TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÂY NGUYÊN KHOA: KHTN&CN BỘ MÔN: CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG BÀI TIỂU LUẬN MÔN ĐỘC HỌC MÔI TRƯỜNG Nhóm: 5 Lớp: CNMT K09 GVHD: Nguyễn Xuân Tòng Buôn Ma Thuột, ngày 28 tháng 3 năm 2012

CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN ĐỘC TÍNH CHUYÊN ĐỀ: CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN ĐỘC TÍNH

Thành viên nhóm 5: Mai Thị Ngọc Na Lý Hoàng Yến Nguyễn Thị Thanh Xuân Hồ Chí Chung Phạm Phú Huy Nguyễn Trường Sơn

NỘI DUNG: Tính chất hóa lý Thời gian và đường tiếp xúc Tác nhân môi trường Hiệu ứng đồng vận (synergic effect) Hiệu ứng phản tác dụng (antagonism) Phương pháp đánh giá độ độc của hỗn hợp Protein và vitamin Tác nhân thói quen Khác biệt giới tính và tuổi

1. Tính chất hóa lý Có hàng loạt chất thải gây ô nhiễm môi trường và cũng có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến độ độc của các chất gây ô nhiễm này như tính chất hóa lý, cách thức ô nhiễm, thời gian và tương tác với môi trường,..  Tính chất hóa lý của chất độc sẽ quyết định hoạt tính gây độc của chất đó với cơ thể. Trạng thái vật lý tồn tại của chất độc có thể là thể rắn, thể lỏng hoặc thể khí. Độc chất là đễ tan trong nước hay trong lipit, chất hữu cơ hay vô cơ, ion hóa hay không ion hóa,.. Ví dụ: chất không ion hóa thường coa độ độc cao hơn chất oxi hóa, các chất hòa tan trong lipit thấm qua màng tế bào nhanh hơn các chất tan trong nước.

Một trong những tác nhân quan trọng nhất ảnh hưởng đến độ độc là nồng độ của chất độc. Thậm chí một chất rất độc nhưng có thể không làm tổn hại đến các cơ quan của cơ thể sống nấu nồng độ của nó rất thấp. Mặt khác, một chất độc thông thường như CO trở nên rất nguy hiểm nếu nồng độ của nó trong môi trường cao. CO, ppm Hiệu ứng độc 100-300 Mệt mỏi, đau đầu, chóng mặt, buồn nôn, suy giảm thị lực, cám giác, có thể dẫn đến tử vong 400-1.600 Tử vong trong 2 giờ 3200 Tử vong trong 30 phút 6.400 Tử vong trong 20 phút 12.800 Tử vong trong 3 phút

Thông thường nhiễm độc nồng độ cao dẫn tới ngộ độc cấp tính và nồng độ thấp trong thời gian dài dẫn tới độ độc mãn tính. Một khi chất độc hấp thụ vào cơ thể, tập trung ở vị trí nào đó và bắt đầu gây độc và như vậy độ độc là một hàm của nồng độ. Chính vì lý do đó mà bất kỳ một tác nhân nào có khả năng làm thay đổi nồng độ của chất độc sẽ làm thay đổi độ độc.

II. Thời gian và đường tiếp xúc Ngoài bản chất của chất độc thì độ độc còn bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như liều lượng, nồng độ, thời gian tiếp xúc,… . Đường tiếp xúc là một nhân tố quan trọng gây phản ứng độc. Ví dụ động vật hít hơi CHCl3sẽ bị các khối u, nhưng nhiễm qua đường ăn uống thì lại không bị chứng bệnh này. Thời gian nhiễm độc là một tác nhân quan trọng khác của hiệu ứng độc. Thông thường nếu nhiễm độc trong thời gian dài thì hiệu ứng độc cao hơn. Nhiễm độc liên tục thì nguy hại hơn nhiễm độc ngắt quãng (không liên tục).

Người uống rượu vừa phải trong thời gian ngắn gan bị nhiễm mỡ thì có thể chữa khỏi, nhưng nếu uống rượu liên tục trong thời gian dài sẽ bị xơ gan hầu như khó có thể chữa khỏi, nhưng nếu uống liên tục trong thời gian dài sẽ bị xơ gan khó có thể chữa khỏi. Thỏ bị nhiễm ozon liên tục với khoảng thời gian đủ dài thì sẽ bị phù phổi, nếu nhiễm ozon cùng nồng độ nhưng ngắt quãng thì không bị phù phổi. Như vậy cách thức bị nhiễm, liên tục hoặc ngắt quãng là một ảnh hưởng quan trọng về độ độc bởi vì cơ thể sống ở một mức độ nào đó có thể chống lại sự tồn hại do độc chất gây ra. Hơn nữa cơ thể có thể thiết lập khả năng chống lại chất độc.

III. Tác nhân môi trường Nhiệt độ thay đổi ảnh hưởng đến lượng oxy hòa tan trong nước. Lượng oxy hòa tan bão hòa trong nước giảm khi nhiệt độ tăng. Mặt khác tốc độ phản ứng hóa học tăng khi nhiệt độ tăng. Phần lớn các độc chất có tốc độ độc thay đổi từ 2-4 lần trong một khoảng thay đổi nhiệt độ là 10oC. Thông thường khi tăng nhiệt độ thì độ độc tăng lên trừ một số trường hợp ngoại lệ.

Mặt khác độ tan của độc chất và tốc độ khuếch tán qua màng tế bào cũng tăng lên khi nhiệt độ tăng. Độ độc của Zn (LD50) đối với các hồi tăng gấp 6 lần ở 19oC so với ở 3oC. Nhiệt độ có ảnh hưởng rất phức tạp lên độ độc của chất độc so với các số liệu ghi nhận trong các tài liệu. Các tác nhân môi trường khác nhau như độ pH, hàm lượng muối (salinity), chất hữu cơ hòa tan (dissolved organic carbon), độ cứng của nước độ ẩm,… cũng ảnh hưởng đến độ độc của các độc chất. Thông thường độ nhạy của thực vật đối với các chất ô nhiễm không khí tăng khi độ ẩm tăng

IV. Hiệu ứng đồng vận (synergic effect) Hiệu ứng đồng vận là hiệu ứng của hai hay nhiều độc chất tác dụng cùng một lúc thì cao hơn tổng hiệu ứng tác dụng riêng rẽ Ví dụ hiệu ứng của O3 và SO2 đối với cây thuốc lá. Bảng 22: hiệu ứng của O3 và SO2 đối với cây thuốc lá: Nồng độ, ppm % lá hư hại* O3 SO2 0,03 - 0,24 0,031 38

Khói, khói thuốc lá và các chất ô nhiễm không khí khác có thể gây hiệu ứng đồng vận làm gia tăng ung thư phổi. Ung thư phổi do thuốc lá

Rất nhiều loại thuốc trừ sâu và nông dược được biết là có hiệu ứng đồng vận ví dụ như chất độc da cam (2,4D và 2,3,5T)

V. Hiệu ứng phản tác dụng (antagonism) Hiệu ứng phản tác dụng được định nghĩa là tình trạng mà độc tính của hai hay nhiều độc chất nhỏ hơn hoặc suy giảm so với tổng hiệu ứng độc tính riêng rẽ (ngược với hiệu ứng đồng vận) Ví dụ: Kim loại nặng độc Cd gây hội chứng thai dị dạng đối với động vật, nhưng Zn và Se có tác dụng là giảm độc tính của Cd.

Dầu béo làm giảm độ độc của O3,NO2 và một số hydrocarbon khác đối với chuột, nguyên nhân có thể dầu hòa tan các chất này và lưu giữ chúng trong dung dịch. Dầu béo Ozone (O3) ( NO2)

VI. Phương pháp đánh giá độ độc của hỗn hợp. Phương pháp đánh giá khả năng cộng tính hoặc là phản tác dụng độc tính được trình bày theo mô hình và tính toán như sau:  LC50 (96h) của chất A riêng rẽ = 1mg/l  LC50 (96h) của chất B riêng rẽ = 10mg/l

Bảng 23. Hiệu ứng độc hỗn hợp của chất A và B tương ứng là 1mg/l và 10mg/l % chết (96h) số động vật thí nghiệm Nhận xét 50% - Không tương tác (rất có thể động vật chỉ phản ứng đối với một chất) b) <50% -Có hiệu ứng phản tác dụng (A và B hiệu lực kém hơn tác dụng riêng rẽ) c) >50% i) % chết bằng với trường hợp 2mg/l A hoặc là 20mg/l B ii) % chết >50% nhưng nhỏ hơn c) và i) iii) % chết > c) i) -Tác dụng cộng tính Cộng tính nồng độ Cộng tính dưới ngưỡng Cộng tính tiềm năng (có thể xảy ra hiệu ứng đồng vận)

Ngoài ra, còn dùng công thức: Am/Ai + Bm/Bi = S Trong đó: i và m là độc tính (LC50) của chất A và B riêng rẽ và trong hỗn hợp. S là tổng hoạt tính Nếu S = 1(1/2+1/2) thì tổng độ độc là cộng tính. Nếu S<1 thì độc tính của hai chất lớn hơn cộng tính. Nếu S>1 thì độc tính của hai chất nhỏ hơn cộng tính.

VII. PROTEIN VÀ VITAMIN 1. Protein Hiệu ứng của protein lên độc tính bao gồm cả số lượng và chủng loại. Các thí nghiệm trên động vật cho thấy còn phụ thuộc vào loại độc. Chuột được nuôi với hàm lượng protein thấp thì gia tăng tỉ lệ tử vong đối với thuốc trừ sâu parathion, malathion, DDT, nhưng ngược lại giảm tỉ lệ tử vong đối với CCl4, hepetachlor.

Cần phải chú ý là có một số chất độc mà độc tính của sản phẩm sau chuyển hóa của nó lại cao hơn đối với độc chất ban đầu. Ví dụ hapetachlor được chuyển hóa ở gan tạo thành epoxy mà độ độc cao hơn hapetachlor và tetrachloro-carbon chuyển hóa tạo thành gốc tự do có hoạt tính độc cao: CCl4  Cl- + CCl3-

Bảng 24: hiệu ứng protein đối với độc tính của một số nông dược Loại nông dược Hàm lượng casein* 3,5% 26% LD50, mg/Kg Parathion 4,9 37,1 malathion 759 1401 Carbaryl 89 575 DDT 45 481 Toxaphen 80 217 Endrin 6,7 16,6 * cho ăn protein 28 ngày sau đó thử nghiệm độ độc

2. Vitamin E Vitamin E (α-tocophernol) là một chất chống oxy hóa hiệu quả (potent antioxidant) hạn chế tác hại gây ra bởi O2, O3, NO2 và ngăn cản quá trình tạo nitrosamin. Chuột cái cho ăn 100mg vitamin E/ngày và cho nhiễm O3 nồng độ 1 ppm cho thấy khả năng chịu đựng cao và sống lâu hơn chuột đối chứng.

Hiệu quả chống oxy hóa cao hơn nếu sử dụng vitamin E cùng với axit béo chưa bão hòa ví dụ omega-3 có thể vitamin E cùng với axit béo chưa bão hòa tạo nên hiệu ứng đồng vận chống oxy hóa. Ngoài ra vitamin E còn thể hiện hiệu ứng ngăn cản tạo thành nitrosamin (chất gây ung thư) thông qua cạnh tranh phản ứng với nitrit, chất có thể tạo thành nitrosamin theo phản ứng sau: R1R2N – H +NO2- + H+  R1R2N-N=O +H2O

3. Vitamin C Vitamin C được phân bố gần như khắp nơi trong cơ thể với hàm lượng khác nhau. Vitamin C cũng là một chất chống oxy hóa và tham gia hàng loạt phản ứng oxy hóa-khử trong tế bào. Gần đây vai trò của Vitamin C được ghi nhận là có khả năng giải độc và làm giảm khả năng gây ung thư của một số độc chất.

Thực nghiệm đã chứng minh đối với một số bộ phận như dạ dày, gan, phổi, bàng quang tạo khối u do nitrosamin. Quá trình nitrosamin hóa có thể bị ngăn chặn nếu có Vitamin C. Vitamin C cũng cạnh tranh phản ứng với nitrit nhưng không phản ứng với amin cũng như làm phân hủy nitrosamin. Vitamin C phản ứng với nitrit như sau: 2HNO2 + Ascorbate  dehydroascorbate + 2NO + H2O

Mặc dù vậy sử dụng hàm lượng Vitamin C cao sẽ nảy sinh một số vấn đề bất thuận lợi khác và cũng có thể gây độc cho cơ thể. Một số thông tin y học cho biết uống nước cam thường xuyên sẽ hạn chế được bệnh sỏi thận và tốt cho sức khỏe, chưa thấy khuyến cáo để ngăn ngừa bệnh ung thư.

VIII. TÁC NHÂN THÓI QUEN Hút thuốc, nghiện rượu hay nghiện các chất khác cũng ảnh hưởng đến tác dụng của chất độc.

Kết quả nghiên cứu cho thấy người hút thuốc chịu ảnh hưởng đồng vận (lớn hơn cộng tính) đối với nhiều độc tố trong môi trường.

Những người hút thuốc làm việc trong nhà máy amiăng và mỏ Uran có xác suất ung thư phổi cao hơn so với người không hút thuốc.

Nghiện rượu cũng cho thấy có xác suất cao trục trặc về thần kinh và gan.

IX. KHÁC BIỆT GIỚI TÍNH VÀ TUỔI Tốc độ chuyển hóa các hợp chất cũng khác nhau đối với giới tính. Ví dụ: Chuột cái nhạy cảm cao hơn đối với CHCl3 và thường dẫn đến tử vong. Nguyên nhân có thể là do khả năng chuyển hóa của độc chất này của chuột cái kém hơn chuột đực. Bảng hiệu ứng độc của CHCl3 đối với các loài chuột: Đồng thời những loài khác nhau cũng có độ nhạy cảm khác nhau. Loài chuột cái Tỷ lệ tử vong (%) DBA – 2 75 DBA – 1 51 CsH 32 BLAC 10

Về tuổi tác thường cũng tương tự như tính liều dùng thuốc cho người lớn hoặc là trẻ em, bởi vì trẻ em nhạy cảm với độc chất hơn so với người lớn. Mặc dù vậy nhưng phản ứng với độc chất trong môi trường có khi còn phức tạp hơn nhiều.

CẢM ƠN THẦY VÀ CÁC BẠN ĐÃ CHÚ Ý THEO DÕI!