiếu máu: Thiếu máu do nhiễm độc chì không nặng lắm Tỷ lệ huyết sắc tố ít khi tụt quá 60% và hồng cầu dưới 3,5 triệu mm3 Thiếu máu có thể đẳng sắc hay nhược sắc

+ Cơn đau bụng chì: Đây là biểu hiện hay gặp nhất của nhiễm độc chì Trước cơn đau bụng thường có táo bón vài ngày Đặc điểm là đau bụng ở quanh rốn dữ dội, làm bệnh nhân phải cúi gập người làm đôi Bệnh nhân toát

mồ hôi nhiều, và thường nôn lúc mới bắt đầu đau bụng, bụng vẫn mềm có thể kèm theo ỉa lỏng

+ Viêm đa dây thần kinh vận động: Thường hay gặp nhất là thể liệt thần kinh quay với triệu chứng tay cổ cò, lúc đầu ở tay phải, rồi sang cả hai tay Trước tiên, các cơ duỗi dài ngón giữa và ngón nhẫn bị bại liệt Rồi đến các ngón khác và đến các cơ duỗi cổ tay Nhiễm độc chì có thể gây liệt cả hai chi dưới, thường liệt các cơ mác và các cơ duỗi ngón chân làm bàn chân bị thõng xuống

+ Cơn cao huyết áp: Hiện tượng này xảy ra do co thắt các động mạch thận, cơn cao huyết áp thường đi đôi với cơn đau bụng chì

+ Bệnh não do nhiễm độc chì: Đây là một biểu hiện nặng nhất của nhiễm độc chì Những triệu chứng cấp tính có thể thay đổi: Hôn mê, mê man, co giật bệnh tâm thần do nhiễm độc Những biểu hiện mãn tính thường có là giảm khả năng suy nghĩ, trí nhớ kém, đau đầu, điếc, nói ngọng nhất thời

+ Tổn thương tuyến giáp: Trước tiên là hiện tượng giảm khả năng thu nhận tốt các tuyến giáp được thấy ở xúc vật, và rồi đã được chứng minh trên các công nhân nhiễm độc chì

+ Tổn thương tinh hoàn: Những công nhân bị nhiễm độc chì hay bị thấm nhiễm (chì huyết > 50 μg/100ml) không có biểu hiện lâm sàng, có trạng thái giảm tinh dịch (hypospermie) Hiện tượng này là do tác dụng trực tiếp của chì đối với tuyến sinh dục

1.7.2 Cách chuẩn đoán bệnh nhiễm độc chì [5, 6, 16]

Chuẩn đoán bệnh nhiễm độc chì người ta dựa vào các tiêu chuẩn sau:

 Dấu hiệu cận lâm sàng

Tiêu chuẩn này bao gồm các kết quả xét nghiệm cận lâm sàng, với các chỉ tiêu theo giới hạn quy định như sau:

- Delta ALA niệu (lấy nước tiểu 24 giờ) ≥ 10 m/l

- Số lượng hồng cầu hạt kiềm (so sánh với hồng cầu thường) ≥ 10 0/000

- Huyết sắc tố (tính bằng gam trong 100 ml máu) ≤ 11g %

- Chì huyết ≥ 70 μg/100ml

- Chì niệu ≥ 80 μg/100ml

 Dấu hiệu lâm sàng

Nếu có các dấu hiệu lâm sàng sau (thường xuất hiện muộn) thì việc khẳng định bệnh càng vững chắc:

- Hội chứng đau bụng cơn, không sốt, có tình trạng bán tắc ruột (cơn đau bụng chì) tường kèm theo cơn tăng huyết áp và đường viền chì Burton

- Liệt cơ duỗi ngón tay và cơ nhỏ bàn tay

1.8 Cách điều trị bệnh nhiễm độc chì

1.8.1 Điều trị nhiễm độc chì vô cơ

Điều tiên quyết trong việc chữa trị nhiễm độc chì là phải chấm dứt tiếp cận với nguồn phát sinh ra kim loại chì để giảm nồng độ chì trong máu Nếu ngộ độc trầm trọng được điều trị với một số loại thuốc đặc biệt mà khi vào cơ thể thuốc sẽ bám vào chì để thải ra ngoài theo nước tiểu

a) Điều trị nhiễm độc chì cấp tính

- Tuyến cơ sở:

+ Nhanh chóng đưa bệnh nhân ra khỏi môi trường ô nhiễm chì cao

+ Rửa dạ dày bằng các loại dung dịch có khả năng kết tủa với chì dưới dạng sunfat không hòa tan như Na2SO4 và MgSO4

+ Chống choáng bằng tiếp nước qua tiêm truyền

- Tuyến trên:

+ Delta ALA nếu từ 10mg/l trở lên, kết hợp một số triệu chứng như thiếu máu, Hb giảm, suy nhược, ăn kém ngon… hoặc là sau khi ngừng tiếp xúc trên hai tháng mà mức delta ALA niệu chưa trở về dưới giới hạn bệnh lý, cần phải dùng thuốc thải chì loại nhẹ là ethambutol Liều lượng hàng ngày là 20mg/kg

cơ thể, dùng viên nén 400mg

+ Dùng thuốc thải chì EDTA: Chỉ dùng khi nhiễm độc chì thực sự EDTA là thuốc thải chì, có khả năng cố định Pb, Ca và các cation khác, hình thành một phức hợp không còn ở dạng ion Để tránh giảm calci huyết, người ta dùng EDTA ở dạng muối EDTA CaNa2

+ Tiêm tĩnh mạch, EDTA phân tán nhanh chóng khắp cơ thể và loại qua thận Gần một nửa liều tiêm vào loại ngay ra trong giờ đầu và sau 7 giờ loại hết 90% Chì cũng bị loại ra theo tỷ lệ như vậy

Liều EDTA sử dụng là 20mg/kg thể trọng, hòa trong 100 – 300ml huyết

đa mỗi ngày không quá 50mg/kg/thể trọng Điều trị như vậy trong 5 ngày Nếu chì niệu còn cao có thể điều trị tiếp một đợt nữa sau ít nhất là hai ngày nghỉ

D.Penicillamin cũng được dùng nhưng kết quả kém hơn

- Điều trị triệu chứng:

Cơn đau bụng chì: Dùng các thuốc chống co thắt Chlorpromazin có tác dụng giảm đau, an thần tốt Có thể dùng Predmsolon, uống 20 – 30mg/ngày giảm đau nhanh

Tai biến não: Dùng các thuốc barbitunic và chống tăng áp lực nội sọ bằng huyết thanh ưu trương

Huyết áp cao: Dùng các thuốc hạ huyết áp

Liệt do chì: Tiêm strychnine nếu tăng dần, kém các loại vitamin B1, C,

BG châm cứu, vật lý trị liệu

1.8.2 Điều trị nhiễm độc chì hữu cơ

Các thuốc thải chì như EDTA Na2, EDTA Ca2 không có tác dụng nên không được sử dụng

Phương pháp điều trị tốt là tập trung điều trị thải độc và điều trị triệu chứng Chủ yếu dùng các loại thuốc an thần có tác dụng ngắn, nhưng kéo dài như barbituric, không dùng thuốc phiện Cần duy trì cân bằng dịch, chất điện giải và tăng cường chất dinh dưỡng, phối hợp các loại thuốc trợ tim, trợ sức các loại vitamin

1.9 Các phương pháp phân tích chì trong mẫu sinh học

Hiện nay có nhiều phương pháp nhạy và chọn lọc để phân tích hàm lượng chì trong các mẫu sinh học như: Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên

tử, phương pháp phổ khối lượng kết hợp nguồn cảm ứng cao tần plasma MS), quang phổ phát xạ plasma (AES-ICP), phương pháp cực phổ, phương pháp cực phổ xung vi phân, phương pháp cực phổ sóng vuông… Sau đây là một số phương pháp để có thể xác định được hàm lượng chì trong mẫu sinh học

(ICP-1.9.1 Phương pháp phổ khối lượng kết hợp nguồn cảm ứng cao tần plasma (ICP-MS)

Hiện nay phương pháp ICP-MS là phương pháp hiện đại để phân tích chì trong các mẫu sinh học [22] Theo [22], mẫu máu phân tích được pha loãng tỷ

lệ 1:9 với dung dịch pha loãng gồm: TritonX-100 0,05% , 1mg/l Au trong HNO3 0,5% theo tiêu chuẩn nội bộ, 25μg/l Ir và 25μg/l Rh Giới hạn phát hiện của chì là 0,05μg/l Phương pháp này có độ nhạy, độ chính xác và chọn lọc cao Tuy nhiên giá thành thiết bị cao, cùng với quy trình vận hành phức tạp

1.9.2 Phương pháp cực phổ xung vi phân (DPP)

Ở phương pháp này, tác giả Christie và Osteryoung đã tính toán cho trường hợp xác định chì, trong điều kiện tối ưu có thể đạt độ nhạy khoảng 10-

8

M khi dùng biên độ xung 100mv trong nền NaF 1M [3] Hiện nay phương pháp này được ứng dụng để phân tích chì trong máu [2,12] Ưu điểm nổi bật của phương pháp DPP so với các phương pháp khác là ở độ nhạy cao kể cả hợp chất vô cơ và hữu cơ, các quá trình thuận nghịch và không thuận nghịch Quan trọng hơn là đương I-E có dạng đỉnh cực đại, sau mỗi một đỉnh dòng điện lại trở về trạng thái đường nền, do đó phương pháp có độ phân giải rất cao, có thể đạt đến 50.000 Ngoài ra cực phổ xung vi phân còn cho ta những thông tin về dạng tồn tại của chất được phân tích, tính oxi hóa khử, tính axit bazơ, sự tạo phức… Nhược điểm của phương pháp này là trong các hệ phức tạp có độ phân giải kém [3, 7]

1.9.3 Phương pháp Von – Ampe hòa tan anot

Phương pháp Von – Ampe hòa tan anot được ứng dụng để phân tích chì trong các mẫu máu và nước tiểu [20,32] Phương pháp này đòi hỏi lượng mẫu ít nhất là 5μl đối với mẫu máu Ưu điểm của phương pháp này là độ nhạy cao, chi phí thấp hơn phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử Tuy nhiên phương pháp này chỉ thích hợp để phân tích ít hơn 25 mẫu trên ngày, còn phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử phân tích được lượng mẫu nhiều hơn

1.10 Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử

Hiện nay phương pháp này được dùng phổ biến để phân tích hàm lượng chì trong các mẫu máu [18,28,29,30,31] Phương pháp này có ưu điểm là quy trình xử lý mẫu đơn giản, độ nhạy và độ chọn lọc cao Các kỹ thuật nguyên tử

hóa thường được sử dụng là kỹ thuật nguyên tử hóa bằng ngọn lửa và bằng lò graphit

Trong nghiên cứu này, chúng tôi sử dụng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử với kỹ thuật nguyên tử hóa bằng lò graphit để phân tích hàm lượng chì trong mẫu máu

1.10.1 Lược sử phát triển phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS

Sự phát hiện hiệu ứng hấp thụ nguyên tử được công bố lần đầu iên vào năm 1802 khi Wollaston nhận thấy những vạch tối trong phổ ánh sáng mặt trời Năm 1961 người ta đã sản xuất hàng loạt máy quang phổ hấp thụ nguyên tử có ứng dụng phân tích Trong những thập niên gần phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử được sử dụng rộng rãi để xác định kim loại trong các mẫu quặng, đất

đá, nước, các mẫu sinh học, y học…

1.10.2 Nguyên tắc của phép đo

Ở điều kiện bình thường nguyên tử không thu và cũng không phát năng lượng Nhưng khi nguyên tử tồn tại ở trạng thái tự do, bị kích thích bằng chùm tia đơn sắc có năng lượng và bước sóng phù hợp (được tạo bởi một loại đèn riêng cho từng nguyên tố kim loại) thì chúng sẽ hấp thụ năng lượng của bức xạ

đó và sinh ra một loại phổ là phổ hấp thụ nguyên tử của nguyên tố đó

Về nguyên tắc, kỹ thuật nguyên tử hóa không ngọn lửa là quá trình nguyên tử hóa tức khắc trong thời gian rất ngắn nhờ năng lượng của dòng điện công suất lớn và trong môi trường khí trơ Quá trình nguyên tử hóa diễn ra theo các giai đoạn kế tiếp nhau: Sấy khô mẫu, tro hóa luyện mẫu, nguyên tử hóa mẫu để đo phổ hấp thụ và cuối cùng là làm sạch cuvet Trong đó hai giai đoạn đầu là chuẩn bị cho giai đoạn nguyên tử hóa để đạt kết quả tốt Nhiệt độ trong cuvet graphit là yếu tố chính quyết định mọi sự diễn biến của quá trình nguyên

tử hóa mẫu

Do đó, muốn thực hiện phép đo phổ hấp thụ nguyên tử của một nguyên

tố cần thực hiện các quá trình sau:

1 Chọn các điều kiện và loại trang bị phù hợp để chuyển mẫu phân tích

từ trạng thái ban đầu (rắn hay dung dịch) thành trạng thái hơi của các nguyên tử tự do

2 Chiếu chùm tia bức xạ đặc trưng của nguyên tố cần phân tích qua đám hơi nguyên tử tự do vừa tạo ở trên Các nguyên tử của nguyên tố cần xác định trong đám hơi sẽ hấp thụ những tia bức xạ nhất định và tạo ra phổ hấp thụ của nó

3 Nhờ hệ thống máy quang phổ người ta thu toàn bộ chùm sáng, phân

ly và chọn một vạch phổ hấp thụ của nguyên tố cần phân tích để đo cường độ của nó Cường độ đó chính là tín hiệu hấp thụ Trong một giới hạn nhất định của nồng độ [C], giá trị cường độ này phụ thuộc tuyến tính vào nồng độ [C] của nguyên tố ở trong mẫu phân tích Theo định luật Buger – Lamber – Beer: Khi chùm sáng đơn sắc có cường độ I0 được chiếu vào môi trường hấp thụ có độ dài l (cm) chứa

N0 nguyên tử, sau khi ra khỏi môi trường còn lại cường độ I, thì cường độ của một vạch phổ hấp thụ là:

D = log (I0/I) = 2,303Kg.l.N0 (a) Trong đó: - D là cường độ hấp thụ của một vạch phổ

- Kg là hằng số, được gọi là hệ số hấp thụ, phụ thuộc l

Số nguyên tử N0 có quan hệ với nồng độ [C] của nguyên tố trong mẫu theo biểu thức:

N0 = ki.Cb (b) Với ki là hằng số thực nghiệm, phụ thuộc vào tất cả các điều kiện hóa hơi và nguyên tử hóa mẫu nhất định đối với một hệ thống máy AAS

và với các điều kiện đã chọn cho mỗi phép đo

Bb: là hằng số bản chất được quyết định bởi bản chất mỗi loại nguyên

tử và nồng độ của nó trong mẫu Trong mọi điều kiện ta đều có:

0 < b ≤ 1

Từ (a) và (b) suy ra: D = a.Cb (c)

Đây là phương trình cơ sở của phép định lượng các nguyên tố theo phổ hấp thụ nguyên tử Đường quan hệ D – C theo phương trình (c)

có hai miền ứng với b = 1 và b < 1 Khi b = 1 quan hệ D – C là tuyến tính, trong phân tích người ta sử dụng đoạn này làm đường chuẩn,