Tổng hợp ĐỘC CHẤT KIM LOẠI Pb

Hiện nay, ô nhiễm môi trường đang là một vấn đề nỏng bỏng mang tính toàn cầu, ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe và đời sống của con người. Đặc biệt là ô nhiễm các kim loại nặng.Một trong các kim loại nặng có độc tính cao đối với cơ thể con người là chì. Chì là kim loại có nhiều ứng dụng trong đời sống và sản xuất như sản xuất bình acquy, pin, cáp điện, dệt nhuộm, luyện kim, sản xuất khai thác khoáng sản... Do đó lượng chì thải ra môi trường là rất lớn vì vậy mà để hiểu rõ hơn về độc tính kèm theo những thông tin liên quan, nhóm chúng tôi xin được phép cung cấp và trao đổi với Thầy cô, các bạn trong lớp về đề tài

ĐỘC CHẤT KIM LOẠI Pb

Trường: Đại học Khoa học tự nhiên

Lớp: 10CMT

Bộ môn: Độc học

GVHD: Nguyễn Như Bảo Chính

Nhóm 9:

1 Nguyễn Thái

2 Nguyễn Tấn Thành

3 Lê Thị Phương Thảo

4 Lý Thị Thu

5 Mai Thanh Hồng Thủy

6 Trần Thị Anh Thư

7 Lê Hoàng Thủy Tiên

8 Thái Thị Tình

LỜI NÓI ĐẦU

Hiện nay, ô nhiễm môi trường đang là một vấn đề nỏng bỏng mang tính toàn cầu, ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe và đời sống của con người Đặc biệt là ô nhiễm các kim loại nặng

Một trong các kim loại nặng có độc tính cao đối với cơ thể con người là chì Chì là kim loại có nhiều ứng dụng trong đời sống và sản xuất như sản xuất bình acquy, pin, cáp điện, dệt nhuộm, luyện kim, sản xuất khai thác khoáng sản Do đó lượng chì thải ra môi trường là rất lớn vì vậy mà để hiểu rõ hơn về độc tính kèm theo những thông tin liên quan, nhóm chúng tôi xin được phép cung cấp và trao đổi với Thầy cô, các bạn trong lớp

về đề tài

1 Sơ lược nguyên tố Chì:

 Chì(Pb) là một nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn hóa học và có số nguyên tử là 82, phát hiện

và sử dụng cách đấy 6000 năm

 Cấu hình electron: [Xe] 4f14 5d10 6s2 6p2

 Nhóm 14, chu kỳ 6, phân lớp p

 Hóa trị: II, IV

 Khối lượng nguyên tử: 207,2

 Cấu trúc tinh thể: lập phương tâm diện

 Một đồng vị phân rã từ phóng xạ phổ biến là 202Pb, có chu kỳ bán rã là 53.000 năm

2 Tính chất vật lý

 Kim loại màu trắng bạc và sáng, bề mặt cắt còn tươi của nó xỉ nhanh trong không khí tạo ra màu tối

 Rất mềm, dễ uốn, dễ dát mỏng, dễ nung chảy và nặng

 Tính dẫn điện kém so với các kim loại khác

 Tính chống ăn mòn cao, được sử dụng để chứa các chất ăn mòn

 Có thể làm cứng bằng cách thêm vào một lượng nhỏ antimony, hoặc một lượng nhỏ các kim loại khác như canxi

 Chì dạng bột cháy cho ngọn lửa màu trắng xanh, bộ chì rất mịn có khả năng tự cháy trong không khí

 Khói độc phát ra khi chì cháy

 Nhiệt độ nóng chảy: 328ºC

 Nhiệt độ sôi: 1750ºC

 Khối lượng riêng: 11.35g/cm3

3 Tính chất hóa học

 Chì bị oxi hóa tạo thành lớp oxit màu xám xanh bao quanh bề mặt bảo vệ chì không bị oxi hóa tiếp tục

2Pb + O2  2PbO

 Tương tác với halogen và nhiều nguyên tố kim loại khác

Pb + X2  PbX2

 Chì chỉ phản ứng bề mặt với axit H2SO4 và HCl dưới 80% do có lớp muối phủ bên ngoài (PbCl2, PbSO4), nhưng với dung dịch axit đậm đặc hơn, chì có thể tan vì lớp muối đã chuyển sang dạng hòa tan

PbCl2 + 2HCl  H2PbCl4

PbSO4 + H2SO4  Pb(HSO4)2

 Tan dễ dàng trong HNO3, tan chậm trong HNO3 đặc

3 Pb + 8 H+ + 8 NO3- → 3 Pb2+ + 6 NO3- + 2 NO + 4 H2O

 Tan chậm trong dung dịch bazơ nóng

 Không tác dụng với nước nhưng có không khí bị tiếp tục ăn mòn thành Pb(OH)2

2Pb + 2H2O + O2  2Pb(OH)2

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

2Pb + 4CH3COOH + O2  2Pb(CH3COO)2 + 2H2O

4 Dạng tồn tại trong môi trường.

Ở dạng quặng cùng với kẽm, bạc, và (phổ biến nhất) đồng.

Khoáng chì chủ yếu là galena (PbS), trong đó chì chiếm 86,6% khối lượng Các dạng khoáng chứa chì khác như cerussite (PbCO3) và anglesite (PbSO4)

Khoáng chì ( Nguồn Internet ).

5 Ứng dụng

 Trong công nghiệp:

 Sơn công nghiệp, ắc qui chì trong xe hơi, luyện kim chì, chất xúc tác trong sản xuất polimer

 Những hợp chất hữu cơ chì (IV), đặc biệt là tetraalkyl và tetraaryl chì được sử dụng rộng rãi

và gây nguy hại, nhất là chì pha trong xăng

 Ngành công nghiệp có tới 150 nghề và hơn 400 quá trình công nghệ khác nhau sử dụng đến chì và các hợp chất của chúng, các xí nghiệp sản xuất ô tô, xe máy, máy bay, xe tăng, một

số ngành in, ngành luyện thép, ngành điện

 Trong kỹ thuật quân sự: đúc đầu đạn

 Trong cuộc sống hằng ngày: sơn, chất nhuộm màu (đỏ, vàng), thuốc vẽ, men đồ gốm, diêm, pin, nhựa, dây điện

 Trong y học: thuốc giảm đau, thuốc săn gia, thuốc chống viêm Như dược liệu truyền thống ở Trung Quốc có chứa chì đã gây ra nhiễm độc cho người tiêu dùng ở Triều Tiên ( Markowite SB 1194)

II SỰ CHUYỂN HÓA CỦA Pb

1 Sự chuyển hóa của các dạng Pb trong môi trường.

 Do qúa trình phong hóa:

PbO→PbCO3

PbS→ Pb10(PO4)6Cl2

 Phosphat hóa

Pb3(CO3)2(OH)2→Pb5(PO4)3(OH)

 Các hợp chất PbCO3 và Pb3(SO4)2 bị oxh và trở nên linh động hơn

2 Khả năng lắng đọng và vận chuyển Pb trong môi trường.

 Quặng chì quan trọng nhất là galenit ( PbS), ngoài ra còn gặp chì trong quặng xeruzit ( PbCO3)

 Trong chất sống ( chủ yếu là thực vật) có chứa khoảng 5.10-5 mg/gg theo khối lượng khô

 Trong nước đại dương có khoảng 10-5 mg/l nước biển

 Trong các mẫu đá lấy từ mặt trăng thì hàm lượng chì là 10-5g/g mẫu đá

 Chì kim loại và muối sunfua của nó được coi là không gây độc do chúng không được cở thể hấp thụ

 Tuy nhiên, các hợp chất chì tan trong nước thì rất độc

III ĐỘC TÍNH CỦA Pb ĐỐI VỚI CON NGƯỜI

1 Nguồn tiếp xúc với chì:

 Mỏ chì, khu luyện kim chì

 Công nghiệp xây dựng, sản xuất đạn, ắc quy…

 Đất: khu đất bị nhiễm sơn chì, ô nhiễm từ hoạt động công nghiệp có chì, đường xá có nhiều phương tiện đi lại dùng xăng có chì

 Nước: từ đất ô nhiễm, hệ thống dẫn nước bằng chì (loại ống cũ), đồ nấu ăn bằng chì

 Không khí: do xăng dầu có chì, ô nhiễm từ công nghiệp

 Các loại thuốc nam: thuốc cam, thuốc tưa lưỡi có chưa chì

 Thực phẩm: có chất hàn gắn hộp sử dụng chì, đồ nấu ăn bằng chì

 Các loại chế phẩm bổ sung dinh dưỡng, mỹ phẩm

 Một sốmuối và oxyt chì được dùng làm chất màu để sản xuất sơn, véc ni, men và chất dẻo, đồ chơi trẻ em

2 Quá trình xâm nhập, hấp thu, phân bố và thải trừ của chì

a Đường xâm nhập vào cơ thể

3 con đường:

 Đường hô hấp

 Đường tiêu hóa

 Đường da

Dựa vào nghiên cứu của Zilhuis (1975), Nordberg (1976) và WHO (1977) đã đưa ra sơ đồ

về mối quan hệ giữa chì trong môi trường và xâm nhập vào cơ thể

b Quá trình hấp thu của chì

 Đường hô hấp - Phổi:

 Chì  hấp thu gần như toàn bộ  màng phế nang  máu

 Chì và các hợp chất của chì được hấp thu tại phổi không phụ thuộc vào khả năng hoà tan của chất đó

 Chì được hấp thu qua đường hô hấp là nguy hiểm nhất vì nó sẽ vào thẳng máu, tới các

cơ quan

 Đường tiêu hóa:

 Hấp thu ít hơn so với đường hô hấp

 Khả năng hấp thu lại phụ thuộc vào tính hoà tan của các hợp chất chì

 Ruột hấp thu khoảng 10% lượng chì, còn 90% được đào thải qua phân

 Chì  đường tiêu hóa  gan  giữ lại và được khử độc

 Nếu hấp thu nhiều hoặc hấp thu liên tục liều nhỏ thì sự khử độc ở gan trở nên kém hơn  được hấp thu vào máu nhiều hơn

 Đường da

 Chì hấp thu qua da, niêm mạc không lớn, chỉ xảy ra khi da bị tổn thương

 Tuy chì hấp thu qua da kém nhưng cần được chú ý vì trong trường hợp này vai trò khử độc của gan bị hạn chế

c Quá trình phân bố chì trong cơ thể

 Chì được hấp thu, vận chuyển đến các cơ quan, khoảng 95% chì trong máu là nằm trong hồng cầu

 Một phần của chì ở huyết tương dưới dạng albumin chì hay triphosphat chì, được vận chuyển

và phân bố ở các cơ quan như: gan, lách, thận, não, tinh hoàn v.v (các mô mềm) và đặc biệt

ở xương (mô cứng)

 Phần lớn tổng lượng chì của cơ thể được tích luỹ trong xương dưới dạng không hoà tan Quá trình phân bố của chì có thể được thể hiện theo mô hình sau:

Hình 2: Sự phân bố chì trong cơ thể

d Quá trình thải trừ của chì

 Qua đường tiêu hóa chỉ một phần nhỏ chì được hấp thu vào cơ thể, còn tới 90% thải loại theo phân

 Chì còn được thải trừ qua :

 Da, theo tuyến nước bọt niêm mạc miệng tạo thành đường viền Burton (PbS được tạo thành

là do Pb thải trừ theo nước bọt kết hợp với H2S)

 Tóc, sữa

 Theo nước tiểu, đó là con đường chính yếu nhất, có thể thải trừ

 khoảng 75 - 80% lượng chì trong cơ thể

 Các con đường thải chì nhằm mục đích duy trì sự cân bằng lượng chì tiếp thu

 Nếu có sự hấp thu quá độ và giảm sự thải loại thì sẽ xảy ra hiện tượng tích luỹ chì

3 Ảnh hưởng của độc tính Pb trên từng vị trí phơi nhiễm

 Thần kinh:

Tổn thương, gây chết tế bào thần kinh, kích thích thần kinh trung ương

Gây hủy hoại, thoái hóa dây thần kinh

 Máu:

Gây thiếu máu do ức chế tổng hợp hemoglobin, rút ngắn tuổi thọ của hồng cầu do làm hồng cầu dễ bị vỡ

 Thận:

Gây tổn thương thận giảm thải trừ axít uric qua nước tiểu tăng axít uric và bệnh gout

 Tim mạch:

Tăng co bóp thành mạch máu  tăng huyết áp.

 Trên khả năng sinh sản:

Giảm chức năng sinh sản ở cả nam và nữ giới

Giảm chức năng nội tiết của tinh hoàn, giảm số lượng tinh trùng, thay đổi bất thường hình thái và tính di chuyển của tinh trùng, đặc biệt khi chì máu trên 40mcg/dL

Độc với trứng

 Trên bào thai:

Chì qua được nhau thai để tới bào thai Nếu mẹ bị ngộ độc chì thì bào thai sẽ bị ngộ độc chì

Tăng nguy cơ chậm phát triển của thai, rút ngắn thời gian mang thai, giảm cân nặng của trẻ khi sinh Tăng tỷ lệ để non, sẩy thai, chậm phát triển trẻ sau sinh, dị dạng thai và suy giảm sớm về tình trạng thần kinh tâm thần sau đẻ

 Nội tiết:

Giảm chức năng tuyến giáp, chức năng nội tiết tuyến yên-thượng thận

Trẻ em có nồng độ chì máu tăng có hiện tượng giảm tiết hormone và yếu tố tăng trưởng

 Hệ xương:

Xương là nơi chì tập trung nhiều nhất của cơ thể

Chì làm giảm hình thành xương mới và mất cân bằng các tế bào xương

Giảm tăng trưởng xương và giảm chiều cao ở trẻ em bị ngộ độc chì

 Tiêu hoá:

Co thắt ruột gây cơn đau bụng chì

4 Cấp độ độc tính của người bị nhiễm Pb:

 Chì rất dễ phơi nhiễm nếu thường xuyên tiếp xúc

 Độc tính của chì tỉ lệ thuận với hàm lượng chì trong cơ thể

 Mức độ nhiễm độc chì được biểu thị thông qua hàm lượng chì trong máu(gọi tắt là PbB)

 Hàm lượng chì trong máu được coi là bắt đầu gây nguy hại:

 Đối với trẻ em: 10μg.dL-1

 Đối với người lớn là 25μg.dL-1

(theo Trung tâm kiểm soát bệnh tật và viện nghiên cứu quốc gia về an toàn lao động và sức khỏe Liên bang Mỹ μg.dL-1 = 100g/L

CÁC TRƯỜNG HỢP NGƯỜI BỊ NHIỄM Pb CỤ THỂ:

 Nhiễm độc chì ở người trưởng thành

Độc tính của chì kim loại đối với người lớn:

 1000mg: tử vong

 10mg – 1 lần/ngày: gây nhiễm độc nặng trong vài tuần

 1mg/ngày: sau nhiều ngày có thể gây nhiễm độc mãn tính

Các muối chì có liều độc đối với người lớn là:

 Chì acetat: 1g

 Chì cacbonat: 2 – 4 g

 Chì tetraethyl: nhỏ giọt 1/10ml trên da chuột cống sẽ gây chết trong vòng 18 – 24 giờ.

Bảng 1: Hàm lượng chì trong máu thấp nhất (LOAEL) gây tác hại ở người trưởng thành

LOAEL(μg.dL -1 ) Ảnh hưởng lên hệ

thần kinh

Ảnh hưởng lên quá trình tạo máu

Các ảnh hưởng khác

của enzyme ALAD

hồng cầu ở phụ nữ

-Tăng huyết áp

hồng cầu ở nam giới

40 -Suy giảm chức năng

hệ thần kinh ngoại biên

-Tăng ALA và CP trong nước tiểu

tạo hemoglobin

-Biến đổi chức năng tinh hoàn

năng sinh sản của phụ nữ

100 - 120 -Có các dấu hiệu và

triệu chứng của bệnh não

-Viêm thận mãn

Ghi chú :

(ALAD: enzyme delta-aminolevulinic axit dehydratase

CP: tiền chất coprotoporphyrin)

(Nguồn: United State Environmental Protection Agency & United State Centers for Disease Control Agency for Toxic Substances and Disease Registry)

 Nhiễm độc chì ở trẻ em

Chì có khả năng gây ảnh hưởng rất lớn tới sự phát triển trí tuệ và hành vi ở trẻ em Khi hàm lượng Pb tăng

từ 10 μg.dL-1 đến 20 μg.dL-1 chỉ số IQ bị giảm 2 điểm

Bảng 2: Hàm lượng chì trong máu thấp nhất (LOAEL) gây tác hại ở trẻ em

LOAEL(μg.dL-1) Ảnh hưởng lên hệ

thần kinh Ảnh hưởng lên quátrình tạo máu Các ảnh hưởng khác

<10 -15

(trước và sau khi

sinh)

- Kém phát triển nhận thức

- Giảm chỉ số thông minh

- Ức chế hoạt động của enzym ALAD

- Gây sinh non, trẻ sơ sinh nhẹ cân, giảm chiều cao cho tới 7-8 tuổi

hồng cầu

- Suy giảm quá trình chuyển hóa vitamin D

30 - Giảm tốc độ truyền

dẫn thần kinh

70 -Các bênh thần kinh

ngoại biên

- Thiếu máu

bệnh khác về dạ

dày-ruột, bệnh thận

Ghi chú :

(ALAD: enzyme delta-aminolevulinic axit dehydratase)

(Nguồn: United State Environmental Protection Agency & United State Centers for Disease Control Agency for Toxic Substances and Disease Registry)

 Nhiễm độc chì ở phụ nữ mang thai

Theo nghiên cứu của các bác sĩ tại bênh viện phụ sản Boston, hàm lượng chì trong day rốn của trẻ sơ sinh của những người mẹ tiếp xúc với chì ở những cường độ khác nhau là như sau:

Bảng 3: hàm lượng chì trong dây rốn trẻ sơ sinh có mẹ nhiễm chì

Mức độ tiếp xúc với chì của người mẹ Hàm lượng chì trong dây rốn trẻ sơ sinh

Cũng theo nghiên cứu này, những trẻ sơ sinh nói trên òn chịu ảnh hưởng của lượng chì hấp thu từ cơ thể

mẹ cho tới độ tuổi 24 tháng

5 Các biện pháp ngăn ngừa và giảm thiểu sự ô nhiễm chì

 Giải pháp giảm thiểu ô nhiễm chì ngay tại nguồn:

- Thay thế chì trong nguyên liệu, nhiên liệu bằng các hóa chất khác

- Tái sử dụng lại các chất thải chứa chì

- Xử lí các dòng thải chứa chì

- Cải tiến công nghệ để nâng cao hiệu suất sản xuất, giảm lượng phế thải

 Các giải pháp quản lí:

- Quy hoạch hợp lí trong xây dựng công nghiệp nhằm giảm thiểu ảnh hưởng của chất thải công nghiệp tới khu dân cư

- Quản lí việc sử dụng hợp lí tài nguyên khoáng sản chì

- Đề ra các chương trình, chiến lược nhằm kiểm soát ô nhiễm và nhiễm độc chì

 Giải pháp tuyên truyền giáo dục:

- Thực hiện các chương trình truyền thong rộng rãi trong dân chúng về ảnh hưởng độc hại của chì

và các biện pháp phòng tránh

- Giáo dục, vận động dân chũng thwucj hiện lối sống an toàn đối với những nguy cơ nhiễm độc chì

- Chế độ ăn uống hợp lí, cung cấp đầy đủ lượng canxi, sắt, kẽm, đồng, photpho nhằm hạn chế việc hấp thụ chì vào cơ thể

 Việc điều trị ngộ độc chì toàn diện nói chung gồm:

- Ngừng tiếp xúc với nguồn chì : thuốc cam, cải thiện điều kiện làm việc nếu do tiếp xúc với chì trong lao động,…là biện pháp bắt buộc

- Chữa các biểu hiện ngộ độc (hay còn gọi là điều trị triệu chứng): hôn mê, co giật cần được cấp cứu, truyền máu nếu thiếu máu nặng,…

- Tẩy độc: khi bạn mới tiếp xúc với chì, chì còn ở trên da, mắt, trong đường tiêu hóa và chưa hấp thu vào máu Có thể tắm rửa bằng xà phòng, rửa dạ dày, rửa ruột, nội soi gắp chì trong đường tiêu hóa,…

- Dùng thuốc giải độc: là các thuốc khi vào cơ thể sẽ gắn với chì và được cơ thể đào thải qua nước tiểu Đây là biện pháp có tính quyết định

 Lưu ý:

- Điều trị ngộ độc chì cần thời gian kéo dài hàng tháng đến hàng năm do chì thường đã gắn chặt ở xương Bạn cần tuân thủ chặt chẽ theo hướng dẫn của bác sỹ và cách dùng thuốc, khám và xét nghiệm lại đúng theo hẹn

- Mẹ có thai, mẹ đang cho con bú, trẻ nhỏ (kể cả trẻ sơ sinh) bị ngộ độc chì rõ thì vẫn cần điều trị

IV ĐỘC TÍNH CỦA Pb ĐỐI VỚI MÔI TRƯỜNG SINH THÁI

Chì có khả năng gây ra những ảnh hưởng độc hại đối với hệ sinh thái nhờ những đặc tính sau:

+ Chì là chất độc

+ Chì có khả năng tích tụ trong môi trường và cơ thể sinh vật thông qua chuỗi thức ăn

1 Độc tính của chì đối với hệ sinh thái dưới nước

 Khả năng Pb xâm nhập vào cơ thể sinh vật nước phụ thuộc:

 Tính chất hóa học của môi trường nước (pH, độ cứng, thành phần anion của nước)

 Đặc trưng lý hóa của cặn lắng ( thành phần khoáng, kích thước hạt cặn, độ rỗng của lớp cặn)

 Thành phần hữu cơ trong nước

 Nồng độ và tính chất hóa lý của các chất rắn lơ lửng

 Sự hấp thụ chì của các sinh vật nước phụ thuộc:

 Đặc tính hóa lý của các hợp chất chì trong nước và hàm lượng chì hiện có trong các cơ thể sinh vật

 Chì được hấp thụ dưới dạng các cation hoặc oxyanion - những phần tử dễ dàng xuyên qua lớp màng tế bào của sinh vật

 pH: Khi pH giảm khả năng xâm nhập của chì vào cơ thể các loài cá tăng do quá trình chuyển dịch cân bằng trong nước sẽ xảy ra theo hướng tạo thành các anion tự do

 Bùn đáy là nguồn tiếp nhận chì rất đáng kể, do các hợp chất chì trong môi trường nước thường ít tan và có xu hướng lắng đọng xuống đáy Sinh vật đáy như các loài nhuyễn thể, thực vật đáy là những loài trực tiếp bị ảnh hưởng bởi chì có trong thành phần của bùn lắng

Hàm lượng chì trong cơ thể một số sinh vật đáy được cho ở bảng dưới đây: