Quản lý chất thải nguy hại chương 5

Chất thải nguy hại (Hazardous wastes materials) là là chất thải có chứa các chất hoặc hợp chất có một trong các đặc tính gây nguy hại trực tiếp (dễ cháy, dễ nổ, làm ngộ độc, dễ ăn mòn, dễ lây nhiễm và các đặc tính gây nguy hại khác), hoặc tương tác với các chất khác gây nguy hại tới môi trường và sức khoẻ con người.

CÔNG TY MÔI TRƯỜNG TẦM NHÌN XANH Tel: (08)5150181 Fax: (08)8114594 www.gree-vn.com GREE GREEN EYE ENVIRONMENT CHƯƠNG SỰ LAN TRUYỀN TÍCH LŨY TRONG MÔI TRƯỜNG VÀ CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ ĐỘC CHẤT HỌC Từ hoạt động sản xuất công nghiệp dân dụng, lan truyền chất ô nhiễm vào môi trường tránh khỏi Tùy thuộc vào phương thức vào môi trường mà chất ô nhiễm di chuyển biến đổi theo nhiều cách khác tùy thuộc vào chất chất ô nhiễm, điều kiện tự nhiên yếu tố người Bản chất chất ô nhiễm, đặc tính điều kiện môi trường dẫn đến tốc độ dòch chuyển chất ô nhiễm nhanh hay chậm đến sinh vật tiếp nhận theo đường gián tiếp hay trực tiếp, dạng nguyên thể hay dạng biến đổi từ gây tác động nguy hại đến sinh vật tiếp nhận Nhìn chung chất ô nhiễm phát thải vào môi trường, lan truyền, tích lũy phân hủy chúng biểu diễn theo sơ đồ tổng quát sau Hợp chất hóa học Quang phân Ozone hóa Phản ứng hóa học Bài tiết Không khí Hấp thu Bài tiết Cặn lắng Quá trình khử Quá trình oxy hóa Phản ứng hóa học Hòa tan Hấp phụ Bay Sa lắng Mưa Bài tiết Hấp thu Hấp thu Đất Bay Phân hủy sinh học Trao đổi Sinh vật chất Nước Thủy phân Quang phân Oxy hóa Phản ứng hóa học Hình 5.1 Sơ đồ tổng quát dòch chuyển tích lũy phản ứng chất thải tự nhiên Trong quản lý chất thải nguy hại, việc hiểu rõ chất biến đổi dòch chuyển chất ô nhiễm môi trường giúp ích nhiều cho thành công công tác quản lý Tuy nhiên chất lan truyền, tích lũy phân hủy chất ô nhiễm tự nhiên phức tạp Để hiểu cặn kẽ, đòi hỏi phải có kết hợp nhiều ngành khoa học: đất, đòa chất, học lưu chất, hóa học, lý, thủy văn sinh thái Trong nội dung THS: Nguyễn Ngọc Châu © Copyright 2006 gree-vn.com, All rights reserved Xin ghi rõ ngu n b n phát hành l i thơng tin t trang 5-1 CÔNG TY MÔI TRƯỜNG TẦM NHÌN XANH GREE GREEN EYE ENVIRONMENT Tel: (08)5150181 Fax: (08)8114594 www.gree-vn.com chương này, với mục đích giúp sinh viên có nhìn tổng quát lan truyền, tích lũy, phân hủy ảnh hưởng độc tính chất thải nguy hại, khái niệm chế lan truyền, di chuyển phân hủy chất ô nhiễm thải tác động chúng trình bày 5.1 Sự Lan Truyền, Tích Lũy Và Phân Hủy Của Chất Thải Nguy Hại Trong Môi Trường Có thể thấy lan truyền, tích lũy phân hủy chất môi trường nhanh hay chậm phụ thuộc lớn vào chất chất thải, cách thức xâm nhập vào môi trường, chất môi trường tiếp nhận, điều kiện môi trường…Vì để hiểu rõ vấn đề cần xem xét đến yếu tố liên quan Các dạng phát tán Để nhận dạng cách rõ ràng đường dẫn đến lan truyền chất thải nguy hại, dạng phát tán vào môi trường phải đònh dạng cách rõ ràng Nhìn chung chất thải nguy hại vào môi trường ba dạng: lỏng, rắn khí tương ứng với ba pha rắn, lỏng khí Phát tán dạng khí: chất thải nguy hại thải vào môi trường pha khí bao gồm: chất bay từ ao hồ, thùng chứa khí thải từ ống khói nhà máy, từ lò đốt, từ hoạt động giao thông.vv Tùy theo mức độ phát tán, phạm vi ảnh hưởng, độ cố đònh hay di động để phân biệt người ta phân sau ♦ Nguồn điểm: ống khói lò đốt, khí bãi chôn lấp….(khối lượng/thời gian) ♦ Đường: bụi từ đường phố, khói xe (khối lượng /thời gian.chiều dài) ♦ Vùng (diện tích): chất bay từ ao hồ, đầm chứa (khối lượng/thời gian.diện tích) ♦ Thể tích: trường hợp nhà (khối lượng/thời gian.thể tích) ♦ Nhất thời (không thường xuyên) cố tràn, đổ, rơi vãi chất thải (khối lượng tổng thải) Ở nơi chế phát thải chủ yếu hóa hơi, khí ô nhiễm bao gồm hợp chất hữu Khí ô nhiễm sinh trình sản xuất trình xử lý chất thải Sự ô nhiễm bụi thành phần khí khác chủ yếu trình đốt xói mòn gió liên quan chủ yếu đến hạt nhỏ có tính chất ô nhiễm khác ví dụ chất hữu cơ, kim loại, PCB, dioxin.Chất bay hơi: chủ yếu từ bồn chứa, hệ thống ống, bề mặt ao hồ Chất hữu vô bay chủ yếu có nguồn gốc từ bồn chứa, hệ thống ống đường ống, bề mặt ao hồ Chất hữu bay từ nước rò rỉ di THS: Nguyễn Ngọc Châu © Copyright 2006 gree-vn.com, All rights reserved Xin ghi rõ ngu n b n phát hành l i thơng tin t trang 5-2 CÔNG TY MÔI TRƯỜNG TẦM NHÌN XANH Tel: (08)5150181 Fax: (08)8114594 www.gree-vn.com GREE GREEN EYE ENVIRONMENT chuyển đến nước bề mặt Tốc độ bay phụ thuộc vào nhiệt độ, áp suất bay chất, chênh lệch nồng độ pha lỏng pha khí Các chất bay môi trường dòch chuyển trực tiếp vào khí quyển, chất trải qua biến đổi pha đến khí theo sơ đồ tổng quát sau Chất ô nhiễm Đất Nước đất Màng tiếp xúc lỏng-khí Khí đất Khí Hình 5.2 Sự phân bố chất hữu bay môi trường đất-nước-khí Sự di chuyển chất ô nhiễm từ đất nước ngầm cho phép chúng thoát vào khí không kiểm soát đường chuyển đổi (đơn giản) Về dùng đònh luật Henry cân hóa học, yếu tố riêng loại đất, độ ẩm, tốc độ gió, diện tích hồ để ước tính thoát từ nguồn xử lý chúng Phát tán dạng rắn: chủ yếu từ hai nguồn: trình đốt nguồn tức thời (fugitive) (từ bốc dỡ vật liệu, bề mặt : đường, công trường xây dựng, bến đỗ, chuồng trại (impoundment), bãi chôn lấp, công trường xử lý đất, bể ổn đònh chất thải Nguyên nhân gây nên phát tán tác động gió hoạt động người Lượng bụi phát tán từ trình đốt ước tính theo nguyên liệu đốt tham khảo cách tính toán tài liệu xử lý ô nhiễm không khí Trong nội dung phần đề cập đến số phát tán hoạt động giao thông bốc dỡ Lượng bụi hoạt động giao thông đường ước tính công thức sau: 0,7 EVT ⎛ S ⎞⎛ V ⎞⎛ M ⎞ ⎛ W ⎞ = 5,9⎜ P ⎟⎜ v ⎟⎜ v ⎟ ⎜ v ⎟ ⎝ 12 ⎠⎝ 30 ⎠⎝ ⎠ ⎝ ⎠ 0,5 ⎛ 365 − D p ⎜⎜ ⎝ 365 ⎞ ⎟⎟ ⎠ EVT = hệ số phát tán (lb/mi xe di chuyển) [lb/mi =0,423 kg/km] Sp = hàm lượng bùn bề mặt đường (%) Vv = tốc độ xe trung bình (mi/h) [mi/h = 1,609 km/h] Mv = trọng lượng trung bình xe (tấn) Wv = số bánh xe trung bình Dp = số ngày năm mà có lượng mưa tối thiểu 0,254mm Để ước tính lượng bụi thất thoát hoạt động bốc dỡ (bốc dỡ đất) dùng phương trình sau THS: Nguyễn Ngọc Châu © Copyright 2006 gree-vn.com, All rights reserved Xin ghi rõ ngu n b n phát hành l i thơng tin t trang 5-3 CÔNG TY MÔI TRƯỜNG TẦM NHÌN XANH GREE GREEN EYE ENVIRONMENT Tel: (08)5150181 Fax: (08)8114594 www.gree-vn.com 1, ⎛U ⎞ ⎜ ⎟ E = 0,0032k ⎝ ⎠ 1, ⎛M ⎞ ⎜ ⎟ ⎝ ⎠ E = hệ số phát tán (lb bụi vào không khí/ đất lấy đi) [lb =0,4535 kg] U = tốc độ gió trung bình (mi/h) [mi/h = 1,609 km/h] M = hàm lượng ẩm vật liệu (%) k = hệ số liên quan đến kích thước hạt lấy bảng sau Bảng 5.1 Kích thước hạt hệ số k Kích thước hạt K < 30 mm 0.74 < 15 mm 0.48 < 10 mm 0.35 < mm 0.20 < 2,5 mm 0.11 Phát tán dạng lỏng: trình phát tán chất thải dạng lỏng vào môi trường đa dạng hình thức xảy không ngừng chẳng hạn như: đầu hệ thống xử lý, nước từ tháp xử lý khí thải lò đốt, nước rò rỉ sau xử lý, nước rửa máy móc thiết bò….Do khả xử lý nhỏ 100% nên nguồn xử lý thải vào môi trường lượng chất ô nhiễm dù nhỏ Việc kiểm soát chất thải nguy hại thải vào môi trường thực so với vấn đề kiểm soát thông thường Vì việc kiểm soát, giám sát thực dựa tiêu thông thường thực công trình cố đònh mặt đất mà chưa quan tâm đến công trình ngầm hay nguồn không thường xuyên Ví dụ điển hình cho trường hợp việc dùng thuốc bảo vệ thực vật, hệ thống cống rãnh nông thôn, dùng bể tự hoại nhà đô thò Việc kiểm soát giám sát nguồn nhiều tranh luận chưa đưa biện pháp hiệu nhất, việc khoan giếng đến tầng kiến tạo đá đổ chất thải nguy hại vào nhiều tranh cãi thảo luận Ngoài có nguồn phát thải vào nước mặt nước ngầm mà kiểm soát Những nguồn nước mưa chảy tràn nước rò rỉ bãi rác hoạt động người (làm đổ, tràn, gây rơi vãi) Bảng liệt kê nguồn phát thải vào nước mặt nước ngầm THS: Nguyễn Ngọc Châu © Copyright 2006 gree-vn.com, All rights reserved Xin ghi rõ ngu n b n phát hành l i thơng tin t trang 5-4 CÔNG TY MÔI TRƯỜNG TẦM NHÌN XANH GREE GREEN EYE ENVIRONMENT Tel: (08)5150181 Fax: (08)8114594 www.gree-vn.com Bảng 5.2 Các nguồn phát thải, lượng thải, mức độ ô nhiễm nguyên nhân –yếu tố tác động Nguồn Lượng thải Mức độ ô nhiễm Vận chuyển (do tràn, chảy đổ) Một phần thể tích chất vận chuyển Cao trường hợp chất vận chuyển chất tinh khiết Một phần thể tích thùng chứa Cao chất lưu trữ chất tinh khiết Tốc độ nhỏ, nhiên xảy liên tục thời gian dài đặc biệt thùng chứa lòng đất Khác tùy thuộc qui mô hệ thống, thường lớn Cao chất lưu trữ chất tinh khiết Kho lưu trữ + Tràn + Rò rỉ Đầu hệ thống xử lý Thấp yêu cầu luật Bãi chôn lấp + Nước mưa chảy tràn Tùy thuộc vào mùa lượng mưa + Hiện tượng thấm rỉ bề mặt Tốc độ thấp liên tục kéo dài thời gian dài + Rò rỉ qua lớp lót đáy Tốc độ thấp có lớp lót đáy, từ trung bình đến cao lớp lót đáy, liên tục thời gian dài Từ trung bình đến cao Một phần lượng thải chứa hồ Lưu lượng nhỏ có lớp lót, trung bình đến cao lớp lót, liên tục theo thời gian Cao trữ chất nguy hại Cao lưu trữ chất thải nguy hại Hồ chứa + Qúa tải, hay rửa trôi + Thấm, rỉ Thấp, thành phần ô nhiễm chủ yếu cặn Trong trường hợp bãi chôn lấp hình nón Từ trung bình đến cao Các nguyên nhân yếu tố ảnh hưởng Do tai nạn giao thông, cố bốc dỡ xuống hàng Do cấu trúc thùng chứa sai, cố bảo quản Chế độ kiểm tra bảo trì, niên hạn sử dụng thùng chứa Thành phần, nồng độ đầu vào, thiết kế vận hành hệ thống Tình trạng đỉnh bãi chôn lấp, độ dốc, lượng mưa thời gian mưa Đặc tính đỉnh bãi chôn lấp (độ dốc, tính thấm), chôn lấp chất lỏng, hệ thống thu gom nước rò rỉ Đặc tính đỉnh bãi chôn lấp (độ dốc, tính thấm), chôn lấp chất lỏng, hệ thống thu gom nước rò rỉ, đặc tính lớp lót đáy Cấu trúc sai, lũ lụt Tính thấm lớp lót, chiều sâu lớp chất thải THS: Nguyễn Ngọc Châu © Copyright 2006 gree-vn.com, All rights reserved Xin ghi rõ ngu n b n phát hành l i thơng tin t trang 5-5 CÔNG TY MÔI TRƯỜNG TẦM NHÌN XANH Tel: (08)5150181 Fax: (08)8114594 www.gree-vn.com GREE GREEN EYE ENVIRONMENT Sự lan truyền chất ô nhiễm đất Bay Mưa Tầng chưa bão hòa Tầng chứa nước Tầng cách ly Tầng trữ nước Hình 5.3 Chu trình nước tự nhiên Trong đất, dòch chuyển chất ô nhiễm phụ thuộc lớn vào dòng nước ngầm đất Không gian chứa nước phân bổ nước ngầm có ảnh hưởng lớn đến lan truyền chất ô nhiễm Để hiểu rõ dòng nước ngầm hình thành đất xem xét chu trình nước tự nhiên hình 5.3 Chu trình nước cho thấy bắt đầu việc kết tụ nước mặt đất mưa, mưa đá, tuyết hình thành dòng chảy tràn mặt đất Dòng nước chảy tràn mặt đất phần thấm xuống đất thành nước ngầm, phần lại chảy vùng trũng (vùng tụ thủy) hình thành dòng chảy suối, sông cuối chảy biển Lượng nước ngấm xuống đất lượng nước chảy bề mặt tiếp tục quay vòng vào khí bay hơi, phần lại đất tiếp tục thấm xuống tùy theo cấu trúc đòa tầng mà hình thành tầng chưa bão hòa nước tầng chứa nước Theo cấu trúc đòa tầng nước có xu hướng dòch chuyển lên mặt đất hay hướng chỗ trũng Quá trình dòch chuyển hướng dòch chuyển nước đất phụ thuộc lớn vào thành phần đất ví dụ tầng chứa cát sỏi nước có xu hướng thấm ngang thấm dọc Lưu lượng dòng chảy nước ngầm đất ước tính cách sử dụng công thức Darcy Q = k i A Q = lưu lượng (cm3/s) k = hệ số thấm (cm/s) i = gradient thủy lực (cm/cm) A = diện tích mặt cắt (cm2) Hệ số thấm k phụ thuộc nhiều vào thành phần đất, bảng trình bày số hệ số thấm đất THS: Nguyễn Ngọc Châu © Copyright 2006 gree-vn.com, All rights reserved Xin ghi rõ ngu n b n phát hành l i thơng tin t trang 5-6 CÔNG TY MÔI TRƯỜNG TẦM NHÌN XANH GREE GREEN EYE ENVIRONMENT Tel: (08)5150181 Fax: (08)8114594 www.gree-vn.com Bảng 5.3 Hệ số thấm đất Loại Sỏi Cát hay hỗn hợp cát sỏi Cát mòn bùn (phù sa) Sét pha bùn hay sét k (cm/s) 1-105 10-3 – 10-2 – 10-6 10-5 – 10-9 Trong công thức trên, gradient thủy lực thò cho độ tổ thất dòng chảy qua lớp vật liệu xốp (đất) xác đònh sau h − h2 i= l h1 = chiều cao cột áp vò trí (cm) h2 = chiều cao cột áp vò trí (cm) l = khoảng cách hai vò trí (cm) Do đất có lỗ xốp trình dòch chuyển dòng chảy đất dòch chuyển qua lỗ xốp tính lưu lượng theo công thức biến đổi Darcy sau Q = v A = v s AV v = vận tốc thấm darcy = k.i (cm/s) A = diện tích mặt cắt ngang dòng (cm2) vs = vận tốc thấm tuyến tính (cm/s) = v/n n = độ xốp đất (%) AV = diện tích mặt cắt ngang hữu ích dòng (diện tích lỗ xốp m2) Tuy nhiên đất nơi có thành phần cấu trúc khác nhau, điều dẫn đến tốc độ thấm khác Để đánh giá khả dẫn nước đất, người ta sử dụng giá trò độ dẫn nước (transmissivity) đất để đánh giá T = k t (cm2/s) k = hệ số thấm (cm/s) t = độ dày tầng chứa nước (cm) Cơ chế lan truyền chất ô nhiễm đất Chất ô nhiễm đất tồn nhiều dạng (hay pha) khác tùy theo chất lý hóa chất ô nhiễm Chất ô nhiễm hòa tan vào nước ngầm dòch chuyển qua lỗ xốp đất Theo diện rộng, trình mô hình hóa theo dòng chảy hướng dòng chảy nước ngầm, nhiên xét phương diện hẹp, trình liên quan trực tiếp đến kích thước hạt độ xốp đất Khi dòch chuyển đất, chất ô nhiễm (hay nói THS: Nguyễn Ngọc Châu © Copyright 2006 gree-vn.com, All rights reserved Xin ghi rõ ngu n b n phát hành l i thơng tin t trang 5-7 CÔNG TY MÔI TRƯỜNG TẦM NHÌN XANH GREE GREEN EYE ENVIRONMENT Tel: (08)5150181 Fax: (08)8114594 www.gree-vn.com cách khác dòng chứa chất ô nhiễm) không xuyên qua hạt đất mà qua khoảng trống đất hình sau Dòng nước chứa chất ô nhiễm Các hạt đất Hướng chảy nước ngầm Hình 5.4 Sơ đồ chế phân tán học Khi chảy qua khoảng trống hạt đất, dòng chảy liên tục đổi hướng, phân dòng dẫn đến việc dòng khuấy trộn thủy lực Trường hợp gọi phân tán học hay phân tán thủy lực Hệ việc dẫn đến phạm vi ảnh hưởng nồng độ chất ô nhiễm khác đất Nếu nguồn ô nhiễm nguồn điểm, tác động dòng chảy, phân tán học, thể tích (hay phạm vi ảnh hưởng) chất ô nhiễm lớn lên hòa tan nước đất, theo thời gian chất ô nhiễm bò pha loãng Nếu nguồn ô nhiễm nguồn liên tục, dứơi tác động dòng chảy chế phân tán học, chất ô nhiễm lan rộng theo hướng dòng chảy pha loãng theo thời gian nguồn điểm Sơ đồ lan truyền chất ô nhiễm trường hợp nguồn điểm nguồn liên tục cho hình THS: Nguyễn Ngọc Châu © Copyright 2006 gree-vn.com, All rights reserved Xin ghi rõ ngu n b n phát hành l i thơng tin t trang 5-8 CÔNG TY MÔI TRƯỜNG TẦM NHÌN XANH GREE GREEN EYE ENVIRONMENT Tel: (08)5150181 Fax: (08)8114594 www.gree-vn.com Hướng dòng chảy nước ngầm (a) Hình 5.5 Sơ đồ phân tán chất ô nhiễm trường hợp nguồn liên tục Hướng dòng chảy nước ngầm (b) Hình 5.6 Sơ đồ phân tán chất ô nhiễm trường hợp nguồn điểm Về bản, trình lan truyền chất ô nhiễm hòa tan biểu diễn trên, nhiên thực tế có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến lan truyền bao gồm yếu tố vật lý, hóa học sinh học đất chất hóa học hóa lý chất thải Một số trình tự nhiên ảnh hưởng đến lan truyền chất ô nhiễm cho bảng Bảng 5.4 Các trình tự nhiên tác động đến lan truyền chất ô nhiễm Loại trình Quá trình vật lý (cơ học) Quá trình hóa học Quá trình sinh học Quá trình tác động Phân tán; khuếch tán; cấu trúc đòa tầng; Phản ứng oxy hóa- khử; trao đổi ion; phức hóa; kết tủa/hòa tan; phân tầng khả hòa tan chất ô nhiễm; hấp phụ; thủy phân Phân hủy hiếu khí; phân hủy kò khí; hấp thụ sinh vật Sự phân bố cấu trúc đòa tầng ảnh hưởng đến phân bố đường lan truyền, rộng hay hẹp làm hình thành dòng chảy vết gãy đòa tầng Đối với chất không hòa tan hay hòa tan vào nước, đất hình thành vùng lắng đọng hay lớp váng tầng nước ngầm sơ đồ sau THS: Nguyễn Ngọc Châu © Copyright 2006 gree-vn.com, All rights reserved Xin ghi rõ ngu n b n phát hành l i thơng tin t trang 5-9 CÔNG TY MÔI TRƯỜNG TẦM NHÌN XANH GREE GREEN EYE ENVIRONMENT Thùng chứa Tel: (08)5150181 Fax: (08)8114594 www.gree-vn.com Thùng chứa Hướng dòng chảy Lớp đất sét Tầng nước ngầm Hướng dòng chảy Sự tích lũy phân hủy chất thải nguy hại đất Trong đất tồn khí-nước-vôcơ/hữu nên có khả làm chậm lại trình lan truyền chất ô nhiễm hay tăng khả lan truyền giảm (hay biến đổi) nồng độ chất ô nhiễm Bảng 5.5 trình bày số trình tự nhiên ảnh hưởng đến trình tích lũy, phân hủy chất ô nhiễm đất Bảng 5.5 Các trình tự nhiên ảnh hưởng đến trình tích lũy-phân hủy chất ô nhiễm Quá trình Hấp phụ Kết tủa Trao đổi ion Lọc Oxyhóa-khử Hấp thụ sinh học Phân hủy sinh học Thủy phân Loại chất ô nhiễm Chất hữu cơ/vô Chất vô Chất vô Chất hữu cơ/vô Chất hữu cơ/vô Chất hữu cơ/vô Tác động Tích lũy làm chậm trình lan truyền Tích lũy làm chậm trình lan truyền Tích lũy làm chậm trình lan truyền Tích lũy làm chậm trình lan truyền Biến đổi/Tích lũy làm chậm trình lan truyền Tích lũy làm chậm trình lan truyền Chất hữu Hóa Chất hữu Hòa tan Đồng dung môi Phân ly (hay ion hóa) Phức hóa Chất hữu cơ/vô Chất hữu Chất hữu Biến đổi giảm độc tính hay nồng độ chất ô nhiễm Biến đổi giảm độc tính hay nồng độ chất ô nhiễm Biến đổi pha (tiếp tục tích lũy đất hay giải phóng khí quyển) Tăng tính linh động (tăng khả lan truyền) Tăng tính linh động (tăng khả lan truyền) Tăng tính linh động (tăng khả lan truyền) Chất vô Tích lũy làm chậm trình lan truyền Chất hữu THS: Nguyễn Ngọc Châu © Copyright 2006 gree-vn.com, All rights reserved Xin ghi rõ ngu n b n phát hành l i thơng tin t trang 5-10 CÔNG TY MÔI TRƯỜNG TẦM NHÌN XANH GREEN EYE ENVIRONMENT GREE Tel: (08)5150181 Fax: (08)8114594 www.gree-vn.com đường Lớp biểu bì lớp màng khống chế tốc độ hấp thụ Tốc độ di chuyển độc chất từ lớp biểu bì vào hệ tuần hoàn phụ thuộc vào độ dày da, tốc độ dòng máu yếu tố khác Tốc độ hấp thụ khác vùng da khác Phân chuyển Là trình độc chất theo hệ thống tuần hoàn qua quan thể, chất chuyển hóa hay tích lũy lại thể Tốc độ phân chuyển độc chất đến tế bào quan phụ thuộc vào dòng máu lưu chuyển qua quan Tuy nhiên phân chuyển chất độc chòu ảnh hưởng tích lũy tế bào (khu vực lưu giữ) khác thể Các khu lưu giữ chất độc là: - Các protein huyết tương (đối với chất có khả liên kết với protein Hg2+) - Mỡ thể (đối với chất không phân cực PCBs, chất hữu chứa Clo) - Xương (đối với Pb, radium, F) - Gan thận (Cd tích lũy thận) Do lực chúng mô khác nhau, nhiều chất tích lũy vùng khác với quan chủ yếu để thoát thời gian dài Điểm đặc trưng tích lũy không gây bất lợi cho quan tích lũy Ví dụ Lindane tích lũy mỡ không gây ảnh hưởng bất lợi đến tế bào mỡ Vùng tích lũy có nồng độ độc chất cao quan chủ yếu (cơ quan có xu hướng tích lũy) Tỷ lệ giữ lại vùng tích lũy riêng tuỳ thuộc vào đặc tính hợp chất hóa học (tính phân cực, lực với mô hai tính chất chủ yếu) Vùng tích lũy hoạt động cân với trình khác thuận nghòch, trình tiết vùng tích lũy khoảng thời gian sau chấm dứt tiếp xúc với môi trường tiếp xúc Tuy nhiên trường hợp vùng tích lũy đònh nghóa điểm vùng độc tố Ví dụ thủy ngân vô gây biến đổi mãnh liệt làm suy yếu chức thận Hay Cd vỏ thận 100-200 ppm làm hư thận Do chất chất từ có phản ứng lý hóa khác với hệ thống quan khác dẫn đến phân bố độc chất - Chất có tính điện ly lưu trữ quan có cấu thành tương ứng ví dụ chì, fluor tập trung xương, bạc vàng tập trung da, lắng đọng gan thận dạng phức - Chất không điện ly loại dung môi hữu tan mỡ tập trung tổ chức giàu mỡ thần kinh - Các chất không điện ly không hòa tan chất béo nhìn chung thấm vào tổ chức phụ thuộc vào kích thước phân tử nồng độ độc chất THS: Nguyễn Ngọc Châu © Copyright 2006 gree-vn.com, All rights reserved Xin ghi rõ ngu n b n phát hành l i thơng tin t trang 5-18 CÔNG TY MÔI TRƯỜNG TẦM NHÌN XANH GREEN EYE ENVIRONMENT GREE Tel: (08)5150181 Fax: (08)8114594 www.gree-vn.com Chuyển hóa độc chất Khi độc chất tiếp xúc với quan, ba yếu tố khác với tích lũy xảy sau: - Biến đổi sinh học- quan giàu enzyme việc trao đổi chất quan biến đổi chất độc thành dạng phân tử khác mà không thiết độc chất ban đầu - Bài tiết: chất độc không đượclưu trữ không trao đổi (biến đổi) bò tiết khỏi thể - Hình thành phức hợp đặc trưng với quan tiếp nhận: chất độc công vào hay vài quan (như quan chủ yếu) Độc chất vào thể tham gia vào phản ứng sinh hóa học trình biến đổi sinh học Quá trình xảy nhiều phận mô Vò trí xảy trao đổi hóa học gan, da phổi Hoạt tính enzym trao đổi chất tìm thấy nguyên sinh chất, ty lạp thể, màng nội chất tế bào gan (paranchymal) Đặc tính chung hầu hết trình chuyển hóa sản phẩm trao đổi chất phân cực so với chất ban đầu Quá trình thuận lợi cho đào thải độc chất vào nước tiểu mật Sự trao đổi chất chia thành loại tùy theo phản ứng enzyme: Các phản ứng giai đoạn 1: phản ứng giai đoạn chuyển hóa hóa chất thành dẫn xuất với nhóm chức thích hợp cho phản ứng giai đoạn Các hệ thống enzyme tham gia vào phản ứng giai đoạn oxydaza monoxygenaza phối hợp với cytochrome Trong giai đoạn có phản ứng sau: - Oxyhóa: dạng thông thường phản ứng chuyển hóa sinh học gồm oxy hóa rượu, aldehyt thành axit tương ứng, oxy hóa nhóm alkyl thành alcol, nitrit thành nitrat … - Khử oxy: gặp trình oxy hóa, ví dụ aldehyt xeton thành alcol, clorat thành tricloretanol, nitro (-NO2) carbua thơm khử thành amin (-NH2) - Thủy phân: chất hữu cơ, trình thủy phân nhờ enzyem, chất vô phản ứng thông thường Thủy phân hợp chất carbon, sulfua, nitrogen phot phat để đưa đến hình thành axit rượu Các ester thủy phân thành amide nhờ nhiều loại enzyme tùy thuộc vào nhóm alkyl chất Các phản ứng giai đoạn (phản ứng liên hợp): phản ứng giai đoạn tham gia vào tổng hợp dẫn xuất chất, phản ứng xem làphản ứng liên hợp đóng vai trò quan trọng trình trao đổi chất loại bỏ độc tính Có nhiều loại liên hợp xảy nhìn chung có liên hợp sau - Liên hợp với lưu huỳnh (S): axit cyanhydric cyanua liên hợp với S để tạo thành thiocyanat không độc thải vào nước tiểu - Liên hợp với nhóm methyl (-CH3) THS: Nguyễn Ngọc Châu © Copyright 2006 gree-vn.com, All rights reserved Xin ghi rõ ngu n b n phát hành l i thơng tin t trang 5-19 CÔNG TY MÔI TRƯỜNG TẦM NHÌN XANH GREEN EYE ENVIRONMENT GREE Tel: (08)5150181 Fax: (08)8114594 www.gree-vn.com - Liên hợp với H2SO4: phần lớn carbua thơm dẫn xuất nitro amin nhân thơm bò oxy hóa (hoặc khử), sau liên hợp với H2SO4 thải vào nước tiểu dạng muối kiềm - Liên hợp với glucuronic: nhiều chất đào thải qua nước tiểu dạng liên hợp với axit glucuronic phenol dẫn xuất phenol, alcloid, steroid Các phản ứng thường xảy gan - Liên hợp với glycin: axit thơm thường liên hợp với glycin Bên cạnh có kết hợp độc chất với protein Sự liên kết liên kết ion có tính thuận nghòch Quá trình diễn dòch bào mô, phụ thuộc vào cấu trúc protein, pH môi trường, nồng độc chất Trong liên kết với protein, liên kết với protein máy tích tụ lại torng thể gây bất lợi cho thể, liên kết dòch bào có khả thải có chất khác có lực cao với điểm liên kết protein độc chất Bài tiết độc chất Nhìn chung phân bố đào thải độc chất phụ thuộc vào: hàm lượng mỡ, hàm lượng nước, kết hợp phân tử, trình di chuyển não, đào thải qua phổi, đào thải qua thận, đào thải qua mật, trình trao đổi chất, sản xuất sữa, mồ hôi, nước bọt, nước mắt Quá trình đào thải xảy nhiều cách khác thận quan chòu trách nhiệm đào thải độc chất lạ khỏi thể Mật phổi đào thải chất độc khỏi thể Về nguyên tắc trình đào thải giống với trình hấp thụ, vận chuyển hóa chất qua màng sinh học dựa vào chênh lệch nồng độ hóa chất Bài tiết chất không phân cực, không bay khó khăn thường xảy theo biến đổi trao đổi chất quan để thành phân cực tan nước nhiều sau tiết qua đường tiểu Có hai chế tiết độc chất: chế anion hữu (axit) chế cation hữu (bazơ) Các độc chất liên kết với protein không bò đào thải trình lọc tiểu cầu thận khuếch tán thụ động Các chất thải trình tiết chủ động Các hợp chất tan mỡ thải khỏi thể chậm qua dòng tuần hoàn thải nước tiểu hay dòch vàng gan Vì hợp chất tan mỡ tích tụ thể lâu bò tiết khỏi thể bò chuyển hóa thành chất tan nước Các chất hòa tan vào mỡ thận lọc khỏi máu thường nhanh chóng hấp thụ lại vào máu nước tiểu không thải thể Một độc chất đào thải tế bào gan vào mật sau vào ruột Nếu tính chất chất độc thích hợp cho hấp thụ lại, số hợp chất quay vòng qua trình hấp thụ lại từ hệ tiêu hóa vào hệ tuần hoàn (chu trình gan-ruột) thải loại cuối qua thận THS: Nguyễn Ngọc Châu © Copyright 2006 gree-vn.com, All rights reserved Xin ghi rõ ngu n b n phát hành l i thơng tin t trang 5-20 CÔNG TY MÔI TRƯỜNG TẦM NHÌN XANH GREEN EYE ENVIRONMENT GREE Tel: (08)5150181 Fax: (08)8114594 www.gree-vn.com Mật đóng vai trò chủ yếu việc đào thải loại hợp chất có phân tử lượng lớn 300 anion, cation phân tử không bò ion hóa chứa nhóm phân tử nhóm ưa mỡ Các hợp chất có khối lượng phân tử thấp bò tiết chủ yếu mật Một số độc chất chuyển hóa liên hợp sulfo glucuromic đào thải qua mật Bên cạnh quan nêu số chất đào thải qua việc thở dạng khí Các yếu tố ảnh hưởng đến độc tính Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến độc tính chất thể, nhìn chung bao gồm yếu tố sau: Bản chất hóa chất tính chất lý hóa độc chất: xác đònh mức độ hoạt tính sinh học Quyết đònh chế hấp thụ vào thể Các yếu tố đònh tác hại độc chất với thể bao gồm: cấu trúc hóa học, tính chất lý học (độ sôi, độ bay hơi, độ hòa tan ) tác dụng phối hợp với chất Điều kiện tiếp xúc: điều kiện tiếp xúc chất độc ảnh hưởng phản ứng thể độc chất Các điều kiện tiếp xúc bao gồm: liều lượng hay nồng độ hóa chất, dòng tiếp xúc thời gian tiếp xúc Liều lượng đònh tính độc chất, đường tiếp xúc đònh tính độc hóa chất (một số chất qua đường hô hấp gây độc qua đường tiêu hóa không), thời gian tiếp xúc đònh đến khả phục hồi thể Loài, giới tính, độ tuổi yếu tố di truyền: độc tính gây thể phản ứng chúng với thể mang tính đặc thù riêng loài (ví dụ nitobenzene gây bệnh methemoglobineme độc với người lại không độc với khỉ, chuột hay thỏ) khác chuyển hóa sinh học sinh lý khác Độ tuổi đònh khả phản ứng thể với hóa chất (ví dụ DDT không độc với chuột sinh độc với chuột lớn) Giới tính đònh tính nhạy cảm với độc chất (ví dụ chuột đực nhạy cảm chuột 10 lần tiếp xúc lâu với DDT) Tình trạng sức khỏe thời điểm tiếp xúc: tình trạng sức khỏe tình trạng bệnh tật gây ảnh hưởng trực tiếp đến phản ứng hóa chất với thể Ví dụ gan bò bệnh phản ứng gan rượu bò kéo dài chế chuyển hóa sinh học rượu gan bò thay đổi Khi có bệnh thận ảnh hưởng đến sụ đào thải hoá chất dẫn đến tồn hóa chất thể lâu Sự có mặt hóa chất khác thể sinh vật, môi trường thời gian tiếp xúc: có mặt hóa chất khác gây tương tác hoá chất với chất độc ảnh hưởng đến chuyển hóa sinh học thể Quá trình tương tác gây tác động tương THS: Nguyễn Ngọc Châu © Copyright 2006 gree-vn.com, All rights reserved Xin ghi rõ ngu n b n phát hành l i thơng tin t trang 5-21 CÔNG TY MÔI TRƯỜNG TẦM NHÌN XANH GREEN EYE ENVIRONMENT GREE Tel: (08)5150181 Fax: (08)8114594 www.gree-vn.com đương, tác động lớn hay tác động nhỏ Các tác động gia tăng tính độc chất, giảm tính độc, làm suy giảm chức sinh lý, giảm quan tiếp nhận độc chất… Chấp nhận hay thích ứng: trình giảm bớt tính phản hồi (đáp ứng) hóa chất cá thể tiếp tục phải tiếp xúc với hóa chất Cơ sở trình kích thích enzyme tham gia vào qua trình chuyển hóa sinh học Ví dụ: số người thích ứng với nicotine, caffeine rượu Các yếu tố môi trường: yếu tố nhiệt độ, độ ẩm, áp suất, thành phần môi trường, ánh sáng, yếu tố xã hội… gây ảnh hưởng đến đáp ứng thể hóa chất Các yếu tố tác động lên trình tồn đọng sinh học, thay đổi sinh lý học kể thay đổi hoocmôn tương tác có hóa học vật lý Đánh giá độ an toàn Là trình đánh giá độc tính tiềm tác nhân hoá học hay lý học thể sinh vật (thông thường động vât) sau đánh giá thể người Do số liệu áp dụng người số liệu suy đoán từ số liệu nghiên cứu động vật độ xác mang tính tương đốiø không đánh giá đầy đủ điều kiện tiếp xúc xảy Một chương trình đánh giá an toàn nghiên cứu khoa học thiết kế để xác đònh điều kiện tiếp xúc an toàn cho người, nguyên tắc thí nghiệm khoa học áp dụng cho tất nghiên cứu đánh giá an toàn Trình tự thiết kế nghiên cứu an toàn bao gồm - Xác đònh rõ ràng ngắn gọn mục tiêu vấn đề giải - Thu thập thông tin, số liệu tác nhân nghiên cứu Số liệu tính chất lý hóa hoá chất, phương pháp phân tích, biến đổi hóa chất trình chế biến, xử lý… - Dự kiến tiếp xúc người bao gồm điều kiện, liều lượng, nồng độ thời gian phải dự kiến trước tiến hành động vật Yếu tố quan trọng thiết kế phù hợp nghiên cứu đánh giá an toàn điều kiện thí nghiệm phải thiết kế thật sát với điều kiện tiếp xúc người Điều làm cho nghiên cứu phù hợp trợ giúp cho việc suy đoán độc tính thể người Những vấn đề cân nhắc khác bao gồm: xác đònh vấn đề mấu chốt, điều kiện tiếp xúc, động vật phù hợp, phân tích thống kê, đánh giá rủi ro… Có hai phương pháp dùng để đánh giá an toàn - Phương pháp ma trận: thực loạt thí nghiệm sau đánh giá tất số liệu thiết lập điều kiện tiếp xúc an toàn THS: Nguyễn Ngọc Châu © Copyright 2006 gree-vn.com, All rights reserved Xin ghi rõ ngu n b n phát hành l i thơng tin t trang 5-22 CÔNG TY MÔI TRƯỜNG TẦM NHÌN XANH GREEN EYE ENVIRONMENT GREE Tel: (08)5150181 Fax: (08)8114594 www.gree-vn.com - Phương pháp dãy: tiến hành thí nghiệm diễn nhau, điều có nghóa thực thí nghiệm sau dựa vào kết thí nghiệm trước Với phương pháp này, việc đònh có làm tiếp thí nghiệm hay không xác đònh Trong chương trình đánh giá độ an toàn theo phương pháp dãy thí nghiệm bao gồm thí nghiệm sau Ü Nghiên cứu độc tính tức thời Ü Nhắc lại liều lượng hay nghiên cứu độc tính ngắn hạn thể động vật, nghiên cứu so sánh tồn đọng sinh học, hấp thụ, phân bố, chuyển hóa sinh học hay trao đổi chất, tiết hay đào thải động học thể động vật bvà người Ü Sử dụng liều đơn liều lặp lại nghiên cứu người nghiên cứu động vật Ü Nhắc lại nghiên cứu liều lượng thể người, nghiên cứu độc tính dài hạn hay mãn tính thể động vật Ü Nghiên cứu dài hạn thể người, nghiên cứu độc tính ung thư thể động vật thích hợp, nghiên cứu sinh sản sinh trưởng động vật, nghiên cứu đặc biệt cần tiến hành nghiên cứu miễn dòch học, độc tính quan bò tác động, mối tương tác thể động vật, nghiên cứu dinh dưỡng nghiên cứu khác thể người Nghiên cứu độc tính tức thời: thiết kế để đánh giá độc tính có sau thể bò tiếp xúc với tác nhân hoá học hay vật lý Thí nghiệm nhằmxác đònh mối quan hệ liều lượng-đáp ứng, quan bò tác động chế tác động từ đưa liều lượng phù hợp cho nghiên cứu tiếp theo, phân biệt khác giới tính loài Qua cung cấo thông tin quan trọng trường hợp cần phải xử lý độc tính tức thời cho người Một số quy đònh nghiên cứu độc tính tức thời là: phải sử dụng đủ số lượng động vật thí nghiệm theo tuổi, giới tính, đường tiếp xúc phải mô theo cách người tiếp xúc, tác động liên quan đến hóa chất, tác động không liên quan đến liều lượng phải quan sát kỹ động vật nghiên cứu sau lần tiếp xúc, tiêu đưa đánh giá thay đổi hoạt động tiêu hóa, phản ứng hô hấp, tiêu thụ thực phẩm, tăng trọng lượng, tình trạng bệnh tật, tỷ lệ tử vong, động vật thường phải quan sát 14 ngày sau tiếp xúc Một số vấn đề cần cân nhắc thiết kế thí nghiệm: Ü Giới hạn thí nghiệm: liên quan đến việc cho liều lượng tiếp xúc 5g hay 5ml hoá chất/kg trọng lượng thể Ü Các thí nghiệm giới hạn dưới: cho động vật tiếp xúc với liều lượng thời gian đònh sau cho động vật khác tiếp xúc với liều lượng thấp cao Ü Thí nghiệm áp dụng liều lượng theo hình tháp: tăng liều lượng lên ngày hay tăng thời gian tiếp xúc phát độc tính THS: Nguyễn Ngọc Châu © Copyright 2006 gree-vn.com, All rights reserved Xin ghi rõ ngu n b n phát hành l i thơng tin t trang 5-23 CÔNG TY MÔI TRƯỜNG TẦM NHÌN XANH GREEN EYE ENVIRONMENT GREE Tel: (08)5150181 Fax: (08)8114594 www.gree-vn.com Thí nghiệm ngắn hạn nghiên cứu độc tính di truyền: xem xét khả tác động hóa chất lên thay đổi AND hay chromosome Thí nghiệm xem xét đến đột biến gen, thay đổi chromosomesự hủy hoại AND… thí nghiệm thực thời gian ngắn khoảng vài tuần Các thí nghiệm nhắc lại liều lượng: kéo dài từ 14-28 ngày, thí nghiệm thực nhằm thiết lập mối quan hệ liều lượng-đáp ứng, xác đònh quan chòu tác động cấu tương đối hoạt động đồng thời cung cấp số liệu liều lượng cho thí nghiệm Qui chuẩn thí nghiệm phải sử dụng đủ số lượng động vật thuộc hai giới tính Các số đánh giá: trọng lượng thể, lượng thức ăn tiêu thụ, hiệu thực phẩm(tỷ số trọng lượng thể gia tăng so với trọng lượng thức ăn tiêu thụ), tình trạng bệnh tật tử vong, kết phân tích nước tiểu, trọng lượng quan nội tạng thể thay đổi khác Các nghiên cứu so sánh tồn đọng sinh học: bao gồm vấn đề hấp thụ, phân bố, vận chuyển sinh học, đào thải nghiên cứu Nghiên cứu nhằm xác đònh phân bố, có mặt hóa chất thể động vật, xác đònh loài phù hợp với nghiên cứu tiếp theocũng liều lượng cho nghiên cứu sâu hơn, thiết lập sở cho chương trình đánh giá an toàn Các nghiên cứu bán mãn tính: cho động vật thí nghiệm tiếp xúc với hoá chấthay tác nhân vật lý điều kiện đònh Một thí nghiệm kéo dài từ 3-12 tháng liên tục Thí nghiệm nhằm xác đònh độ độc mãn tính, thiết lập mối quan hệ liều lượng đáp ứng, quan nội tạng bò tác động chế phản ứng cung cấp số liệu liều lượng cho nghiên cứu tiếp theo, cung cấp số liệu cho tác hại tiềm tàng để xác đònh liều lượng không xác đònh tác hại (NOAEL), suy diễn tượng xảy thể người Khác với thí nghiệm lặp lại liều lượng, thí nghiệm thực thời gian dài số lượng tiêu đánh giá nhiều Thí nghiệm đánh giá độc tính dài hạn: thí nghiệm tiến hành nhằm hình dung cách khái quát độc tính dài hạn tác chất thể động vật nghiên cứu (trong thí nghiệm thường dùng chó làm động vật thí nghiệm) Thí nghiệm nhằm tìm hiểu quan chòu tác động, thiết lập mối quan hệ liều lượng-đáp ứng, cung cấp số liệu tác động tích lũy, để xác đònh nguy gây ung thư mức liều lượng không gây tác hại (NOAEL)để suy diễn số liệu phù hợp áp dụng cho người Thí nghiệm thực suốt vòng đời động vật thí nghiệm (động vật gặm nhấm khoảng năm, chó hay khỉ thí nghiệm kéo dài suốt năm hơn) Các số đánh giá bao gồm: trọng lượng thể, lượng thức ăn tiêu thụ, tình trạng bệnh tật, tỷ lệ chết, dấu hiệu việc giải độc, nước tiểu, trọng lượng quan nội tạng, thay đổi khác mô tế bào Những nghiên cứu mãn tính: thực để đánh giá tác động tác nhân hóa học hay vật lý trình tiếp xúc dài hạn từ hình dung THS: Nguyễn Ngọc Châu © Copyright 2006 gree-vn.com, All rights reserved Xin ghi rõ ngu n b n phát hành l i thơng tin t trang 5-24 CÔNG TY MÔI TRƯỜNG TẦM NHÌN XANH GREE GREEN EYE ENVIRONMENT Tel: (08)5150181 Fax: (08)8114594 www.gree-vn.com tác hại mãn tính độc chất, thiết lập mối quan hệ liều lượng-đáp ứng, quan nội tạng chòu tác động chế gây độc thể, cung cấp số liệu tác động tích lũy, đánh giá khả phục hồi thể sau bò tác động Thí nghiệm tiến hành để đánh giá cách chắn tính gây ung thư tác nhân để xác đònh nồng độ không quan sát tác hại giúp cho việc suy diễn số liệu áp dụng thể người Một số qui đònh thí nghiệm phải dùng số lượng đủ động vật gặm nhấm giới tính Các tiêu đánh giá bao gồm: trọng lượng thể, lượng thực phẩm tiêu thụ, hiệu suất thức ăn, tình trạng bệnh tật tỷ lệ chết, dấu hiệu giải độc, nước tiểu, trọng lượng quan nội tạng thay đổi khác Các thử nghiệm khả gây ung thư: tiến hành nhằm đánh giá chắn khả gây ung thư cách tiềm tàng tác nhân động vật thí nghiệm Thí nghiệm dùng để khẳng đònh kết Thí nghiệm tiến hành thời gian từ 18-24 tháng liên tục với liều lượng tương đối cao Thí nghiệm thừơng kết hợp với thí nghiệm nghiên cứu thử nghiệm mãn tính Các tiêu đánh giá tương tự thí nghiệm nghiên cứu mãn tính Đánh giá nguy độc chất 5.1 Xác đònh mối nguy hình thức tác dụng độc chất Xác đònh mối nguy hại bao gồm công việc thu thập, đánh giá số liệu loại tổn thương sức khỏe hay bệnh tật gây hóa chất điều kiện tiếp xúc với hoá chất Công việc bao gồm việc đặc trưng hóa chu trình chuyển biến hóa chất thể mối tương tác chúng với quan, tế bào thành phần tạo nên tế bào Số liệu nghiên cứu nhóm người tiếp xúc với hoá chất thông tin quan trọng để xác đònh mối nguy hại, nhiên thực sẵn cho phần lớn hóa chất Hơn việc nghiên cứu người thường khó làm, đắt tiền, khó đưa kết luận số liệu thường nhiều yều tố khác đồng thời tác động đến nghiên cứu việc hút thuốc, môi trường sống khác nhau…Việc nghiên cứu động vật kiểm soát chặt chẽ, kết rõ ràng có hạn chế lớn động vật thực đối tượng quan tâm Các độc chất thể ảnh hưởng hình thức vật lý, sinh lý, sinh hóa học kết hợp phương thức Các phương thức bao gồm: lý học, hóa học, biến đổi sinh lý, chế enzyme, chế miễn dòch 5.2 Các nghiên cứu độc học thể động vật Các nghiên cứu phụ thuộc vào liều lượng, thời gian tiếp xúc với hóa chất, tác hại độc chất khác nhau, chúng gây chế lập tức, gây ung thư gây thay đổi sinh hóa, sinh lý… Nghiên cứu động vật từ suy kết áp dụng cho người có THS: Nguyễn Ngọc Châu © Copyright 2006 gree-vn.com, All rights reserved Xin ghi rõ ngu n b n phát hành l i thơng tin t trang 5-25 CÔNG TY MÔI TRƯỜNG TẦM NHÌN XANH GREEN EYE ENVIRONMENT GREE Tel: (08)5150181 Fax: (08)8114594 www.gree-vn.com thuận lợi như: trình tiếp xúc tác hại xác đònh rõ từ dễ thiết lập nguyên nhân Tuy nhiên có số bất lợi như: mối liên quan số liệu cho động vật người, mối liên quan suy đoán liều lượng cao liều lượng thấp, đồng động vật thí nghiệm không đồng cộng đồng loài người Dựa tác động hóa chất lên thể người ta chia hai loại độc chất: độc chất nội hấp (tác động lên quan) độc chất điểm (tác động điểm tiếp xúc) Một hoá chất gây nhiều tác động nguy hại: độc tính tức thời, độc tính bán mãn tính mãn tính Thường độc học, nhà khoa học ý tới tác động nguy hại xuất nồng độ thấp hay tiếp xúc Đối với vấn đề người ta đưa hai tiêu đánh giá LOAEL (lowest observed adverse effect level): nồng độ thấp quan sát tác động có hại; NOAEL (no observed adverse effect level): nồng độ không quan sát thấy tác động có hại Trong NOAEL nồng độ sát nồng độ LOAELvà dùng để thiết lập giới hạn tiếp xúc an toàn, chấp nhận người độc chất thâm nhập Các nghiên cứu hường tiến hành cho động vật số liệu từ thí nghiệm dùng suy diễn cho người bao gồm Ü Các nghiên cứu độc chất không gây ung thư • Tức thời: ngắn hạn • Bán mãn tính: trung hạn • Mãn tính: dài hạn • Phát triển: tiếp xúc • Sinh sản Ü Các nghiên cứu độc tính đặc biệt • Độc tố học miễn dòch • Cơ chế hoạt động Ü Các nghiên cứu ung thư • Các nghiên cứu tiếp xúc suốt vòng đời • Các nghiên cứu khởi xướng/thúc đẩy • Các nghiên cứu đặc biệt quan thể 5.3 Bệnh học, triệu chứng lâm sàng trình phát triển nhiễm độc nghề nghiệp Bệnh học Nghiên cứu bệnh học công tác so sánh tình trạng sức khỏe nhóm người phải thường xuyên tiếp xúc với hóa chất với sức khỏe nhóm người khác tương đương tiếp xúc với hóa chất nghiên cứu từ thu kết độc tính hóa chất Trong nghiên cứu cố gắng xác đònh tượng gia tăng bệnh gây việc tiếp xúc với loại hóa chất nằm nghi vấn nhóm người bò tiếp xúc với hoá chất Nghiên cứu thiết kế, bố trí thực tốt có giá trò nhiều so với THS: Nguyễn Ngọc Châu © Copyright 2006 gree-vn.com, All rights reserved Xin ghi rõ ngu n b n phát hành l i thơng tin t trang 5-26 CÔNG TY MÔI TRƯỜNG TẦM NHÌN XANH GREEN EYE ENVIRONMENT GREE Tel: (08)5150181 Fax: (08)8114594 www.gree-vn.com thí nghiệm thực động vật Tuy nhiên thí nghiệm bệnh học đảm bảo nguy rủi ro Một kết nghiên cứu sai (hoặc chưa đầy đủ) bệnh học dẫn đến việc thiết lập mức tiếp xúc an toàn không xác Trong công việc nghiên cứu bệnh học có số khó khăn sau Ü Không thể có hai nhóm đối tượng nghiên cứu giống hệt nhau: nghề nghiệp, chỗ ở, phong cách sống, tình hình kinh tế xã hội… Ü Rất khó kiểm soát số số rủi ro việc sử dụng thuốc số loại dược phẩm Ü Chỉ có số dạng tác hại đến sức khỏe biết đến cho người Ü Số liệu xác mức độ tiếp xúc với hoá chất có, người tiếp xúc với hoá chất khứ Ü Một số bệnh, bệnh ung thư, phải nhiều năm phát (thời gian ủ bệnh thường dài) Ü Nhân lực trưng dụng để tiến hành thí nghiệm bệnh học thường có hạn Chỉ có số lượng lớn người tự nguyện tham gia thí nghiệm tác hại hóa chất gây loại bệnh nghiên cứu bệnh học cho kết rõ ràng Ü Do hạn chế nghiên cứu bệnh học nêu nên kết âm tính phải suy diễn cách thận trọng Một nghiên cứu bệnh học muốn tăng độ tin cậy phải có thêm hay nhiều yếu tố kèm sau • Thu kết giống sau nhiều thí nghiệm • Tồn mối liên kết chặt chẽ tiếp xúc mắc bệnh • Số liệu tiếp xúc có độ tin cậy hỗ trợ số liệu liên quan sinh học môi trường • Có mối liên qua rõ ràng liều phản ứng • Nghiên cứu tiến hành tr6en số người tương đối lớn • Các phép tính thống kê khác biệt rõ ràng • Có tài liệu đầy đủ tin cậy tượng bệnh • Kết tương tự tìm thấy thí nghiệm động vật Số liệu người Số liệu độc học người trên: trường hợp cụ thể ghi nhận nghiên cứu bệnh dòch học Đây nghiên cứu có thuận lợi tiến hành đối tượng quan tâm, nhiên có nhiều bất lợi như: số liệu tiếp xúc thường không xác, nhóm người thí nghiệm thường không nhiều, có số yếu tố không đồng nhóm người nghiên cứu THS: Nguyễn Ngọc Châu © Copyright 2006 gree-vn.com, All rights reserved Xin ghi rõ ngu n b n phát hành l i thơng tin t trang 5-27 CÔNG TY MÔI TRƯỜNG TẦM NHÌN XANH GREE GREEN EYE ENVIRONMENT Tel: (08)5150181 Fax: (08)8114594 www.gree-vn.com Triệu chứng lâm sàng trình phát triển nhiễm độc nghề nghiệp Quá trình nhiễm độc thể thường trải qua thời kỳ: ¬ Thời kỳ ủ bệnh: tính từ hấp thụ độc chất đến lúc xuất triệu chứng bệnh Thời gian tùy thuộc vào số lượng nồng độc độc chất ¬ Thời kỳ tiền bệnh lý: xuất triệu chứng không rõ rệt không điển hình, bệnh nhân cảm thấy khó chòu, mệt mỏi nhức đầu ¬ Thời kỳ phát bệnh: triệu chứng bệnh rõ ràng Nhiễm độc cấp tính: xảy thời gian ngắn với nồng độ độc chất lớn Nhiễm độc mãn tính: xuất lượng độc chất tác động thời gian dài gây nên bệnh cho thể Triệu chứng khởi phát bệnh thường nhẹ không rõ rệt, không ảnh hưởng nhiều đến khả lao động, bệnh tiến triển ngấm ngầm Nhiễm độc bán cấp tính: có số loại độc chất gây tác động cấp tính cho quan lại gây mãn tính cho quan khác ví dụ benzene gây nhiễm độc cấp tính cho hệ thần kinh gây nhiễm độc mãn tính cho quan tạo máu 5.4 Đánh giá liều lượng-đáp ứng Khi độc chất vào thể theo bước sau Hình thành phức chất hóa chất độc với quan tiếp nhận Hoạt tính sinh học làm thay đổi Đáp ứng độc tính Đánh giá liều lượng-đáp ứng đề cập đến mối quan hệ đònh lượng lượng tiếp xúc người với mức độ tổn thương hay mắc bệnh Liều lượng thường xác đònh theo khối lượng hóa chất khối lượng thể hay diện tích bề mặt thể Thường người ta biểu diễn mối quan hệ liều lượng đáp ứng đồ thò Có hai dạng đường cong liều lượng đáp ứng đường cong dạng grade đường cong dạng quantal Hình biểu diễn dạng đặc trưng đồ thò liều lượng đáp ứng Đường cong dạng grade: tác động xác đònh thể cá nhân cường độ sếp hạng hàm số log liều lượng hóa chất Đường cong dạng quantal: biểu diễn log liều lượng hoá chất với tần số phản ứng THS: Nguyễn Ngọc Châu © Copyright 2006 gree-vn.com, All rights reserved Xin ghi rõ ngu n b n phát hành l i thơng tin t trang 5-28 CÔNG TY MÔI TRƯỜNG TẦM NHÌN XANH GREE GREEN EYE ENVIRONMENT Tel: (08)5150181 Fax: (08)8114594 www.gree-vn.com Cường độ phản ứng Phản ứng cực đại Liều lượng Không có phản ứng Hình 5.8 Dạng đặc trưng đồ thò liều lượng-đáp ứng Từ đồ thò xác đònh LD50 (median lethal dose) lượng độc chất gây tử vong 50% động vật thí nghiệm LD50 dùng làcơ sở việc đánh giá độc chất Ví dụ Ottoboni đề xuất việc đánh sau đường tiếp xúc qua đường miệng LD50 (mg/kg) Từ 0-5 5-50 50-500 500-5000 > 5000 Đối với trẻ em nặng 10 kg giọt giọt đến 1/8 thìa cafe 1/8 -1 thìa cafe thìa đến thìa cafe Trên thìa Đối với người lớn nặng 70 kg 1/16 thìa cafe 1/16-3/4 thìa cafe 3/4 – thìa cafe đến 30 thìa cafe Trên 30 thìa Giá trò LD50 số sinh học, thay đổi nhiều yếu tố ảnh hưởng đến độc tính ví dụ: tính chất hóa lý hóa chất, cách thức tiếp xúc, thời gian tiếp xúc, yếu tố liên quan đến vật chủ (giới tính, tình trạng sức khoẻ…) Bên cạnh xác đònh LC50 (median lethal concentration) nồng độ gây chết 50% động vật thí nghiệm Nhìn chung có mối quan hệ nồng độ suy giảm sinh lý thể người Hình biểu diễn sơ đồ tác động gia tăng nồng độ suy giảm chức sinh lý THS: Nguyễn Ngọc Châu © Copyright 2006 gree-vn.com, All rights reserved Xin ghi rõ ngu n b n phát hành l i thơng tin t trang 5-29 CÔNG TY MÔI TRƯỜNG TẦM NHÌN XANH Tel: (08)5150181 Fax: (08)8114594 www.gree-vn.com GREE Sự suy giảm chức sinh lý GREEN EYE ENVIRONMENT Bình thường Thay đổi Mất cân Chết Căng thẳng Suy sụp Khoẻ mạnh Khoảng bình thường Ốm Ngưỡng nguy hiểm Ngộ độc Nồng độ chết Cần ý khác nồng độ tiếp xúc, độ nhạy cảm, đồng gen, sử dụng số liệu nghiên cứu động vật cho người cần có số hiệu chỉnh cho phù hợp Trong đánh giá liều lượng đáp ứng bên cạnh khái niệm NOAEL, LOAEL, LC50, LD50, người ta quan tâm đến liều lượng RfD (reference dose) liều lượng tiếp nhận hàng ngày chấp nhận được-TDI (tolerable daily intake) RfD liều lượng ước tính tiếp xúc người ngày mà không xảy nguy sức khỏe suốt đời NOAEL RfD = UF MF UF = số không chắn (uncertaintly factor) thường bội số 10 với số tương đương với khía cạnh riêng biệt không chắn số liệu MF = số biến đổi (modifying factor) số có giá trò biến thiên từ 1-10 TDI giá trò đònh lượng khối lượng chất có thực phẩm nước uống tác động đơn vò thể trọng mà người tiêu thụ hàng ngày suốt đời mà nguy xấu tới sức khỏe LOAEL NOAEL hay = TDI = UF UF Ngoài người ta sử dụng số LT50 (lethal time) thời gian tiếp xúc cần thiết để gây chết 50% sinh vật thí nghiệm 5.5 Một số phương pháp đánh giá tác động gây hại đến thể sống THS: Nguyễn Ngọc Châu © Copyright 2006 gree-vn.com, All rights reserved Xin ghi rõ ngu n b n phát hành l i thơng tin t trang 5-30 CÔNG TY MÔI TRƯỜNG TẦM NHÌN XANH GREE GREEN EYE ENVIRONMENT Tel: (08)5150181 Fax: (08)8114594 www.gree-vn.com Để đánh giá tác động có hóa chất nguy hại cần tiến hành nhiều mức độ phức tạp khác tùy thuộc vào mức độ nghiên cứu cho đối tượng (loài riêng biệt, quần thể, quần xã hay hệ sinh thái) phụ thuộc vào điểm cuối (tỷ lệ chết thời gian ngắn thời gian dài, hiệu ứng mãn tính, suy giảm khả sinh sản…) Một quy trình chuẩn thí nghiệm chưa đưa nhiều tranh cãi mô suy diễn kết thí nghiệm Có thể tham khảo dẫn EEC 79/831 thử nghiệm độc học độc học sinh thái ba mức độ khác sau Mức độ chung Thử Độc tính tức thời nghiệm - Miệng độc chất - Qua hệ hô hấp học - Qua da - Qua mắt Độc tính bán tức thời - NOAEL sau 28 ngày Các tác động khác - Biến dò di truyền Mức độ chung Tác động đến sinh vật Thử nghiệm - Độc tính tức thời đối độc chất với cá học sinh Sự suy thoái thái - Các thành phần hữu - Các thành phần vô Cấp - Nghiên cứu khả sinh sản - Nghiên cứu khả gây quái thai - Các nghiên cứu bán mãn tính mãn tính - Nghiên cứu sâu biến dò di truyền Cấp - Nghiên cứu độc mãn tính - Nghiên cứu ung thư - Nghiên cứu khả sinh sản - Nghiên cứu khả gây quái thai - Nghiên cứu độc tính tức thời bán tức thời loài khác Cấp - Thử nghiệm khả kìm hãm phát triển rêu tảo - Thử nghiệm loài thực vật cao cấp - Thử nghiệm giun đất - Thử nghiệm dài cá - Thử nghiệm khả tích lũy số loài Cấp - Thử nghiệm mở rộng khả tích lũy sinh học, suy thoái di chuyển - Nghiên cứu sâu cá (kể nghiên cứu sinh sản) - Nghiên cứu thêm độc chất học số loài chim - Nghiên cứu thêm độc chất học số loài khác - Nghiên cứu hấp phụ giải hấp phụ Đối với thử nghiệm độc học có năm loại thử nghiệm quy đònh tùy theo nhu cầu khác Các thử nghiệm quy đònh để - Sơ kiểm tra độc tính hoá chất THS: Nguyễn Ngọc Châu © Copyright 2006 gree-vn.com, All rights reserved Xin ghi rõ ngu n b n phát hành l i thơng tin t trang 5-31 CÔNG TY MÔI TRƯỜNG TẦM NHÌN XANH GREE GREEN EYE ENVIRONMENT - Tel: (08)5150181 Fax: (08)8114594 www.gree-vn.com Quan trắc độc tính phát tán ô nhiễm hay nơi chôn chất thải Quan trắc chất lượng môi trường với mục đích luật pháp Đánh giá độ nhạy cảm môi trường tự nhiên hóa chất hóa học Nghiên cứu để thiết lập tiêu chuẩn môi trường Câu hỏi Vẽ sơ đồ tổng quát dòch chuyển tích lũy phản ứng chất thải tự nhiên? Nêu chế lan truyền chất ô nhiễm đất dạng phát tán chất ô nhiễm? Nêu đường tiếp xúc với độc chất? Vẽ sơ đồ hấp thụ, tích lũy, phân chuyển, chuyển đổi tiết chất độc thể người? Liệt kê yêu tố ảnh hưởng đến độc tính? Hãy nêu năm loại thử nghiệm quy đònh độc học THS: Nguyễn Ngọc Châu © Copyright 2006 gree-vn.com, All rights reserved Xin ghi rõ ngu n b n phát hành l i thơng tin t trang 5-32 [...]... Học Khi một chất thải nguy hại được thải vào môi trường sẽ diễn ra quá trình lan truyền, tích lũy chất nguy hại trong môi trường đất-nước-khí Trong quá trình lan truyền sẽ dần đến sự tiếp xúc giữa chất ô nhiễm với con người và vi sinh vật Do bản chất của chất thải nguy hại, các chất này sẽ gây tác động đến con người và sinh vật theo các cách khác nhau Cơ chế tích lũy, tác động của chất nguy hại lên con... Không có phản ứng Hình 5. 8 Dạng đặc trưng của đồ thò liều lượng-đáp ứng Từ các đồ thò này sẽ xác đònh được LD50 (median lethal dose) là lượng độc chất gây tử vong 50 % động vật thí nghiệm LD50 có thể được dùng như làcơ sở của việc đánh giá độc chất Ví dụ Ottoboni đã đề xuất việc đánh giá như sau đối với đường tiếp xúc qua đường miệng LD50 (mg/kg) Từ 0 -5 5 -50 50 -50 0 50 0 -50 00 > 50 00 Đối với trẻ em nặng... nghiệm nghiên cứu mãn tính 5 Đánh giá nguy cơ của độc chất 5. 1 Xác đònh mối nguy cơ và các hình thức tác dụng của độc chất Xác đònh mối nguy hại bao gồm các công việc thu thập, đánh giá số liệu về các loại tổn thương sức khỏe hay các bệnh tật có thể gây ra do hóa chất trong điều kiện tiếp xúc với hoá chất đó Công việc này bao gồm cả việc đặc trưng hóa chu trình chuyển biến của hóa chất trong cơ thể và mối... chất hóa chất và tính chất lý hóa của độc chất: xác đònh mức độ các hoạt tính sinh học Quyết đònh cơ chế hấp thụ vào cơ thể Các yếu tố quyết đònh tác hại của độc chất với cơ thể bao gồm: cấu trúc hóa học, tính chất lý học (độ sôi, độ bay hơi, độ hòa tan ) tác dụng phối hợp với các chất Điều kiện tiếp xúc: điều kiện tiếp xúc của chất độc sẽ ảnh hưởng phản ứng của cơ thể đối với độc chất Các điều kiện tiếp... đây chất độc hại có nồng độ cao nhất và thường ở dạng hòa tan được trong mỡ (ở các dạng phức hợp) Các quá trình chuyển hóa sinh học dưới tác động của vi khuẩn đường ruột góp phần quan trọng quyết đònh khả năng hấp thụ của chất độc hại Hấp thụ qua con đường hô hấp: các chất được hấp thụ thường là các chất ở dạng khí, các chất dễ bay hơi, hay sol khí Ở dạng khí, chất độc hại di chuyển vào lớp màng chất. .. chính chòu trách nhiệm đào thải các độc chất lạ khỏi cơ thể Mật và phổi cũng có thể đào thải chất độc ra khỏi cơ thể Về nguy n tắc quá trình đào thải giống với quá trình hấp thụ, vận chuyển các hóa chất qua màng sinh học dựa vào sự chênh lệch nồng độ hóa chất Bài tiết của những chất không phân cực, không bay hơi là rất khó khăn và thường chỉ có thể xảy ra theo sự biến đổi trao đổi chất bởi các cơ quan để... độc chất: một cơ chế do các anion hữu cơ (axit) và một cơ chế do các cation hữu cơ (bazơ) Các độc chất liên kết với protein không bò đào thải do quá trình lọc của tiểu cầu thận hoặc sự khuếch tán thụ động Các chất này được thải ra bằng quá trình bài tiết chủ động Các hợp chất tan trong mỡ thải ra khỏi cơ thể rất chậm qua các dòng tuần hoàn thải của nước tiểu hay dòch vàng của gan Vì vậy các hợp chất. .. hồng cầu và các yếu tố tạo thành THS: Nguy n Ngọc Châu © Copyright 2006 gree-vn.com, All rights reserved Xin ghi rõ ngu n khi b n phát hành l i thơng tin t trang này 5- 15 CÔNG TY MÔI TRƯỜNG TẦM NHÌN XANH GREE GREEN EYE ENVIRONMENT 5. 2.2 Tel: (08 )51 50181 Fax: (08)811 459 4 www.gree-vn.com Hấp thụ, phân chuyển, chuyển hóa, và bài tiết của chất độc Hấp thụ Là quá trình các chất thấm qua màng tế bào và xâm nhập... lực cao với điểm liên kết trên protein hơn độc chất Bài tiết độc chất Nhìn chung sự phân bố và đào thải các độc chất sẽ phụ thuộc vào: hàm lượng mỡ, hàm lượng nước, sự kết hợp của các phân tử, quá trình di chuyển trong não, đào thải qua phổi, đào thải qua thận, đào thải qua mật, quá trình trao đổi chất, sản xuất sữa, mồ hôi, nước bọt, nước mắt Quá trình đào thải có thể xảy ra nhiều cách khác nhau trong... tượng quan tâm Các độc chất thể hiện những ảnh hưởng của nó bằng các hình thức vật lý, sinh lý, sinh hóa học hoặc bằng sự kết hợp của các phương thức này Các phương thức bao gồm: lý học, hóa học, biến đổi sinh lý, cơ chế enzyme, cơ chế miễn dòch 5. 2 Các nghiên cứu độc học trên cơ thể động vật Các nghiên cứu này phụ thuộc vào liều lượng, thời gian tiếp xúc với hóa chất, các tác hại độc chất sẽ khác nhau,