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

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 (tt)
2
Các loại độc chất
trong MT không khí
3
CO
 Tính chất: carbon monoxide (CO) là
chất khí không màu, không mùi, tỉ
trọng d = 0,967, nhiệt độ sôi Ts = –
199oC.
 Nguồn: được tạo ra do sự cháy không
hoàn toàn của các nhiên liệu hay vật
liệu có chứa carbon
 Lượng phát thải trên thế giới khoảng
250 triệu tấn CO một năm, trong đó có
một phần CO sinh học
4
CO
 Gây độc: người và động vật
Chết đột ngột khi tiếp xúc hít thở khí CO
tác dụng mạnh với hemoglobin (Hb),
mạnh gấp 250 lần so với oxy, lấy oxy của
Hb và tạo thành cacboxyhemoglobin,
làm mất khả năng vận chuyển oxy của
máu và gây ra ngạt
CO còn tác dụng với Fe trong
xytochrom–oxydaze – men hô hấp có
chức năng hoạt hóa oxy – làm bất hoạt
men này, làm sự thiếu oxy càng trầm
trọng
5
CO
 Gây độc: Thực vật
Ít nhạy cảm với CO so với người và
động vật
Nồng độ CO cao (100–10.000 ppm)
làm cho lá rụng, bị xoắn quăn, cây
non bị chết, cây cối chậm phát triển
CO làm mất khả năng cố định nitơ,
làm thực vật thiếu đạm.
6
7Ảnh hưởng của CO
Ngộ độc khí CO
 Xem Video
8
https://www.youtube.com/watch?v=02l1
NXvrs50&feature=player_detailpage
CO2
 Tính chất: CO2 là khí không màu,
không mùi, không cháy, vị chát, dễ
hóa lỏng do nén, tỉ trọng d = 1,53,
nhiệt độ sôi Ts = –78oC
 Nguồn: CO2 tạo nên do sự đốt cháy
hoàn toàn chất hữu cơ. Nó còn được
tạo ra trong quá trình phân hủy chất
hữu cơ (mùn rác) và lên men rượu.
9
CO2
 CO2 trong không khí chiếm tỉ lệ thích
hợp có tác dụng kích thích trung tâm
hô hấp làm thúc đẩy quá trình hô hấp
của sinh vật
 Nồng độ CO2 trong không khí lên tới
50 – 60 ml/m3 (10 – 110 mg/l) thì sẽ
làm ngưng hô hấp sau 30 ÷ 60 phút
10
CO2 - AH sức khỏe người
11
Nồng độ (%) Tác hại
0,5 Khó chịu về hô hấp
1,5 Không thể làm việc được
3 – 6 Có thể nguy hiểm đến tính mạng
8 –10 Nhức đầu, rối loạn thị giác, mất tri giác ngạt thở
10 – 30 Ngạt thở ngay, thở chậm, tim đập yếu
35 Chết người
12
 Nguồn NOAA
News: Xử lý CO2 trong không khí
13
Phương pháp xử lý khí nhà kính đặc biệt là CO2, không phải là chưa được biết
đến. Tuy nhiên, có lẽ sẽ còn tốt hơn nếu chúng ta có thể biến lượng khí nhà kính
khổng lồ đang hủy hoại Trái Đất thành những thứ có ích hơn cho con người.
Mới đây, các nhà khoa học tại Học viện Công nghệ Massachussets (MIT) của Mỹ
đã thành công trong việc biến đổi gene của loài vi khuẩn Ralstonia Eutropha để
chúng có thể chuyển hóa carbon thành isobutanol.
Isobutanol là thứ chất dung môi có thể trộn lẫn để sử dụng cùng với xăng hay
thậm chí là có thể dùng thứ chất này để thay thế cho xăng xe. Các nhà khoa học
hi vọng khi đề án nghiên cứu của họ hoàn thành, những con vi khuẩn R-eutropha
qua biến đổi gene có thể giúp giảm thiểu lượng khí nhà kính trong môi trường
cũng như giảm bớt sự phụ thuộc của chúng ta vào nguồn nhiên liệu hóa thạch
đang sắp bị cạn kiệt.
Ban đầu, trước khi bị thay đổi, nguồn thức ăn của R-eutropha là carbon. Khi
nguồn thức ăn xung quanh môi trường sống của chúng trở nên khan hiếm, R-
eutropha tổng hợp một loại chất polyme để lưu giữ và bòn rút nốt từng chút
carbon đã từng đi qua bộ máy tiêu hóa của chúng.
Sau khi loại bỏ cũng như thêm vào một vài gen cho những con vi khuẩn này, cộng
với việc phức hợp một số phản ứng tổng hợp trong R-eutropha, các nhà nghiên
cứu tại MIT đã thay thế được loại polyme chúng sản sinh ra thành isobutanol.
Không giống như các sản phẩm cồn hay các chế phẩm xăng sinh học khác,
isobutanol có thể được sử dụng trực tiếp trên động cơ mà không cần qua thanh
lọc.
SOx
 Tính chất: SO2 là khí không màu, có vị
cay, mùi khó chịu, tỉ trọng d = 2,92
 Nguồn thải:
Khí này có nhiều ở các lò đốt có sử
dụng nhiên liệu có lưu huỳnh như ở lò
luyện gang, lò rèn, lò gia công nóng,
 Công nhiệp hóa chất: sản xuất
H2SO4, sử dụng các hóa chất chứa S
14
SO2
 Lượng phát thải: 66 triệu tấn
sulfur/năm – 132 triệu tấn SO2/năm
 Xâm nhập và biến đổi: SO2 vào cơ thể
qua đường hô hấp và tiếp xúc với
niêm mạc ẩm ướt nên hình thành
nhanh chóng các acid H2SO3 và H2SO4
 Tích lũy: Sau khi hít thở vào sẽ phân
tán trong máu tuần hoàn. Ở máu,
H2SO4 chuyển hóa thành sunfat và
thải ra nước tiểu
15
Ảnh hưởng của SO2
16
Hình minh họa
SO2
Gây độc
Động vật và người
Rối loạn chuyển hóa protein
và đường,gây thiếu vitamin B
và C, ức chế enzym oxydaze
Gây bệnh cho hệ tạo huyết
và tạo ra methemoglobin,
tăng cường quá trình oxy hóa
Fe2+ thành Fe3+
17
SO2
Gây độc
 Thực vật
Tác hại đến sự sinh trưởng của
rau, quả
Nồng độ thấp nhưng với thời gian
kéo dài một số ngày sẽ làm lá
vàng úa và rụng
Nồng độ cao thì trong một thời
gian ngắn đã làm rụng lá và gây
chết đối với nhiều loài thực vật
Gây ra mưa axit => tổn hại thực
vật 18
H2S
 Tính chất: hydro sulfur là khí không màu, mùi
thối đặc trưng, tỉ trọng d = 1,19, nhiệt độ sôi
Ts = – 60,2oC.
Nồng độ 40,3 – 45,5 % thể tích H2S trong
không khí, hỗn hợp sẽ nổ khi có tia lửa
 Nguồn: Nhân tạo:
Các cống rãnh thành phố như Nhiêu Lộc Thị
Nghè, Tàu Hũ, Bến nghé, Ruột ngựa, Kênh
Đôi, Kênh Tẻ
Quá trình sử dụng nhiên – nguyên liệu có
chứa lưu huỳnh
Ngành hóa dầu, luyện than cốc
19
H2S
 Nguồn:
 Thiên nhiên:
Chất hữu cơ, rau, cỏ hoặc các ruộng
lúa, đầm lầy, vùng đất ngập nước,
nhiều tàn tích hữu cơ
Phân giải yếm khí các hữu cơ chứa
lưu huỳnh
Các vết nứt núi lửa
20
H2S
Tải lượng
phát thải
Mặt đất phát ra khoảng 60 –
80 triệu tấn mỗi năm;
Từ sản xuất công nghiệp phát
ra khoảng 3 triệu tấn mỗi
năm
21
H2S
 Tích lũy: không có sự tích lũy.
 Chuyển hóa: H2S bị oxy hóa nhanh
chóng thành các sulfate, có độc tính
thấp hơn
22
H2S- GÂY ĐỘC
Người
và động
vật
 Tác dụng nhiễm độc toàn thân
 Ức chế men hô hấp Warburg (men
cytochrom oxydaze) có thể gây tử vong
 Kích thích tại chỗ lên niêm mạc vì tiếp
xúc ẩm, hình thành các loại sulfur.
 Các sulfur được tạo thành có thể xâm
nhập hệ tuần hoàn, tác động đến các
vùng cảm giác – mạch, vùng sinh phản
xạ của các thần kinh động mạch cảnh và
thần kinh hering.
23
H2S- GÂY ĐỘC
Người và
động vật
(tt)
 Nồng độ thấp (0,24 – 0,36 mg/l),
H2S có tác động lên mắt và đường
hô hấp
 Nồng độ 150 ppm có thể gây tổn
thương bộ máy hô hấp và màng
nhầy
 Nồng độ 700 – 900 ppm, thì H2S sẽ
nhanh chóng xuyên qua màng túi
phổi, ngay sau đó, thâm nhập vào
mạch máu và có thể gây tử vong. 24
H2S
 Gây độc – thực vật
Tổn thương lá cây, làm rụng lá và làm
giảm sinh trưởng
 Đào thải
Chỉ một phần nhỏ (< 6%) lượng hấp
thu vào động vật và người được thải
qua khí thở ra.
Các chất chuyển hóa của H2S (sulfate,
hydro sulfide) vào thận, sau đó được
thải ra qua nước tiểu
25
NOx
 Nitric oxide (NO) và nitơ dioxide (NO2)
 NO2 là một khí có màu hồng, mùi của
nó khi nồng độ ≥ 0,12 ppm
 NO là khí không màu, tỉ trọng d =
1,340, nhiệt độ sôi Ts = –151,8oC
 Nguồn: từ các nguồn đốt nhiên liệu
dầu, khí đốt, sản xuất hóa chất, hàn
cắt kim loại {48 triệu tấn NOx (chủ
yếu là NO2)}
26
NOX- GÂY ĐỘC
Người và
động vật
 NO trong khí quyển hầu như không có khả
năng thâm nhập vào mạnh máu để phản
ứng với Hb
 NO2 với nồng độ 100 ppm có thể làm chết
người và động vật chỉ sau vài phút
 NO2 nồng độ 5 ppm có thể gây tác hại bộ
máy hô hấp sau mấy phút tiếp xúc
 NO2 nồng độ 15 – 50 ppm gây nguy hiểm
cho phổi, tim, gan sau vài giờ tiếp xúc
27
NOX- GÂY ĐỘC
Thực
vật
 Thực vật nhạy cảm đối với môi
trường sẽ bị tác hại khi nồng độ
NO2 khoảng 1 ppm và thời gian
tác động trong khoảng một ngày
 Nồng độ thấp hơn, chỉ độ 0,35
ppm, thì thời gian tác động
khoảng một tháng mới gây tác hại
rõ rệt.
28
Amoniac
 Tính chất: khí không màu, mùi khai, tỉ
trọng d = 0,597, nhiệt độ sôi Ts = –
33oC; tạo với không khí một hỗn hợp
16–25% thể tích có thể gây nổ nếu
gặp tia lửa; tạo ra khí độc mới là NO,
NO2
 Nguồn: chất làm lạnh phổ biến; các
nhà máy sản xuất phân đạm, sản xuất
acid nitric và là chất thải của con
người và động vật.
29
AMONIAC - GÂY ĐỘC
Người và
động vật
 Kích thích mạnh lên lên đường hô hấp và
niêm mạc ẩm ướt, gây bỏng rát, do phản
ứng kiềm hóa kèm theo tỏa nhiệt
 Ngưỡng chịu đựng đối với amoniac là 20
– 40 mg/m3
 Tác động vào máu {nồng độ cao} => lên
não, gây hại hệ thần kinh trung ương,
làm động vật và người bị hôn mê nhẹ rồi
hôn mê sâu, thậm chí tử vong
30
AMONIAC - GÂY ĐỘC
T.vật
 Làm mô thực vật bị gẫy giòn; lá
có thể bị úa vàng rồi nhanh
chóng rụng la
 Nồng độ cao làm lá cây mất diệp
lục trở nên trắng bạch hay vàng
rực
 Làm đốm lá và rụng hoa, giảm số
lượng rễ , cây thấp đi, quả bị
thâm tím và giảm tỉ lệ nảy mầm
hạt giống
31
Ảnh hưởng của Amoniac
32
Hình minh họa
Clo và hơi HCl
 Tính chất:
Clo chất khí màu vàng lục, có mùi sốc
khó thở, tỉ trọng d = 2,486, nhiệt độ sôi
Ts = –33,9oC
Clorur hydro (HCl) là khí không màu, tỉ
trọng d = 0,921
 Nguồn:
Nhà máy hóa chất, nhà máy sản xuất
phân bón
Khi đốt than, giấy, chất dẻo và nhiên liệu
rắn
33
Clo và hơi HCl
 Chuyển hóa
Cl2 + H2O ↔ ?
2Cl2 + 2H2O ↔ ?
34
Clo và hơi HCl
 Chuyển hóa
Cl2 + H2O ↔ HCl + HClO
2Cl2 + 2H2O ↔ 4HCl + O2
35
CLO VÀ HƠI HCL
Người và
động vật
 Clo cực độc ở bất cứ nồng độ nào
 Môi trường có nồng độ clo cao sẽ bị xanh
xao, vàng vọt, bệnh tật và có thể bị chết
 Hơi acid HCl có tác hại đến đường hô hấp và
niêm mạc mắt.
 Tác dụng kích thích cục bộ, HCl sẽ gây
bỏng, sưng tấy, tụ máu, trường hợp nặng có
thể dẫn tới hiện tượng phổi bị mọng nước
 HCl gây co thắt thanh quản, viêm phế quản
kích thích, phù phổi
36
CLO VÀ HƠI HCL
Thực vật
 Khí clo và HCl làm cho cây cối chậm phát
triển, gây bạc lá, với nồng độ cao thì cây
chết
 Dưới nồng độ gây chết HCl có tác dụng làm
giảm độ mỡ bóng của lá cây, làm cho các tế
bào biểu bì của lá bị co lại.
37
KHÍ FLO VÀ HYDRO FLORUA HF
Tinh chất
Nguồn
38
KHÍ FLO VÀ HYDRO FLORUR HF
Tích lũy,
đào thải
Gây độc
39
Mêtan
 Tính chất:
 Methane rất dễ bắt cháy, ngọn lửa không
màu
 Nồng độ CH4 trong không khí đạt từ 5 đến
15% thể tích (điều kiện chuẩn) sẽ nổ rất
mạnh khi có tia lửa.
 Khi cháy nổ tạo ra các chất ô nhiễm thứ cấp
như COx, bụi than
 Nguồn:
 Trong các mỏ, các vỉa than
 Các kênh rạch ô nhiễm hữu cơ của thành phố
40
MÊTAN
Gây độc
 Nồng độ metan trong không khí từ 45% trở
lên gây ngạt thở do thiếu oxy
 Hít phải khí này có thể gặp các các triệu
chứng nhiễm độc như say, co giật, ngạt,
viêm phổi, áp xe phổi
{ Áp-xe phổi là một viêm nhiễm cấp tính gây
hoại tử ở nhu mô phổi, tạo nên một hay
nhiều hang chứa mủ, Mùa đông áp-xe phổi
dễ xảy ra sau các bệnh nhiễm khuẩn mũi
họng và đường hô hấp trên }
41
MÊTAN
Gây độc
 Nồng độ trên 40.000 mg/m3 có thể bị tai
biến cấp tính với các triệu chứng như tức
ngực, chóng mặt, rối loạn giác quan, tâm
thần, nhức đầu, buồn nôn, nôn (say)
 Nồng độ trên 60.000 mg/m3 sẽ xuất hiện
các cơn co giật, rối loạn tim và hô hấp, thậm
chí gây tử vong.
42