Bài giảng Độc học môi trường: Chương 4 Độc chất trong môi trường nước, cung cấp cho người học những kiến thức như: toổng quan về chất độc trong môi trường nước; quá trình trầm tích, phân tán và bay hơi ra khỏi môi trường nước của chất độc; yếu tố ảnh hưởng đến độc tính;...
CHƯƠNG 4: ĐỘC CHẤT TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC ThS Nguyễn Thị Thu Hiền 21-Mar-12 ThS Nguyễn Thị Thu Hiền CHƯƠNG 4: ĐỘC CHẤT TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC 4.1 Tổng quan chất độc môi trường nước 4.2 Quá trình trầm tích, phân tán bay khỏi môi trường nước chất độc 4.3 Các yếu tố môi trường ảnh hưởng đến độc tính 4.4 Độc chất môi trường nước sông (chủ yếu cửa sông) 4.5 Độc chất môi trường nước hồ (hiện tượng phú dưỡng hóa) 4.6 Độc chất môi trường nước biển (chủ yếu ven bờ, tượng dư KLN, trình tích tụ sinh học, hoàn nguyên chu trình sinh địa hóa) 21-Mar-12 ThS Nguyễn Thị Thu Hiền 4.1 TỔNG QUAN VỀ ĐỘC CHẤT TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC „ Độc chất học môi trường nước gì? Độc chất học môi trường nước (water ecotoxicology) môn khoa học nghiên cứu số lượng tính chất tác động độc có hại hóa chất, vật liệu nhân tạo sinh cảnh lạ sinh vật thủy sinh người động vật sử dụng nguồn nước (GS.TSKH Lê Huy Bá, Độc học môi trường bản, NXB ÑHQG TPHCM) 21-Mar-12 ThS Nguyễn Thị Thu Hiền 4.1 TỔNG QUAN VỀ ĐỘC CHẤT TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC „ Tác động độc bao gồm: Gây chết Gây tổn thương Ví dụ: Tác động độc tính dựa vào: Làm rối loạn trình phát triển, sinh sản, phản ứng vận động… Số lựơng cá thể bị chết, tỉ lệ trứng không nở, thay đổi chiều dài trọng lượng, số lượng cá thể bị dị dạng … 21-Mar-12 ThS Nguyễn Thị Thu Hiền 4.1 TỔNG QUAN VỀ ĐỘC CHẤT TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC Độc học môi trường nước liên quan đến nồng độ hay số lượng hóa chất tồn nước, bùn hay nguồn thức ăn Độc học môi trường nước bao gồm nghiên cứu di chuyển, phân bố, biến đổi dạng tồn sau hoá chất môi trường nước lónh vực nghiên cứu đa ngành 21-Mar-12 ThS Nguyễn Thị Thu Hiền 4.1 TỔNG QUAN VỀ ĐỘC CHẤT TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC Cần phải hiểu rõ tác nhân hóa học lý học, sinh học ảnh hưởng đến nồng độ hóa chất môi trường nhằm hiểu rõ chế hoạt động hợp chất có tính độc tiềm tàng môi trườngvà chế phản ứng môi trừơng, để đánh giá khả phản ứng thuỷ sinh vật Trong đó: „ Tác nhân hóa học: thủy phân, quang phân, oxy hoá „ Tác nhân lý học: cấu trúc phân tử, tính tan, tính bay hơi, tính hấp thụ „ Tác nhân sinh học: biến đổi sinh hoïc 21-Mar-12 ThS Nguyễn Thị Thu Hiền 4.1 TỔNG QUAN VỀ ĐỘC CHẤT TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC Môi trường nứơc đa dạng phức tạp, bao gồm hệ sinh thái khác sau: - sông, suối - ao, hồ - cửa sông - biển ven bờ khơi đại dương Trong hệ sinh thái có nhiều thành phần vô sinh hữu sinh * Thành phần vô sinh: môi trường vật lý (nước, chất nền, vật liệu trầm tích…) ranh giới hệ sinh thái * Thành phần hữu sinh: thực vật, động vật, vi sinh vật 21-Mar-12 ThS Nguyễn Thị Thu Hiền 4.1 TỔNG QUAN VỀ ĐỘC CHẤT TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC Các hệ sinh thái tham gia vào mối tương tác phức tạp tác nhân lý, hóa sinh học nên để hiểu xác định phản ứng cuả hệ thống hóa chất khó mối liên hệ thành phần hệ thống không xác định rõ ràng việc đánh giá lại phức tạp khả thích nghi thành phần hữu sinh đa dạng loài hệ sinh thái khác biệt phản hồi cấu trúc chức thành phần hữu sinh 21-Mar-12 ThS Nguyễn Thị Thu Hiền 4.1 TỔNG QUAN VỀ ĐỘC CHẤT TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC Những khác biệt nhỏ môi trường vật lý hóa học cấu tạo loài gây khác biệt lớn độc tính hoá chất dẫn đến tác động khác hệ sinh thái điều kiện cụ thể vùng cụ thể phải xác định việc đánh giá độ nguy hiểm tiềm tàng độc chất Cần lưu ý: hệ sinh thái nước trở thành nơi tiếp nhận nhiều loại hóa chất khác mà loài sinh vật sống môi trường chắn sống ngập nước suốt đời chúng 21-Mar-12 ThS Nguyễn Thị Thu Hiền 4.1 TỔNG QUAN VỀ ĐỘC CHẤT TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC Các loại độc chất môi trường nước? Chất hữu dễ bị phân hủy sinh học chất tiêu thụ oxygen: Các tác nhân gây bệnh Chất dinh dưỡng thực vật Các chất hoá học hữu tổng hợp ‟ bền vững Các chất hóa học vô khoáng chất Chất phóng xạ 21-Mar-12 ThS Nguyễn Thị Thu Hiền 10 4.4 Độc chất môi trường nước sông o Thuốc trừ sâu hấp thụ nhanh chóng vào thể người qua niêm mạc tiêu hóa, hô hấp da, xâm nhập hệ thống tim mạch quan khác o Một số hợp chất chuyển hóa thành hợp chất khác độc hơn, ví dụ parathion vào thể bị oxy hóa gan tạo thành paraoxon có độc tính gấp 1000 lần parathion o Thuốc trừ sâu gây nguyhiểm cá động vật khác phun thuốc 21-Mar-12 ThS Nguyễn Thị Thu Hiền 89 4.4 Độc chất môi trường nước sông Aldrin Dieldrin: có độc tính cao, gây ngộ độc người tiếp xúc , công hệ thần kinh trung ương gan tiếp xúc lâu dài gây khối u gan TCVN 6774-2000: < 0,008 mg/l Chlordane: khó phân hủy, tiếp xúc lâu dài làm tổn thương tạo khối u gan TCVN 6774-2000: 0,02 mg/l DDT: khó phân hủy, liều lượng thấp hấp thụ hoàn toàn theo đường tiêu hóa, hô hấp tích lũy mô sữa TCVN 6774-2000: < 0,004 mg/l TCVN 5942-1995: 0,01 mg/l (A) vaø (B) 21-Mar-12 ThS Nguyễn Thị Thu Hiền 90 4.4 Độc chất môi trường nước sông 2,4-D: thuốc diệt cỏ, có chu kỳ bán hủy nước vài tuần TCVN 6774-2000: 0,16 mg/l Lindane: thuốc trừ sâu, bền khó bị phân hủy liều cao tạo khối u gan „ TCVN 6774 ‟ 2000: 0,02 mg/l Hexachlorobenzen: thuốc diệt nấm, chúng có mặt thuốc trừ sâu dạng tạp chất trình sản xuất Rất dễ hấp thu vào thể có chu kỳ bán hủy trongnhiều năm 21-Mar-12 ThS Nguyễn Thị Thu Hiền 91 4.4 Độc chất môi trường nước sông Heptachlor: thuốc diệt côn trùng bị cấm sử dụng nhiều nước chuyển thành heptachlor epoxide khó phân hủy Khi tiếp xúc lâu dài hệ thần kinh trung ương gan bị tổn thương TCVN 6774-2000: < 0,06 mg/l Pentachlorophenol: chất bảo quản gỗ, tiếp xúc nồng độ cao làm giảm tốc độ sinh trưởng, giảm mức sản xuất hormon 21-Mar-12 ThS Nguyễn Thị Thu Hiền 92 4.4 Độc chất môi trường nước sông Chất phóng xạ: Trong môi trường tồn lượng phóng xạ tự nhiên hoạt động người vụ phun trào núi lửa khai thác mỏ Phương thức xâm nhập chất phóng xạ vào thể người chủ yếu qua nước: chất phóng xạ (đất, khí quyển) nước (ngầm, mặt) dạng huyền phù hòa tan lắng thực vật hấp thụ tích tụ sinh học tham gia vào chuỗi thực phẩm gây độc cho người Chất phóng xạ gây chết người phá vỡ cấu trúc tế bào, nhiễm sắc thể ảnh hưởng đến di truyền, gây ung thư, hư hại phôi thai 21-Mar-12 ThS Nguyễn Thị Thu Hiền 93 4.5 Độc chất môi trường nước hồ „ - Gồm độc chất nước sông „ - Đặc biệt có tượng phú dưỡng hoá: tượng tăng chủ yếu hàm lượng nitơ, phospho tăng trưởng thực vật bậc thấp (rong, tảo) thực vật cấp cao „ (nhóm SV trình bày kỹ vấn đề này) 21-Mar-12 ThS Nguyễn Thị Thu Hiền 94 4.6 Độc chất môi trường nước biển pH: bất sứ thay đổi pH làm thay đổi hệ đệm ảnh hưởng đến sinh vật biển TCVN 5943-1995: pH = 6,5 ‟ 8,5 (tiêu chuẩn chất lượng nước biển ven bờ) Dầu: - Nguồn: dohoạt động khai thác giếng dầu, cố xảy chuyên chở, bốc xếp - Dầu không tan nước mặn, chúng đựơc hấp thụ đất sét, chất lơ lửng lắng xuống đáy - Trong thành phần dầu hydrocarbon có phenol, sulfur nhiều chất độc cho sinh vật biển - Khi tiếp xúc với dầu sinh vật biển bị tổn thương, giảm số loài, dầu nặng còThS n gâNguyễn y cảnThịtrở hấp 21-Mar-12 95 Thuhô Hiền 4.6 Độc chất môi trường nước biển Chất gây thối: tạo mùi khó chịu cho cá loài sinh vật khác Chất dinh dưỡng: - Nguồn: phù sa từ dòng sông trôi biển xây đập ngăn dòng sông, hoạt động nhà máy nằm ven bờ biển… - Trong điều kiện cân bằng, tăng nồng độ chất dinh dưỡng nhiều loài phát triển Tuy nhiên với lượng thải ạt chất dinh dưỡng hệ sinh thái biển bị phá hủy cân làm giảm suất sinh học thay đổi phân bố loài ta mong nuốn 21-Mar-12 ThS Nguyễn Thị Thu Hiền 96 4.6 Độc chất môi trường nước biển „ Ví dụ: „ Biển Địa Trung Hải Biển Đen nơi tiếp nhận nước thải từ sông chảy vào chất dinh dưỡng làm phát triển mạnh thực vật xác chết thực vật lắng dần xuống đáy tích tụ lại thiếu oxy cần thiết để thực trình phân giải chất hữu làm ô nhiễm trầm trọng môi trường biển 21-Mar-12 ThS Nguyễn Thị Thu Hiền 97 4.6 Độc chất môi trường nước biển Chất gây độc: Danh mục đen: gồm chất hữu chứa halogen, phospho, thiếc, chì, hợp chất Cd, hóa chất tổng hợp không bị phân hủy, chất đồng vị phóng xạ Danh mục xám: gồm chất độc kẽm, arsenic, antimon … việc thải chất môi trường không hoàn toàn bị cấm với lượng nhỏ cho phép Ngoài có nhiều độc chất đựơc sử dụng trình thăm dò khai thác dầu khí, mỏ… 21-Mar-12 ThS Nguyễn Thị Thu Hiền 98 4.6 Độc chất môi trường nước biển Dung dịch khoan: - Được thải trình thăm dò khoan dầu - Thành phần dd khoan phong phú đa dạng, gồm muối vô cơ, chất hoạt động bề mặt, chất chống ăn mòn, cấht diệt khuẩn số phụ gia đặc biệt cho thêm vào trình khoan - Còn có kim loại nặng với dd khoan mùn khoan Hg, Cr, Zn, Cu, Pb Ni - Nước vỉa có hàm lượng kim loại thấp so với chất thải trình khoan 21-Mar-12 ThS Nguyễn Thị Thu Hiền 99 4.6 Độc chất môi trường nước biển Nước thải khai thác: Thành phần nước thải trình khai thác dầu khí bao gồm: muối hòa tan,hydrocarbon hòa tan hay keo tụ, chất hữu hòa tan, vết kim loại, phụ gia trình xử lý khai thác, chất rắn lơ lửng khía cạnh môi trường người ta quan tâm nhiều đến tổng số dầu từ hydrocarbon thành phần hợp chất hữu thải biển, đặc biệt thành phần hydrocarbon thơm 21-Mar-12 ThS Nguyễn Thị Thu Hiền 100 4.6 Độc chất môi trường nước biển Chất hoạt động bề mặt: - Bao gồm chất đựơc sử dụng làm phụ gia dung dịch khoan như: fero-crom, crom, Na, Ca, lignosulfonate, sulfonate ligniter sulfo ‟ methylate tanin vaø natri asphlt sulfonate - Chất hoạt động bề mặt đựơc sử dụng rộng rãi để làm mùn khoan, chất tẩy mỡ, chất ức chế ăn mòn làm gỉ sét 21-Mar-12 ThS Nguyễn Thị Thu Hiền 101 4.6 Độc chất môi trường nước biển Chất diệt khuẩn: - Gồm: aliphatic dialdehyte, muối amon bậc 4, phenol oxyalkylate diamin béo hay isotiazoline, natri hypochlorite (được sử dụng nhiều nhất) - Carbamat thiocarbamat không khuyến khích sử dụng - Pentachlorophenate dichlorophenol bị cấm sử dụng 21-Mar-12 ThS Nguyễn Thị Thu Hiền 102 4.6 Độc chất môi trường nước biển Thủy ngân môi trường biển: - Thuỷ ngân tích tụ cá biển loài chim ăn cá động vật có vú - Trong loài cá biển, cá thể to già hàm lượng thủy ngân thể chúng lớn - Trong số loài cá, phần nhỏ toàn thủy ngân tích tụ diện dạng gây độc methyl thủy ngân phản ứng demethyl thích nghi quan trọng cá nhằm làm giảm độc tính thủy ngân chúng methyl thủy ngân dạng Hg đựơc hấp thụ từ nước biển - TCVN 5943-1995: < 0,005 mg/l (chất lựơng nước biển sử dụng làm bãi tắm nuôi trồng thủy sản) 21-Mar-12 ThS Nguyễn Thị Thu Hiền 103 ... OH-) - TCVN 5 942 -1 995: pH = ‟ 8,5 (loại A - nước sinh hoạt) 5,5 ‟ (loại B - nước sử dụng cho mục đích khaùc) - TCVN 67 7 4- 2000: pH = 6,5 ‟ 8,5 21-Mar-12 ThS Nguyễn Thị Thu Hiền 50 4. 4 Độc chất môi. .. chống chịu chúng độc chất 21-Mar-12 ThS Nguyễn Thị Thu Hiền 44 4. 4 Độc chất môi trường nước sông Con người khai thác dòng sông phục vụ cho mục đích gì? - Lấy nước - Sản xuất thủy điện - Phương tiện... tích tụ sinh học, hoàn nguyên chu trình sinh địa hóa) 21-Mar-12 ThS Nguyễn Thị Thu Hiền 4. 1 TỔNG QUAN VỀ ĐỘC CHẤT TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC „ Độc chất học môi trường nước gì? Độc chất học môi trường