Tiến trình đánh giá rủi ro sức khỏe

1. Nhận biết mối nguy hại:

Thu thập dữ liệu và định lƣợng:

 Tập hợp và phân tích dữ liệu theo từng vấn đề  Xác định sự ô nhiễm tiềm tàng dựa trên:

+ Đặc tính độc hại

+ Số lƣớng hiện diện tại nơi xem xét

+ Đƣờng dẫn và các con đƣờng phơi nhiễm + Các chỉ thị hóa học

2. Đánh giá phơi nhiễm:

 Phân tích các tuyến phát thải

 Nhận dạng và mô tả đặc điểm ngƣời nhận có khả năng

 Xác định sự di chuyển và các con đƣờng phơi nhiễm

 Đánh giá mức độ phơi nhiễm sau này cho các tuyến phơi nhiễm đáng chú ý

 Tính tốn liều lƣợng ô nhiễm cho tất cả các đƣờng dẫn

3. Đánh giá độc tính:

 Nhận diện tất cả các định tính và định lƣợng độc chất sơ lƣợc qua các chỉ thị hóa học

 Định lƣợng nguy hại của sự phơi nhiễm

 Nhận diện các nguồn không chắc chắn

 Định lƣợng mức độc hại qua các bằng chứng rõ ràng

 Xác định giá trị độc tính rõ ràng với các chỉ thị hóa học

4. Mơ tả rủi ro:

 Định lƣợng không chắc chắn  Tổng kết các thông tin rủi ro Đánh giá khả năng gây nguy hại sức khỏe con ngƣời dựa trên:

 Rủi ro ung thƣ

 Rủi ro không gây ung thƣ

1.7.1. Các tuyến phơi nhiễm chất độc đối với con người

1.7.1.1. Đánh giá liều lượng tuyến phơi nhiễm có thể tiếp nhận qua đường hơ hấp

Đánh giá liều lƣợng tuyến phơi nhiễm có thể tiếp nhận qua đƣờng hô hấp đƣợc đánh giá dựa vào thời gian phơi nhiễm, tốc độ hít vào của chất phơi nhiễm, nồng độ chất ơ nhiễm trong khơng khí hít vào và lƣợng chất đƣợc lƣu giữ lại trong phổi. Tất cả đƣợc cụ thể hóa trong mối quan hệ sau:

 Mức độ phơi nhiễm qua đƣờng hô hấp (mg/kg.ngày) DIHô hấp = BW CF RR GLC  (1.1)

Trong đó: + GLC: nồng độ chất trong khơng khí vùng hít thở (µg/m3) + RR: nhịp thở (m3

/ ngày)

+ CF: hệ số chuyển đổi (1 mg/1000 µg = 1,0E-03 mg/µg ) + BW: Trọng lƣợng cơ thể (kg)

1.7.1.2. Đánh giá liều lượng tuyến phơi nhiễm có thể tiếp nhận qua đường tiêu hóa

Phơi nhiễm qua đƣờng tiêu hóa là một hàm của nồng độ chất ơ nhiễm trong q trình ăn uống (đất, nƣớc, thực phẩm dinh dƣỡng nhƣ hoa màu, thịt bị…), sự hấp thụ chất rắn hay cặn bã ơ nhiễm trong dạ dày đƣợc đánh giá nhƣ sau:

 Mức độ phơi nhiễm với nƣớc qua đƣờng tiêu hóa (mg/Kg.ngày) DINƣớc/Tiêu hóa = BW GI WIR CW  (1.2)  Mức độ phơi nhiễm với đất qua đƣờng tiêu hóa (mg/kg.ngày)

DIĐất/Tiêu hóa = BW GI SIR CS  (1.3)

 Mức độ phơi nhiễm với thức ăn qua đƣờng tiêu hóa (mg/kg.ngày) DIThức ăn/Tiêu hóa = BW GI FIR CD  (1.4) Trong đó: + CW: Nồng độ hóa chất trong nƣớc (mg/lít)

+ CS: Nồng độ hóa chất trong đất (mg/kg)

+ CD: Nồng độ hóa chất trong thức ăn thƣờng ngày (mg/kg); CD có thể tính thơng qua CT: Nồng độ hóa chất trong mơ, CT=BCF×F×CD (BCF là hệ số tích tụ sinh học đối với sinh khối (mg/kg)/(mg/kg thức ăn hàng ngày), F hệ số chuyển đổi hấp thụ

+ FIR: Tốc độ tiêu thụ thực phẩm (kg/ngày) + GI: Hệ số hấp thụ trong dạ dày

+ BW: Trọng lƣợng cơ thể (kg)

1.7.1.3. Đánh giá liều lượng tuyến phơi nhiễm có thể tiếp nhận qua da

Tuyến phơi nhiễm chủ yếu qua da có thể ảnh hƣởng đến quyết định quản lý rủi ro bao gồm sự phơi nhiễm với chất hút bám trong đất và sự hấp thụ qua da từ nƣớc ơ nhiễm. Nhìn chung, chất đi vào da đƣợc xác định bởi nồng độ hóa chất trung gian, diện tích bề mặt phơi nhiễm:

 Mức độ phơi nhiễm với đất qua da (mg/kg.ngày) DIĐất/da = BW CF UF CS SA SS    (1.5)  Mức độ phơi nhiễm với nƣớc qua da (mg/kg.ngày)

DINƣớc/da = BW UF CW SA WS   (1.6) Trong đó: + SS: Lƣợng bụi bẩn trên bề mặt da (mg/cm2

/ngày) + CS: Nồng độ hóa chất trong đất (mg/kg)

+ CF: Hệ số chuyển đổi (1,00E-06 kg/mg) + WS: Lƣợng nƣớc phơi nhiễm trên da (lít/cm2

/ngày) + CW: Nồng độ hóa chất trong nƣớc (mg/lít)

+ SA: Diện tích bề mặt da có thể phơi nhiễm (cm2

) + UF: Hệ số đất nền

1.7.2. Đánh giá độc tính

Chất độc gây ơ nhiễm mơi trƣờng có thể gây ra những vấn đề sức khỏe khi tác động vào các bộ phận của cơ thể con ngƣời. Thông thƣờng nhất chúng làm thay đổi các phản ứng hóa học trong các tế bào, những bộ phận cấu thành của cơ thể. Sự thay đổi đó có thể giết chết các tế bào, làm suy yếu cấu trúc của tế bào hoặc làm thay đổi hoạt động của tế bào. Kết quả có thể là phá hủy cơ quan nội tạng, gây khuyết tật bẩm sinh khi các tế bào của bào thai bị phá hủy. Nó cũng có thể gây ung thƣ khi mà các tế bào phát triển khơng kiểm sốt.

Đánh giá độc tính là xác định các thành phần độc chất và ảnh hƣởng lên sức khỏe. Đây là tiến trình đánh giá rủi ro sức khỏe con ngƣời dựa trên chất ô nhiễm môi trƣờng trở nên cần thiết để so sánh lƣợng hóa chất tiếp nhận trong cơ thể với liều lƣợng phơi nhiễm gây nên hiệu ứng đối với con ngƣời và động vật. Sự quyết định đặc tính rủi ro trong các độc chất sử dụng đƣợc quan niệm là lƣợng chất tiếp nhận hàng ngày có thể chấp nhận đƣợc (acceptable daily intake ADI) hoặc đƣợc gọi chung là liều lƣợng tham chiếu (RfD). RfD đƣợc tính từ hóa chất mà cơ quan tiếp nhận có thể phơi nhiễm hàng ngày trong suốt giai đoạn thời gian, thƣờng là giai đoạn sống- khơng bị ảnh hƣởng có hại. RfD đƣợc tính theo các cơng thức sau:

RfD = MF UF NOAEL  (1.7) Hoặc RfD = MF UF LOAEL NOAEL n i  1 ) ( (1.8)

Trong đó: + NOAEL: Mức ảnh hƣởng bất lợi không quan sát đƣợc (mg/kg.ngày); + LOAEL: Mức ảnh hƣởng bất lợi thấp nhất quan sát đƣợc (mg/kg.ngày);

+ UF: Hệ số không chắc chắn; + MF: Hệ số hiệu chỉnh.

1.7.3. Đặc tính rủi ro sức khỏe

1.7.3.1. Rủi ro sức khỏe của chất gây ung thư

Đối với các chất gây ung thƣ, nguy cơ mà mỗi cá nhân phát triển bệnh ung thƣ trong suốt thời gian phơi nhiễm cả đời đƣợc tính tốn bằng cách sử dụng lƣợng hấp thụ dự đốn (I) và thơng tin liều lƣợng - đáp ứng của hóa chất cụ thể. Đối với lƣợng hấp thụ thấp, giả định rằng mối quan hệ giữa liều lƣợng đáp ứng sẽ là tuyến tính. Nhƣ vậy, mức độ rủi ro gây ung thƣ đƣợc tính bằng cách sử dụng phƣơng trình (1.9)

Risk = CDI * SF (1.9)

Trong đó :

Risk : mức độ rủi ro gây ung thư;

CDI: (hay I) lượng chất hấp thụ (hít vào) đi vào cơ thể mỗi ngày của một người bị nhiễm độc mãn tính sống 70 năm (mg/kg.ngày);

SF: hệ số rủi ro gây ung thư (mg/kg.ngày)

Tuy nhiên, công thức này chỉ áp dụng cho mức độ rủi ro thấp (<0,01)

Đối với mức độ rủi ro cao, phƣơng trình (1.10) đƣợc sử dụng để đánh giá mức độ rủi ro gây ung thƣ.

Risk = 1 - Exp (-CDI * SF) (1.10)

Trong đó:

Risk : Mức độ rủi ro gây ung thư;

CDI: Lượng hấp thụ (hít vào) đi vào cơ thể mỗi ngày của một người bị nhiễm độc mãn tính sống trên 70 năm (mg/kg.ngày);

SF: Hệ số rủi ro gây ung thư (mg/kg.ngày)-1

Tổng rủi ro gây ung thƣ (riskT) đƣợc tính theo phƣơng trình (1.11)

n i

T i

Risk = Risk (1.11)

Trong đó:

1.7.3.2. Rủi ro sức khỏe của chất không gây ung thư

Không giống nhƣ các mức độ rủi ro gây ung thƣ, mức độ rủi ro không gây ung thƣ đƣợc đánh giá bằng cách so sánh nồng độ tiếp xúc trong một thời gian cụ thể với liều lƣợng tham chiếu (RfD) có nguồn gốc, thời gian tiếp xúc tƣơng tự. Tỷ lệ này đƣợc gọi là thƣơng số rủi ro của chất ảnh hƣởng không gây ung thƣ và đƣợc thể hiện trong phƣơng trình 1.12. Phƣơng trình 1.12 áp dụng cho chất lỏng và chất rắn.

E HQ =

RfD (1.12)

Trong đó:

HQ: Thương số rủi ro của chất ảnh hưởng không gây ung thư E : Mức độ phơi nhiễm ( I ) (mg/kg.ngày)

RfD: Liều lượng chất ô nhiễm đặc trưng tham chiếu (mg/kg.ngày) (áp dụng đối với chất lỏng và chất rắn)

Nếu là chất khí thì thƣơng số rủi ro của ảnh hƣởng khơng gây ung thƣ HQ đƣợc tính dựa vào phƣơng trình (1.13).

C HQ =

RfC (1.13)

Trong đó:

C: Nồng độ lớn nhất của chất ơ nhiễm trong khơng khí xung quanh (µg/m3

); RfC : Nồng độ ô nhiễm đặc trưng tham chiếu (µg/m3).

Chỉ số rủi ro của ảnh hƣởng không gây ung thƣ (HI) đƣợc tính theo phƣơng trình (1.14). n i i HI = HQ (1.14) Trong đó:

HI : Chỉ số rủi ro của chất ảnh hưởng không gây ung thư;

HQ : Thương số rủi ro của ảnh hưởng không gây ung thư của chất thứ i ( i từ 1 đến n).

CHƢƠNG 2

ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Đối tƣợng nghiên cứu

+ Đối tƣợng nghiên cứu:

- Phƣơng pháp phân tích hơi HCl và HNO3 trong khơng khí khu vực làm việc - Hơi HCl và HNO3 trong khơng khí mơi trƣờng làm việc

- Rủi ro sức khỏe của hơi HCl và HNO3 trong môi trƣờng làm việc đối với ngƣời lao động

+ Phạm vi nghiên cứu của luận văn đƣợc tiến hành quan trắc, phân tích và đánh giá rủi ro sức khỏe của hơi HCl và HNO3 ở 10 nhà máy có nguồn phát sinh hơi HCl và HNO3, gồm:

- 4 nhà máy mạ kẽm nhúng nóng. - 2 nhà máy mạ anốt.

- 4 nhà máy có sử dụng HCl và HNO3 trong quy trình sản xuất.

2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu

2.2.1. Phương pháp thu thập và tổng hợp tài liệu

Trong nghiên cứu đã thu thập và tổng hợp tài liệu liên quan đến các nội dung nghiên cứu về hơi HCl và HNO3 trong khơng khí mơi trƣờng làm việc; những tài liệu về ô nhiễm và khả năng gây hại của hơi axít HCl và HNO3 đến sức khỏe con ngƣời; đánh giá rủi ro của hơi axít HCl và HNO3 đối với con ngƣời và môi trƣờng.

2.2.2. Phương pháp lấy mẫu tại hiện trường

Để xác định HCl và HNO3 trong khơng khí, ngƣời ta thƣờng xác định thông qua các ion Cl- và NO3- trong việc lấy mẫu khơng khí mơi trƣờng làm việc. Phục vụ cho các mục tiêu trên, các nhà khoa học thƣờng sử dụng bơm lấy mẫu cá nhân. Tốc độ lấy mẫu phụ thuộc vào mục tiêu nghiên cứu; các bơm lấy mẫu có tốc độ lấy mẫu từ 0,01 đến 1,0 L/phút. Trong nghiên cứu này thực hiện lấy mẫu tiếp xúc cá nhân và mẫu môi trƣờng khơng khí nơi làm việc của ngƣời lao động.

2.2.3. Phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao

Phƣơng pháp HPLC với detector dẫn điện phù hợp cho việc xác định các ion Cl- và NO3- . Phƣơng pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao kết nối detectơ dẫn điện có độ nhạy cao với các ion Cl-

và NO3- . Dựa vào nguyên tắc này, trong nghiên cứu đã lựa chọn và sử dụng cột sắc ký lỏng hiệu năng cao làm theo cơ chế tách-trao đổi ion để tách các ion ra khỏi nhau trƣớc khi đi vào detector.

2.2.3.1. Pha tĩnh trong sắc ký lỏng trao đổi ion

Trong HPLC, pha tĩnh có thể là chất rắn, hoặc là chất lỏng gắn trên vật liệu rắn hoặc xốp tạo nên chất nhồi cột để tách hỗn hợp chất phân tích.Các chất nhồi cột có kích thƣớc hạt rất nhỏ từ 3 – 7 µm. Trong phƣơng pháp sắc ký lỏng trao đổi ion, pha tĩnh có bề mặt phân cực. Cơ chế chính tách chất ở trong cột sắc ký lỏng là trao đổi ion giữa những ion trong hỗn hợp mẫu (chất phân tích) và các ion đối (ion trao đổi) của pha tĩnh. Do vậy, ở đây tính chất cân bằng trao đổi ion là bản chất của quá trình tách và quyết định đến kết quả tách của cột sắc ký.

Pha tĩnh dùng trong phân tích HPLC cần thoả mãn những điều kiện cơ bản sau: + Phải trơ và bền vững với các điều kiện của mơi trƣờng sắc ký, khơng có các phản ứng hố học phụ với dung mơi rửa giải hay với chất phân tích để đảm bảo cơ chế tách theo đúng bản chất của pha tĩnh và không làm mất chất phân tích khi thực hiện q trình sắc ký trong cột tách.

+ Có khả năng tách chọn lọc một hỗn hợp chất tan nhất định trong những điều kiện sắc ký nhất định.

+ Tính chất bề mặt phải ổn định, đặc biệt là đặc trƣng độ xốp của nó và khơng

bị thay đổi hay biến dạng trong quá trình sắc ký, khơng bị phân rã dƣới áp suất cao của quá trình chạy sắc ký.

+ Cân bằng động học của quá trình tách sắc ký phải xẩy ra nhanh, thuận nghịch

và lặp lại tốt; hiệu quả quả tách cao, pic sắc ký cân đối.

+ Cỡ hạt phải tƣơng đối đồng nhất, nghĩa là đƣờng kính của các hạt lớn nhất so

với các hạt nhỏ nhất không chênh lệch nhau quá 10 %, và phải có trên 85 % số hạt phải nằm trong vùng kích thƣớc trung bình. Cột tách nhƣ vậy sẽ có hiệu quả tách cao (số đĩa Nef lớn).

2.2.3.2. Pha động trong sắc ký lỏng trao đổi ion

Trong sắc ký lỏng trao đổi ion, pha động là dung dịch nƣớc của các axít, hay bazơ, hoặc là dung dịch nƣớc của các muối kim loại kiềm, kiềm thổ, có chứa chất đệm pH, chất cho ion tạo cặp, chất tạo phức. Ví dụ để rửa giải các ion kim loại kiềm và kiềm thổ ra khỏi cột tách chứa pha tĩnh Dowex50-8, ngƣời ta dùng dung dịch nƣớc của NH4CH3COO nồng độ 1 M; và để rửa giải các ion Cu(II), Pb(II), Zn(II), Co(II), Ni(II) ngƣời ta dùng dung dịch axít HNO3 2,5 M. Dung dịch nƣớc của EDTA 0,04 M đến 0,1M có chứa hệ đệm axetat pH= 4,6 để rửa giải các đất hiếm. Trong loại sắc ký này, để tách các ion kim loại chuyển tiếp, các nguyên tố đất hiếm, thì pH của pha động và chất tạo phức có ý nghĩa rất lớn trong quá trình sắc ký .

Pha động là một dung môi hoặc hỗn hợp dung mơi phù hợp góp phần tốt nhất vào quá trình tách chất trên cột. Phù hợp ở đây là phù hợp về độ phân cực, về detectơ cũng nhƣ các tính chất cần thiết khác trong q trình tách chất. Thuộc nhóm sắc ký trao đổi ion, ngồi sắc ký trao đổi cation và ion, cịn có sắc ký cặp ion. Trong sắc ký cặp ion, pha động vẫn dùng dung môi nƣớc và metanol là dung mơi chính; ngồi ra cịn sử dụng chất chứa ion tạo cặp, chất đệm pH, chất tạo phức.

Pha động trong sắc ký lỏng phải đáp ứng các yêu cầu sau: Pha động phải trơ với pha tĩnh; Bền vững và khơng bị phân huỷ trong q trình chạy sắc ký; Hồ tan đƣợc mẫu; Phải có độ tinh khiết cao; Có độ nhớt thấp và phù hợp với detectơ; Khơng quá đắt.

2.2.3.3. Detectơ dẫn điện

Nguyên tắc làm việc của detectơ loại này là dựa trên cơ sở đo độ dẫn điện (hay điện trở) của pha động dẫn qua flowcell của detectơ khi có sự hồ tan chất phân tích và khơng có chất phân tích. Việc đo hiệu độ dẫn ở đây là nhờ một cặp điện cực theo nguyên lý của định luật Ôm.

Thực chất của việc đo độ dẫn ở đây là đo hiệu số độ dẫn (hay điện trở) giữa pha động khơng hồ tan chất phân tích và có hồ tan chất phân tích. Nghĩa là khi nồng độ C của chất phân tích trong pha động thay đổi thì độ dẫn của nó cũng thay đổi theo. Cặp điện cực dùng trong flowcell của detectơ loại này gồm một điện cực so sánh (calomen hay clorua bạc) và điện cực chỉ thị là một kim loại trơ, nhƣ Pt hay Au.

Trong nghiên cứu này, phân tích xác định Cl- và NO3- bằng sắc ký lỏng trao đổi ion sử dụng detectơ dẫn điện IC 732 Methorm.

2.2.2.1. Thiết bị, dụng cụ và hóa chất

+ Hóa chất

- Dung dịch chuẩn Cl- và dung dịch chuẩn NO3- nồng độ 1000 ppm, hãng Merk. - Các dung môi, thuốc thử dùng trong nghiên cứu có độ tinh khiết phân tích. - Hỗn hợp dung dịch gồm 8 mM axít p-hydroxybenzoic; 3,2 mM Tris aminomethane và 50 mM axít boric. Hỗn hợp dung mơi này sử dụng làm pha động