Bài giảng môn Độc học môi trường - Chương 4: Độc học môi trường không khí - Sinh học - Kim loại nặng (Phần 1)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP. HỒ CHÍ MINH

ĐỘC HỌC MÔI TRƯỜNG

GVGD: TS. TRẦN THỊ THÚY NHÀN

Chương 4 Chương 4 Độc học môi trường Độc học môi trường không khí không khí

2

Tổng quan

 Các chất ô nhiễm khi được thải vào môi trường không khí với số lượng lớn và nồng độ vượt quá khả năng tự làm sạch của khí quyển sẽ trở thành chất độc

 Sáu loại chất ô nhiễm có mặt ở khắp mọi nơi là các hạt, các hợp chất của lưu huỳnh, monoxide carbon, các hợp chất của nitơ, hydrocarbon và các chất oxy hóa quang hóa

3 PHÂN LOẠI VÀ NGUỒN GỐC

 Hạt  Những hợp chất không phải là khí trong khí

quyển

 Những giọt nhỏ lơ lửng hay các hạt rắn hoặc

là hỗn hợp của hai dạng này

 Hạt có thể được tạo thành từ những chất trơ có kích thước từ 0,1 µm cho đến 100 µm và nhỏ hơn nữa

Nguồn gốc độc chất

4 PHÂN LOẠI VÀ NGUỒN GỐC

 Hạt (tt)  Bụi : 1–200 μm, được tạo thành do sự phân rã tự nhiên của đá và đất hoặc từ các quy trình cơ học như nghiền và phun

 Khói : các hạt mịn có kích thước từ 0,01 μm đến 1 μm, dạng rắn hay lỏng, được tạo ra từ quá trình đốt hay các quá trình hóa học

 Khói muội: các hạt rắn có kích thước từ 0.1 đến 1 μm, được thải ra từ các quá trình hóa học hay luyện kim

Nguồn gốc độc chất

5 PHÂN LOẠI VÀ NGUỒN GỐC

 Hạt (tt)  Sương: Từ các giọt chất lỏng có kích thước nhỏ hơn 10 μm, do sự ngưng tụ trong khí quyển hay từ các hoạt động công nghiệp.  Mù: các hạt nước nhỏ được tạo thành từ khoảng không phía trên và gần mặt đất với độ đậm đặc có thể cản trở tầm nhìn.

 Sol khí: loại này bao gồm tất cả các chất rắn hay lỏng lơ lửng trong không khí, kích thước nhỏ hơn 1 μm.

Nguồn gốc độc chất

6

Hình ảnh khói bụi

7 PHÂN LOẠI VÀ NGUỒN GỐC

 Oxit lưu huỳnh  Chất khí không màu có mùi cay và hăng  Tan trung bình trong nước (11,3 g/ 100 ml)

 Không khí sạch, SO2 bị oxy hóa chậm thành

tạo thành acid sulphurơ yếu (H2SO3)

Nguồn gốc độc chất

 Không khí bị ô nhiễm, SO2 tham gia phản ứng quang hóa với các chất ô nhiễm khác hay các thành phần của khí quyển để hình thành SO3, H2SO4 và các muối của H2SO4.

SO3

8 PHÂN LOẠI VÀ NGUỒN GỐC

 Oxit nitơ  Ba loại N2O, NO, NO2 được tạo thành với số lượng không dự đoán được trong khí quyển  NO là một khí không màu, không mùi, được

tạo thành do sự đốt cháy nhiên liệu

 NO2 là một chất khí có mùi hăng gây kích thích và có thể được phát hiện ở nồng độ 0,12 ppm

 NO2 được tạo ra từ sự oxy hóa NO của ozone, đốt nhiên liệu, các nhà máy sản xuất acid nitric.

Nguồn gốc độc chất

9 PHÂN LOẠI VÀ NGUỒN GỐC

 Cacbon monoxide  Chất độc ô nhiễm có khối lượng lớn nhất trong

 Chất không màu, không mùi, không vị và có

khí quyển các đô thị

điểm sôi ở –192oC

 Chất khí cực độc vì nó có ái lực lớn đối với hemoglobin trong máu và là một chất gây ngạt nguy hiểm

Nguồn gốc độc chất

 CO tự nhiên tồn tại ở nồng độ nhỏ (0,1 ppm) thời gian tồn tại khoảng 6 tháng (nguồn chính là thiết bị đốt than, gas hay dầu, khói nung lò vôi, lò gạch)

10 PHÂN LOẠI VÀ NGUỒN GỐC

 Hydrocarbon  Hydrocarbon lỏng dễ bay hơi là các chất ô

 Các hydrocarbon có thể no hoặc không no, có nhánh hoặc không nhánh hoặc có thể có vòng

nhiễm không khí quan trọng

 Methane là khí có tham gia phản ứng quang hóa ít nhất so với các hydrocarbon khác  Nồng độ các hydrocarbon không methane

Nguồn gốc độc chất

được xem như là những chất ô nhiễm không khí và gây độc quan trọng.

11 PHÂN LOẠI VÀ NGUỒN GỐC

 Chất có tác dụng chung  Tác động kích thích chủ yếu là đường hô hấp trên: bụi kiềm, NH3, SO3. Kích thích các đường hô hấp trên và tổ chức phổi: Br–, Cn–.  Chất gây ngạt: đơn thuần là pha loãng hay chiếm chỗ oxy trong không khí: CO2, CH4, N2. Chất gây ngạt hóa học ngăn cản máu vận chuyển oxy đến các tổ chức như CO.

 Chất gây mê và gây tê: ethylene, etyl ete,

Tác động chất độc

 Chất có tác dụng gây dị ứng: isocyanat hữu cơ.

xeton.

12 PHÂN LOẠI VÀ NGUỒN GỐC

 Chất có tác dụng hệ thống  Tác dụng lên hệ thống thần kinh: thuốc trừ sâu

 Tác dụng lên hệ thống tạo máu: KLN tác dụng

...

 Tác dụng lên thận: chì (Pb), thủy ngân (Hg)…  Tác dụng lên các mô và cơ quan khác: các

lên bạch cầu

Tác động chất độc (tt)

chất khí độc xâm nhiễm qua da.

13 NGỘ ĐỘC

 Trong môi trường không khí, đường xâm nhập vào cơ thể có thể qua da, mắt, mũi nhưng chủ yếu vẫn là thông qua hệ hô hấp  Các chất độc theo không khí được hít vào qua khoang mũi, cuống họng và thanh quản  Khí tiếp tục đi qua cuống phổi, phổi, phế nang và các ống mao quản trong phổi và cuối cùng là vào các túi phổi

Đường xâm nhập

14 NGỘ ĐỘC

 Xung quanh túi phổi có các mạch máu li ti;  Màng nhầy hô hấp của phổi là nơi diễn ra quá trình trao đổi khí giữa túi phổi và mao mạch;

 Các khí độc theo con đường đó xâm nhập

Đường xâm nhập (tt)

vào máu.

15 NGỘ ĐỘC

 Các hạt được hít vào sẽ nằm lại trong hệ hô hấp tại các vùng khác nhau tùy theo kích thước khác nhau.

 Hạt trên 10 μm thì hầu như bị giữ lại ở mũi  Các hạt dưới 10 μm thì đi qua được mũi vào

Đường xâm nhập (tt)

 Hạt từ 0,5 – 5 μm nằm ở các nhánh cuống

khí quản

phổi nhỏ và đôi khi đi vào túi phổi

16 NGỘ ĐỘC

 Động độc học  Chất độc đi vào tế bào theo ba cơ chế chính:

 Khuếch tán (vận chuyển thụ động)  Thấm lọc (theo kích thước lỗ màng và

kích thước phân tử) Đường xâm nhập (tt)

 Vận chuyển tích cực (gắn kết vào phân tử

chất mang).

17 NGỘ ĐỘC

 Các phản ứng với chất độc  Sinh vật tiếp xúc với chất độc, thay đổi

 Thay đổi cấu tạo thành tế bào, ức chế men

sớm nhất diễn ra ở mức tế bào



làm thay đổi độ chuẩn xác của DNA Đường xâm nhập (tt)

 Ví dụ bụi chì (Pb)

gây biến dị hoặc trở ngại cho hoạt động tăng trưởng bình thường của tế bào.

18 NGỘ ĐỘC

 Các phản ứng với chất độc (tt)  Tiếp xúc với chất độc, sự thích ứng và

 Khi nồng độ chất khí độc cao có thể gây

Đường xâm nhập chịu đựng của sinh vật bị suy giảm; ảnh hưởng tuổi thọ của sinh vật

chết cho cá thể (tử vong)

19 NGỘ ĐỘC

 Đào thải chất độc Các chất độc trong không khí theo hệ thống hô hấp vào tới hệ thống tuần hoàn

 Bài tiết ra ngoài qua thận, ruột hay

Đường xâm nhập

tuyến mồ hôi và tuyến sữa

20 NGỘ ĐỘC

 Đặc điểm  Khó xác định được nồng độ chất độc trong

 Xác định nồng độ chất độc trong cơ quan sinh vật dựa vào các nguyên lý dược động học và hóa động học

các cơ quan của cơ thể sinh vật sống;

Ảnh hưởng sự tiếp xúc của chất ON

21 NGỘ ĐỘC

 Cách tiếp xúc  Động vật, phản ứng nhạy nhất đối với một

 Trong môi trường lao động và sinh hoạt bình thường thì tiếp xúc qua đường hô hấp là thường xuyên nhất

chất độc qua máu;

Ảnh hưởng sự tiếp xúc của chất ON

22 NGỘ ĐỘC

 Cách tiếp xúc (tt)  Độ dài và tần số tiếp xúc  Tiếp xúc cấp tính là sự tiếp xúc có nồng độ cao trong một thời gian ngắn (thường là 24 giờ)

 Tiếp xúc với chất độc được lặp đi lặp lại với liều lượng thấp hơn tiếp xúc cấp tính trong những khoảng thời gian <1 tháng là tiếp xúc bán cấp tính;

 Trong khoảng thời gian từ 1 đến 3 tháng

Ảnh hưởng sự tiếp xúc của chất ON

là tiếp xúc bán kinh niên.

23 NGỘ ĐỘC

 Cách tiếp xúc (tt)  Độ dài và tần số tiếp xúc (tt)  Sự tiếp xúc với chất độc ở liều lượng từ phần ngàn đến phần trăm so với liều tiếp xúc cấp tính trong khoảng thời gian lâu hơn ba tháng là tiếp xúc kinh niên.

 Tiếp xúc ở liều cấp tính gây độc mạnh hơn

Ảnh hưởng sự tiếp xúc của chất ON

 Khi sự hấp thụ chất độc lớn hơn sự chuyển

ở liều kinh niên

hóa sinh học và bài tiết thì xảy ra sự tích lũy chất độc