bộ giáo trình Độc học môi trường - hoàng trọng sĩ, nguyễn thị phương anh,...

1Chng 1

I CNG V c hc v c hc mI trng

1.1. NHNG KHI NIM C BN

1.1.1. c cht hc (toxicology): theo J.F. Borzelleca: c cht hc l ngnh hc

nghin cu v lng v cht tc ng bt li ca cc cht ho hc, vt l, sinh hc

ln h thng sinh hc ca sinh vt sng". c cht hc l ngnh khoa hc v cht

c. N l mt ngnh khoa hc c bn v ng dng.

1.1.2. c hc mi trng (environmental toxicology)

Theo Butler: c hc Mi trng l ngnh khoa hc nghin cu cc tc

ng gy hi ca c cht, c t trong mi trng i vi cc sinh vt sng v con

ngi, c bit l tc ng ln cc qun th v cng ng trong h sinh thi. Cc tc

ng bao gm: con ng xm nhp ca cc tc nhn ha, l v cc phn ng gia

chng vi mi trng.

Trong ngnh mi trng hc, hai khi nim c hc mi trng v c hc sinh

thi hc (ecotoxicology) c xem l ng nht vi nhau. l mn hc nghin cu

cc c tnh ca cc tc nhn gy c nh mt c t, c cht t cht gy nhim

trong qu trnh gy nhim mi trng. i tng gy c li chnh l trn con ngi

v sinh vt.

c hc mi trng nghin cu s bin i, tn lu v tc ng ca tc nhn

gy nhim trong mi trng. Phng php nghin cu c hc mi trng l th

nghim s tc ng v tch lu c cht trn nhng sinh vt sng.

Mc tiu nghin cu ca c hc mi trng l pht hin cc tc cht (ho, l,

sinh hc) c nguy c gy c c th d on, nh gi cc s c v c bin php

ngn nga nhng tc hi i vi cc qun th t nhin trong h sinh thi.

1.1.3. Cht c (toxicant, poison, toxic element)

Cht c l nhng cht gy nn hin tng ng c (intoxication) cho con

ngi, thc vt ng vt.

Cc tc nhn gy nhim c mt trong mi trng n mt nng no th

tr nn c. Nh vy, t tc nhn nhim, cc tc nhn ny tr thnh tc nhn c,

cht c v gy c cho sinh vt v con ngi.

2Trong mi trng c 3 loi cht c:

Cht c bn cht (cht c t nhin) : gm cc cht m d liu lng rt nh

cng gy c cho c th sinh vt. V d nh H2S, CH4, Pb, Hg, Cd, Be, Sn, ...

Cht c khng bn cht: t thn n khng l cht c nhng gy nn cc hiu

ng c khi n i vo mi trng thch hp no .

Cht c theo liu lng: l nhng cht c tnh c khi hm lng tng cao

trong mi trng t nhin. Thm ch mt s cht khi hm lng thp l cht dinh

dng cn thit cho sinh vt v con ngi, nhng khi nng tng cao vt qu mt

ngng an ton, th chng tr nn c.

V d: trong mi trng t, NH+4 trong dung dch t l cht dinh dng ca

thc vt v sinh vt khi nng thp; nhng khi vt qu t l 1/500 v khi lng l

gy c. Tng t Zn l nguyn t vi lng cn thit nng cao cht lng sn phm

nhng khi vt qu 0,78% gy c; hay Fe+2 vt qu nng 500ppm l gy cht

la, vt qu 0,3ppm trong nc l nh hng n sc khe ca con ngi.

1.1.4. c t (toxin): l cht c c tit ra t sinh vt.

V d:

c t do ng vt: nc rn, nc ong, nc kin,...

c t do thc vt: cc alcaloid, cc glucoside...

c t do vi khun: Clostridim Botulism...

c t do nm: Alflatoxin...

1.1.5. Tc nhn gy c (toxic factor) l bt k mt cht no gy nn nhng hiu ng

xu cho sc khe hoc gy cht . Tt c cc cht c c tnh tim tng , ch c liu

lng ( hay nng ) hin din ca cht mi quyt nh n c gy c hay khng

(Paraceler, 1538)

1.1.6. Liu lng (dose) l mt n v ca s xut hin cc tc nhn ha hc, vt l

hay sinh hc. Liu lng c th c din t qua n v khi lng hay th tch trn

mt trng lng c th (mg, g, ml/kg trng lng c th) hay n v khi lng hay th

tch trn mt n v b mt c th (mg, g, mg/m2 b mt c th) . Nng trong khng

kh c th c th hin qua n v khi lng hay th tch trn phn triu th tch

khng kh (ppm) hay miligam, gam trn m3 khng kh . Nng trong nc c th

din t qua n v ppm hay ppb.

31.2.7. Nhim bn - nhim cht c v ng c

1.2.6.1. nhim mi trng (pollution)

Chng ta bit rng cc hin tng ng c ngi v sinh vt u lin quan n

lng c t, c cht c trong mi trng, m c cht ny li xut pht t cht gy

nhim c trong mi trng b nhim.

Khi nim: nhim mi trng l hin tng suy gim cht lng mi trng

qu t ngt gii hn cho php, i ngc li vi mc ch s dng mi trng, nh

hng n sc khe con ngi v sinh vt.

T chc Y t Th gii nh ngha " nhim l vic chuyn cc cht thi hoc

nng lng vo mi trng n mc c kh nng gy hi cho sc khe cho con

ngi v s pht trin sinh vt hoc lm gim cht lng mi trng sng".

* Ngun gy nhim l ngun thi ra cc cht nhim. Chng ta c th phn

chia cc cht gy nhim theo tnh cht hot ng, ngun gc pht sinh, theo khong

cc khng gian...

* Cht nhim l cc ha cht , tc nhn vt l, sinh hc nng hocmc

nht nh, tc ng xu n cht lng mi trng.

* nhim, gy c mi trng nc

Nc l mt ngun ti nguyn "v tn" trong thin nhin, nhng do s phn b

khng u v do tc ng ca con ngi nn mt s ni trn th gii tr nn khan him

hoc km cht lng, khng s dng c. Do tnh d lan truyn nn phm vi ca vng

nhim nc lan nhanh trong thy vc v theo pht trin ca sn xut cng nghip,

tc th ha ... Nhiu ni trn th gii hin nay ang b e da thiu nc sch

trm trng do tnh trng ngun nc v nhim hoc sa nc ha. Hu qa ca vic

nhim c c cht, c t trong vng nc b nhim , ang v s khc phc lu

di. Nc nhim l con ng d dng nht a c cht vo cc c th sng v con

ngi thng qua cc mt xch trong chui thc n. V th vn nhim nc v nh

hng ca cc tc nhn c trong nc n qun x thy sinh v con ngi cn c

nghin cu.

* nhim, gy c mi trng khng kh

Khng kh l hn hp cc cht c dng kh, c thnh phn th tch hu nh

khng i. Thnh phn ca khng kh kh l 78%N2, 20.95%O2, 0.93% Ar, 0.03%

4CO2, 0.002% Ne, 0.005%He. Ngoi ra khng kh cn cha mt lng hi nc nht

nh. Nng bo ha hi nc trong khng kh ph thuc rt nhiu vo nhit .

nhim khng kh l s pht tn vo kh quyn cc loi kh, hi, hay cc ht

khng phi l thnh phn khng kh kh, hoc cc loi ho cht, nng lng lm cho

thnh phn ny thay i, gy nh hng bt li cho con ngi, sinh vt v cc cng

trnh.

Khng kh nhim cha rt nhiu loi cht c nguy hi cho sc khe ca con

ngi v h sinh thi. Cc cht ny cng nguy him hn khi d dng xm nhp trc

tip v thng xuyn vo c th qua ng h hp v da, sau b hp th vo mu

hoc tc ng ngay ln h thn kinh.

* nhim, gy c mi trng t

nhim nc, nhim khng kh c lin quan mt thit n nhim gy c

t ai. nhim t phn nh nhng phng thc canh tc lc hu v nhng phng

thc qun l t ai khng hp l. nhim t phn nh s lin thng gia nhim

nc, khng kh dn n nhim t.

cc nc pht trin, nhim gy c t cn l do:

+ S dng qu mc trong nng nghip nhng sn phm ha hc nh phn bn,

cht iu ha sinh trng , thuc bo v thc vt...

+ Thi vo t mt lng ln cht thi cng nghip, cht thi c hi.

+ Do trn du.

+ Do cc ngun phng x t nhin v nhn to.

1.2.6.2. Nhim bn (contamination)

Nhim bn l trng hp cc cht l lm thay i thnh phn vi lng, ha hc,

sinh hc ca mi trng nhng chua lm thay i tnh cht v cht lng ca cc mi

trng thnh phn. Nh vy mi trng nc khi b nhim , tri qua giai on

nhim bn, nhng mt mi trng nhim bn cha chc b nhim.

2. i tng nghin cu ca c hc mI trng

c hc mi trng nghin cu cc i tng:

+ Cc nh hng ca c cht, cc c t sinh hc ln:

- Cc c th sinh vt

- Qun th

5- Qun x

- H sinh thi

+ Cc nh hng ca c cht, cc c t sinh hc ln vi a sinh thi v trung

a sinh thi (terreotrial microcosms and mesocosms)

- Nhng thay i ca h thng sinh hc v chc nng sinh thi ca h sinh thi mi

trng.

- S tn hi ca sinh vt v con ngi

- Thay i v s lng loi, tui, cu trc, kch thc hoc nhng loi mi xut

hin trong qu trnh tc ng ca cht c.

- Thay i v phn b di truyn

- Thay i v s pht trin thc vt v nng sut sinh hc

- Thay i v tc v mc h hp trong t

- Thay i hm lng ca cc nguyn t vi a lng thnh phn mi trng

- Thay i cc c tnh v tp tc sinh hc ca sinh vt v tng tc gia cc

chng loi trong h sinh thi vi nhau

- Thng qua dy chuyn thc phm, tch lu v khuych i sinh hc cht c

v gy tc hi ton b h thng sinh thi mi trng.

8Chng 2

tc ng ca c cht i vi c th sng

2.1. c im chung (Cc nguyn l v c hc mi trng)

2.1.1. Khi nim v c cht

C rt nhiu ha cht tn ti trong mi trng. Mt s cht trong chng l cc

cht c, s khc l nhng cht khng c. Cc cht c ho hc do cng nghip thi

vo khng kh, nc v t. T mi trng, chng thm nhp vo chu trnh thc n ca

con ngi. Khi i vo h thng sinh thi ca con ngi, chng s ph hy hoc lm

thay i cc qu trnh ha sinh, trong mt s trng hp dn n nhng hu qu

nghim trng gy cht ngi.

c cht hc ha hc: khoa hc nghin cu cc ha cht c hi v phng

thc gy c ca chng.

S cc cht c ha hc l rt nhiu. Hin nay trong rt nhiu trng hp kh

c th ni mt cht c bit no l c hay khng. Mt s ha cht quan trng, s

dng nhiu c kim tra cht ch nhng khng chng minh c c tnh khng

c ca chng. Nhiu kim loi th hin nh cc cht nguy him i vi mi trng li

l cc nguyn t dinh dng cn thit ( dng vt) cho s pht trin bnh thng ca

con ngi v ng vt. Cc nguyn t l Al, Sb, As, Ba, Be, Bi, Cd, Co, Cu, Ce, In,

Pb, Hg, Mo, Ag, Te, Tl, S, Ti, W, U v Zn. Schwartz d s dng thut ng ca s

nng (concentration window) a ra cc ng ranh gii ca chng, c th:

a) Nng cn thit.

b) Nng thiu (thp hn nng a), gy ri lon s trao i cht.

c) Nng gy c(cao hn nng a) gy cc hu qu tai hi.

Thm ch cc nguyn t ni ting v c hi nh As, Pb v Cd cng khng th

thiu c ( lng vt) cho s pht trin ca ng vt.

Cc cht c c th c phn loi tng ng vi tc dng v chc nng ca

chng. C th phn loi theo mutagens, cc cht gy ung th (carcinogens) v.v... Hoc

cc tp cht ca thc n, HCBVTV, kim loi nng, cacbonyl kim loi cc hp cht hu

c Clo v.v...

Theo s liu ca chng trnh mi trng Lin hp quc (United Nations

Environment Programme) hin nay c 4 triu ha cht khc nhau v hng nm c

thm 30 nghn cht mi c tm thm ra. Trong s cc cht trn c 60.000- 70.000

ha cht c s dng rng ri. Bn cnh tc dng ca chng lm cho sn xut, mc

9sng v sc khe c tng ln, nhiu cht trong s l nhng cht c tim nng c

hi.

2.1.2. Tnh c

Tnh c ca mt cht c ph thuc vo cc y t sau:

c tnh ca cht i vi sinh vt.

V d: Pb, Hg, CuSO4, gy c vi sinh vt.

Hg v c t c hn so vi Hg hu c.

Cht hu c cha Cl c c tnh cng cao khi nguyn t Cl trong phn t cht

cng nhiu; th d: CH3 Cl

10

Nhiu cht ha hc c thi gian bn hy (half life) rt di hay rt kh b oxy

ha hoc chuyn ho sinh ha hay sinh hc, do tn ti rt bn trong t nhin.

V d dioxin c thi gian bn hy t 10-12 nm. Chng c thi ra mi trng

tr thnh cht c hi c thi gian sng rt lu di v gy nguy him cho h sinh thi.

Chng c th c hp th vo cc c quan ca thc vt, ng vt rt lu m khng b

phn hy hay o thi. Theo thi gian chng c th c tch lu ngy cng nhiu qua

mi bc dinh dng trong thp dinh dng ca dy chuyn thc n, trc khi xm

nhp vo c th con ngi. Nng tch ly ny khi vt qu ngng c gii hn s

gy nhng bnh nguy him hoc lm thay i cu trc t bo, t bin gien... lm suy

thoi cc th h sau.

V d, s kin nhim c methyl thy ngn vnh Minamata, Nht Bn (1932-

1971) khng ch i vi c m nhim c ton b h sinh thi trong nc v trm tch

y vnh, l mt in hnh cho s tn ti bn vng ca c cht trong t nhin. Hu

qu l ng dn trong vng sau nhiu nm n c b nhim c, pht nhng cn bnh

l m ch c Minamata. Ngy nay, sau nhiu c gng no vt trm tch cha methyl

thy ngn v ci ti mi trng, ngi ta c tnh d lng cn li ca thy ngn trong

bn y vnh ny phi n nm 2011 mi phn hy ht.

2.1.5. Cc ngun c cht trong mi trng

2.1.5.1. Cht thi t cng nghip dc phm

Cng nghip dc to ra mt khi lng ln cc cht thi ha hc. Thnh phn

ca cc cht ny lin quan n b mt ca sn phm hay c quyn sng ch, do

kh cng khai hon ton. Cc cht ha hc ny c th l cht c ch sinh hc hay

cht c i vi qu trnh x l v s gy nhiu vn cho mi trng sng khi thi

ra ngoi.

2.1.5.2. HCBVTV hu c

Trn th trng mt s loi thuc bo v thc vt c s dng nh DDT,

lindane, chlordane, dieldrin, aldrin v heptachlor. V mt cng dng chng c xem

l c tc dng dit tuyt i nhiu loi cn trng khc nhau. Nhng khi cc loi trn

c dng di dng dung dch, chng c kh nng dnh cht vo cc ht keo t v

kh b ra tri theo dng nc v kh b phn hy sinh hc hay ha hc trong mi

trng t nhin. Thi gian bn phn hy ca chng tng i di (1-10 nm, DDT c

th n 120 nm). Do khng tan trong nc nn chng c th c tch ly trong cc

m m v chuyn t ng vt qua con ngi qua dy chuyn thc n, hoc qua nc,

khng kh nhim.

2.1.5.3. Hp cht phenol

11

Hp cht phenol xut pht t benzen gm: ployphenol, cholorophenol,

phenoxy axit. Phenol khng mu, tinh th trng c th chuyn sang khi b phi ra

nh nng. Tan tng i trong nc. Phenol l ph phm ca cng nghip ha du, t

m than, luyn cc hoc c th tch ra t nha ng, t iu ch tng hp hu c ...

Phenol l nguyn liu th ca nhiu ngnh cng nghip. Mt v d in hnh gn y

l 21 cng nhn b bng da, phi i cp cu , nhp vin v li thng tt do tip

xc vi phenol trong khi no vt knh Bnh Chnh, TP HCM (1999).

2.1.5.4. Cc hp cht PCB (polychloro biphenyl)

Ging HCBVTV c clo, PCB l hp cht rt bn vng trong t nhin. Mt

phng php thng dng ph hy cu trc ca PCB l t n 1200oC trong 2

pht. Con ng thng thng nht PCB xm nhp vo c th ngi l qua thc

vt, thy sn, kh quyn (ht bay hi). Chng c th tn lu trong m m ca cc sinh

vt sng.

2.1.5.5. Cht thi c gc halogen

Xut pht t qu trnh git ty lm sch kim loi, dt nhum hay thuc da,

cng nghip lm lnh. Gc halogen c th kt hp vi cc cht thi trong nc thi

to thnh cc hp cht rt nguy him, c hi, linh ng trong nc v tn ti lu bn

trong t nhin.

2.1.5.6. Cht c cyanua

T ha cht dng i vng, tuyn qung, x l hi nng trong luyn thp v

mt s cht thi cng nghip hay ch bin tinh bt.

2.1.5.7. Cht c phng x

C hai ngun cht thi phng x m ph bin nht l t nh my nng lng

ht nhn: m qung Uranium; cht thi bnh vin.

C ba loi tia phng x nh hng n con ngi l alpha, beta, gamma. Mc

gy hi ty loi tia. Cht phng x s gy ra tnh trng thiu mu, suy nhc c

th, mt mi, rng tc, c thy tinh th, ni ban da, ung th hoc gy nhng t

bin trong qu trnh hnh thnh t bo, bin di gien lm nh hng n c th h

tng lai.

2.1.5.8. Cc cht c kim loi nng

T bn cng rnh, knh rch th,nc thi cng nghip nht l luyn kim,

m kim loi... gy nh hng lu di ln c th sinh vt v con ngi, gy ung th.

2.1.5.9. Cc yu t lm nh hng n tnh c ca cht c, c t

Vic d on v d bo nhng nh hng c hi ca ha cht i vi con

ngi v cc qun th sinh vt trong h sinh thi lm mt vic ht sc kh khn v n

12

chu tc ng bi nhiu yu t, chng hn: tui tc, gii tnh, sc khe, iu kin

sng v nhiu yu t khc gp phn vo kt qu cui cng.

a. Liu lng v thi gian tip xc vi ha cht c

Ni chung khi liu lng tip xc cng cao v thi gian tip xc cng cao th

tnh c tc hi cng ln.

S xut hin cng mt lc nhiu loi ha cht trong c th sng hoc trong

mi trng ti cng mt thi im tip xc cng l mt yu t tc ng tnh c ca

cc cht.

chng t tc ng ny, cc nh c cht hc thng tin hnh cc th

nghim xc nh LD50 ca mi loi c cht - LD50 ch nh gi tnh c tng

i ca mt cht . V d, mt cht c LD50 l 200ng/kg b.W, s c tnh c bng mt

na ca ha cht c LD50 l 100mg/kg bw.

b. Cc yu t sinh hc

Tui tc: nhng c th tr, ang pht trin b tc ng mnh ca cht c hn

nhng c th ngi ln. V d, tr em b nhim c ch v thy ngn d dng v

nghim trng hn ngi ln v h thn kinh ca chng vn ang pht trin; con vt th

nghim nh b ng c ca SOx v NOx trong khng kh nhim nng hn con vt

ln.

Tnh trng sc khe: dinh dng km, cng thng thn kinh, n ung khng

iu , bnh tim, phi v ht thuc l gp phn lm suy yu sc khe v lm con

ngi d b nhim c hn. Yu t di truyn cng c th quyt nh s phn ng ca

c th i vi mt s cht c.

Yu t gien di truyn: cng c tc dng nht nh n mc tc hi v kh

nng nh hng lu di qua vi th h ca c cht.

c. Cc nhn t mi trng nh hng n hot tnh ca c cht

Cc nhn t nhim lan truyn trong cc mi trng thnh phn (mi trng

nc, khng kh, t) c th gia tng tnh c v cng c th to hin tng kt ta, sa

lng lm gim tnh c.

Cc nhn t nhim chu nh hng mnh ca cc yu t ca mi trng

thnh phn m n nm trong . C th k mt s tc nhn nh hng nh sau:

pH mi trng: tnh kim, axit hay trung tnh ca mi trng l yu t u

tin nh n tnh tan, pha long v hot tnh ca cc cht gy c. Mt tc nhn

nhim tn ti trng thi ha tan thng c c tnh cao hn i vi thy sinh.

13

V d: pH axit, km (Zn) c c tnh cao hn v tn ti cc dng Zn2+ v

ZnHCO3+ (ha tan); trong khi pH kim, km c c tnh thp do tn ti dng

Zn(OH)2 (kt ta).

dn in (EC): c nh hng nht l vi cc cht c c tnh in gii.

Cc cht cn trong mi trng nc, khng kh, t, gy kt dnh hay sa lng

c cht. V d, trong vng t chua phn, nu c cc ht keo st l lng - tch in

m, Al3+ s lin kt vi cc ht mang in m ny v s lng xung lm gim c tnh

ca Al3+ trong dung dch t.

Nhit : nh hng n kh nng ha tan, lm gia tng tc phn ng, tng

hot tnh ca cc cht nhim. V d, khi nhit cao, HgCl2 s tc dng nhanh gp

2-4 ln so vi nhit thp. HCBVTV DDT v mt s loi thuc dit ry thng tng

c tnh khi nhit mi trng cao.

Din tch mt thong: nh hng trc tip n s phn b nng (liu

lng), phn hy cht nhim, c bit l cht hu c khng bn vng. Dng nc

c b mt ln, dng chy mnh, lu lng ln c kh nng t lm sch cao, gim c

tnh ca dng .

Cc cht phn ng hoc cht xc tc: nu trong mi trng tn ti cht xc

tc th hot tnh ca cht nhim s tng cao nhiu ln. Ngc li , khi c cht i

khng th c tnh s gim hoc trit tiu.

Cc yu t v kh tng , thy vn: m, tc gi, nh sng, s lan truyn

sng, dng chy, mn,... cng gy tc ng kh ln n hot tnh ca c cht.

2.1. 6. Cc cht c ha hc trong thnh phn mi trng

2.1.6.1. Cc cht c trong khng kh

Trn thc t, vic s dng hng nghn ha cht trong sn xut v i sng chnh

l mi nguy him e da n sc khe v i sng con ngi. Nm 1978 cc y ban

bo v mi trng, sc khe v an ton lao ng, an ton ca cc sn phm tiu

dng (M) nu ra danh sch 24 cht v nhm cht cc k nguy him i vi kh

quyn, l:

Acrilonitril, Asen, aming, benzen, Beri, Cadimi, cc dung mi Clo ha,

clofluocacbon, cromat (M2CrO4), cc kh l luyn cc, dietystilbesterol,

dibromcloropropan, etylen dibromua, etylen oxit, ch, thy ngn, nitroamin, ozon,

biphenyl c polybrom ha, biphenyl c polyclo ha, tia phng x, dioxit lu

hunh, vinyl clorua v s phn tn tro c cha cc cht thi c hi.

2.1.6.2. Cc cht c trong nc v trong t

a. Cc nguyn t

14

Danh sch cc nguyn t dng vt tm thy trong nc t nhin v nc thi

c nu ra bng 5.1.

Mt s trong cc cht ny l cn thit nng thp, c tc dng nh l cht dinh

dng cho i sng ng thc vt, nhng nng cao chng li l nhng cht c.

Bng 2.1. Cc nguyn t c hi tm thy nc t nhin v nc thi

Nguyn t Ngun thi ra Tc dng n sinh vt

As HCBVTV, cht thi ha hc c, c kh nng gy ung th

Cd Cht thi cng nghip m,

m kim loi , ng dn nc

o ngc vai tr ha sinh ca Ezym,gy

ra cao huyt p, gy hng thn, ph hy

cc m v hng cu, c tnh c i vi

ng thc vt di nc.

Be Than , nng lng ht

nhn v cng nghip v tr.

c tnh mnh v bn, c kh nng gy

ung th.

B Than , sn xut cht ty

ra, cht thi cng nghip

c i vi mt s loi cy.

Cr M kim loi Nguyn t cn thit dng vt, Cr(VI)

c kh nng gy ung th.

Cu M kim loi, cht thi sinh hot

hng ngy v cng nghip,

cng nghip m, kh kim.

Nguyn t cn thit dng vt, khng

c lm i vi ng vt, c i vi

cy ci nng trung bnh

F (ion F) Cc ngun a cht t nhin,

cht thi cng nghip, cht b

sung vo nc ung.

nng 1mg/l ngn cn s ph hy

rng, nng 5mg/l gy ra s ph

hy xng v gy nt rng.

Pb Cng nghip m, than ,

xng, h thng ng dn nc

my

c, gy bnh thiu mu, bnh thn,

ri lon thn kinh, mi trng sng b

ph hy.

Mn Cht thi cng nghip m,

tc ng vi sinh vt ln cc

khong Mn pE thp

t c i vi ng vt, c i vi

thc vt nng cao

Hg Thi cng nghip, m,

HCBVTV , than

c tnh cao

Mo Thi cng nghip, cc ngun

t nhin

C kh nng c i vi ng vt, cn

thit i vi thc vt

Se Cc ngun a cht t nhin,

than

Cn thit nng thp, c nng

cao

15

Zn Thi cng nghip, m kim

loi, h thng ng dn nc

my

Cn thit i vi nhiu metallo-

enzymes, c i vi thc vt nng

cao

b. HCBVTV trong nc:

Cc ngun nc cha mt s lng ln cc loi HCBVTV, ch yu xut pht t

h thng thot nc ca t cng nghip. Cc loi HCBVTV ny ch yu thuc v hai

nhm chnh l HCBVTV c clo v HCBVTV c photpho.

2.1.6.3. nh hng ca cc ha cht c i vi enzym Ni chung cc ha cht c tn cng vo cc vng hot ng ca enzym, cn

tr chc nng thit yu ca chng. Cc ion kim loi nng, c bit nh Hg2+ , Pb2+, v

Cd2+ c th coi l nhng cht km hm enzym nhanh. Chng tc ng ln cc phi t

cha lu hunh nh-SCH3 V -SH trong methionin v cystein amino axit, cc cht ny

l mt phn trong cu trc ca enzym:

Cc metallo-enzymes cha kim loi trong cu trc ca chng. Tc dng ca

chng b km hm khi mt ion kim loi ca metallo-enzyme b th ch bi ion kim

loi khc c cng kch thc v in tch. V d Zn2+ trong mt s metallo-enzymes

c thay th bng Cd2+ bao gm adenozin triphotphataza, alcohol dehydrogennaza,

amylaza, cacbonic anhydraza Pb2+ cn tr axetylcolanesteraza, adenozin triphotphat...

2.2. Tc ng sinh ho ca mt s cht c v c in hnh

2.2.1. Tc dng ha sinh (biochemical effects) ca asen

Asen thng c mt trong HCBVTV, cc loi thuc dit nm (fungisides),

dit c (herbicides). Trong s cc hp cht ca asen th As (III) l c nht.

As(III) th hin tnh c bng tn cng ln cc nhm SH ca cc enzym,

lm cn tr hot ng ca enzym.

SH S [Enzym] + Hg2+ [Enzym] Hg + 2H+

SH S

SH S [Enzym] +AsO3

3- [Enzym] As O- + 2OH-

SH S

16

Cc enzym sn sinh nng lng ca t bo trong chu trnh ca axit xitric b nh

hng rt ln. Enzym s b c ch do vic to phc vi As(III), dn ti thuc tnh sn

sinh phn t ca ATP b ngn cn.

Do c s tng t v tnh cht ha hc vi Photpho, Asen can thip vo mt s

qu trnh ha sinh lm ri lon Photpho. C th thy c hin tng ny khi nghin

cu s pht trin ha sinh ca cht sinh nng lng ch yu l ATP (Adenozin

triphotphat). Mt giai on quan trng trong qu trnh hnh thnh v pht trin ca

ATP l tng hp enzym ca 1,3 diphotpho glyxerat t glyxeraldehyd 3-photphat.

Asen s to ra 1-arseno-3-photphoglyxerat gy cn tr giai on ny. S photpho ha

c thay bng s asen ha, qu trnh ny km theo s thy phn t nhin to thnh 3-

photphoglyxerat v asen.

Asen (III) nng cao lm ng t cc protein c kh nng l do s tn cng

cc lin kt nhm sulphua bo ton cc cu trc bc 2 v 3.

Ba tc dng ha sinh chnh ca As l: lm ng t protein, to phc vi

coenzym v ph hy qu trnh photpho ha.

AsO33- + HS-CH2-CH2-CH-(CH2)4-CO-Protein

-O-As-S-CH2 |

Asenit + Dihydrolipoic axit-protein CH2 |

S-CH-(CH2)4-protein

Phc b th ng ha

CH2-OPO32-

| H-C-OH

| C=O | H

Glyxeraldehyt 3-photphat

CH2-OPO32-

| H-C-OH

| C=O | OAsO3

2- 1-aseno - 3-photphoglyxerat

CH2-OPO32-

| H-C-OH

| C=O | OPO3

2- 1,3 diphotpho glyxerat

Photphat

AsenatAnti ATP

ATP

17

Cc cht chng c Asen l cc ha cht c nhm -SH c kh nng to lin

kt vi Asen (III). V d 2,3 -dimercaptopropanol.

2.2.2. Tc dng ha sinh ca cadimi

Trong t nhin cadimi c trong cc khong vt cha km. Cy ci ang pht

trin i hi km v chng cng tch v lm giu Cadimi vi mt c ch ha sinh

tng t. Nhim c Cadimi xy ra ti Nht dng bnh itai itai hoc Ouch

Ouchlm xng tr nn gin. nhng nng cao Cadimi gy ra au thn, thiu

mu v ph hy ty xng.

Phn ln Cadmi xm nhp vo c th chng ta c gi li thn v c o

thitheo nc tiu. Mt phn nh c lin kt mnh nht vi protein ca c th thnh

metallothionein c mt thn, trong khi phn cn li c gi trong c th v dn dn

c tch ly cng vi tui tc. Khi nhng lng ln Cd2+ c tch tr, n s th ch

Zn2+ cc enzym quan trng v gy ra ri lon trao i cht.

2.2.3. Tc dng ha sinh ca ch

Ch l kim loi tng i ph bin. Trong t nhin, c nhiu kim loi cha ch.

Trong kh quyn, ch tng i giu hn so vi cc kim loi nng khc. Ngun chnh

ca ch phn tn trong khng kh l s t chy cc nhin liu (xng cha ch). Trong

nhin liu lng, ch c thm vo di dng Pb(CH3)4 v Pb(C2H5)4 cng vi cc cht

lm sch 1,2-dicloetan v1,2-dibrometan. Ni chung cng vi cc cht gy nhim

khc ch c loi khi kh quyn do cc qu trnh sa lng kh v t. Kt qu l bi

thnh ph v t bn ng ngy cng giu ch vi nng ph bin khong 1000-

4000 ng/kg nhng thnh ph no nhit.

Cd2+

H hp n ung 50g

Lin kt to thnh Metallothionein

Cd2+ t do trong c th

ThnTrao i viZn2+ trong enzym

1% d tr trong thn v cc b phn khc ca c th

Ri lon chc nng ca thn

Thiu mu

Tng huyt p

99% o thiPh hy ty xng

Ungth

Trng hp dng liu hng ngy qua ng n ung v h hp qu 500g

Trng hp dng liu hng ngy qu 50g

18

C th nhn thy rng phn ln ngi dn thnh ph b hp th ch t n ung

(200-300mg/l ngy), nc v khng kh cung cp thm 10-15 mg/l ngy. T tng s

ch b hp th ny th c khong 200 mg ch c o thi ra cn khong 25 mg c

gi li trong xng mi ngy.

Tc dng ha sinh ch yu ca ch l tc ng ca n ti s tng hp mu dn

n ph v hng cu. Ch c ch mt s enzym quan trng ca qu trnh tng hp mu

do s tch ly cc hp cht trung gian ca qu trnh trao i cht. Mt hp cht trung

gian kiu ny l delta-amino lenilinilic axit. Mt pha quan trng ca tng hp mu l

s chuyn ha delta-amino levulinic axit thnh porphobilinogen.

Ch c ch ALA-dehydraza enzym (I) do giai on tip theo to thnh dng

(II) porphobilinogen khng th xy ra. Tc dng chung l ph hy qu trnh tng hp

hemoglobin cng nh cc sc t h hp khc cn thit trong mu nh cytochromes.

Cui cng ch cn tr vic s dng O2 v glucoza sn xut nng lng cho

qu trnh sng. S cn tr ny c th nhn thy khi nng ch trong mu khong 0,3

ppm. cc nng cao hn ca ch trong mu (>0,8 ppm) c th gy nn hin tng

thiu mu do s thiu hemoglobin. Nu hm lng ch trong mu nm trong khong

(>0.5-0.8 ppm) gy ra s ri loan chc nng ca thn v ph hy no.

Do s tng t v tnh cht ha hc ca Pb2+ v Cd2+ xng c xem l ni

tng tr Pb tch t ca c th. Sau phn ch ny c th tng tc cng vi photphat

trong xng v th hin tnh c khi truyn vo cc m mm ca c th.

Nhim c ch c th c cha bng cc tc nhn chelat c kh nng lin

kt mnh vi Pb2+ . V d , chelat ca Canxi trong dung dch c dng gii c

ch. Pb2+ th ch Ca2+ trong phc chelat v kt qu l phc chelat Pb2+ c tch ra

nhanh nc tiu. Ba phc chelat in hnh ca ch c ch ra di y:

HOOC-(CH2)2-CO-COOH || delta-aminolevunilic axit (I)

NH2

HOOC-(CH2)2-C-CH-CH2-COOH || | C-CH porphobilinogen (II)

H2N-H2C N

19

2.2.4. Tc dng ha sinh ca thy ngn

Thy ngn l kim loi ni ting v tnh c sau dch bnh Minamata vo

nhng nm 1953-1960 ti Nht. C 111 trng hp nhim c thy ngn trong s

nhng ngi n phi c nhim thy ngn vnh Minamata. Trong s khong 45

ngi cht. Nhng khuyt tt v gen c quan st thy 20 tr s sinh m m

ca chng n phi hi sn c khai thc t vnh. Trong c ca vnh ngi ta pht hin

thy c cha 27-102 ppm thy ngn di dng metyl thy ngn. Ngun thy ngn ny

thot ra t nh my ha cht Minamata. Tip l nhng tin tc cn tai hi hn v

nhim c thy ngn Iraq vo nm 1972 khi m 450 nng dn cht sau khi n

phi loi la mch b nhim c thy ngn do HCBVTV. Hai s kin bi thm ny,

chng t thy ngn l mt cht gy nhim mnh v kt qu l thy ngn c

nghin cu mt cch ton din hn so vi bt k cc nguyn t vt khc.

Trong t nhin, thy ngn c mt dng vt ca nhiu loi khong, . Cc

loi khong ny trung bnh cha khong 80ppb thy ngn. Qung cha thy ngn ch

yu l Cinnabar, HgS. Cc loi nhin liu, than v than nu cha khong 100 ppb

thy ngn. Ni tiu th thy ngn nhiu th hai l nh my sn xut cc thit b in,

nh n hi thy ngn, pin thy ngn, cng tc in... Ni s dng nhiu th ba l

cng ngh ht ging nng nghip s dng mt lng ln cht chng nm cho vic lm

sch ht ging. Mt s hp cht in hnh dng cho mc ch ny l :

Metyl nitril thu ngn

Metyl dixyan diamit thu ngn

Metyl axetat thu ngn

Etyl clorua thu ngn

Hp cht ca thy ngn c s dng lm sch mt lng ln ht ging, khi

ht ging gieo trng trn din tch rng s dn ti s phn tn rng ri cc hp cht

ca thy ngn. Tip thy ngn c chuyn n ng thc vt v vo trong thc n

ca con ngi.

Nh vy, thy ngn thm nhp vo mi trng ch yu thng qua hot ng

ca con ngi. Dng nc thi i khi cha lng thy ngn ln gp 10 ln so vi

nc t nhin (0,001-0,0001 ppm). Mt khi thy ngn hp th trong cc trm tch ca

cc ngun nc n s dn dn c gii phng vo nc v gy nn s nhim bn

thng xuyn lu di sau khi ngun thy ngn ban u b loi tr. S b sung t

1 - Pb - EDTA 2 - Pb - (2.3- dimecapto - propanol 3 - Pb - d-penecillamin

20

nhin ca thy ngnvo cc i dng l khong 5000 tn/nm, cn 5000 tn khc

c a vo do hot ng ca con ngi.

Hiu ng c: Tnh c ca thy ngn ph thuc vo c tnh ha hc ca

n. Thy ngn nguyn t tng i tr v khng c. Nu nut vo th thy ngn sau

c thi ra m khng gy hu qu nghim trng. Thy ngn c p sut hi tng

i cao v nu nh hi ny b ht vo th s rt c. V vy thy ngn cn phi c

bo qun nhng ni thong gi v nhng phn ri vi cn c lm sch rt nhanh.

Hi thy ngn , khi ht phi, i vo no qua mu, dn ti s hy hoi gh gm h

thng thn kinh trung ng.

Hg22+ to nn chlorua thy ngn khng tan vi cc ion Cl- . V d dy chng

ta cha mt lng ln Cl- nn Hg22+ khng c. Tuy nhin Hg2+ l rt c. Do i

lc ln ca n i vi cc nguyn t S m n d dng kt hp vi cc amino axit cha

lu hunh ca protein. N cng to lin kt vi hemoglobin v albilmin huyt thanh,

c hai cht ny u c cha nhm sunphydryl. Tuy hhin Hg2+ khng th i qua mng

sinh hc v do khng th thm nhp vo cc t bo sinh hc.

Cc dng c nht l cc hp cht hu c thy ngn, c bit l CH3Hg+

(metyl thy ngn), cht ny ha tan trong m, phn cht bo ca cc mng v trong

no ty. Lin kt cng ha tr Hg-C khng d dng b ph v v alkyl thy ngn b

gi li trong mt thi gian di. c tnh nguy him nht l kh nng ca RHg+ vt

qua rau thai v i v cc m bo thai.

S lin kt ca thy ngn vi mng t bo chc l ngn cn s chuyn vn tch

cc ca ng qua mng v khng cho cho php s dch chuyn Kali ti mng. Trong

trng hp cc t bo no, iu ny s dn n thiu ht nng lng trong t bo v

nhng ri lon trong vic truyn cc kch thch thn kinh. y l c s gii thch v

sao cc tr s sinh c sinh ra t nhng b m b nhm metyl thy ngn s chu

nhng ph hoi khng th hi phc c ca h thn kinh trung ng, bao gm s

phn lit thn kinh, s km pht trin v tr tu v chng co git. S nhim c metyl

thy ngn cng dn ti s phn lp th nhim sc, s ph v th nhim sc v ngn

cn s phn chia t bo. Tt c cc bnh nhim c thy ngn xy ra hm lng thy

ngn trong mu l 0,5 ppm CH3Hg+.

S tng nng thy ngn trong dy chuyn thc phm

Sau y l th d in hnh c cc nh nghin cu mi trng lun ly lm

th d, nh my ha cht Minamata thi thy ngn vo vnh Minamata nhng c trong

vnh li c tm thy c cha CH3Hg+ .

21

Loi c tnh ho hc v sinh ho

Hg Tng i tr v khng c, dng hi rt c nu ht phi

Hg22+ To hp cht t tan vi clorua - c thp

Hg2+ c nhng kh di chuyn qua mng t bo (mng sinh hc)

RHg+ c cao, thng dng CH3Hg+, gy nguy him cho h thn kinh v

no, d i qua mng sinh hc. Tch tr c trong cc m m.

R2Hg c thp nhng d chuyn thnh RHg+ trong mi trng c axit

trung bnh.

Hg2S Khng tan v khng c, thng c trong t.

iu ny c gii thch nh sau: Thy ngn hoc mui ca n c th c

chuyn ha thnh metyl thy ngn bi vi khun ym kh tng hp metan trong nc.

S chuyn ha ny c thc y bi Co(III) cha coenzym vitamin B12 . Nhm CH3-

lin kt vi Co (III) trong coenzym c chuyn v enzym bi coban amin ti Hg2+ ,

to thnh CH3Hg+ hoc (CH3)2Hg.

Mi trng axit thc y s chuyn ha ca dimetyl thy ngn thnh metyl

thy ngn tan c trong nc. Chnh metyl thy ngn tham gia vo dy chuyn

thc phm thng qua sinh vt tri ni v c tp trung c vi nng ln gp

khong 103 ln hoc hn so vi lc u. iu ny c ch ra hnh 5.3.

Nng thy ngn tng nhanh mi mt mc trong dy chuyn thc phm.

iu ny thy r thm ch c nc khng b nhim bn. Thy ngn lun lun l mt

phn ca mi trng v vng chuyn ha ca thy ngn tn ti rt lu trc khi

cng nghip pht trin. Trong loi c ln thi k xa xa c bo qun mt s bo

tng, tm thy c cha mt lng ng k thy ngn. Tuy nhin s nhim bn thy

ngn lm tng ng k nng thy ngn trong mi mt giai on ca dy chuyn

thc n.

Khng lu sau thm ha Minamata li c thng bo rng c t h Erie v sng

Saint Clair c cha hm lng thy ngn cao ( 0,1-0,35 ppm) dng metyl thy ngn

trong cc m sng ca chng. Kt qu l ngnh nh c thng phm quan trng trn

nhng a bn ny b ng ca.

Cc phng php iu tr:

Hg2+ CH3Hg+ sinh vt tri ni su b (c nh)

Chim, c ln ngi.

22

S nhim bn mi trng bi thy ngn c th c ngn cn nu tun theo

nhng nguyn tc sau y, do cc y ban bo v mi trng ca M v Thy in

(Environmental protection Agencies of USA and Sweden) a ra.

1. Tt c cc nh my sn xut clo v xt n da cn phi ngng vic s dng

in cc Hg v chuyn hng s dng cng ngh mi.

2. Tt c cc HCBVTV loi ankyl thy ngn phi b cm s dng.

3. Tt c cc HCBVTV cha thy ngn khc cn phi c s dng hn ch

mt vng chn lc.

Nhng trm tch b nhim thy ngn ca sng h s tip tc sn sinh

CH3Hg+ c tnh cao vo nc nhiu nm tip theo. Thy in, cc cuc th

nghim c tin hnh gii c cho cc trm tch bng phng php bao ph

cc trm tch y nh cc vt liu mi nghin mn v c hp th cao. Mt phng

php na l chn giu cc trm tch trong cc vt liu v c tr.

2.2.5. Tc dng ha sinh ca cacbon monooxit (CO)

Cc ngun chnh thi cacbon monooxit:

Cc qu trnh t nhin nh hot ng ca ni la, t thot ra ca kh t nhin,

s phng in khi bo,s ny mm ca ht ging... ch thi ra mt lng nh cacbon

monooxit vo kh quyn. Phn ng gp chnh l t hot ng ca con ngi. Hng

nm qui m ton cu lng CO thi ra l 350 triu tn (do con ngi 275 v do t

nhin 75 triu tn) trong s ring M thi ra hn 100 triu tn CO vo kh quyn:

(a) Giao thng vn ti ng gp 64% lng CO thi ra:

- trong xe ng c l 59,2%

- hng khng l 2,9%

- ng st 0,1%

(b) Tip theo l cc ngun khc 16,9%:

- ng gp phn chnh l chy rng 7,2%

- t chy nng nghip 8,3%.

t chy nng nghip bao gm qu trnh t chy c kim tra khng ch

cc mnh rng, cc phn thi nng nghip, bi cy, c di v cc loi thc vt khc .

(c) Cc qu trnh cng nghip, ch yu l cng nghip luyn st, thp v cng

nghip du kh v giy ng v tr th 3 v mc thi CO vo khng kh(9,6%).

Nng CO nn ca kh quyn l 0.1 ppm.

Kh quyn ton cu cha vo khong 530 triu tn cacbon monooxit, vi thi

gian lu trung bnh t 36 ti 110 ngy.

23

Cacbon monooxit tn cng hemoglobin v th cacbon monooxit to ra

cacboxyhemoglobin. Phn ng ny c hng s cn bng vo khong 210 :

O2Hb +CO COHb = O2

Cacboxyhemoglobin l phc bn do vy m kt qu l s gim kh nng ti O2

ca mu.

Tc dng ban u ca nhim c cacbon monooxit l s mt kh nng xt

on, iu ny l nguyn nhn gy ra nhiu tai nn t. Cng vi s tng hm lng

cabon monooxit th nhng ri lon v qu trnh trao i cht khc nhau cng s c

bt gp v hu qu l dn n ci cht, nh c ch ra bng di y.

S nhim cacbon monooxit c th c cha bng cch a ngi b nhim

c th kh O2 trong lnh, do m phn ng ngc s xy

COHb +O2 O2Hb + CO

Cnh st giao thng lm nhim v cc im nt giao thng trong nhng gi

cao im dc khuyn s dng bnh oxy nhng nc pht trin.

Bng 2.3. Hu qu ca s nhm c CO cc mc nng khc nhau.

Nng CO (ppm) % chuyn ha

O2Hb COHb

nh hng i vi con ngi

10

100

250

750

1000

2

15

32

60

66

Gim kh nng phn on v gic quan.

au u, chng mt, mt mi.

Bt tnh.

Cht sau vi gi.

Cht rt nhanh.

2.2.6. Tc dng ha sinh ca cc nit oxit (NOX)

Nit oxit NO t c hn so vi nit dioxit NO2 . Ging nh CO, NO to lin

kt vi hemoglobin v lm gim hiu sut vn chuyn oxy. trong khng kh b

nhim th NO c mt nng thp hn nhiu so vi CO v v vy tc ng n

hemoglobin l nh hn nhiu.

NO2 c hi hn vi sc khe con ngi. Hu qu ca nhim c NO2 cc

mc nng khc nhau nu bng 2.4.

Vic ht phi NO2 cha trong cc kh xut hin khi t xenllulo v phim

nitroxenllulo dn ti ci cht. Hai ngi cht v nm ngi b thng khi xy ra s

r r NO2 lng khi phng tn la vt i dng Titan II Rock, ti Kansas vo ngy 24

thng 8 nm 1978. y, NO2 lng c dng lm cht oxy ha cho nhin liu N2H2

trong cc tn la.

24

C ch ha sinh gii thch c tnh ca NO2 vn cha r rng. C th mt s h

thng enzym ca t bo d dng b ph hy bi NO2, bao gm s dehydro ha lactic

v catalaxa. C th dng cht chng c l cht chng oxy ha nh vitamin E.

Bng 2.4. Hu qu ca s nhim c NO2 cc mc nng khc nhau vi sc khe

con ngi

Nng NO2 (ppm) Thi gian tip xc Hu qu n sc khe con ngi

50 - 100 Di 1 h Vim phi trong 6 - 8 tun

150 200 Di 1 h Ph hy dy kh qun, s cht nu

thi gian tip xc l 3 - 5 tun

500 hoc ln hn 2 -10 ngy Cht

2.2.7. Tc dng ha sinh ca kh sunphur

Tc dng ch yu ca SO2 l vo c quan h hp, gy nn s kch thch v lm

tng tr khng ca lung khng kh. Hu ht mi ngi b kch thch nng SO2 l

5 ppm hoc coa hn. Mt s ngi nhy cm thm ch cn b kch thch nng 1-2

ppm SO2 v i khi xy ra s co tht thanh qun khi b nhim c nng d SO2 l 5-

10 ppm. Nhng triu chng ca hin tng nhm c SO2 l s co hp ca dy thanh

qun km theo s tg tng ng cm di vi khng kh khi th.

Bng 2.5. Mt s thm ha do SO2 trong khng kh gy ra.

Nm a im Hu qu c ghi nhn

12.1930 Mense River Chuyn ng nhit lu gi SO2 , 38 ppm level, 60

ngi cht, mt s sc vt b cht.

10.1948 Donora

Pennsylvania

Nhim n 40%, 20 ngi cht , 2 ppm SO2

12.1952 London o ln nhit , sng m, dy c, 1,3 ppm SO2

, Khong 3500-4000 ngi cht

01.1956

12.1957

London 0,4 ppm SO2, 180-200 ngi cht.

S ngi cht ch yu (60%) la tui 70

Thm ha ph bin nht do SO2 xy ra khi n c km theo vi khi. S kt

hp ny xy ra trong thi gian c sng m dy c. Ti London (T 5-9 thng 12

nm 1952) cc khi sng m dy c tn ti trong 5 ngy kin tc v gy ra 4000

trng hp t vong, cao hn so vi mc bnh thng. Nng cc i ca SO2 l 1,3

ppm v khi l 4 mg.m-3 . Nhng nguyn nhn gy t vong l au dy thanh qun,

vim phi v lin quan vi cc bnh ng h hp.

25

Sng m c lp li vo thng 12 nm 1962, nhng s ngi cht ch l

700. T l t vong trong trng hp ny thp l do lng khi t v cng c gi khng

kh trong lnh nm 1962 c thc hin.

SO2 c gii quan chc ph trch sc khe x hi xem nh cht lm nhim

khng kh ng k nht, mc d trn thc t nng 20 ppm n khng gy c hi

v nng gy cht ngi ch ti 500 ppm. Nguyn nhn ca quan im ny l do SO2

tc ng ln ngi cao tui, c bit ti nhng ngi mc bnh v ng h hp.

Nhng ngi cao tui ny rt nhy cm khi ht phi SO2 trong thi gian ko di nng

cao, c trng cho nhng bin c nhim khng kh.

Tc dng ln gii thc vt ca SO2:

nng cao ca kh SO2 gy ra s pha hy cc m l , lm h hi cc vng

ra ca l v vng nm gia cc gn l. Khi m tng i tng ln, tc hi i vi

thc vt cng tng ln. Tc hi ny tr nn cc i khi nhng l nh trn lp biu b

b mt dng cho s trao i tng h kh vi kh quyn c n ra, trong thi gian

ban ngy. nh hng ca kh quyn cha SO2 nng thp nhng lu di nguy

him i vi cy trng hn l nng cao nhng trong thi gian ngn. SO2 gy ra

ma axit ( chng 6) c tc hi i vi thc vt, tr nhng loi sng di nc sng

ngi , ao h.

2.2.8. Tc dng ha sinh ca Ozon v PAN

Ozon v peroxyaxetyl nitrat (PAN) l cc cn phm ca qu trnh quang ha

CH3-COO-O-NO2 (PAN)

C O3 v PAN u gy tc hi i vi mt v c quan h hp ca con ngi.

Khng kh cha 50 ppm O3 trong vi gi s dn n cht do trn dch phi (pulmonary

edema), Ngha l s tch ly cht lng ( khng dn n cht) trong phi v ph hoi

cc mao qun ca phi. Nhng ng vt t tui v nhng ngi tr l nhy cm hn

i vi nhng tc ng gy c ny.

Tc dng ha sinh ca O3 v PAN xut hin ch yu do kt qu ca s pht

sinh gc t do (free radicals) . Nhm sunphydril (-SH) trn enzym b tn hi do s tn

cng ca cac tc nhn oxy ha ny. Cc nhm -SH b oxy ha bi O3v PAN v cng

b axetyl ha bi PAN. Trong s cc amino axit cha S- th cystein b PAN tn cng

mnh.

Cc enzym b lm t lit bi cc tc nhn oxy ha quang ha bao gm

izoxitrie dehydrogenaza, malic dehydrogenaza v glucosa 6- photphat

dehydrogenaza. Cc enzym ny b bao bc bi vng xitric axit v b lm suy yu i s

26

sn sinh nng lng t bo ca glucoza. Cc tc nhn oxy ha ny ngn cn hot tnh

ca cc enzym tng hp nn celluloza v cht bo trong thc vt.

2.2.9. Tc dng ha sinh ca xyanua

Xyanua c trong ht ca cc loi qu nh to, anh o , o v mn. Xyanua

trong thc vt c lin kt vi gc ng v c gi l amygdalin. Xyanua c

gii phng ra bi qu trnh thy phn bi axit hoc enzym (xy ra trong d dy)

Xyanua thm nhp vo mi trng t nhiu ngun. HCN c s dng nh l

tc nhn st trng tiu dit cc sinh vt gm nhm trong thng ng ng cc, nh

v hm tu. Xyanua c s dng trong cc tng hp ha hc khc nhau, trong m

in v cng nghip lm sch kim loi.

Xyanua c ch cc enzym oxy ha ng vai tr mt xch trung gian cho qu

trnh s dng O2 sn xut ATP. bc u tin xyanua lin kt vi ferricytochrome

oxidaza-metalloprotein cha Fe (di y gi tt l Fe (III) oxit), cht ny b kh

thnh Fe(II) oxit cytochome oxidaza bi glucoza.Fe(II) oxit nhng in t cho O2 (

bc II).Sn phm quan trng l nng lng .

Bc 1.Fe(III) -oxit+glucoza Fe(II) - oxit

Bc 2.Fe(II) oxit+2H+ +1/2 O2 Fe(III)-oxit+H2O

ATP

ADP

+

Pi(photphat v c)

Xyanua can thip vo bc 1 bng cch to lin kt vi Fe(III)-oxit,v vy m

cht ny b th ng ha phn ng bc 2,tc l qu trnh sn xut nng lng b

ngn cn. Thm vo cc dng CN- cn to phc vi cc hp cht hematin khc.

Nhim c xyanua c th x l bng cch a vo trong ven (trong mch mu)

NaNO2 hoc bng cch ngi amylnitrit. Cc phn ng ln lt l:

a)NO2- oxy ha hemoglobin HbFe(II) thnh methemoglobin HbFe(III), cht

ny khng c tc dng trong vic vn chuyn O2 ti cc m:

O-C6H10O4 - O - C6H11O5 |

NC = C (gc gluco) + 2H2O HCN + 2C6H12O6 + O | O

27

HbFe(II) HbFe(III)

NO2-

Phn ng ny gii thch tc dng gy nn s thiu oxy v i khi dn n cht

. b) HbFe(III) lin kt vi CN- v nh vy gii phng CN- ra khi phc xyanua

ca ferricytochome oxidaze-Fe(III) oxid:

HbFe(III) +Fe(III)-oxit-CN HbFe(III) - CN + Fe(III)- oxit

c)S ch ha tip vi S2O32- loi b c xyanua :

HbFe(III) CN + S2O32- SCN- + HbFe(III) + SO3

2-

Phn ng ny c xc tc bi men cha nhm SCN (rhodanaza) hoc

mitochondrial sulfur transferaza.

2.3. Tc ng ho sinh ca mt s cht c hu c in hnh

2.3.1. Tc dng ha sinh ca cc ho cht bo v thc vt (HCBVTV)

Trong s cc loi HCBVTV, tc dng sinh hc ca DDT i vi mi trng

c nghin cu nhiu v k nht. H thn kinh trung ng l mc tiu ca DDT,

tng t nh nhiu thuc dit cn trng, DDT ha tan trong cc m m v c tch

tr trong mng m bao quanh cc t bo thn kinh. iu ny c nhiu kh nng, dn

n s can thip vo s chuyn dch ca cc xung ng thn kinh (nerve impulses)

dc theo axons (ni lin cc t bo thn kinh). Kt qu l ph hy h thng thn kinh

trung ng v git cht su b cn dit tr.

Trong khi DDT rt bn v tn ti lu trong mi trng th cc nhm khc - cc

cht c photphat v cacbamat - b bin i nhanh trong mi trng. Cc cht ny tc

dng vi O2 v H2O v b ph hy trong vng vi ngy trong mi trng. Cc sn

phm ca s phn hy ny l khng c.

Phng thc tc dng ca thuc trong dit cn trng: C ch m theo n cc

hydrocacbon c clo ha th hin tnh c hi i vi c th l cha c bit mt

cch chc chn. C th gi thit l chng b ha tan trong cc mng m bao quanh cc

dy thn kinh v can thip vo s chuyn vn ca cc ion vo trong hoc ra ngoi cc

dy thn kinh. iu ny dn n s chuyn dch cc rung ng thn kinh m kt qu

lm xut hin cc cn co git v cht.

HCBVTV c th c ch enzym-axetylcholinesteraza nh ch ra Hnh 5.4.

Axetylcholin l cht chuyn rung ng thn kinh - n kch ng cc t bo thn kinh.

Khong khng gian gia cc t bo thn kinh (gi l synapase) cha c hai cht

axetylcholin v enzym axetylcholinesteraza, cht ny s ph hy axetylcholin v ngn

cn cc t bo thn kinh lm vic. iu ny xy ra hai bc A(1) v (2)

28

CH3

CH3

EOH + C=O EO C + HOCH2CH2N(CH3)3

O

OCH2CH2N(CH3)3 enzym-axetyl cholin

enzym axetylcholin

axetylcholinesteraza

CH3

EOC + H2O EOH + CH3COOH

O Nhanh

Hnh 5.4. (A) S c ch acetylcholinesteraza do DDT gy ra

Trong bc 1 th enzym tc dng ln axetylcholin to thnh phn t trung gian

axetylenzym v cholin.

bc th hai axetyl enzym b phn hy bi nc to thnh CH3COOH v

enzym ban u c ti sinh.

Thuc dit cn trng c photpho c th tc dng ging nh axetylcholin v

kch thch s to thnh photphoryl enzym. Tc phn ng c o bng tc th

ch nhm X nguyn t P bng enzym. S phn hy cc hp cht trung gian ny l

chm hn nhiu (bc 2) so vi axetyl enzym trong A(1)

OR OR

EOH + XPOR EO POR + HX

O O

Hp cht photpho Enzym photphoryl

OR OR

EO POR + H2O EOH + HOPOR

O O

Hnh 5.4 (B). S c ch Acetylcholinesteraza do thuc dit cn trng c photpho O R O R

(1) EOH + ROCN carbaryl enzym EOCN + ROH H H

29

O R O R

(2) EOCN + H2O chm EOH + OHCN

H H

Hnh 5.4(C). Thuc dit cn trng cacbamat c ch enzym Acetylcholinesteraza

Cc phn ng Hnh 5.4 (B) v (C) xy ra tng t phosphoryl v carbaryl

enzymes B1 v C1 to thnh dn dn v nng enzyme hot ng b gim i.

Acetylcholine khng tip tc b phn hy nhanh v thn kinh bt u hot ng

trng thi khng kim sot c ,kt qu l cn trng b tiu dit.

DDT trong dy chuyn thc phm

Nh nhc trn, DDT l ha cht bn. Mt khi a v mi trng th n

bo ton c trong vi nm.

Phng thc m DDT c tch ly trong dy chuyn thc phm nh sau:

Plankton (sinh vt tri ni) bin cha vo khong 0,04 ppm DDT ng vt nh n

c s n plankton v lm tng nng DDT ln 16 ln , ngha l chng cha

khang 0,4 ppm DDT.T ng vt nh n c n ng vt, ri n loi chim n c,

nng DDT tng t 0,4 ti 2,1 v n 75,5 ppm.

Bi ging c hc mi trng: Bin i v vn chuyn cht c trong mi trng

1

Chng 3 S BIN I V VN CHUYN CHT C

TRONG MI TRNG

Mc tiu hc tp 1. M t s bin i v vn chuyn cht c trong mi trng t nhin, 2. Trnh by cc yu t nh hng n s bin i, tn lu v vn chuyn cht ctrong mi trng, 3. Trnh by s khuych i sinh hc cht c qua dy chuyn thc phm, 4. Trnh by s tch ly sinh hc ca cht c.

I. S BIN I CA CHT C TRONG MI TRNG T NHIN Sau khi cht c xm nhp vo mi trng, chng s chu s tc ng v b

chuyn ha bi nhiu yu t t nhin nh: nh sng, nhit , pH, nc, vi sinhvt... hnh thnh cc tc nhn gy c th cp, thng c c tnh thp hn cht cban u. Khi cht c tip xc vi c th sinh vt (cy c, ng vt hoc con ngui),cht c s gy tc ng sinh hc th hin qua vic hp thu phn b trong c th,chuyn ha, tng tc vi cc thnh phn sinh ha nhy cm v c th gy bin i v sinh l, sinh ha v dn n gy bnh cho c th sinh vt. V d: tng tc gia ru(etanol) vi c th ngi:

C2H5OH Thnh phn sinh ha ca c th - Chuyn ha:

C2H5OH + O2 3 H2O + 2 CO2 - Tc ng: gy say ru. - Cc i tng b tc ng: con ngi, ng vt c v.

Chuyn ha

Cht c C th

Tc ng Hnh 1. Chu trnh tng tc gia cht c v c th sinh vt

Khi cht c tng tc vi h v sinh (t, nc, vt liu...) cht c c th hp thu, phn ng vi cc thnh phn ha hc ca vt liu v gy tc ng (rt r, n mn...).


2

Nh th, con ng bin i v vn chuyn ca cht c trong mi trng t nhinrt phc tp. Tuy nhin iu ny c th c th hin khi qut ha qua s biu din trnhnh 2.

T ngun thi (cng thi, ng khi hoc t im xy ra s c du trn...) chtc c pht tn vo mi trng. Khi tip xc vi mi trng sinh vt, cht c vagy tc ng sinh ha, sinh l vi c th sinh vt ng thi cng b sinh vt hp thu,chuyn ha lm suy gim nng , khi lng cht c. Tng t nh vy, khi tipxc vi cc thnh phn v sinh cht c va gy tc ng n thnh phn ny va b thnh phn v sinh hp thu, phn ng, gy bin i cht c.

Mi trng Mi trngbn ngoi trong c th

Pha tip xc Pha kinetic

Pha dynamic

Hnh 2. S biu din s bin i v vn chuyn ca cht c trong mi trng

Hp thuBi tit,Tch ly

Ngun

Phn tntrong mi

trng vt l

Suy gim do:-Thy phn-Quang phn-Sinh vt

Nng trong c th

Vn chuyn sinh ha

Bin isinh ha

Tng tcvi receptor

Tc ng vsinh l, bnh l


3

H sinh thi

Tc ng mi trng

Mi lin h trong h sinh thi v tc ng cah sinh thi n cht c

Bin i v tc ng ca cht c Hnh 3. S bin i v tc ng ca cht c trong mi trng t nhin

II. CC YU T NH HNG N S BIN I, TN LU V VNCHUYN CHT C TRONG MI TRNG

Khi cht c c a vo mi trng, c nhiu yu t ca mi trng (nhsng, nhit , hi m, nc, a hnh, sinh vt...) nh hng n s bin i, tn luv vn chuyn ca cht c trong mi trng. S bin i, vn chuyn cng nh tn

Suygim

Chtc

Di chuyn

Thnhphn hu

sinh

Tc nhngy c

Thnhphn v

sinh

Tc ngsinh hc

ca cht c

Bin i v tc

ng cacht ctrong h sinh thi

Tc ngvt l ca cht c


4

lu ca cht c trong mi trng cn ph thuc vo: bn cht ha, l ca cht c,nng ban u ca cht c, cc yu t mi trng v nhy cm ca i tngtip nhn.

Cc c tnh l ha sinh ca cht c l rt quan trng, bao gm cu trc phnt, tnh tan trong nc, p sut bay hi. Tnh n nh ca s thy phn, quang phn,phn hy sinh hc, bc hi, hp th, thng kh, s t lm sch bi cc vi sinh vt v cs tham gia ca cc cp mi trng (khng kh-nc; trm tch bn-nc...) cng cungcp nhng thng tin quan trng

T l trung bnh ca cht c trong ngun thi vo mi trng cng kh quantrng trong vic d on nng cht c trong mi trng. Tuy nhin t l trung bnhca ngun vo v tc x thi cao trong thi gian ngn do sn xut th rt kh ctnh nn c tnh khng chnh xc cao.. Thng tin v nng c bn ca cht c vcc sn phm bin i trung gian cng rt quan trng trong vic tnh ton nng cachng trong mi trng. S con ng vn chuyn, chuyn ha v tc ng cacht c trong mi trng c th hin trn hnh 3.

Mt s nhn t mi trng nh hng n s bin i, tn lu v vn chuynca cht c nh sau: 2.1. pH mi trng: tnh kim, axit hay trung tnh ca mi trng l yu t u tinnh hng n tnh tan, pha long v hot tnh ca tc nhn gy c. Mt tc nhngy c tn ti trng thi ha tan thng c c tnh cao hn i vi cc loi thysinh. V d: pH acid, km (Zn) c c tnh cao hn v tn ti hnh thi Zn2+ v ZnHCO3+ (ha tan), trong khi pH kim, km c c tnh thp do tn ti trngthi Zn(OH)2 (kt ta). Mt s cht c sinh hc thay i c tnh theo pH, mt s khc khng thay i. c tnh ca cht dit c dinitrophenol gim 5 ln khi pH tngln t 6,9 n 8,0. Tng t nh vy, c tnh ca 2,4 diclorophenol gim i khi pHtng ln. iu ny c gii thch do pH tng s lm gim dng khng lin kt. Trongcc cht c t b nh hng bi pH c cht rotenone v 2,4 diclorophenoxy aceticacid. Mt s cht khng thay i nhiu v c tnh khi pH thay i, chng hn nh phenol, cht hot ng b mt alkyl benzenesulfonate (ABS). 2.2. EC (electric conductivity- dn in): cc cht c c tnh in gii b nhhng mnh bi dn in ca mi trng 2.3. Cc cht cn: trong mi trng nc, khng kh, t, gy kt dnh hay sa lngc cht. V d, trong vng t chua phn, nu c cc ht keo st l lng, Al3+ s linkt vi cc ht mang in tch m ny v s trm lng xung lm gim c tnh ca Al3+ trong mi trng. 2.4. Nhit : nh hng r rt n kh nng ha tan, lm gia tng tc phn ng,tng hot tnh ca cc cht c. V d, khi nhit cao, HgCl2 s tc dng nhanh gp


5

2-3 ln so vi nhit thp. Thuc tr su DDT v mt s dit ry thng tng ctnh khi nhit cao. Trong mi trng nc, nhit cn lm gia tng tc phnng thy phn chuyn cht c thnh cht c c tnh thp hn. nh hng canhit i vi vic thy phn ha cht Malathion cc pH khc nhau c th hintrong hnh 4:

Hnh 4: S ph thuc ca tc thy phn malathion vo nhit v pH 2.5. Din tch mt thong: nh hng trc tip n s phn b nng v liu lng,s phn hy cht nhim, c bit l cht c hu c khng bn vng. V d, dngnc c b mt ln, dng chy mnh, lu lng ln c kh nng t lm sch cao, lmgim c tnh ca cht c trong mi trng nc. 2.6. Cc yu t kh tng thy vn nh m, tc gi, nh sng, s lan truynsng, dng chy, mn cng gy tc ng kh ln n s bin i, tn lu v vnchuyn ca cht c 2.7. Kh nng t lm sch ca mi trng: mi h thng mi trng sinh thi uc kh nng t lm sch ca n. Kh nng ny cng ln th tnh chu c v gii c(detoxification) cng cao. III. DY CHUYN THC PHM V S KHUYCH I SINH HC CA CHT C 3.1. Khi nim v dy chuyn thc phm

Dy chuyn thc phm l con ng truyn nng lng (cht dinh dng) t cth sinh vt ny n c th sinh vt khc. Nu trong c th sinh vt trong mt mc xchca dy chuyn c cht c th cht c ny c truyn sang cho sinh vt khc c bcdinh dng cao hn, k sau n, trong dy chuyn thc phm. V d: trong h sinh thinc, mt dy chuyn thc phm c bt u bng sinh vt sn xut bc nht. y lcc loi thc vt (nh to, bo) s dng nng lng ca nh sng mt tri v cc cht


6

dinh dng trong nc tng hp cc cht v c thnh t chc sng. Sinh vt snxut l ngun cung cp nng lng v dinh dng cho sinh vt tiu th bc nht (ccloi phiu sinh ng vt). Cc loi sinh vt tiu th bc nht ny li l ngun thc ncho cc loi sinh vt tiu th bc hai (loi n ng vt). Sinh vt tiu th bc hai li lngun thc n cho sinh vt ln hn (sinh vt tiu th bc ba)...Mt dy chuyn thcphm trong h sinh thi nc c trnh by trong hnh 5 3.2. S khuych i sinh hc (biomagnification) ca cht c qua dy chuynthc phm

Hnh 7: S biu din s tch ly v khuych i sinh hc ca DDT trongmng li thc n (nng tnh bng ppm)


7

Chim ng C ln (n c nh)

Chut ng C nh

La m C, rong bo

t+Nc Mi trng nc. ....dinh dng

5 a. Nng D DT chuyn theo dy Mt do h hp v bi tit chuyn thc phm trong h sinh thi cn

5 b. Nng D DT chuyn theo dychuyn

thc phm trong h sinh thi nc

Hnh 5 : S biu din s chuyn ha ca cc cht c qua dy chuyn thc phm

Theo s hnh 5 a ta thy rng, mc d la m l sinh vt sn xut v trctip nhn thuc tr su DDT nhng c hm lng DDT thp nht v c tnh sinh hcca n mt phn DDT b o thi vo t. Chut ng (sinh vt tiu th bc nht) lloi n la m tch ly DDT trong c th n. DDT t chut chuyn sang chim ng(sinh vt tiu th bc hai) l loi n chut. Nng trong chim ng cao nht v chimng c kh nng tch ly DDT trong m ca n, lng DDT b bi tit ra t. Cch giithch ny tng t cho s hnh 5 b.

Thng thng c th sinh vt c th b nhim c bi cht c tn ti trong mitrng (t, nc khng kh); tuy nhin cng c nhiu trng hp sinh vt b nhimc thng qua chui thc n hoc mng li thc n. Cc thc vt v ng vt (bcthp, bc cao) k c con ngi khi tip xc vi cht c u c th b nhim c. Phnln cc cht c c sinh vt o thi ra ngoi, mt phn cht c c kh nng tnlu trong c th sinh vt. Theo li thc n v quy lut vt ch, con mi, cc cht ctn lu c th c vn chuyn t sinh vt ny sang sinh vt khc v c tch lybng nhng hm lng c cht cao hn theo bc dinh dng v thi gian sinh sng. Nh th, thng qua li thc phm cht c c phng i ln v ngi ta thng gi qutrnh ny l s khuych i sinh hc ca cht c trong c th sinh vt. Vy, s khuych isinh hc ca cht c l s lan truyn cht c qua thc n trong h sinh thi.


8

Hnh 6. S lan truyn thy ngn theo mc xch thc n p dng khi nim khuych i sinh hc ca cht c trong c th sinh vt ta

c th l gii v nhim c thy ngn vnh Minamata lm chc ngn ngi Nht bnb nhim c thy ngn qua vic n cc loi hi sn nh bt t vinh Minamata cngun nc b nhim do thy ngn t nc thi nh my ha cht vo vnh, huqu trn 1000 ngi cht trong vng hn 10 nm (1958-1968). S bin i v lantruyn ca thy ngn vnh Minamata c gii thch nh sau:

Nh my ha cht Minamata thi thy ngn vo vnh Minamata nhng c trongvnh li c c tm thy c cha CH3Hg+. L do l thy ngn hoc mui ca n cth c chuyn ha thnh methyl thy ngn bi vi khun ym kh tng hp metantrong nc. S chuyn ha ny c thc y bi Co(III) cha coenzym vitamin B12. Nhm CH3-lin kt vi Co(III) trong coenzym c chuyn v enzym bi methylcoban amin ti Hg2+, to thnh CH3Hg+ hoc (CH3)2Hg. Mi trng axit thc y s chuyn ha ca dimethyl thy ngn thnh methyl thy ngn tan trong nc. Chnhmethyl thy ngn tham gia vo dy chuyn thc phm thng qua sinh vt tri niv c tp trung c vi nng ln gp khong 103 ln hoc hn so vi lc u. (hnh 6). Qu trnh khuych i sinh hc ca cht c trong c th sinh vt c ngha quantrng trong vic gim st, qun l cht c v nghin cu c hc mi trng.

V qua s khuych i sinh hc, ta cng hiu c v sao ngi dn nhiuvng khng dng ha cht bo v thc vt (BVTV)vn c kh nng b nhim c do ha cht BVTV nu n thc phm (rau, c tht) t vng b phun thuc BVTV.

Hg2+

CH3Hg+

Sinh vt tri ni

Su b C nh

Chim NgiC ln


9

Hnh 8:Dn xut ca DDT (DDT + DDD + DDE: ppm) nhng mc khc nhautheo dy chuyn thc phm ca sng v cc m ly mn qun o Long, New York

nh sng mt tri

Thc vt bc thp Thc vt bc cao (vi to...) (rau, c...)

ng vt ph du ng vt n c ng vt nui....

C nh

C ln Con ngi

Hnh 9: Mt dy chuyn thc phm tng qut

Chim n c 3,15 - 75,5

C0,17 - 2,07

Tm 0,16

c snbn 0,26

Trai (hn)0,26

Cn trng 0,23 - 0,3

Mnh hu sinh

0,3 - 0,13

Sinh vt hu sinh

0,03

Phiu sinh0,03

Thc vtvng m ly bin


10

IV. S TCH LY SINH HC CA CHT C 4.1. Tch ly sinh hc 4.1.1. nh ngha: tch ly sinh hc (bioaccumulation) cht c l mt qu trnh tcht cc nguyn t vi lng, cc cht c vo trong c th sinh vt thng qua vic hpthu cht c bi cc sinh vt t mi trng xung quanh m chng sinh sng. 4.1.2. Qu trnh tch ly sinh hc cht c

Mc tch ly sinh hc ca cht c ph thuc vo mt s cc yu t sinh hasinh l ca cht c v c th sinh vt. Chng ta bit rng, s hp thu cc kim loi vilng bi sinh vt ty thuc vo tng nhm nguyn t, v nhng nguyn t ny c th phn loi ra: nhm nguyn t vi lng cn thit v nhm khng cn thit. S khc bitny ph thuc vo s tham gia ca cc nguyn t trong h enzym hoc cc h sinh habn trong sinh vt. Mt khc, ngi ta nhn bit c cc nhu cu sinh ha v sinh li vi cc nguyn t vi lng hoc l cn thit cho c th hoc l nhng cht c.

S tch ly sinh hc cht c trong c th sinh vt ph thuc vo nhiu yu t,trong quan trng nht l kh nng khng tan v tan trong lipid ca cc cht c. xc lp tnh cht k thy (hydrophobicity) ca mt cht c, ngi ta thng dng hs phn b n-octanol-nc (hay cn gi l h s Kow), h s ny c biu th bng t s: nng ca cht c trong pha lipid/nng ca cht c trong pha nc. Nhth, nu h s ny cao th tnh tan trong lipid ca cht c cng ln. Ngi ta thngs dng n-octanol lm dung mi lipid v cu trc ca n-octanol c chui cacbon ginght vi chui cacbon ca phospholipid, tuy vy, nhiu h dung mi khc cng c thc dng (chloroform/nc, ether/nc, du olive/nc); hin nhin mi loi dungmi u cho mt gi tr khc nhau ca h s Kow.

Mt khc, ngi ta cng tm thy rng s tch tch ly sinh hc ca cht ccn lin quan n mt s yu t khc nhau sau:

* Cu trc phn t ca cht c Ngi ta tm thy mi lin quan gia vai tr ca cu trc ca hp cht hu

c vi s tch ly sinh hc cht c. V d in hnh hnh nht l s lin quan n khnng tch ly sinh hc khc nhau ca cu t PCB. Hp cht ny th hin c haitrng hp l s lng nguyn t Clor v v tr ca Clor trong vng biphenyl, c haiyu t ny nh hng n s tch ly sinh hc ca PCB trong c th sinh vt.

* Hm lng cht bo (lipid) c cha trong c th sinh vt Tnh cht l ha t nhin ca qu trnh tch ly sinh hc trong sinh vt th hin

nhiu kha cnh khc nhau trong mng li hp thu cc hp cht clo hu c bi ccsinh vt. Yu t quan trng nht tc ng n mng li hp thu cc cht clo hu c bi cc sinh vt l hm lng cht bo (lipid) c cha trong c th sinh vt. Hmlng lipid trong c th sinh vt khng ging nhau gia cc loi, gia cc c th, trong


11

cc m, v th mun bit c s tch ly hp cht clo trong sinh vt cn phi xc nhhm lng lipid trong chng. V d: cc loi c khc nhau th tng lng lipid chatrong c cng khc nhau t 1% n 20%, v s tch ly cc cht c hu c clo trongm cng tng theo t l hm lng lipid.

Nhiu nghin cu minh chng rng s tch ly cc hp cht clo hu c(organochlorine) trong cc m m ca nhiu loi ng vt c lin quan n lng m trongc th chng. Bng 1: Nng DDT (mg/kg) trn trng lng t v m t trong 6 c quankhc nhau ca c th c voi.

Cc ch tiu M c voi Gan c C bp L lch Thn DDT (trng lng t) 3,8 0,58 0,02 0,56 0,12 0,04

% m 67 13,2 8,3 6,1 5,1 1,4 DDT (trng lng m) 5,6 4,8 0,27 9,2 2,4 2,9

T kt qu trn, ta nhn thy rng, mc nhim DDT ph thuc vo lngm trong cc m, ring mc nhim DDT trong c l thp nht mc d lng m ca c khng thp. y l do tnh tri ca phospholipid trong cc m c.

* Yu t tui v gii tnh Hp cht clo hu c xm nhp tch ly trong sinh vt cn ph thuc vo tui v

gii tnh khc nhau trong cc c th. Chng hn nh: khi cht clo hu c c truynt b m sang b con ngay t trong bo thai v khi b con c sinh ra th n li ctruyn thm mt lng clo hu c t sa b m; i vi loi c, cc nh nghin cucng thy rng hm lng lipid tng ln theo chiu di hoc tui ca con c; trong mtvi trng hp lng lipid tng theo s sinh nhiu; ng thi ngi ta cng cho bitnhng ng vt ging ci khng th bi tit hp cht clo hu c 4.2. S xm nhp ca cht c vo c th sinh vt

Cc cht c xm nhp vo c th sinh vt bng nhiu con ng khc nhauty thuc vo tng nhm loi sinh vt. 4.2.1. i vi thc vt

Cht c c th xm nhp vo c th thc vt bng cch th ng hay chng, iu ny c ngha l thc vt chu nh hng trc tip hay gin tip ca chtc. Cc cht c xm nhp vo c th thc vt qua qu trnh ly cc dinh dng,mui khong t b r, t c quan hp thu, sinh sn, d tr nh l-hoa-qu..., mt s cht c th thm thu trc tip qua mng t bo khi tip xc vi cht c.

V d: DDT xm nhp vo c th thc vt bng con ng tip xc, hp thuqua l - hoa - qu. Mt phn khc chng c chuyn vo t b r thng qua qu trnhht cc cht dinh dng v mui khong. 4.2.2. i vi ng vt


12

Cht c xm nhp vo c th ng vt qua cc con ng sau:+ ng h hp + ng da + ng tun hon + ng tiu ha + ng thn kinh + Qua cc c quan d b tn thng, nhy cm vi c cht.

4.2.3. i vi ngi Qu trnh xm nhp ca cht c vo c th ngi t ba con ng chnh l: h

hp, tiu ha v thm qua da + ng tiu ha Cht c c th xm nhp vo c th qua ng tiu ha: do n ung...khng

hp v sinh. Cc cht c c trong thc n, nc ung vo ng tiu ha qua mingvo d dy, rut non, gan, qua ng tun hon, n cc ph tng v gy nhim c

+ ng h hp y l con ng xm nhp quan trong nht v lun xy ra do con ngi lun

phi th ht Thng k thy rng, 95% nhim c ngh nghip l qua ng h hp.Phi ngi c c din tch trao i kh l 90 m2, trong 70 m2 l ca ph nang. Mngli mao mch c din tch l 140 m2. Th tch h hp kh ca ngi ln l 20 m3/ngyv tr em l 5 m3/ngy. Mu qua phi nhanh v thun li cho s xm nhp ca chtc. Chng i vo mi, qua hng, kh qun, vo phi. y, c nhng mch mu nh li ti, mng nhy l ni din ra qu trnh trao i kh; cc cht c t y i vo mu.Mu tun hon nhanh, trong 2-3 giy, s a n cc c quan nh no, gan, thn, mt. Cht bi tit qua sa m, tuyn m hi, sinh dc. Cht kh c theo con ng ny,mt phn b gi li mi (ht > 10-3 mm). Nhng ht c ng knh t 1-5.10-3 mmvo ph qun, ph nang; nhng ht < 10-3 mm i thng vo ph nang. Nh trn trnh by, ton b ph nang phi c mt lng li mao mch dy c lm cho chtc khuych tn nhanh vo trong mu, khng qua gan gii c mt phn nh h tiu ha m qua ngay tim i n cc ph tng, c bit n h thn kinh trung ng.Do c th ni, c cht vo trong c th theo con ng h hp nhanh gn nh tinthng vo tnh mch.

+ ng da Da c vai tr bo v chng cc yu t ha hc, l hc v sinh hc. Mt s ha

cht c p lc ln vi lp m di da, i qua lp thng b v m b ri i vo h tunhon v gy nhim c cho c th. Cc ha cht l xng, nicotin, cc dn xut nitrov amin thm, cc dung mi c cha clo, thuc tr su photpho v clo hu c. Nhim qua da cng d dng khi da b tn thng. Nhim c qua nim mc cng nguy


13

him hn v nim mc c cc mao mch dy c nh nim mc mt...chng hp thud dng mt s cht c v nhy cm vi mt s cht kch thch. Kh nng xm nhpqua da ph thuc vo:

- dy ca da - Sc t da - Mao mch di da - Thi tit: nng nhim c nhanh hn - m da: m hi nhiu d nhim c cht tan trong nc - B phn c th: da s hp thu nhanh hn da lng bn tay, bn chn.

4.3. Tc ng, tch ly v bin i ca cht c trong c th ngi. 4.3.1. Cc dng tc ng ca cht c ln c th

* Tc ng cc b: - C quan hoc b phn chu tc ng l ng h hp, da, tiu ha, mt. - Hin tng xy ra ti im tip xc vi cc cht c c hot tnh ha hc v

nng lng b mt cao - Qu trnh tc ng tri qua ba giai don: kch thch, ph thng v vim, trng

hp nng xy ra hoi t. * Tc ng ton thn - Cht c vo mu c phn b trong c th, c th tc ng trn mt hoc

nhiu c quan hay t chc - Tc ng c c th l s cp, cp 2 hoc cp 3, kch thch hoc c ch - Tn thng c th phc hi hoc khng phc hi - Tip xc ng thi vi nhiu cht c c th tc ng hp ng hoc i

khng, c khi l tc ng cng hng - Tip xc vi cht c mt thi gian lu, c th xy ra cc bin chng hoc cc

hi chng nhim c, biu hin cc tc ng c trn cc m, cc t chc v cc c quan, tc l mc t bo phn t

* Tc ng chn lc y l tc ng ca cc cht c ln c quan ring bit. Cc tc ng ph

thuc vo cc yu t sau: - dn truyn ca cc c quan (lu lng mu qua c quan) ko theo nng

cht c tng ln vo c th. - Cu to ha hc ca cc c quan - Tnh trng ring ca ng vn chuyn cht c - Cc c im sinh ha hc ca cc c quan b tc ng. Chng hn, c quan

c kh nng chuyn ha cht c thnh cht khng c hoc thnh cht c hn. 4.3.2. Tc ng ca hai hay nhiu cht c hot ng ng thi


14

S tc ng ny c th din ra nh sau: * S cng tc ng: Tng ng vi tc ng tng cng kt hp ca tng cht ring l c gi l

s cng tc ng. C ch ca tng tc ny c th ging nhau hay khc nhau. V d: A+ B phn ng 1 + 3 = 4, khi c hai loi thuc tr su phosphor hu c hot ng ng thi th chng s nh hng n s c ch enzym cholinesteraza

* S cng hng Ln hn tc ng tng cng kt hp ca tng tc ng ca tng cht ring l v

c gi l s cng hng. C ch ca s tng tc ny c th ging nhau hay khcnhau. V d: A + B phn ng 1 +1 = 5. S cng hng xy ra khi c hai cht cngtc ng ln cng mt b phn hay mt h thng. V d A + B phan rng 1 + 3 = 10, ethanol tng cng c tnh gy vim gan ca CCl4 hay chloroform .S tim n khimt ha cht khng nh hng ln mt h thng dc bit no nhng s c mt ca n tng cng hot ng ca mt s cht khc ln h thng d. V d A + B phn ng0 + 3 = 5 ;isopropyl ancohol (CH 3CH 2CH 2OH) tng cng c tnh gy vim ganca CCl4.

* Tc ng trit tiu - t hn tc ng tng cng nhng hiu ng lai thp hn so vi tc ng ca

tng cht ring l, c gi l tc ng trit tiu nhau. Tc ng trit tiu xut hin khic mt mt ha cht cn tr hot ng ca cc cht khc. Khi nh hng tng cng ca hai cht hay nhiu cht ny it hn kt qu tng cng ca tng cht A + B phnng: 1 + 3 = 2 hay 1 + 3 = 0. Tc ng trit tiu v chc nng hot ng hay sinhl,ha hc ,c tnh sinh l hay ha l, dc l. S trit tiu thuc v chc nng haysinh l xy ra khi hay hai nhiu cht to ra cc tc ng tri ngc nhau trn cng mth thng, gy ra s trung ha cc tc ng (vi d thuc gim au dng kim sot s co git) hay trn cc h thng khc nhau to ra cc nh hng sinh l, ha hc chngli nhau (v d nh cht histamine lm gim huyt p cn cht norepinephrine lm tng huyt p) khi cc cht ny c mt ng thi. 4.3.2. S vn chuyn, phn b v tch ly cht c trong c th

* S vn chuyn: cc cht c i vo tun hon mu bng nhiu kiu ty theocch vn chuyn:

- Cc kh v hi, v mt vn chuyn, ha tan trong huyt tng- cc kh gn vi huyt cu t - Cc cht c c hp th trn b mt hng cu hoc gn vi cc thnh phn

ca hng cu - Cc cht c c vn chuyn mt phn bi hng cu, mt phn bi cc

thnh phn khc ca huyt tng


15

- Cc cht in gii di dng ion trong huyt tng - Cc cht c thy phn th to thnh cht keo trong mu Sau khi c vn chuyn, cc cht c tip xc vi cc t bo khc nhau ca

cc t chc v c quan. Tnh cht l ha hc ca cht c v tnh cht ca cc t chcvi nhiu yu t khc nh hng ti s phn b v tch ly ca cc cht c trongnhiu vng c th.

* S phn b - Cc cht ha tan trong cc dch c th: phn b kh ng u trn ton c th,

nh cc cation ha tr I (Na+, K+, Li+), mt s nguyn t ha tr V, VI, VII cc anionCl-, Br-, F-, ru ethylic.

- Cc cht tch ly phn ln trong gan v mt s c quan khc nh: cc cation ha trIII, IV ca lanthanum, cerium, thorium hoc cc cht thy phn hoc cc cht keo

- Cc cht c tr trong xng: l nhng cht c biu hin i lc vi cc mxng, gi l nguyn t hng xng. l cc cation ha tr II ca Ca, Ba, St, Ra, Be v nhm cc anion F.

- Cc cht c tr trong cc c quan c hiu: cc cht c cng c i lc vimt s c quan, chng tch ly ln trong cc c quan , nh: iodine trong tuyn ty,uranium trong thn, digitaline trong tim.

- Cc cht c tr trong cc m m, m bo: l cc cht ha tan trong m,chng c i lc vi m m, m bo. l cc dung mi hu c, cc kh tr, cc hpcht chlor hu c (cc cht tr su DDT, HCH, 666), cc thuc ng c tr t bothn kinh, gan, thn. 4.3.3. S khu tr cht c trong c th

Sau khi vo c th, cht c lu thng trong mu, bch huyt, n cc t chcv ph tng. Trong phn ln trng hp, c s khu tr chn lc: s khu tr ny tnhiu ph thuc vo i lc rt c hiu ca tng loi cht c v ca tng loi t chcca c th.

* S khu tr ca mt s cht c - Do kh nng ha tan trong nc, ethanol c th c gi li trong ton b cc

ph tng. - Cc cht ha tan trong m nh nh cc dung mi, cc ha cht tr su chlor

hu c tch ly cc t chc giu m cng nh thn kinh trung ng, gan, thn.. - Do mt s tnh cht ha hc, ion fluor c kh nng to thnh fluor calci khng

ha tan v cc phc hp fluorophosphocalci c nh xng, rng. - Cc kim loi nng (nh Pb, Hg, Cd...) tc dng ln nhm thiol, c ch hot

tnh cc enzym v tch cha lng, tc, mng...


16

- Phn ln cc cht gy ung th tc dng ln axit nucleic, cc protein trc tiphoc sau khi hot ha s chuyn ha.

- Ben zen khu tr chn lc ty xng, methanol tch ly vng mc. * Mt s c quan t chc khu tr - Gan l mt c quan quan trng, l ni cc cht c b gi li, chuyn ha v

bin i. Phn ln cc ion v c ng li gan, v th ngi ta thng tm thy nhiu cht c mt ri thi ra theo ng tiu ha.

- Mu l mt th khng thun nht, mt s ion kim loi nh thy ngn, ng,...dc gi li huyt tng di dng hp cht protein. Cc ion khc (nh ch) hunh tch ly trong hng cu. i vi cc cht hu c, nhiu cht kt hp vi proteinhuyt tng, song c cht tp trung hng cu nh asen.

- H thng nim vng ni mc c kh nng gi cht c, cc ht bi silic tnng t chc gian bo phi... 4.4. S chuyn ha sinh hc

Hnh 10: Qu trnh chuyn ha sinh hc trong c th sinh vt Cht c tc ng gy bin i s chuyn ha ca c th v ngc li, c th

cng tc ng lm bin i cht c, nht l cht c hu c. Thng thng cc cht chuyn ha mi sinh ra hoc khng cn c tnh hoc

c c tnh thp hn ban u (v xu hng chung ca s chuyn ha l to ra cht ctnh i lipid km hn, v tnh i thy cao hn, do kh thm vo mng t bo v d b bi tit). Qa trnh ny gi l "kh hot ha sinh hc" ca cht c.. Ngoi ra, cmt s t cht th tri qua qu trnh chuyn ha c tnh li tng cao, nguy hm hn

Cht c

Kh hot ha (tng phn cc, tngtnh i thy)

Hot hpa (gim phn cc, tng tnh ilipid)

D bi tit

Gim c tnh

Kh bi tit

Tng c tnh


17

(nh parathion c th chuyn thnh paraoxon c c tnh cao hn). Qu trnh ny gil"hot ha sinh hc" (bioactivation). (hnh10)

Cc qu trnh chuyn ha v bin i sinh ha ca c cht trong c th rt adng nh oxi ha-kh, thy phn, di chuyn nguyn t, methyl ha, lin kt... 4.5. S bin i sinh hc (biotransformation)

S bin i sinh hc ca vic tch ly cc cht c l mt vn quan trng vcn c xem xt thi gian cc cht c c tr trong c th sinh vt. Cc kim loinng c th bin i sinh hc theo mt vi hng, trong phn ng methyl ha(biomethylation) thng xy ra i vi mt s kim loi nng, qu trnh methyl ha nhng kim loi nng (asen, thy ngn, selen, ch, thit, thallium...) thng xy ra trongmi trng nc vi s tham gia ca cc vi sinh vt. Cc kim loi nng sau khi cmethyl ha th d dng hp thu v tch ly trong c th sinh vt hn l khi chng dng ion v c.

Cc v d in hnh di y cho thy s tham gia ca cc nguyn t kim loinng ny vi vi cc cht hu c to ra nhng hp cht c kim (organo-metaliccompound) nh arsenic (As) v thy ngn (Hg).

+ i vi asenic: enzym ng vai tr trong qu trnh methyl ha l S-adenosylmethyionine. S bin i sinh hc ca asenic xy ra trong mi trng nc c nutrong s hnh 11.

(CH3)3As icalreduction log bio (CH3)AsO (CH3)As2+ + CH3+ (CH3)4As+ + CH3+ (CH3)3AsCH2CH2COOH

(CH3)AsH reduction (CH3)2AsO(OH)

+ CH3+ (CH3)AsH2 reduction CH3As(OH)2

+ CH3+ Oxidation As0 HAsO2 +S2- As2S3

AsH3 H3AsO4

Hnh 11: S bin i sinh hc ca asenic trong mi trng nc. + i vi thy ngn: Thy ngn hoc mui ca n c th c bin i thnh

methyl thy ngn, s methyl ha ny do vi khun ym kh m nhn. S bin i nyc thc y bi Cobalt c trong vitamin B12. Nhm CH3 lin kt vi Co(III) trong


18

coenzym c chuyn v enzym bi methyl cobalamin ti Hg2+, to thnh CH3Hg+ v(CH3)2Hg:

Hg2+ CH3Hg+ (CH3)2Hg Mi trng axit thc y s bin i ca dimethyl thy ngn thnh methyl thy

ngn tan trong nc. S bin i ca thy ngn trong mi trng c trnh by hnh 12.

Bacterial photolysis (CH3)2Hg + OH- CH3HgOH

(Methyl h cobalamin) + S2- (CH3Hg)2S Hgo

+ CH3+ h CH3Hg+ h

(Methyl + RS- CH3HgSR cobalamin) Bacterial

+ CH3+ photolysis Hg2+ S2-

Hg2+ RS- - HgS

Hgo (RS)2Hg H+ OH-

Hgo

Hnh 12: S trnh by s bin i ca thy ngn trong mi trng

4.6. Cc sinh vt phn ng li vi c cht kim loi nng Khi hm lng cc nguyn t vi v a lng trong c th thc vt qua cao s

gy c tnh sinh l, sinh ha cho cy , ngi ta a ra mt s c ch tc ng gyc ca kim loi nng nh sau:

- Lm bin i tnh thm ca mng nhy t bo, gm c cc tc nhn: Ag, Au,Br, Cd, Cu, Fe, Hg, I, Pb, UO2.

- Gy nn phn ng sulfurhydryl (-SH) vi cc cation: Ag+, Hg+, Pb+. - Cch tranh v tr trong qu trnh trao i cht vi cc hp cht a lng trong

sinh vt bi cc cation: As, Sb, Se, Te, W, Fe. - Hp th nhm hp cht phosphate v nhm hot ha ADP v ATP gy nn

bi cc nguyn t: Al, Be, Y, La, v c th l ton b kim loi nng. - Chim ch cc ion a lng gy nn bi ch yu cc cation: Cr, Li, Pb, Se, Sr. - Chim ch cc nhm dinh dng thit yu nh l phosphate v nitrat trong t

bo bi cc mui: arsenat, fluorat, borat, brromat, selenat...


19

- S lin quan gia c tnh ca cc kim loi nng khc nhau i vi thc vt lrt khc nhau, ph thuc vo h gen v c tnh ca tng kim loi nng. Khi hmlng kim loi nng trong c th sinh vt vt qu mc cho php, chng khng phi lnguyn t vi lng na m l nguyn t c cho thc vt v vi sinh vt. V d nh Hg, Cu, Pb, Cd v cng c th l Ag, Be, v Sn. C nhng loi thc vt c tnh chi ngvi s tch ly cao ca c cht kim loi nng. Bn cnh , c nhng thc vt rtnhy cm vi c cht kim loi nng, ngi ta cho bit nng d ca Zn, Cu, Ni v Cdtrong bn cng rnh u l c cht cy ch, rau dip c, c c r, c ci ng, ng,mc d chng chi ng c nhiu cht kim loi nng khc.

C ch chi ng c cht kim loi nng ca thc vt gm nhng kh nng sau: - Hp thu c chn lc cc ion - Gim tnh thm ca mng nhy v thay i chc nng mng nhy t bo - C kh nng c nh cc c cht dng ion, trong r, trong l, trong ht. - C kh nng chuyn i tnh cht ca cht c bi qu trnh lng t trong cc

phn ng c nh hay kt ta vi cc kim loi nng - Thay i phng thc trao i cht, tng hot tnh h thng enzym gim

thiu qu trnh gy c. - Lm gim bt s tp trung ca cc ion kim loi c bng c ch c bit ca

cc cnh l: rng bt l hoc bi dn truyn v s bi tit ca r. - Tnh thch ng l kiu c trng ca mi loi thc vt vi nhng kim loi

nng khc nhau, tuy vy, n khng vt khi mc gii hn nht nh khi nng kimlai nng trong t qu ln.

Bng 2: Kh nng tch ly ca cc kim loi nng trong mt s thc vt TT Kim loi nng Cc thc vt tch ly cao Cc thc vt tch ly thp 1 2 3 4 5

Cd PbCu NiZn

Bp ci, cn ty, rau dip c Ci xanh, la mch en, cn ty C ci ng, la mch trngC ci ng, la mch en C ci ng, xoi, thm

Khoai ty, ng, u xanh La mch trng, khoai ty, ng Ti, bp ci, hnh Ng, ti, hnh, la mch trng Khoai ty, c chua, ti, hnh

Bi ging c hc mi trng: c tnh v nh gi c tnh

1

Chng 4 C TNH V NH GI C TNH

Mc tiu hc tp: 1. Trnh by khi nim v phn loi c tnh 2. Trnh by phng php nh gi v th nghim c tnh 3. Trnh by phng php QSAR d on c tnh ha cht

NI DUNG 1. c tnh v th nghim c tnh 1.1. Khi nim v c tnh v phn loi

c tnh (toxicity) l thut ng dng m t nhng tc ng xu cacht c ln c th sinh vt. Ty thuc vo mc ca c tnh, cht c c th gy cht, hoc gy tc hi ln tng c quan ca c th. c tnh l mt khi nimnh lng. Hu nh bt k mt cht no u gy tc hi ti mt liu (dose) no v ti cng mt thi im. Bin gy hiu ng c ca mt cht c daong rt ln: t liu gy hiu ng c mn tnh n liu gy cht tc khc. 1.1.1. c tnh cp (acute toxicity): thut ng ny biu th s tc ng xu hays t vong ca sinh vt ngay sau khi tip xc vi cht c. c tnh cp xy ra do tip xc vi n hoc a yu t trong phm vi mt thi gian ngn ( 24 gi) v tc ng cp tnh l tc ng xy ra trong vng mt vi ngy hoc thm chmt vi gi u tin sau khi tip xc vi cht c, thng thng thi gian gyc tnh cp phi t hn hai tun.Mt khc, v nhng tc ng mn tnh ch xuthin sau khi tip xc lp li vi mt cht c: trong nhiu trng hp cn phitip xc lin tc hng thng vi cht c. Trong khi , tc nhn gy c tnh cpc hp thu nhanh chng vo c th v sn sinh ngay lp tc cc hiu ng ccho c th, song cng c trng hp, tip xc cp tnh b suy gim c tnh.

* Th nghim c tnh cp (acute toxicity test): Th nghim thngthng nht ca c tnh cp l th thim LC50 v LD50: c thit k olng s t vong i vi nhng p ng ca mt chn thng c tnh cp. Nhng loi th nghim khc ca c tnh cp bao gm: th nghim kch thchda, th nghim tnh nhy cm ca da, th nghim kch thch mt, photoallergy,phototoxicity...

* c tnh bn cp (subacute toxicity): l tc ng gy tc hi c thng vt nu hng ngy ha cht a vo c th trong khong thi gian < 10% thi gian sng ca ng vt th nghim. 1.1.2. c tnh mn (chronic toxicity): Thut ng ny c s dng m tnhng hiu ng xu xut hin sau mt thi gian di tip xc vi nhng lng


2

nh cht c. Liu tip xc vi cht c l nh khng gy tc ng cptnh v thi gian l yu t c ngha cho vic mong ch i sng bnh thngca sinh vt. Phn ln biu hin nghim trng nht ca c tnh mn l gy ungth, tuy nhin nhng biu hin khc ca c tnh mn cng c bit, v d nh tc ng n s sinh sn v hnh vi.

* Th nghim c tnh mn (chronic toxicity test): Th nghim mntnh l loi th nghim m thi gian nghin cu ko di sao cho ln hn i sngca ng vt th nghim, trong mt vi trng hp thng ln hn mt th h. Nhng th nghim quan trong nht ca loi th nghim ny l th nghim gyung th, qui thai, d tt bm sinh... 1.1.3. c tnh bn mn (subchronic toxicity): c tnh ny l do tip xc mntnh v c tip din cho n khi tip xc nhiu cht c m khng gy ra bt k mt chng c no ca c tnh cp, v thi gian tip xc c dn tri nhngkhng qu di to ra mt phn c ngha ca i sng sinh vt qua vic tipxc vi cht c. i vi th nghim c tnh bn mn tnh ngi ta s dngng vt c v kho nghim vi thi gian tip xc t 30-90 ngy l thch hp.

* Th nghim c tnh bn mn (subchronic toxicity test): vic khost nhng th nghim bn mn ca c tnh c thc hin bng cch lp linhng liu gy c trn ng vt th nghim mt thi gian ko di nhngkhng qu di c th gy ra nhng tc ng cp hoc bn cp trn ng vt thnghim. Thng thng, nhng th nghim bn mn tnh c thc hin trn chhoc th vi thi gan nghin cu: 90 ngy khi cht c c truyn qua ngming, 30 ngy khi cht c truyn qua ng da, v t 30 n 90 ngy khitruyn qua ng ht th. Nhng th nghim nh trn s cung cp thng tin thityu tnh ton liu gy c cho vic xc nh nng gy bn mn tnh camt loi cht c. ng thi nhng th nghim bn mn tnh cng c s dnglm cn c cho vic xc nh "mc gy hiu ng xu khng quan st c" (no-observed adverse effect level: NOAEL) ca cht c: gi tr ny thng cnh ngha l nng cao nht ca cht c m khng gy bt k hiu ng xuno c th pht hin c - ngha l nhng hiu ng xu quan st c i vinhng liu cao nht. NOAEL cng thng c dng tnh ton trong vicnh gi nguy c. Th nghim bn mn tnh cng hu ch trong vic cung cpthng tin gy hiu ng ca cht c trn cc c quan ca c th; v th nghimny cng c dng nh gi s tch ly sinh hc ca cht c. 1.2. Th nghim c tnh

Th nghim c tnh lin quan n vic s dng sinh vt lng gihiu ng c ca mt cht c. Th nghim c tnh c phn nh nh sau: "th nghim trong c th" (in vivo test) lin quan n hiu ng gy c cp


3

(acute), bn mn tnh (subchronic) hay mn tnh (chronic), v "th nghim bnngoi c th" (in vitro test) lin quan n hiu ng gy tc hi ln vt liu ditruyn (genotoxicity) ca t bo sng: DNA.

nh gi c tnh (toxicity assessment) l s xc nh kh nng ca bt kmt cht no gy hiu ng c. y l mt nh gi nh lng phn nhc tnh ca tng loi ha cht c. iu ny lin quan n lut php ca tngnc trong vic: sn xut, vn chuyn, lu hnh, tiu dng, qun l cht thi...

Hu ht cc th nghim c tnh c thc hin trn ng vt th nghim,c nhiu mc tiu cn thc hin loi tr kh nng gy ri ro cho con ngi.iu ny l cn thit, v kin thc ca chng ta v "tng quan hot tnh cu trcnh lng" (QSAR: quantitative structure-activity relationships) khng cho phpngoi suy chnh xc i vi nhng hp cht mi. Thng tin v th nghim ctnh trn con ngi l rt kh t c v mt thc nghim v l do o c, tuynhin n rt cn thit bit c cc hiu ng c nh: tnh kch thch, nnma, d ng, tc ng ln chc nng no b...Trong mt vi trng hp nhngthng tin ny c th thu thp t cc trng hp nhim c ngh nghip.

Mc d vic ngoi suy t ng vt th nghim sang ngi thng c nhiuim khc bit nhau nh: con ng bin dng, hp thu, cch thc tc ng... nhng tin trnh th nghim c tnh trn ng vt th nghim l thun tin vnhiu l do nh: c th xc nh th tng di truyn, d dng trong vic kim sots phi nhim, kim sot c thi gian phi nhim v c th kho st chi tit ttc cc m qua vic m t thi. Cc phng php th nghim c tnh c nutm tt trong bng 1

Bng 1. Tm tt nhng th nghim c tnh 1. Nhng tnh cht vt l v ha hc 2. S phi nhim v s phn mi trng

A. Nghin cu s suy bin; thy phn, suy bin quang hp... B. Suy bin trong t, nc...di nhiu iu kin khc nhau. C. S di chuyn v hao mn trong t, nc, khng kh D. S tch ly trong thc vt, ng vt thy sinh, ng vt hoang di sng

trn cn, thc phm t thc vt v ng vt 3. Th nghim in vivo

A. Cp tnh - LD50 v LC50: ng ming, ng da, ng ht th - Kch thch mt - Kch thch da - Nhy cm ha da

B. Bn mn tnh (subchronic)


4

- Truyn cht c vo c th trong 90 ngy - Tip xc bng ng ht th hay bng ng da t 30 n 90 ngy C. Mn tnh - Nui dng mn tnh (bao gm cc th nghim gen gy ung th) - Gen gy qui thai - Sinh sn (nhiu hn mt th h)

D. Cc th nghim c bit - c tnh thn kinh (suy thoi thn kinh) - Tim tng - Bin dng - Dc ng hc - Hnh vi

4. Cc th nghim in vitro - Gen gy bin d - Lon nhim sc th

5. Tc ng trn s sng hoang di Chn nhng loi ng vt hoang di: chim, c v ng vt khng xng

sng kho st c tnh cp, s tch ly v sinh sn trong iu kin hintrng phng th nghim.

1.2.1. Phng thc dn truyn cht c vo c th ng vt th nghim c tnh Thng thng c bn ng dn truyn cht c vo c th nh sau: * ng ming (oral): c thc hin bng cch cho ung cht c vi

nc hoc trn cht c vi thc n, hoc chuyn thng cht c vo d dy * ng da (dermal): ng dn cht c qua da cn thit c lng

c tnh ca cc ha cht c th xm nhp xuyn qua da. C th bi cht c lnda hoc trn vi dung mi thch hp ri bi ln da.

* ng ht th (inhalation); h thng h hp l cng vo quan trng chomc ch nh gi c tnh ca cht c. Vic nghin cu c tnh bng nght th cn phi c bung h hp. Bung ny l mt h thng phc tp bao gmcc dng c to nn cc phn t dng kh dung, bi, hay hn hp kh m nhtrc thnh phn v kch c ca ht. Bnh thng, ngi ta cho ng vt thnghim tip xc vi cht c mt s gi trong ngy v mt s ngy trong tun.

* ng tim (njection): phng php tim bao gm: tim trong tnhmch (intravenous), tim trong c (intramuscular), tim trong mng bng(intraperitoneal) v tim di da (subcutaneous). 1.2.2. Th nghim bn trong c th (in vivo test)

Theo kinh in, th nghim in vivo l th nghim cn bn xc nhtnh c ca cht c. Cch tin hnh nh sau: mt hay nhiu mu nghim ca


5

ng vt th nghim c dng kho st t vong trong th nghim cp tnh.T nhng kt qu ny ngi ta s dng nhng k thut ngoi suy khc nhau c lng tc hi n con ngi. 1.2.2. Th nghim bn ngoi c th (in vitro test)

Theo ngha en, y l th nghim c thc hin bn ngoi c th sinhvt. Trong th nghim c tnh, loi th nghim ny s bao gm nhng nghincu s dng vic ly trch enzym, nui cy t bo...Cc nh c cht hc thngs dng th nghim ny cho loi th nghim ngn hn nghin cu tnh bin d ca gen v ngi ta thng s dng th nghim ny nh l mt ch s khnng gy ung th ca cht c.

Bng 2: Cc th nghim trong c hc v c hc mi trng Mc c bn chung Cp 1 Cp 2

Thnghim c cht

hc

c tnh cp - ng ming- ng ht th - Qua da - Qua mt

c tnh bn cp - NOAEL sau 28 ngyCc tc ng khc - Bin d di truyn

- Nghin cu v khnng sinh sn - Nghin cu v khnng gy qui thai - Cc nghin cu bnmn tnh v mn tnh - Nghin cu su hnv bin d di truyn

- Nghin cu vc tnh mn - Nghin cu vung th - Nghin cu vkh nng sinh sn - Nghin cu v khnng gy qui thai - Nghin cu v ctnh cp v bn cptrn mt loi khc

Thnghim c hc

mitrng

Tc ng n sinh vt - c tnh cp i vi c S suy thoi ca: - Cc thnh phn hu c - Cc thnh phn v c

- Th nghim v khnng km hm s phttrin i vi ru to - Th nghim trn ccloi thc vt cp cao hn- Th nghim trngiun t - Th nghim trn c - Th nghim v kh nng tch ly trongmt s loi

- Th nghim mrng v kh nngtch ly sinh hc,s suy thoi v s di chuyn - Nghin cu suhn trn c (k c nghin cu v ssinh sn) - Nghin cu thmv c hc trn mts loi chim


6

- Nghin cu thmv c hc trn mts loi khc - Nghin cu vs hp ph v sgii hp

1.3. Cc loi th nghim trong c hc mi trng C nm loi th nghim c qui nh ty theo tng nhu cu khc nhau,

nguyn gc chng c qui nh lm th nghim i vi c, nhng chng cth c p dng d dng i vi cc loi ng vt khc trong h sinh thi thysinh hay h sinh thi cn.

Nm loi th nghim ny c qui nh vi mc ch: 1. Kim tra s b c tnh ca ha cht 2. Quan trc c tnh s pht tn nhim ca cht thi hay cc ni chn

cht thi 3. Quan trc cht lng mi trng vi cc mc ch v lut php 4. nh gi nhy ca mi trng t nhin i vi cc ha cht 5. Nghin cu thit lp tiu chun mi trng Sau y l th d dn chng minh ha cho nm loi th nghim trn y

vi th nghim trn c. 1.3.1. Kim tra s b c tnh ca ha cht

V mt l thuyt, hu ht cc kim loi ti c h sinh thi thy sinh cth do b thi ra mt cch ngu nhin hay tnh c trong khi vn chuyn, hay b thi ra do mt hnh ng thiu trch nhim. Kiu th nghim ny c dng xc nh nguy c c hi ca nhm cc ha cht hay sn phm c kh nng thmnhp vo h sinh thi thy sinh khi con ngi s dng mt cch bnh thng. Dovy, vic s dng cc hp cht t c nht c th c nghin cu su hn. ccth nghim nh vy c chun ha. 1.3.2. Quan trc c tnh s pht tn nhim ca cht thi hay cc ni

chn cht thi Thng thng tiu chun cht lng cho php thit lp cho cc dng cht

thi c kim tra sau bng cch tin hnh phn tch ha hc. Tuy vy, nhngdng cht thi mang theo cc ha cht c hi thng kh phn tch v th nghim c tnh. hnh dung mc trm trng ca nguy c, mt th nghimn gin c dng quan trc tip dng cht thi. Php th nghim ny cgi l s quan trc dng cht thi. 1.3.3. Quan trc cht lng mi trng vi cc mc ch v lut php


7

Nu nh b tiu chun mi trng Quc gia cn c a vo cc quinh nh php lut, mt qui trnh th nghim chnh xc, hiu qu phi c thitlp v phi ph hp vi cc tiu chun v nghin cu c cht hc i vi c. Nhng php

bộ giáo trình Độc học môi trường - hoàng trọng sĩ, nguyễn thị phương anh,...

Documents