Bài giảng độc học môi trường

Chuyên đề ĐỘC HỌC MÔI TRƯỜNG Giảng viên: TS Nguyễn Thị Thanh Kiều Nội dung Đại cương “độc học sinh thái” Nguyên lý hoạt động chất ô nhiễm Các chất ô nhiễm Đường hoạt động chất ô nhiễm hệ sinh thái Tích tụ sinh học khuếch đại sinh học chuỗi dinh dưỡng Giải trừ độc chất Đánh giá rủi ro Bài 1: Giới thiệu Ecotoxicology ECO=oikos=house, environment TOXICO=poison LOGY=logos=science Khoa học đánh giá, giám sát nghiên cứu dự báo đường chất độc môi trường & ảnh hưởng lên hệ sinh vật p dụng kiến thức sinh thái học với kiến thức lý thuyết thực hành độc học nhằm nghiên cứu ảnh hưởng độc hại hóa chất lên hệ sinh thái Sơ lược ĐỘC CHẤT HỌC Độc chất học ngành khoa học liên quan đến chất độc, chất độc lại định nghĩa chất gây ảnh hưởng nguy hiểm sinh vật sống Độc chất học bao gồm việc nghiên cứu ảnh hưởng nguy hiểm gây tượng vật lý chẳng hạn tia xạ, tiếng ồn Tuy nhiên thực tế, hữu nhiều phức tạp so với định nghĩa đơn giản việc chẩn đóan thành tố chất độc lẫn việc đo đạc ảnh hưởng độc Có nhiều đường chuyển hóa, tác dụng khử độc gây độc Độc chất học ứng dụng ▪ Độc chất học lâm sàng việc chẩn đóan điều trị độc chất người ▪ Độc chất học thú y việc chẩn đóan điều trị độc chất lịai vật đặc biệt vật nuôi vật làm bạn với người, không bao gồm động vật hoang dã Những điều quan tâm quan trọng khác độc chất học thú y khả truyền chất độc cho người qua thịt, cá, sữa thực phẩm khác từ chăm sóc thí nghiệm động vật ▪ Độc chất học pháp y liên quan đến phương diện y học pháp lý ▪ Độc chất học môi trường liên quan đến việc di chuyển chất độc chất chuyển hóa chúng, phân hủy sản phẩm môi trường chuỗi thực phẩm với ảnh hưởng chất nhiễm cá thể quần thể Bởi lượng lớn hóa chất cơng nghiệp khả tiếp xúc, khe hở luật lệ nhà nước nên lĩnh vực lĩnh vực có xu hướng phát triển ▪ Độc chất học công nghiệp lĩnh vực đặc biệt độc chất học môi trường liên quan đến môi trường cơng nghiệp đóng góp phần đáng kể vào vấn đề vệ sinh cơng nghiệp Tóm lược lịch sử Độc chất học - Cổ thư Ai Cập, Ebert, viết từ 1500 BC đề cập đến thuốc Ai Cập, tác phẩm y học tồn Hippocrate, Aristotle, Theophrastus ấn hành giai đoạn 400 – 250 BC lưu ý đến số chất độc Nhà thơ Hy Lạp Nicander tác phẩm thơ có nói đến chất độc động vật thuốc giải độc Ngòai cịn có cơng trình phân loại thực vật ảnh hưởng độc hay điều trị chúng - Những tiến nghiên cứu y học độc chất xảy vào thời điểm AD 131-200 Paracelsus (1043- 1541) Paracelsus người đặt móng cho độc chất học môi trường - Một số phát triển quan trọng kỷ 18 Quyển sách tiếng Diseases of Workers Ramaazini năm 1700 khiến ông nhìn nhận cha đẻ y học cơng nghiệp Ngịai cịn nghiên cứu khác khói nhà máy gây bệnh ung thư… Berbardino Ramazzini (1633-1714) Sự cải thiện phát thải khí tiến đến vận hành động (tỷ lệ khí-nhiên liệu, thời gian đánh lửa thiết kế xylanh) Hộp đựng khoan quay tay làm giảm cách tái chế khí thơng qua hệ thống chế hịa khí Cuối cùng, thất bay từ chế hịa khí bình nhiên liệu làm giảm nhờ cải thiện thiết kế Nói chung, năm gần việc kiểm sốt phóng thích chất nhiễm động đốt cải thiện đáng kể hiệu Tuy nhiên, với việc gia tăng sử dụng phương tiện động cơ, chúng số nguồn nhiễm khí Phạm vi mà cải thiện thực thay đổi mạnh từ quốc gia đến quốc gia khác Các tiêu chuẩn vận hành Tây Âu, Bắc Mỹ Úc thường khơng phát thấy phần cịn lại giới Ngồi ra, người ta có mối quan tâm việc phóng thích hạt từ động diesel Sự ô nhiễm không khí phát sinh việc sử dụng thuốc trừ sâu Việc sử dụng thuốc trừ sâu dạng xịt hay bụi phương thức không hiệu Một tỷ lệ đáng kể thuốc trừ sâu sử dụng không đến trồng hay bề mặt đất Các giọt phun, hạt bụi với thuốc trừ sâu bám theo thuốc trừ sâu dạng khí di chuyển vào khơng khí Đây vấn đề đặc biệt khó khăn mà thuốc trừ sâu sử dụng khơng Các nhân tố khí hậu ảnh hưởng đến phạm vi mà thuốc trừ sâu gây nhiễm cho khí Gió bên cạnh mạnh có khuynh hướng làm chúng di chuyển khỏi vị trí vị trí sử dụng ban đầu, với rủi ro vùng bên cạnh nằm hướng gió bị ô nhiễm Sự bay nhanh mà nhiệt độ khơng khí cao Do vậy, thuốc trừ sâu cho thấy khuynh hướng bay vào khơng khí điều kiện nhiệt đới so với điều kiện ôn đới Điều cần lưu ý đầu cố gắng ngoại suy từ nghiên cứu đồng thực khu vực ơn đới dự đốn đường thuốc trừ sâu điều kiện nhiệt đới Một nhân tố quan trọng khác kích thước giọt Các giọt nhỏ sản sinh suốt q trình phun xịt với thể tích thấp rơi xuống đất chậm so với giọt lớn tốc độ lắng thấp chúng có khả di chuyển khoảng cách xa trước chạm xuống đất Nói chung, nhân tố mơi trường tốc độ gió, nhiệt độ độ ẩm cần quan tâm thực việc phun xịt để làm tăng đến mức tối đa lượng thuốc trừ sâu đến mục tiêu giảm đến mức tối thiểu nhiễm khơng khí Sự nhiễm hóa chất phóng xạ khơng khí nổ thiết bị nguyên tử hay mặt đất vấn đề nhiều năm kể từ sau chiến cuối Tuy nhiên, nhờ vào đồng thuận quốc tế, viễn cảnh khơng cịn tái diễn nữa, cịn mối quan tâm phóng thích vơ ý từ sở nhà máy điện trạm nghiêm cứu nguyên tử có sử dụng vật liệu hạt nhân Tính chất nghiêm trọng vấn đề minh chứng rõ ràng tai nạn Chernobyl vào năm 1986 Ukaine, lò phản ứng hạt nhân bốc cháy gây nhiễm khơng khí lan rộng nuclide phóng xạ Một nửa hàm lượng lị phản ứng bị phát tán Một nhóm chất ô nhiễm không khí quan trọng hydrocarbon bị halogen hóa có lượng phân tử thấp, chlorofluorohydrocarbon (CFC), chất sử dụng chất nổ tủ lạnh hợp chất bị chlorine hóa (như CH2Cl2), chất sử dụng để làm khô Các chất bay vào khơng khí suốt q trình sử dụng bình thường sau thải bỏ rác thải Một vấn đề với CFC chúng đến tầng khí bên nơi chúng gây tổn hại đến lớp ozone (tầng ozone) Nhiều chất ô nhiễm tìm thấy khơng khí tồn dạng chất phóng thích từ mặt đất nước mặt Tuy nhiên, có vài chất nhiễm sinh phản ứng hóa học bên khí Điều xảy trường hợp sương mù hóa học, vấn đề Los Angeles thành phố khác nơi có nhiều phương tiện xạ mặt trời cao Dưới điều kiện này, khơng có gió, nitrogen dioxide hợp chất hữu phóng thích khỏi ống xả xe với oxygen tham gia vào loạt phản ứng phức tạp Các sản phẩm bao gồm ozone hợp chất hữu peroxyacetyl nitrate (chất gây kích thích mắt) Kiểm sốt phóng thích chất nhiễm Các văn pháp luật đưa nhằm mục đích kiểm sốt nhiễm tập trung vào hàm lượng chất nhiễm xâm nhập vào mơi trường tỷ lệ mà chúng phóng thích Đối với chất nhiễm chính, đồng thuận quốc tế cần thiết để kiểm soát đầu vào Trong trường hợp carbon dioxide, Hội nghị Liên Hiệp Quốc Môi trường Phát triển Rio de Janeiro vào tháng năm 1992 đề nghị giảm phát thải carbon dioxide đến mức năm 1990 năm 2000 Thậm chí mục tiêu khiêm tốn không hỗ trợ nhiều quốc gia, bao gồm Hoa Kỳ, quốc gia sản sinh khí CO2 nhiều Một hội nghị gần Kyoto, Nhật Bản, vào năm 1997 đề nghị giảm 8% từ mức năm 1990 sáu khí nhà kính trước năm 2012 Mặc dù mục tiêu rõ ràng đưa Liên hiệp châu Âu, đồng thuận không phê duyệt Hoa Kỳ Với tiếp cận thận trọng Hoa Kỳ chống đối quốc gia sản xuất dầu, kết khơng chắn Sự đồng thuận nhiều đạt với CFC, với nước cơng nghiệp hóa đồng ý loại bỏ từ từ năm 2000 (thời gian 10 năm cho phép nước phát triển) Sau đó, thời điểm tiến đến năm 1996 Ở châu Âu, Hội đồng kinh tế châu Âu (EEC) hành động việc thương thảo làm giảm SO2 NOx để hạn chế tác động mưa acid Hàm lượng chất nhiễm dạng khí phóng thích tồn cầu hàng năm (tấn)* Nguồn người CO2 SOx NOx CFCs Nguồn tự nhiên 6.000.000.000 100.000.000.000 100.000.000 50.000.000 68.000.000 20.000.000 1.100.000 Ở thử nghiệm độc học hóa chất cơng nghiệp mới, quy trình thử nghiệm bị ảnh hưởng hàm lượng hóa chất sản năm, điều đưa vài thị mức độ có vấn đề nhiễm có Dưới điều chỉnh Ủy ban châu Âu, sản sinh mức thấp, cần loạt xét nghiệm Tuy nhiên, sản sinh vượt ngưỡng, cần xét nghiệm thêm Kiến thức tỷ lệ kiểu phóng thích chất nhiễm cần thiết mơ hình hóa đường chất ô nhiễm môi trường Tóm tắt Các đường mà chất nhiễm xâm nhập vào nước mặt khí nhận dạng Sự khác biệt đưa phóng thích cố ý, phóng thích điều chỉnh (như sử dụng biocide để kiểm soát sinh vật gây hại vector bệnh) phóng thích tai nạn (như tai nạn hạt nhân, đắm tàu cháy) Một vài chất nhiễm phóng thích q trình tự nhiên thêm vào hoạt động người, làm khó xác định nguồn gây nhiễm Các ví dụ bao gồm phóng thích kim loại phong hóa đá sản sinh SO2, CO2 hydrocarbon vòng thơm kết hoạt động núi lửa với cháy rừng Sự điều hòa ô nhiễm luật pháp tùy thuộc vào xác định lượng chất nhiễm phóng thích vào mơi trường tỷ lệ mà phóng thích xảy đường chuyên biệt Do tỷ lệ phóng thích cho phép xác định hóa chất nước cống nước thải nhà máy sau xử lý hay ống xả xe Tỷ lệ sử dụng cho phép xác định thuốc trừ sâu sử dụng nơng nghiệp Sự phóng thích chất nhiễm CO2 CFC vào khí vấn đề quan tâm quốc tế có nỗ lực nhằm xác định tỷ lệ phóng thích cho phép quốc gia thời gian dài ... thái học với kiến thức lý thuyết thực hành độc học nhằm nghiên cứu ảnh hưởng độc hại hóa chất lên hệ sinh thái Sơ lược ĐỘC CHẤT HỌC Độc chất học ngành khoa học liên quan đến chất độc, chất độc. .. chất độc lẫn việc đo đạc ảnh hưởng độc Có nhiều đường chuyển hóa, tác dụng khử độc gây độc Độc chất học ứng dụng ▪ Độc chất học lâm sàng việc chẩn đóan điều trị độc chất người ▪ Độc chất học. .. động vật ▪ Độc chất học pháp y liên quan đến phương diện y học pháp lý ▪ Độc chất học môi trường liên quan đến việc di chuyển chất độc chất chuyển hóa chúng, phân hủy sản phẩm môi trường chuỗi