độc chất học môi trường

Chương 1: MỘT SỐ VẤN ĐỀ CHUNG 1.1 Khái niệm độc chất học Ngày nay, môi trường có thay đổi bất lợi cho người, đặc biệt yếu tố mang tính tự nhiên đất, nước, không khí, hệ thực vật, động vật Tình trạng môi trường thay đổi bị ô nhiễm theo chiều hướng xấu diễn phạm vi quốc gia phạm vi toàn cầu Sự ô nhiễm môi trường làm thay đổi tính chất môi trường, vi phạm tiêu chuẩn môi trường, làm thay đổi trực tiếp gián tiếp tới đặc tính vật lý, hóa học, sinh học thành phần môi trường Chất gây ô nhiễm nhân tố làm cho môi trường trở nên độc hại có tiềm gây tổn hại đến sức khỏe người sinh vật môi trường Sau đây, 10 vấn đề giới quan tâm môi trường: - Lỗ thủng tầng ô zon ngày mở rộng - Biến đổi khí hậu toàn cầu - Bùng nổ dân số - Sự suy giảm tài nguyên rừng - Ô nhiễm biển đại dương - Sự suy giảm tài nguyên nước - Ô nhiễm đất tượng sa mạc hóa - Suy giảm đa dạng sinh học - Sự cạn kiệt nguồn tài nguyên khoáng sản - Rác thải gia tăng Vì thế, người đã, quan tâm đến tác động ô nhiễm môi trường sức khỏe cộng đồng, lây lan bệnh truyền nhiễm (dịch tả, thương hàn) vi sinh vật gây ra, bệnh nguy hiểm ung thư, AIDS, quái thai, dị tật bẩm sinh trẻ chất độc hại môi trường xuất ngày gia tăng nhiều nơi giới Tác nhân gây ô nhiễm chất, nguyên tố hóa học có tác động vào môi trường làm cho môi trường từ trở nên độc hại Những tác nhân thường gọi khái quát "chất ô nhiễm" Chất ô nhiễm chất rắn (rác, phế thải rắn ), chất lỏng (các dung dịch hóa chất, chất thải công nghiệp dệt nhuộm, chế biến thực phẩm ), chất khí (SO2 từ núi lửa, CO2, NO2 khói thải xe hơi, CO khói bếp, lò gạch ), kim loại nặng Pb, Cu, Hg… Các chất đồng thời tác động vào trồng, vào động vật, làm suy giảm phát triển sinh vật, mạnh làm chết Không khí đô thị thường vừa bị bụi đất, bụi xi măng, khí SO2, NO2 khói xe, mùi hôi thối cống rãnh bốc lên, cộng với tiếng ồn, từ trường mức cho phép, gây tổn hại sức khỏe người, chí gây chết người Như vậy, xã hội phát triển, công nghiệp hóa nhanh tỷ lệ chất thải độc hại từ sản xuất công nghiệp ảnh hưởng bất lợi từ hoạt động người tác động vào môi trường tăng nhanh Các chất độc hại sinh rò rỉ từ trình sản xuất, vận chuyển lưu trữ chất độc Ngay nước rỉ, thẩm thấu từ bãi rác -1- gây nguy hiểm cho khu dân cư xung quanh Các loại ô nhiễm hóa học sinh từ trình sản xuất công nghiệp -2- khai thác mức tài nguyên thiên nhiên ngày làm nguy hại cho sinh Các tác động ảnh hưởng đến loài người mà sinh vật sống trái đất Chu trình tương tác chất ô nhiễm thể sinh vật trình tiếp xúc, gây nên tác động sinh học, thể qua hấp thụ, phân bố thể, chuyển hóa, tương tác với thành phần sinh hóa nhạy cảm, từ gây biến đổi sinh hóa thể, dẫn đến bệnh tật Chuyển hóa Chất ô nhiễm, Chất độc Cơ thể Sinh vật Tác động Để nghiên cứu tất tác động nêu người, cá thể sinh vật quần xã sinh vật hệ sinh thái, tiếp cận môn khoa học mới, môn Độc học môi trường (environmental toxicology) hay gọi Độc học sinh thái (ecotoxicology) Nó môn ngành Độc chất học (toxicology) lại nằm ngành Môi trường học (environmental sciences) 1.1.1 Độc học Độc học ngành học nghiên cứu lượng chất tác động bất lợi tác nhân hóa học, vật lý, sinh học lên hệ thống sinh học sinh vật sống 1.1.2 Độc học môi trường 1.1.2.1 Môi trường gì? Môi trường tổ hợp yếu tố tự nhiên xã hội bao quanh bên hệ thống Chúng tác động lên hệ thống xác định xu hướng tình trạng tồn Môi trường coi tập hợp, hệ thống xem xét tập hợp Môi trường hệ thống xem xét cần phải có tính tương tác với hệ thống Một định nghĩa rõ ràng như: Môi trường bao gồm yếu tố tự nhiên yếu tố vật chất nhân tạo quan hệ mật thiết với nhau, bao quanh người, có ảnh hưởng trực tiếp tới đời sống, sản xuất, tồn tại, phát triển người thiên nhiên * Chức môi trường: - Môi trường không gian sống người sinh vật Trong trình tồn phát triển người cần có nhu cầu tối thiểu không khí, độ ẩm, nước, nhà hoạt động vui chơi giải trí khác Tất nhu cầu môi trường cung cấp Tuy nhiên, khả cung cấp nhu cầu người có giới hạn phụ thuộc vào trình độ phát triển quốc gia thời kì - Môi trường nơi cung cấp nhu cầu tài nguyên cho người đất, đá, tre, nứa, tài nguyên sinh vật Tất tài nguyên môi trường cung cấp giá trị tài nguyên phụ thuộc mức độ khan giá trị xã hội Môi trường nơi chứa đựng, đồng hóa chất thải người trình sử dụng tài nguyên thải vào môi trường Các tài nguyên sau hết hạn sử dụng, chúng bị thải vào môi trường dạng chất thải Các chất thải bị trình vật lý, hóa học, sinh học phân hủy thành chất vô cơ, vi sinh quay trở lại phục vụ người Tuy nhiên, chức nơi chứa đựng chất thải môi trường có giới hạn Nếu người vượt giới hạn gây cân sinh thái ô nhiễm môi trường 1.1.2.2 Độc học môi trường Hai khái niệm độc học môi trường độc học sinh thái môi trường học xem đồng Đó ngành khoa học chuyên nghiên cứu tác động gây hại độc chất, độc tố môi trường sinh vật sống người, đặc biệt tác động lên quần thể cộng đồng hệ sinh thái Các tác động bao gồm: nguồn gốc phát sinh, đường xâm nhập tác nhân hóa, lý phản ứng chúng với môi trường Độc học môi trường nghiên cứu biến đổi, tồn lưu tác động tác nhân gây ô nhiễm vốn có thiên nhiên tác nhân nhân tạo ảnh hưởng đến hoạt động sống sinh vật hệ sinh thái, tác động có hại đến cho người Như vậy, khác với Độc chất y học hay Hóa độc học, Độc học môi trường có đối tượng nghiên cứu không người mà loài sinh vật, quần thể quần xã Phương pháp nghiên cứu độc học môi trường thử nghiệm tác động tích lũy độc chất, độc tố sinh vật sống không nghiên cứu riêng rẽ thành phần độc chất phòng thí nghiệm Các nghiên cứu độc học môi trường phức tạp có liên quan đến nhiều loại độc tố, liều lượng, nồng độ ảnh hưởng khác nhau, tác động đến nhiều loài khác Thời gian tiến hành đánh giá mức độ ảnh hưởng chất độc quần xã sinh vật dài Đối tượng thử nghiệm thường tiến hành loại có địa, sinh lý gần giống người Sau đó, dùng phương pháp ngoại suy kết tìm để áp dụng cho người Tuy nhiên, nhà sinh thái môi trường học thử nghiệm vài trường hợp người vi trùng sốt rét, vài loại ký sinh trùng để tìm thuốc chữa trị Mục tiêu độc học môi trường phát tác nhân (hóa học, vật lý, sinh học) có nguy gây độc để dự đoán, đánh giá cố có biện pháp ngăn ngừa tác hại quần thể tự nhiên (bao gồm người) hệ sinh thái Các thí nghiệm vật lý, hóa học, sinh học với thí nghiệm độc chất môi trường phối hợp thực để dự toán ảnh hưởng xấu độc chất xảy môi trường Để hiểu rõ ngành khoa học mẻ này, cần nắm vững khái niệm, mối quan hệ thành phần hệ sinh thái điều kiện để đặc tính hóa học chất trở thành độc tính sinh vật người * Mục đích độc học môi trường: - Nghiên cứu thiết lập tiêu chuẩn môi trường Để thiết lập tiêu chuẩn môi trường cần phải có đầy đủ thông tin độc tính chất - Đánh giá rủi ro cho quần thể sinh vật trình sử dụng hóa chất Qua thử nghiệm độc tính xác định nguy gây hại nhóm hóa chất hay sản phẩm có khả xâm nhập vào hệ sinh thái thủy sinh người sử dụng - Đánh giá chất lượng môi trường thông qua thử nghiệm tiến hành theo tiêu chuẩn môi trường phù hợp với tiêu chuẩn nghiên cứu độc học - Phát tác nhân hóa học, vật lí sinh học môi trường có nguy gây độc cho người hệ sinh thái nguồn góc phát sinh chúng Từ tìm biện pháp ngăn ngừa phù hợp - Đánh giá nguy gây hại phát tan ô nhiễm chất thải hay nơi chôn lấp chất thải Trong trường hợp khó có khả phân tích kiểm tra thành phần chất có dòng chất thải người ta đánh giá nguy gây hại cách tiến hành trực tiếp quan trắc độc tính dòng chất thải 1.1.3 Độc chất 1.1.3.1 Khái niệm Độc chất chất xâm nhập vào thể gây nên biến đổi sinh lý, sinh hóa Phá vỡ cân sinh học gây rối loạn chức sống bình thường dẫn đến trạng thái bệnh lý quan nội tạng, hệ thống toàn thể Như vậy, độc chất - Độc chất hóa học: tất hợp chất hóa học có khả gây độc cho thể sinh vật Theo Paracelse chất không độc, liều lượng làm nên chất độc Có nghĩa chất có khả gây độc liều lượng vào thể đủ lớn - Độc chất sinh học: bao gồm độc chất nguồn gốc từ động vật, thực vật, vi sinh vật có khả gây độc độc tố cá nóc, nộc rắn, nấm độc, vi khuẩn, virut gây bệnh… - Độc chất vật lý: bao gồm tác nhân vật lý nhiệt, tác nhân phóng xạ, sóng điện từ, tia tử ngoại… 1.1.3.2 Phân loại độc chất Sau số tiêu chí phân loại độc chất: * Dựa vào chất gây độc độc chất môi trường + Độc chất môi trường sơ cấp: độc chất có sẵn môi trường gây tác động trực tiếp lên thể sống + Độc chất môi trường thứ cấp: độc chất phát sinh từ chất ban đầu độc không độc, sau qua phản ứng chuyển hóa thể sống trở thành chất khác có tính độc Dựa vào LD50 độc chất chuột, người ta phân loại độc chất thành mức độ sau (Bảng ………… ) Mức độ độc LD50 (mg/kg) Rất độc (Ia) Độc (Ib) Độc vừa (II) Do ăn uống Do tiếp xúc qua da R ắ < 5 -:- 50 Lỏ ng 1000 >4000 * Dựa vào quan bị tác động chế gây độc độc chất phân loại thành: + Độc chất có khả gây ung thư: dioxin, chất phóng xạ, benzen, độc tố nấm… + Độc chất gây độc hệ thần kinh: thuốc bảo vệ thực vật, metyl thủy ngân, HCN… + Độc chất gây độc hệ hô hấp: CO, NO2, SO2, chì… + Độc chất gây nhiễm độc gan: dioxin, PCBs, PAHs… + Độc chất gây nhiễm độc máu: virut, chì… + Các chấtg gây mê: clorofoc, tetraclorua… + Các chất gây độc hệ enzim: kim loại nặng, F… + Các chất gây tác động tổng hợp: focmol, F… * Dựa vào thời gian tồn lưu độc chất môi trường: + Độc chất không bền vững: thời gian tồn lưu tự nhiên từ 1-:- 12 tuần + Độc chất bền vững trung bình: thời gian tồn lưu từ -:- 18 tháng + Độc chất bền vững: thời gian tồn lưu từ -:- năm + Độc chất bền vững: chất khả phân hủy… * Dựa vào chứng khả gây ung thư độc chất, quan nghiên cứu ung thử quốc tế IARC (International Agency for Research on Cancer) phân chia độc chất hóa học có khả gây ung thư thành nhóm sau: + Nhóm 1: bao gồm tác nhân mà khả gây ung thư người có chứng cớ xác đáng + Nhóm 2: tác nhân chưa có đầy đủ chứng tính gây ung thư người, có đủ gần đủ chứng tính gây ung thư động vật + Nhóm 3: bao gồm tác nhân chứng rõ ràng khả gây ung thư người, lại có đầy đủ chứng gây ung thư động vật thí nghiệm Song chế gây ung thư động vật thí nghiệm không giống chế gây ung thư người + Nhóm 4: tác nhân chứng khả gây ung thư cho người động vật thí nghiệm 1.1.4 ính độc 1.1.4.1 iệm tính độc Tính độc khái niệm liều lượng, chất độc vài nồng độ định, nồng độ thấp không độc, nồng độ cao trở nên độc Khoảng biến động hai giới hạn ngưỡng độc có ảnh hưởng định Tuy nhiên, thời gian tiếp xúc lâu dài chất trở nên độc Vinyl chlroride ví dụ Là chất có khả gây ung thư gan nồng độ cao nồng độ thấp tác động thời gian dài không độc nồng độ thấp Như vậy, tính độc chất cho ta biết mức độ ảnh hưởng chất thể sống 1.1.4.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến tính độc Sự đo lường tính độc phức tạp Tính độc cấp thời, lâu dài biến động từ quan đến quan khác, biến động theo lứa tuổi, di truyền, giới tính, tình trạng sức khỏe sinh vật Cách đo độc tính đơn giản chất biểu diễn qua giá trị LD50 Tuy mao, phần lớn vi khuẩn gram âm - V cholerae: Là loài vi khuẩn phổ biến phân bố rộng tự nhiên Chúng gây bệnh dịch tả sử dụng nước bẩn thực phẩm bị nhiễm trùng V.cholerae có khả tổng hợp nhiều loại enzyme, có enzyme neuraminidase, enzyme phân hủy biểu mô ruột Thời gian ủ bệnh thường đến ngày, trường hợp bệnh nặng 20 đến 30 ngày Triệu chứng tiêu chảy nhiều, buồn nôn, co thắt bụng, thể bị nước - V.vulnificus: V vulnificus tìm thấy nước biển hải sản, thường phát triển nhiệt độ cao Chúng có khả sinh tổng hợp độc tố cytotoxin, có tính độc mạnh Tỷ lệ tử vong bị nhiễm vi khuẩn cao * Proteus Proteus có tự nhiên, đường tiêu hóa người động vật Proteus gây độc cho thể lượng tế bào thể nhiều Độc tố Proteus phóng không gây độc mà làm tăng khả thẩm thấu niêm mạc ruột giúp vi khuẩn xâm nhập vào máu Thời gian ủ bệnh tương đối ngắn, trung bình khoảng giờ, có số trường hợp kéo dài 16 Triệu chứng nhiễm proteus nôn, mửa, tiêu chảy, viêm dày, viêm ruột, sốt Bệnh thường khôi phục nhanh không gây tử vong * Colostridium Colostridium sinh bào tử, phát triển mạnh nhiệt độ cao từ 43 – 470C Hiện người ta phát chủng gây ngộ độc thực phẩm C perfringens C.botulinum, C barati, C butyricum Thời gian ủ bệnh đến 24 giờ, trung bình 12 Các triệu chứng ngộ độc thực phẩm Colostridium đau bụng, tiêu chảy, đầy hơi, sốt, buồn nôn Khi vi khuẩn hình thành bào tử chúng tạo độc tố ruột gây ngộ độc cho người * Ký sinh trùng Chỉ có loại ký sinh trùng coi nguyên nhân gây ung thư, sán schistosoma Loại sán thường có mặt với ung thư bàng quang số ung thư niệu quản người Ả Rập vùng Trung Đông 4.2.4.2 Độc tố vi sinh vật gây hại thực vật Các vi sinh vật tùy nghi tiết vào môi trường xung quanh độc tố khác có tác động xấu lên tế bào chủ Bản chất hóa học chất độc vi sinh vật tiết đa dạng, có acid hữu Độc tố nấm vi khuẩn gây bệnh tiết amide, acid amide, ure amoniac gây nên Ngoài ra, chúng tiết polisacarite làm cho ống dẫn nước bị thâm tắc lại, làm cho bị héo Tác động vi sinh vật gây bệnh thành phần định mà tác động đồng thời số chất độc gây nên Những dấu hiệu bị bệnh khác Sự đa dạng thành phần độc tố vi sinh vật tiết phù hợp với tác động đa dạng chúng lên Nhưng chế tác động chất gây độc riêng lẻ xảy nghiên cứu cho vài chất số liệu chưa đầy đủ a Độc tố Fusarium lycopersici sacc Độc tố gây bệnh héo rũ cà chua Trong chất tiết fusarium lycopersici có ba chất độc licomarazmin, aixt fusaric vazinfuscarin Phức hệ với sắt có độc tính cao nhiều so với licomarazmin tự Licomarazmin tạo nên mô chết hoại đỉnh ngoại vi cà chua bị nhiễm fusarium Acid fusarit làm hoạt tính enzym chứa pocphirin chủ Chất độc thứ ba có fusarium lycopersici có tên vazinfuscarin, chất hóa học chưa xác định, xem protein enzym đặc hiệu Chất gây nên dấu hiệu đặc trưng cho bệnh khô cà chua bị thâm tắc ống dẫn b Claviceps purpurea Tạo nên hàng loạt alkaloid dẫn xuất acid lizerginic, gây bệnh héo dưa hấu c Fusarium oxysporum niveum Hình thành chất độc philonnivein sterin (C29H46O2) d Endothia parasitica Tiết biantraquinon có tên skirin (C30H18O10) diapoctin (C13H14O5) Hai hợp chất làm héo cà chua non e Pseudomonas tabac Đây loại ký sinh thuốc lá, độc chất tiết làm ảnh hưởng đến trao đổi chất Khi có vi khuẩn xâm nhiễm, thân thuốc xuất vòng mô chết, đường kính - 2cm Theo nghiên cứu Braun cộng tác viên (1950, 1955), tác động chất độc dẫn đến phá hủy hay thay đổi metionin Chất độc tiết từ pseudomonas tabaci acid -lactilamino - hydroxi-aminopimelic kháng chất thay đổi mentionin Chất độc dành lấy mentionin cây, làm tế bào bị thiếu nó, làm tiến trình bình thường trao đổi chất bị phá hủy, mô bị chết Các loại độc tố dạng tạo nên phức chất với sắt sinh chất Chúng kết hợp với ion kim loại để tạo vòng Khả tạo liên kết với KLN vi lượng cần cho tính chất tạo nên độc tính Các chất tạo chelate gây nên tượng bệnh lý cà chua non 4.2.4.3 irus (Siêu vi khuẩn) Virut chưa có cấu tạo tế bào, bao gồm lớp vỏ bọc protein bao bọc bên sợi ADN sợi ARN Virrut khả tổng hợp protein, đồng hóa đường, chép gen…, chúng sống ký sinh bắt buộc ký sinh virus thể tính chất sống Bên thể ký chủ, chúng thực vật chất chết, không chuyển động, không sinh sản không ăn uống Virus ký sinh gây bệnh cho giới sinh vật khác Virus phát virus thực vật gây bệnh đốm thuốc lá, tiếp virus động vật gây bệnh lở mồm long móng bò Virrut xâm nhập vào tế bào tiết enzym, tạo độc tố riêng biệt gây rối loạn cấu trúc, trình sinh lý tế bào gây đột biến gen, biến dạng cấu tạo chức sinh lý, gây ung thư Khi số lượng virrut nhân lên tế bào chủ đủ nhiều chúng phá hủy tế bào chủ chui tiếp tục công vào tế bào lân cận khác Các bệnh virrut gây người bệnh cúm, sởi, sốt xuất huyết, viêm gan (A, B, C, D), viêm não, quai bị, đầu mùa, ung thư v.vv… Virrut xâm nhập vào tế bào nhờ thụ thể bề mặt tế bào Các virrut khác xâm nhiễm vào tế bào khác nhau, phụ thuộc vào thụ thể tế bào Một số virrut gây bệnh cho người là: - Virrut HIV: công tế bào limpho TH nhờ thụ thể CD4 - Virrut dại: công tế bào thần kinh nhờ Axetylcolin - Virrut Vaccinia (virrut bệnh đậu bò): công tế bào biểu mô nhờ nhân tố sinh trưởng biểu bì - Virrut cúm A: công vào nhiều loại tế bào thể, nhờ thụ thể glycoprotein A - Virus sinh ung thư chia làm hai loại: virus DNA virus RNA gây bệnh ung thư ung thư gan, ung thư cơ, ung thư vòng họng… Cơ thể đáp ứng lại xâm nhập virrut theo hai chế đặc hiệu không đặc hiệu - Cơ chế không đặc hiệu tiết interferon ngăn chặn xâm nhập virrut vào tế bào, huy động tế bào thực bào bạch cầu, đại thực bào tiêu diệt virrut - Cơ thể sinh kháng thể đặc hiệu kháng nguyên virrut tiêu diệt virrut Kháng thể công virrut nhiều cách: gắn vào thụ thể tế bào nhiễm virrut để trung hòa virrut, kết hợp với bổ thể trung hòa virrut đại thực bào diệt virrut, hoạt hóa bổ thể làm tan tế bào nhiễm virrut Các kháng nguyên virrut cúm số virrut khác thay đổi, thoát khỏi công tế bào limpho kí ức lần cúm trước Chính bệnh cúm thường bị nhiều lần Một số virrut có kháng nguyên thay đổi không thay đổi thường gây nhiễm bệnh lần 4.2.4.4 Nấm mốc Nấm mốc từ ghép để nấm nói chung Nấm mốc độc loại nấm mốc thân mang độc tính tích lũy hay biến dưỡng thể Độc tố sinh từ nấm micotoxin có thức ăn người súc vật Ngoài nấm chứa: alkaloid, tricotexin, alkatoxin Có hai loại nấm gây độc là: amanita muscaria amanita palloides * Nấm amanita: Còn có tên nấm bắt mồi, tán màu vàng thẫm đỏ tươi, đỉnh có chấm trắng hay vàng đẹp Nấm chứa chất muscarin độc, liều gây chết người 50mg, ngộ độc thường xảy vài phút tới vài sau ăn * Nấm amanita palloides: Thường thấy loại nấm màu nâu đục, thường gặp ngộ độc xảy sau thời gian - 15giờ hội chứng: viêm dày, viêm ruột gây đau đớn, thể dịch kèm theo biểu thương tổn nội tạng, gluco huyết giảm thấp * Nấm aspergillus flavus parasiticus: Là nấm độc gây độc tố ung thư aflatoxins Dạng nấm mốc phát triển nhiệt độ 7,5 –40oC, phát triển ngày chúng phát tán nhanh độc tố bào tử khắp nơi gạo, đậu phộng, bắp, lúa mì, thức ăn gia súc Trong váng sợi nấm phía sản phẩm trao đổi chất khác sợi nấm, chứa chất: acid oxilic, acid xitric Các chất độc hại vi sinh vật khác, chất kháng sinh Khi bị nấm mốc công, mầm hạt giống dễ bị hư độc tố nấm gây Ngoài ra, nấm mốc phân hủy tạo protein lạ, gây dị ứng Ăn phải phần nấm độc gây tử vong Ở nước ta có 100 trường hợp bị tử vong năm ăn phải nấm độc - Nấm amanita muscaria chứa atropine alkaloid số chất khác gây mê, co giật gây ảo giác Một số loại nấm có chứa alkaloid muscarine gây ảnh hưởng kích thích đồng giao cảm da mạch Nhiễm độc mãn tính thường không xảy - Nấm amanita phalloides chứa polypeptides amanitin biến đổi thân nhiệt phalloidin gây nguy hiểm đến tế bào thể Gan, thận, não tim bị ảnh hưởng Những loại nấm khác loại nấm amanita gelerina gây nhiễm độc nhẹ Độc chất chủ yếu gây ảnh hưởng đến mô tế bào người động vật Bệnh lý dẫn đến tử vong nấm độc thoái mỡ gan, thận, tim gân Biểu nhiễm độc nôn mửa, khó thở gây vàng da, gây buồn nôn dội nôn mửa máu phân, đau đớn yếu dần, gây to gan, vàng da, yếu phổi, đau đầu, lãng trí suy nhược; có dấu hiệu chấn thương não, hôn mê hay tê liệt Tỷ lệ tử vong khoảng 50% * Nấm gyromitrin: Có độc tố gây nôn mửa, tê liệt, hôn mê, xuất huyết Tỷ lệ tử vong khoảng 15 - 40% * Nấm muscarine: Có độc tố nôn mửa, teo tim, giảm huyết áp, chảy nước dãi, co thắt ngươi, co thắt cuống phổi, chảy nước mắt Sự loạn nhịp tim xảy Tỷ lệ tử vong khoảng 5% * Nấm antichonilergic: Trường hợp gây nhiều triệu chứng khác sau ăn vào bụng 1-2 giờ; bao gồm: động kinh, mê sảng, chảy nước dãi, thở khò khè, nôn mửa, tiêu chảy, chậm nhịp tim, mở rộng hay thu hẹp ngươi, rung Các trường hợp tử vong thường xảy * Loại nấm ích thích đường ruột: Gây buồn nôn, nôn mửa, tiêu chảy, loạn nhịp tim gây khó chịu kéo dài đến tuần Các trường hợp tử vong xảy * Nấm disulfiram: Có độc tố gây nôn mửa, tiêu chảy, loạn nhịp tim tăng nồng độ cồn nhiều ngày Các trường hợp tử vong xảy * Loại nấm gây o giác: Độc tố nấm làm dãn đồng tử, điều hòa, yếu dần, phương hướng, đau bụng, sốt, co giật Các trường hợp tử vong xảy Hầu hết loại nấm dại thường nguy hiểm nên cách tốt tránh dùng Những người có kinh nghiệm nên hái nấm rừng, không dễ bị nhầm Nếu ăn trúng nấm độc cần nhanh chóng loại bỏ thức ăn dày cách gây nôn Sau nôn, dùng than hoạt tính 70% tinh chất để loại bỏ chất độc không hấp thụ 4.2.5 Ứng dụng c a độc tố sinh học 4.2.5.1 Ứng dụng độc tố thực vật a Trên giới Như biết thực vật có khả tự bảo vệ cách tiết chất dịch, mùi thay đổi nhiều hình thái bên thân, để sinh tồn Con người từ xa xưa biết sử dụng vũ khí lợi hại nhằm bảo vệ mùa màng trồng Những chất trừ sâu có nguồn gốc thực vật sử dụng từ xa xưa dân gian để xua đuổi sâu hại Ở Novgorodxkaia Tvrexkaia (Nga), nông dân rải anh đào dại quanh ruộng lúa, mùi anh đào dại làm cho bướm sâu xám đông sợ hãi Hạt trước gieo, thấm nước cành anh đào dại xông khói cành anh đào dại, nhờ khỏi bị sâu bọ đất làm hại Nông dân tỉnh Xamara (Nga), gieo đậu lại trộn lẫn hạt gai, rệp đậu không chịu mùi gai Còn tỉnh Kiev Ponđonxkaia người ta lại gieo gai xung quanh ruộng củ cải đường để chống lại bọ nhảy củ cải đường Cũng nhằm mục đích đó, người ta khuyên nên dùng 15 loại thực vật có độc tố phổ biến rộng rãi Nga Ví dụ, người làm vườn khuyên phun nước ngải lên lý gai, phúc bồn tử vào táo để xua đuổi bướm sâu đục thân sâu đục táo Rắc trấu rơm gai ruộng có tác dụng làm đất khỏi ấu trùng bọ dừa, gieo gai tán ăn bảo vệ vườn khỏi bướm, sâu bọ Dùng bình bát giã nhỏ, thả vào ruộng có diệt rầy nâu hại lúa Cây cỏ hôi vừa làm phân xanh bón ruộng vừa diệt côn trùng, sâu hại Những người vùng Pirênê dùng hẹp bàn, có chất dính bẫy dính bắt côn trùng để làm bẫy ruồi hiệu Các nhà khoa học làm hàng ngàn thí nghiệm để nghiên cứu chất fitonxit gai, bạch khuất, bình bồng vàng, tế tân, trường sinh đắng, nấm sữa, đậu chổi, cà dược, tỏi hành Các chất fitonxit tác động lên vi khuẩn gây bệnh cho giống thuốc kháng sinh y học Ví dụ, chất có bình bồng vàng, pha loãng chế phẩm từ chất hàng triệu lần, có khả ức chế sinh trưởng vi khuẩn có hại cho Các nhà khoa học tiến hành thí nghiệm xử lý trước gieo hạt bắp cải cà chua chế phẩm fitonxit Người ta sử dụng arenarin – fitonxit từ cúc cát, imanin novoimain từ cỏ ban xuyên 30 loại chế phẩm khác từ có hoạt tính fitonxit Ví dụ, arenarin ức chế hữu hiệu sinh trưởng phát triển củamột loại tác nhân gây bệnh ung thư cà chua Ngay chế phẩm pha loãng : 106 lần hữu hiệu kẻ thù cối b Một số loại thuốc nam chế từ thực vật có độc tố nước ta * Câ bã đậu: Độc tố chứa bã đậu (crontontiglium linn), trồng làm bóng mát trước sân nhà, đầu ngón tay út, tháng 8-9 chín, thu lấy hạt Hạt có vị cay, độc, đem giã, bọc giấy ép rang vàng hạ thổ gọi bã đậu sương - loại thuốc độc với lượng nhỏ định có tác dụng trừ hàn tích, trừ đờm, táo bón, khó thở * Câ đại: Vỏ đại (cây sứ) có vị đắng, độc, dùng chữa táo bón, phù thũng Nhuận tràng - 5g/ngày Tẩy xổ 10 - 20g/ngày Hoa đại chữa ho nhiệt, lương huyết, tiêu đờm, - 12g/ngày * Caffeine: Caffeine dùng để chữa bệnh hen, bệnh tim thuốc lợi tiểu * Cà độc dược: Người ta dùng cà độc dược có hoạt chất hyoxin atropine, làm dãn nở vòng, giảm tiết nước bọt mồ hôi Atropine có tác dụng giảm đau nên dùng điều trị bệnh đường ruột Cà độc dược có tác dụng khử phong thấp, chữa hen suyễn Nước sắc dùng để rửa nơi da tê dại, hàn thấp cước khí, cuộn thành thuốc hút chữa ho cảm lạnh * Câ trúc đào: Dùng có chứa glucosite: oleandrin, nerian, neriantin, advenerin Liều thấp dùng làm điều trị chứng tụ nước ngũ tạng làm bụng to, gây lợi tiểu có tác dụng trợ tim * Câ xư ng rồng: Nhựa xương rồng độc, gây bỏng rát da, dùng chữa đau bụng, đau làm thuốc sát trùng * Nấm c a gà: Có độc tố alkaloid thuộc nhóm ergotamine ergotoxine Dùng liều nhỏ kích thích giao cảm, co mạch, làm co bóp tử cung * Hành tỏi: Nhân dân ta từ lâu đời biết dùng phitoxit hành, tỏi, hành tăm (củ nén) tỏi đỏ để diệt khuẩn hay giải cảm, cảm cúm siêu vi cho người hay chữa bệnh toi gà Ngoài người ta ứng dụng độc tố trâm bầu hay hạt na để diệt côn trùng Diệt chấy rận bám người bám gia súc gia cầm nước xoan Lá bình bát giã nhỏ diệt rầy nâu hại lúa Lá trầu không diệt đỉa Lá thuốc lào chống vắt 4.2.5.2 Sử dụng độc tố động vật a Nọc rắn Nọc nhiều loài rắn có tác dụng làm giảm thời gian đông máu, dung dịch pha loãng nọc rắn lục có tác dụng cầm máu rõ rệt vết thương chảy máu mà không gây nên tác dụng độc Mặc dù nọc rắn loại rắn độc, độ độc cao người ta lợi dụng Với liều nhỏ vừa phải, nọc rắn làm giảm đau Khi tiêm da với vài “đơn vị chuột nhắt” nọc hổ mang làm giảm đau bệnh ung thư, bệnh viêm khớp, bệnh đau thắt ngực Tác dụng nọc rắn hệ tuần hoàn áp dụng Dưới tác dụng liều nhỏ, nọc rắn hổ mang nọc bothrops làm hạ huyết áp bệnh nhân cao huyết áp Dịch chiết nọc rắn biển có tác dụng an thần, có khả giảm trạng thái co giật gây penterazol Trong Đông y, rắn dùng dạng rượu rắn (tam xà, ngũ xà) chữa đau nhức chân 16 tay, sưng khớp xương, mỏi xương Xác rắn có tác dụng khứ phong, sát trùng, tan mộng, dùng chữa chứng động kinh nguy hiểm trẻ em, sát trùng, trị đau cổ họng, lở ghẻ b Ong Người ta sử dụng số loài ong dại giống “thiên địch” ăn sâu bọ có hại cho mùa màng Nọc ong dùng điều trị số bệnh tê thấp, viêm dây thần kinh tọa Ong vò vẽ công gây chết người chúng giúp quân lính đánh giặc đắc lực chiến tranh Trong chiến dịch thập tự chinh Thổ Nhĩ Kỳ, vua Risa đệ cho ném vào quân địch hũ đất sét có đựng ong khiến quân địch tử trận hoảng loạn Trong kháng chiến chống Mỹ, du kích đội biết huấn luyện cho ong vò vẽ tự tìm địch mà đánh c Mật cá trắm Mặc dù mật cá trắm dễ gây ngộ độc, làm đau bụng, tiêu chảy, nôn, khó thở, khạc máu chết dùng với liều nhỏ thích hợp để làm thuốc điều trị bệnh đau mắt đỏ kéo màng, chữa trẻ em đờm dãi, ủng trệ 4.2.5.3 Ứng dụng độc tố vi khuẩn Người ta ứng dụng độc tố vi sinh vật sau: - Tạo chất kháng sinh Vi khuẩn + Interforma cho chất kháng sinh formaxin A, B + Aureofacieus cho chất kháng sinh tetracycline + Erytharalus cho chất kháng sinh eruthromycine + Venezuelae cho chất kháng sinh cloramphenicol Nấm: ganodermateceal loại nấm độc, dùng điều trị mụn nhọt tác dụng với vi khuẩn gram (+) số vi khuẩn kháng axite - Chế vaccine phòng bệnh: Vaccine phòng bệnh hình thức tiêm vào thể lượng vi trùng gây bệnh làm yếu để thể có khả miễn dịch, phòng trước bệnh, ví dụ vaccine phòng chống bệnh uốn ván, bệnh dại, bạch hầu, viêm gan siêu vi - Tạo kháng viêm: Lợi dụng tác dụng số độc tố để tạo kháng viêm, giúp cho trình hình thành độc tố miễn dịch (Độc tố miễn dịch phức hợp tạo nên liên kết cộng hóa trị kháng thể độc tố tiết ra) Độ họ số tá nhân vật l 4.3.1 Độc học c a tác nhân nhiệt 4.3.1.1 Nguồn gốc gây ô nhiễm nhiệt - Thiên nhiên : Trái đất nóng lên nung nóng Mặt trời, bên cạnh núi lửa phun trào, cháy rừng tự nhiên…nhưng nguồn tự cân nhiệt cho môi trường - Các hoạt động đốt nhiên liệu người thải nhiệt, khí thải gây hiệu ứng nhà kính, làm cân nhiệt vượt khả thích nghi thể sống, làm đảo lôn chu trình tự nhiên - Quá trình đô thị hóa ngày tăng toàn giới đồng thời làm giảm diện tích rừng, sông hồ… thay vào bề mặt bê tông, xi măng gây xạ Mặt trời lớn làm không khí oi bức, ngột ngạt - Đối với công trình nhà thiết kế chưa hợp lí, khả thải nhiệt, sử dụng nhiều thiết bị sinh nhiệt nên lượng nhiệt thải bị tải 4.3.1.2 Tác hại ô nhiễm nhiệt động vật người Để đáp ứng với nhiệt độ môi trường, thể người số động vật có khả điều hòa thân nhiệt cách tiết mồ hôi, tăng tuần hoàn máu da nhiệt độ cao giảm tuần hoàn máu da nhiệt độ thấp Khi tiếp xúc với nhiệt độ cao gây bỏng, rát, tiêu diệt tế bào phần da tiếp xúc bị tử vong Khi nhiệt độ môi trường xung quanh tăng cao đặc biệt kết hợp với độ ẩm môi trường cao làm cho thể bị say nắng có triệu chứng nguy hiểm khác, trường hợp nặng dẫn đến tử vong thực vật Nhiệt độ tăng làm tăng tốc độ phản ứng hóa học nước, tăng tỉ lệ muối hòa tan nước, làm kim loại han rỉ mạnh Bên cạnh đó, lạo vi khuẩn, vi trùng, nấm gây bênh phát triển nhanh… Nhiệt độ môi trường tăng lên làm tăng trình bốc nước đất bề mặt dẫn đến tác hại sau: - Đất khô cằn, nghèo dinh dưỡng - Lá vàng, héo - Cây chậm phát triển - Chết cháy rừng 4.3.2 Độc học c a tác nhân phóng xạ Hiện tượng phóng xạ tượng chuyển hóa hạt nhân nguyên tử nguyên tố sang hạt nhân nguyên tố khác, kèm theo dạng xạ khác Các xạ có nguồn gốc, tính chất khác có tác động xấu tới môi trường sinh thái, ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe người sinh vật khác 4.3.2.1 Nguồn gốc gây ô nhiễm phóng xạ - Do khai thác khoáng sản - Do sử dụng vũ khí hạt nhân, thử nghiệm bom nguyên tử - Do rò rỉ trình vận chuyển, sản xuất sử dụng nguyên tố phóng xạ - Do cố nổ lò phản ứng hạt nhân - Do sử dụng nguyên tố phóng xạ điều trị bệnh nghiên cứu - Sử dụng đồng vị phóng xạ công nghiệp nông nghiệp - Lò phản ứng công nghiệp thí nghiệm khoa học bị rò rỉ - Máy gia tốc thực nghiệm 4.3.2.2 Tính chất tia phóng xạ  Tia α: Tia α giải phóng từ nguyên tố phóng xạ uranium, thorium, 16 radium… Gồm hạt nhân nguyên tử He mang hai proton hai neutron Tia α có mức lượng cao, dễ dàng hấp thụ vật liệu, làm ion hóa môi trường, dễ lượng khoảng cách ngắn 8cm không khí Tia α khả xuyên thủng qua da tia gây hại phát sinh thể chất phóng xạ hấp thụ qua đường tiêu hóa đường hô hấp, gây tác hại cho thể tính ion hóa  Tia β: bao gồm hạt electron, có mức lượng thay đổi tùy theo nguyên tố phóng xạ Tia β làm ion hóa môi trường yếu so với tia α có khả đâm xuyên không khí khoảng hàng trăm mét, dễ bị ngăn lại lớp nước, thủy tinh kim loại Cũng tia α, tia β khả đâm xuyên qua da gây hại phát sinh thể  Tia γ: Là sóng điện từ có bước sóng ngắn có lượng cao có khả đâm xuyên lớn Tia γ gây hại cho thể tồn bên bên thể Mức độ gây hại tích lũy phóng xạ phụ thuộc vào loại lượng tia phóng xạ Mức độ gây hại tia phóng xạ thể sống xếp theo thứ tự giảm dần sau α>β>γ  Bức xạ neutron: thường có lò phản ứng hạt nhân Một số nguyên tố nặng không bền có khối lượng hạt nhân lớn neutron, nhân vỡ thành hai mảnh tạo neutron có độ đâm xuyên cao 4.3.2.3 Đánh giá độc tính phóng xạ Lượng chất phóng xạ hấp thụ thể đo đơn vị grays(Gy), với Gy tính jun lượng phóng xạ hấp thụ 1kg thể trọng (j/kg thể trọng) Do tính chất gây hại loại tia phóng xạ khác nên độc tính phóng xạ tính liều lượng độc tương đương sieverts (Sv), tổng lượng hấp thụ Liều lượng độc tương đương tia phóng xạ tính sau: - Đối với tia β,γ Gy có liều lượng độc tương đương 1Sv - Đối với tia αmột Gy có liều lượng độc tương đương 20Sv Để đánh giá lượng hấp thụ lượng phóng xạ qua đường tiêu hóa, người ta dùng hệ -1 số liều lượng hấp thụ qua đường thực phẩm (Sv Bq ) 4.3.2.4 Chuyển hóa số chất ô nhiễm phóng xạ môi trường Chuyển hóa chất phóng xạ nhiều hệ sinh thái khác thường nhanh so với chuyển hóa chất đất Chuyển hóa chất phóng xạ thể thực vật thể sinh vật biểu diễn qua công thức sau: C=C0e-t C: nồng độ chất phóng xạ thời điểm t C0: nồng độ chất phóng xạ ban đầu λ: hệ số phân giải (năm-1) Thời gian bán phân hủy T1/2=ln2/λ 4.3.2.5 Phương thức vào thể Chất phóng xạ chủ yếu hấp thụ qua đường tiêu hóa, vài trường hợp hấp thụ qua đường hô hấp qua da chất tan nước đường tiêu hóa đường hấp thụ Chất phóng xạ chủ yếu đào thải qua đường nước tiểu, phân, hô hấp tuyến mồ hôi Tốc độ đào thải chất phóng xạ nhanh chất chưa vận chuyển đến quan ví dụ xương Thời gian vào khoảng vài ngày vài tuần Sau giai đoạn đầu tốc độ tiết chất phóng xạ xảy chậm Ví dụ radium, plutonium strontium tích tụ xương có chu kì bán phân hủy sinh học vài năm 4.3.2.6 Nhiễm phóng xạ cấp tính Khi làm việc với chất phóng xạ, tia phóng xạ nồng độ cao, bệnh nhân dễ bị nhiễm phóng xạ cấp tính Triệu chứng nhiễm phóng xạ cấp tính rối loạn hệ thần kinh trung ương, đặc biệt vỏ não, gây nhức đầu, chóng mặt, buồn nôn, hồi hộp, ăn, mệt mỏi Da bị bỏng bị tấy nơi có tia phóng xạ chiếu qua Cơ quan tạo máu bị tổn thương mạnh, đặc biệt tế bào máu, tế bào máu ngoại vi tủy xương; bị giảm bạch cầu, tiểu cầu bị giảm chậm hơn, dẫn đến bệnh nhân thiếu máu, giảm khả chống đỡ bệnh nhiễm trùng Cơ thể bị suy yếu, giảm cân, bị nhiễm trùng nặng chết 4.3.2.6 Nhiễm phóng xạ mãn tính Triệu chứng thường xuất muộn sau hàng năm hàng chục năm sau tiếp xúc với chất phóng xạ bị nhiễm chất phóng xạ Bệnh xảy bị nhiễm lượng chất phóng xạ nhỏ thời gian dài Thời gian đầu bị bệnh, bệnh nhân bị suy nhược thần kinh, suy nhược thể sau rối loạn quan tạo máu, rối loạn chuyển hóa đường, lipit, protit, muối khoáng cuối bị thoái hóa Bệnh nhân bị đục mắt, ung thu da, ung thư xương… Tia phóng xạ gây ung thư theo chế tạo gốc tự oxy hóa thành phần tế bào (ion hóa vật chất) tạo thành chuỗi liên tiếp phản ứng để đến phá hủy tế bào tạo chất độc với gen chủ yếu gây ung thư tuyến giáp, ung thư phổi, ung thư bạch cầu … Tia cực tím gây ung thư: Bức xạ cực tím chia làm ba dải: UVA, UVB, UVC Tia cực tím tác động trực tiếp DNA tế bào biểu bì da, cụ thể tạo cầu nối chéo với phân tử pyrimidine gây ức chế tổng hợp DNA Do base đổi biến dị, dẫn đến gen biến dị dễ sinh ung thư da Mức độ bệnh phụ thuộc vào nhiều yếu tố: - Tổng liều lượng chiếu xạ số lần chiếu xạ Tổng liều lượng lớn tác hại mạnh Ví dụ, nhiễm 300 rem chữa được, nhiễm đến 600 rem, bệnh nặng chắn người bệnh bị chết Cùng bị nhiễm tổng liều lượng nhau, phân tán nhiều liều nhỏ gộp lại tác hại bị chiếu lần - Diện tích bị tia phóng xạ chiếu rộng nguy hiểm, bị chiếu toàn thân nguy hiểm bị chiếu phận Trong thể vùng đầu vùng quan trọng nhất, bị chiếu nguy hiểm vùng khác - Các tế bào ung thư, tế bào tổ chức thai nhi nhạy với phóng xạ tế bào trưởng thành Khi thể mệt mỏi, đói bụng, bị nhiễm trùng, bị nhiễm độc ảnh hưởng tia phóng xạ nhạy Chất phóng xạ có khả luân chuyển qua lại môi trường không khí, nước môi trường đất Các chất phóng xạ hạt nhân tích lũy thể sinh vật 4.3.2.7 Tác hại bụi phóng xạ Bụi phóng xạ xâm nhập tới bề mặt trái đất từ khí Nguồn gốc bụi loại vụ nổ thử vũ khí hạt nhân Bụi phóng xạ rơi xuống gây tác động có hại vào chuỗi thức ăn sinh vật ăn Sau đó, sinh vật khác ăn loại sinh vật cuối người bị nhiễm xạ Lượng bụi phóng xạ mà mặt đất thu nhận phụ thuộc vào chất đất, địa hình loại thảm thực vật Theo Odum (1971), đồng cỏ đất than bùn có tính acid đồng cỏ mọc đất đồi núi khác khả hấp phụ chất phóng xạ dường phụ thuộc vào đặc tính pH đất Đồng cỏ vùng đồi mà đất có tính trung tính bụi phóng xạ đất (Bq/kg), cỏ 21 xương cừu 714, đồng cỏ mọc thung lũng chất phóng xạ đất 1, cỏ 6,6 xương động vật ăn cỏ 115 Như vậy, động vật ăn cỏ tích lũy bụi phóng xạ cao nhiều so với đất cỏ Khi bị nhiễm xạ người có biểu nhiễm phóng xạ mãn tính ... nhiễm môi trường 1.1.2.2 Độc học môi trường Hai khái niệm độc học môi trường độc học sinh thái môi trường học xem đồng Đó ngành khoa học chuyên nghiên cứu tác động gây hại độc chất, độc tố môi trường. .. loại độc chất Sau số tiêu chí phân loại độc chất: * Dựa vào chất gây độc độc chất môi trường + Độc chất môi trường sơ cấp: độc chất có sẵn môi trường gây tác động trực tiếp lên thể sống + Độc chất. .. độc học Độc chất học môi trường ngành khoa học trẻ phát triển nhanh 40 năm qua Độc chất học môi trường liên quan đến việc nghiên cứu nguồn gốc, đường, chuyển hóa ảnh hưởng hóa chất nguy hại môi