Bài giảng Độc chất học môi trường - Chương 4: Độc chất học môi trường - Lê Quốc Tuấn

Chương 4
 ĐĐOỘCÄC CHACHẤTÁT HOHỌCÏC 
 MÔIMÔI TRTRƯƯƠỜNGØNG
 TS. Lê Quốc Tuấn
 Khoa Môi trường và Tài nguyên
 Đại học Nông Lâm Tp.HCM
 NeNềnàn tatảûngng cucủûaa đđoộäcc chachấátt hohọcïc
 môimôi trtrưươờngøng
9 Các hóa chất được thải vào môi trường thường
 xuyên và liên tục.
9 Khi vào trong môi trường thì những hóa chất này
 được phân tán ra xa nguồn thải nhanh chóng.
9 Các hóa chất không những gây ảnh hưởng đến đời
 sống hoang dã mà còn đến con người
9 Do đó, cần phải có một sự hiểu biết về thuộc tính
 của hóa chất và hậu quả của chúng gây nên.
• Ỉ Và ngành độc chất học ra đời.
 Ngành độc chất học
Độc học Sức khỏe Độc học Sinh
 môi trường thái
 Tác động của hóa chất Tác động của hóa
 lên con người chất lên hệ sinh thái
 và cấu thành HST
TTíínhnh bebềnàn vvưữngõng cucủảa đđoộcäc chachấtát trongtrong môimôi
 trtrưươờngøng
Tính bền vững thấp Độc tính thấp
 Tính bền vững cao Độc tính cao
• Đánh giá tính bền vững của độc chất qua thời gian
 bán phân hủy của chúng
 Thời gian bán phân hủy của một số chất trong
 môi trường
Độc chất Thời gian bán phân hủy Mơi trường 
DDT 10 năm Đất 
TCDD 9 năm Đất 
Atrazine 25 tháng Nước 
Benzoperylene (PAH) 14 tháng Đất 
Phenanthrene (PAH) 138 ngày Đất 
Carbofuran 45 ngày Nước 
 AẢÛnhnh hhưươởngûng cucủûaa đđoộäcc chachấátt
• Việc thải độc chất liên tục và lâu dài vào môi
 trường thường dẫn đến sự tích lũy và gây độc
• Tác động của độc chất vẫn diễn ra cho dù đã ngừng
 thải
 SSựự phânphân huhủỷy cucủảa đđoộcäc chachấtát trongtrong môimôi trtrưươờngøng
 PhânPhân huhủỷy vôvô sinhsinh
 Quang phân Thủỷ phân
 Không khí, 
 Nơi diễn ra Không khí, Trong nướcù
 nướcù mặtë
Yếuá tốá ảnhû Cườngø độä ánhù sángù ÁnhÙ sángù vàø
 hưởngû Khảû năng hấpá thu ánhù sángù nhiệtä độ,ä pH
Ảnh hưởng của ánh sáng và nước mưa
 đến sự phân hủy parathion
 SSựự phânphân huhủỷy cucủảa đđoộcäc chachấtát trongtrong môimôi trtrưươờngøng
 PhânPhân huhủỷy HHưữũu sinhsinh
 Hoạtï độngä sốngá củả vi sinh vậtä
 Phân hủỷ Loạiï bỏû Cắté cấuá trúcù Cắté vàø loạiï bỏû
 vô sinh nguyên tử clo mạchï vòngø chuỗi carbon
Kếtá quả:û - Khoángù hóá hoànø toànø hợpï chấtá
 - Cung cấpá năng lượngï cho hoạtï độngä sốngá củả vi sinh vậtä
 SSựự ttííchch lũylũy sinhsinh hohọcïc cacácùc đđoộcäc chachấtát
¾Là một quá trình mà sinh vật hấp thu các độc
 chất từ môi trường và từ nguồn thức ăn.
¾Sự tích lũy độc chất liên quan đến ái lực của
 chất đó với lipid.
¾Sự tích lũy độc chất lâu dài trong lipid sẽ dẫn
 đến ngưỡng gây độc đối với sinh vật
¾Sự hấp thu các chất tan trong lipid phụ thuộc
 vào thành phần của lipid trong cơ thể sinh vật
 Sự tích lũy sinh học của một vài độc
 chất trong cá
Độc chất Chỉ số tích lũy 
DDT 127.000 
TCDD 39.000 
Endrin 6.800 
Pentachlorobenzene 5.000 
Lepthophos 750 
Trichlorobenzene 183 
Nguồn: LeBlanc, 1994, Environ. Sci. Technol., 28, 154-160. 
Chỉ số tích lũy là tỉ lệ nồng độ độc chất trong cá và trong nước lúc ở trạng thái cân bằng 
Mốiá tương quan giữãa thànhø phầnà lipid vàø nồngà độä PCB 
 (Polychlorinated biphenyl)
Nguồnà : Oliver vàø Niimi, 1988. Environ. Sci. Technol., 22, 388-397.
 TTííchch lũylũy sinhsinh hohọïcc
1. Độc chất đi vào chuỗi thức ăn
2. Sự vận chuyển các chất hòa tan trong lipid 
 dẫn đến sự tích lũy độc chất với nồng độ
 cao
3. Độc chất được tích lũy với nồng độ cao ở
 mức cao hơn trong chuỗi thức ăn
Sự tích lũy sinh học độc chất trong chuỗi thức ăn
Sự gia tăng nồng độ độc chất trong các cấu thành của
 chuỗi thức ăn
 TTííchch lũylũy sinhsinh hohọïcc
1. Sự tích lũy sinh học độc chất tăng do môi
 trường nước hơn là từ nguồn thức ăn
2. Không có một độc chất nào được tích lũy
 cùng một nồng độ từ 2 nguồn khác nhau
3. Sự tích lũy sinh học làm chậm quá trình
 biểu hiện độc tính của độc chất
 HaHậuäu quaquảû cucủûaa ttííchch lũylũy sinhsinh hohọïcc
1. Độc chất trong lipid được phóng thích khi
 lipid được sử dụng
2. Khi lipid mất đi thì độc chất bắt đầu phát
 huy độc tính. Trường hợp này thường xảy ra
 khi cơ thể đạt đến sự thành thục để sinh sản
3. Độc chất trong lipid được truyền cho thế hệ
 sau qua sinh sản.
 Ví dụ: độc chất đi vào trong trứng, trong sữa
 CaCáùcc yeyếáuu totốá aảûnhnh hhưươởngûng đđeếánn
 ssựự ttííchch lũylũy sinhsinh hohọïcc
1. Tính bền vững của độc chất trong môi trường
2. Tính tan trong lipid của độc chất
3. Khi bị chuyển hóa sinh học thì sản phẩm tạo thành
 thường dễ tan trong nước hơn là tan trong lipid.
 3.1. Kết quả của quá trình này là sự đào thải dễ dàng các
 độc chất ra khỏi cơ thể
 3.2. Chất dễ dàng bị chuyển hóa sinh học thì ít được tích
 lũy sinh học
 CaCácùc chchỉỉ sosốá đđoo đưđươợcïc vavàø ddựự đđoaoánùn cucủảa momộtät sosốá chachấtát
 khakhácùc nhaunhau tutùỳy thuothuộcäc vavàòo ssựự chuyechuyểnån hohóáa sinhsinh hohọcïc
Độc chất Dễ dàng chuyển Chỉ số tích lũy 
 hĩa sinh học Dự đốn Đo được 
Chlordance Thấp 47.900 38.000 
PCB Thấp 36.300 42.600 
Mirex Thấp 21.900 18.200 
Pentachloro-phenol Cao 4.900 780 
Tris(2,3-dibromo-propyl)phosphate Cao 4.570 3 
Nguồn: Mackay, 1982. Environ. Sci. Technol., 16, 274-278 
 ĐĐOỘÄCC TTÍÍNHNH
ĐĐoộcäc ttíínhnh cacấpáp
 1. Diễn ra trong thời gian phơi nhiễm ngắn
 2. Các nguyên nhân gây nên độc tính cấp
 1. Tai nạn: rò rỉ hóa chất, dầu tràn
 2. Thiếu cẩn trọng trong sử dụng hóa chất: phun hóa chất
 không đúng mục tiêu
 3. Đo lường độc tính cấp bằng LD50 hoặc LC50.
 Thứ tự đánh giá độc tính cấp của một số hóa chất đối
 với cá và động vật hoang dã
Cá LC50 Chim/Động vật Xếp hạng Chất điển
 (mg/L) có vú LD50 (mg/L) độc hình
 Hơi độc
 Khá độc
 Rất độc
 Cực độc
 ĐĐoo llưươờngøng đđoộcäc ttíínhnh cacấpáp
1. Bằng các thí nghiệm trên các loài được chọn từ hệ
 sinh thái
2. Các tiêu chuẩn về độc tính cấp của một loại độc
 chất được xác định sau kiểm nghiệm độc tính
3. Không có sinh vật nào luôn bất biến với sự nhạy
 cảm đối với độc tính cấp của một chất
4. Các loài đại diện được sử dụng để đo lường độc
 tính cấp thường không đại diện cho hết tất cả các
 loài trong hệ sinh thái
 CCơơ chechếá gâygây đđoộcäc ttíínhnh cacấpáp
1. Độc chất môi trường có thể biểu hiện độc tính cấp bằng nhiều
 hình thức khác nhau
2. Ức chế hoạt động của cholinesterase 
 Cholinesterase là một enzyme thực hiện phản ứng thủy phân
 acetylcholine thành choline và acetic acid. Đây là một phản ứng cần
 thiết cho phép neuron thần kinh được nghỉ ngơi sau trạng thái hoạt hóa
 Các chất ức chế này thường có trong thuốc trừ sâu
3. Trạng thái mê man
 Độc chất tích lũy trong màng tế bào tương tác với các thành phần của
 màng
 Giảm phản ứng, giảm hoạt động của các tuyến nội tiết
 Các chất gây ra trạng thái mê man: alcohol, ketone, benzene, ether và
 aldehide
ĐĐoộcäc ttíínhnh mãnmãn ttíínhnh
 1. Là kết quả của sự phơi nhiễm lâu dài với độc chất
 2. Liên quan đến các quá trình sinh sản, đột biến, nội
 tiết, rối loạn chức năng phát triển
 3. Phơi nhiễm mãn tính cũng có thể gây chết sinh vật
 do quá trình tích lũy độc chất đến nồng độ gây
 chết
 4. Các chất gây độc tính mãn tính thường tích lũy
 trong lipid và gây chết thế hệ sau
TaTàiøi lieliệuäu thamtham khakhảỏo
 Chapter 26
 Basics of Environmental Toxicology (A Textbook of 
 Modern Toxicology)
 KimKim loaloạiïi
Cơ chế và vị trí tương tác của kim loại đối
 với cơ thể:
 1. Ức chế hoặc hoạt hóa enzyme
 2. Tác động đến các bào quan
 3. Cơ chế gây ung thư
 4. Tác động lên thận
 5. Tác động đến hệ thần kinh
 6. Tác động đến tuyến nội tiết và cơ quan sinh sản
 7. Tác động đến hệ hô hấp
 8. Tương tác hoặc gắn kết với protein
 KimKim loaloạiïi
Các kim loại có độc tính cao được đề cập
 trong phần này là:
 1. Chì
 2. Thủy Ngân Xem thêm ở tài
 3. Cadmium liệu tham khảo
 4. Crôm
 5. Arsenic
 HOHÓÁA CHACHẤTÁT TRONGTRONG NÔNGNÔNG 
 NGHIENGHIỆPÄP
9Được sử dụng để giết hoặc kiểm soát côn trùng
9Là chất gây ô nhiễm môi trường được sử dụng
cóchủý
9Việc sử dụng chúng phải luôn được xem xét
qua việc đánh giá cân bằng nguy cơ và lợi nhuận
9Trở nên nguy hiểm khi đi vào chuỗi thức ăn
trong hệ sinh thái
Cấu trúc hóa học của một số chất diệt côn trùng thông dụng
 CACÁÙCC CHACHẤÁTT PHUPHỤÏ GIAGIA TRONGTRONG 
 THTHỰỰCC PHAPHẨÅMM
9Hóa chất bổ sung vào thức ăn bởi một vài lý do khác
nhau:
 zKháng khuẩn, nấm
 zThay đổi màu, mùi và vị của thức ăn
9Về cơ bản, phụ gia thực phẩm không gây độc mãn
tính
9Trong một vài trường hợp thì phụ gia thực phẩm trở
nên độc nếu bị lạm dụng quá mức
 CACÁCÙC ĐĐOỘCÄC TOTỐÁ
9Độc tố vi sinh
9Độc tố nấm
9Độc tố tảo
9Độc tố thực vật
9Độc tố động vật
TaTàiøi lieliệuäu thamtham khakhảỏo
 Chapter 5
 Classes of toxicants: use classes (A Textbook of 
 Modern Toxicology)