Đề cương độc học sinh thái

ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP ĐỘC HỌC SINH THÁI
Câu 5: Các yếu tố ảnh hưởng đến tính độc của độc chất và độc tố
1. Bản chất hóa học và bản chất lý hóa của chúng
 Cấu trúc hóa học: cấu trúc hóa học quyết định tính chất lý hóa và hoạt tính
hóa học của độc chất. Những tính chất trên lại quyết định hoạt tính sinh vật
học của độc chất.
 Tính chất lý hóa: nhiệt độ sơi, tính hịa tan, tính bay hơi và khả năng hấp
phụ.
2. Liều lượng và thời gian tiếp xúc: nói chung khi liều lượng và thời gian tiếp
xúc càng cao thì tính độc càng có tác hai lớn. Sự hiện diện cùng một lúc của
nhiều loại hóa chất trong cơ thể sống hoặc mơi trường sống cũng là một yếu
tố tác động đến tính độc chất.
3. Các yếu tố sinh học
 Tuổi tác: những cơ thể trẻ con đang phát triển qua thời kỳ non yếu bị tác
động của độc chất mạnh hơn những cơ thể trưởng thành. Ví dụ hệ thần kinh
cơ thể cịn trẻ chưa hoàn thiện nên dễ bị tác động và nghiêm trọng hơn đối
với Hg và Pb..
 Tình trạng sức khỏe: cơ thể với tình trạng sức khỏe yếu (dinh dưỡng kém
,căng thẳng thần kinh, ăn uống không điều độ, bệnh tim, phổi…) thì dễ bị tác
động của độc chất hơn là cơ thể khỏe mạnh.
 Yếu tố gen di truyền: một số gen nhất định sẽ bị ảnh hưởng đối với một số
độc chất nhất định.
4. Các yếu tố môi trường
 pH mơi trường: tính kiềm, acid hay trung tính của môi trường là yếu tố đầu
tiên ảnh hưởng đến tính tan, độ pha lỗng và hoạt tính của các độc chất. Ví
dụ Zn trong mơi trường acid có tính độc cao hơn so với môi trường kiềm.
 EC (độ dẫn điện): có ảnh hưởng nhất là đối với các chất độc có tính điện
giải.


 Các chất cặn trong mơi trường nước, khơng khí, đất sẽ gây kết dính hay sa

lắng độc chất và làm thay đổi tính độc của độc chất.
 Nhiệt độ ảnh hưởng đến khả năng hòa tan, gia tăng tốc độ phản ứng của độc
chất, tăng hoạt tính của các chất ổ nhiễm.
 Diện tích mặt thống ảnh hưởng trực tiếp đến sự phân bố liều lượng và nồng
độ, phân hủy chất ô nhiễm, đặc biệt là chất hữu cơ khơng bền vững.
 Các yếu tố về khí tượng, thủy văn như độ ẩm, tốc độ gió, ánh sáng, sự lan
truyền song, dòng chảy, độ mặn cũng gây ảnh hưởng lớn đến hoạt tính của
độc chất, nhất là khả năng lan truyền độc chất trong môi trường.
 Khả năng tự làm sạch của môi trường: khả năng này càng lớn thì mức độ
chịu độc và giải độc càng cao.
Câu 9: Tại sao cây ở vùng ơn đưới thường có lá kim và rụng lá vào mùa đơng:
Lá cây, ngồi chức năng hơ hấp và quang hợp cịn thường xun để thốt
nhiều hơi nước. Lượng mưa mùa thu ở miền ơn đối tương đối thấp. Vì vậy, nguồn
nước dự trữ trong lịng đất cũng ít đi. Đồng thời thu sang, nhiệt độ dần dần hạ thấp
xuống. Hoạt động hô hấp của rễ vì thế mà yếu đi, cộng với khí hậu khơ hanh, khả
năng hạn chế thốt hơi nước mặt lá cũng kém hẳn lại. Trong hồn cảnh đó, lượng
nước do cây hút giảm nhiều. Vì vậy, nếu cây vẫn giữ ngun diện tích thốt hơi
nước (chủ yếu là mặt lá) sẽ xảy ra tình trạng "vào ít ra nhiều", vơ cùng bất lợi,
thậm chí đe dọa tính mạng của cây. Cuối cùng, do lượng nước ít, mạch dẫn trong
cuống lá không vận chuyển nước đến nữa, lá cây già đi và khơ, cuống lá chỉ bám
hờ vào cành. Gió thu thổi tới, lá sẽ trút xuống.
Câu 4: so sánh sự giống và khác nhau giữa nghiên cứu độc cấp tính và mãn tính
 Giống nhau: đều là nghiên cứu tác động của độc chất đến cơ thể sinh vật từ
đó xác định điều kiện tiếp xúc an toàn cho con người.
 Khác nhau


Đối tượng

Nghiên cứu độc mãn

Nghiên cứu độc cấp

tính

tính

Động vật thí nghiệm: Động vật thí nghiệm đủ
thường là Chuột, Chó số lượng non, trưởng
và Khỉ.

Thời gian nghiên cứu

thành, đực, cái.

Dài hạn: tùy thuộc vào Ngắn hạn: từ 2-4 tuần
động vật thí nghiệm. Ví
dụ Chuột trên 2 năm,
Chó và Khỉ thì trên 7
năm..
Đối với nghiên cứu ung
thư, di truyền: nghiên
cứu

suốt

cuộc

đời

ĐVTN.
Liều lượng và nông độ

Thấp

của độc chất

(tùy thuộc vào loại động
vật được chọn)

Cao
(tùy thuộc vào loại
động vật được chọn)

Câu 1: so sánh NOAEL và LOAEL
 Giống nhau
- Là hai thông số cơ bản để đánh giá nguy cơ của độc chất
- Đánh giá khả năng gây độc mãn tính của độc chất đối với sinh vật
- Đánh giá liều lượng – đáp ứng của hiện tượng nhiễm độc phức tạp
 Khác nhau


NOAEL

LOAEL

- Nồng độ thấp nhất tại đó

- Nồng độ thấp nhất tại đó quan

khơng quan sát được tác động

sát được tác động có hại của

có hại của độc chất đối với

độc chất đối với sinh vật.

sinh vật.

- Giá trị dùng để đánh giá nguy

- Giá trị dùng để đánh giá độ an

cơ.

toàn.

 Ứng dụng
- Dùng làm hướng dẫn lập ra các mức tiếp xúc tối đa ở người và thiết lập các
mức dư lượng chấp nhận được trên các loại nơng sản.
- Sử dụng để tính giá trị RfD (liều lượng nền): liều lượng ước tính mà con
người tiếp xúc trong một ngày mà không gây ảnh hưởng tiêu cực trong suốt
cuộc đời.
Câu 2: so sánh LC50 và LD50, EC50 và EC50
 LC50 và LD50
- Giống nhau: là giá trị đánh giá độc cấp tính của độc chất, là giá trị gây chết
50% động vật thí nghiệm, giá trị này càng nhỏ thì độc tính càng cao.
- Khác nhau
LD50

- Liều lượng gây chết 50% động
vật thí nghiệm sốn trên cạn.
- Đơn vị: mg/kg trọng lượng cơ
thể.

LC50
- Nông độ gây chết 50% động
vật thí nghiệm.
- Đơn vị: mg/lit
- Thường dùng để đánh giá độc


- Thường được sử dụng để phân

tính của chất độc dạng lỏng

loại độc tính của độc chất.

hịa tan trong nước sông, suối
hay nồng độ hơi hoặc bụi
trong môi trường không khí ơ
nhiễm mà gây chết 50% động
vật thí nghiệm.
- Đánh giá độc tính của độc chất
đối với động vật thủy sinh,
thường là cá và động vật
không xương lớn.

 EC50 và EC50
- Giống nhau: đều sử dụng để đánh giá độc cấp tính và ngưỡng độc của độc

chất. Đây là giá trị không gây chết mà chỉ gây ảnh hưởng (phản ứng) đối với
50% động vật thí nghiệm.
- Khác nhau
ED50

EC50

- Liều gây ảnh hưởng (phản

- Nồng độ gây ảnh hưởng (phản

ứng) đối với 50% động vật thí

ứng) đối vơi 50% động vật thí

nghiệm

nghiệm

- Đơn vị: mg/kg trọng lượng cơ
thể

- Đơn vị: mg/lit.
- Sử dụng để đánh giá độ độc
đối với một số động vật không
xương nhỏ như ấu trùng Ruồi
nhuế, daphnia.


Câu 3: RfD, ADI và TDI có phải là một không, tại sao?

- RfD (liều lượng nền): là liều lượng ước tính mà con người tiếp xúc trong
một ngày mà không gây ảnh hưởng tiêu cực trong suốt cuộc đời.
- ADI: lượng tiếp xúc chấp nhận được trong mỗi ngày trong suốt cuộc đời mà
không gây ảnh hưởng đến sức khỏe.
- TDI: giá trị tiếp xúc chấp nhận được trong một ngày trong suốt cuộc đời qua
con đường ăn uống mà không gây ảnh hưởng đến sức khỏe.
Như vậy RfD, ADI và TDI có cùng nội dung nhưng RfD và ADI được tính
khi độc chất đi vào cơ thể qua cả 3 con đường (tiếp xúc, tiêu hóa, hơ hấp), cịn
TDI tính trong trường hợp độc chất vào cơ thể chỉ qua con đường ăn uống (tiêu
hóa).
Nếu giả thiết độc chất vào cơ thể chỉ qua con đường ăn uống thì cả 3 giá trị
trên là một.
Câu 7: Những tác nhân nào có khả năng gây tác động xấu đến sức khoẻ con người
có nguồn gốc từ sinh hoạt và công nghiệp
 Tác nhân vật lý
- Nhiệt độ
- Ánh sáng
- Nước
- Tác động tổng hợp của nhiệt độ và độ ẩm
- Gió
 Chất độc hóa học


- Kiềm, axit
- SO2
- Nox
- Hidrocacbon
- Hợp chất COx
- Dung môi hữu cơ
- Ozon và PAN

- Xianua
- Các chất gây ung thư
- Kim loại nặng
- HCBVTV
- Một số loại chất diệt cỏ được sử dụng trong chiến tranh Việt Nam
 Độc chất sinh vật
- Độc tố có trong thực vật
- Độc chất do độc vật tiết ra: nhựa cóc, nọc rắn..
- Độc tố của nấm
- Độc tố của một số vi sinh vật
Câu 8: phân tích nguồn gốc và tác động đối với sức khoẻ con người của một số
tác nhân: CO, SO2, NOx, Pb, As, Hg.
Nguồn gốc
CO

Tác động đối với con người

Nó là sản

- CO làm giảm q trình vận chuyển oxy của máu

phẩm chính

trong cơ thể. Khi hít phải CO đi vào túi phổi, khuếch


trong sự cháy

tán qua vách của túi phổi và canh tranh với oxy để

khơng hồn

giành 1 trong 4 vị trí Fe trong phân tử Hemoglobin.

toàn của

- Mức độ gây độc phụ thuộc vào khả năng kết hợp

cácbon và các

giữa CO và Hemoglobin.

hợp chất chứa
cácbon.

- Ở nơng độ trung bình có thể gây nhức đầu, mỏi
mệt, khi nồng độ lớn hơn 1000mg/lit có thể gây chết
người

SO2

Nó sinh ra
như là sản

- Khí SO2 gây bệnh cho người như viêm phổi, mắt,
da

phẩm phụ
trong q
trình đốt cháy

than đá, dầu,
khí đốt .
NOx

Do đốt nhiên

- Nồng độ Nox trong khí quyển ít khi đạt đến mức

liệu hóa

gây hại cho con người

thạch..

- Nồng độ có thể gây mãn tính cho người là:
+ NO: 25ppm
+ NO2: 5ppm
- Nồng độ có thể gây cấp tính cho người là:
+ NO: 35mg/lit
+ NO2: 0,06mg/lit góp phần làm trầm trọng thêm
các bện về phổi, 15-50ppm gây nguy hiểm cho
phổi , tim, gan sau vài giờ tiếp xúc, 100ppm sẽ gây
tử vong sau vài giờ tiếp xúc.


- Ngưỡng cho phép đối với NH3: 20-40ppm, khi
tiếp xúc ở 1500-2000ppm trong 30 phút sẽ gây nguy
hiểm đến tính mạng.

Pb

Phát sinh ra từ

-

các vật liệu

thương động mạch, mao mạch dẫn tới phù não, tăng

công nghiệp

áp suất dịch não tủy, thối hóa tế bào thần kinh gây co

có sử dụng

giật, hơn mê, động kinh

chì như sơn,

-

ắc quy,

vào các mơ mềm

ngun liệu
trong luyện
kim chì, xúc

-

Gây chứng thiếu máu, tiểu hồng cầu. Gây tổn

Tích lũy ở xương kết hợp với photphat di chuyển

Ảnh hưởng đến hệ sinh sản gây sẩy thai, ảnh

hưởng có hại cho trẻ sơ sinh

tác trong sx

-

Khi hàm lượng trong máu khoảng 0,3ppm sẽ

polyme..

ngăn cản q trình hơ hấp tế bào làm cơ thể mệt mỏi,
0,5-0,8ppm gây rối loạn chức năng của thận, pha hủy
não, trên 0,8ppm gây thiếu máu do thiếu Hemoglobin

As

Trong nước

-

ngầm, thuốc

trừ sâu, thuốc

-

diệt nấm, diệt

của Protein làm đông tụ các protein, một phần nhỏ đi

cỏ, dụng cụ

vào tế bào thần kinh, thay thế phốt pho và tích tụ

thủy tinh, sơn,

trong xương.

chất màu, vật
liệu bán dẫn..

-

Độc tính tăng dần theo thứ tự As(5+) < As(3+)

Khi vào cơ thể As(3+) liên kết với các nhóm SH

Sau khi bị nhiễm độc cấp tính từ 30 phút đến 2

giờ xuất hiện các triệu chứng đường ruột nặng như
nôn mửa, tiêu chảy ra máu, đau bụng dữ dội, đau và

có cảm giác cháy bỏng thực quản kèm theo tình trạng
dãn mạch, co thắt cơ tim, phù não, đau thần kinh
ngoại biên, vàng da, rối loạn thận và có thể chết trong
vòng 24h đến 4 ngày do rối loạn tuần hồn.
-

Nhiễm độc mãn tính thường có các triệu chứng

như tiêu chảy, đau bụng, tăng sắc tố, gây bệnh sừng
hóa dẫn đến hoại tử đầu ngón tay ngón chân, thiếu
máu, ung thư da, phổi và tế bào mũi.
Hg

Được sử dụng
làm điện cực
trong sản xuất
NaOH, Clo
bằng cách
điện phân, sản
xuất đèn cao

- Tính độc phụ thuộc vào dạng hợp chất hóa học của
nó
- Khi hít phải hơi Hg, Hg sẽ đi vào não qua máu hủy
hoại hệ thần kinh trung ương
- Hg(2+) rất độc dễ dàng kết hợp với amino axit chưa
lưu huỳnh, hemoglobin, albumin.

áp, pin thủy

- Các hợp chất hữu cơ của Hg có tính độc cao nhất

ngân... Trong

(metyl thủy ngân), tan được trong mỡ, phần chất béo

nông nghiệp

của các màng và trong não tủy, thâm nhập vào mô

làm chất

của bào thai qua nhau thai gây tổn thương cho bào

chống nấm và

thai về hệ thần kinh trung ương gây bệnh tâm thần

làm sạch hạt

phân liệt, co giật , trí tuệ kém phát triển...

giống.

Câu 10: Nêu ý nghĩa của các định luật sinh thái (định luật tối thiểu, định luật về
giới hạn sinh thái, định luật tác động không đồng đều của nhân tố sinh thái lên cơ
thể, định luật tác động đồng thời và tác động qua lại giữa sinh vật và môi trường,

định luật tác động tổng hợp của các nhân tố sinh thái, định luật tác động không
đồng đều của các nhân tố sinh thái lên chức phận của cơ thể sống) trong nghiên
cứu độc tính của độc chất.
Trả lời: ai đen đủi thì vỡ mồm câu này )
Bài tập
1. Một người uống 2,5 lít nước/ngày. Nồng độ Mangan trong nước là 45
microgam/lít. Hỏi người đó có bị ngộ độc Mangan khơng biết người đó nặng
60 kg và giá trị RfD của Mangan là 0,01. Giả thiết toàn bộ lượng Mangan đưa
vào cơ thể của người đó là từ nước uống và khả năng đào thải Mangan là 65%.
Bài giải:
1, lượng mangan đi vào cơ thể trong 1 người
2,5 . 45µg/l.35/100 = 39,375 µg/ ngày
Lượng mangan được phép đi vào cơ thể:
0,01. 60 = 0,6 mg/ ngày
=> không ngộ độc
2. Hãy xác định hệ số khác nhau giữa 2 khu vực sau:
Loài
Địa điểm
I

II

III

IV

V

1

8

1

6

4

6

2

9

3

8

3

0

*hệ số giống nhau


S = 2C/(A+B) = 2.4/ (25+23) = 8/48 = 0,167
=> hệ số khác nhau: D = 1 –S = 1 – 0,167 = 0,833
Trong đó:
A là tổng giá trị của tất cả cá thể các loài ở địa điểm 1

B là tổng giá trị của tất cả cá thể các loài ở địa điểm 2
C là tổng số cá thể có chung ở 2 địa điểm với giá trị nhỏ nhất.
3. Xác định nồng độ nền của Asen cho trẻ em biết kết quả thí nghiệm xác định
được nồng độ thấp nhất mà động vật thí nghiệm là vượn có phản ứng với Asen
trong thời gian nghiên cứu 70 ngày là 5 µg/kg.ngày. Coi điều kiện thí nghiệm được
duy trì ổn định trong suốt thời gian tiến hành thí nghiệm và điều kiện đó được mơ
phỏng như sự tiếp xúc trong thực tế của trẻ em với Asen.

MF = 1
UF = 10 x 10 x 10 x 10 = 10000

RfD = 5µg/kg.ngày / ( UF. MF) = 5µg/10000 = 5.10-10 g/ kg = 0,5 ppb = 0,5 mg/kg
4. Kết quả thí nghiệm mãn tính xác định nồng độ mà tại đó khơng xuất hiện ảnh
hưởng của F- đối với cơ thể linh trưởng là 4,5 µg/kg.ngày. Coi chỉ số biến đổi là 1.
Một gia đình gồm 3 người: người chồng nặng 70 kg, người vợ nặng 50 kg và người
con nặng 15 kg. Bình quân mỗi người sử dụng 2,5 lít nước/người/ngày. Nồng độ Ftrong nguồn nước cấp cho gia đình sử dụng là 4,6 µg/lít. Giả thiết 50% lượng Fđưa vào cơ thể mỗi người trong gia đình hàng ngày là từ nước uống. Hãy cho biết


gia đình này có cần xử lý F- trong nước trước khi sử dụng hay khơng? Nếu có thì
hiệu suất xử lý tối thiểu cần đạt được là bao nhiêu để đảm bảo an toàn cho suốt
cuộc đời.
Giải:
MF = 1
UF = 100 x 10= 1000
Giả sử 100% As đi vào cơ thể qua đường ăn uống
TDI = RfD = NOAEL / UF. MF = 4,5 µg/ 1000 = 4,5. 10-6 mg/kg.ngày
GV chồng = TDI .b.p /C = 4,5.10-6mg/kg.ngày . 70kg. 0,5 / 2,5 lít = 6,3 . 10-5mg/l =
0,063 µg/l ( b là thể trọng, p là tỉ phần độc chất vào cơ thể qua nước uống, C là
lượng nước uống hang ngày)
GV vợ = 0,045 µg/l

GV con = 0,0135 µg/l
[p] trong nước là 4,6 µg/l => cần xử lý
Hiệu suất xử li tối thiểu = ( 4,6 – 0,0135) / 4,6 = 99,7%


5. Hãy so sánh các chỉ số đa dạng sinh thái Margalef, Menhinick, Simpson và
Berger – Parker của 3 hệ sinh thái sau:
Hệ sinh thái
Loài
A

B

C

1

70

50

25

2

30

20

25

3

0

15

25

4

0

5

25

Tổng số cá thể

100

100

100

Maralef: DMg = (S-1) / lnN
DMg (A) = (2-1) /ln100 = 0,217
Dmg (B) = (4-1) / ln100 = 0,651
DMg (C) = (4-1) / ln 100 = 0.651
Menhinick: DMn = S/N

DMn(A) = 2 /100 = 0,02
DMn(B) = 4/100 = 0,04
DMn(C) = 4/100 = 0,04
Sympson: D = N(N-1)/∑ ni (ni-1)


D(A) = 100(100-1)/ (70.69+30.29) = 1,74
D(B) = 100.99/ (50.49+20.19+15.14+5.4) = 3,24
D(C) = 100.99/ 25.24.4 = 4,125
Berger – rarlur
D= Nmax/N
D(A) = 70/100 = 0,7
D(B) = 50/100 = 0,5
D(C) = 25/100 = 0,25