Độc học môi trường (giáo trìnhbài giảng)

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI BÀI GIẢNG ĐỘC HỌC MÔI TRƢỜNG GV Đoàn Thị Thái Yên Viện Khoa học Công nghệ Môi trường 1/2004 Bài giảng Độc học Môi trường - GV Đoàn Thị Thái Yên CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG Độc học (Toxicology) ngành học nghiên cứu định tính định lƣợng tác hại tác nhân hoá học, vật lý sinh học lên hệ thống sinh học sinh vật sống (J.F Borzelleca) Theo Bộ sách giáo khoa Brockhaus, Độc học ngành khoa học chất độc ảnh hƣởng chúng Ngành độc học bắt đầu đƣợc xây dựng từ đầu kỷ 19, có liên quan chặt chẽ đến ngành dƣợc lý (nghiên cứu tác dụng thuốc lên thể) Độc học khoa học ảnh hƣởng độc hoá chất lên thể sống Nó bao gồm chất nhƣ: dung môi hữu cơ, kim loại nặng, thuốc trừ sâu, mỹ phẩm, thành phần thức ăn, chất phụ gia thực phẩm (Textbook on Toxicology) Độc học khoa học chất độc, ngành khoa học ứng dụng Độc học môn khoa học xác định giới hạn an toàn tác nhân hoá học (Casarett Doull, 1975) Độc học đƣợc định nghĩa J.H.Duffus nhƣ là”môn khoa học nghiên cứu mối nguy hiểm thực tiềm tàng thể tác hại chất độc lên tổ chức sống, hệ sinh thái; mối quan hệ tác hại với tiếp xúc; chế tác động, chuẩn đoán, phòng ngừa chữa trị ngộ độc Tóm lại : Độc học môn khoa học nghiên cứu mối nguy hiểm xảy hay xảy độc chất lên thể sống số nhóm độc học: - Độc học môi trƣờng - Độc học công nghiệp - Độc học thuốc trừ sâu - Độc học dinh dƣỡng - Độc học thuỷ sinh - Độc học lâm sàng - Độc học thần kinh Độc học môi trƣờng (environmental toxicology) Hai khái niệm độc học môi trƣờng (environmental toxicology) độc học sinh thái (ecotoxicology) gần đối tƣợng nghiên cứu mục đích Đôi ngƣời ta đồng chúng Độc học môi trƣờng ngành nghiên cứu quan hệ tác chất có hại môi trƣờng tự nhiên (nguồn gốc, khả ứng dụng, xuất hiện, đào thải, hủy diệt ) phƣơng thức hoạt động chúng môi trƣờng Độc học môi trƣờng hƣớng mối quan hệ tác chất, cấu trúc tác chất, Viện Khoa học Công nghệ Môi trường- ĐH Bách khoa Hà Nội – 1/2004 Bài giảng Độc học Môi trường - GV Đoàn Thị Thái Yên ảnh hƣởng có hại chúng thể sống Độc học sinh thái ngành khoa học quan tâm đến tác động có hại tác nhân hoá học vật lý lên thể sống, đặc biệt tác động lên quần thể cộng đồng hệ sinh thái Các tác động bao gồm: đƣờng xâm nhập tác nhân hoá lý phản ứng chúng với môi trƣờng (Butler, 1978) Mục tiêu độc học sinh thái tạo chuẩn mực ban đầu thiết lập tiêu chuẩn chất lƣợng môi trƣờng, đánh giá dự đoán nồng độ môi trƣờng, nguy cho quần thể tự nhiên (trong có ngƣời) bị tác động mạnh ô nhiễm môi trƣờng Có số khác độc học độc học sinh thái Độc học thực nghiệm thƣờng tiến hành thí nghiệm động vật có vú số liệu dùng để đƣa giới hạn an toàn cho mục tiêu tiếp cận, ngƣời Ngƣợc lại mục tiêu độc học sinh thái bảo vệ toàn sinh quyển, bao gồm hàng triệu loài khác nhau, đƣợc tổ chức theo quần thể, cộng đồng, hệ sinh thái liên hệ với qua mối tƣơng tác phức tạp Mục đích độc học bảo vệ sức khoẻ ngƣời cộng đồng mức độ cá thể Còn mục đích độc học sinh thái bảo vệ cá thể mà bảo tồn cấu trúc chức hệ sinh thái Chất độc, tính độc 3.1 Chất độc Chất độc (chất nguy hại) loại vật chất gây hại lớn tới thể sống hệ sinh thái , làm biến đổi sinh lý, sinh hoá, phá vỡ cân sinh học, gây rối loạn chức sống bình thƣờng, dẫn đến trạng thái bệnh lý gây chết Liều lƣợng nồng độ tác nhân hoá học vật lý định có phải chất độc hay không; tất chất chất độc tiềm tàng Theo J.H.Duffus “ chất độc chất vào tạo thành thể gây hại cho thể giết chết thể đó” Tất thứ chất độc , có điều liều lƣợng định chất chất độc (Everything is a poison, Nothing is without poison, The dose only makes, That something is not a poison- Paracelsus, bác sỹ Thụy Sỹ,1538) 3.2 Tính độc: tác động chất độc thể sống Nó phụ thuộc vào nồng độ chất độc trình tiếp xúc Viện Khoa học Công nghệ Môi trường- ĐH Bách khoa Hà Nội – 1/2004 Bài giảng Độc học Môi trường - GV Đoàn Thị Thái Yên Kiểm tra tính độc tiến hành xét nghiệm để ƣớc tính tác động bất lợi tác nhân lên tổ chức quan thể điều kiện tiêu chuẩn Phân loại Có nhiều sở khác để phân loại tác nhân độc, tùy theo mục đích nghiên cứu đối tƣợng nghiên cứu Có thể kể vài cách phân loại nhƣ sau: - Phân loại theo nguồn gốc chất độc - Phân loại theo nồng độ, liều lƣợng - Phân loại theo chất chất độc - Phân loại theo môi trƣờng tồn chất độc (đất, nƣớc, không khí) - Phân loại theo ngành kinh tế, xã hội: độc chất nông nghiệp, công nghiệp, y tế, quân - Phân loại theo tác dụng sinh học đơn (tác dụng kích ứng, gây ngạt, dị ứng, ung thƣ, đột biến gen, quái thai ) - Phân loại dựa vào nguy gây ung thƣ ngƣời Theo chất chất độc loại tác nhân gây độc gồm loại hoá chất (tự nhiên tổng hợp, hữu vô cơ), tác nhân vật lý (bức xạ, vi sóng), tác nhân sinh học (độc tố nấm mốc, vi khuẩn, động, thực vật) Dựa chứng rõ ràng nghiên cứu hoá chất có khả gây ung thƣ ngƣời, IARC (cơ quan nghiên cứu ung thƣ quốc tế) phân hoá chất theo nhóm có khả gây ung thƣ: - Nhóm 1: tác nhân chất gây ung thƣ ngƣời - Nhóm 2A: tác nhân gây ung thƣ ngƣời - Nhóm 2B: tác nhân có lẽ gây ung thƣ ngƣời - Nhóm 3: tác nhân phân loại dựa tính gây ung thƣ ngƣời - Nhóm 4: tác nhân có lẽ không gây ung thƣ ngƣời Việc phân nhóm yếu tố mang tính khoa học dựa thông tin, số liệu tin cậy, chứng thu đƣợc từ nghiên cứu ngƣời động vật thí nghiệm Nguyên lý chung: Mối quan hệ nồng độ (liều lƣợng)- đáp ứng/ phản ứng thể Liều lƣợng (dose) đơn vị việc tíêp xúc tác nhân gây hại lên thể sống Nó đƣợc thể qua đơn vị trọng lƣợng (hay thể tích) thể trọng l (mg, g, ml/kg thể) trọng lƣợng (hay thể tích) đơn vị diện tích bề mặt tiếp xúc thể (mg, g, ml/m2 bề mặt thể) Nồng độ không khí đƣợc biểu diễn Viện Khoa học Công nghệ Môi trường- ĐH Bách khoa Hà Nội – 1/2004 Bài giảng Độc học Môi trường - GV Đoàn Thị Thái Yên qua đơn vị khối lƣợng thể tích thể tích không khí nhƣ ppm, hay mg, g / m3 không khí Nồng độ nƣớc: mg/l = ppm hay ug/l = ppb Sự đáp ứng/phản ứng (Response) phản ứng thể hay một vài phận thể sinh vật kích thích chất độc (Duffus) Sự kích thích gồm nhiều dạng cƣờng độ đáp ứng thƣờng liên quan đến cƣờng độ kích thích; kích thích mạnh đáp ứng thể lớn Khi chất kích thích hoá chất đáp ứng thƣờnglà hàm số liều lƣợng mối quan hệ đƣợc gọi mối quan hệ liều lượng - đáp ứng Một tác động có hại, gây tổn thƣơng, có độc tính thay đổi hình thái, sinh lý, phát triển, sinh trƣởng tuổi thọ thể, gây suy yếu hoạt động suy yếu khả đề kháng lại chất độc, tăng mẫn cảm với tác động có hại môi trƣờng Cơ quan tiếp nhận (receptor) điểm nhạy cảm dễ đáp ứng, nằm tế bào chịu tác động tác nhân kích thích Nó đƣợc gọi thụ thể Các thụ thể bề mặt đƣợc gọi loại I, tế bào chất gọi loại II, nhân gọi loại III Kết tƣơng tác tác nhân quan tiếp nhận khởi đầu chuỗi kiện sinh hoá đỉnh điểm đáp ứng ta nhìn thấy Sự đáp ứng liên quan đến số thụ thể tham gia thời gian tƣơng tác hoá chất thụ thể Số thụ thể tham gia lại liên quan đến lực chúng với tác nhân, nồng độ hoá chất, thời gian tác động Sự đáp ứng phụ thuộc vào số phức hợp hoá chất-thụ thể đƣợc tạo thành Các thụ thể phải liên kết với hóa chất, trải qua số phản ứng tạo đáp ứng Khi liều hoá chất tăng lên, số liên kết với thụ thể tăng lên, số đáp ứng tăng Liên kết hoá chất quan tiếp xúc đồng hoá trị, ion, hydrogen, hay lực Van der Waals Bản chất liên kết ảnh hƣởng đến thời gian tồn phức hoá chất – quan tiếp nhận thời gian sinh hiệu ứng Liên kết đồng hoá trị tƣơng đối không thuận nghịch (không phục hồi đƣợc) liên kết ion, hydro Van der Waals thuận nghịch (phục hồi đƣợc) Để quan tiếp nhận gây đáp ứng phải gắn với hoá chất tác động Liên kết thừơng liên kết không đồng hoá trị thuận nghịch Tiếp theo, quan tiếp nhận đƣợc hoạt hoá , trình đƣợc gọi chuyển hoá tín hiệu, tạo hoạt tính nội lực Sau hàng loạt tƣợng sau tạo đáp ứng thể Quá trình gọi trình liên kết quan tiếp nhận đáp ứng Viện Khoa học Công nghệ Môi trường- ĐH Bách khoa Hà Nội – 1/2004 Bài giảng Độc học Môi trường - GV Đoàn Thị Thái Yên Con đƣờng xâm nhập hoá chất vào thể ngƣời động vật qua miệng (tiêu hoá), đừơng thở (hô hấp) qua da (tiếp xúc cục bộ) Hoá chất tiếp xúc với thể, vào máu Trong máu, hoá chất tồn dạng tự hay liên kết với protein (thƣờng với albumin) Hoá chất rời máu đến quan nơi đƣợc chuyển hoá sinh học (ví dụ gan), hay tích trữ (các mô mỡ) hay tiết (thận) hay phát đáp ứng (não) Hoá chất phải vƣợt qua lớp màng tế bào, qua lớp phospholipit trình vận chuyển bị động (không tiêu hao lƣợng) hay vận chuyển chủ động ( tiêu hao lƣợng) Có nhiều loại đáp ứng đƣợc sinh sau tƣơng tác hoá chất – phận tiếp nhận Nó bao gồm thay đổi hình dạng trông thấy không trông thấy, thay đổi chức sinh lý sinh hoá Các đáp ứng không đặc hiệu nhƣ viêm nhiễm, hoại tử , đặc hiệu nhƣ đột biến gen, khuyết tật, ung thƣ Các đáp ứng nhìn thấy sau thời gian, chữa đƣợc không chữa đƣợc, xuất khu vực toàn thân, nhiều phận, có lợi có hại kết cuối kích thích kìm hãm Tuy nhiên, chất tế bào không bị hoá chất làm biến đổi, ví dụ tế bào bị biến đổi thành tế bào tiết Sự biến đổi hay tác động có hại mức tế bào cân nội sinh bị dịch chuyển Mối quan hệ liều lƣợng-đáp ứng biểu diễn liên quan liều tác dụng đáp ứng quan sát đƣợc quần thể Chúng đƣợc thể đồ thị với độ lớn đáp ứng nhƣ bình thƣờng liều lƣợng đƣợc diễn tả theo dạng số học logarit 100 50 khoảng gia tăng tác khỏang không động gia tăng liều có tác động phơi nhiễm khoảng tác động tối đa EC 50 log dose (mg/kg) Hình 1.1: Mối quan hệ liều lƣợng – tác động Tiếp cận chiều: kích ứng- nồng độ - thời gian (response – concentration – time) [3] Viện Khoa học Công nghệ Môi trường- ĐH Bách khoa Hà Nội – 1/2004 Bài giảng Độc học Môi trường - GV Đoàn Thị Thái Yên Đặc trƣng tính độc môi trƣờng có nhiều độc chất tồn tính độc thay đổi Phản ứng thu đƣợc khuyếch đại độ độc (1+1=2), chí khuyếch đại gấp bội (1+1>5) Cũng mang tính tiêu độc (1+11, nồng độ hỗn hợp vƣợt TLV Khi nghiên cứu cá, giá trị ngƣỡng đƣợc gọi nồng độ chất độc cực đại chấp nhận đƣợc, MATC Do chi phí cao tiến hành thí nghiệm độc tính thời gian dài nên Mount Stephan(1967) đề nghị dùng hệ số áp dụng (AF) để thể mối quan hệ độc tính cấp độc tính mãn: AF = MATC/LC50 AF thông số không thứ nguyên, đƣợc xem nhƣ dải nồng độ Ví dụ, MATC nằm khoảng 0.5- 1mg/l LC50 = 10mg/l AF= 0.05- 0.1 Nếu chƣa biết MATC, nhƣng biết NOEC, LOEC LC50 AF nằm khoảng NOEC/LC50 LOEL/LC50 Theo lý thuyết AF ổn định cho hoá chất Do AF hoá chất đƣợc xác đinh cho loài thủy sinh áp dụng cho loài khác Lý thuyết cho phép ƣớc tính nồng độ độc tính mãn hoá chất lên loài tiến hành thử nghiệm đủ thông tin yêu cầu cần thiết để trì đời sống sinh vật Có thể dùng AF để tính MATC loài khác với giá trị độc tính cấp: MATC= AF* LC50 Chẳng hạn, AF hoá chất cá từ 0.05 - 0.1, AF áp dụng để tính MATC loài giáp xác nhƣ tôm, biết LC50 1mg/l MATC hoá chất tôm : MATC= AF*LC50=0.05- 0.1 * 1mg/l = 0.05 – 1mg/l Độc tính bán cấp: tác động chất độc lên thể làm cho thể phản ứng lại sau tiếp xúc với chất độc khoảng thời gian 10%thời gian sống động vật bị nhiễm độc cấp Các yếu tố ảnh hƣởng đến độc tính Mức độ gây độc tác chất có hại lên thể sinh vật phụ thuộc nhiều yếu tố, môi trƣờng xung quanh lẫn trạng thái thể bị tác động, đặc trƣng giống loài, giới tính, thích nghi, khả đề kháng độ mẫn cảm cá thể - Bản chất hoá chất: t/c hóa học, vật lý định hoạt tính sinh học - Bản chất hoá học hoá chất định thụ thể đặc biệt chất liên kết Viện Khoa học Công nghệ Môi trường- ĐH Bách khoa Hà Nội – 1/2004 10 Bài giảng Độc học Môi trường - GV Đoàn Thị Thái Yên Kinh niên: thời gian đầu triệu chứng nhiễm độc kinh niên Những triệu chứng thƣờng không đặc biệt không rõ mức độ tổn hại nghiêm trọng tới tủy xƣơng Triệu chứng: rối lọan tiêu hóa nhẹ, lảo đảo, chảy máu niêm mạc dị ứng da Bệnh phổ biến nhiễm độc mãn benzen: thiếu máu, giảm bạch cầu Do tủy xƣơng bị giảm huyết tƣơng, tiếp tục tiếp xúc với benzen tjì bị thiếu huyết tƣơng trầm trọng, dẫn đến phá vỡ thành phần tế bào Sự độc hại cản trở tổ hợp AND Ngƣời tiếp xúc thƣờng xuyên với benzen thƣờng bị rối lọan nhiễm sắc thể, bạch cầu d Phòng ngừa, - Thay dần tiến tới không dùng benzen nguyên, nhiên liệu, không tiếp xúc trực tiếp với benzen - Các công nghệ bắt buộc cần có benzen phải đƣợc thiết kế khép kín để hạn chế tiếp xúc e Điều trị ngộ độc Cấp cứu: đƣa khỏi nơi ô nhiễm, hô hấp nhân tạo, cho ngửi cacbogen, cho thuốc trợ tim, không dùng adrenalin gây rung tâm thất Điều trị: chƣa có thuốc đặc trị, chủ yếu điều trị triệu chứng Phải cho ngừng tiếp xúc với benzen ( nghỉ làm) đƣa đến quan y tế f Quan trắc benzen không khí nƣớc tiểu Benzen đƣợc xếp vào danh sách chất gây ung thƣ nên việc quan trắc tiếp xúc với benzen môi trƣờng sinh giáơi cần thiết Nó gồm số sinh học nhƣ mức độ benzen máu, nƣớc tiểu Các số cho ta biết mức độ tiếp xúc lƣợng tích tụ bên cá thể, để có dự phòng cho tình trạng sức khỏe Vấn đề quan trắc có mặt benzen môi trƣờng số sinh học nhƣ acid t,t-muconic nƣớc tiểu đƣợc nhiều ngƣời quan tâm Phát định lƣợng benzen không khí Xác định dạng trao đổi chất benzen, acid t,t- muconic nƣớc tiểu Đo creatinine nƣớc tiểu 2.2.2 Toluen Toluen dung môi đƣợc sử dụng nhiều công nghiệp Toluen có sơn, nhựa, keo dán dung môi cho cao su công nghệ in ảnh Trong tất công nghệ có toluen cần đƣợc thông khí tốt để đảm bảo giảm thiểu lƣợng tiếp xúc với Khi chuyên chở cần tránh rơi rớt Toluen dung môi hay gây khụt khịt nhiệt độ thƣờng, toluen cho dễ cháy, nổ Do thùng toluen cần cắt hay hàn mà cần dùng đến lửa phải lau hết toluen Viện Khoa học Công nghệ Môi trường- ĐH Bách khoa Hà Nội – 1/2004 59 Bài giảng Độc học Môi trường - GV Đoàn Thị Thái Yên Trao đổi chất: toluen đƣợc hấp thu qua phổi lƣợng giới hạn qua da Tan mỡ, tích tụ quan ƣa mỡ thời gian bán phân rã sinh học từ 3-4 không tiếp xúc với toluen tiết nhanh khoảng 10% lƣợng toluen đƣợc thải qua đƣờng hô hấp, phần lại chủ yếu chuyển hoá thành acid acid huppuric, lƣợng nhỏ thành o-cresol p-cresol Độc tính: 1000ppm : cảm giác loạng choạng,đau đầu liên miên cao hơn: ngất lịm, gây bệnh tâm thần, ảo giác nồng độ thấp gây mệt mỏi vô cớ cảm giác đau ốm ca làm việc Toluen không tác động đến tuỷ xƣơng, không gây hại cho gan Không tác động đến hệ thần kinh ngoại biên, điều kiện tiếp xúc bình thƣờng dấu hiệu làm tổn hại đến não nhiều nơi ngƣời ta thấy toluen từ keo dán gây suy tiểu não gần ca bị thiểu trí tuệ Đột tử keo dính thƣờng doloạn nhịp tim, co thắt tim để luân chuyển catecholamin, nhiên nguyên nhân thực phức tạp nhiều 2.3 CÁC HỢP CHẤT HƢŨ CƠ BỀN, TỒN LƢU LÂU DÀI TRONG MÔI TRỪƠNG (POP) 12 POP (Persistent Organic Pollutants) quan trọng đƣợc giới quan tâm là: aldrin, chlordane, dieldrin, DDT, endrin, HCB, heptachlor, mirex, PCB, toxaphene, dioxin, furan 2.3.1 PCB (polychlorinated biphenyls) PCB loại loại hợp chất chlor hoá biphenyl Có khoảng 209 hợp chất PCB khác Chúng chất điện môi tốt, bền hoá học, bền nhiệt, không bắt cháy, tƣơng đối bay hơi, hệ số cách điện cao Chúng đƣợc dùng công nghiệp từ 1929, làm chất cách điện biến thế, tụ điện, chất dẻo, chất dính, chất lỏng truyền nhiệt, giấy in không carbon Từ 1929 đến 1977, Mỹ sản xuất 610.000 PCB loại Trong năm 1979 Mỹ cấm sản xuất tiêu thụ sản phẩm PCB Các nƣớc công nghiệp phát triển thực Họ thống thay PCB chất khác độc Tuy nhiên có khuynh hƣớng đƣa PCB sang tiêu thụ nƣớc phát triển Hiện nay, tổng lƣợng PCB có toàn cầu ƣớc tính khoảng triệu Nhiễm độc: PCB có thành phần hữu đất, trầm tích đáy sông, mô sinh vật, dung môi hữu Độc tính PCB định số lƣợng vị trí nguyên tử Cl cấu trúc Sự tích tụ PCB thể phụ thuộc vào mức độ Cl hóa nhóm biphenyl Nhiễm độc chủ yếu: đƣờng ăn uống, thông qua cá, thịt gia súc, rau,gạo Nhiễm độc cấp: ngƣời bị áp suất PCB thấp Biểu hiện: sƣng mí mắt, đổi màu móng tay, mệt mỏi, chóang, buồn nôn Viện Khoa học Công nghệ Môi trường- ĐH Bách khoa Hà Nội – 1/2004 60 Bài giảng Độc học Môi trường - GV Đoàn Thị Thái Yên LC50 đ/v động vật: - 10 g/kg thể LC50 cá : 0.015 mg/l nƣớc, đ/v cá heo xanh : 2.74 mg/l nƣớc, với cá nhỏ nhạy cảm với PCB, nồng độ ppb làm nhiễm độc trứng cá, phù nề màng trứng làm trứng không nở đƣợc Nhiễm độc mãn: tính bền PCB làm ảnh hƣởng đến tuyến giáp PCB tích tụ lâu dài thể, gây rối loạn chức gan hệ tiêu hóa, dẫn đến ung thƣ gan, dày, giảm khả miễn dịch thể, gây bệnh da Những ngƣời tiếp xúc thƣờng xuyên với PCB xuất mụn chloracne (những thƣơng tổn da) Trong trƣờng hợp nặng, bệnh nhân cảm thấy đau, biến dạng mặt kéo dài dai dẳng Các ảnh hƣởng khác giai đoạn ngắn, ung thƣ PCB ngƣời nhiễm có nhƣ làm giảm cân, miễn dịch kém, ảnh hƣởng tới hệ thần kinh, gây đau đầu, hoa mắt, căng thẳng, mệt mỏi, suy nhƣợc Các biểu kinh niên để lại hậu tới gan, hoạt động enzym Sản phẩm cháy không hoàn toàn PCB bao gồm polychlorinated dibenzofurans (PCDs) polychlorinated dibenzo-p-dioxins (PCDDs), hai độc PCB gây ảnh hƣởng tới sinh sản, quái thai , ảnh hƣởng có tính lặp lại, có khả gây ung thƣ Chắc chắn rằng, PCB số hợp chất bền đƣợc biết, vào môi trƣờng chúng phân huỷ chậm, chúng dễ chuyển lƣu lại lâu dài vào chất mỡ có nứơc nƣớc mặn, kể cá sau đƣa vào thể ngƣời ăn PCB tích tụ trầm tích đáy, đƣợc động vật đáy vi sinh vật tiêu thụ Chim săn mồi lại ăn loài động vật đáy trở thành nguồn mang chất độc quan trọng PCB ức chế hormon estrogen, dẫn đến ức chế lắng đọng canxi trình hình thành vỏ trứng, dẫn đến vỏ yếu đẻ non PCB ức chế hormon androgen làm đảo ngƣợc đặc tính sinh sản chim đực, loài động vật khác 2.3.2 HCB (hexachlorbenzen) Sản phẩm thƣơng mại HCB bắt đầu năm 1933, chủ yếu để bao hạt giống lúa mì, thay cho thuốc trừ nấm có thủy ngân độc Nó đƣợc dùng để bảo vệ gỗ, chất phụ gia polimer, nhuộm, sản xuất pháo hoa, chất phụ gia làm cháy chậm Từ 1978, sản phẩm nhƣ thuốc diệt nấm, bảo vệ gỗ, bên có HCB không đƣợc dùng Mỹ Tuy nhiên có sản phẩm có lƣợng HCB không mong muốn trình chlor hoá hydrocarbon (tetrachloroethylene loại thuốc trừ sâu khác) Ví dụ thuốc diệt nấm quintozene có chứa 1-6% HCB Một nguồn khác sinh HCB từ trình thiêu chất thải độc hại rác sinh hoạt Viện Khoa học Công nghệ Môi trường- ĐH Bách khoa Hà Nội – 1/2004 61 Bài giảng Độc học Môi trường - GV Đoàn Thị Thái Yên 2.3.3 Dioxin 2,4-Dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) 2,4,5-Trichlorophenoxyacetic(2,4,5-T) Hai loại chất diệt cỏ trờn làm vàng lỏ cõy vựng Chỳng dựng để khống chế thực vật nƣớc hồ , ao, hồ chứa Dioxin chất độc quan thể ngƣời (LC50 thấp) Nú tự nhiên, sản phẩm phụ tổng hợp 2,4,5-T, dẫn đến tác hại nghiờm trọng sử dụng Dioxin chất sinh đốt vật cú chứa hợp chất hữu Chlor Có nhiều đồng phân dioxin nhƣng độc 2,3,7,8-tetrachlorodibenzodioxin (TCDD) 2,3,7,8-dioxin 2,3,7,8 -TCDD bền acid, bazo, độ hòa tan nƣớc thấp, phân hủy nhanh nhiệt độ >800oC Quá trình đốt hợp chất PCB không kiểm soát nhiệt độ sinh dioxin furan Cả độc chất gây mụn, phát ban da kéo dài nhiều tuần Dioxin gây nên khối u thể vật thí nghiệm ngƣời Cú khoảng 25 đồng phân PCB cú tính chất giống dioxin Có khoảng 17 đồng phân dioxin furan có cấu trúc nguyên tử Cl vị trí 2,3,7,8 ; đồng phân cú độc tính cao cú khả tớch tụ sinh học Dioxin Furan chất độc gây nhiều bệnh nguy hiểm làm biến đổi nhiều cấu trỳc nhƣ chức quan thể sống vỡ nú tác động nhƣ hoc mụn sinh trƣởng Cú khoảng 75 đồng phân dioxin 135 đồng phân Furan Các nguồn sinh Furan Dioxin: - Sản xuất bột giấy, cụng đoạn tẩy trắng chlor, nƣớc thải sau tẩy cú chứa dioxin - Sản xuất thuốc bảo vệ thực vật: dây chuyền sản xuất thụ sơ gia công, pha trộn đóng gói sản phẩm, không khống chế đƣợc lƣợng dioxin diện Viện Khoa học Công nghệ Môi trường- ĐH Bách khoa Hà Nội – 1/2004 62 Bài giảng Độc học Môi trường - GV Đoàn Thị Thái Yên vài loại thuốc trừ sâu; đặc biệt 6loại (đó bị cấm lƣu hành nhiều nƣớc) nhóm thuốc Chlor hữu chứa lƣợng cao dioxin đồng dạng - Quá trình sử dụng liều thuốc BVTV: nhiều nơi dùng loại thuốc danh mục thuốc cấm phun với nồng độ cao, dẫn đến dƣ lƣợng tồn lƣu sản phẩm nhƣ đất ngấm xuống nƣớc ngầm, gây ngộ độc cấp ảnh hƣởng lâu dài Bởi nhƣ biết, dioxin chất cú đời sống dài, tồn lƣu lâu bền tự nhiên lƣợng tích tụ sinh học tự nhiên nguy hiểm, cho ngƣời - Cháy rừng, đốt củi, rơm rạ đốt chất thải rắn , lignin kết hợp với Chlor sinh dioxin - Tàn dƣ từ vũ khí hóa học chiến tranh, để lại nhiều hậu cho ngƣời dân vùng bị rải chất độc hóa học nhƣ bệnh nan y, sinh quai thai, ảnh hƣởng di truyền Các phƣơng pháp xử lý dioxin Furan thƣờng dựng phƣơng pháp hóa học (dựng chlorua vụi, KMnO4 để phân hủy), p.p quang hóa (đề chlor hóa), pp vi sinh Xử lý nguồn nƣớc thải sản xuất thuốc BVTV, thƣờng thủy phân độc chất nƣớc thải với KMnO4 ,sau Ozon Để ngăn ngừa tạo dioxin trình đốt chất thải rắn, buồng đốt phải đạt 1300oC, sau có buồng thu hồi xử lý Dioxin Furan khói Phân bố chuyển hóa: chất tan mỡ tồn lƣu lâu Cơ thể sinh vật tự đào thải dioxin mà tích tụ ngày nhiều phát bệnh Dioxin thấm vào máu đƣợc vận chuyển tới mô mỡ Tại đây, tích tụ lại hòa tan mỡ Đ/v thể nam, ngòai cách dioxin tự phân hủy theo chu kỳ bán hủy không cách khác đào thải khỏi thể Với nữ dioxin đƣợc đào thải qua thai (để lại di chứng lâu dài cho hệ) hay qua sữa Biểu nhiễm độc cấp ( nhiễm lƣợng nhỏ): đau bụng nhức đầu, buồn nôn, tiêu chảy, song triệu chứng qua nhanh chóng, mối nguy hiểm thực để lại hậu lâu dài Tác hại lâu dài: lƣợng dioxin đủ lớn ( 100pg/kg) vào thể, tác động lên nơtron thần kinh, tạo xung tín hiệu bất thƣờng đ/v hệ thần kinh trung ƣơng, dẫn đến chóng mặt, nhức đầu, mệt Dioxin tác động lên hệ tiêu hóa, phá hủy làm biến đổi men tiêu hóa, tác động lên tế bào có chức hấp thụ chất dinh dƣỡng thành ruột, làm cho ngƣời nhiễm bị đau bụng, buồn nôn, tiêu chảy Về lâu dài, dioxin tích tụ thể, tồn lƣu lâu mô mỡ, quan nội tạng, nguyên tử Cl phân tử dioxin tác động lên cấu trúc nhiễm sắc thể hệ Viện Khoa học Công nghệ Môi trường- ĐH Bách khoa Hà Nội – 1/2004 63 Bài giảng Độc học Môi trường - GV Đoàn Thị Thái Yên gen, gây đột biến gen, phá hủy cấu trúc nhiễm sác thể cấu trúc di truyền, sinh quái thai dị tật bẩm sinh Ngoài ra, tác động vào hệ gen, dioxin làm giảm khả đề kháng thể Ngƣỡng độc: LOEL (hàm lƣợng để thể bắt đầu có phản ứng) dioxin 0.01pg/kg Nếu ngƣời, ngày nhiễm 1pg/kg sau -10 năm hàm lƣợng trung bình thể: 223pg/kg 2.4 CÁC HÓA CHẤT GÂY RỐI LOẠN NỘI TIẾT (Endocrine Disrupting Chemical ) 2.4.1 Giới thiệu chung: a Khái niệm Hoá chất gây rối loạn hệ nội tiết (EDCs) hoá chất ngoại sinh can thiệp, cản trở chức hoạt động bình thƣờng nội tiết tố (hormon) lọt vào thể Các nhà khoa học phát số hoá chất môi trƣờng có khả làm suy yếu trình sinh sản loài động vật gây khối u ác tính chức nội tiết tố bình thƣờng bị rối loạn nhiễm phải hoá chất nói EDCs hoá chất cản trở ảnh hƣởng đến hệ thống sinh sản ngƣời động vật, gây u ác tính Khi bị nhiễm hoá chất đó, sống ngƣời động vật bị ảnh hƣởng nghiêm trọng, liên quan đến sống còn, kèm theo hậu nghiêm trọng cho hệ tƣơng lai mà khó lƣờng trƣớc đƣợc b Các hoá chất ảnh hƣởng đến estrogen (hormon nữ) Các tuyến nội tiết tiết hàng loại hormon thể ngƣời Trong số hormon, androgen (kích tố tính đực) đƣợc chế tiết tinh hoàn, estrogen (kích tố động dục) đƣợc chế tiết buồng trứng, hormon tuyến thƣợng thận, tuyến giáp, hormon sinh trƣởng(tuyến yên), insulin (tuyến tuỵ) Con ngƣời động vật có xƣơng sống có nhiều điểm chung tên gọi tuyến nội tiết thành phần hoá học hormon chúng - đặc biệt hormon steroid (estrogen, androgen, hormon tuyến thƣợng thận) Các công trình tập trung nghiên cứu hoá chất gây ảnh hƣởng đến chức bình thƣờng estrogen, số lý do: Nhiều trƣờng hợp ung thƣ đƣợc phát quan sinh sản phụ nữ có liên quan đến việc sử dụng DES (một loại estrogen tổng hợp dùng để tránh sẩy thai, dùng nhiều khoảng 1960-1970) Nhiều nhà khoa học phát tập tính sinh dục bất thƣờng số loài động vật hoang dã, bị gây việc dùng DDT hoá chất gây ô nhiễm môi trƣờng khác có đặc tính giống estrogen Viện Khoa học Công nghệ Môi trường- ĐH Bách khoa Hà Nội – 1/2004 64 Bài giảng Độc học Môi trường - GV Đoàn Thị Thái Yên nhà khoa học Mỹ công bố tƣợng nonylphenol bị rò rỉ từ thiết bị thí nghiệm thí nghiệm với tế bào ung thƣ vú (MCF-7) có tác dụng giống estrogen yếu Tuy nhiên nhìn nhận chế gây rối loạn chức hormon hoàn toàn hoá chất có chức giống estrogen gây Có thể hoá chất khác làm rối loạn chức hormon khác 2.4.2 Nội tiết tố (hormon) a Vai trò hormon: Hormon đƣợc tiết từ tuyến nội tiết trực tiếp vào máu Hormon đóng vai trò quan trọng việc phân lập mô động vật, sinh trƣởng chúng, phát triển chức sinh sản điều hoà cân bên thể Các hormon khác tác động lên quan mô khác thể Hormon có tác động với cƣờng độ giai đoạn chu kỳ sống Hormon đƣợc tiết từ tuyến nội tiết chúng đƣợc đòi hỏi chúng chuyển động mạch máu để thực tác động đƣợc thể đòi hỏi quan mô thể Một số hormon đƣợc dùng để kích hoạt truyền tín hiệu trực tiếp gián tiếp tới DNA nhân, kích thích sinh protein đặc thù Các hormon sau bị hoà tan biến Quá trình hoạt động chức hormon thật phức tạp, chƣa có giải thích thật đầy đủ thời điểm hoá chất gây rối loạn nội tiết bị lọt vào thể, ảnh hƣởng lên chức bình thƣờng hệ nội tiết b Hormon làm việc nào? Hormon đƣợc phân loại thô thành hormon steroid, amino acid-inductive peptide (protein) tuỳ theo thành phần hoá học chúng Chúng đƣợc vận chuyển máu dạng tự đƣợc gắn với chất mang protein Khi đến quan mô thích hợp hormon gắn kết với quan thụ cảm tế bào (trƣờng hợp hormon steroid amono acid- inductive) quan nhận cảm bề mặt tế bào (trƣờng hợp hormon peptide hormon protein), đƣợc kích hoạt tƣơng tác với DNA Hoạt động hormon đƣợc kiểm soát mức ổn định chế có phản hồi Khi nồng độ hormon tăng đến mức định chế phản hồi Để nội tiết tố hoạt động đƣợc thể, có trình cần thiết nhƣ sau: + Các hormon phải đƣợc tổng hợp tuyến nội tiết Viện Khoa học Công nghệ Môi trường- ĐH Bách khoa Hà Nội – 1/2004 65 Bài giảng Độc học Môi trường - GV Đoàn Thị Thái Yên + Các hormon phải đƣợc lƣu giữ tuyến nội tiết đƣợc giải phóng có yêu cầu + Các hormon đƣợc giải phóng đƣợc chuyển qua đƣờng máu vào quan nội tạng đích (địa yêu cầu) bị tiêu huỷ gan bị thải khỏi thể qua đƣờng thận + Các nội tiết tố (hormon) nhận quan thụ cảm đƣợc gắn kết với chúng thực chức kích hoạt + Các hormon sau chuyển tín hiệu đến nhiễm sắc thể DNA để tạo protein kiểm soát phân chia tế bào Nếu hoá chất gây rối loạn nội tiết tác động lên trình phá vỡ chức bình thƣờng hormon chức thông thƣờng bị thay Có khoảng 70 hoá chất bị nghi ngờ có tiềm gây rối loạn nội tiết Phần lớn chất đƣợc nhận định có chức gây rối loạn nội tiết tố qua việc gắn kết với quan thụ cảm (đƣợc nói đến bƣớc trên) Ngoài chất này, dioxin hợp chất thiếc hữu đƣợc coi hoá chất ngăn cản trình Các Styren đƣợc coi hoá chất làm cản trở tổng hợp hormon tuyến yên gây rối loạn chế phản hồi Nhƣ chúng ngăn cản trình (1) (3) c Các chế mang tính hoá học việc gây rối loạn chức nội tiết tố * Các chế gây rối loạn nội tiết tố Tuy chƣa có giải thích rõ ràng chế hoá chất gây rối loạn nội tiết vỡ chức nội tiết tố bình thƣờng, nhƣng hiểu nhƣ sau: Khi hormon steroid đƣợc tổng hợp tuyến nội tiết đến quan nội tạng đích, gắn với quan thụ cảm tạo DNA tổng hợp thành protein đặc thù Loại hormon xác định loại quan thụ cảm mà gắn kết Hoá chất gây rối loạn nội tiết gắn kết với quan thụ cảm dẫn đến gen thu nhận tín hiệu sai PCB, DDT nonylphenol bisphenol A tác động giống hormon, gắn kết với quan thụ cảm estrogen làm sai lạc tính sinh sản DDE (một dẫn xuất DDT) vinclozin (hoá chất nông nghiệp) gắn kết với quan thụ cảm andrro gen (kích tố tính đực) ngăn cản chức Các nhà khoa học báo cáo tồn hoá chất gây sản sinh protein chức cách kích hoạt gen qua tác động lên đƣờng truyền tín hiệu tế bào mà không gắn trực tiếp với quan thụ cảm hormon Ví dụ dioxin không trực tiếp gắn với quan thụ cảm estrogen với quan nhận cảm androgen mà chúng gây ảnh hƣởng lên chức estrogen cách gián tiếp qua việc gắn với protein tế bào kích hoạt gen ** Kích tố động dục thực vật-Phytoestrogen Viện Khoa học Công nghệ Môi trường- ĐH Bách khoa Hà Nội – 1/2004 66 Bài giảng Độc học Môi trường - GV Đoàn Thị Thái Yên Có khoảng 20 loại kích tố phytoestrogen hoá chất sinh thực vật có hiệu ứng nhƣ kích tố động dục estrogen Khii hoá chất nhƣ đƣợc động vật tiêu thụ, ảnh hƣởng đến trình tổng hợp estrogen tác động giống estrogen kháng estrogen Lƣợng phytoestrogen đƣợc hấp thụ qua ăn uống lớn nhiều lần so với lƣợng hợp chất chlor đƣợc đƣa vào thể sinhb hiệu ứng dạng estrogen d ảnh hƣởng có hại EDC Các báo cáo tác động bất lợi lên cá, chim, loài bò sát động vật hoang dã bao gồm chức sinh sản không bình thƣờng, tập tính sinh sản bất thƣờng, tính đực hiệu nở trứng giảm Số lƣơng báo cáo tƣợng tăng cao đột ngột từ đầu năm 1990 Ngƣời ta nghi nngờ nguyên nhân trực tiếp sử dụng DDT nonylphenol Các báo cáo ảnh hƣởng có hại lên sức khoẻ ngƣời - DES – diethylstilbestrol laọi thuốc đƣợc dùng rộng rãi khứ để tránh xảy thai gây bệnh ung thƣ vú u ác tính khác - Khỉ tóc đỏ tiếp xúc với dioxin với lƣợng 126 pg/ kg /ngày phát triển bệnh viêm màng Nó đáng ỳ chức estrogen dioxin - Năm 1992 có báo cáo nêu lên số tinh trùng nam giới Đan Mạch giảm suốt 50 năm qua - PCB Dioxin đƣợc nhóm nghiên cứu kết luận gây rối loạn tuyến yên Tuy nhiên nhiều vấn đề chƣa rõ EDC nhƣng cpó thể kết luận cách chaqức chắn EDC gây rối loạn chức hormon củacon ngƣời động vật môi trƣờng 67 hoá chấtbị nghi ngờ hoá chất gây rối loạn nội tiết đƣợc Cục Môi trƣờng Nhật công bố tháng 7/1997.(xem danh sách phần phụ lục) PHẦN B: ĐỘC TỐ SINH VẬT Độc tố nấm ( mycotoxin) điển hình aflatoxin Aflatoxin sản phẩm trao đổi chất nấm trên/ lƣơng thực thức ăn gia súc Chúng loại độc tố nấm đƣợc tìm hiểu tập trung nghiên cứu nhiều liên quan đến nhiều bệnh khác ngƣời vật nuôi Sự diện aflatoxin yếu tố môi trƣờng, phụ thuộc vùng địa lý, cách thức trồng trọt chăn nuôi, dễ lây nhiễm nấm vụ mùa, cất giữ trình chế biến Aflatoxin đƣợc tập trung nghiên cứu nhiều độc tố nấm khác gây độc tính cấp nguy hiểm Viện Khoa học Công nghệ Môi trường- ĐH Bách khoa Hà Nội – 1/2004 67 Bài giảng Độc học Môi trường - GV Đoàn Thị Thái Yên ngƣời tác nhân gây ung thƣ Nhiều nƣớc phải đƣa qui đinh giới hạn lƣợng Aflatoxin hàng hóa đƣợc dùng nhƣ lƣơng thực thức ăn gia súc Giới thiệu: năm 1960, 100.000 gà tây nhỏ lăn chết vài tháng Từ xuất tên “ bệnh gà tây X”Điều tra kỹ lƣỡng phát nguyên nhân thức ăn từ lạc Braxin có nhiễm chất độc sinh từ nấm Sau ngƣời ta đặt tên loại độc tố Aflatoxin Phát phát triển nhận thức mối nguy hiểm tiềm tàng chất nhiễm độc lƣơng thực thức ăn gây bệnh tật, chí gây chết ngƣời gia súc Có loại Aflatoxin B1, B2, G1, G2 lƣơng thực thức ăn cộng thêm lọai: M1, M2 sữa bò ăn cỏ nhiễm aflatoxin M Aflatoxin B phát hùynh quang xanh dƣơng dƣới đèn UV, G : phát huỳnh quang xanh lá- vàng Các độc tố có cấu trúc gần tƣơng tự Công thức phân tử Aflatoxin đƣợc xác định qua phân tích nguyên tố khối phổ nhƣ sau: B1: C17H12O6 B2: C17H14O6 G1: C17H12O7 G2: C17H14O7 Aflatoxin B2 G2 dẫn xuất thêm hydro vào B1 G1 Trong aflatoxin M1 4-hydroxy aflatoxin B1 aflatoxin M2 4-dihydroxy aflatoxin B2 Aflatoxin B1 dạng hay gặp mẫu bị nhiễm mốc Nếu dạng aflatoxin B1 không gặp G1 Nguồn gốc: Aflatoxin thƣờng có trồng trƣớc vụ gặt Nhiễm sau thu họach thƣờng kho độ ẩm thích hợp cho nấm mốc phát triển Côn trùng chuột bọ phá hại giúp cho mốc dễ dàng xâm nhập vào hàng nông phẩm cất trữ Đƣợc phát thấy sữa, phó mát, ngô, lạc, hạt bông, nhiều ngô, lạc, hạt không bị phá hủy dƣới điều kiện nấu ăn thông thƣờng tiệt trùng Tuy nhiên rang lạc giảm hàm lƣợng aflatoxin Aflatoxin sức khỏe ngƣời Con ngƣời nhiễm aflatoxin ăn lƣơng thực có nhiễm nấm Sự tiếp xúc khó tránh khỏi nấm phát triển lƣơng thực khó phòng ngừa Thậm chí thức ăn nhiễm nấm nặng không bị cấm lƣu hành chợ nƣớc phát triển Viện Khoa học Công nghệ Môi trường- ĐH Bách khoa Hà Nội – 1/2004 68 Bài giảng Độc học Môi trường - GV Đoàn Thị Thái Yên Nhiễm độc cấp aflatoxin xảy nhiều nƣớc thuộc giới thứ ba nhƣ Ouganda, Ấn độ, Đài loan Biểu ngộ độc: nôn, đau bụng, phù phổi, co giật, hôn mê chết phù não, đóng mỡ gan, thận, tim Điều kiện gia tăng nhiễm độc cấp aflatoxin đ/v ngƣời liên quan đến lƣợng giới hạn lƣơng thực môi trƣờng, đồng thời thiếu hệ thống qui định để quan trắc kiểm soát aflatoxin Bởi Aflatoxin, đặc biệt B1 tác nhân gây ung thƣ vật thí nghiệm, ngƣời ta quan tâm đến phát triển nấm trồng lọai hàng hóa khác 1998, IARC xếp Aflatoxin B1 vào nhóm tác nhân gây ung thƣ cho ngƣời Tác động aflatoxin phụ thuộc tuổi tác, giới tính, chế độ dinh dƣỡng tần suất tiếp xúc Kiểm soát quản lý Aflatoxin A Kiểm sóat qui định Nhiễm bẩn Aflatoxin đƣợc coi tránh khỏi lƣơng thực thức ăn gia súc, điều kiện sản xuất tốt FDA đƣa hƣớng dẫn qui định lƣợng chấp nhận aflatoxin lƣơng thực ngƣời thức ăn gia súc: - Con ngƣời: 20ppb tổng Aflatoxin, với lƣợng chấp nhận đƣợc sữa 0.5ppb aflatoxin M1 - Trong thức ăn gia súc: 20ppb tổng aflatoxin Tuy nhiên khó ƣớc tính xác nồng độ aflatoxin số lƣợng lớn mẫu, xác định nồng độ aflatoxin chắn 100% B Chính sách loại trừ độc tính Bởi phòng ngừa nhiễm aflatoxin, nên số phƣơng án trừ độc đƣợc đƣa ra, bao gồm phƣơng pháp tách vật lý, bất hoạt nhiệt, chiếu xạ, trích dung môi, hấp thu cách hòa tan, bất họat vi sinh lên men Các phƣơng pháp hóa học đƣợc áp dụng: - Phá hủy cấu trúc sau xử lý hóa học: nhiều nhóm hóa chất phá hủy cấu trúc hay làm bất họat aflatoxin Tuy nhiên hầu hết không áp dụng đƣợc không an tòan để lại chất độc khác không bảo đảm độ dinh dƣỡng lƣơng thực Có cách đƣợc ý ammonia hóa phản ứng với sodium bisulfite Nhiều thí nghiệm cho thấy dùng ammonia hóa loại đƣợc độc tính aflatoxin ngô hàng hóa khác Cơ chế: thủyphân vòng lacton đảo ngƣợc hóa học aflatoxin B1 cho số sản phẩm có độc tính giảm Cách khác, phản ứng với sodium bisulfite dƣới điều kiện khác nhiệt độ, nồng độ, thời gian sản phẩm tan nƣớc Viện Khoa học Công nghệ Môi trường- ĐH Bách khoa Hà Nội – 1/2004 69 Bài giảng Độc học Môi trường - GV Đoàn Thị Thái Yên Thay đổi độc tính cách chế độ ăn: độ độc độc tố nấm bị tác động - mạnh chế độ ăn thay đổi phản ứng thông thƣờng thể động vật chất Các yếu tố gồm thành phần dinh dƣỡng (vd: protein, chất béo, vitamin ), chất phụ trợ (ví dụ chất kháng sinh, chất bảo quản) yếu tố khác tƣơng tác với ảnh hƣởng aflatoxin lên gia súc Thay đổi chất hấp thu Aflatoxxin: thêm chất hấp thu vô cơ, chẳng hạn nhƣ hydrat sodium calcium aluminosilicate (HSCAS) vào chế độ ăn gia súc - HSCAS liên kết thu hồi aflatoxin đƣờng ruột gia súc, kết khử độc tính aflatoxin Tính độc: thể khác nhiều loài động vật Cá Cầu vồng, vịt, gà tây, lợn, thỏ, chó giống nhạy cảm, cừu lại có khả chống chịu lớn Ngoài mức độ gây độc tùy thuộc vào tuổi, giới tính, tình trạng dinh dƣỡng, kiểu dùng hóa chất Nhìn chung Aflatoxin độc cho động vật non, đực bị nhiễm độc nặng Biểu nhiễm độc ăn sút cân Gan quan mục tiêu chủ yếu Tiểu thùy gan bị hoại tử thoái hóa mỡ Tăng sinh tiết mật Bên cạnh gan, số quan khác bị ảnh hƣởng nghiêm trọng: phổi bị sung huyết, thỉnh thỏang bị hoại tử tim thận LD50 động vật T/nghiệm=0,5 - 10mg/kg trọng lƣợng thể - Hoạt tính ung thƣ: bắt đầu có báo cáo năm 1961 thí nghiệm với chuột cho ăn bột lạc với gà tây mắc bệnh Aflatoxin B1 chất có nguy gây ung thƣ gan nhiều Aflatoxin G1 chất gây ung thƣ mạnh Aflatoxin U1 tạo tế bào carcinoma cá hồi chuột, nhƣng mức độ nhiều so với aflatoxin B1 Aflatoxin B2 có hoạt tính gây ung thƣ, nhƣng yếu 100 lần so với aflatoxin B1 - Hoạt tính gây quái thai: aflatoxin B1 sau vào chuột có thai gây chậm phát triển thai, cố biểu giảm trọng lƣợng rau thai Các nhà ngh/cứu kết luận biểu chậm phát triển thai biểu thứ cấp tính độc aflatoxin, suy gan mẹ dẫn đến sút cân bào thai - ảnh hƣởng gây ung thƣ ngƣời: quần thể nghiên cứu, ung thƣ gan xuất nhiều Các phƣơng pháp phân tích Aflatoxin lƣơng thực: có cách hóa học sinh học - PP hóa học: chiết aceton, metanol, chloroform, sau làm sắc ký cột định lƣợng sắc ký lớp mỏng chiều HPLC Viện Khoa học Công nghệ Môi trường- ĐH Bách khoa Hà Nội – 1/2004 70 Bài giảng Độc học Môi trường - GV Đoàn Thị Thái Yên - PP thử nghiệm sinh học: thử nhiều hệ thống sinh học khác nhau: hệ thống enzim ngòai tế bào, nuôi cấy tế bào để xác định có mặt aflatoxin độ nhạy với aflatoxin PHẦN C: TÁC NHÂN VẬT LÝ Bức xạ ion hóa bao gồm: - Bức xạ ion hóa trực tiếp: hạt mang điện (electron, proton, hạt ), có động đủ để gây tƣợng ion hóa va chạm - Bức xạ ion hóa gián tiếp: hạt không mang điện (neutron) photon (tia X) giải phóng hạt ion hóa trực tiếp gây biến đổi hạt nhân (phản ứng hạt nhân) Chất độc phóng xạ: cú hai nguồn chất thải phóng xạ mà phổ biến từ nhà mỏy lƣợng hạt nhõn, mỏ quặng Uranium, chất thải bệnh viện Cú loại tia phóng xạ ảnh hƣởng lờn ngƣời alpha, beta, gamma Mức độ gây hại tựy thuộc loại tia Chất phóng xạ gây tỡnh trạng thiếu mỏu, suy nhƣợc thể, mệt mỏi, rụng tóc, đục thủy tinh thể, ban đỏ da, ung thƣ, gây đột biến quỏ trỡnh hỡnh thành tế bào, biến đổi gien làm ảnh hƣởng đến hệ tƣơng lai Liều hấp thụ D: thay đổi hóa học sinh học xảy phận bị chiếu xạ tùy thuộc vào lƣợng mà xạ nhƣờng cho phận bị chiếu xạ lƣợng ion mà xạ tạo không khí Liều hấp thụ áp dụng cho loại xạ ion hóa Đơn vị đặc biệt liều hấp thụ Rad (radiation absorbed dose) rad = 10-2 J/kg Liều tương đương H: tích số D, Q N điểm quan sát tổ chức: H=D.Q.N Trong đó, H liều tƣơng đƣơng, D liều tƣơng đƣơng tính rad, Q- hệ số chất qui định thay đổi hiệu ứng sinh học liều hấp thụ chọn trƣớc tính cách chuyển lƣợng theo đƣờng hạt điện tích tạo chiếu xạ N - tập hợp hệ số biến đổi khác Liều tƣơng đƣơng có thứ nguyên nhƣ liều hấp thu , dùng đơn vị Rad hay J.kg-1, nhƣng tầm quan trọng an tòan phóng xạ, H cần có đơn vị riêng Đó Rem, hay Sievert (đơn vị SI) 1Sv = 100 rem Viện Khoa học Công nghệ Môi trường- ĐH Bách khoa Hà Nội – 1/2004 71 Bài giảng Độc học Môi trường - GV Đoàn Thị Thái Yên Liều giới hạn tiếp xúc: Giới hạn liều tƣơng đƣơng có tác hại, tiếp xúc hàng năm cộng đồng (hoặc tập thể) mSv (0.5rem) Liều tƣơng đƣơng tiếp xúc phận thể ngƣời bị chiếu xạ 50 mSv/ năm (5rem/năm) Ảnh hƣởng tia phóng xạ: Tia phóng xạ chiếu từ vào bề mặt thể gọi tác dụng ngoại chiếu Chất phóng xạ xõm nhập vào thể, qua đƣờng hụ hấp, tiờu hóa, tới quan, sau gây tác dụng chiếu xạ thỡ gọi tác dụng nội chiếu Tác dụng nguy hiểm tác dụng trờn Nạn nhân nhiễm phóng xạ hai dạng: nhiễm xa cấp tính mãn tính Cấp tính: Phát bệnh nhanh sau nhiễm phóng xạ vài ngày vài Khi thể bị nhiễm xạ toàn thân liều 300 Rem, có triệu chứng: - Rối loạn chức thần kinh trung ƣơng, đặc biệt vỏ nóo, cảm giỏc mệt mỏi - Da bị bỏng chỗ tia chiếu xạ qua - Cơ quan tạo mỏu bị tổn thƣơng nặng nề - Liờn kết hóa học AND tế bào bị bẻ góy - Suy nhƣợc thể dẫn đến chết Nhiễm xạ cấp tính xảy vụ nổ hạt nhân, cố trung tõm nguyờn tử, ớt gặp điều kiện sản xuất nghiờn cứu Mãn tính: Các triệu chứng xuất muộn vài năm đến vài chục năm sau bị nhiễm xạ Turk (1984) cho biết ngƣời hay sinh vật tiếp xúc với nguồn phóng xạ từ 100-250 Rad thỡ không chết, nhƣng mệt mỏi, nôn mửa, rụng tóc, xuất mầm mống bệnh ung thƣ Viện Khoa học Công nghệ Môi trường- ĐH Bách khoa Hà Nội – 1/2004 72 Bài giảng Độc học Môi trường - GV Đoàn Thị Thái Yên TÀI LIỆU THAM KHẢO Hoàng Văn Bính, Độc chất học Công nghiệp, Tài liệu nghiệp vụ, 11/1996 Lê Huy Bá (Chủ Biên), Lê Thị Như Hoa, Phan Kim Phương, Đoàn Thái Yên, Nguyễn Lê, Độc học Môi trường, Nhà xuất Đại học Quốc gia TPHCM, 2000 Eros Bacci, Ecotoxicology of organic contaminants, Lewis Publisher, 1994 M Ruchirawat, Environmental toxicology, Chulabhorn research institute (ICEIT), vol 1,2,3, 2000 Gary M Rand, Fundamental of aquatic toxicology, Hemisphere Publishing Corporation Jaakko Paasivirta, Chemical toxicology, Lewis Publisher, 1991 Viện Chulabhorn, tài liệu khóa đào tạo “ Phát chất ô nhiễm môi trường quan trắc tác động đến sức khỏe” ĐH KH Tự nhiên 5/1999 Tài liệu khóa đào tạo “ Độc học chất trừ vật hại hóa chất công nghiệp: Bệnh nghề nghiệp an toàn” Sở Tài nguyên Môi trường Hà Nội 2/2003 Tài liệu khóa đào tạo “Quản lý đánh giá rủi ro hóa chất môi trường” Hà nội 12/2003 10 Phan Văn Duyệt, An tũan vệ sinh phóng xạ, NXB Y học 1986 11 Mohamed Labri Bouguerer, Nạn ô nhiễm vô hình, NXB Hà Nội, 2001 Viện Khoa học Công nghệ Môi trường- ĐH Bách khoa Hà Nội – 1/2004 73