Bài giảng Độc chất học môi trường - Chương 1: Giới thiệu về độc chất học - Lê Quốc Tuấn

ĐỘC CHẤT HỌC 
 MÔI TRƯỜNG
 TS. Lê Quốc Tuấn
 Khoa Môi trường và Tài nguyên
 Đại học Nông Lâm Tp.HCM
 ChChưươngơng II 
GiơGiớiùi thiethiệuäu vevềà đđoộcäc
 chachấtát hohọcïc
• Định nghĩa độc chất
Ngành nghiên cứu liên quan đếnsự phát
 hiện, biểuhiện, thuộc tính, ảnh hưởng
 và điềutiếtcácchất độc
Độc chất học không đơn giản là nghiên
 cứu một chất đơn lẽ mà là một quá trình
 bắt đầu từ sự phơi nhiễm cho tới biểu
 hiện ảnh hưởng của độc chất
ĐưĐươờngøng đđii vavàø aảûnhnh hhưươởngûng cucủûaa đđoộäcc chachấtát
 Phơi nhiễm
 Đi vào cơ thể
 Tiêu hóa Qua da Hít thở
 Hấp thu qua máu và phân phối đến
 các cơ và cơ quan
 Gây độc Tích lũy Bài tiết
 Đồng hóa
 Đường đi và ảnh hưởng của độc chất
 trong cơ thể
 ĐĐoộcäc ttíínhnh
• Là một khái niệm về liều lượng mà tại đó
 một độc chất có thể gây chết sinh vật
• Đo lường độc tính: dùng đơn vị LD50 (Lethal 
 Dose), là nồng độ của một độc chất có thể
 gây chết 50% quần thể sinh vật
• LD50 phụ thuộc vào điều kiện ngoại cảnh, cơ
 chế chống độc của sinh vật, di truyền
Sự chết (%)
 Ngưỡng chết
 không xác
 định
 Nồng độ độc chất
 CaCáùcc nguyênnguyên lylýù vavàø khakháiùi nieniệmäm đđoộäcc chachấtát
• Các dạng hoạt độc
 – Độc học hóa sinh và phân tử (biochemical and 
 molecular toxicology)
 – Độc học hành vi (behavioral toxicology)
 – Độc học dinh dưỡng (nutritional toxicology)
 – Quá trình gây ung thư (carcinogenesis)
 – Đột biến (mutagenesis)
 – Độc tính cơ quan (organ toxicology)
 CaCáùcc nguyênnguyên lylýù vavàø khakháiùi nieniệmäm đđoộäcc chachấtát
• Đo lường độc chất và độc tính
 – Độc học phân tích (analytical toxicology)
 – Kiểm nghiệm độc tính (toxicity testing)
 – Bệnh học nhiễm độc (toxicologic pathogen)
 – Toán sinh học và thống kê (biomathematics and 
 statistics)
 – Truyền nhiễm (epidemiology)
 CaCáùcc nguyênnguyên lylýù vavàø khakháiùi nieniệmäm đđoộäcc chachấtát
• Độc chất học ứng dụng
 –Độc chất học lâm sàng (clinical 
 toxicology)
 –Độc chất học thú y (veterinary toxicology)
 –Độc chất học môi trương (environmental 
 toxicology)
 –Độc chất học công nghiệp
 CaCáùcc nguyênnguyên lylýù vavàø khakháiùi nieniệmäm đđoộäcc chachấtát
• Phân loại hóa chất sử dụng
 – Hóa chất nông nghiệp (agricultural chemical)
 – Thuốc (clinical drug)
 – Chất gây nghiện (drug of abuse)
 – Phụ gia thực phẩm (food additive)
 – Hóa chất công nghiệp (industrial chemical)
 – Hợp chất có trong tự nhiên (natural occurring 
 chemical)
 – Các sản phẩm của việc đốt cháy (combustion 
 product)
 CaCácùc quyquy đđịnhịnh vevềà đđoộcäc chachấtát hohọcïc
• Khía cạnh pháp lý
 – Ban hành luật
 – Các quy định
 – Thực thi pháp luật
• Đánh giá rủi ro
 – Đánh giá rủi ro
 – Sự cân bằng rủi ro và lợi nhuận
 – Tiền đề cho thông báo rủi ro và quản lý rủi ro
MoMốiái ttưươngơng quanquan gigiưữãa đđoộcäc chachấtát hohọïcc
 vavàø cacácùc ngangàønhnh khakhácùc
 – Hóa học, hóa sinh, lý sinh
 – Bệnh học, y tế dự phòng, 
 miễn dịch học • Độc chất học
 – Sinh thái học, toán sinh
 học, sinh học phân tử
 – Y học
 – Dược và dược học
 • Độc chất học – Độc học lâm sàng
 – Sức khỏe cộng đồng và
 vệ sinh công nghiệp
 MoMốiái ttưươngơng quanquan gigiưữãa lieliềuàu llưươợngïng vavàø
 phaphảnûn ứứngng
• Độc tính phụ thuộc vào:
 – Thuộc tính của độc chất và nồng độ hấp thu
 – Sinh vật và quá trình chuyển hóa độc chất trong cơ thể
 sinh vật
 Phảnứng(%)
 Nồng độ
 Threshold dose: Liều lượng độc không gây ảnh hưởng hoặc không quan sát được
 No observed effect level (NOEL): Mức độ ảnh hưởng không quan sát được
NguoNguồnàn gogốcác cucủảa cacácùc hơhợpïp chachấtát đđoộcäc
• Nguồn gốc:
 – Các sản phẩn từ tự nhiên
 – Các hợp chất hữu cơ nhân tạo được sử dụng
 – Sản phẩn phụ của các quá trình sản xuất và xả
 thải
• Phân loại:
 – Phân loại theo phơi nhiễm (tiếp xúc)
 • Độc chất trong thức ăn, nước, không khí, đất
 – Phân loại theo mục đích sử dụng
 • Chất gây nghiện, thuốc chữa bệnh, nông hóa, phụ gia thực phẩm, 
 kim loại, dung môi, sản phẩm đốt cháy, mỹ phẩm, độc tố
 SSựự didi chuyechuyểnån cucủảa đđoộcäc chachấtát trongtrong môimôi
 trtrưươờngøng
 Động vật Động vật ăn Động vật
 không xương thịt không có xương
 sống trong đất xương sống sống
 Chim hoặc
Môi trường
 thú ăn thịt
 đất
 Động
 Thực vật vật ăn
 thực vật
 Một ví dụ đơn giản về chuỗi thức ăn và đường đi của độc chất
 AẢnhÛnh hhưươởngûng cucủảa đđoộcäc chachấtát đđeếánn concon 
 ngngưươờiøi vavàø môimôi trtrưươờngøng sinhsinh thatháiùi
• Ảnh hưởng của độc chất lên con người
 – Bệnh tật
 – Thiểu năng trí tuệ
 – Thay đổi vật liệu di truyền
• Ảnh hưởng độc chất lên con người theo nhiều
 phương thức khác nhau, phức tạp và khó dự
 đoán
• Vai trò của hệ thống sinh thái
• Hấpthunăng lượng mặttrời, tạosinhkhối, cung
 cấpthức ăn, kiếntạovậtchất, cung cấpnăng
 lượng từ sinh khối
• Phân hủychấtthải
• Tái sinh chấtdinhdưỡng (Vd. Cốđịnh nitrogen)
• Tích lũy, làm sạch và phân phốinước
• Tạoravàbảodưỡng đất nơng nghiệp
• Kiểm sốt cơn trùng
• Vai trò của hệ thống sinh thái (tt)
• Mộtthư viện gen cho phát triểncácsảnphẩm
 mới(thức ăn, dượcphẩm và các hĩa chấtcĩ
 lợi) bằng nhân giống và kỹ thuậtsinhhọc.
• Duy trì khơng khí để thở
• Kiểmsốtkhíhậu
• Cĩ khả năng thay đổi vùng đệmvàphụchồitừ
 các thiên tai như lũ lụt, cháy rừng và thiên dịch
• Thụ phấn cây nơng nghiệp
• Tạorasự hài hịa trong vẽđẹp thiên nhiên
Các kiểm nghiệm độc tính và hệ sinh thái
• Kiểm nghiệm độc tính để:
 –Đánh giá vai trò của hệ sinh thái
 –Xác định mối tương quan giữa điều kiện sinh
 thái và nồng độ hóa chất được sử dụng
 –Cung cấp cơ sở dữ liệu cho việc đưa ra các
 quyết định về môi trường
 Một vài nghiên cứu ảnh hưởng độc hại lên hệ thống sinh thái ở các quy mơ khác nhau 
Độc chất Quy mơ của Tĩm tắt nghiên cứu 
 Gây Quan Dự 
 độc sát đốn
Sản xuất sinh 
khối 
Kim loại nặng 1 1 1 Giảm năng xuất lúa mạch 
CO2 1 1 - Năng xuất lúa tăng khi CO2 tăng từ 330 đến 660 ppm 
CO2, Tia cực tím 5 1 5 Một mơ hình để dự đốn năng xuất lúa dựa vào dữ liệu 
 liều lượng-phản ứng, lập bản đồ và mơ hình hĩa cho sự 
 phơi nhiễm 
Mưa acid 4 2 4 Thơng tin địa lý về tốc độ phân hủy, điều kiện mùa 
 màng và khả năng đệm tự nhiên để xác định các vùng 
 bị ảnh hưởng bởi mưa acid 
Ơ nhiễm khí O3 2 2 - Sư phá hủy rừng bởi việc thủng tầng ozone được kiểm 
 tra bằng các cảm biến từ xa, kiểm nghiệm độc tính 
 trong phịng thí nghiệm, các khảo sát sự phá hủy lá, 
 các đánh giá nội vùng bằng cảm biến từ xa. 
Phân hủy các loại chất thải 
Chất thải cơng 1 1 1 Quá trình phân hủy các hợp chất carbon bởi quần thể 
nghiệp vi sinh vật sẽ bị dừng lại nếu cĩ sự bổ sung các độc 
 chất 
Tái sinh chất dinh dưỡng 
Ơ nhiễm NOx 3 3 - Rừng tăng sinh khối sơ cấp sau 3 năm bổ sung 
 nitrogen. Các hợp chất hữu cơ trong đất hoạt động như 
 một bể thu nitrogen. Nhưng sau khi bảo hịa nĩ làm 
 tăng sự rị rỉ vào trong hệ thống thủy sinh. 
Tích lũy làm sạch và phân phối nước. 
Phân bĩn NO3 3 2 3 Cĩ khả năng gây nên ơ nhiễm nước ngầm nếu việc bĩn 
 phân khơng được kiểm sốt chặt chẽ. 
Phát sinh và duy trì đất nơng nghiệp 
Chất diệt cỏ 1 1 1 Các chất diệt cỏ thơng dụng ngăng cản sự phân hủy 
 phân bĩn do đĩ làm tăng sự hao hụt chất dinh dưỡng. 
Kiểm sốt cơn trùng 
Chất diệt cơn 2 2 - Làm giảm sự sinh sản thiên địch 
trùng 
Thư viện gen 
Mưa acid 3 1 3 Hĩa chất và các ảnh hưởng sinh học cĩ khả năng làm 
 giảm sự đa dạng sinh học 
Duy trì khơng khí để thở và kiểm sốt khí 
hậu 
Ơ nhiễm NOx 2 2 - Sự bổ sung nitrogen làm giảm sự tiêu thụ methane của 
 vùng đất 
Khả năng thay đổi 2 2 - Rừng bị ơ nhiễm chất thải luyện kim cần thời gian lâu 
vùng đệm và phục hơn để phục hồi so với việc cháy rừng 
hồi sau thiên tai 
Quy mơ: từ 1 đến 5; 1=địa phương, 2=tiểu vùng, 3=vùng, 4=lục địa, 5=địa cầu 
 TaTàiøi lieliệuäu thamtham khakhảỏo
• envtoxicology@yahoo.com Pass: sinhvien
• A text book of modern toxicology, Chương I
• Cách tra cứu các tài liệu về độc chất học môi trường
 – Key word: 
 • Toxicology, 
 • Environmental Toxicology, 
 • Applied toxicology, 
 • Pharmacological toxicology, 
 • Food toxicology,
 • Toxic effect, toxic element
 • Toxicity,