CHƯƠNG 1 NGHIÊN CỨU TỔ NG QUAN
1.2. Nghiên cứ uô nhiễm kim loại nặng sử dụng chỉ thị sinh học
1.2.1. Kim loại nặng và sự ảnh hưởng tới sức khỏe con người
Kim loại nặng là thuật ngữ dùng để chỉ những kim loại có khối lượng riêng lơn hơn 5g.cm-3, có số nguyên tử cao và thường thể hiện tính kim loại ở nhiệt độ phòng. KLN được chia làm 3 loại: (1) các kim loại độc (Hg, Cr, Pb, Zn, Cu, Ni, Cd, As, Co, Sn,…), (2) những kim loại quý (Pd, Pt, Au, Ag, Ru,…), (3) các nguyên tốphóng xạ (U, Th, Ra, Am,…). KLN được sử dụng rộng rãi trong một số ngành công nghiệp, nông nghiệp, y tế và ứng dụng kỹ thuật. Ở dạng ngun tố thì KLN khơng có hại, nhưng khi tồn tại ở dạng ion thì KLN lại rất độc hại cho sức khỏe con người khi phơi nhiễmở hàm lượng rất thấp.
Lượng phát thải kim loại trên tồn thế giới vào khí quyển (hàng nghìn tấn mỗi năm) theo các nguồn tự nhiên được ước tính là Ni (26), Pb (19), Cu (19), As (7,8), Zn (4), Cd (1,0), Se (0,4) (đơn vị: tấn × 106. năm-1). Trong khi đó, từ các nguồn nhân tạo Pb (450), Zn (320), Ni (47), Cu (56), As (24), Cd (7,5), Se (1,1)
(đơn vị: tấn 10 3.năm-1) [21]. Từ những con số này, rõ ràng Pb, Zn, As, Cd và Cu là những kim loại ô nhiễm quan trọng nhất từ các hoạt động của con người.
Các kim loại quan tâm chính được liệt kê bởi Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa
Kỳ (United States Environmental Protection Agency) là Al, As, Be, Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, Se và Sb. Những kim loại này được quan tâm do đặc tính độc hại cao, ảnh hưởng của chúng đối với môi trường và các sinh vật sống, khả năng tiếp xúc với con người và tăng nguy cơ sức khỏe (Hình 1.6). Vì vậy, luận án đi
20
sâu tìm hiểu về các kim loại trên trong mơi trường khơng khí và xem xét mối liên quan với một số chỉ số sức khỏe của dân cư.
Hình 1.6. Ảnh hưởng của một số KLN đến sức khỏe con người [22].
Đặc tính và ảnh hưởng độc hại của một KLN điển hình bao gồm [23, 24]:
Asen: Con người có thể bị phơi nhiễm Asen từ nguồn tự nhiên, chủ yếu từ hoạt động của núi lửa và hoạt động nhân tạo như nấu chảy kim loại màu, các ngành sản xuấtnăng lượng từ nhiên liệu hóa thạch; sản xuất thuốc trừ sâu, dịch hại, trừ cỏ, và là thành phần của nhiều hợp kim, chất bảo quản gỗ. Ảnh hưởng độc hại đáng lo ngại nhất của Asen tới sức khoẻ là khả năng gây đột biến gen, ung thư, thiếu máu, các bệnh tim mạch, các loại bệnh ngoài da, tiểu đường, bệnh gan và các vấn đề liên quan tới hệ tiêu hoá, các rối loạn ở hệ thần kinh, ngứa hoặc mất cảm giác ở chân tay và giảm thính giá.
- Chì: Chì (Pb) là ngun tố có độc tính cao đối với sức khoẻ con người, trong mơi trường có nguồn gốc chính từ hoạt động cơng nghiệp và các sản phẩm dân dụng, sinh hoạt như pin, sơn… Nguồn phơi nhiễm chì chủ yếu từ thực phẩm và nguồn nước... Chì gây độc cho hệ thần kinh trung ương, hệ thần kinh ngoại biên, tác động lên hệ enzim, chì thuộc nhóm chất gây ung thư. Đặc tính nổi bật là sau khi xâm nhập vào cơ thể, chì ít bị đào thải mà tích tụ theo thời gian rồi
21
mới gây độc. Chì đi vào cơ thể con người qua nước uống, khơng khí và thức ăn bị nhiễm chì.
- Cadimi (Cd): Cd được thải vào môi trường từ nguồn tự nhiên (phun trào núi lửa, phong hóa) và hoạt động của con người (khai thác, luyện kim, hút thuốc lá, đốt rác thải đơ thị và sản xuất phân bón). Theo ATSDR, Cd là KLN độc hại thứ
bảy. Cd có thể gây nhiễm độc cấp tính và mãn tính. Phơi nhiễm với Cd có thể
gây lỗng xương, rối loạn chuyển hóa canxi, tăng canxi niệu, sỏi thận và rối loạn
chức năng thận. Phơi nhiễm Cd hàm lượng cao có thể làm kích ứng dạ dày, nơn
mửa và tiêu chảy. Cd gây ra tác dụng độc tính thơng qua tương tác với chất dinh dưỡng thiết yếu.
- Crôm (Cr): Crôm được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp luyện kim, mạ điện, sản xuất sơn và phẩm màu, thuộc da, bảo quản gỗ; sản xuất hóa chất, giấy và bột giấy... Cr dễ dàng bị oxy hóa trở lên cực kỳ độc hại, có khả năng gây đột biến và dễ dàng xâm nhập tế bào. Cr được cơ quan nghiên cứu ung thư quốc tế xếp vào nhóm chất gây ung thư ở người và là tác nhân oxy hóa mạnh. Hợp chất
Crơm (canxi cromat, kẽm cromat, strontium cromat và chì cromat) có độc tính
cao và gây ung thư trong tự nhiên. Phơi nhiễm với lượng Crơm cao hơn có thể
gây ức chế hồng cầu.
- Thủy ngân (Hg): Thuỷ ngân có trong đất đá, khí quyển, tồn tại chủ yếu ở dạng hợp chất có cơng thức là HgO và (CH3)2Hg. Thủy ngân tập trung nhiều
trong các loại đất, đá, than đá, việc đào và khai thác mỏ kim loại, đặc biệt là Cu và Zn đã giải phóng Hg và ơnhiễm vào đất. Quá trình sản xuất cơng nghiệp, đặc biệt là quá trình sản xuất chlorate kali, có liên quan tới Hg, Cl, luyện kim và chất ăn da soda cũng phát thải nhiều Hg. Tiếp xúc với Hg dù chỉ với một lượng nhỏ có thể gây ra các vấn đề sức khỏe nghiêm trọng và là mối đe dọa đối với sự phát triển của thai nhi trong tử cung và giai đoạn đầu đời. Hg có thể có tác dụng độc đối với hệ thần kinh, tiêu hóa và hệ miễn dịch, cũng như phổi, thận, da và mắt. Thủy ngân được WHO coi là một trong mười hóa chất hoặc nhóm hóa chất quan trọng nhất đối với sức khỏe cộng đồng.