CHƢƠNG 1 : TỔNG QUAN
1.2. TỔNG QUAN VỀ ASEN
1.2.5. Hiện trạn gô nhiễm asen trên thế giới và Việt Nam
Vấn đề ơ nhiễm As trong nƣớc ngầm khơng cịn là một vấn đề mới, nó đã đƣợc phát hiện ở nhiều nơi trên thế giới nhƣ Argentina, Mêhicô, Chilê, Mỹ, Canada, Trung Quốc, Đài Loan, Thái Lan, Tây Bengal (Ấn Độ), Bangladet và Việt Nam,…với nồng độ lớn hơn 50 g/l [31]. Ở Châu Á, những vùng nhiễm độc asen cao nhƣ Băngladet và
Ấn Độ, nồng độ asen trong tóc và nƣớc tiểu đƣợc sử dụng phổ biến làm chỉ thị cho sự phơi nhiễm asen mãn tính và tạm thời. Sự có mặt của asen ở các khu vực trên thế giới đƣợc thể hiện ở hình 1.5.
Bangladesh, quốc gia đƣợc đánh giá có mức ô nhiễm asen cao nhất thế giới, với
nguy cơ tử vong lên đến hàng trăm nghìn ngƣời.Với đặc thù về địa hình và điều kiện kí hậu, nƣớc ngầm là nguồn nƣớc chính đƣợc sử dụng tại Bangladesh. Năm 1997, một nghiên cứu trên 3000 mẫu nƣớc cho thấy 38% mẫu nƣớc có nồng độ Asen cao hơn
0,05 mg/l, trong khi tiêu chuẩn của WHO chỉ là 0,01 mg/l. Ở Manikganj, Harirampar, Faridpur, Gopalganj có 14 trong 19 mẫu phân tích vƣợt quá tiêu chuẩn cho phép của
Bangladesh (50 g/l), riêng vùng Harirampar cả 4 mẫu phân tích đều trên 100 g/l
[29]. Nồng độ cao của asen có thể tìm thấy lên tới 1000 g/l [26]. Ƣớc tính hiện nay
có trên 100 triệu dân ở đây có nguy cơ nhiễm độc Asen, trong đó có hơn 35 triệu ngƣời đang phải sử dụng nguồn nƣớc nhiễm Asen nồng độ trên 0,05mg/l.
Hình 1.5. Bản đồ phân bố khu vực ô nhiễm asen trên thế giới [50]
Ô nhiễm Asen ở Ấn Độ nghiêm trọng nhất tại khu vực Tây Bengal. Trong một
nghiên cứu tại Tây Bengal, qua phân tích tại 28.000 mẫu nƣớc tại các làng ơ nhiễm, có tới 78% các mẫu có chứa asen với nồng độ trên mức bình thƣờng.
Sự nhiễm asen trong nƣớc ngầm ở phía Đơng sơng Hoogky, một nhánh của sơng Hằng phía Tây Bengal đã đƣợc báo cáo từ đầu năm 1978. Nhóm bệnh nhân đầu tiên
đƣợc phát hiện vào tháng 7/1983. Kể từ đó phạm vi ảnh hƣởng và số bệnh nhân mới
ngày càng tăng. Khu vực ảnh hƣởng rộng 3.400 km2, xấp xỉ 30 triệu dân, số ngƣời sử dụng nƣớc nhiễm độc asen lên tới hơn 1 triệu ngƣời, trong đó hơn 200.000 ngƣời đã đƣợc xác nhận là có triệu trứng nhiễm độc asen. Đây là vụ nhiễm độc asen lớn nhất trong lịch sử [27].
Hai khu vực bắc Argentina: San Antonio delos Codres và Taco Pozo, mỗi nơi
nồng độ asen khoảng 200 g/l, sốngƣời bị nhiễm độc asen khoảng 20.000 ngƣời [32].
Đài Loan gần đây nổi lên nhƣ là một trong những khu vực chịu ảnh hƣởng nặng nề nhất từ ô nhiễm asen. Các quốc gia châu Á khác nhƣ Nhật Bản, Nepal, Iran, Srilanka và Việt Nam cũng nằm trong vùng bị ảnh hƣởng asen trong nƣớc ngầm
Chất asen trong nƣớc uống hiện nay đang ảnh hƣởng tới hơn 137 triệu ngƣời trên thế giới, trong đó có 60 triệu ngƣời bị ảnh hƣởng nặng nề và trên 80% ở châu Á.
Tại Trung Quốc, trƣờng hợp con ngƣời bị ảnh hƣởng bởi ô nhiễm asen đƣợc ghi nhận tại Tân Cƣơng vào năm 1983. Hiện nay, ngày càng có nhiều trƣờng hợp đƣợc ghi nhận tại khu tự trị Nội Mông, tỉnh Sơn Tây và Quý Châu. Ƣớc tính tổng số dân phơi
nhiễm lên đến 2 triệu ngƣời, trong đó có 20.000 bệnh nhân đƣợc phát hiện. Theo các báo cáo nghiên cứu tại khu tự trị Nội Mơng, có tới 655 làng thuộc 11 tỉnh và 1774 bệnh nhân nhiễm asen, nguyên nhân đƣợc xem xét đến là đặc điểm địa lý [55].
Ở mỗi quốc gia, với đặc điểm địa lý, địa chất khác nhau các ngun nhân tìm
đƣợc chƣa hồn tồn thống nhất. Tuy nhiên, sự có mặt của asen trong nƣớc ngầm là có
thật và tồn tại nhƣ một thách thức lớn với chính phủ và chính quyền các địa phƣơng
trong việc bảo vệ sức khoẻ nhân dân.
1.2.5.2. Hiện trạng ô nhiễm asen tại Việt Nam
Những năm gần đây, khi trên thế giới đã phát hiện nhiều vùng nhiễm As có ảnh
hƣởng nghiêm trọng tới đời sống và sức khoẻngƣời dân thì vấn đề ô nhiễm As ở Việt
Nam cũng trở thành vấn đề thời sự.
Việt Nam vào đầu những năm 1990, vấn đề ô nhiễm asen đƣợc biết đến qua các nghiên cứu của Viện Địa chất và các Liên đoàn Địa chất về đặc điểm địa chất thủy văn
và đặc điểm phân bố asen trong tự nhiên, các dị thƣờng asen. Tại đồng bằng sông Hồng cũng nhƣ các đồng bằng châu thổ tại Đông Nam Á, nguồn ô nhiễm asen có nguồn gốc từ trầm tích tự nhiên. Ngồi ra, nguồn ơ nhiễm asen ở Việt Nam một phần
có từ chiến tranh Việt Nam, giai đoạn 1961 đến 1971 có rất nhiều hóa chất độc hại
(trong đó có chất asen) đã đƣợc quân đội Hoa Kỳ rải xuống Việt Nam.
Việc liên tiếp phát hiện nhiều vùng ô nhiễm As ở mức độ nặng đã khiến Việt
Hình 1.6. Bản đồ phân bố khu vực ô nhiễm asen tại Việt Nam
Theo một cuộc khảo sát của UNICEF đã thử nghiệm 10.792 giếng ở các tỉnh đồng bằng sông Hồng. Kết quả cho thấy các tỉnh Hà Tây, Hà Nam và Nam Định nằm dọc theo sơng Hồng có 30% - 50% các giếng có nồng độ Asen trên 0,01mg/l. Tại Hà
Nam, có hơn 30% các giếng thử nghiệm cho kết quả nồng độ Asen trên 0,05 mg/l [25]. Tình hình phân bố Asen ở các tỉnh bị nhiễm có sự khác nhau, trong một làng có thể
nồng độ Asen cao ở giếng khoan này nhƣng giếng bên cạnh có thể không bị nhiễm. Một số nghiên cứu khác cho thấy ở một số huyện của tỉnh Hà Nam (Lý Nhân, Bồ Đề và Bình Lục) đã có các biểu hiện lâm sàng đáng chú ý của nhiễm độc mạn tính ở
cộng đồng do ăn uống nguồn nƣớc bị ô nhiễm. Kết quả hội chẩn kết hợp với UNICEF
đã xác định đƣợc 8 trƣờng hợp có biểu hiện tổn thƣơng ngoài da do tác hại của asen cần đƣợc theo dõi. 86% số hộ của khu vực mới sử dụng nƣớc giếng khoan đƣợc 6 năm
(từ 1997), song qua thống kê của Y tế xã từtháng 1/2000 đến tháng 9/2003 và kết quả
khám sức khoẻ cho thấy: tỷ lệ bệnh ngồi da, biến đổi sắc tố da, sừng hố, bệnh lý thai sản, tỷ lệung thƣ chung khá cao và có xu hƣớng tăng theo thời gian .
Với nổ lực của chính phủ và sự hỗ trợ của UNCEF, trong 5 năm (2005-2009) gần 100.000 giếng khoan ở các tỉnh đồng bằng mền Bắc, miền Trung, miền Nam đƣợc
khảo sát về nồng độ Asen trong nƣớc. Kết quảđo đạc khảo sát cho thấy nồng độ Asen
ở các tỉnh phía Bắc (Hà Nam, Nam Định, Hà Tây, Hƣng Yên, Vĩnh Phúc) và phía Nam (An Giang, Đồng Tháp) cao. Điều này có thể do ảnh hƣởng trực tiếp từđiều kiện
địa hình và nguồn nƣớc của 2 con sơng lớn: sơng Hồng và sơng Cửu Long. Ơ nhiễm trầm trọng nhất ở các tỉnh: Hà Nam, Nam Định, Hà Tây, An Giang, Đồng Tháp. Ở Hà Tây, trong số 207 xã đƣợc điều tra có 89 xã có hơn 10% giếng vƣợt Tiêu chuẩn cho phép (TCCP) trong đó có 65 xã có giếng vƣợt nồng độ 0,05mg/l. Tại Hà Nam, trong
111 xã đƣợc điều tra có 110 xã có hơn 10% giếng vƣợt TCCP trong đó có 77 xã có
giếng có nồng độ Asen cao hơn 0,05mg/l, đặc biệt có 50 xã có hơn 10% giếng vƣợt nồng độ 0,1 mg/l, điển hình là các xã của các huyện Bình Lục, Lý Nhân, Duy Tiên. Tại huyện Thanh Bình, tỉnh Đồng Tháp có hơn 25,4% giếng có hàm lƣợng vƣợt TCCP và 0,42% giếng vƣợt nồng độ 0,05mg/l.
Năm 2008, Viện Vệ sinh Y tế Công cộng Tp.HCM phối hợp với Cục y tế dự phịng và mơi trƣờng tiến hành nghiên cứu “Ảnh hƣởng của ô nhiễm asen trong nƣớc
ngầm đến sức khỏe cộng đồng tại tỉnh Đồng Tháp và Tiền Giang”. Tại xã Tân Long, huyện Thanh Bình, tỉnh Đồng Tháp số mẫu tóc phân tích có hàm lƣợng asen vƣợt tiêu chuẩn là 108 mẫu chiếm tỷ lệ 48% và xã Tân Huề, huyện Thanh Bình, tỉnh Đồng Tháp là 60 mẫu chiếm tỷ lệ 33%. Những con số này minh chứng cho sự ô nhiễm asen ở
nguồn nƣớc ăn uống và sinh hoạt của ngƣời dân Việt Nam đang ở mức báo động khẩn,
đặc biệt là ở nông thơn, những nơi chƣa có nguồn nƣớc tập trung.
Kết quả nghiên cứu gần đây, trong cuộc điều tra ngẫu nhiên 12 tỉnh thành Việt nam gồm: Thái Nguyên, Quảng ninh, Hà Tây, Hải Dƣơng, Hƣng Yên, Nam Định, Hà Nam, Huế, Tp.HCM, Long An, Đồng Tháp và An Giang cho thấy trừ Tp.HCM, Long An, Huế là không phát hiện Asen trong nƣớc ngầm, các tỉnh cịn lại đƣợc phát hiện có nồng độ asen vƣợt quá tiêu chuẩn cho phép. Kết quả cụ thể đƣợc đƣa ra ở bảng 1.5.
Bảng 1.5. Kết quả điều tra sơ bộ về ô nhiễm asen trong nƣớc ngầm tại 12 tỉnh [24] [24] STT Tỉnh Số giếng Số mẫu Nồng độ asen ( g/l) và tỷ lệ % >10 % >50 % 1 An Giang 1.453 240 61 25,4 10 4,2 2 Bình Phƣớc - 52 0 0 0 0 3 Cao Bằng - 35 2 5,7 0 0 4 Đồng Tháp 7.780 212 88 41,5 83 39,2 5 Gia lai - 293 9 3,1 1 0.3 6 Hà Nam 49.000 7.042 4.517 73,4 3.534 62,1 7 Hà Nội - 824 414 49,3 199 23,3 8 Hà Tây 180.891 1.368 638 46,6 338 24,7 9 Hải Dƣơng 57.938 480 34 7,1 3 0,6 10 Tp.HCM - 240 0 0 0 0 11 Long An 2.272 235 0 0 0 0 12 Tây Ninh - 603 0 0 0 0
Giá trị nồng độ asen trong nƣớc ngầm 10 g/l và 50 g/l là tiêu chuẩn cho phép cấp nƣớc ăn uống sinh hoạt QCVN 01 – 2009 và QCVN 02 – 2009 của Bộ Y tế.
Nhƣ vậy, ở Việt Nam không những đã phát hiện ra các vùng nƣớc ngầm ơ nhiễm asen mà cịn có các biểu hiện lâm sàng ở cộng đồng do nhiễm độc asen. Do vậy, nếu khơng có biện pháp khắc phục, tiếp tục sử dụng các nguồn nƣớc ô nhiễm asen kéo dài sẽ dẫn đến tình trạng nhiễm độc nặng nề nhƣ đã gặp ở Bangladesh, Ấn Độ, Trung Quốc….
1.2.6. Ảnh hƣởng của asen đến sức khỏe con ngƣời
1.2.6.1. Độc tính các dạng asen và những tác hại đối với sức khỏe con ngƣời
Asen là nguyên tố cần thiết khi ở hàm lƣợng rất thấp, nhƣng lại là chất độc cực
có vai trị trong trao đổi nuclêin, tổng hợp protit và hêmoglobin, nhƣng về mặt sinh học, asen là chất độc có thể gây 19 bệnh khác nhau, trong đó có ung thƣ da và phổi [5]. Trong đông y asen đƣợc sử dụng với liều lƣợng nhỏ làm thuốc kích thích ăn
ngon, kích thích sự trao đổi chất, tác dụng nhƣ thuốc trợ lực, bồi dƣỡng (thƣờng sử
dụng trong các thành phần thuốc bổ) trị các bệnh biếng ăn, thiếu máu, suy mòn. Trong tây y ghi nhận thạch tín có tác dụng làm dễ thở trong hen suyễn, do có thể bài tiết qua da nên thạch tín cịn đƣợc dùng làm thành phần trong một số thuốc bệnh da nhƣ: chàm
khơ, vẫy nến. Khi ngành hóa hữu cơ phát triển thì thạch tín đãđƣợc đƣa vào các hợp chất hữu cơ nhằm loại bớt các tính độc để sử dụng làm thuốc điều trị cho ngƣời, trƣớc
khi các kháng sinh đƣợc tìm thấy, các hợp chất hữu cơ chứa thạch tín đƣợc sử dụng để
trị bệnh giang mai (thuốc Arspheamine), bệnh amib (thuốc Stovrasl hay Carbasone)… [1].
Asen tồn tại phổ biến trong môi trƣờng xung quanh, mọi ngƣời đều tiếp xúc với một lƣợng nhỏ của chúng. Con đƣờng xâm nhập chủ yếu của asen vào cơ thể là qua đƣờng thức ăn (trung bình 25 - 50 g/ngày.đêm), ngồi ra cịn một lƣợng nhỏ qua nƣớc
uống và khơng khí. Asen đi vào cơ thểcon ngƣời trong một ngày đêm thông qua chuỗi thức ăn khoảng 1 mg; qua bụi, khơng khí là 1,4 g và qua các đƣờng khác là 0,04 - 1,4
g. Asen hấp thụ vào cơ thể qua đƣờng dạ dày nhƣng cũng dễ bị thải ra. Hàm lƣợng As trong cơ thể ngƣời khoảng 0,08 - 0,2 ppm, tổng lƣợng asen có trong ngƣời trung bình khoảng 1,4 mg. Asen tập trung trong gan, thận, hồng cầu, hemoglobin đặc biệt tập trung trong não, xƣơng, da, phổi, tóc.
Độ độc của Asen phụ thuộc vào trạng thái oxi hóa của asen, dạng tồn tại vơ cơ
hay hữu cơ. As(III) độc hơn nhiều so với As(V), asen vô cơ độc hơn rất nhiều so với asen hữu cơ. Qua nhiều nghiên cứu ngƣời ta thấy rằng độ độc giảm dần theo thứ tự:
Asin > asenit > asenat > monometyl asenat > dimetyl asenat. Dạng xâm nhập chính
vào cơ thể là asen dạng vô cơ, đặc biệt là As(III) dễ hấp thụvào cơ thể con ngƣời qua
đƣờng ăn uống.
Các hợp chất asenit và asenat vơ cơ bền, có khảnăng hịa tan trong nƣớc đều dễ
dàng hấp thụ vào dạ dày và các tế bào của cơ thể. As(V) đƣợc bài tiết (chủ yếu qua
nhóm (-SH) gắn vào các enzym và giữ lại trong các protein tế bào của cơ thể nhƣ keratin đisunfua trong tóc, móng và da. As(V) khơng độc bằng As(III) và không gây ức chế đối với hệ enzym. Tuy nhiên As(V) lại ngăn cản sự tổng hợp ATP (Adenosin Triphosphat).
Asen tự do cũng nhƣ hợp chất của nó rất độc. Trong hợp chất thì hợp chất của As(III) là độc nhất. Tổ chức Y tế thế giới (WHO) đã xếp As vào nhóm độc loại A gồm: Hg, Pb, Se, Cd và As. Ngƣời bị nhiễm độc asen thƣờng tỷ lệ bị đột biến nhiễm sắc thể rất cao. Ngoài việc gây nhiễm độc cấp tính, asen cịn gây độc mãn tính do tích luỹ trong gan với các mức độ khác nhau, liều gây tử vong là 0,1g (tính theo As2O3)
[19].
Hình 1.7. Biểu hiện của sự nhiễm độc asen [66]
Asen đi vào cơ thể qua đƣờng nƣớc sinh hoạt nhƣng phải sau 5 - 15 năm mới bắt đầu gây tác động xấu ảnh hƣởng đến sức khoẻ rõ rệt. Sự nhiễm độc asen này đƣợc gọi
là Arsenicosis. Biểu hiện của bệnh là chứng sạm da (melanosis), dầy biểu bì (keratosis) từ đó dẫn đến hoại thƣ hay ung thƣ da, khởi đầu là sự phá huỷ da ngồi, ngón tay, ngón chân, sau đó là các bộ phận nội tạng, cuối cùng là ung thƣ, hoại thƣ….
Sau bao lâu bạn sẽ bị nhiễm độc asen mãn tính?
1 –5 năm - Mệt mỏi. - Nhức đầu. - Buồn nôn và nôn. - Hồng cầu và bạch cầu giảm. - Rối loạn nhịp tim. - Thay đổi sắc tố da. 5 –10 năm - Da trở nên sừng hóa. - Mạch máu bị tổn thƣơng. - Ảnh hƣởng đến thai nhi khi phụ nữ mang thai (có thể gây sẩy thai). 10 –15 năm - Ung thƣ da. - Ung thƣ bàng quang. - Ung thƣ phổi. - Ung thƣ thận. - Ung thƣ gan. - Nguy hại đến hệ thần kinh.
Một biểu hiện đặc trƣng khi bị nhiễm độc As dạng hợp chất vô cơ qua đƣờng miệng là sự xuất hiện các vết màu đen và sáng trên da, những hạt ngơ nhỏ trong lịng bàn tay,
lịng bàn chân và trên mình bệnh nhân sau đó những hạt nhỏ này có thể sẽ biến chứng, gây ung thƣ da. Ngồi ra cịn làm tăng nguy cơ gây ung thƣ trong cơ thể, nhất là ở gan, thận, bàng quang và phổi [5][8][19].
Hình 1.8. Một số hình ảnh biểu hiện các bệnh do nhiễm độc asen gây ra
Điều nguy hiểm là asen khơng gây mùi khó chịu khi có mặt trong nƣớc, cả khi ở hàm lƣợng có thể gây chết ngƣời, nên khơng thể phát hiện.
Vì vậy, các nhà khoa học còn gọi asen là “sát thủ vơ hình” hay “thảm họa mơi trường” [67].
1.2.6.2. Cơ chếgây độc của asen
Trong số các hợp chất của As thì As(III) vơ cơ độc hơn cả, As(III) có độc tính cao hơn As(V) khoảng 50 lần do As(V) và các hợp chất As hữu cơ đƣợc đào thải qua
thận rất nhanh và hầu nhƣ tồn bộ. As(III) thể hiện tính độc vì nó tấn cơng vào các nhóm hoạt động -SH của enzim làm vơ hiệu hố enzim:
As(III) ở nồng độ cao cịn làm đơng tụ protein, có lẽ do As(III) tấn cơng vào các liên kết có nhóm sunfua. Tuy nhiên, phần lớn As(III) hấp thụ vào cơ thể đều nhanh