Chương 3 ĐỘC CHẤT HÓA HỌC VÀ PHÓNG XẠ
3.1.3 Các hợp chất hữu cơ tổng hợp gốc Clo Các dung mô
Các dung môi
Ví dụ: Điclometan (CH2Cl2), clorofom (CHCl3), tetraclorua cacbon (CCl4), tetraclo- etilen (CCl2=CCl2), tricloetilen (CCl2=CHCl)
Cơ chế gây độc
Các dung môi khi đi vào cơ thể (qua miệng hoặc hít thở) sẽ bị oxi hóa hoặc trao đổi chất với citocrom P-45 trong tế bào gan/ thận, phá hủy chức năng hoạt hóa của citocrom P-45 hoặc tạo ra các photgen, chất này sẽ liên kết cộng hóa trị vào các enzim, protein chứa nhóm SH dẫn đến gây độc cho tế bào ® ung thư một số bộ phận như gan, thận, phổi.
Các chất sử dụng công nghiệp
Các đơn phân: vinyl clorua (CH2=CHCl), vinyliđen điclorua (CH2=CCl2), clopren (CH2=CCl–CH=CH2). Chất dẻo hoá, chất lỏng làm lạnh, phụ gia dầu biến thế, dầu thuỷ lực: policlo- biphenyl (PCB)
Hợp chất PCB
Policlobiphenyl là tên gọi chung của 209 hợp chất được tạo thành khi thay thế từ 1
¸ 10 nguyên tử hiđro trong phân tử biphenyl bằng các nguyên tử clo. Công thức tổng quát của PCB là C12H10-(x+y)Clx+y, với x và y lần lượt là số nguyên tử clo của từng vòng benzen (1 £ x + y £ 10).
Ở trạng thái nguyên chất, hầu hết PCB đều ở dạng tinh thể, không mùi, không vị và không màu. Trên thị trường, các sản phẩm thương mại của PCB đều là những hỗn hợp gồm nhiều PCB đơn chất. Những sản phẩm thương mại này ở trạng thái lỏng, dạng sệt, màu sắc của chúng có thể thay đổi từ trong suốt đến vàng nhạt. PCB có hàm lượng clo càng cao thì độ sệt càng cao và màu càng đậm. Ở nhiệtđộ thấp, PCB không kết tinh mà đóng rắn thành nhựa.
PCB là thành phần của dầu cách điện trong biến thế, tụ diện; dầu ép thuỷ lực; chất truyền nhiệt trung gian (đốt nóng và làm lạnh), phụ gia dầu bôi trơn, chất dẻo hoá polime, chất phụ gia cho sơn, mực in.
hiđrocacbon. Trong đất và nước, PCB có thể đi vào chuỗi thức ăn và vào cơ thể người. PCB không tan trong nước nhưng có thể bốc hơi vào không khí và theo đường hô hấp vào cơ thể người. PCB thuộc vào các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân huỷ (thời gian bán huỷ của PCB trong đất, trầm tích, nước mặt khoảng 6 năm).
PCB có khả năng gây ung thư và hàng loạt ảnh hưởng khác ở sinh vật bao gồm ảnh hưởng đến hệ miễn dịch, hệ thần kinh, hệ nội tiết, hệ sinh dục, da, tim mạch.
- Ung thư. PCB được xếp vào nhóm 2A các chất có khảnăng gây ung thư. Các bằng chứng gây ung thư trên động vậtđã đủ (ung thư gan ở chuộtăn thức ăn chứa PCB). Đối với người, thông qua nghiên cứu của dịch tễ học được thực hiện với các công nhân làm việc trong môi trường có PCB có các tế bào ung thư và khối u ác tính.
- Áp chế miễn dịch. PCB gây ảnh hưởng miễn dịch làm teo các cơ quan limpho và làm giảm lượng bạch cầu máu. Kết quả thu được cho thấy có ảnh hưởng nghiêm trọng đến hệ miễn dịch bao gồm sự suy giảm đáng kể tuyến ức, tuyến đặc trưng cho hệ miễn dịchở khỉ con.
- Hệ thần kinh. Ảnh hưởng của PCB lên hệ thần kinh đã được nghiên cứu ở khỉ và các động vật khác. Khỉ mới sinh có dấu hiệu giảm sút về sự phát triển thần kinh bao gồm giảm thị giác, trí nhớ kém. Trẻ em bú sữa mẹ nhiễm PCB cũng thấy xuất hiện các dấu hiệunhưở khỉ.
- Hệ nội tiết. Làm tăng kích thước và cản trở sự hoạt động bình thường của tuyến nội tiết, như làm giảm lượng các homon tuyến giáp ở cả động vật và người, ảnh hưởng đến sự trưởng thành và phát triển củacơ thể.
- Hệ sinh dục. Ảnh hưởng của PCB đến hệ sinh dục và sinh sản đã được nghiên cứu trên chuột, thỏ, khỉ Rhesus. Kết quả quan trọng thu được là ở khỉ gồm làm giảm trọng lượng khỉsơ sinh, tỉ lệ thụ thai, tỉ lệ sống sót sau khi sinh ở khỉ, giảm lượng tinh trùng ở chuột. Các ảnh hưởng sinh sản cũng được nghiên cứu ở người. Các công nhân tiếp xúc với PCB có các dấu hiệu ảnh hưởng rõ rệt như giảm trọng lượng trẻ sơ sinh, giảm đáng kế thời gian mang thai (đẻ non) với sựtăng nhiễm PCB.
Thuốc bảo vệ thực vật gốc Clo
- Thuốc trừ sâu
· DDT (Dichloro - diphenyl-trichloroethane = C14H9Cl5)
· HCH (Hexacloxiclohexan = C6H6Cl6): linđan, anđrin, Enđosunfan ,… - Thuốc trừ cỏ
- Cơ chế gây độc
Các thuốc trừ sâu cơ clo là những chất độc thần kinh theo cơ chế điều hoà kênh ion và không phải là những chất ức chế cholinesteraza.
Sự vận chuyển ion là trung tâm của sự truyền xung thần kinh cả dọc theo giây thần kinh trục và ở khớp thần kinh, và rất nhiều chất độc thần kinh thể hiện các ảnh hưởng của mình do cản trở sự vận chuyển bình thường các ion này. Thế tác dụng của dây thần hình trục được duy trì bởi nồng độ cao của natri ở bên ngoài so với nồng độ thấp ở bên trong tế bào. Các chất vận chuyển natri hoạtđộng (các Na+ K+ ATPaza) vận chuyển natri ra ngoài tế bào thiết lập lên thế tác dụng này. Một tác động của thuốc trừ sâu DDT gây ra độc tính cấp của nó là ức chế các Na+ K+ ATPaza dẫnđến làm mất khả năng thiết lập thế tác dụng. Các thuốc trừ sâu pirethroit cũng thể hiện tính độc thần kinh theo cơ chế này. DDT cũng ức chế các Ca2+ Mg2+ ATPaza là những chất vận chuyển ion quan trọng để làm phân cực hoá lại thần kinh và làm dừng sự truyền xung qua các khớp.
Đioxin và furan
Trong quá trình sản xuất thuốc trừ cỏ phenoxi, PCB; đốt cháy các chất, đặc biệt là PVC và dầu biến thế, ngoài sản phẩm chính còn phát sinh những chất khác có tính độc cũng rất cao như Đioxin và Furan. Ngoài ra, Đioxin và Furan còn dùng trong chiến tranh (chất độc màu da cam).
Đioxin và furan là tên gọi tắt của policlođibenzo-p-đioxin (kí hiệu PCDD) và policlođibenzofuran (kí hiệu PCDF). PCDD hoặc PCDF được tạo thành khi thay thế từ 1 ¸ 8 nguyên tử hiđro trong phân tử đibenzo-p-đioxin hoặc đibenzofuran bằng các nguyên tử clo. Công thức tổng quát của PCDD là C12H8-(x+y)Clx+yO2 và của PCDF là C12H8-(x+y)Clx+yO, với x và y là số nguyên tử clo của từng vòng benzen 1 £ x + y £ 8).
Trong không khí: đioxin bám vào các hạt bụi, tồn tại dưới dạng sol khí, từ đó phát tán đi mọinơi.
Trong nước: đioxin ở dạng hấp phụ nằm ở cặn đáy và trên các hạt huyền phù lơ lửng, lắngđọng xuống đáy hoặc phát tán đi các nơi theo dòng chảy.
Trong đất: do cấu trúc electron của đioxin có đồng thời các trung tâm cho (mật độ electron cực đại đặc trưng cho n-orbital) và nhận (mật độ electron cực tiểu đặc trưng cho p-orbital), đioxin có thể tham gia vào các tương tác n-p và p-p, nên dễ dàng kết hợp với các hợp chất hữu cơ trong đất, đặc biệt là các polime sinh học như axit humic hoặc tồn tại dưới dạng phức phân tử với các chất tan trong nước, di chuyển theo dòng nước.
Đioxin nhập vào cơ thế người chủ yếu là qua con đường ăn uống (tới 98%) bởi những thực phẩm nhiễm độc đioxin, qua đường hô hấp (2%). Đioxin là loại hợp chất ưa mỡ, khi xâm nhập vào cơ thể chúng tích luỹ chủ yếu trong mô mỡ.
Đioxin có độc tính cao và được xem là chất độc mẹ, tác động của đioxin diễn ra ở cấp độ tế bào, gen. Sự nguy hiểm củađioxin không chỉ ở liều tiếp xúc rất nhỏ mà tai hại hơn là ảnh hưởng có thể kéo dài từ thế hệ này sang thế hệ khác.
PCDD/PCDF có thể gây ung thư và hàng loạt ảnh hưởng khác ở sinh vật bao gồm ảnh hưởng đến hệ miễn dịch, hệ sinh dục và sinh sản, hệ nội tiết, hệ thần kinh, tim mạch, da, gan, máu.