Tiểu luận Hoá Môi Trường.

Mục lục

Lời nói đầu
Trong xã hội hiện nay, con người đã dần quan tâm đến chất
lượng cuộc sống hơn, vì ngoài các bệnh dịch trên gia súc gia cầm, các
bệnh dịch trên người ngày càng gia tăng, như các bệnh truyền nhiễm:
dịch tả, thương hàn do các vi sinh vật gây bệnh gây ra, thì các căn
bệnh như ung thư, dị tật bẩm sinh ở trẻ bởi các chất độc trong mơi
trường cũng xuất hiện và có diễn biến leo thang trên tồn thế giới.
Xã hội phát triển, q trình cơng nghiệp hóa hiện đại hóa diễn
ra ngày càng nhanh, kéo theo các chất thải độc hại do dây chuyền sản
xuất công nghiệp và những ảnh hưởng bất lợi từ các hoạt động sống
của con người, tác động vào môi trường cũng gia tăng một cách chóng
mặt. Ngồi ra việc sản xuất, lưu trữ và vận chuyển các chất độc còn
nhiều hạn chế đã gây ra việc rò rỉ, phán tán chúng ra môi trường.
Không chỉ vậy, ngay cả nước thẩm thấu từ các bãi rác cũng gây ảnh
hưởng đến dân cư khu vực lân cận. Vô số tác động ấy, ngồi ảnh hưởng
đến cịn người cịn ảnh hưởng đến các sinh vật khác trên Trái Đất. Điều
này đã gióng lên một hồi chuông cảnh báo về tác hại của các hóa chất
đã được sử dụng. Nhằm điều tiết và hạn chế việc thải hóa chất vào mơi
trường, một số khuyến cáo đã được đưa ra. Việc thải hóa chất vào
trong mơi trường địi hỏi có một sự hiểu biết về thuộc tính của độc chất
và hậu quả chúng đối với môi trường. Cũng như các chất độc khi được
đưa vào mơi trường chúng sẽ làm gì, chất độc sẽ nằm yên ở đó, hay
tiếp tục tương tác lại với mơi trường, chúng có tác hại như thế nào đều
là những câu hỏi lớn được đặt ra. Hôm nay chúng ta sẽ cùng nhau làm
rõ vấn đề này.
Lý do chọn đề tài
Tôi- với cương vị là sinh viên ngành Sư phạm Hóa Học, là người
sẽ giảng dạy mơn Hóa cho các em học sinh tương lai, không những chỉ
cần kiến thức chun mơn mà cũng cịn cần nhiều kiến thức bổ trợ

khác. Cũng như nền tảng kiến thức của tôi về môi trường, môi liên hệ

1


của mơi trường với Hóa Học cịn q mỏng, chưa thật sự đáp ứng đủ
nhu cầu kiến thức của xã hội cần. Và sau nhiều chủ đề được giới thiệu
cũng như bản thân tìm kiếm, tơi quyết định chọn chủ đề này, nó sẽ
giúp tơi bổ trợ kiến thức về Hóa nhằm mục đích nâng cao kiến thức cho
mình, và giúp học sinh sau này nếu cần.
1. Sơ lược về chất độc
1.1. Khái niệm về chất độc
Chất độc là những chất có thể gây hại cho người hoặc các lồi
sinh vật sống khác.
Các tác nhân gây ô nhiễm khi tồn tại trong mơi trường đến một
liều lượng nào đó thì trở nên độc. Như vậy, các tác nhân ô nhiễm tồn
tại lâu ngày, chúng trở thành tác nhân độc, và gây độc cho con người
cũng như các loài sinh vật khác.
1.2. Phân loại độc chất
Trong môi trường thường tồn tại ba loại chất độc cơ bản:
Một là chất độc không bản chất có nghĩa là, tự thân chúng
khơng phải là chất độc nhưng lại gây nên các hiệu ứng độc khi thâm
nhập vào môi trường.
Hai là chất độc bản chất hay còn được gọi là chất độc tự nhiên,
chúng bao gồm các chất mà dù tồn tại ở liều lượng rất nhỏ cũng gây
độ cho cơ thể sinh vật. Chẳng hạn như H2S, Hg, Pb,...
Ba là chất độc theo liều lượng, có thể hiểu là những chất có tính
độc khi hàm lượng của chúng tăng cao trong môi trường tự nhiên. Cũng
có nhiều chất, khi chúng chỉ có ở mức liều lượng thấp thì chúng là chất
dinh dưỡng trong cơ thể sinh vật, tuy nhiên khi nồng độ tăng cao vượt

q ngưỡng an tồn cho phép thì chúng trở nên độc. Có thể lấy ví dụ
như sau: ở trong mơi trường đất, ion NH4+ trong dung dịch đất là một
chất dinh dưỡng của thực vật và một số loài sinh vật ở nồng độ thấp,
tuy nhiên, khi tỷ lệ hàm lượng vượt qua 1/500 về trọng lượng lại gây
độc.
sau:

Trong quá trình nghiên cứu về chất độc cần lưu ý một số điểm
Chất độc là một khái niệm mang tính định lượng. Mọi chất đều

độc ở một liều nào đó và cũng vô hại với liều rất thấp. Giới hạn giữa 2
liều đó là phạm vi các tác dụng sinh học. Theo Paracelsus (1493 1541): “tất cả mọi chất đều là chất độc, khơng có chất nào khơng phải
là chất độc. Liều lượng thích hợp sẽ phân biệt được một chất độc và
một thuốc”. Aspinrin (acid acetyl salicylic) là thuốc hạ sốt chống viêm
được dùng trong điều trị từ nhiều năm nay, nhưng có thể gây chết

2


người với liều 0,2 - 0,5 g/Kg. Sắt, đồng, magie, kẽm là những nguyên tố
vi lượng cần thiết trong thành phần thức ăn chăn ni, nhưng nếu q
liều thì có thể gây ngộ độc. Về mặt sinh học, một chất có thể độc với
lồi này nhưng lại khơng độc với loài khác. Carbon tetraclorid gây độc
mạnh cho gan trên nhiều lồi, nhưng ít hại hơn đối với gà. Một số lồi
thỏ có thể ăn lá cà độc dược có chứa belladon. Một chất có thể khơng
độc khi dùng một mình, nhưng lại rất độc khi dùng phối hợp với chất
khác. Piperonyl butoxid rất ít độc với lồi có vú và cơn trùng khi dùng
một mình, nhưng có thể làm tăng độc tính rất mạnh của các chất dùng
cùng do nó có tác dụng ức chế các enzym chuyển hố chất lạ
(xenobiotic - metabolizing enzymes) của cơ thể. Độc tính của một chất

độc có thể thay đổi khi xâm nhập vào cơ thể qua các đường khác nhau
như: qua đường uống, đường hơ hấp, qua da, qua đường tiêm...
1.3. Tính độc của chất độc.
Tính độc của một chất là tác động có hại của chất đó đối với cơ
thể sống. Kiểm tra tính độc chính là xem xét, ước tính tác động có hại
của chất độc lên cơ thể sống trong những điều kiện nhất định.
2. Chất độc trong môi trường
2.1. Chất độc trong môi trường đất
2.1.1. Sơ lược về chất độc trong mơi trường đất
Các chất độc có thể tồn tại dưới nhiều dạng khác nhau bao
gồm: hữu cơ, vô cơ, các hợp chất, đơn chất, ion, chất lỏng, chất rắn
hay thậm chí là chất rắn. Ion là dạng tồn tại phổ biến nhất của các chất
độc trong môi trường đất. Cho dù chúng tồn tại ở dạng ion hay chất
lỏng hay chất khí, thì các chất độc này đều có tác dụng xấu đến sự
phát triển của cây trồng cũng như sinh vật kể cả con người.
Như đã phân loại ở phần trên, trong mơi trường đất cũng có độc
chất theo bản chất và độc chất theo nồng độ.
Đối với chất độc theo nồng độ, độc chất này có điểm giống
nhau là đều có nồng độ giới hạn cho phép đối với mỗi loài cây trồng và
sinh vật. Khi mà nồng độ vượt qua khỏi giới hạn cho phép thì các chất
này mới có khả năng gây độc.
2.1.2. Cơ chế xâm nhập và lan truyền của chất độc vào đất
Trong đất tồn tại hạt vật chất là keo đất, chúng mang điện và
có cấu tạo bao gồm: nhân và lớp ion, lớp ion này có khả năng trao đổi
điện tích với mơi trường. Chúng có khả năng hấp thụ và trao đổi ion
giữa dung dịch đất bao quanh và bề mặt keo đất. Chất độc xâm nhập

3

vào mơi trường đất cũng nhờ vào hoạt tính của keo đất với dung dịch
đất.
Các chất ô nhiễm trong đất tồn tại ở rất nhiều dạng (hay pha)
khác nhau, tùy theo bản chất lý hóa của chất đó. Chúng có thể hòa tan
vào nước ngầm và dịch chuyển qua các lỗ xốp của đất. Theo quy mơ
lớn hơn, q trình này có thể mơ hình hóa theo dịng chảy và hướng
dòng chảy của nước ngầm, tuy nhiên xét trên quy mơ nhỏ hơn, q
trình này liên quan đến kích thước hạt và độ xốp của đất. Khi di chuyển
trong đất, các chất độc hay nói cách khác là các dịng nước mang theo
chất độc không đi xuyên qua các hạt đất mà đi qua các khoảng trống
giữa các hạt.
Khi chảy qua khoảng trống giữa các hạt, các dòng chảy sẽ liên
tục đổi hướng hay phân dòng, dẫn đến việc dòng chảy bị khuấy trộn.
Hệ quả của việc này, là phạm vi ảnh hưởng cũng như nồng độ chất độc
trong đất khác ngày càng lan rộng. Tuy nhiên, sự phân bố cấu trúc địa
tầng sẽ ảnh hưởng đến con đường lan truyền của chất độc.
2.1.3. Con đường để chất độc xâm nhập vào cơ thể sinh vật
Quá trình xâm nhập của chất độc từ môi trường này vào cơ thể
sinh vật trải qua hai giai đoạn:
Giai đoạn thứ nhất là sự hấp thụ của cơ thể sinh vật bị hạn chế.
Giai đoạn thứ hai, là giai đoạn xảy ra quá trình hấp thụ bị động, chất
độc xâm nhập phá vỡ màng tế bào, đi vào các cơ quan và lan tỏa đi
khắp cơ thể sinh vật.
Đối với các loài thực vật, ta có thể đi theo hai chiều hướng như
sau. Khả năng đầu tiên, thơng qua các q trình hấp thụ qua rễ cây mà
các chất độc từ đất được đưa vào cây theo một cách chủ động. Nhưng
sau một thời gian, thực vật dẫn dần sẽ có những biểu hiện nhiễm độc,
thì lúc đó cây sẽ hạn chế sự hấp thu. Khả năng thứ hai có thể xảy ra là,
chỉ đơn thuần là sự xâm nhập do khuếch tán từ nơi có nồng độ cao về
nơi có nồng độ thấp, nói cách khác là từ trong dung dịch đất sang cây

trồng.
Ở thực vật thì như trên, vậy cịn ở động vật thì sao? Đúng thế,
các lồi động vật sẽ bị xâm nhập thông qua thức ăn, thông qua thực
phẩm trung gian và con đường xâm nhập trực tiếp qua da, rồi đi thẳng
vào cơ thể. . Có thể đưa ra một vài ví dụ điển hình để minh chứng như
sau: khi đất bị ơ nhiễm thì nguồn nước cũng bị ô nhiễm, hay nói cách
khác là có chứa các chất độc vượt quá hàm lượng cho phép, đồng
nghĩa các cây trồng ở khu vực đó cũng nhiễm độc theo hai chiều hướng

4


đã nêu trên. Các loài động vật khi sử dụng các thực vật đã nhiễm bẩn
làm thức ăn lại gián tiếp đưa chất độc vào cơ thể chúng, sau thời gian
tích lũy sinh học trong cơ thể, đến liều lượng nhất định, chúng- các loài
động vật cũng nhiễm độc.
2.1.4. Các yếu tố ảnh hướng đến chất độc trong môi trường đất
Một chất tồn tại trong môi trường luôn chịu nhiều tác động từ
các yếu tố của mơi trường đó. Chất độc trong mơi trường đất cũng vậy,
có vơ vàn các yếu tố ngoại cảnh cũng như nội cảnh tác động vào nó. Ở
đây có thể trình bày một số yếu tố như sau:
Thứ nhất là nồng độ và liều lượng của chất độc, chúng tỉ lệ
thuận với tính độc của các chất độc, có nghĩa là khi nồng độ của chất
độc trong đất càng cao thì càng độc.
Yếu tố thứ hai được nêu ra ở đây là nhiệt độ cũng làm ảnh
hưởng đến chất độc, nhiệt độ càng cao thì tính độc càng mạnh. Tuy
nhiên, cũng có thể khi nhiệt độ trong đất quá cao sẽ làm phân hủy chất
độc.

Hay một yếu khác như ngưỡng chịu độc, các loài sinh vật khác

nhau có ngưỡng chịu độc khác nhau. Tuổi tác, sinh vật non trẻ thì mẫn
cảm với chất độc, ngưỡng chịu độc thấp. Đối với các loài sinh vật cao
tuổi hơn thì ngưỡng chịu độc cao, nhưng tuổi già lại chịu độc kém. Giới
tính cũng ảnh hưởng đến ngưỡng chịu độc và giống cái thì dễ mẫn cảm
với chất độc hơn là giống đực.
Ngoài ra các điều kiện khác của đất như độ ẩm, độ chua trong
đất cũng ảnh hưởng đến sự cung cấp oxi để giải độc và phân bố lại
nồng độ của hơi độc.
2.2. Chất độc trong môi trường nước
2.2.1. Sơ lược về chất độc trong môi trường nước
Môi trường nước rất đa dạng và phức tạp. Chúng là tập hợp các
hệ sinh thái khác nhau như sông, suối, ao, hồ,... trong đó có rất nhiều
thành phần vơ sinh và hữu sinh. Đối với thành phần hữu sinh, nó bao
gồm các lồi thực vật, động vật, vi sinh vật sống. Các thành phần vô
sinh bao gồm môi trường vật lý trong ranh giới của hệ sinh thái.
Trong hệ sinh thái nước, mỗi một loài sinh vật sống trong môi
trường này đều sống ngập trong nước cả phần đời của chúng. Đó là
một điểm mà chúng ta cần lưu ý do các hệ sinh thái nước có thể trở
thành con đường gián tiếp thu nhận nhiều loại hóa chất khác nhau.
Do các hệ sinh thái tham gia vào các mối tương tác phức tạp
của các tác nhân lý, hóa và sinh học nên để hiểu và xác định một phản
ứng của một hệ thống đối với một hóa chất nào đó là vơ cùng khó

5


khăn, nếu như các mối quan hệ giữa các thành phần trong hệ thống đó
khơng được xác định rõ ràng. Mỗi hệ sinh thái dưới nước là một sản
phẩm của sự thống nhất phức tạp giữa các thành phần sống và khơng

sống.

2.2.2. Các loại chất độc có trong mơi trường nước
Cũng như trong các môi trường khác, môi trường nước cũng tồn
tại đa đạng các chất độc từ chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học, cho đến
các chất hóa học vơ cơ, kể cả các chất phóng xạ.
Đối với chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học, chúng có nguồn
gốc từ các cống nước thải sinh hoạt của con người, hay chất thải công
nghiệp, trại chăn nuôi gia súc, gia cầm. Lúc này, nó địi hỏi ở mơi
trường một lượng oxi rất lớn để cung cấp cho các loại vi khuẩn để tự
làm sạch, vơ tình làm suy kiệt lượng oxi hịa tan trong nước. Vì thế,
khơng có đủ oxi hòa tan trong nước, dẫn đến hiện tượng tôm cá chết
và nổi lên mặt nước. Không chỉ vậy, các loài sinh vật lây nhiễm cũng bị
đưa vào nguồn nước qua con đường nước thải này.
Ở các vùng nhận nước thải sinh hoạt, cơng nghiệp hay nơng
nghiệp ln có sự tồn dư của các chất dinh dưỡng thực vật như
nitrogen hay phosphor. Khi hàm lượng tức nồng độ các chất này gia
tăng, các lồi thực vật nước theo đó mà phát triển mạnh, lúc chết đi lại
gây ô nhiễm hữu cơ cho nguồn nước đó.
Q trình cơng nghiệp hóa diễn ra mạnh mẽ, hóa chất ngày
càng được sử dụng nhiều vì lợi ích kinh tế chúng mang lại là cực kỳ lớn.
Kéo theo hiện tượng các chất tẩy rửa, thuốc trừ sâu từ quá trinh sản
xuất nông nghiệp, thuốc kích sinh trưởng, thuốc diệt cor, phân hóa
học, nhiều và rất nhiều cũng được đưa ra mơi trường. Các hóa chất này
có độc tính rất cao đối với sinh vật, một số chất tuy có độc tính thấp
nhưng bù lại chúng lại có khả năng tích tụ thơng qua mạng lưới thức
ăn.
Trong những năm qua, ngành công nghiệp khai thác, chế biến
khống sản đã đóng vai trị quan trọng trong phát triển công nghiệp
Việt Nam, chiếm từ 10% -12% GDP, đáp ứng đủ và kịp thời nguyên liệu

như than đá, thiếc, chì, kẽm sắt, đồng, appatit cho một số ngành kinh
tế sử dụng nguyên liệu khoáng là nhiệt điện, ximăng, hóa chất, luyện
kim... (Nguồn: Internet). Mặc dù vậy, việc khai thác khơng có quy
hoạch, khơng tính tốn kỹ lưỡng mà chỉ chăm chăm vào lợi ích kinh tế
đã gây nhiên ô nhiễm phóng xạ. Chúng bắt nguồn từ các hành động
đào và khai thác các mỏ quặng phóng xạ, hoạt động của các lò phản

6


ứng hạt nhân, các chất phóng xạ khơng được quản lý chặt chẽ. Tác hại
của chúng lại vô cùng lớn, các chất này làm chết hay làm thay đổi cấu
trúc di truyền, hoạt động trao đổi chất, làm ảnh hưởng đến quá trình
và phát triển của sinh vật.
Các kim loại, hay các ion vơ cơ, các khí hịa tan, dầu mỏ, các
chất rắn và nhiều hợp chất hóa học khác. Chúng cũng được sinh ra từ
công nghiệp khai thác mỏ, quá trình sản xuất, hoạt động của các dàn
khoan dầu ngồi biển, hay do thiên tai, phong hóa, xói mịn, lũ lụt,...
Các hóa chất này làm ảnh hưởng đến quá trình làm sạch nguồn nước,
hủy diệt đời sống các lồi thủy sinh, ăn mịn các cơng trình dưới nước.
Khơng chỉ vậy, khi các chất độc này tiến vào môi trường, tham
gia các phản ứng hay tương tác qua lại sẽ có cơ chế hoạt động ngày
càng phức tạp, gây khó khăn cho quá trình khống chế cũng như làm
sạch chúng.
2.2.3. Một số yếu tố ảnh hưởng đến chất độc trong môi trường
nước.
Các tác nhân môi trường mà chất độc tồn tại có thể ảnh hưởng
đến độc tính của một hóa chất. Độc tính của hóa chất cịn có thể bị ảnh
hưởng bởi sự kết hợp của các hóa chất. Tồn tại rất rất nhiều các nhân
tố ảnh hưởng đến khả năng hoạt động, độ bền vững cũng như dạng

dây độc sau cùng của nó trong mơi trường nước.
Nhiệt độ trong nước có thể làm tăng hoặc giảm hoặc khơng làm
ảnh hưởng đến độc tích, tùy vào loại độc tố, lồi sinh vật, tùy theo điều
kiện cụ thể của từng trường hợp.
Ví dụ, kẽm (Zn), thủy ngân (Hg), hay phenol tính độc sẽ tăng
khi chúng ở nhiệt độ thấp. Nhưng lại có một số chất lại có tính độc tăng
khi nhiệt độ cao như: một số loại thuốc trừ sâu (DDT, eldrin,...), muối
cyanide, hydrogen sulfide. (Nguồn: Tạp chí Khoa học- Cơng nghệ Nghệ
An số 11/2016 )
Có thể giải thích cho sự ảnh hưởng của nhiệt độ lên độc tính
của chất độc như sau: khi nhiệt độ tăng cao, quá trình ion hóa cũng
tăng theo, độc tố được giải phóng ở dạng không liên kết, dễ dàng xâm
nhập qua tế bào.
Lượng oxy hịa tan trong nước cũng góp phần làm ảnh hưởng
đến tính độc của các chất độc này. Nhiều người cho rằng, khi lượng oxy
hịa tan trong nước giảm thì sẽ làm gia tăng tính đơc của độc chất
trong mơi trường nước. Mặc dù vậy, do các nghiên cứu chưa thực sự

7


đầy đủ nên kết luận chỉ là một phần trong vơ số những ảnh hưởng do
hàm lượng oxy hịa tan đối với chất độc mà thơi.
Sự ion hóa dưới sự thay đổi pH chính là ảnh hưởng chính của pH
lên độc chất trong mơi trường nước. Khi đó, các phân tử khơng liên kết
trở nên độc hơn vì chúng dễ dàng tiến hành cuộc tấn công xâm lược
vào tế bào của sinh vật.
Một số chất độc sinh học thay đổi độc tính theo pH, một số
khác lại khơng. Độc tính của chất diệt cỏ dinitrophenol (C 6H4N2O5) giảm
đi 5 lần khi pH tăng lên từ 6.9 đến 8. Hay độc tính của 2-4

dichlorophenol (C6H4Cl2O) giảm đi khi pH tăng lên. Trong khi một số độc
tố sinh học lại ít bị ảnh hưởng bởi pH như: rotemone (C 23H22O6) và 2-4
dichclophenoxyacetic aicd (C8H6Cl2O3). (Nguồn: Tạp chí Khoa học- Cơng
nghệ Nghệ An số 11/2016)
2.3. Chất độc trong mơi trường khơng khí
2.3.1. Sơ lược về chất độc trong mơi trường khơng khí.
Theo báo cáo thường niên The Environmental Performance
Index (EPI) của Mỹ thực hiện, Việt Nam hiện đang đứng trong top 10
các nước ô nhiễm không khí ở Châu Á. Đáng lưu ý, tổng lượng bụi ở Hà
Nội và TP Hồ Chí Minh của nước ta đang liên tục tăng cao khiến chỉ số
chất lượng khơng khí (AQI) ln ở mức báo động (Nguồn: Internet).
Đúng vậy, các chất ô nhiễm khi được thải vào mơi trường khơng khí với
một số lượng lớn và nồng độ vượt quá khả năng tự làm sạch của khí
quyển sẽ trở thành chất độc.
Có thể phân loại chất độc trong khơng khí theo tác động của
chúng. Khi đó chúng ta chia thành hai loại:
Một là chất độc có tác dụng chung, có nghĩa là chúng có tác
động kích thích chủ yếu là đường hơ hấp như bụi, SO3, hay NH3. Kích
thích các đường hơ hấp trên và tổ chức phổi. Chúng có khả năng gây
ngạt, nói một cách đơn giản hơn là chúng pha lỗng oxy trong khơng
khí. Thậm chí gây ngạt hóa học ngăn cản máu vận chuyển oxy đến các
cơ quan như CO. Có thể gây tê, gây dị ứng, và hơn thế nữa là gây mê.
Hai là chất độc có tác dụng hệ thống. Tức là chúng chỉ gây hại
lên một hệ thống chứ không phải toan diện, như chì (Pb), thủy ngân
(Hg) gây hại lên hệ thống bài tiết.
2.3.2. Tính độc của chất độc trong khơng khí
Khi các chất độc trong khơng khí vượt quá ngưỡng chịu
đựngcủa sinh vật thì chúng trở nên độc. Có rất nhiều yếu tố làm thay
đổi tác động của chất độc này đối với cơ thể sinh vật.

8


Xét về cấu trúc hóa học của chất độc. Trong hợp chất
hydrocarbon khi phân tử có số nguyên tử carbon càng nhiều thì tính
độc càng lớn. Một phân tử có số nguyên tử halogen thay thế cho
nguyên tử hidro càng nhiều thì càng độc, ví dụ CCl 4 độc hơn CHCl3, hay
những chất có cùng số ngun tố thì phân tử nào chứa ít ngun tử
hơn thì độc hơn, chẳng hạn CO với CO2.
Đồng thời tính chất vật lý của một chất như nhiệt độ sơi, nhiệt
độ nóng chảy, khả năng hấp thụ cũng ảnh hưởng đến tính độc của nó.
Tương tự thì, nồng độ và thời gian tiếp xúc, điều kiện mơi trường cũng
có tác động mạnh mẽ đến tính độc của độc chất, thậm chí có thể làm
thay đổi tính độc tùy theo từng loại chất khác nhau.
2.3.3. Nguồn gốc của chất độc trong khơng khí
Có rất nhiều nguồn đóng vai trị là nhà cung cấp chất độc cho
khơng khí, chẳng hạn khói thải của các q trình sản xuất, quá trình
thu gom xử lý rác, vâng vâng và vâng vâng. Nhưng phần lớn là do hoạt
động giao thông của con người.
Theo thống kê của Dự án xây dựng chiến lược An tồn giao
thơng với xe máy do Quỹ hội nhập Nhật Bản - ASEAN (JAIF) tài trợ, hiện
Việt Nam đang đứng đầu các nước ASEAN về tỷ lệ xe máy trên tổng số
phương tiện cơ giới đường bộ. Nếu giai đoạn 1999 - 2000, số lượng xe
máy bình quân mỗi năm tăng 500.000 xe, thì vào những năm 2001 2006, giai đoạn xe máy Trung Quốc ồ ạt vào thị trường Việt Nam khiến
tỷ lệ xe máy tăng hơn 4 lần, bình quân mỗi năm tăng hơn 2 triệu xe. Từ
năm 1990 đến năm 2018, xe máy ở Việt Nam tăng khoảng 48 lần, từ
hơn 1.209.000 xe lên gần 58.170.000. Dự báo, giai đoạn 2018 -2021,
số xe máy theo đăng ký sẽ tăng hơn 1,12 triệu xe máy, số lượng xe
máy trong lưu thông tăng khoảng 1,15 triệu xe. Đến năm 2030, số
lượng xe máy theo đăng ký sẽ tăng gần 1,5 triệu xe, lượng xe máy

trong lưu thông tăng hơn 1,62 triệu xe. (Nguồn: Báo Điện Tử VTV News,
Minh Đức, ngày 17/04/2019). Một con số khủng khiếp, kéo theo hệ lụy
cũng không hề nhỏ. Đúng thế, khí thải từ các phương tiện vận tải là
nguồn ơ nhiễm lớn cho mơi trường khơng khí. Chúng thải ra 2/3 lượng
khí CO, 1/2 lượng khí hydrocarbon, các khí NOx hay SOx,... Mỗi chiếc ô
tô, xe máy thải ra nhiều khí độc, các khí này chủ yếu là CO khoảng
90% lượng khí thải của thành phố, Hydrocarbon khoảng 50%, NOx
chiếm 50% lượng khí thải của thành phố, ngồi ra cịn một số khí
khác.

9


Trung bình một xe khi tiêu thụ hết 1000 lít xăng thì thải ra
291kg CO, 33,2 kg hydrocarbon, 11,3kg NOx, 0,9kg SO2, 0,4kg
aldehyde, 0,3kg chì và cịn có bụi do q trình cháy khơng hồn tồn
của carbon sinh ra. Vịng đời của một chiếc xe máy dao động từ 15-20
năm, vậy thử nghĩ xem, lượng chất độc mà nó thải ra mơi trường khơng
khí lớn đến nhường nào.
2.3.4. Sự lan truyền chất độc trong khơng khí
Chất độc hay các chất ô nhiễm khi thải vào khí quyển, chúng sẽ
lan truyền và phát tán trong khơng khí phụ thuộc rất nhiều vào gió,
đặc tính của mơi trường khơng khí, địa hình khu vực, bản chát của chất
độc, và nguồn phát thải.
Bên cạnh sự phát tán theo gió, chất ơ nhiễm khi hay chất độc
còn sa lắng theo chiều phát tán dưới tác dụng của trọng lực, mưa,...
2.3.5. Con đường xâm nhập vào cơ thể sinh vật của chất độc
Đối với chất độc trong mơi trường khơng khí, con đường xâm
nhập vào cơ thể có thể là qua da, mắt, mũi, nhưng chủ yếu thơng qua
hệ hơ hấp.Nói cách khác, con đường xâm nhập của chất độc vào con

người nhiều nhất là qua đường hơ hấp, sau đó đến da, đường tiêu hóa
và một phần nhỏ qua mắt. Có 95% trường hợp nhiễm độc do chất độc
xâm nhập qua đường hô hấp. Phổi người có diện tích tiếp xúc với
khơng khí là 90m2, trong đó 70m2 là diện tích tiếp xúc của phế nang,
mạng lưới mao mạch có diện tích 140m2. Máu qua phổi nhanh và nhiều
thuận lợi cho sự hấp thụ chất độc qua phế nang. Thế tích hơ hấp ở
người lớn là 20m3/ngày, ở trẻ em là 5m3/ ngày. (Nguồn: Báo y tế)
Các chất độc theo khơng khí được hít vào qua khoang mũi,
cuống họng và thanh quản. Sau đó khí tiếp tục đi qua cuống phổi của
người, phế nang và các ống mao quản trong phổi và cuối cùng là vào
các túi phổi. Xung quanh các túi phổi có các mạch máu li ti. Màng nhầy
hô hấp của phổi là nơi diễn ra q trình trao đổi khí giữa các túi phổi và
mao mạch. Các khí độc theo con đường đó xâm nhập vào máu.
Chất độc đi vào tế bào theo ba cơ chế chính: khuếch tán, thấm
lọc, vận chuyển tích cực. Sinh vật tiếp xúc với chất độc, thay đổi sớm
nhất diễn ra ở mức tế bào. Quan trọng là thay đổi cấu trúc thành tế
bào, ức chế men làm thay đổi độ chuẩn xác của AND gây biến dị hoặc
trở ngại cho hoạt động tăng trưởng bình thường của tế bào. Khi tiếp
xúc với chất độc, sự thích ứng và chịu đựng của sinh vật bị giảm, làm
ảnh hưởng đến tuổi thọ của sinh vật.

10


Các hóa chất này thâm nhập vào cơ thể và gây độc qua ba giai
đoạn:
Giai đoạn tiếp xúc: là giai đoạn đầu tiên mà hóa chất đi vào cơ
thể rồi tích lũy lại hoặc thải ra ngồi ngun vẹn hay đã chuyển hóa.
Giai đoạn thấm, nhiễm hay giai đoạn tổn thương sinh học: ở
giai đoạn này các chất độc sau khi thâm nhập thành cơng, sẽ gây rối

loạn chuyển hóa, chủ yếu là gây rối loạn các hệ thống enzyme.
Giai đoạn có biểu hiện lâm sàng là khi ở giai đoạn này các tổn
thương sinh học dẫn tới rối loạn chức năng với cái biểu hiện được thể
hiện ra ngoài.
3. Tính bền vững và sự tích lũy sinh học của chất độc trong mơi
trường
3.1. Tính bền vững trong mơi trường của độc chất
Tính bền vững là gì? Ý nghĩa của từ này được định nghĩa là đảm
bảo tính liên tục của sự đa dạng và năng suất và duy trì khả năng là
vĩnh viễn. Thế cịn mơi trường, mơi trường là tập hợp tất cả các yếu tố
tự nhiên và nhân tạo bao quanh con người, ảnh hưởng tới con người và
tác động đến các hoạt động sống của con người như: khơng khí, nước,
độ ẩm, sinh vật, xã hội lồi người và các thể chế.
Ở đây chúng ta có thể hiểu cụm từ tính bền vững trong mơi
trường của độc chất là tính đa dạng và sự tồn tại gần như là vĩnh viễn
của chất độc trong môi trường như đất nước hay khơng khí.
Chúng ta có một ví dụ ở đây để làm rõ nhận định trên. Nó là
nhựa cũng như các sản phẩm làm từ nhựa, chúng sẽ có những thời
gian phân hủy khác nhau do cấu trúc và các nguyên liệu làm nên mỗi
sản phẩm là khác nhau. Nhưng nhìn chung thời gian để có thể phân
hủy của nhựa là rất cao, có thể lên đến 1000 năm. Thời gian phân hủy
còn phụ thuộc vào điều kiện mơi trường đại dương và chỉ có thể phân
hủy được khi có sự tác động của ánh sáng Mặt Trời. Chất hóa học cũng
vậy, nhiều chất hóa học có thời gian bán rã rất dài hay rất khó bị oxi
hóa hoặc khó bị phân hủy sinh học, do đó chúng rất bền trong môi
trường tự nhiên. Chúng được con người thải ra môi trường và trở thành
chất độc hại.
Các q trình hữu sinh và vơ sinh tồn tại trong tự nhiên thực
hiện chức năng loại thải độc tố hóa học. Nhiều hóa chất thải vào mơi
trường có tính nguy hại thấp do chúng có thời gian sống thấp. Tuy

nhiên, có rất nhiều chất thải độc hại có đời sống lâu dài, chúng liên tục
gây hại cho hệ sinh thái. Chúng ta có thể đánh giá sự bền vững của các

11


chất hóa học thơng qua thời gian bán hủy của chúng (Bảng 2.1). Sự
phân hủy của độc chất trong môi trường thường diễn ra qua hai quá
trình: hữu sinh và vơ sinh. Cả hai q trình hữu sinh và vơ sinh đều có
vai trị quan trọng trong việc phân hủy và chuyển hóa các độc chất
trong mơi trường.
Các chất độc này có thể bị hấp thụ bởi các cơ quan của thực
vật hay các động vật rất lâu mà không bị đào thải. Thông qua từng bậc
trong tháp dinh dưỡng, ngày qua ngày, tháng qua tháng chúng tích lũy
ngày một nhiều trước khi tiến hành cuộc xâm lăng vào cơ thể con
người. Mặc dù nói vậy, nhưng ln ln là có sự tích lũy đủ về lượng
đến một điểm nhất định thì mới có sự thay đổi về chất. Đúng vậy, khi
nồng độ tích lũy này vượt quá ngưỡng độc giới hạn sẽ gây ra các bệnh
nguy hiểm hay làm thay đổi cấu trúc tế bào, biến đổi gen,..làm suy
thoái các thế hệ sau. Cơ chế tích lũy, tác động của các chất nguy hại
lên người và vi sinh vật cũng khác nhau rất nhiều, nó phụ thuộc vào
lồi, thể trạng và các điều kiện tiếp xúc.
Độc chất

Thời gian bán phân
hủy

Môi trường

DDT

10 năm

Đất

TCDD

9 năm

Đất

Atrazine

25 tháng

Nước

Benzoperylene (PAH)

14 tháng

Đất

Phenanthrene (PAH)

138 ngày

Đất

Carbofuran

45 ngày

Nước

Bảng 2.1. Thời gian bán phân hủy của một số chất trong môi
trường
(Nguồn: TS. Lê Quốc Tuấn, Khoa Môi Trường và Tài Ngun, ĐH
Nơng Lâm TP.HCM)
Ví dụ, “ác mộng Minamata” tại thành phố Minamata ở bờ Tây
của đảo Kyusu đất nước Nhật Bản. Một ngày kinh khủng của tháng 51956, bốn bệnh nhân tại đây đã được đưa vào bệnh viện với các triệu
chứng: sốt cao, co giật, mất nhận thức, hơn mê và sau đó tử vong. Sau
đó, rất nhiều càng trường hợp bệnh nhân với triệu chứng tương tự tử
vong, khiến cho bác sĩ phải ngay lập tức bật báo động. Khơng chỉ con
người, các lồi động vật, chim ở địa phương cũng chết vô số. Nguyên
nhân được xác định là nhiễm độc Thủy Ngân. Kết quả xét nghiệm hàm

12


lượng thủy ngân trong tóc các bệnh nhân tại Minamata lên đến 705
ppm, trong khi ở những người khơng có biểu hiện mắc bệnh, hàm
lượng này cũng lên đến 191 ppm. Trong khi ngày nay, Cơ quan bảo vệ
môi trường Mỹ giới hạn ngưỡng an toàn đối với thủy ngân chỉ là 1 ppm.
Chính phủ của đất nước Mặt Trời mọc tiến hành điều tra và mất 12 năm
kể từ khi trường hợp tử vong đầu tiên được ghi nhận, người ta mới kết
luận hung thủ chính là Chisso. Thật ra, nhà máy của Chisso đã điều
chỉnh hoạt động từ 1951 và bắt đầu thải một lượng lớn thủy ngân ra
mơi trường. Chất hóa học kịch độc này tích tụ trong cá và các loài hải
sản ở vịnh Minamata. Và người dân địa phương bị nhiễm độc thủy ngân

vì ăn cá. Tuy đã phát hiện ra rất nhiều ca nhiễm Thủy Ngân và khắc
phục bằng cách đền bù và dọn Thủy Ngân theo yêu cầu của chính phủ
nước này, nhưng hậu quả vẫn tiếp tục kéo dài khi nhiều trẻ em tại
Minamata sau đó với những triệu chứng thần kinh nghiêm trọng mà
các nghiên cứu sau này cho thấy là do thủy ngân truyền từ người mẹ
sang thai nhi. (Nguồn: Độc học môi trường cơ bản, NXB Đại học Quốc
gia TP Hồ Chí Minh- 2006)
Có thể nói các chất độc khi được thải ra môi trường chúng gần
như bất tử, chúng nằm đó như chờ đợi đủ quân số và tiếng hành xâm
lấn, đe dọa sự sống của các thực thể sống khác trên Trái Đất. Quá trình
này người ta gọi là q trình tích lũy sinh học của độc chất.
3.2. Sự tích lũy sinh học của độc chất
3.2.1. Giới thiệu
Định nghĩa: Tích lũy sinh học là một q trình tích lũy các
ngun tố vi lượng, các chất ơ nhiễm vào trong cơ thể sinh vật thơng
qua q trình hấp thụ bởi các sinh vật từ môi trường xung quanh mà
chúng đang sống. (Nguồn: Tạp chí Khoa học- Cơng nghệ Nghệ An số
11/2016)
Tích lũy sinh học là tổng hợp của q trình tích tụ sinh học và
phóng đại sinh học. Tích tụ sinh học thường đề cập đến sự thấp thu và
tích tụ của một chất từ nước, là sự hấp thu trực tiếp một chất bởi một
sinh vật từ môi trường xung quanh qua da, phổi hay mang. Ngược lại,
đối với tích lũy sinh học lại là sự hấp thu từ tất cả các nguồn như: môi
trường bao gồm cả đất, nước, khơng khí, hay từ thức ăn. Cùng với nó,
phóng đại sinh học đề cập đến sự tích tụ các chất độc qua các bậc dinh
dưỡng trong chuỗi thức ăn. Đó là sự lan truyền chất độc qua thức ăn
trong hệ sinh thái. Phóng đại sinh học xảy ra với các chất độc được lưu

13

trữ lâu dài trong cơ thể, khơng được chuyển hóa và bài tiết nhanh
chóng. (Nguồn: Tạp chí Khoa học- Cơng nghệ Nghệ An số 11/2016)
Ở đây chúng ta có một ví dụ điển hình của phóng đại sinh học,
đó là “thủy triều đỏ”, tên gọi chung cho những hiện tượng được biết
đến như nào là những đợt bùng phát tảo biển “nở hoa”. Sự “nở hoa”
của tảo có khi làm nước biển chuyển sang màu đỏ, có khi màu xanh,
màu xám hay như màu cám gạo,... Những tảo biển này, đặc biệt là
thực vật phù du, là các sinh vật nguyên sinh đơn bào, các sinh vật này
hình thành những đám dày đặc, mà ta có thể nhìn thấy ở gần bề mặt
nước. Tuy nhiên, thủy triều đỏ cũng không nhất thiết làm thay đổi màu
nước biển khi mức độ tích tụ tảo khơng q dày đặc. Ngồi các loại
tảo, thực vật phù du có chứa sắc tố quang hợp khác nhau về màu sắc
từ xanh sang đỏ. Các loại tảo Karenia Brevis trong điều kiện thuận lợi
phát triển nhanh chóng, và sắc tố xanthophyll của nó trạo ra một màu
xanh đặc trưng trong nước (Nguồn: Độc học môi trường cơ bản, NXB
Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh- 2006). Song song với đó, loại tảo này
cũng làm cho người tắm biển bị kích ứng da, chất độc của loại tảo này
cịn lan ra khơng khí và theo gió thổi vào bờ khiến người hít phải cảm
thấy khó thở.
Khái niệm tích lũy sinh học ln đi kèm khái niệm phóng đại
sinh học. Đó là sự lan truyền độc chất qua thức ăn trong hệ sinh thái
3.2.2. Q trình tích lũy sinh học
Trong suốt quá trình nghiên cứu về sinh thái môi trường, các
nhà độc chất học luôn để tâm đến sự tích lũy và phóng đại của các
ngun tố vơ cơ, bằng nhiều con đường mà chúng tích lũy lại. Ơ nhiễm
hóa chất được tích lũy sinh học đến từ rất nhiều nguồn, do các hoạt
động sản xuất, sinh hoạt của con người trên Trái Đất thải ra môi
trường, từ đất, nước, khơng khí, khói bụi nhà máy, khói bụi do giao
thông,...tác động lên sinh vật.

Các chất độc là chất gây ơ nhiễm, gây ra những rủi ro vì độc
hại, thậm chí với số lượng nhỏ, tồn tại trong các hệ sinh thái, tích lũy
sinh học trong các bậc dinh dưỡng của chuỗi thức ăn, có thể di chuyển
khoảng cách rất xa thông qua các thiết bị, các sản phẩm, thực phẩm,
hay môi trường. Thuốc trừ sâu là một ví dụ điển hình khi nhắc đến các
hóa chất bền trong mơi trường và gây ơ nhiễm đồng thời tích lũy sinh
học bao gồm tất cả các thực vật, động vật, vi sinh vật. Mưa có thể rửa

14


trôi chúng khi chúng được người nông dân sử dụng, nhưng điều đó lại
vơ tình gom góp vào các mương, ao hồ, rồi dần dần chảy ra đại dương.
Tuy nhiên sự tích lũy sinh học này được thể hiện rõ nhất là khi
chúng nằm trong một chuỗi thức ăn, hay một chuỗi thực phẩm. Chúng
ta sẽ đi làm rõ vấn đề này. Ta có một chuỗi thức ăn như hình ảnh dưới
đây (Hình 3.1)

Hình 3.1 Chuỗi thức ăn (Nguồn: Internet)
Trong hình ảnh trên chúng ta có thể quan sát được cỏ là sinh
vật bắt đầu cho mọi chuỗi thức ăn sau đó, hay nói cách khác là thực
vật. Thực vật nhờ vào quá trình quan hợp, cây tự tổng hợp các chất
cần cho chính mình, trong q trình này, nếu mơi trường bị nhiễm độc
thì cây cỏ hay thực vật cũng bị nhiễm độc, tuy nhiên có thể ở lượng
nhỏ. Sinh vật tiêu thụ thứ nhất của chuỗi thức ăn này là con Nai và các
loài gặm nhấm, chúng sử dụng cỏ để cung cấp năng lượng cho cơ thể,
nhưng đối với các loài ăn thực vật, chúng cần rất nhiều cỏ để đảm bảo
đủ dinh dưỡng vì hàm lượng dinh dưỡng của thực vật khá thấp. Cây cỏ
nhiễm độc, thì kéo theo Nai các lồi gặm nhấm, các lồi ăn thực vật
nhiễm độc, nhưng khơng cịn ở lượng nhỏ như ở thực vật nữa. Sau đó

Nai, các lồi ăn thực vật này lại trở thành nguồn cung cấp năng lượng
cho các lồi ăn thịt khác, ví dụ theo chuỗi thức ăn có thể là cáo, chúng
lại vơ tình tích lũy chất độc thêm một bậc nữa. Nhưng không, chưa
dừng lại ở đó, các lồi ăn thịt nhỏ có thể trở thành thức ăn cho các lồi
ăn thịt lớn, ví dụ Hổ, Báo, Sư tử,.., Vâng, chuyện đó lại lặp lại, lại tích

15


lũy chất độc từ thực vật thêm một bậc nữa. Sau khi chúng chết, xác
chúng được các loài vi sinh vật trong đất phân hủy, mà chất độc thì
đang trong cơ thể thì chúng cũng bị ngấm vào đất. Các lồi thực vật
phát triển trên khu vực đó lại tiếp tục nhiễm bẩn, cứ như vậy, vịng vặp
tuần hồn làm cho lượng chất độc tích lũy ngày càng lớn và lớn theo
cấp số nhân.
Đáng chú ý là, sự tích lũy sinh học và khuếch đại cùng với các
hợp chất có độc tính cao, bền vững có khả năng tiêu diệt hoặc không
thể sửa chữa các thiệt hại hệ thống dinh dưỡng, đặc biệt là các bậc
dinh dưỡng cao hơn. Những kết quả nghiên cứu cho thấy, nó có thể
phá vỡ hệ nội tiết, gây ung thư hoặc làm cho gen bị khiếm khuyết, làm
suy yếu hệ thống miễn dịch. Có nhiều chất tích tụ sinh học tan trong
chất béo và có xu hướng cư trú chủ yếu ở các màng sinh chất, các
liposome trong tế bào hay ở các chất béo trong sữa và trong máu. Điều
này giải thích tại sao các hóa chất tích tụ sinh học tan trong chất béo
thường tìm thấy ở trong sữa mẹ với nồng độ rất lớn. Khơng chỉ vậy, các
chất tích tụ sinh học này cũng có thể được tìm thấy ở một số nơi khác,
như xương, cơ bắp, hay não. Nghiên cứu về các loài hải cẩu và cá heo,
các nhà khoa học tìm thấy dấu hiệu cho thấy khi mơi trường bị ô nhiễm
bởi các chất hữu cơ lâu, sẽ bị ức chế hệ thống miễn dịch và nội tiết. Sự
suy yếu của hệ thống miễn dịch ảnh hưởng đến sự lây lan của dịch

bệnh, ví dụ như bệnh đã giết chết hàng trăm ngàn con hải cẩu ở Biển
Bắc năm 1988 và năm 2002.
Các loài sinhh vật sống trên cạn cũng tích lũy các kim loại từ
mơi trường xung quanh như đất, khơng khí. Bất kỳ kim loại nào được
hấp thu bởi sinh vật đều có thể độc dù rằng độc tính khác nhau. Một
vài cơng trình đã được tính tốn để tính tốn ảnh hưởng độc của các
ngun tố vi lượng được hấp thụ bởi các sinh vật. Tích lũy sinh học các
kim loại vi lượng bởi các sinh vật phụ thuộc vào nền tảng của q trình
tiến hóa và điều kiện q trình đó tham gia vào sự đáp ứng u cầu có
tính sinh lý đối với một kim loại cần thiết hoặc của sự giải độc kim loại
đó khi sinh vật đó bị ngộ độc.
Kết luận
Chất độc tồn tại trong môi trường một cách đa dạng phong
phú, kể cả hình thức tồn tại cũng như mơi trường tồn tại. Mỗi chất độc
trong từng mơi trường lại có tính độc khác nhau, con đường xâm nhập
và khuếch tán khác nhau, chúng tương tác với môi trường xung quanh

16


và chuyển hóa một cách phức tạp. Các chất độc không những tồn tại
một cách bền vững trong môi trường mà cịn có sự tích lũy, qua thời
gian tính độc của chúng tăng lên gấp trăm ngàn lần và gây ảnh hưởng
nặng nề đến tất cả các loài sinh vật trên khắp hành tinh xanh.
Tài liệu tham khảo
1. Dương Nguyễn, Tích lũy sinh học và độc tố mơi trường, Tạp
chí Khoa học- Công nghệ Nghệ An số 11/2016
2. GS. TSKH Lê Huy Bá, Độc học môi trường cơ bản, NXB Đại
học Quốc gia TP Hồ Chí Minh- 2006
3. ThS. Nguyễn Ngọc Châu, Sự lan truyền tích lũy trong mơi

trường cà các khái niệm cơ bản về độc chất học, Công ty Mơi
trường Tầm Nhìn Xanh
4. TS. Lê Quốc Tuấn, Chương 1: Giới thiệu về độc chất học,
Khoa Môi trường và Tài Ngun, ĐH Nơng Lâm, Tp Hồ Chí
Minh

17