Bài tiểu luận:Độc chất thủy ngân Môn học: độc học và sức khỏe môi trường Sinh viên thực hiện: Phùng Thị Hường Hoàng Thị Mơ Đặt vấn đề: Thủy ngân và các hợp chất của thủy ngân là nhữn
Trang 1Bài tiểu luận:
Độc chất thủy ngân Môn học: độc học và sức khỏe môi trường
Sinh viên thực hiện: Phùng Thị Hường
Hoàng Thị Mơ
Đặt vấn đề:
Thủy ngân và các hợp chất của thủy ngân là những chất độc mạnh, tính độc của
chúng đã được biết đến từ rất lâu Trên thế giới, hiện tượng nhiễm độc thủy ngân khá phổ biến (sau chì và benzen) Bệnh Minamata gắn liền với thảm họa môi trường Minamata ở Nhật đã đi vào lịch sử độc học như một điển hình cho ô nhiễm và gây độc của Hg Vì vậy, nhóm chọn đề tài này với mục tiêu giúp chúng ta hiểu rõ về thủy ngân, tác hại của nó với môi trường sinh thái, con người Từ đó, chúng ta có thể đưa ra nhiều biện pháp xử lý và phòng chống nhiễm độc thủy ngân.
1. Nguồn gốc phát sinh của thủy ngân
- Nguồn gốc tự nhiên: hoạt động của núi lửa, sự phong hóa các loại đã có chứa
thủy ngân…
- Nguồn gốc nhân tạo:
+ Phát hành từ huy động các tạp chất thủy ngân
• Nhà máy nhiệt điện dùng nhiên liệu hóa thạch , đặc biệt là than ( là nguồn phát hành lượng lớn nhất thủy ngân vào không khí)
• Sản xuất xi măng ( thủy ngân trong vôi )
• Khai thác khoáng sản và các hoạt động luyện kim liên quan đến việc khai thác , chế biến và tái chế các loại khoáng sản: sắt, thép, kẽm, vàng…
+ Phát hành từ khai thác có chủ yế và sử dụng thủy ngân
• Khai thác thủy ngân
• Khai thác vàng và bạc
• Sản xuất Clo
• Sử dụng đèn huỳnh quang, chất hàn răng hỗn hợp
• Sản xuất các sản phẩm có chứa thủy ngân: nhiệt kế, áp kế, các thiết bị chuyển mạch điện và điện tử
+ Phát hành từ xử lý chất thải, hỏa tang
Trang 2• Tiêu hủy chất thải
• Các bãi chôn lấp
• Nghĩa trang
Dưới đây là những số liệu cụ thể về sự phát hành thủy ngân vào không khí qua các năm từ những năm 1700 đến năm 2000 Ta có thể thấy vai trò trong việc phát hành Hg vào trong khống khí của từng tác nhân như trong hình :
• Nền tự nhiên
• Núi lửa
• Cơn sốt vàng
• Chiến tranh thế giới thứ 2
• Công nghiệp hóa
Từ hình trên có thể thấy, phần lớn lượng Hg phát hành vào không khí chủ yếu đều do con người
2. Dạng và mức độ tồn tại của thủy ngân trong môi trường
• Thủy ngân xuất hiện trong môi trường, và tồn tại ở 3 dạng
─ Thủy ngân kim loại: ít tìm thấy trong tự nhiên, được sử dụng trong nhiệt kế, một số công tắc điện…
─ Hợp chất thủy ngân vô cơ: HgS, HgO và HgCl2 ( muối thủy ngân) Trong tự nhiên phổ biến nhất là thủy ngân sunfua HgS, là thành phần chính của quặng thần sa
─ Hợp chất thủy ngân hữu cơ: phổ biến là (CH3)2Hg, C6H5Hg, C2H5Hg và
CH3Hg
• Dưới tác động của các vi sinh vật và các quá trình tự nhiên, các dạng trên có sự chuyển hóa lẫn nhau
Trang 3─ Trong không khí:
+ Chủ yếu: Hg2+, Hg
+ Ở châu Âu, tại một số vùng xa khu công nghiệp, lượng thủy ngân trong không khí khoảng 2-3 ng/m3 vào mùa hè và 3-4 ng/m3 vào mùa đông Lượng thủy ngân trong không khí thành phố thường cao hơn gấp 3 lần giá trị trung bình ( Sweet and Vermette, 1993)
+ Đỉnh điểm cao nhất là vào khoảng 10000 ng/m3 ở khu công nghiệp hay
ở những nơi sử dụng rộng rãi thuốc diệt nấm có chứa Hg ( Fujimura, 1964)
─ Trong nước
+ Khi thủy ngân xâm nhập vào nước, bị các vi sinh vật metyl hóa và tạo thành methyl thủy ngân
+ Tất cả các dạng thủy ngân trong nước dù bằng con đường trực tiếp hay gián tiếp đều chuyển thành methyl thủy ngân
─ Trong đất
+ Tồn tại ở dạng Hg2+ Các hợp chất thường thấy là HgCl2, Hg(OH)2
+ Hoạt động của thủy ngân trong đất phụ thuộc vào pH và nồng độ Cl
-+ Nhờ hoạt động của vi khuẩn mà trạng thái và tính chất của thủy ngân
có thể thay đổi
3. Tác động của thủy ngân đến môi trường
Tích lũy trong sinh vật
─ Thủy ngân được tích tụ trong sinh vật và dọc theo chuỗi thức ăn
─ Sự tích lũy methyl thủy ngân có ảnh hưởng lớn nhất đến con người và động vật
Trang 4─ Methyl thủy ngân trong mô cá có liên kết hóa trị ràng buộc với protein sulfhydryl nên việc loại bỏ MeHg ra khỏi cơ thể cá rất chậm Cùng với đó
là quá trình khuếch đại sinh học => tích lũy methyl thủy ngân tăng dần trong các sinh vật ở bậc dinh dưỡng cao hơn trong chuỗi thức ăn
─ Nồng độ methyl thủy ngân trong các loài cá khác nhau dao động từ: 0,05 -1,4 (mg/kg) tùy thuộc vào các yếu tố như pH và thế oxi hóa khử của nước, các loài cá, tuổi và kích cỡ cá
Tích lũy trong cơ thể các loài động vật hoang dã sử dụng những thực vật, động vật nhiễm Hg là thức ăn Khi tích lũy vượt quá giới hạn cho phép => nhiễm độc Cụ thể, trong thảm họa Minamata, trước khi công nhận các trường hợp nhiễm độc ở người, người ta đã ghi nhận được rằng: các loài chim nơi này gặp khó khăn trong khi bay, thể hiện hành vi khác thường, trọng lượng trứng khác thường
4. Con đường phơi nhiễm, phân bố và thải loại thủy ngân khỏi cơ thể người
Có 3 con đường phơi nhiễm thủy ngân vào cơ thể người hô hấp, tiêu hóa và tiếp xúc
• Đường hô hấp:
o Hít phải nguyên tố thủy ngân có trong nhiệt kế, huyết áp kế… bị vỡ
o Làm việc trong môi trường ô nhiễm thủy ngân: mỏ khai thác thủy ngân, sản xuất hóa chất…
Thủy ngân kim loại bay hơi ở nhiệt độ thường, nên khi để trong không khí, thủy ngân sẽ là ô nhiễm môi trường không khí xung quanh
Khi thao tác bằng tay làm rơi vãi thủy ngân, nó sẽ phân tán thành nhiều giọt, các giọt đó bám vào bụi lại phân tán nhỏ hơn nữa làm cho diện tích
Trang 5tiếp xúc của thủy ngân với không khí tăng lên rất lớn, tạo điều kiện cho
nó bốc hơi và xâm nhập vào cơ thể
o Quá trình phân bố và thải loại
Khoảng 80 % hơi thủy ngân hít vào được hấp thụ bởi các mô phổi
Sau khi vào cơ thể, thủy ngân kim loại bị oxi hóa thành ion Hg2+ và có thể liên kết với các protein của máu và các mô Ion Hg2+
Sau đó thủy ngân được tích tụ ở thận, gan, lá lách và hệ thần kinh trung ương với thời gian bán hủy là 60 và cuối cùng được đào thải qua phân
và nước tiểu
Với trường hợp người mẹ mang thai, thủy ngân còn có thể dễ dàng vượt qua nhau thai ảnh hưởng tới thai nhi
• Đường tiêu hóa:
Thủy ngân vô cơ từ thuốc khử trùng, kháng sinh, đèn hơi… qua đường tiêu hóa nhưng phần lớn được đào thải ra ngoài qua phân, chỉ có 10-15 % được
cơ thể hấp thụ và tích lũy vào thận Tuy nhiên, nếu tiếp xúc lâu dài, hợp chất này sẽ tích lũy vào não Liều gây chết là 1- 4g
Trang 6 Thủy ngân hữu cơ
o Đặc biệt là methyl thủy ngân qua đường tiêu hóa (ăn các loại hải sản đặc biệt là cá có chứa thủy ngân) được hấp thụ hoàn toàn và nhanh chóng tích tụ trong não, gan, thận, tóc và da
o Trong các chất thủy ngân hữu cơ, methyl thủy ngân có độc tính cao hơn các hợp chất khác (ethyl thủy ngân cũng tương tự methyl thủy ngân nhưng phenyl thủy ngân lại có độc tính giống thủy ngân vô cơ)
o Methyl thủy ngân dễ dàng vượt qua cả hàng rào nhau thai và hàng rào máu não, do đó tiếp xúc trong khi mang thai được quan tâm cao nhất
o Các nghiên cứu cho rằng sự gia tăng nhỏ trong phơi nhiễm methyl thủy ngân có thể gây ảnh hưởng xấu đến hệ thống tim mạch và từ đó dẫn đến khả năng tử vong tăng
o Hợp chất methyl thủy ngân cũng được coi là có thể gây ung thư cho con người ( nhóm 2B) theo cơ quan nghiên cứu quốc thề về ung thư (IARC, 1993) dựa trên các đánh giá tổng thể
o Liều lượng chuẩn (BMD) cho methyl thủy ngân là 58 (μg /l) trong máu
Thủy ngân đi vào cơ thể tích lũy dần đến một nồng độ nào đó thì sẽ bộc phát, gây ảnh hưởng rất lớn đến cơ thể, gây là dạng nhiễm độc thủy ngân phổ biến hiện nay
• Qua tiếp xúc:
o dùng thuốc, trám răng, mỹ phẩm, các chế phầm trong thành phần có chức thủy ngân
o Tiếp xúc với các hạt thủy ngân nhỏ, ở dạng lỏng => thâm qua biểu bì và lỗ chân lông … đi vào bên nội tạng, Với thủy ngân hữu cơ, 1 lượng nhỏ cũng
có thể gây tử vong Hg vô cơ được thải loại qua kết tràng và thận Một tỷ lê nhỏ được thải qua da và nước bọt
5. Cơ chế gây độc
• Thuỷ ngân - chất độc tế bào: Hg =>cơ thể => liên kết với đại phân tử (axít nuclêic, prôtêin ) => biến đổi cấu trúc & ức chế hoạt tính sinh học của chúng
Trang 7VD: Hg gây thoái hoá tổ chức, tạo thành các hợp chất protein rất dễ tan làm tê liệt các chức năng của nhóm thiol (-SH), các hệ thống men cơ bản và oxy hoá khử của tế bào.
• Hg
hạt : làm tắc các lỗ chứa khí, tắc khí quản, tắc các mao mạch, tác dụng lên não
• Thủy ngân ức chế Enzym PDH: do gốc a.lipoic của enzym liên kết với các hợp chất Hg
• RHg+, (CH
3Hg
+)
- cản trở vận chuyển chất nuôi sống tế bào: Hg liên kết với
màng tế bào => ngăn cản vận chuyển tích cực của Đường & cho K+ đi qua => thiếu hụt Q cho tế bào não & rối loạn truyền kích thích thần kinh
• Hg2+ - chất có ái lực với S: Hg dễ dàng kết hợp với A.a của protein
(hemoglobin và albumin huyết thanh)
6. Sự nhiễm độc Thuỷ ngân ở người
Dựa vào điều kiện và nồng độ Thuỷ ngân xâm nhập vào cơ thể, có thể chia thành 3 dạng nhiễm độc sau:
- Nhiễm độc cấp tính
- Nhiễm độc bán cấp tính
- Nhiễm độc mãn tính
a. Nhiễm độc cấp tính
Thường nhiễm độc là do tai nạn, ví dụ:
- Năm 1803, ở Italia do hoả hoạn hơi Hg bốc lên toả ra một vùng rộng nhiều cây
số gây ra nhiễm độc 900 người
- Năm 1910 tàu biển Triumph chở thủy ngân bình chứa bị vỡ do tai nạn làm Hg chảy ra hầm tàu rồi bốc hơi gây nhiễm độc 200 người và làm 3 người chết Các triệu chứng nhiễm độc cấp tính như sau:
viêm dạ dày – ruột non cấp tính,viêm miệng và viêm kết tràng, lở loét, xuất huyết, nôn, tiết nhiều nước bọt Ở nồng độ cao, hơi thủy ngân có thể gây ra kích ứng phổi, dẫn tới viêm phổi, nếu không được điều trị sẽ bị tử vong
Nếu bệnh nhân nuốt phải chất độc, cần phải:
- Rửa dạ dày bằng nước anbumin có bicacbonat cho người mới bị tai nạn đường miệng hoặc đã được gây nôn từ trước
- Giải độc bằng thuốc đặc hiệu:
Trang 8Hình 1 Cơ chế giải độc Thuỷ ngân của BAL
b. Nhiễm độc bán cấp tính
- Có thể xảy ra trong công nghiệp đối với những công nhân làm vệ sinh, cọ rửa cầu cống, ống khói và các lò xử lý quặng hoặc lao động trong bầu không khí bão hòa hơi thủy ngân
Đặc điểm của nhiễm độc bán cấp tính do Hg là:
- Triệu chứng hô hấp: Ho, kích ứng phế quản
- Triệu chứng dạ dày–ruột (tiêu hoá): nôn, tiêu chảy
- Đau do viêm lợi
- Loét trong miệng
c. Nhiễm độc mãn tính
- Triệu chứng:
+ Triệu chứng ban đầu:Vàng da, rối loạn tiêu hoá, đau đầu, viêm lợi, tiết nhiều nước bọt, răng có thể bị lung lay, rụng, lợi có “đường viền Thuỷ ngân”
+ Biểu hiện rối loạn thần kinh: Run tay sau đó đến mí mắt, môi, lưỡi, cuối cùng là cánh tay, chân,Hay bực dọc, đần độn, đau đầu liên miên, nói lẫn, khó phát âm
+ Rối loạn thần kinh cảm giác: Dáng đi co cứng, đầu gối co giật nhiều Rối loạn giác quan, thay đổi vị giác, khứu giác, mất cảm giác ở ngón tay, chân, chạm vào thấy đau, nghe không rõ
- Tác động nghiêm trọng đến hệ thần kinh, hành vi, thận
- Điều trị: chưa có thuốc đặc trị, một số thuốc hay sử dụng: penixilamin,
versenat Nếu có triệu chứng nhiễm độc mãn tính không cho bệnh nhân tiếp xúc với Hg
7. Biện pháp hạn chế tác hại của Thuỷ ngân
a. Trong nhà
- Lựa chọn, sử dụng các loại sơn cho nội, ngoại thất không chứa Thuỷ ngân
Trang 9- Mua các vật dụng gia đình như đồ pha lê , đồ gốm, dặc biệt là đồ chơi trẻ
em có nguồn gốc rõ ràng, đảm bảo không dùng Thuỷ ngân trong quá trình sản xuất
- Thường xuyên rửa tay
b. Chọn thực phẩm
- Kiểm tra nguồn gốc, chất lượng thực phẩm, các dụng cụ, trang thiết bị chế biến, bao gói, đồ chứa đựng cần được đảm bảo an toàn
- Ăn 2-3 bữa cá biển, tôm, cua biển một tuần, hạn chế ăn các loại cá như cá kiếm, cá ngừ vì chúng thường chứa nhiều Thuỷ ngân
- Chọn mua thuỷ, hải sản ở những nới có uy tín, có nguồn gốc rõ ràng, chất lượng tốt
c. Trong sản xuất
- Thay Thuỷ ngân bằng các chất, hợp chất khác (nếu có thể)
- Chống Thuye ngân bay hơi và bụi Thuỷ ngân bằng các biện pháp thông gió hợp lí
- Dùng bàn, tường, nền thật nhẵn, có thể rửa nước để tránh việc bám dính Thuỷ ngân
Kết luận
Thủy ngân đang được con người sử dụng và phát thải hàng ngày ra môi trường Tuy nhiên đi cùng với nó là những hậu quả nghiêm trọng ảnh hưởng tới môi trường và sức khỏe con người.
Chính vì thế vấn đề kiểm soát, ngăn chặn, xử lý kim loại thủy ngân đang là vấn đề đáng quan tâm của xã hội Mỗi chúng ta hãy tự trang bị cho mình những kiến thức cơ bản để phòng ngừa phơi nhiễm thủy ngân
Tài kiệu tham khảo
1. http://www.who.int/phe/news/Mercury-flyer.pdf
2.UNEP Mercury report 2013
3 UNEP Global Mercury Assessment, December 2002
4 Hoàng Hưng (2000), con người và môi trường, trang 198-202, NXB trẻ TP Hồ Chí
Minh