GIÁO TRÌNH ĐỘC HỌC MÔI TRƯỜNG - CHƯƠNG 1

Chia sẻ: Nguyễn Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:17

Thêm vào BST

Báo xấu

264
lượt xem 93
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tài liệu tham khảo giáo trình độc học môi trường - Chương 1 Một số vấn đề chung

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: GIÁO TRÌNH ĐỘC HỌC MÔI TRƯỜNG - CHƯƠNG 1

NGUY N TH PHƯƠNG ANH GIÁO TRÌNH ð CH C MÔI TRƯ NG ð I H C BÁCH KHOA - 2007
M CL C Trang GI I THI U MÔN H C 3 Chương 1: M T S V N ð CHUNG 1.1. Khái ni m v ñ c ch t h c. 5 1.1.1. ð c h c 5 1.1.2. ð c h c môi trư ng 5 1.1.3. ð c ch t 6 1.1.4. Tính ñ c 8 1.2. Quan h gi a li u lư ng và ñáp ng 11 1.2.1. Li u lư ng 11 1.2.1. ðáp ng 11 1.2.3. M i quan h gi a li u lư ng và ñáp ng 11 1.2.4. ðánh giá ñ c tính c p tính 12 1.2.5. ðánh giá ñ c tính mãn tính 13 1.2.6. Y u t áp d ng AF 15 1.2.7. Tham s an toàn cho ngư i 15 Chương 2 : NGUYÊN LÝ C A ð C H C 2.1. Nguyên t c chung trong nghiên c u ñ c h c 17 2.1.1. Hai kh năng gây tác ñ ng c a ñ c ch t 17 2.1.2. ð c h c nghiên c u d a trên hi u ng dư i t vong và trên t vong 17 2.1.3. ð c h c nghiên c u s tương tác gi a các ñ c ch t 17 2.2. Phương th c ch t ñ c ñi vào cơ th 18 2.2.1. Quá trình h p th 18 2.2.2. Quá trình phân b 22 2.2.3. Quá trình chuy n hóa ñ c ch t t i các cơ quan trong cơ th 23 2.2.4. Quá trình tích t ho c ñào th i 30 2.2.5. Quá trình tích t 32 2.3. Tác ñ ng c a ch t ñ c ñ i v i cơ th s ng 33 2.3.1. Các d ng tác ñ ng c a ñ c ch t 33 2.3.2. Ph n ng sơ c p 34 2.3.3. Ph n ng sinh h c 35 2.3.4. Ph n ng th c p 37 2.3.5. Bi u hi n c a ph n ng c p tính 39 2.3.6. ð c h c hô h p 40 2.3.7. nh hư ng c a ñ c ch t ñ n gan và men gan 42 1
2.3.8. nh hư ng c a ch t ñ c ñ n th n 43 2.3.9. nh hư ng c a ch t ñ c ñ n da 44 Chương 3: ð C H C MÔI TRƯ NG 3.1. ð c h c môi trư ng ñ t 46 3.1.1. Các d ng nhi m ñ c trong môi trư ng ñ t 46 3.1.2. Quá trình lan truy n ñ c ch t trong môi trư ng ñ t 49 3.1.3. ð c ch t t ch t th i công nghi p 50 3.1.4. ð c ch t t ch t th i nông nghi p 52 3.2. ð c h c môi trư ng nư c 55 3.2.1. Các d ng nhi m ñ c trong môi trư ng nư c 55 3.2.2. Quá trình lan truy n ñ c ch t trong môi trư ng nư c ( hòa tan, bay hơi, k t t a...) 55 3.2.3. Các y u t môi trư ng nh hư ng t i ñ c tính 55 3.2.4. ð c ch t và nh hư ng c a ñ c ch t trong môi trư ng nư c 56 3.3. ð c h c môi trư ng khí 57 3.3.1. Các d ng nhi m ñ c trong môi trư ng không khí 57 3.3.2. Quá trình lan truy n ñ c ch t trong môi trư ng khí 58 3.3.3. Quá trình lan truy n ñ c ch t trong môi trư ng không khí 58 3.3.4. Tác ñ ng gây h i c a các ñ c ch t có trong không khí 59 3.3.5. ð c ch t do ho t ñ ng ñô th và giao thông 60 3.3.6. M t s b nh ngh nghi p t khí th i công nghi p trong không khí 61 Chương 4: ð C H C C A M T S TÁC NHÂN GÂY Ô NHI M MÔI TRƯ NG 4.1. ð c h c c a m t s tác nhân hóa h c 63 4.1.1. ð c h c c a m t s kim lo i n ng 63 4.1.2. ð c h c c a m t s dung môi ch t h u cơ 68 4.1.3. ð c h c c a ch t h u cơ t n lưu khó phân h y PoPs 71 4.2. ð c h c c a m t s tác nhân sinh h c 78 4.2.1. ð c h c c a m t s ñ ng v t 78 4.2.2. ð c h c c a m t s th c v t 79 4.2.3. ð c h c c a m t s vi sinh v t 81 4.4. ð c h c c a m t s tác nhân v t lý 86 4.4.1. ð c h c c a tác nhân nhi t 86 4.4.2. ð c h c c a các tác nhân phóng x 87 Tài li u tham kh o 90 2
GI I THI U MÔN H C 1. Tên h c ph n: ð C H C MÔI TRƯ NG 2. S tín ch (ñơn v h c trình): 3 ðVHT 3. Trình ñ : cho sinh viên năm th 3 4. Phân b th i gian: - Lên l p - Xêmina - Bài t p và t h c 5. H c ph n tiên quy t: Các môn cơ s chuyên ngành: hóa sinh, hóa h c môi trư ng 6. M c tiêu c a h c ph n: - M c tiêu ñào t o chung c a h c ph n Trang b cho sinh viên ki n th c nâng cao v các nguyên lý ñ c h c và ñ c h c c a m t s ch t ô nhi m ñi n hình, v n d ng ki n th c ñã h c ñ ñánh giá và tìm gi i pháp phòng ng a h n ch tác ñ ng ñ c h c ñ i v i môi trư ng và con ngư i. - M c tiêu ñào t o c th v ki n th c c a h c ph n + Nêu ñư c m t s khái ni m cơ b n c a b môn ñ c h c và hi u các thu t ng hay dùng trong b môn ñ c h c. + Nêu ñư c m t cách khái quát các quá trình lan truy n, chuy n hóa c a ñ c ch t trong môi trư ng; phương th c ñ c ch t ñi vào cơ th g m 4 quá trình sau: quá trình h p th , chuy n hoá, tích t ho c ñào th i ñ c ch t trong cơ th sinh v t; cơ ch tác ñ ng c a ñ c ch t và bi u hi n c a nhi m ñ c. + Nêu l i ñư c tính ñ c c a m t s ch t ô nhi m ñã ñư c gi i thi u trong h c ph n. - M c tiêu ñào t o c th v năng l c, k năng qua h c h c ph n + D ñoán ñư c ch t gây tác ñ ng ch ñ o trong ngu n th i và tác ñ ng c a nó ñ n h sinh thái và con ngư i. + ðưa ra ñư c gi i pháp phòng ng a, h n ch tác ñ ng gây h i c a các ñ c ch t trong môi trư ng. - M c tiêu ñào t o c th v thái ñ c a sinh viên qua h c h c ph n + Nâng cao ý th c b o v môi trư ng + N m ñư c cách th c và phương pháp nghiên c u c a b môn khoa h c ð c h c môi trư ng. 7. Mô t v n t t n i dung h c ph n: H c ph n g m 4 chương: 3
Chương 1: M t s v n ñ chung Gi i thi u các khái ni m chung c a b môn ñ c h c môi trư ng Chương 2: Nguyên lý c a ñ c h c Gi i thi u phương th c ñ c ch t ñi vào cơ th , tác ñ ng c a ñ c ch t khi tích t trong cơ th và nh ng bi u hi n nhi m ñ c. Chương 3: ð c h c môi trư ng Gi i thi u ñ c h c c a các môi trư ng nư c, không khí, môi trư ng ñ t Chương 4: ð c h c c a m t s ñ c ch t môi trư ng Gi i thi u m t s ñ c ch t môi trư ng hay g p trong các ho t ñ ng công nghi p, nông nghi p cũng như trong sinh ho t. 8. Nhi m v c a sinh viên: - D l p và th o lu n. - Ki m tra gi a h c kỳ. - Thi cu i h c kỳ. 9. Tài li u h c t p: [1]. Lê Huy Bá (ch biên), ð c h c môi trư ng, NXB ð i h c Qu c gia TP H Chí Minh, 2000 [2]. Tr nh Th Thanh, ð c h c môi trư ng và s c kho con ngư i, NXB ð i h c Qu c gia Hà N i, 2003 [3]. Nguy n ð c Khi n, Qu n lý ch t th i nguy h i, NXB Xây d ng, 2003 [4]. Nguy n ð c Lư ng, Ph m Minh Tâm, V sinh và An toàn th c ph m, NXB ð i h c Qu c gia TP H Chí Minh, 2002. [6] . J.P.F. D` Mello, Food safety contaminants and toxins, CABI Publishing, 2002. [7] . Heidelore Fiedler, Persistent Organic Pollutants, Springer, 2003 [8] .PGS. PTS. Hoàng Văn Bính, Tài li u nghi p v ð c ch t h c công nghi p và d phòng nhi m ñ c trong s n xu t, B Y T , 1996. [9] . S khoa h c công ngh môi trư ng Hà N i, vi n nghiên c u Chulabhorn Thái Lan, Tài li u ñào t o ð c h c các thu c tr v t h i và hóa ch t c ng nghi p: b nh ngh nghi p và an toàn, 2003. 11. Phương th c ki m tra - ñánh giá ti p thu h c ph n: - Chuyên c n: Tr ng s : 0,1 - Ki m tra gi a h c kỳ: Tr ng s : 0,3, Hình th c: Th o lu n, b n thu ho ch - Thi k t thúc h c ph n: Tr ng s : 0,6, Hình th c: Tr c nghi m t lu n 4
CHƯƠNG 1 M TS KHÁI NI M CHUNG V ð C H C 1.1. Các khái ni m v ñ c h c 1.1.1. ð c h c ð c h c là b môn khoa h c nghiên c u v lư ng và ch t các tác ñ ng b t l i c a các tác nhân hoá h c, v t lý và sinh h c lên h th ng sinh h c c a sinh v t s ng. 1.1.2. ð c h c môi trư ng a. Khái ni m ð c h c môi trư ng là m t ngành khoa h c c a ñ c h c, chuyên nghiên c u v các tác nhân ñ c t n t i trong môi trư ng gây tác ñ ng nguy h i ñ i v i cơ th s ng trong môi trư ng ñó. Cơ th s ng có th là: - Th c v t, ñ ng v t trong m t qu n th ho c m t qu n xã - Con ngư i trong m t c ng ñ ng dân cư. b. M c ñích - Nghiên c u thi t l p ra nh ng tiêu chu n môi trư ng. ð thi t l p ñư c tiêu chu n môi trư ng c n ph i có ñ y ñ nh ng thông tin v ñ c tính c a các ch t. - ðánh giá các r i ro cho qu n th sinh v t trong quá trình s d ng hóa ch t. Qua các th nghi m v ñ c tính xác ñ nh ñư c nguy cơ gây h i c a nhóm các hóa ch t hay s n ph m có kh năng xâm nh p vào h sinh thái th y sinh khi con ngư i s d ng. - ðánh giá ch t lư ng môi trư ng thông qua các th nghi m ñư c ti n hành theo tiêu chu n môi trư ng và phù h p v i các tiêu chu n v nghiên c u ñ c h c. - Phát hi n các tác nhân hóa h c, v t lý, sinh h c trong môi trư ng có nguy cơ gây ñ c cho ngư i và h sinh thái cũng như ngu n g c phát sinh c a chúng. T ñó tìm ra các bi n pháp ngăn ng a phù h p. - ðánh giá nguy cơ gây h i c a s phát tán ô nhi m ch t th i hay các nơi chôn l p ch t th i. Trong trư ng h p khó có kh năng phân tích và ki m tra thành ph n các ch t có trong dòng ch t th i ngư i ta có th ñánh giá nguy cơ gây h i b ng cách ti n hành tr c ti p quan tr c ñ c tính c a dòng ch t th i. 5
1.1.3. ð c ch t a) Khái ni m ð c ch t là ch t khi xâm nh p vào cơ th gây nên các bi n ñ i sinh lý, sinh hoá; phá v cân b ng sinh h c và gây r i lo n ch c năng s ng bình thư ng, d n ñ n tr ng thái b nh lý c a các cơ quan n i t ng, các h th ng ho c trên toàn cơ th . ð c ch t có th là: - ð c ch t hóa h c: T t c các h p ch t hóa h c ñ u có kh năng gây ñ c cho cơ th sinh v t. Theo Paracelse thì không có ch t nào là không ñ c, chính li u lư ng làm nên ch t ñ c. Có nghĩa là b t c ch t nào cũng có kh năng gây ñ c khi li u lư ng ñi vào cơ th ñ l n. - ð c ch t sinh h c: bao g m nh ng ñ c ch t có ngu n g c t ñ ng v t, th c v t, vi sinh v t có kh năng gây ñ c. Ví d như ñ c t cá nóc, n c r n, n m ñ c, ñ c t n m m c, vi khu n, virut gây b nh,… - ð c ch t v t lý: bao g m các tác nhân v t lý như nhi t, tác nhân phóng x , sóng ñi n t , ti ng n, tia t ngo i,... b) Phân lo i ñ c ch t Có r t nhi u cách phân lo i ñ c ch t và phân lo i ñ c ch t ñây ch có tính ch t tương ñ i. D a theo b n ch t gây ñ c c a ñ c ch t môi trư ng có th phân lo i thành: - ð c ch t môi trư ng sơ c p: ð c ch t có s n trong môi trư ng và gây tác ñ ng tr c ti p lên cơ th s ng. - ð c ch t môi trư ng th c p: là ñ c ch t phát sinh t t ch t b t ñ u ít ñ c ho c không ñ c, sau khi qua ph n ng chuy n hóa c a cơ th s ng tr thành ch t khác có tính ñ c hơn. D a vào giá tr li u lư ng gây ch t 50% ñ ng v t thí nghi m (LD50) c a ñ c ch t ñ i v i chu t ngư i ta phân lo i ñ c ch t thành các m c ñ sau (B ng 1). B ng 1.1: Phân lo i ñ c ch t theo m c ñ ñ c c a WHO M cñ ñ c Do ăn u ng Ti p xúc qua da LD50(mg/kg-BW) Rn L ng Rn L ng R t ñ c (Ia) 4000 D a vào cơ quan b tác ñ ng, và cơ ch gây ñ c c a ñ c ch t có th phân lo i ch t ñ c thành: 6
- ð c ch t có kh năng gây ung thư: dioxin, ch t phóng x , benzen, ñ c t n m… - ð c ch t gây ñ c h th n kinh: Thu c b o v th c v t, metyl th y ngân, HCN,… - ð c ch t gây ñ c h hô h p: CO, NO2, SO2, hơi chì,… - ð c ch t gây nhi m ñ c gan: dioxin, PCBs, PAHs,… - ð c ch t gây nhi m ñ c máu: virut, chì - Các ch t gây mê: chlorofoc, tetraclorua,… - Các ch t gây ñ c h enzyme: các kim lo i n ng, F,… - Các ch t gây tác ñ ng t ng h p: Formol, F D a trên kh năng t n lưu c a ñ c ch t trong môi trư ng ngư i ta có th phân ñ c ch t thành: - Ch t không b n v ng: Ch t ñ c t n lưu trong t nhiên t 1-12 tu n. - Ch t b n v ng trung bình: Ch t ñ c t n lưu t 3 ñ n 18 tháng. - Ch t b n v ng: Ch t ñ c t n lưu t 2 ñ n 5 năm. - Ch t r t b n v ng: Ch t ñ c t n lưu lâu và không có kh năng phân hu . D a trên các ch ng c v kh năng gây ung thư c a ñ c ch t, cơ quan nghiên c u ung thư qu c t (IARC) ñã phân chia các ñ c ch t hóa h c có kh năng gây ung thư thành 4 nhóm như sau: - Nhóm 1: bao g m nh ng tác nhân mà kh năng gây ung thư ngư i ñã có ch ng c xác ñáng. - Nhóm 2: Nhóm 2 bao g m các tác nhân chưa có ñ y ñ b ng ch ng v tính gây ung thư ngư i, nhưng có ñ ho c g n ñ b ng ch ng v tính gây ung thư ñ ng v t. Nhóm này ñư c chia làm 2 nhóm nh : + Nhóm 2A: bao g m nh ng tác nhân có m t s b ng ch ng chưa hoàn toàn ñ y ñ v tính gây ung thư cho ngư i nhưng có b ng ch ng xác nh n là gây ung thư cho ñ ng v t thí nghi m. + Nhóm 2B: Bao g m nh ng tác nhân mà có m t s b ng ch ng v kh năng gây ung thư cho ngư i và g n ñ b ng ch ng v tính gây ung thư trên ñ ng v t thí nghi m. - Nhóm 3: Bao g m các tác nhân không có b ng ch ng rõ ràng v kh năng gây ung thư ngư i, l i có ñ y ñ b ng ch ng gây ung thư trên ñ ng v t thí nghi m, song cơ ch gây ung thư ñ ng v t thí nghi m không gi ng v i cơ ch gây ung thư ngư i. - Nhóm 4: Tác nhân có th không gây ung thư cho ngư i. ðó là nh ng tác nhân mà b ng ch ng cho th y không có tính gây ung thư cho ngư i và ñ ng v t thí nghi m. 7
1.1.4. Tính ñ c a) ð nh nghĩa tính ñ c Tính ñ c c a m t ch t là tác ñ ng có h i c a ch t ñó ñ i v i cơ th s ng. Ki m tra tính ñ c chính là xem xét, ư c tính tác ñ ng có h i c a ch t ñ c lên cơ th s ng trong nh ng ñi u ki n nh t ñ nh. b) Các y u t nh hư ng ñ n tính ñ c - D ng t n t i c a ñ c ch t: Tính ñ c c a m t s ñ c ch t ph thu c vào hình thái hóa h c c a chúng. Ví d th y ngân d ng hơi ñ c hơn so v i d ng l ng. d ng hơi th y ngân d dàng h p th qua ñư ng hô h p và tích t gây ñ c trong cơ th ñ c bi t là não. d ng l ng th y ngân sau khi vào mi ng qua ñư ng ăn u ng ph n l n ñư c ñào th i ra ngoài theo ñư ng phân. - ðư ng h p th : Tính ñ c c a ñ c ch t ph thu c vào ñư ng h p th c a ñ c ch t. M t s h p ch t như benzen ñ c hơn khi h p th qua ñư ng hô h p và da so v i h p th qua ñư ng tiêu hóa vì lý do chúng ñư c chuy n hóa gi i ñ c khi h p th qua ñư ng tiêu hóa. Ngư c l i mu i cianua ñ c hơn khi h p th qua ñư ng tiêu hóa so v i h p th qua da do kh năng h p th qua da nh hơn r t nhi u so v i h p th qua ñư ng tiêu hóa. - Các tác nhân môi trư ng: Các tác nhân nhi t ñ , pH, ánh sáng, ñ m,…có th làm tăng ho c gi m tính ñ c c a ñ c ch t môi trư ng. Ví d : ð c tính c a nicotin, atropin ñ i v i ñ ng v t b nhi m s tăng khi nhi t ñ gi m. Ngư c l i ñ c tính c a parathion gi m khi nhi t ñ gi m. - Các y u t sinh h c: + Tu i tác: Thông thư ng tr sơ sinh, cơ th tr ñang phát tri n thư ng nh y c m v i ñ c ch t hơn t 1,5 ñ n 10 l n so v i nh ng cơ th ñã trư ng thành. Nhi u nghiên c u cho th y tr em d dàng h p th ñ c ch t và kh năng bài xu t ch m so v i ngư i l n. Ví d tr em có kh năng h p th chì 4-5 l n, và h p th cadimi 20 l n l n hơn so v i cơ th trư ng thành. Nhi u d n ch ng cũng cho th y cơ th c a ngư i cao tu i cũng nh y c m hơn so v i cơ th tr . Nguyên nhân ch y u là do cơ th ngư i cao tu i có mô m phát tri n hơn, nư c th p hơn và kh năng chuy n hóa và bài xu t ch t ñ c suy gi m. Ngư i ta cũng th y r ng tác d ng c a ñ c ch t cũng khác nhau ñ i v i t ng th i kỳ c a thai nhi. Th i kì hình thành các cơ quan và b ph n cơ th c a thai nhi là th i kì m n c m v i ñ c ch t môi trư ng nh t. + Tình tr ng s c kho và ch ñ dinh dư ng: Tình tr ng s c kh e và ch ñ dinh dư ng nh hư ng l n ñ n kh năng nhi m ñ c c a cơ th . Nh ng cơ th b suy y u, căng th ng th n kinh, suy dinh dư ng, m t cân b ng dinh dư ng thư ng có nguy cơ b nhi m ñ c cao hơn so v i cơ th kh e m nh. 8
Qua các nghiên c u ngư i ta th y r ng: Cơ th thi u m t s axit béo và axitamin c n thi t s làm cho ho t tính c a enzyme chuy n hóa ch t ñ c gi m d n ñ n cơ th d b nhi m ñ c. T l kh i u cũng tăng cao khi ch ñ dinh dư ng giàu lipid. Thi u Vitamin C, E làm gi m ho t tính c a enzyme chuy n hóa ñ c ch t, thi u vitamin A làm tăng ñ nh y c m c a các ñư ng hô h p ñ i v i các ch t gây ung thư. + Y u t di truy n: Ph thu c vào ñ c ñi m c a t ng loài: ð c tính c a m t ch t thư ng khác nhau ñ i v i m i loài. Nguyên nhân là do kh năng chuy n hóa sinh h c, h p th , phân b , ñào th i c a ñ c ch t ñ i v i t ng loài khác nhau là khác nhau. Ví d như thu c di t côn trùng thư ng ñ c ñ i v i các lo i côn trùng hơn so v i ngư i và các loài ñ ng v t có vú. 2-naptylamin thư ng t o ra kh i u b ng ñ i chó và ngư i nhưng không t o ra kh i u cơ th chu t. ð c ñi m c a t ng cơ th s ng trong loài: Do ñ c ñi m sinh h c c a các cơ th không gi ng nhau nên kh năng b nhi m ñ c cũng khác nhau. M t s ngư i r t m n c m v i m t s tác nhân như ánh sáng, b i, m t s lo i th c ph m so v i nh ng ngư i khác. Qua nhi u nghiên c u cho th y nguy cơ b ung thư cũng ph thu c vào y u t di truy n. + Gi i tính: Trong m t s trư ng h p ñ c bi t chu t thì ngư i ta th y r ng chu t cái và chu t ñ c có ph n ng khác nhau ñ i v i m t s ñ c ch t. Ph n ng khác nhau này ch x y ra ñ i v i nh ng cơ th ñã trư ng thành. Ví d như chu t ñ c nh y c m v i DDT hơn chu t cái ñ n 10 l n. M t s ch t h u cơ ch a phospho gây ñ c ñ i v i chu t nh t cái và chu t cái to m nh hơn so v i chu t ñ c. - Li u lư ng và th i gian ti p xúc: Tác ñ ng c a ñ c ch t càng l n khi li u lư ng càng cao và th i gian ti p xúc càng dài. Tuỳ theo li u lư ng ti p xúc và th i gian ti p xúc mà xu t hi n nh ng tri u ch ng b nh lý và tác h i khác nhau. Tác h i gây ra khi ti p xúc trong th i gian ng n thì có th h i ph c ñư c. Nhưng ti p xúc v i m t th i gian dài s b nh ng tác h i có th không h i ph c ñư c. c) Các ñ c trưng c a tính ñ c 1- Tính ñ c c a m t ch t tác ñ ng lên các cơ quan ho c cơ th khác nhau thì khác nhau. Ví d : CO ti p xúc v i da không gây ñ c, nhưng gây ñ c cho h hô h p. 2- Tính ñ c c a các ch t khác nhau tác ñ ng lên cùng m t cơ quan ho c m t cơ th là khác nhau. Ví d : CO2 gây ng t cho ngư i và ñ ng v t nhưng l i là ngu n dinh dư ng cacbon c a th c v t. DDT gây ñ c gan, CO gây ñ c cho h t o máu 9
3- Trong môi trư ng có t n t i nhi u tác nhân ñ c thì tính ñ c s ñư c khu ch ñ i lên ho c tiêu gi m. Ví d : Trong môi trư ng axit s làm tăng kh năng h p th kim lo i n ng vào cơ th th c v t. 4- Luôn luôn t n t i m t ngư ng gây ñ c riêng TLV (Threshold limit value) ñ i v i m i tác ñ ng lên cơ th .. N u li u lư ng ho c n ng ñ nh hơn ngư ng ñ c thì có th coi ch t ñ c chưa có th gây h i cho cơ th s ng. Ví d : Ngư ng gây ng a c c a khí SO2 là 0,3mg/m3 5- Tính ñ c có th bi u hi n qua nhi m ñ c c p tính và nhi m ñ c mãn tính Nhi m ñ c c p tính: Nhi m ñ c c p tính là tác ñ ng c a m t ch t l n cơ th s ng xu t hi n s m sau khi ti p xúc v i ch t ñ c trong th i gian ng n ho c r t ng n. Ví d : Bi u hi n ng t th do nhi m ñ c khí CO Ng ñ c th c ăn do ăn ph i th c ph m b nhi m ñ c ð c ñi m c a nhi m ñ c c p tính - N ng ñ và li u lư ng khi ti p xúc thư ng l n so v i n ng ñ ph bi n. - Th i gian ti p xúc ng n. - Th i gian có bi u hi n nhi m ñ c r t ng n. - Có tính c c b gây tác ñ ng lên m t s ít cá th . Nhi m ñ c mãn tính: Nhi m ñ c mãn tính là tác ñ ng c a ñ c ch t lên cơ th s ng xu t hi n sau m t th i gian dài ti p xúc v i tác nhân ñ c và xu t hi n các bi u hi n suy gi m s c kh e do nhi m ñ c. Ví d : B nh ung thư ph i do khói thu c lá ð c ñi m c a nhi m ñ c mãn tính - Nhi m ñ c mãn tính th hi n s tích lũy ch t ñ c trong cơ th s ng. - N ng ñ và li u lư ng ti p xúc thư ng th p ho c r t th p - Th i gian ti p xúc dài. - Th i gian bi u hi n b nh dài. Th i gian ban ñ u thư ng không có tri u ch ng rõ ràng ho c nh nhưng b nh phát tri n và n ng trong th i gian sau. - Ch xu t hi n tri u ch ng nhi m ñ c mãn tính khi có gi m sút v s c kh e. - B nh do nhi m ñ c mãn tính thư ng khó khôi ph c. - Thư ng x y ra ñ i v i s ñông cá th mang tính c ng ñ ng. 6- Tính ñ c có tính thu n ngh ch hay không thu n ngh ch Tính thu n ngh ch: là tính ch t c a ch t ñ c khi vào cơ th s ng ñư c h p th , ñào th i không ñ l i di ch ng nào cho cơ th . Tác d ng ñ c có tính thu n ngh ch thông thư ng là tác d ng ñ c d a trên liên k t thu n ngh ch (liên k t phi ñ ng hóa tr ví d như liên k t hydro, liên k t Van der Waals, liên k t ion,…) c a ñ c ch t v i các thành ph n c a cơ th s ng. Các liên k t này có m c năng lư ng tương ñ i bé. Các liên k t này thư ng r t b n. Các 10
liên k t này ñư c t o thành ch y u do ph n ng gi a các d n xu t ñ c ch t chưa ñư c ho t hóa sinh h c v i các thành ph n c a cơ th . Ví d tác ñ ng c a CO lên hemoglobin là tác ñ ng có tính thu n ngh ch. CO vào cơ th tác d ng v i Hemoglobin c n tr v n chuy n oxy trong máu, nhưng khi cho ngư i b ng ñ c hít th khí oxy cơ th s h i ph c l i bình thư ng. Tính không thu n ngh ch: là tính ch t c a ch t ñ c khi ñi vào cơ th s ñ l i di ch ng. Tác d ng ñ c có tính không thu n ngh ch thông thư ng là tác d ng ñ c d a trên liên k t không thu n ngh ch (liên k t ñ ng hóa tr ). Các liên k t này thư ng r t b n. Các liên k t này ñư c t o thành do ph n ng gi a các d n xu t ñ c ch t ñã ñư c ho t hóa sinh h c v i các thành ph n c a cơ th . Các tác d ng ñ c có tính không thu n ngh ch như tác d ng ñ c gây ung thư, ñ t bi n gen, ho i t , quái thai,.. 1.2. M i quan h gi a li u lư ng và ñáp ng 1.2.1. Li u lư ng (Dose) Li u lư ng là m c ñ phân b ch t ñ c trên cơ th s ng. Các ñơn v c a li u lư ng: - mg/kg, g/kg, ml/kg th tr ng: là kh i lư ng, ho c th tích ch t ñ c trên m t ñơn v kh i lư ng cơ th . - mg/m2, g/m2, ml/m2 b m t cơ th : là kh i lư ng, ho c th tích ch t ñ c trên m t ñơn v di n tích b m t cơ th . - mg/l, mg/m3 không khí: là kh i lư ng ch t ñ c có trong 1 lít dung d ch, ho c trong 1 m3 không khí, còn ñư c g i là n ng ñ . - ppm: m t ph n tri u (mg/l, mg/kg) - ppb: m t ph n t (µg/l, µg/kg) 1.2.2. ðáp ng ðáp ng là ph n ng c a toàn b cơ th , hay c a m t ho c vài b ph n c a cơ th sinh v t, ñ i v i ch t kích thích, hay ch t gây ñáp ng. Ph n ng có th x y ra l p t c, ho c mu n, ph c h i ho c không ph c h i, ph n ng có l i ho c có h i. Ch t gây kích thích hay còn g i là ch t gây ñáp ng bao g m các tác nhân hóa h c, sinh h c, và tác nhân v t lý. 1.2.3. Quan h gi a li u lư ng và ñáp ng M i quan h gi a li u lư ng và ñáp ng có th bi u di n dư i d ng hàm s , ñáp ng là hàm c a li u lư ng. ðư ng cong bi u th m i quan h gi a li u lư ng 11
và ñáp ng g i là ñư ng cong ñáp ng. Thông thư ng ñ th bi u di n ñư ng cong ñáp ng có d ng như hình 1. Nh n xét: - ðáp ng ph thu c vào li u lư ng. - m c li u lư ng th p ñ c ch t chưa gây ñáp ng. T n t i m t ngư ng (Threshold), ñi m b t ñ u xu t hi n ph n ng. - Ngư ng gây ñ c càng nh và h s góc a/b c a ñư ng cong càng l n thì tính ñ c càng cao. Hình 1.1: ð th bi u di n quan h gi a ñáp ng và li u lư ng ñ c ch t A và B 1.2.4. ðánh giá ñ c tính c p tính a) ð i lư ng dùng ñ ñánh giá ñ c tính c p tính ð c tính c p tính c a m t ch t, ñư c ñánh giá b ng các ñ i lư ng: LD ,LC, ED, EC. Các ñ i lư ng này ñư c suy ra t ñư ng cong bi u di n m i quan h gi a li u lư ng và ñáp ng. Trong ñó: - LD (lethal dose): li u lư ng gây ch t - LC (lethal concentration): n ng ñ gây ch t - ED (effective dose): li u lư ng gây nh hư ng - EC (effective concentration): n ng ñ gây nh hư ng - LT(lethal time): th i gian gây ch t ñ ng v t thí nghi m Thông thư ng các ñ i lư ng này ñư c ghi kèm theo các thông s : th i gian thí nghi m, sinh v t ñư c s d ng trong thí nghi m, % ñáp ng. Trong ñó: Hình 1.2: ðư ng cong ñáp ng v i tr c - Th i gian phơi nhi m ñ c tung bi u di n % ñáp ng gây ch t tr c ch t là 24h, 48h, 96h hoành bi u di n li u lư ng. T ñư ng - Cơ th s ng ñư c s d ng cong ñáp ng ta suy ra ñư c li u lư ng trong thí nghi m: cá, chu t, gây ch t là LD50=20mg. chim,… 12
- Ph n trăm ñáp ng có th l y các m c: 0%, 10%, 50%, 90 %; trong ñó m c 50% là m c ñư c dùng ph bi n nh t. Ví d : LD5024gi (chu t) : là li u lư ng gây ch t 50% s chu t ñem ñi thí nghi m, v i th i gian phơi nhi m ñ c ch t là 24 gi . b) Xác ñ nh ñ c tính c p tính c a m t ch t: Phương pháp thư ng dùng ñ xác ñ nh ñ ñ c c p tính: là ño li u lư ng ho c n ng ñ gây ch t c a m t ch t ñ c ho c tác nhân ñ c trên sinh v t thí nghi m, trong m t kho ng th i gian nh t ñ nh. - Các ñư ng ti p xúc: + qua da: bôi m t lư ng ch t ñ c nh t ñ nh lên ph n da ñã ñư c c o s ch lông, sau ñó dùng v i qu n kín. + qua ñư ng tiêu hóa: cho ăn qua mi ng. + ñư ng hô h p: cho ti p xúc v i ñ c ch t riêng qua ñư ng mũi ho c ti p xúc toàn thân. - Li u lư ng ti p xúc: + Lư ng ch t ñ c cho các m c gi m d n như sau: 2000, 300, 50, 5mg/kg th tr ng ñ i v i trư ng h p ti p xúc qua mi ng và qua da. + Li u lư ng ti p xúc cao nh t là 5mg/l sau ñó cho gi m d n ñ i v i trư ng h p ñ c ch t ti p xúc qua ñư ng hô h p. - Các bư c ti n hành + Lưu cơ th sinh v t thí nghi m trong môi trư ng ch a ch t ñ c các li u lư ng khác nhau. (Th i gian lưu thư ng là 24 gi , 48 gi , 96 gi , tùy thu c vào ñ i tư ng sinh v t ñem thí nghi m.) + L y ñ ng v t thí nghi m ra kh i môi trư ng có ñ c ch t, ti n hành quan sát trong v ng 14 ngày, thư ng xuyên ño nh ng ch tiêu sau: cân n ng, m c ñ tiêu th th c ph m, s lư ng cá th ch t, … + L p ñư ng cong ñáp ng, xác ñ nh các giá tr LD50, ED50,… 1.2.5. ðánh giá ñ c tính mãn tính a) ð i lư ng dùng ñ ñánh giá ñ c tính mãn tính ð c tính mãn tính c a m t ch t ñư c ñánh giá b ng ñ i lư ng: MATC. MATC là n ng ñ gây ñ c c c ñ i có th ch p nh n ñư c, n ng ñ MATC Hình 1.3: NOAEL và LOAEL n m trong kho ng: trên ñư ng cong ñáp ng. NOEC(NOEL)
- LOEL (Low observed effect level): li u lư ng th p nh t c a ñ c ch t trong môi trư ng ñ có th quan sát th y bi u hi n nhi m ñ c. - LOEC: (Low observed effect concentration): n ng ñ th p nh t c a ñ c ch t trong môi trư ng ñ có th quan sát th y bi u hi n nhi m ñ c. - NOEL (No observed effect level): Li u lư ng cao nh t c a ñ c ch t mà t i n ng ñ ñó không quan sát th y nh hư ng nhi m ñ c ñ n cơ th sinh v t th c nghi m. - NOEC (No observed effect concentration): n ng ñ cao nh t c a ñ c ch t mà t i n ng ñ ñó không quan sát th y nh hư ng nhi m ñ c ñ n cơ th sinh v t th c nghi m. * Chú ý: NOEL và LOEL dùng cho t t c các ñáp ng k c ñáp ng có h i và các tác ñ ng nói chung khác. NOAEL (No observed adverse effect level), LOAEL (Low oserved adverse effect level) ch s d ng cho ñáp ng có h i c a ñ c ch t. b) Phương pháp xác ñ nh ñ c tính mãn tính c a m t ch t: ð c tính mãn tính c a m t ch t ñư c xác ñ nh b ng cách thông qua các thí nghi m trư ng di n. Qua các thí nghi m này có th xác ñ nh ñư c: - n ng ñ gây nh hư ng và m c ñ nh hư ng c a ñ c ch t ñ n quá trình phát tri n bình thư ng c a cơ th sinh v t. - n ng ñ gây nh hư ng và m c ñ nh hư ng ñ n kh năng sinh s n c a cơ th sinh v t. - Nguy cơ gây ung thư c a ñ c ch t ñ i v i cơ th sinh v t M t s thí nghi m dùng ñ ñánh giá ñ c tính mãn tính - Các nghiên c u trư ng di n: Các nghiên c u thư ng ti n hành li u lư ng dư i m c t vong . Th i gian nghiên c u thư ng kéo dài t 6 ñ n 24 tháng ho c nghiên c u trong su t vòng ñ i c a ñ ng v t mang ñi thí nghi m. Qua các nghiên c u trư ng di n thu ñư c các k t qu sau: + Hình dung ñư c tác h i mãn tính c a ñ c ch t + Thi t l p m i quan h li u lư ng ph n ng + Xác ñ nh cơ quan n i t ng nào ch u tác ñ ng và cơ ch gây ñ c + Cung c p s li u v tác ñ ng tích lũy. + ðánh giá v kh năng ph c h i c a cơ th - Thí nghi m nghiên c u kh năng gây ñ t bi n gen: m c ñích nh m ñ xác ñ nh kh năng gây ñ t bi n gen c a ñ c ch t. Bao g m các thí nghi m sau: + Các thí nghi m xác ñ nh kh năng gây ñ t bi n gen c a ñ c ch t ñư c ti n hành trên vi sinh v t, th c v t, côn trùng, t bào limpho,…Các thí nghi m này thư ng ít t n kém và cho k t qu nhanh. 14
+ Các thí nghi m xác ñ nh s sai l ch nhi m s c th trong t y xương, t bào vi nhân c a lympho và s phá h y tinh trùng ti n hành trên cơ th ñ ng v t. - Thí nghi m nghiên c u kh năng gây ung thư: thư ng k t h p v i nghiên c u trư ng di n nh m ti t ki m th i gian và kinh phí. Ti n hành xem xét s xu t hi n các kh i u trên nh ng ñ ng v t ch u li u cao trong nghiên c u trư ng di n. - Nghiên c u v nh hư ng kh năng sinh s n trên cơ th ñ c và cái: m c ñích nh m ñ xác ñ nh tác ñ ng x u c a ñ c ch t ñ n: + Tác ñ ng x u ñ n s c kh e sinh s n c a b và m bao g m s khó th tinh, s vô sinh, nh ng tác ñ ng lên tinh trùng và tr ng + Tác ñ ng lên s phát tri n c a bào thai bao g m kh năng ch t c a phôi, s y thai, s ch t trư c khi sinh, quái thai. + S r i lo n v ch c năng sinh lý, b t thư ng trong hành vi nh n th c. 1.2.6. Y u t áp d ng AF Y u t áp d ng AF là ñ i lư ng dùng ñ bi u di n m i quan h gi a ñ ñ c c p tính và ñ ñ c mãn tính c a m t ch t. AF ñư c tính như sau: AF= MATC/LC50 Theo lý thuy t, giá tr AF khá n ñ nh cho m t hoá ch t trên các cơ th sinh v t s ng khác nhau. 1.2.7. Tham s an toàn cho ngư i a) Lư ng ti p xúc ch p nh n ñư c trong m t ngày ADI Lư ng ti p xúc ch p nh n ñư c trong m t ngày ADI (acceptable daily intake): là lư ng ư c tính ti p xúc c a ngư i trong m t ngày mà không x y ra m t nguy cơ v s c kh e nào trong su t c ñ i. Giá tr ADI thư ng ñư c dùng ñ quy ñ nh cho các ch t ph gia và dư lư ng thu c tr sâu có m t trong th c ph m và nư c u ng. Giá tr ADI ñư c tính d a trên các giá tr LOEL và NOEL trong các thí nghi m trư ng di n ti n hành trên ñ ng v t thí nghi m. ADI ñư c tính b ng công th c sau: ADI=NOEL/UF UF: là h s b t ñ nh, h s này thư ng n m trong kho ng t 10 ñ n 1000. Thông thư ng giá tr UF là b i s c a 10. UF ñư c xác ñ nh d a trên nguyên t c sau: - Trong trư ng h p không xác ñ nh ñư c giá tr NOEL thì có th dùng giá tr LOEL c a ñ c ch t, trong trư ng h p này h s b t ñ nh ñư c nhân thêm 10. 15
- Trong trư ng h p k t qu nghiên c u v nhi m ñ c mãn tính không ñ y ñ , h s b t ñ nh ñư c nhân thêm v i 10 - Trong trư ng h p dùng k t qu thí nghi m trên ñ ng v t ñ suy ra cho ngư i, h s b t ñ nh ñư c nhân thêm 10. b) Li u lư ng ti p nh n hàng ngày có th ch u ñ ng ñư c TDI Li u lư ng ti p nh n hàng ngày có th ch u ñ ng ñư c TDI (tolerable daily intake): là giá tr ñ nh lư ng v kh i lư ng c a m t ch t có trong th c ph m và nư c u ng tác ñ ng trên m t ñơn v th tr ng mà con ngư i có th tiêu hóa hàng ngày trong su t m t ñ i mà không có nguy cơ x u cho s c kh e. Tương t như ADI, TDI ñư c tính theo công th c sau: TDI=NOAEL ho c LOAEL/UF UF thư ng có giá tr t 10 ñ n 10.000 Giá tr TDI thư ng dùng ñ tính cho nh ng ñ c ch t môi trư ng mà con ngư i không ch ý ñưa vào ngu n th c ph m hay nư c u ng. * Chú ý: Nh ng qui ñ nh v lư ng ti p xúc an toàn thư ng khác nhau các qu c gia khác nhau. 16