Chương 5 độc học không khí

12/17/2012
1
CHƢƠNG 5
ĐỘC HỌC MÔI TRƢỜNG
KHÔNG KHÍ
GV: TS. Lâm Văn Giang
NỘI DUNG
1. Phân loại các chất độc trong không khí
2. Các yếu tố quy định tính độc
3. Cơ chế gây độc
4. Các độc chất môi trường không khí điển hình và
tác hại
5. Khí độc giao thông, hiện trạng ô nhiễm giao thông
và bệnh đường hô hấp tại Tp.HCM
6. Chất thải công nghiệp và bệnh nghề nghiệp (các
trường hợp điển hình)


2
12/17/2012
2
KHÁI NiỆM
Các chất ô nhiễm khi được thải vào môi trường
không khí có nồng độ vượt quá khả năng tự làm sạch
của khí quyển sẽ trở thành chất độc.
Chất độc xâm nhập vào cơ thể sẽ gây nên các biến đổi
về sinh lý sinh hóa, phá vỡ cân bằng sinh học, gây
rối loạn chức năng dẫn đến trạng thái bệnh lý của cơ
quan hệ thống và toàn bộ cơ thể.
3
1. PHÂN LOẠI

• 1.1 Phân loại theo hợp chất
• 1.2 Phân loại theo tác động của chất độc
4
12/17/2012
3
1.1 PHÂN LOẠI THEO HỢP CHẤT
HẠT:
• Là những hợp chất không phải là khí
• Là giọt nhỏ lơ lửng
• Là hạt rắn
• Hoặc hỗn hợp
5
1.1 Phân loại theo hợp chất (tt) _ HẠT
Tên
gọi
Kích
thước (µm)
Ngu
ồn gốc
B
ụi 1 – 200
Đấ
t đá phân rã
Khói
0,01 – 1
Quá
trình đốt
Khói

mu

ội
0,1 – 1
Quá
trình hóa học hay
luy
ện kim
S
ương
< 10 (gi
ọt chất lỏng)
Do ng
ưng tụ
Mù

H
ạt sương tạo thành nước,
Có
độ đậm đặc cản trở tầm nhìn
Sol khí
< 1
Ch
ất rắn, lỏng lơ lửng
6
12/17/2012
4
1.1 Phân loại theo hợp chất (tt) _
Oxit lƣu hùynh (Sulfur oxide )
• SO
2

• H
2
SO
3

• SO
• SO
3

• H
2
SO
4
và các muối

7
Nguồn: library.thinkquest.org/C005003F/acidrain.html
Các nguồn nhân tạo của
điện
công nghiệp và từ các
tòa cao ốc
Giao thông
8
12/17/2012
5
1.1 Phân loại theo hợp chất (tt) _
Nitrogen Oxide
• NO
• NO
2

• N
2
O


9
Nguồn: www.elmhurst.edu/~chm/vchembook/193nox.html
10
Sự hình thành mƣa acid
12/17/2012
6
1.1 Phân loại theo hợp chất (tt) _
Monoxide carbon _ CO
• CO: chất ô nhiễm có khối lượng lớn nhất trong
khí quyển đô thị.
• Không màu, không mùi, không vị
• Có ái lực lớn với hemoglobin trong máu
• Tỉ lệ oxy hóa thành CO
2
rất thấp
11
Các
nguồ
n thải
CO
x

trong
sinh
hoạt

Nguồn:
12
Phòng tắm
ẩm mốc, nấm,
vi khuẩn , virus

Phòng sinh hoạt
CO, khói thuốc, hóa
chất hữu cơ (đồ gỗ,
keo, chất đánh
bóng), lông thú vật

Sân vƣờn
Phấn hoa,
bụi, thuốc
trừ sâu,
thuốc diệt cỏ

Nhà bếp
CO
2
, tác nhân
làm sạch gia
dụng,
formaldehyde
khói

Garage
CO
2

, CO,
sơn, ẩm mốc,
khói xăng,
hóa chất
phun xịt

Gác mái
Bụi, khoáng
amiang,
formaldehyd
Phòng ngủ
Bụi, vi khuẩn,
virus, lông chó
mèo

12/17/2012
7
1.1 Phân loại theo hợp chất (tt) _ Hydrocarbon
• Hydrocarbon lỏng dễ bay hơi là chất ô nhiễm không
khí quan trọng
• Hydrocarbon no, không no, có nhánh, không nhánh,
có vòng (benzen)
• Khi no, CH
4
: 40 – 80 % tổng lượng hydrocarbon
• Nguồn thải chủ yếu: nhà máy lọc dầu, trạm xăng,
phương tiện giao thông, công nghiệp sơn, nhựa

Nguồn: www.school-for-champions.com/hydrocarbon.htm
13

1.2 PHÂN LOẠI THEO TÁC ĐỘNG GÂY ĐỘC
• Tác dụng chung:
▫ kích thích đường hô hấp
trên, tổ chức phổi: Bụi, kiềm,
NH
3
, SO
3
, Br
-
, Cn
-

▫ Chất gây ngạt: pha loãng oxy
trong không khí, ngăn cản
máu vận chuyển oxy: CO
2
,
CH
4
, N
2
, CO
▫ Chất gây tê, mê: etylen,
ceton…

Khoang mũi
Vòm họng
Họng
Thanh quản

Khí quản
Cuống phổi
Phổi
Tim
Xƣơng sƣờn
Nguồn: www. britannica.com/respiratory-system
14
12/17/2012
8
1.2 PHÂN LOẠI THEO TÁC ĐỘNG GÂY ĐỘC (tt)
• Chất độc có tác dụng hệ thống:
▫ Tác dụng lên hệ thần kinh (chất độc thần kinh, Pb)
▫ Tác dụng hệ thống tạo máu (Pb, SO
2
)
▫ Tác dụng lên thận
▫ Tác dụng lên các mô và cơ quan
15
2. CÁC YẾU TỐ QUY ĐỊNH TÍNH ĐỘC
 Nồng độ, thời gian tiếp xúc
 Yếu tố sinh học
 Cấu trúc hóa học của hợp chất độc
 Tính chất vật lý của chất độc: nhiệt độ sôi, bay hơi,
hấp thụ…
 Tác động cộng gộp
 Các điều kiện môi trường

16
12/17/2012
9

3. CƠ CHẾ GÂY ĐỘC
3.1 Đường xâm nhập
• Da, mắt, mũi
• Chủ yếu là hệ hô hấp
17
3.1 Đƣờng xâm nhập (tt)
Phổi người:
• Diện tích tiếp xúc không khí: 90m
2

• Diện tích tiếp xúc của phế nang: 70 m
2

• Mạng lưới mao mạch: 140 m
2

Máu qua phổi nhanh, thuận lợi cho sự hấp thụ
chất độc vô phế nang
18
12/17/2012
10
Đƣờng đi của
chất độc qua
hệ hô hấp
Động mạch phổi
Mao quản
Xoang mũi
khoang mũi
Vòm miệng
Thanh quản

Khí quản
Sƣờn
Cuống phổi
trái
Cuống phổi phải
Phổi phải
Màng phổi

Màng nhầy
Vein của phổi
Lỗ cuống phổi
Cơ hoành
Túi khí
Nắp thanh quản
Họng
Amygdale
19
Nguồn: www.britannica.com/respiratory-system
3.2 Dƣợc động học
3 cơ chế chính
• Khuếch tán: vận chuyển thụ động
• Thấm lọc
• Vận chuyển tích cực


20
12/17/2012
11
3.3 Độ dài và tần số tiếp xúc
• Tiếp xúc bán cấp tính

• Tiếp xúc cấp tính
• Tiếp xúc bán kinh niên
• Tiếp xúc kinh niên
21
3.4 SỰ VẬN CHUYỂN, PHÂN BỐ CHẤT ĐỘC TRONG CƠ
THỂ
• Các khí và hơi hòa tan trong huyết tương
• Gắn với huyết vầu
• Hấp thụ trên bề mặt hồng cầu hoặc gắn với các
thành phần của hồng cầu
• Được vận chuyển bởi hồng cầu hoặc bởi thành phần
của các huyết tương
• Các chất được thủy phân thì tạo thành chất keo
trong máu
• Sự khu trú có chọn lọc, tùy thuộc ái tính của từng
loại chất độc đối với tổ chức trong cơ thể

22
12/17/2012
12
3.5 Các phản ứng với chất độc
• Thay đổi đầu tiên ở tế bào
• Ức chế men
• Gây biến dị ADN
• Hiệu ứng dưới mức tử vong
• Hiệu ứng tử vong
Khi sự hấp thụ chất độc lớn hơn sự chuyển hóa sinh học
và bài tiết thì xảy ra sự tích lũy chất độc

23

màng
nhân
ribosome
golgi
mitochondria
lysosome
24
 Acid de oxynibonucleic (ADN) là thành
phần cốt yếu trong động vật sống, là chất cơ
bản trong nhiễm sắc thể trong nhân tế bào,
chứa mã gen xác định bản chất toàn diện của
sinh vật.
 Có những tác nhân hóa học độc hại với gen
và làm thay đổi, gây đột biến trong chất gen
của sinh vật, rối loạn chức năng tế bào, làm
chết tế bào, ung thư,…
12/17/2012
13
4. MỘT SỐ ĐỘC CHẤT TRONG MÔI
TRƢỜNG KHÔNG KHÍ
CO, CO
2
SO
X

NO
X

H
2

S HCl
HF
CH
4

NH
3

25
Monoxide Carbon_CO
Tính
chất
Không
màu, không mùi
Ngu
ồn gố
c
Do
cháy không hoàn toàn nhiên liệu,
v
ật liệu chứa carbon
Tích
lũy
Trong
lá lách, không tích lũ
y trong máu
26
12/17/2012
14
Monoxide Carbon_CO

Gây độc
 Đối với người và động vật:
 Hb.O
2
+ CO → Hb.CO + O
2

 Gây ngạt, chết đột ngột
 Tác dụng với Fe trong xytochrom-oxydaza làm bất
hoạt men hô hấp

27
Nguồn:
www.aurorahealthcare.org
Hemoglobin mang
O
2
và CO
2

Tế bào hồng cầu
CO kết hợp
chặt chẽ với
Hemoglobin
O
2
và CO
2
bị đẩy
ra ngoài

• Đối với thực vật:
 CO (100 – 10000 ppm) làm lá rụng, xoắn quăn, chết
cây non, chậm phát triển, mất khả năng cố định
nitrogen.

28
12/17/2012
15
Tính
chất
Không
màu, có vị cay, mùi khó chịu
Ngu
ồn gố
c
•
Lò đốt nhiên liệu có lưu huỳnh; công
nghi
ệp hóa chất
•
Quang hóa: SO
2
→ SO
3

Sulfur dioxide_SO
2

V
2

O
5

29
Cơ chế gây độc
• Xâm nhập và biến đổi: tiếp xúc với niêm mạc
ẩm ướt hình thành H
2
SO
3
, H
2
SO
4

• Tích lũy: do dễ tan trong nước, phân tán trong
máu tuần hoàn, H
2
SO
4
→ sulfate, bài tiết ra ngoài
• Gây độc: rối loạn chuyển hóa protein và đường,
thiếu Vitamin B, C, ức chế enzym oxydaza, bệnh
cho hệ tạo huyết.
Sulfur dioxide_SO
2

30
12/17/2012
16

Tác hại đối với ngƣời và động vật
mg SO
2
/m
3

Tác hại
30 – 20 Giới hạn của độc tính
50 Kích thích đường hô hấp, ho
260 – 13O
Li
ều nguy hiểm sau khi hít thở (30-
60 phút)
1300
–
1000
Liều gây chết nhanh (30-60 phút)
Sulfur dioxide_SO
2

31
• Nhạy cảm nhất: rêu, địa y
• 0,03 ppm: ảnh hưởng đến sinh trưởng của rau quả
• 0,15 – 0,30 ppm: gây độc kinh niên
• 1 – 2 ppm: chấn thương lá cây sau vài giờ tiếp xúc
• Gây mưa acid
Tác hại đối với thực vật
Tác động của mƣa acid lên rừng cây

Nguồn: Encarta 2007

32
12/17/2012
17
H
2
S
• Tính chất: không màu, mùi thối đặc trưng
4,3 – 45,5 % H2S trong không khí: hỗn hợp sẽ nổ khi
có tia lửa
• Nguồn: thiên nhiên: thối rửa chất hữu cơ, sinh ra ở vết
nứt núi lửa, hầm lò khai thác than; công nghiệp: luyện
than cốc, hóa dầu
• Chuyển hóa: bị oxy hóa nhanh chóng thành các sulfat
có độc tính thấp hơn
33
Gây độc:
Đối với người và động vật:
• tác dụng nhiễm độc toàn thân, ức chế men hô hấp gây
tử vong. Kích thích niêm mạc, hình thành sulfur xâm
nhập hệ tuần hoàn, vùng cảm giác, mạch, hệ thần kinh
phản xạ…
• 0,24 - 0,36 mg/l: kích thích mắt, đường hô hấp
• 150 ppm: tổn thương bộ máy hô hấp, màng nhầy
• 500 ppm: tiêu chảy, viêm cuống phổi
• 700 – 900 ppm: có thể tử vong
H
2
S
34
12/17/2012

18
• < 6% lượng hấp thu: qua khí thở
• Các chất chuyển hóa (sulfate, hydro sulfit): qua
bài tiết
Đào thải:
H
2
S
35
• NO
2
: màu hồng; NO: không màu
• NO tác dụng mạnh với Hemoglobin
• NO
2
100 ppm: chết người và động vât sau vài phút
• 15 – 50 ppm: nguy hiểm cho phổi, tim gan sau vài
giờ tiếp xúc
• 0,06 ppm: bệnh phổi nếu tiếp xúc lâu dài


NO
2
NO
NO
x

36
12/17/2012
19

• Không màu, mùi khai
• Là chất làm lạnh phổ biến
• Từ nhà máy sản xuất phân đạm
• Kích thích mạnh đường hô hấp và niêm mạc
ẩm ướt do phản ứng kiềm hóa và tỏa nhiệt
• Làm mô thực vật gãy giòn, đốm lá, quả thâm,
mất rễ…
NH
3

37
5. KHÍ ĐỘC DO HOẠT ĐỘNG GIAO THÔNG
• Trung bình, xe tiêu thụ 1000 lit xăng, thải:

▫ 291 kg CO
▫ 33,2 kg HC
▫ 11,3 kg NO
x

▫ 0,9 kg SO
2

▫ 0,4 kg Aldehyd
▫ 0,3 kg Pb
▫ Bụi
38
12/17/2012
20
Tích lũy:
• 30 -50% bụi chì bị giữ lại trong hệ thống hô hấp

• Các hạt 1 – 3 micromet: lắng đọng trong phổi
• Các hạt lớn hơn: lắng ở bộ phận hô hấp trên
• Pb: phân bố ở 3 phần: máu, mô mềm, mô khoáng
• Tích lũy nhiều trong não, gan (giải phóng thành Pb vô cơ
để tích lũy ở xương), thận
Pb
39
Gây độc:
• Tương tác với hệ enzym
• Thay thế ion kim loại trong protein
• Ức chế men, cản trở tổng hợp hemoglobin
• Tác hại đến hệ thống tạo huyết, hệ thần kinh, hệ tim
mạch, bệnh não do chì
• Nhiễm độc 1mg Pb hằng ngày, sau nhiều ngày: gây nhiễm
độc mãn tính
• 1000 mg Pb vào cơ thể 1 lầ: tử vong.
Pb
40
12/17/2012
21
6. BỆNH NGHỀ NGHIỆP DO CHẤT THẢI
CÔNG NGHIỆP TRONG KHÔNG KHÍ
• Chất độc nghề nghiệp
• Nhiễm độc nghề nghiệp
• Bệnh nghề nghiệp
• Các nguyên nhân gây nhiễm độc trong sản xuất
• Đường xâm nhập
• Các giai đoạn xâm nhập hóa chất vào cơ thể
BỆNH BỤI PHỒI
41