Bài giảng Độc học môi trương - Chương 4: Độc học môi truờng không khí - Trần Thị Thúy Nhàn

ĐỘC HỌC MÔI TRƯỜNG
GVGD: TS. TRẦN THỊ THÚY NHÀN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM
TP. HỒ CHÍ MINH
Chương 4
Độc học môi trường
không khí
2
Tổng quan
 Các chất ô nhiễm khi được thải vào môi
trường không khí với số lượng lớn và
nồng độ vượt quá khả năng tự làm sạch
của khí quyển sẽ trở thành chất độc
 Sáu loại chất ô nhiễm có mặt ở khắp
mọi nơi là các hạt, các hợp chất của lưu
huỳnh, monoxide carbon, các hợp chất
của nitơ, hydrocarbon và các chất oxy
hóa quang hóa
3
PHÂN LOẠI VÀ NGUỒN GỐC
Nguồn
gốc độc
chất
 Hạt
 Những hợp chất không phải là khí trong khí
quyển
 Những giọt nhỏ lơ lửng hay các hạt rắn hoặc
là hỗn hợp của hai dạng này
 Hạt có thể được tạo thành từ những chất trơ
có kích thước từ 0,1 µm cho đến 100 µm và
nhỏ hơn nữa
4
PHÂN LOẠI VÀ NGUỒN GỐC
Nguồn
gốc độc
chất
 Hạt (tt)
 Bụi : 1–200 μm, được tạo thành do sự phân
rã tự nhiên của đá và đất hoặc từ các quy
trình cơ học như nghiền và phun
 Khói : các hạt mịn có kích thước từ 0,01 μm
đến 1 μm, dạng rắn hay lỏng, được tạo ra từ
quá trình đốt hay các quá trình hóa học
 Khói muội: các hạt rắn có kích thước từ 0.1
đến 1 μm, được thải ra từ các quá trình hóa
học hay luyện kim
5
PHÂN LOẠI VÀ NGUỒN GỐC
Nguồn
gốc độc
chất
 Hạt (tt)
 Sương: Từ các giọt chất lỏng có kích thước
nhỏ hơn 10 μm, do sự ngưng tụ trong khí
quyển hay từ các hoạt động công nghiệp.
 Mù: các hạt nước nhỏ được tạo thành từ
khoảng không phía trên và gần mặt đất với
độ đậm đặc có thể cản trở tầm nhìn.
 Sol khí: loại này bao gồm tất cả các chất rắn
hay lỏng lơ lửng trong không khí, kích thước
nhỏ hơn 1 μm.
6
Hình ảnh khói bụi
7
PHÂN LOẠI VÀ NGUỒN GỐC
Nguồn
gốc độc
chất
 Oxit lưu huỳnh
Chất khí không màu có mùi cay và hăng
Tan trung bình trong nước (11,3 g/ 100 ml)
tạo thành acid sulphurơ yếu (H2SO3)
Không khí sạch, SO2 bị oxy hóa chậm thành
SO3
Không khí bị ô nhiễm, SO2 tham gia phản ứng
quang hóa với các chất ô nhiễm khác hay các
thành phần của khí quyển để hình thành SO3,
H2SO4 và các muối của H2SO4.
8
PHÂN LOẠI VÀ NGUỒN GỐC
Nguồn
gốc
độc
chất
 Oxit nitơ
Ba loại N2O, NO, NO2 được tạo thành với số
lượng không dự đoán được trong khí quyển
NO là một khí không màu, không mùi, được
tạo thành do sự đốt cháy nhiên liệu
NO2 là một chất khí có mùi hăng gây kích
thích và có thể được phát hiện ở nồng độ
0,12 ppm
NO2 được tạo ra từ sự oxy hóa NO của
ozone, đốt nhiên liệu, các nhà máy sản xuất
acid nitric.
9
PHÂN LOẠI VÀ NGUỒN GỐC
Nguồn
gốc độc
chất
 Cacbon monoxide
Chất độc ô nhiễm có khối lượng lớn nhất trong
khí quyển các đô thị
Chất không màu, không mùi, không vị và có
điểm sôi ở –192oC
Chất khí cực độc vì nó có ái lực lớn đối với
hemoglobin trong máu và là một chất gây ngạt
nguy hiểm
CO tự nhiên tồn tại ở nồng độ nhỏ (0,1 ppm)
thời gian tồn tại khoảng 6 tháng (nguồn chính
là thiết bị đốt than, gas hay dầu, khói nung lò
vôi, lò gạch) 10
PHÂN LOẠI VÀ NGUỒN GỐC
Nguồn
gốc độc
chất
 Hydrocarbon
Hydrocarbon lỏng dễ bay hơi là các chất ô
nhiễm không khí quan trọng
Các hydrocarbon có thể no hoặc không no, có
nhánh hoặc không nhánh hoặc có thể có vòng
Methane là khí có tham gia phản ứng quang
hóa ít nhất so với các hydrocarbon khác
Nồng độ các hydrocarbon không methane
được xem như là những chất ô nhiễm không
khí và gây độc quan trọng.
11
PHÂN LOẠI VÀ NGUỒN GỐC
Tác
động
chất
độc
 Chất có tác dụng chung
Tác động kích thích chủ yếu là đường hô hấp
trên: bụi kiềm, NH3, SO3. Kích thích các
đường hô hấp trên và tổ chức phổi: Br–, Cn–.
Chất gây ngạt: đơn thuần là pha loãng hay
chiếm chỗ oxy trong không khí: CO2, CH4, N2.
Chất gây ngạt hóa học ngăn cản máu vận
chuyển oxy đến các tổ chức như CO.
Chất gây mê và gây tê: ethylene, etyl ete,
xeton.
Chất có tác dụng gây dị ứng: isocyanat hữu cơ.
12
PHÂN LOẠI VÀ NGUỒN GỐC
Tác
động
chất
độc
(tt)
 Chất có tác dụng hệ thống
Tác dụng lên hệ thống thần kinh: thuốc trừ sâu
...
Tác dụng lên hệ thống tạo máu: KLN tác dụng
lên bạch cầu
Tác dụng lên thận: chì (Pb), thủy ngân (Hg)
Tác dụng lên các mô và cơ quan khác: các
chất khí độc xâm nhiễm qua da.
13
NGỘ ĐỘC
Đường
xâm nhập
 Trong môi trường không khí, đường xâm
nhập vào cơ thể có thể qua da, mắt, mũi
nhưng chủ yếu vẫn là thông qua hệ hô hấp
 Các chất độc theo không khí được hít vào
qua khoang mũi, cuống họng và thanh quản
 Khí tiếp tục đi qua cuống phổi, phổi, phế
nang và các ống mao quản trong phổi và
cuối cùng là vào các túi phổi
14
NGỘ ĐỘC
Đường
xâm nhập
(tt)
 Xung quanh túi phổi có các mạch máu li ti;
 Màng nhầy hô hấp của phổi là nơi diễn ra
quá trình trao đổi khí giữa túi phổi và mao
mạch;
 Các khí độc theo con đường đó xâm nhập
vào máu.
15
NGỘ ĐỘC
Đường
xâm nhập
(tt)
 Các hạt được hít vào sẽ nằm lại trong hệ hô
hấp tại các vùng khác nhau tùy theo kích
thước khác nhau.
 Hạt trên 10 μm thì hầu như bị giữ lại ở mũi
 Các hạt dưới 10 μm thì đi qua được mũi vào
khí quản
 Hạt từ 0,5 – 5 μm nằm ở các nhánh cuống
phổi nhỏ và đôi khi đi vào túi phổi
16
NGỘ ĐỘC
Đường
xâm nhập
(tt)
 Động độc học
Chất độc đi vào tế bào theo ba cơ chế chính:
Khuếch tán (vận chuyển thụ động)
 Thấm lọc (theo kích thước lỗ màng và
kích thước phân tử)
Vận chuyển tích cực (gắn kết vào phân tử
chất mang).
17
NGỘ ĐỘC
Đường
xâm nhập
(tt)
 Các phản ứng với chất độc
 Sinh vật tiếp xúc với chất độc, thay đổi
sớm nhất diễn ra ở mức tế bào
Thay đổi cấu tạo thành tế bào, ức chế men
làm thay đổi độ chuẩn xác của DNA
 gây biến dị hoặc trở ngại cho hoạt
động tăng trưởng bình thường của tế bào.
Ví dụ bụi chì (Pb)
18
NGỘ ĐỘC
Đường
xâm nhập
 Các phản ứng với chất độc (tt)
Tiếp xúc với chất độc, sự thích ứng và
chịu đựng của sinh vật bị suy giảm; ảnh
hưởng tuổi thọ của sinh vật
Khi nồng độ chất khí độc cao có thể gây
chết cho cá thể (tử vong)
19
NGỘ ĐỘC
Đường
xâm nhập
 Đào thải chất độc
Các chất độc trong không khí theo
hệ thống hô hấp vào tới hệ thống
tuần hoàn
 Bài tiết ra ngoài qua thận, ruột hay
tuyến mồ hôi và tuyến sữa
20
NGỘ ĐỘC
Ảnh
hưởng sự
tiếp xúc
của chất
ON
 Đặc điểm
Khó xác định được nồng độ chất độc trong
các cơ quan của cơ thể sinh vật sống;
Xác định nồng độ chất độc trong cơ quan
sinh vật dựa vào các nguyên lý dược động
học và hóa động học
21
NGỘ ĐỘC
Ảnh
hưởng sự
tiếp xúc
của chất
ON
 Cách tiếp xúc
Động vật, phản ứng nhạy nhất đối với một
chất độc qua máu;
Trong môi trường lao động và sinh hoạt
bình thường thì tiếp xúc qua đường hô hấp
là thường xuyên nhất
22
NGỘ ĐỘC
Ảnh
hưởng sự
tiếp xúc
của chất
ON
 Cách tiếp xúc (tt)
Độ dài và tần số tiếp xúc
 Tiếp xúc cấp tính là sự tiếp xúc có nồng
độ cao trong một thời gian ngắn (thường
là 24 giờ)
 Tiếp xúc với chất độc được lặp đi lặp lại
với liều lượng thấp hơn tiếp xúc cấp tính
trong những khoảng thời gian <1 tháng là
tiếp xúc bán cấp tính;
 Trong khoảng thời gian từ 1 đến 3 tháng
là tiếp xúc bán kinh niên.
23
NGỘ ĐỘC
Ảnh
hưởng sự
tiếp xúc
của chất
ON
 Cách tiếp xúc (tt)
Độ dài và tần số tiếp xúc (tt)
 Sự tiếp xúc với chất độc ở liều lượng từ
phần ngàn đến phần trăm so với liều tiếp
xúc cấp tính trong khoảng thời gian lâu hơn
ba tháng là tiếp xúc kinh niên.
 Tiếp xúc ở liều cấp tính gây độc mạnh hơn
ở liều kinh niên
 Khi sự hấp thụ chất độc lớn hơn sự chuyển
hóa sinh học và bài tiết thì xảy ra sự tích lũy
chất độc
24
NGƯỠNG ĐỘC
Liều
lượng
 Liều lượng độc chất trong MTKK lớn
hơn lượng độc chất đi vào mô sinh vật
 Phản ứng của độc chất: mối liên hệ
giữa các phản ứng hóa học, vật lý
hoặc sinh học sau khi tiếp xúc với khí
độc ở các nồng độ khác nhau
25
NGƯỠNG ĐỘC
Liều gây
chết LD50
(mg/kg)
 Liều lượng thấp nhất làm chết 50%
sinh vật thí nghiệm
 Thông số suy diễn bằng phương pháp
thống kê, xác định theo mức độ ngộ
độc cấp tính
 MTKK: nồng độ gây chết, LC50, tính
bằng mg/m3.
 Liều gây chết, nồng độ gây chết biểu
hiện độ độc của độc chất và nó chỉ thể
hiện tính độc cấp, không thể hiện độ
độc mãn tính 26