ĐỘC TÍNH CỬA ASEN (1)

Tiểu luận độc học môi trường
Mục lục
Tài liệu tham khảo…………………………………………………………… 2
MỞ ĐẦU……………………………………………………………………….3
NỘI DUNG…………………………………………………………………… 4
1
Tiểu luận độc học môi trường
Tài liệu tham khảo
1. Lê Huy Bá. Độc học môi trường. Nhà xuất bản đại học quốc gia
TP.HCM. 2002.
2. PGS.TS Hoàng Văn Bính. Độc chất công nghiệp và dự phòng nhiễm
độc. Nhà xuất bản Khoa học và Kĩ thuật. 2002.
3. PGS.TS Hoàng Trọng Sỹ. Bài giảng Độc học môi trường.
2
Tiểu luận độc học môi trường
MỞ ĐẦU
Môi trường và các vấn đề môi trường đang là đề tài mà hầu hết các nước
trên thế giới quan tâm. Chưa bao giờ vấn đề môi trường lại được nhắc đến một
cách dữ dội trên hầu hết các phương tiện thông tin đại chúng.
Sự phát triển của con người trong thế kỷ này được ví như là một sự phát
triển thần tốc, nhưng đằng sau bức màn của sự phát triển thần tốc đó chính là
những tác hại về mặt môi trường, do chính những đòi hỏi của việc phát triển
không ngừng, phục vụ cho những nhu cầu sống của mình, con người đã làm
tăng một cách đáng kể các chất ô nhiễm vào môi trường, gây ảnh hưởng không
nhỏ đến môi trường sống của chính mình và các loài vật. Một trong những chất
ô nhiễm gây ra tác động không chỉ về mặt nhất thời mà còn có tác động lâu dài
đến thế hệ mai sau đó chính là kim loại nặng mà điển hình là “Asen và những
hợp chất của Asen”.
Từ rất lâu, con người đã biết tới Asen và độc tính của nó. Độc tính của Asen
có thể gây chết cho gia súc, gia cầm chủ yếu liên quan tới nguồn gốc tự nhiên.
Theo 1 số nghiên cứu cho thấy, asen là một chất cực độc, gấp 4 lần so với thủy

ngân. Mặc dù trước đây, người ta vẫn dùng Asen một cách thông dụng trong
công nghiệp khai mỏ, luyện kim, thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ, thậm chí trong
một số chất tăng trọng cho gia súc. Tuy nhiên, trong khoảng 20 năm trở lại đây,
các nhà khoa học đã chứng minh được tác hại của Asen và con người mới có
cái nhìn đúng đắn về ảnh hưởng của nó tới sức khỏe và đời sống.
Ở Việt Nam, nước tại 1 số khu vực lớn và đông dân cư sinh sống như Hà
Nội, Việt Trì-Lâm Thao, thượng nguồn sông Mã…có hàm lượng Asen vượt
quá tiêu chuẩn cho phép, thậm chí có nơi vượt hơn 10 lần so với Tiêu chuẩn
Việt Nam (hàm lượng Asen cho phép trong nước sinh hoạt của Việt Nam là
0,05mg/l). Đặc biệt, càng nguy hiểm hơn khi hiện nay, hầu hết các bệnh gây ra
bởi nhiễm độc Asen vẫn chưa có thuốc đặc trị. Do vậy, để hiểu rõ hơn về Asen,
chúng tôi đã lựa chọn đề tài: “Tìm hiểu độc tính của Asen.”
3
Tiểu luận độc học môi trường
NỘI DUNG
1. Đặc trưng của Asen
1.1. Tính chất vật lý
Asen (còn được gọi là thạch tín) là nguyên tố số 33 trong bảng tuần hoàn
hóa học Mendeleep, có tên tiếng anh là Arsenic (kí hiệu là As). Asen là 1 thành
phần tự nhiên của vỏ Trái Đất - nguyên tố phổ biến thứ 20, khoảng 1-2mg
As/kg (khoảng 0,0001%) nhưng lại phân bố rộng rãi trong tự nhiên. As tồn tại
dưới nhiều dạng khác nhau trong tự nhiên như arsenopyrite hoặc các hợp chất
với lưu huỳnh. Asen hiện diện trong nước ngầm trong trạng thái yếm khí dưới
dạng As(III) và dạng trung tính.
Hình 1: Mẫu Asen trong ống nghiệm
4
Tiểu luận độc học môi trường
Hình 2: Một mẫu lớn chứa Asen tự nhiên
Khối lượng nguyên tử chuẩn 74,92160
Phân loại Á kim

Cấu hình electron [Ar] 4s
2
3d
10
4p
3
Màu sắc Ánh kim xám
Trạng thái vật chất Chất rắn
Nhiêt độ thăng hoa 887 K (615
o
C, 1137
o
F)
Nhiệt lượng nóng chảy (xám) 24,44 kJ · mol
−1
Nhiệt dung 24,64 J·mol
−1
·K
−1
Trạng thái oxi hóa 5, 3, 2, 1, -3
Độ âm điện 2,18 (Thang Pauling)
Năng lượng ion hóa Thứ nhất: 947,0 kJ·mol
−1
Thứ hai: 1798 kJ·mol
−1
Thứ ba: 2735 kJ·mol
−1
Bán kính Vander Waals 185 pm
Bảng 1: Một số hằng số vật lý của Asen
Asen có 3 dạng thù hình: Alpha-màu vàng; beta-màu đen;gamma-màu

xám.Dạng vô cơ độc hơn dạng hữu cơ.Khi tiếp xúc với không khí(nước
mặt),một phần lớn As(III) sẽ bị chuyển hóa thành As(V);hợp chất hóa trị III có
độc tính cao hơn.Trong điều kiện ẩm ướt, arsen sunfua dễ bị hòa tan,rửa trôi và
xâm nhập vào đất,nước,không khí.
Dạng vô cơ của thạch tín độc hơn sovới dạng hữu cơ của nó.
5
Tiểu luận độc học môi trường
1.2. Tính chất hóa học
Asen (As) tồn tại dưới dạng các hợp chất. Chính các hợp chất của Asen
mới là những độc chất cực mạnh.
Một số hợp chất của Asen như:
+Arsenic (III) florua AsF
3
.
+Arsenic( V ) floride AsF
5
.
+Arsenic(III) hidide AsH
3
.
+Arsenic (III) oxide As
2
O
3
+Arsenic( V ) oxide As
2
O
5
+Arsenic(III) sulphide As
2

S
3
….
Trong nước Asen tồn tại ở 2 dạng hoá trị: hợp chất Asen hóa trị III và V.
(Hợp chất Asenhóa trị III có độc tính cao hơn dạng hóa trị V.)
Môi trường ôxy hóa là điều kiện thuận lợi để cho nhiều hợp chất hóa trị V
chuyển sang dạng Asen hóa trị III.
As(V): As(V) có thể được chuyển thành As(III) và gây độc giống như
As(III), có cấu trúc giống phosphate hữu cơ và có thể thay thế cho phosphate
trong sự thuỷ phân glucose và sự hô hấp của tế bào.
Trong môi trường sinh thái, các dạng hợp chất As hóa trị(III) có độc
tính cao hơn dạng hóa trị (V). Môi trường khử là điềukiện thuận lợi để cho
nhiều hợp chất As hóa trị V chuyển sang As hóa trị III. Trong những hợp
chất As thì H
3
AsO
3
độc hơn H
3
AsO
4
. Dưới tác dụng của các yếu tố oxi hóa
trong đất thì H
3
AsO
3
có thể chuyển thành dạng H
3
AsO
4

. Thế oxy hóa khử,
độ pH của môi trường và lượng kaloit giàu Fe
3+
…, là những yếu tố quan trọng
tác động đến quá trình oxy hóa - khử các hợp chất As trong tự nhiên.
Asen có khả năng kết tủa cùng các ion sắt.
Trong môi trường khí hậu khô: hợp chất Asen thường tồn tại ở dạng ít linh
động.
Trong điều kiện ẩm ướt :các hợp chất Asen sulfua dễ bị hòa tan, rửa trôi
hoặc hoà tan để thâm nhập vào đất, vào nước và không khí.
As tham gia phản ứng với Oxy trở thành dạng As
2
O
3
rồi sau đó là As
2
O
5
.
Nếu trong môi trường yếm khí thì As(V) sẽ bị khử về trạng thái As(III).
4As + 3O
2
= 2As
2
O
3
As
2
O
3

+ O
2
= As
2
O
5
6
Tiểu luận độc học môi trường
4As(s) + 5O
2
(g) → As
4
O
10
(s)
4As(s) + 3O
2
(g) → As
4
O
6
(s)
As tham gia phản ứng với tấc cả các halogen trong môi trường axit.
2As + 3Cl
2
= 2AsCl
3
AsCl
3
+ Cl

2
= AsCl
5
2As +3F
2
= 2AsF
3
2As(s) + 5F
2
(g) → 2 AsF
5
(g)
2As(s) + 3Br
2
(g) → 2AsBr
2
(s) [vàng phale]
2As(s) + 3I
2
(g) → 2AsI
3
(s) [đỏ ]
Axit asenic (V), tương tự như axít phốtphoric, là một axít yếu. Tương tự
như phốtpho, asen tạo thành hiđrua dạng khí và không ổn định, đó là arsin
(AsH
3
). Sự tương tự lớn đến mức asen sẽ thay thế phần nào cho phốtpho trong
các phản ứng hóa sinh học và vì thế nó gây ra ngộ độc.
Tuy nhiên, ở các liều thấp hơn mức gây ngộ độc thì các hợp chất asen hòa
tan lại đóng vai trò của các chất kích thích và đã từng phổ biến với các liều nhỏ

như là các loại thuốc chữa bệnh cho con người vào giữa thế kỷ 18.
Khi bị nung nóng trong không khí, nó bị ôxi hóa để tạo ra trioxit asen; hơi
từ phản ứng này có mùi như mùi tỏi. Mùi này cũng có thể phát hiện bằng cách
đập các khoáng vật asenua như asenopyrit bằng búa.
2. Nguồn phát thải Asen
2.1. Nguồn tự nhiên
Trong tự nhiên asen có trong nhiều loại khoáng vật như Realgar As
4
S
4
,
Orpoment As
2
S
3
, Arsenolite As
2
O
3
, Arsenopyrite FeAsS (tới 368 dạng) Trong
nước Asen thường ở dạng Arsenic hoặc arsenate (AsO
3
3-
, AsO
4
3
-). Các hợp
chất Asen methyl có trong môi trường do chuyển hóasinh học.
Nguồn Asen tự nhiên chủ yếu xuất phát từ các mỏ quặng chứa sulfur, mà
đi kèm là arsenopyrite. Lượng asen trong đất và nước phụ thuộc rất nhiều vào

địa chất và các quá trình phong hóa, trong khi lượng arsen trong thực vật và
động vật thì phụ thuộc vào từng loài.
Một số loài thực vật biển, như là rong biển và tảo, hay các loài động vật
biển như động vật giáp xác và một số loài cá thường chứa nồng độ asen rất cao.
Một số nghiên cứu của các nhà khoa học chỉ ra rằng, nồng độ asen trong tảo
biển có thể lên đến 9ppm, trong khi ở các thực vật thông thường không quá 0.5
ppm. Ở một số loài giáp xác, nồng độ arsen còn đạt mức 100ppm.
7
Tiểu luận độc học môi trường
Trong tự nhiên, Asen được phân tán vào đất thông qua hoạt động phun trào
của núi lửa.
Vi trùng trong đất và trầm tích cũng phát thải các chất chứa Arsen vào khí
quyển. Các chất này sẽ chuyển hoá thành các hợp chất Arsen khác và quay trở
lại đất.
2.2. Nguồn nhân tạo
2.2.1. Nguồn công nghiệp
Asen là nguyên tố có mặt trong nhiều loại hóa chất sử dụng trong nhiều
ngành công nghiệp khác nhau như: hóa chất, phân bón (lân - photphat, đạm-
nitơ), thuốc bảo vệ thực vật, giấy, dệt nhuộm Người ta ước lượng thế giới có
khoảng 12.000 tấn As/năm để làm khô bông vải và 16.000 tấn As/ năm để bảo
quản gỗ.
Nhiều ngành công nghiệp sử dụng nhiên liệu hóa thạch như công nghiệp xi
măng, nhiệt điện, Công nghệ đốt chất thải rắn cũng là nguồn gây ô nhiễm
không khí, nước bởi Asen.
Các ngành công nghiệp khai thác và chế biến các loại quặng, nhất là quặng
sunfua, luyện kim tạo ra nguồn ô nhiễm Asen. Việc khai đào ở các mỏ nguyên
sinh đã phơi lộ các quặng sunfua, làm gia tăng quá trình phong hóa, bào mòn
và tạo ra khối lượng lớn đất đá thải có lẫn Arsenopyrit ở lân cận khu mỏ.
Những người khai thác tự do khi đãi quặng đã thêm vào axit sunphuric,
xăng dầu, chất tẩy. Arsenopyrit sau khi tách khỏi quặng sẽ thành chất thải và

được chất đống ngoài trời và trôi vào sông suối, gây ô nhiễm tràn lan. Đó là
những nguồn phát thải Arsen gây ô nhiễm nước, đất, không khí.
Asen và hợp chất của asen được sử dụng rộng rãi nên nguồn gốc tiếp xúc
cũng nhiều:
• Xử lý quặng Asen, chiết xuất Asen.
• Luyện kim màu Cu. Pb, Zn, Ca, Sb. Asen là tạp chất trong các kim loại
nặng, làm ô nhiễm môi trường lao động dưới dạng As
2
O
3,
thường là các
hạt nhỏ dưới dạng bụi mịn rất dễ xâm nhập vào cơ thể con người.
• Kỹ nghệ sản xuất và sử dụng chất màu chứa As ví dụ: màu xanh
Schweinfurt là hợp chất đồng axetoAsat có chứa 50% As. Màu xanh
Scheele hay màu xanh paris là hợp chất đồng metaAsit, chất này cũng
được làm sắc tố cho giấy dán tường, in hoa, bảo quản gỗ nhưng nay ít
8
Tiểu luận độc học môi trường
dùng vì nó giải phóng ra khí độc do tác động của các mốc. Sắc tố màu đỏ
và vàng là hai loại sunfua asen.
• Asen được luyên với các kim loại khác ví dụ: Pb để làm đạn chì trong
súng săn.
• Trong kỹ nghệ thuộc da, thuộc phèn người ta sử dụng opimen( As
2
S
3
) để
làm rụng lông ở da.
• As
2

O
3
được dùng đẻ xử lý các con thú nhồi rơm và bảo quản các sản
phảm da thuộc.
• Trong kỹ nghệ thủy tinh, một số hợp chất của Asen được dùng để cải
tiến chất lượng sản phẩm.
2.2.2. Nguồn nông nghiệp
Asen được con người sử dụng nhiều nhất trong lĩnh vực hóa chất nông
nghiệp, như thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ, thuốc diệt côn trùng, chất làm khô và
bảo quản gỗ, phụ gia thức ăn…Arsenic trioxit là nguyên liệu chính của nhiều
loại thuốc diệt côn trùng vô cơ, ví dụ như: chì arsenate, sodium arsenite,
monosodium, disodium methane arsenate và axit cacodylic… Người ta ước
lượng thế giới có khoảng 8000 tấn As/ năm dùng làm thuốc diệt cỏ
Theo kết quả điều tra mới đây, thủy ngân và arsenic có trong nhiều vị
thuốc đang lưu hành với hàm lượng cao cấp 300-500 lần tiêu chuẩn của Bộ Y
tế. Các vị thuốc chứa nhiều arsenic nhất là hùng hoàng, dự thạch.
Tuy nhiên, chỉ khoảng một phần ba Asen trong khí quyển đến từ các nguồn
tự nhiên và phần còn lại là từ các nguồn nhân tạo. Các quy trình công nghiệp
như khai thác mỏ, nấu quặng và sử dụng than đá cho nhiệt điện góp phần sinh
ra Asen trong không khí, nước và đất.
Ngoài ra, những khu vực dân tự động đào và lấp giếng không đúng tiêu
chuẩn kỹ thuật khiếnchất bẩn, độc hại bị thẩm thấu xuống mạch nước. Cũng
như việc khai thác nước ngầm quá lớn làm cho mức nước trong các giếng hạ
xuống khiến cho khí ôxy đi vào địa tầng và gây ra phản ứng hóa học tạo ra
thạch tín từ quặng pyrite trong đất và nước ngầm nông, ở mức nước ngầm sâu
thì không phát hiện được.
3. Độc tính của Asen
3.1. Cơ chế gây độc của Asen
Cơ chế gây độc của Asen là nó tấn công vào các nhóm sulfurhydryl của
enzyme làm cản trở hoạt động của các enzyme. Asen (III) ở nồng độ cao làm

9
Tiểu luận độc học môi trường
đông tụ các protein do Asen (III) tấn công vào liên kết có nhóm sulfur. Khi vào
trong cơ thế, dặc biệt là các AS (III) tấn công gnay lập tức vào các enzyme có
chưa nhóm –SH và cản trờ hoạt động của chúng.
Phản ứng xảy ra như sau:
SH S
Enzym + AsO
3
3-
Enzym AsO
-
+ 2OH
-
SH S
Asen cũng giống như photphat, dễ kết tủa với các kim loại và ít độc hơn
so với Asenit, vào cơ thể Asenat vào thế chỗ của photphat trong chuỗi phản
ứng tạo adenozintriphootphat(ATP) – một chất có vai trò quan trọng trong trao
đổi chất cải tế bào, do đó ATP sẽ không được hình thành.
CH
2
-OPO
2
2-
CH-OPO
2
2-
CH-OH CH-OH + OH
-
ATP

C=OH + PO
4
3-
C=O
H OPO
2
2-
Khi có mặt của asenat, tác dụng sinh hóa chính mà chính nó tạo ra đông
tụ protein, tạo ra phức với coenzyme và phá hủy quá trình hoạt động photphat
hóa để tạo ra ATP. Tóm lại tác dụng sinh hóa chính của Asen là: làm đông tụ
protein, tạo phức với coenzyme và phá hủy quá trình photphat hóa tạo ra ATP.
Các chất chống độc tính của arsen là các hóa chất có chứa nhóm – SH như
2,3 – dimecaptopropanol (HS – CH
2
– CH – CH
2
OH) chất này có khả năng tạo
SH
liên kết với AsO
3
2-
nên không còn để liên kết với nhóm – SH trong enzym.
As tự do cũng như 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, As.
10
Tiểu luận độc học môi trường
Trong môi trường sinh thái, các dạng hợp chất As hóa trị (III) có độc tính
cao hơn dạng hóa trị (V). Môi trường khử là điều kiện thuận lợi để cho nhiều
hợp chất As hóa trị V chuyển sang As hóa trị III. Trong những hợp chất As thì

H
3
AsO
3
độc hơn H
3
AsO
4
. Dưới tác dụng của các yếu tố oxi hóa trong đất thì
H
3
AsO
3
có thể chuyển thành dạng H
3
AsO
4
. Thế oxy hóa khử, độ pH của môi
trường và lượng kaloit giàu Fe
3+
…, là những yếu tốquan trọng tác động đến quá
trình oxy hóa - khử các hợp chất As trong tự nhiên. Những yếu tố này có ý
nghĩa làm tăng hay giảm sự độc hại của các hợp chất As trong môi trường sống.
As(V) có thể được chuyển thành As(III) và gây độc giống như As(III), có
cấu trúc giống phosphate hữu cơ và có thể thay thế cho phosphate trong sự thuỷ
phân glucose và sự hô hấp của tế bào.
3.2. Độc tính đối với động vật
3.2.1. Độc tính đối với động vật trên cạn
Sự trao đổi chất độc và độc tính của As thay đổi khác nhau khá lớn giữa
các động vật. Việc ăn một lượng lớn As sẽ gây chết. Các động vật thường có

khả năng giải độc và bài tiết các hợp chất As vào môi trường, tuy nhiên, As là
chất gây quái thai đối với nhiều động vật và có thể xuyên qua nhau thai gây
biến dạng và đôi khi gây chất bào thai. Tuy nhiên những ảnh hưởng ung thư
này thường ít theo dõi ở trừ ở con người.
Trong cơ thể động vật và người đề có một lượn g nhỏ As. Những nghiên
cứu mới đã chứng minh As là nguyên tố cần thiết cho nhiều loài động vật và
người. Một số động vật như cừu, lợn, chuột nếu thiếu As sẽ biểu hiện các triệu
chứng như chậm phát triển, nồng độ taurin trong huyết thanh thấp, nồng độ
polyamine trong gan giảm, hoạt tính của enzyme glutathione – S, transferase, S
– adenosylmethionini và hoạt tính riêng của S – adenosylmethionine
decarboxylase cũng bị giảm.
Loài Thông số Nồng độ (mg/m
3
) Thời gian (phút)
Chuột LC
50
250 10
Chó LC
50
350 30
Thỏ LC
50
650 10
Bảng 2: LC
50
của một số loài động vật
11
Tiểu luận độc học môi trường
3.2.2. Độc tính đối với động vật thủy sinh
Dựa vào hợp chất và nồng độ các chất As có thể ức chế và ngăn cản sự tăng

trưởng của thực vật dưới nước. Một nghiên cứu chỉ ra rằng rau câu biển bị ức
chế ở nồng độ từ 19 – 22 gAs
3+
/L. Ở nghiên cứu khác 50% môi trường đang
phát triển của loài cóc miệng hẹp bị chết hoặc bị dị tật rong 7 ngày ở nồng dộ
40 gAs
3+
/L. Thông thường, As vô cơ độc hơn As hữu cơ đối với sinh vật dưới
nước và những loại hóa trị III độc hơn những loại hóa trị V. Những giai đoạn
đầu của sự sống là nhạy cảm nhất. As được tích lũy từ nước bởi các loài sinh
vật khác nhau; tuy nhiên không có bằng chững về sự mở rộng theo chuỗi thức
ăn trong nước.
 As hữu cơ:
• Cá trê: nhiễm MMA (Asenical), LC
50
(mg/l): 4,7 (3,5 – 6,3); 96 giờ =
4 ngày.
• Cá vàng: nhiễm MMA (34.8%), LC
50
(mg/l): 5 (3,9 – 6,3); 96 giờ = 4
ngày
 As vô cơ:
• Nước ngọt:
Con ốc sên: nhiễm As
2
O
3
, LC
50
(mg/l): 18,6 ; 96 giờ

Con giun Tubificid: nhiễm Asenate, LC
50
(mg/l): 127,4 (108,8 –
134,3); 96 giờ
• Nước biển:
Con tôm: nhiễm As
2
O
3
, nhiễm Astrisulfide, LC
50
(mg/l): 24,8 (19,1 –
35,2); 96 giờ.
3.3. Độc tính đối với thực vật
3.3.1. Độc tính đối với thực vật trên cạn
Tất cả thực vật dều chứa một lượng nhỏ Arsen. Mặc dù vậy, điều đó không có
nghĩa là Arsen không gây hại đến chúng.
Lượng Asen trong các cây có thể ăn được thường rất ít, thậm chí cả khi các
mùa vụ đang trồng và thu hoạch trê các khu vực đất bị nhiễm. Ở cây trồng trên
đất sét thì hàm lượng Asen trong cây thấp hơn so với các loại cây được trồng
trên các loại đất khác.
Asen trong các cặn lắng được tìm thấy trong thực vật thấp hơn trong đất, tỉ lệ
Asen xấp xỉ 1mg/kg trong các mùa thu hoạch. Thực phẩm, cỏ mọc trên các bãi
rác hôi thối chứa 3460mg/kg đất khô. Nồng độ Asen trong mô cây trồng có liên
quan đến cỏ dại.
12
Tiểu luận độc học môi trường
Thực vật nhạy cảm với Asen có thể xác định bởi khả năng hấp thụ và biến
đổi của cây. Đậu và những cây họ đậu rất nhạy cảm với Asen.
Chất độc ảnh hưởng từ Asen làm giảm đột ngột sự vận động trong nước hay

làm thay đổi màu của lá, làm cho lá ở đỉnh và rìa bị chết, hạt giống ngừng phát
triển.
Mức độ chịu độc Asen khác nhau ở mỗi lại cây khác nhau. Mức độ này
biểu hiện rõ ở nhiều loài không chứa Arsen từ chất dinh dưỡng hòa tan nhờ lá
cây rễ đậu.
Nồng độ Asen trong rễ thực vật cao hơn trong thân, lá hoặc quả. Lượng tích
trữ trong rễ theo thứ tự:
Arsenate > arsenite > monomethylasenate > dimethylasenate
3.3.2. Độc tính đối với thực vật thủy sinh
Asen ảnh hưởng đến thực vật nhờ một chất cản trở trao đổi chất làm giảm
mạnh năng suất, đặc biệt trong môi trường thiếu photpho. Độc tính của hợp
chất Asen đối với sinh vật dưới nước tăng dần theo dãy Asen - Asenit – Asenat
- hợp chất Asen hữu cơ. Dựa vào hợp chất và nồng độ, các chất Arsen có thể ức
chế và ngăn cản sự tăng trưởng của thực vật dưới nước. Một nghiên cứu chỉ ra
rằng rau câu bị ức chế ở nồng độ 19-22 µg As
+3
/L
3.4. Độc tính đối với con người
3.4.1. Nhiễm độc cấp tính
• Qua đường tiêu hoá: Khi anhydrit arsenous hoặc chì arsenate vào cơ thể sẽ
biểu hiện các triệu chứng nhiễm độc như rối loạn tiêu hoá (đau bụng, nôn,
bỏng, khô miệng, tiêu chảy nhiều và cơ thể bị mất nước ). Bệnh cũng tương tự
như bệnh tả có thể dẫn tới tử vong từ 12-18 giờ. Trường hợp nếu còn sống, nạn
nhân có thể bị viêm da tróc vảy và viêm dây thần kinh ngoại vi. Một tác động
đặc trưng khi bị nhiễm độc Arsen dạng hợp chất vô cơ qua đường miệng là sự
xuất hiện các vết màu đen và sáng trên da.
• Qua đường hô hấp (hít thở không khí có bụi, khói hoặc hơi Arsen): có các
triệu chứng như: kích ứng các đường hô hấp với biểu hiện ho, đau khi hít vào,
khó thở; rối loạn thần kinh nhưnhức đầu, chóng mặt, đau các chi; hiện tượng
xanh tím mặt được cho là tác dụng gây liệt của Arsen đối với các mao mạch.

Ngoài ra còn có các tổn thương về mắt như: viêm da mí mắt, viêm kết mạc.
13
Tiểu luận độc học môi trường
3.4.2. Nhiễm độc mãn tính
Nhiễm độc Arsen mãn tính có thể gây ra các tác dụng toàn thân và cục bộ.
Các triệu chứng nhiễm độc Arsen mãn tính xảy ra sau 2 – 8 tuần, biểu hiện như
sau:
• Tổn thương da, biểu hiện: ban đỏ, sần và mụn nước, các tổn thương kiểu loét
nhất là ởcác phần da hở, tăng sừng hoá gan bàn tay và bàn chân, nhiễm sắc (đen
da do Arsen), các vân trắng ở móng (gọi là đám vân Mees).
• Tổn thương các niêm mạc như: viêm kết giác mạc, kích ứng các đường hô
hấp trên, viêm niêm mạc hô hấp, có thể làm thủng vách ngăn mũi.
• Rối loạn dạ dày, ruột: buồn nôn, nôn, đau bụng, tiêu chảy và táo bón luân
phiên nhau, loét dạ dày.
• Rối loạn thần kinh có các biểu hiện như: viêm dây thần kinh ngoại vi cảm
giác vận động, có thể đây là biểu hiện độc nhất của Arsen mãn tính. Ngoài ra,
có thể có các biểu hiện khác như tê đầu các chi, đau các chi, bước đi khó khăn,
suy nhược cơ (chủ yếu ở các cơ duỗi ngón tay và ngón chân).
• Nuốt phải hoặc hít thở Arsen trong không khí một cách thường xuyên, liên
tiếp có thểdẫn tới các tổn thương, thoái hoá cơ gan, do đó dẫn tới xơ gan.
• Arsen có thể tác động đến cơ tim.
• Ung thư da có thể xảy ra khi tiếp xúc với Arsen như thường xuyên hít phải
Arsen trong thời gian dài hoặc da liên tục tiếp xúc với Arsen.
• Rối loạn toàn thân ở người tiếp xúc với Arsen như gầy, chán ăn. Ngoài tác
dụng cục bộtrên cơ thể người tiếp xúc do tính chất ăn da của các hợp chất
Arsen, với các triệu chứng như loét da gây đau đớn ở những vị trí tiếp xúc
trong thời gian dài hoặc loét niêm mạc mũi, có thể dẫn tới thủng vách ngăn
mũi.
14
Hấp thu

Bài ết,
Tích lũy
Nguồn
Phân tán
trong môi
trường vật lí
Suy giảm do:
-Thủy phân
-Quang phân
-Sinh vật
Nồng độ
trong cơ thể
Vận chuyển
sinh hóa
Biến đổi sinh hóaTương tác với receptor
Tác động về
sinh lý,
bệnh lý
Tiểu luận độc học môi trường
Hình 2. Một số hình ảnh biểu hiện các bệnh do nhiễm độc Asen gây ra
4. Vận chuyển chất độc
Sơ đồ biểu diễn sự biến đổi và vận chuyển của chất độc trong môi trường
Môi trường Môi trường
bên ngoài trong cơ thể
15
Tiểu luận độc học môi trường
Pha tiếp xúc
Pha kinetic
Pha dynamic
Asenic xâm nhập vào nước từ các công đoạn hòa tan các chất và quặng

mỏ, từ nước thải công nghiệp và từ sự lắng đọng không khí. Ở một vài nơi, đôi
khi Asenic xuất hiện trong nước ngầm do sự ăn mòn các nguồn khoáng vật
thiên nhiên.
Asen được giải phóng vào môi trường nước do quá trình oxi hóa các khoáng
sunfua hoặckhử các khoáng oxi hidroxit giàu Asen. Về cơ chế xâm nhiễm các
kim loại nặng, trong đó có Asen vào nước ngầm cho đến nay đã có nhiều giả
thiết khác nhau nhưng vẫn chưa thống nhất.
Thông qua các quá trình thủy địa hóa và sinh địa hóa, các điều kiện địa chất
thủy văn mà Asen có thể xâm nhập vào môi trường nước.
Hàm lượng Asen trong nước dưới đất phụ thuộc vào tính chất và trạng thái
môi trường địa hóa. Asen tồn tại trong nước dưới đất ở dạng H3AsO
4
1-
(trong
môi trường pH axit đến gầntrung tính), HAsO
4
2-
(trong môi trường kiềm). Hợp
chất H
3
AsO
3
được hình thành chủ yếu trong môi trường oxi hóa - khử yếu. Các
hợp chất của Asen với Na có tính hòa tan rất cao. Những muối của Asen với
16
Phân tán
trong môi
Tiểu luận độc học môi trường
Ca, Mg và các hợp chất Asen hữu cơ trong môi trường pH gần trung tính,
nghèo Ca thì độ hòa tan kém hơn các hợp chất hữu cơ, đặc biệt là Asen-axit

fulvic thì rất bền vững, có xu thế tăng theo độ pH và tỷ lệ Asen-axit fulvic. Các
hợp chất của As
5+
hình thành theo phương thức này. Phức chất As như vậy có
thể chiếm tới 80% các dạng hợp chất Arsen tồn tại trongnước dưới đất.
Asen trong nước dưới đất thường tập trung cao trong kiểu nước bicarbonat
như bicarbonat Cl, Na, B, Si.
Nước dưới đất trong những vùng trầm tích núi lửa, một số khu vực quặng
hóa nguồn gốcnhiệt dịch, mỏ dầu-khí, mỏ than, …thường giàu As
Nếu nước dưới đất không có oxy thì các hợp chất Arsenat được khử thành
Arsenua chấtnày có độc tính gấp 4 lần Arsenat. Trong trường hợp tầng đất giàu
chất hữu cơ và sắt thì khảnăng hấp thụ As tốt, khiến tiềm năng ô nhiễm sẽ cao
hơn.
Nguyên nhân khiến cho nước ngầm có hàm lượng As cao là do sự oxy hóa
Arsenopyrit, pyrit trong các tầng sét và lớp kẹp than bùn trong bồi tích cũng
như giải phóng As dạng hấp thụkhi khử keo hydroxyt Fe
3+
bởi các hợp chất hữu
cơ và vi sinh vật.
5. Số phận Asen trong môi trường
5.1. Trong môi trường nước
Hàm lượng As trong nước biển thế giới khoảng 3,7 µg/l, nước sông thế
giới là 4 µg/l, nước sông ở Mỹ là 1,5 µg/l, ở Nhật là 1,7 µg/l. Hàm lượng As
trong nước dưới đất ở Na Uy là 0.002-11 ( trung bình 0,02), Ireland 0,2-0,4
µg/l, Liên Xô 0,3 µg/l, Nhật 0,3-0,4 µg/l, Mỹ 1-6 µg/l, Thụy Điển 0,08-22 µg/l.
Chúng tồn tại ở hai dạng hóa trị, hợp chất Asen hóa trị III có độc tính cao
hơn dạng hóa trị V. Môi trường oxy hóa là điều kiện thuận lợi để cho nhiều hợp
chất hóa trị V chuyển sang dang Asen hóa trị III.
Ở điều kiện hiếu khí: dạng thường thấy của thạch tín vô cơ là Arsenate
( As ở trạng thái oxy hóa (+5)) được viết dưới dạng hai công thức H

2
AsO
4
2-
và
HAsO
4
2-
. Dạng H
2
AsO
4
2-
( trong môi trường pH axit đến gần trung tính),
HAsO
4
2-
( trong môi trường kiềm). dưới tác dụng của các yếu tố oxy hóa thì
H
3
AsO
3
có thể chuyển thành dạng H
3
AsO
4.
Ở môi trường hiếm khí: thường thấy là Arsenite ( As hóa trị (+3)) thường
được biểu diễn dưới dạng hai công thức H
3
AsO

3
và H
2
AsO
3
-
) là những dạng
phổ biến hơn, cả Arsenate và Arsenite đều dễ hòa tan. Hợp chất H
3
AsO
3
được
17
Tiểu luận độc học môi trường
hinh thành chủ yếu trong môi trường oxy hóa khử yếu. Trong môi trường yếm
khí As(+5) sẽ bị khử về trạng thái As(+3).
Asen trong nước dưới đất thường được tập trung cao trong kiểu nước
bicarbonat nho bicarbo nat Cl, Na, B, Si.
Các hợp chất của Asen với Na có tính hòa tan rất cao. Những muối của
Asen với Ca, Mg và các hợp chất Asen hữu cơ trong môi trường pH gần trung
tính, nghèo Ca thì độ hòa tan kém hơn các hợp chất hữu cơ, đặc biệt là Asen-
axit fulvic thì rất bền vững.
5.2. Trong môi trường đất, đá, quặng
Asen là nguyên tố phổ biến thứ 20 trong các nguyên tố có trên bề ặt trái đất,
với hàm lượng trung bình từ 1,5-2mg/kg đất As trong các đá magma từ 0.5 -
2,8ppm, các đá carbonat - 2,0ppm, đá cát kết - 1,2ppm… thấp hơn trong các đá
trầm tích (6,6 ppm) ( A>P Vinogradov. 1962). Trong vỏ Trái đấ, một số quặng
chứa nhiều asen như là pyrite, manhezit, dưới dạng các hợp chất khoáng như
Realgar ( sunfua đỏ) As
4

S
4
, Orpiment ( sunfua vàng) As
2
S
3
, Arsenolite As
2
O
3
,
các hợp chất của asen với lưu huỳnh rất khó tan trong nước.
As là một trong những nguyên tố có nhiều khoáng vật nhất, tới 368 dạng
trong đó các dạng hydroarsenat và arsenat có 213 khoáng vật, sulfurarsenat có
79 khoáng vật, intemetalit với 40 khoáng vật. Trong các đá phiến sét phần lớn
As tồn tại trong silicat( 85,5-92,5%), phần nhỏ còn lại ở dạng hợp chất khác
như oxit, sulfur, arsenur(7-14,5%).
Như vậy, nguồn As trong đất có thể là từ các sản phẩm phong hóa đá và
khoáng vật chứa As, ngoài ra còn từ chất thải khí nhà máy dùng thanh, chất thải
rắn, lỏng dung thuốc bảo vệ thực phẩm… Trên 94% As trong đất tồn tại ở pha
rắn còn lại chỉ có 6% tổng As tồn tại trong dung dịch đất có thể di chuyển va ra
khỏi đất. Trong đất không bị nhiểm bẩn, hàm lượng As thường dưới 20ppm,
trong đất bị nhiễm (ví dụ vườn táo Amherst, Massachusett) hàm lượng As đạt
tới 330ppm.
As trung bình trong 169 mẫu đất nguyễn nhiễm( không bị làm bẩn ) là
10mg/kg. Trong một khu khoáng hóa và những khu vực xung quanh nó, ở lớp
đất 0-5cm có hàm lượng 424mg/kg và 29-51mg/kg trong lúc đóm ở đất đá
nguyên nhiễm chỉ có 29-51mg/kg.
18
Tiểu luận độc học môi trường

5.3. Trong không khí
Hàm lượng As(mg/m
3
) trong không khí của thế giới khoảng 0,007- 2,3
( trung bình là 0,5) cùng ô nhiễm là 1,5-190( trung bình là 1,5), ở châu Phi là
0,6-1,2, ở Nam Mỹ là 0,9-1,6, ở châu Âu, Bắc Mỹ 2,4, Liên Bang Đức 1,5-5,3,
Nhật Bản 0,3-150.
Dạng bụi: Asen cháy trong không khí tạo thành khói trắng là trioxit asen
(As
2
O
3
) còn gọi là oxit aseno hay anhidrit aseno, As
2
O
3
rất độc.
Thể khí: Asin (AsH
3
) là một hợp chất vô chơ của asen, asin là một khí cực
độc.
6. Cách giải độc
Đại học Kalyani, Ấn Độ, đã tìm ra một phương pháp hiệu quả và rẻ tiền giải
độc asen trong cơ thể của những người sử dụng nước ngầm ô nhiễm bằng thuốc
giải độc có tên arsenicum album. Tuy nhiên, loại thuốc này vẫn đang trong thời
gian thử nghiệm.
Trong trường hợp đã bị nhiễm độc asen, muốn giảm bớt các triệu chứng của
bệnh do asen, người bệnh cần được đảm bảo chế độ ăn uống thật tốt, giảm
protein, bổ sung các vitamin để giúp cơ thể thải loại asen nhanh hơn. Bên cạnh
đó, bệnh nhân có thể dùng thuốc giúp gan thải asen ra khỏi cơ thể như thuốc

DMPS và DMSA. Tuy nhiên phải có sự hướng dẫn của bác sĩ vì đây là những
loại thuốc có thể gây ra nhiều phản ứng phụ.
KẾT LUẬN
Bên cạnh những mặt tích cực những ứng dụng quan trọng của Asen trong
đời sống và sản xuất thì As luôn là một mối đe dọa cho nhân loại. Nội dung của
đề tài này đã giúp chúng ta thực sự nhận ra điều này. Nó tồn tại ở dạng hợp
chất nguy hiểm, hơn thế nữa…
Asen là nguyên tố hóa học có nhiều trong môi trường tự nhiên, nó vừa
mang tính kim loại vừa mang tính phi kim. Khi ở trạng thái tinh khiết As được
xem là không độc nhưng trong điều kiện bình thường, As bị oxi hóa và tạo ra
các hợp chất rất độc như: As
2
O
3
, As
2
O
5
, AsH
3
, Tuy nhiên, Asen và các hợp
chất lại được sử dụng rộng rãi vì có nhiều ứng dụng trong sản xuất như luyện
kim, xử lý quặng, nước, không khí,… As xâm nhập vào cơ thể con người qua
ba con đường: đường da, đường hô hấp, đường tiêu hóa gây ra các triệu chứng
nhiễm độc mãn tính và cấp tính rất nguy hiểm có thể dẫn đến ung thư, chết
người. Chính vì thế, chúng ta cần phải có những hành động cụ thể, đánh giá và
19
Tiểu luận độc học môi trường
quản lý rủi ro một cách kỹ thuật chặt chẽ, bên cạnh quản lý bằng pháp luật cũng
cần phải có biện pháp kỹ thuật để giảm thiểu và hạn chế rủi ro nhiễm độc As.

Có như thế con người mới được sống trong môi trường phát triển bền vững.

20