Bài giảng Độc chất học môi trường - Chương 3: Đường đi của độc chất - Lê Quốc Tuấn

Chương 3
 ĐƯĐƯƠỜNGØNG ĐĐII CUCỦẢA 
 ĐĐOỘCÄC CHACHẤTÁT
 TS. Lê Quốc Tuấn
 Khoa Môi trường và Tài nguyên
 Đại học Nông Lâm Tp.HCM
 GiơGiớiùi thiethiệuäu
• Hơn 100.000 hóa chất thải vào trong môi trường
 mỗi năm.
• Mỗi chất có một số phận khác nhau khi đi vào trong
 môi trường
• Có chất phân hủy nhanh, có chất chậm, có chất
 được tích lũy sinh học, có chất phát tán
• Chúng ta phải biết được độc tính của một chất, nó đi
 vào môi trường bằng cách nào và số phận của nó ra
 sao?
 Mô hình vận chuyển và số phận
 Mô hình phơi
 Các yếu tố môi trường làm thay
 nhiễm và phản ứng
 đổi phơi nhiễm
Nguồn độc tố Phơi nhiễm độc tố Ảnh hưởng độc
 •Mô hình mô tả số phận của độc chất trong môi trường
 SSựự giogiốngáng nhaunhau trongtrong cacácùc quaquáù trtrììnhnh
• Sự vận chuyển và số phận của độc chất trong môi
 trường diễn ra giống như trong cơ thể sinh vật
• Các chất chuyển hóa trong cơ thể và trong môi
 trường bằng các phản ứng thủy phân, oxi hóa, khử.
• Nhiều quá trình enzyme khử độc và hoạt hóa các
 chất trong cơ thể người giống như trong các con 
 đường chuyển hóa sinh học trong môi trường
 PhPhưươngơng ththứứcc didi chuyechuyểnån vavàø phânphân phophốiái
• Độc chất có thể đi vào trong một cơ thể hay đi vào
 môi trường bằng nhiều cách
 Cơ thể Môi trường
 Qua da Qua ống khói
 Qua đường tiêu hóa Qua hệ thống cống xả
 Qua hít thở Qua chảy tràn bề mặt
• Phân phối lại bắt đầu từ điểm đi vào bằng sự vận
 động của dịch lỏng
 Cơ thể Môi trường
 Dòng máu Sự di chuyển nước hoặc không khí
 Phân phối máu – nước Phân phối nước – đất
 Liên kết với protein Liên kết với chất hữu cơ
CaCáchùch đđaánhùnh giagiáù đưđươờngøng đđii vavàø sosốá phaphậänn
 cucủảa đđoộcäc chachấtát
• Đánh giá tốc độ di chuyển của độc chất giữa
 các cấu thành
• Đánh giá tốc độ chuyển hóa độc chất trong
 cùngmộtcấuthành
 Hồ
 NguoNguồnàn gogốcác đđoộcäc chachấtát Hầm mỏ
 ïi
 tra
 âng Nước mưa
vavàòo trongtrong môimôi trtrưươờngøng No
 ặt Khí thải
 ề m Thải từ
 øn b
 tra hầm mỏ
 ảy
 Ch
 Lắng nền
 đáy
 Rò rỉ, chảy tràn
 Đập
 áp Chì rơi xuống hồ
 ân la
 cho
 Bãi
 Chất thải từ
 các nhà máy
 Đập
 Thành
 phố
 Bải chôn
 Chảy Bến đậu
 lấp hóa
 tràn thuyền
 chất
 Bến cảng
 Khu xử lý bùn thải
 Bải chôn lấp cũ
 Bãi bồ lấp, chôn
 chất thải
 Bải chôn lấp chất
 thải nguy hại
 Vị trí xử lý
 bùn thải
ĐĐoộcäc chachấtát đđii vavàòo trongtrong môimôi Giàn khoan dầu
 Dầu tràn ngoài khơi
trtrưươờngøng babằngèng nhienhiềuàu concon Đại
 dương
 Vị trí có sự hiện diện
đưđươờngøng khakhácùc nhaunhau chất gây ô nhiễm Bùn thải từ
 giàn khoan
NguoNguồnàn đđoộcäc chachấtát đưđươợcïc chiachia lalàmøm 22 loaloạiïi
• Nguồn có điểm xuất phát (thường xác định được và
 đo đạc được)
 – Chất thải công nghiệp và sinh hoạt
 – Rò rỉ dầu, bãi chôn lấp
 – Ống khói của các nhà máy
• Nguồn không có điểm xuất phát (phát tán trên diện
 tích rộng)
 – Sự rửa trôi nông hóa
 – Khói từ xe cơ giới
 – Sự rò rỉ và phân tán chất thải từ trầm tích bị ô nhiễm, từ
 khai thác khoáng sản
 VaVậnän chuyechuyểnån đđoộcäc chachấtát
1. Một độc chất phát tán vào trong một cấu thành
 môi trường
2. Các quá trình vận chuyển sẽ xác định sự phân
 bố theo không gian và thời gian của độc chất
 trong môi trường
9 Môi trường vận chuyển thường là khí hoặc nước
9 Độc chất có thể tồn tại trong các pha khác nhau
 hòa tan, khí, lỏng hoặc hạt lơ lững.
Sự vận chuyển của độc chất theo 2 cách: 
đối lưu và khuếch tán
- Đối lưu là sự di chuyển thụ động của độc
chất trong môi trường vận chuyển.
- Khuếch tán là quá trình vận chuyển một chất 
bởi việc di động ngẫu nhiên dựa vào một trạng 
thái khơng cân bằng
Vận chuyển đối lưu
-Đối lưu đồng nhất là sự vận chuyển của độc 
chất trong cùng một môi trường.
-Đối lưu không đồng nhất là sự vận chuyển 
của độc chất giữa 2 môi trường khác nhau
Vận chuyển khuếch tán
-Khuếch tán cùng 1 pha là sự chuyển động 
ngẫu nhiên của độc chất trong cùng một pha 
nhờ quá trình xáo trộn của môi trường vận 
chuyển.
-Khuếch tán giữa các pha là khuếch tán độc 
chất giữa 2 pha khác nhau nhằm đạt đến một 
trạng thái cân bằng động
Phân phối cân bằng
zLà sự hòa tan của một độc chất vào trong 2 
môi trường không hòa tan với nhau để đạt 
được một trạng thái cân bằng
zCác dạng cân bằng như:
 9Cân bằng khí – nước
 9Cân bằng octanol – nước
 9Cân bằng lipid – nước
 9Cân bằng hạt - nước
 CaCácùc quaquáù trtrììnhnh chuyechuyểnån hohóùaa
Sự nguy hại tiềm năng của độc chất liên quan trực
 tiếp đến sự bền vững của nó trong môi trường. 
Sự bền vững này phụ thuộc vào tốc độ các phản
 ứng chuyển hóa.
Có 2 loại phản ứng chuyển hóa
 - Phảnứngthuậnnghịch: trao đổi ion, kết tủa và phân
 giải, tạo phức
 - Phảnứngkhôngthuậnnghịch: thủy phân, quang hóa, 
 oxi hóa – khử, chuyển hóa sinh học
CaCáùcc mômô hhììnhnh vevềà sosốá phaphậnän đđoộäcc chachấtát trongtrong
 môimôi trtrưươờngøng
 Việc xây dựng mô hình về cân bằng khối
 tuân theo các bước sau:
 1. Quy mô không gian và thời gian được xem xét và
 xác lập trong các cấu thành môi trường hoặc
 trong thể tích đối chứng
 2. Các nguồn thải được xác định và định lượng
 3. Các biểu diễn toán học được thành lập cho các
 quá trình vận chuyển thụ động và chủ động
Mô hình về cân bằng khối
Để có được một mô hình khối chính xác
 thì người ta thường bắt đầu từ
- Những “đánh giá tốt nhất” về thời gian bán rã của
 độc chất trong không khí, nước, đất và trầm tích
- Và biểu diễn độ nhạy của độc chất với mô hình để
 xác định xem quá trình nào là quan trọng.
 Tổng vào = 171 kg/ năm Loại thải = 27 kg/năm Tổng mất đi = 198 kg/ năm
Lắng từ không khí Các quá trình 
 tiêu hao
 64 kg/ năm 
 3 kg/ năm
 Cảng Boston 
 Cột nước (2 kg)
 75 kg/ năm 
 Vùng bờ khác 
 2 kg/ năm 
 Sông Merrimack 
 Sự tuần Dòng ra
 30 kg/ năm hoàn hạt? 25 kg/ năm
 Phản hấp thu?
 Sự chôn lấp Chất nền bề mặt (2.400 kg)
 170kg/năm Tổng chất nền (14.500 kg) 
 Tích lũy khối đối với Benzo(a)pyrene 
 Mộtvídụcụthểvềmôhìnhkhối
• Mô hình về cân bằng khối cho thấy:
• - Làm thế nào một chất đi vào trong môi trường
• - Hiện tượng gì sẽ xảy ra khi môi trường bị phơi
 nhiễm
• - Các nồng độ phơi nhiễm trong các môi trường
 khác nhau
• Cân bằng khối cung cấp thông tin liên
 quan đến sự phơi nhiễm độc chất đối với
 con người và đời sống hoang dã
 TaTàiøi lieliệuäu thamtham khakhảỏo
• Chapter 27
• Transport and Fate of Toxicants in the 
 Environment (A text book of modern 
 toxicology)