Bài giảng môn độc học môi trường chương 4 độc học môi trường không khí sinh học kim loại nặng (phần 1) TS trần thị thúy nhàn

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

ĐỘC HỌC MÔI TRƯỜNG

GVGD: TS. TRẦN THỊ THÚY NHÀN


Chương 4

Độc học mơi trường
khơng khí

2


Tổng quan
Các chất ô nhiễm khi được thải vào môi
trường khơng khí với số lượng lớn và
nồng độ vượt q khả năng tự làm sạch
của khí quyển sẽ trở thành chất độc
 Sáu loại chất ơ 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



Nguồn
gốc độc
chất




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

4


PHÂN LOẠI VÀ NGUỒN GỐC



Nguồn
gốc độc
chất





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

5


PHÂN LOẠI VÀ NGUỒN GỐC



Nguồn
gốc độc
chất





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 cơng 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.

6


Hình ảnh khói bụi

7


PHÂN LOẠI VÀ NGUỒN GỐC
Oxit lưu huỳnh
 Chất khí khơng màu có mùi cay và hăng
 Tan trung bình trong nước (11,3 g/ 100 ml)
tạo thành acid sulphurơ yếu (H2SO3)
 Khơng khí sạch, SO2 bị oxy hóa chậm thành
SO3
 Khơng khí bị ơ 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.


Nguồn
gốc độc
chất

8


PHÂN LOẠI VÀ NGUỒN GỐC
Oxit nitơ
 Ba loại N2O, NO, NO2 được tạo thành với số
lượng khơng dự đốn được trong khí quyển
 NO là một khí khơng màu, khơng 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
khí quyển các đơ thị
Nguồn  Chất khơng màu, khơng mùi, khơng vị và có
điểm sơi ở –192oC
gốc độc
chất
 Chất khí cực độc vì nó có ái lực lớn đối với
hemoglobin trong máu và là một chất gây ngạt
nguy hiểm
 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 lị
vơi, lị gạch)
10



PHÂN LOẠI VÀ NGUỒN GỐC
Hydrocarbon
 Hydrocarbon lỏng dễ bay hơi là các chất ơ
nhiễm khơng khí quan trọng
 Các hydrocarbon có thể no hoặc khơng no, có
nhánh hoặc khơng nhánh hoặc có thể có vịng
 Methane là khí có tham gia phản ứng quang
hóa ít nhất so với các hydrocarbon khác
 Nồng độ các hydrocarbon không methane

được xem như là những chất ơ nhiễm khơng
khí và gây độc quan trọng.


Nguồn
gốc độc
chất

11


PHÂN LOẠI VÀ NGUỒN GỐC
Chất có tác dụng chung
 Tác động kích thích chủ yếu là đường hơ hấp
trên: bụi kiềm, NH3, SO3. Kích thích các
đường hơ hấp trên và tổ chức phổi: Br–, Cn–.
 Chất gây ngạt: đơn thuần là pha lỗng hay
chiếm chỗ oxy trong khơng 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,
xeton.
 Chất có tác dụng gây dị ứng: isocyanat hữu cơ.


Tác
động
chất
độc

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
lên bạch cầu
 Tác dụng lên thận: chì (Pb), thủy ngân (Hg)…
 Tác dụng lên các mô và cơ quan khác: các
chất khí độc xâm nhiễm qua da.


Tác
động
chất
độc
(tt)

13


NGỘ ĐỘC
Trong mơi trường khơng 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 khơng 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
q trình trao đổi khí giữa túi phổi và mao
mạch;
 Các khí độc theo con đường đó xâm nhập
vào máu.


Đường
xâm nhập
(tt)

15


NGỘ ĐỘC
Các hạt được hít vào sẽ nằm lại trong hệ hơ
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
khí quản
 Hạt từ 0,5 – 5 μm nằm ở các nhánh cuống
phổi nhỏ và đôi khi đi vào túi phổi


Đường
xâm nhập
(tt)

16


NGỘ ĐỘC
Động độc học
 Chất độc đi vào tế bào theo ba cơ chế chính:
 Khuếch tán (vận chuyển thụ động)
Đường
 Thấm lọc (theo kích thước lỗ màng và
xâm nhập
kích thước phân tử)
(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
sớm nhất diễn ra ở mức tế bào
 Thay đổi cấu tạo thành tế bào, ức chế men
làm thay đổi độ chuẩn xác của DNA

gây biến dị hoặc trở ngại cho hoạt
động tăng trưởng bình thường của tế bào.
 Ví dụ bụi chì (Pb)


Đường
xâm nhập
(tt)

18


NGỘ ĐỘC

Các phản ứng với chất độc (tt)
 Tiếp xúc với chất độc, sự thích ứng và
Đường
chịu đựng của sinh vật bị suy giảm; ảnh
xâm nhập
hưởng tuổi thọ của sinh vật
 Khi nồng độ chất khí độc cao có thể gây
chết cho cá thể (tử vong)


19


NGỘ ĐỘC
Đào thải chất độc
 Các chất độc trong không khí theo
hệ thống hơ hấp vào tới hệ thống
Đường
tuần hồn
xâm nhập
 Bài tiết ra ngoài qua thận, ruột hay
tuyến mồ hôi và tuyến sữa


20


NGỘ ĐỘC
Đặc điểm
 Khó xác định được nồng độ chất độc trong
các cơ quan của cơ thể sinh vật sống;
 Xác định nồng độ chất độc trong cơ quan
sinh vật dựa vào các nguyên lý dược động
học và hóa động học


Ảnh
hưởng sự
tiếp xúc

của chất
ON

21


NGỘ ĐỘC
Cách tiếp xúc
 Động vật, phản ứng nhạy nhất đối với một
Ảnh
chất độc qua máu;
hưởng sự
 Trong môi trường lao động và sinh hoạt
tiếp xúc
bình thường thì tiếp xúc qua đường hô hấp
của chất
là thường xuyên nhất
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
là tiếp xúc bán kinh niên.


Ảnh
hưởng sự
tiếp xúc
của chất
ON

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
ở liều kinh niên
 Khi sự hấp thụ chất độc lớn hơn sự chuyển
hóa sinh học và bài tiết thì xảy ra sự tích lũy
chất độc


Ảnh
hưởng sự
tiếp xúc
của chất
ON

24


NGƯỠNG ĐỘC
Liều lượng độc chất trong MTKK lớn
hơn lượng độc chất đi vào mô sinh vật
 Phản ứng của độc chất: mối liên hệ
giữa các phản ứng hóa học, vật lý
hoặc sinh học sau khi tiếp xúc với khí
độc ở các nồng độ khác nhau


Liều
lượng

25