Tài liệu độc tố học môi trường trần thị mai phương, 246 trang

Giới thiệu môn học Độc tố học môi trường Giảng viên: ThS.Trần Thị Mai Phương Khoa Môi trường – ĐHKHTN tp.HCM Email: ttmphuong@hcmuns.edu.vn Tel: 095 88 929 56 Giới thiệu moân học tieân quyeát 1. Hoù Hoùa moâi trö tröôøng ng 2. Sinh vaä vaät ñaïi cöông 3. Sinh thaù thaùi moâi trö tröôøng ng 4. Vaä Vaät lyù lyù Moâi trö tröôøng ng 5. Ñòa lyù lyù moâi trö tröôøng ng Taøi lieäu tham khaûo 1. 2. 3. 4. 5. 6. Ñaëng Kim Chi - HOÙA HOÏC MOÂI TRÖÔØNG. Nhaø xuaát baûn KHKT, Haø noäi 2005. Hoaøng Vaên Bính - ÑOÄC CHAÁT HOÏC COÂNG NGHIEÄP VAØ DÖÏ PHOØNG NHIEÃM ÑOÄC. Nhaø xuaát baûn KHKT, tp.HCM 2005. Leâ Huy Baù - ÑOÄC HOÏC MOÂI TRÖÔØNG S. Vedy - ÑOÄC TOÁ HOÏC MOÂI TRÖÔØNG. CPSE – EPFL, Thuïy só 2000. M.Ruchirawat, R.C Shank – ENVIRONMENTAL TOXICOLOGY, VOL 1,2,3. Bankok –Thailand 1998. HANDBOOK OF ECOTOXICOLOGY – Second Edition, Lewis Publishers. Saùch tham khaûo Noäi dung moân hoïc Moân hoïc giôùi thieäu caùc daïng ñoäc chaát cuõng nhö caùc bieán ñoåi, quaù trình chuyeån hoùa caùc chaát, moâ taû con ñöôøng chuyeån hoùa caùc chaát ñoäc haïi trong cô theå sinh vaät vaø con ñöôøng (chuoãi) gaây ñoäc trong moâi tröôøng. Moân hoïc ñi saâu moâ taû nguoàn goác vaø aûnh höôûng cuûa ñoäc chaát leân quaàn theå sinh vaät bao goàm con ngöôøi vaø caùc sinh vaät noùi chung. Moân hoïc coøn cung caáp cho sinh vieân nhöõng khaùi nieäm vaø kieán thöùc cô baûn caùc möùc ñoä ñoäc, ñôn vò bieåu dieãn ñoä ñoäc cuûa caùc loaïi ñoäc chaát sinh hoïc, hoùa hoïc, chieán tranh vaø phoùng xaï. Noäi dung moân hoïc CHÖÔNG 1 ÑAÏI CÖÔNG VEÀ ÑOÄC TOÁ HOÏC MOÂI TRÖÔØNG 1.1 ÑÒNH NGHÓA, CAÙC KHAÙI NIEÄM CÔ BAÛN ÑOÄC HOÏC MOÂI TRÖÔØNG 1.2 LÒCH SÖÛ PHAÙT TRIEÅN NGAØNH ÑOÄC TOÁ HOÏC MOÂI TRÖÔØNG 1.3 SÖÏ LIEÂN QUAN GIÖÕA ÑOÄC TOÁ HOÏC MOÂI TRÖÔØNG VAØ PHAÙT TRIEÅN COÂNG NGHIEÄP HOAÙ CHAÁT 1.4 MOÄT SOÁ KHAÙI NIEÄM CÔ BAÛN VEÀ ÑOÄC HOÏC 1.5 PHAÂN LOAÏI ÑOÄC CHAÁT THEO ÑOÄC TÍNH Noäi dung moân hoïc CHÖÔNG 2 PHAÂN LOAÏI ÑOÄC CHAÁT MOÂI TRÖÔØNG 2.1 PHAÂN LOAÏI ÑOÄC CHAÁT MOÂI TRÖÔØNG 2.2 KIM LOÏAI NAËNG 2.3 CAÙC HÔÏP CHAÁT HÖÕU CÔ THÔM MAÏCH VOØNG 2.4 CAÙC HÔÏP CHAÁT HÖÕU CÔ CHÖÙA CHLOR 2.5 CAÙC LOÏAI THUOÁC BAÛO VEÄ THÖÏC VAÄT (BVTV) Noäi dung moân hoïc CHÖÔNG 3 QUÙA TRÌNH CHUYEÅN BIEÁN CUÛA ÑOÄC CHAÁT TRONG MOÂI TRÖÔØNG 3.1 NGUYEÂN LYÙ VAØ ÑÔN VÒ ÑOÄC CHAÁT HOÏC 3.2 CAÙC NHAÂN TOÁ MOÂI TRÖÔØNG AÛNH HÖÔÛNG ÑEÁN ÑOÄ ÑOÄC VAØ HOAÏT TÍNH CUÛA ÑOÄC CHAÁT 3.3 DIEÃN BIEÁN VAØ CON ÑÖÔØNG ÑI CUÛA ÑOÄC CHAÁT 3.4 CHU TRÌNH SINH ÑÒA HOAÙ HOÏC CUÛA CAÙC CHAÁT ÑOÄC Noäi dung moân hoïc CHÖÔNG 4 CAÙC PHAÛN ÖÙNG CUÛA SINH VAÄT VÔÙI ÑOÄC TOÁ 4.1 XAÂM NHAÄP ÑOÄC CHAÁT VAØO CÔ THEÅ 4.2 SÖÏ TÍCH TUÏ SINH HOÏC 4. 3 SÖÏ KHUYEÁCH ÑAÏI SINH HOÏC 4.4 CAÙC DAÁU HIEÄU SINH HOÏC Noäi dung moân hoïc CHÖÔNG 5 ÑOÄC HOÏC MOÂI TRÖÔØNG NÖÔÙC 5.1 ÑOÁI TÖÔÏNG NGHIEÂN CÖÙU 5.2 THÖÛ NGHIEÄM ÑOÄC HOÏC (TOXICITY TEST) 5.3 NHÖÕNG YEÁU TOÁ CAÀN THIEÁT VAØ QUAN TROÏNG ÑEÅ ÑO ÑOÄC TÍNH 5.4 ÑAÙNH GIAÙ VAØ ÖÔÙC LÖÔÏNG LIEÀU LÖÔÏNG Noäi dung moân hoïc CHÖÔNG 6 NGHIEÂN CÖÙU ÑAÙNH GIAÙ RUÛI RO ÑOÄC HOÏC MOÂI TRÖÔØNG 6.1 PHÖÔNG PHAÙP LUAÄN 6.1.1 Phöông phaùp luaän ñaùnh giaù caùc ruûi ro, nguy haïi cuûa chaát ñoäc vôùi moâi tröôøng 6.1.2 Phöông phaùp xeùt nghieäm ñoäc hoïc 6.2 NGHIEÂN CÖÙU ÑAÙNH GIAÙ RUÛI RO ÑOÄC HOÏC MOÂI TRÖÔØNG CHÖÔNG 7 ÑOÄC TOÁ HOÏC VAØ SÖÙC KHOÛE COÄNG ÑOÀNG 7.1 KHAÙI NIEÄM OEL 7.2 CÔ SÔÛ THIEÁT LAÄP GIAÙ TRÒ OEL 7.3 MUÏC TIEÂU VAØ GIÔÙI HAÏN OEL ÑAÏI CÖÔNG VEÀ ÑOÄC TOÁ HOÏC MOÂI TRÖÔØNG Environment is full of toxins Ñònh nghóa Ø Ñoäc hoïc moâi tröôøng laø moät ngaønh khoa hoïc nghieân cöùu moái quan heä phöùc taïp giöõa chaát ñoäc vaø moâi tröôøng (ñaát, nöôùc, con ngöôøi, heä sinh thaùi…) Ø Ñoäc hoïc moâi tröôøng laø moät ngaønh hoïc lieân quan ñeán caùc ngaønh khaùc nhö hoùa hoïc, lyù hoïc, sinh hoïc, sinh thaùi hoïc, sinh hoaù hoïc, sinh lyù hoïc, döôïc hoïc thaäm chí caû ñòa lyù, lòch söû… 1 Con ngöôøi vaø moái hieåm hoïa töø caùc chaát thaûi ñoäc haïi Caùc lónh vöïc aùp duïng Ø Ñaùnh giaù taùc ñoäng moâi tröôøng Ø Caûnh baùo, döï baùo khaû naêng bieán ñoåi moâi tröôøng Ø Giaùm saùt, quan traéc moâi tröôøng Ø Quaûn lyù moâi tröôøng Ø Coâng ngheä Ø Luaät moâi tröôøng 2 LÒCH SÖÛ PHAÙT TRIEÅN NGAØNH ÑOÄC TOÁ HOÏC MOÂI TRÖÔØNG n Tröôùc 1960: hình thaønh khaùi nieäm ñoäc hoïc moâi tröôøng (Minamata, Dioxin VN) n Thaäp nieân 70: söï phaùt trieån vöôït böïc cuûa khoa hoïc kyõ thuaät trong hoùa phaân tính moâi tröôøng n 1970-1980: Khaúng ñònh roõ raøng moái lieân quan giöõa chaát ñoäc trong moâi tröôøng vaø haäu quaû cuûa noù leân sinh vaät, chuoãi thöùc aên vaø söùc khoûe con ngöôøi. (Dioxin Seveso) Minamata - Japan 1400 ngöôøi cheát 2000 ngöôøi bò aûnh höôûng 3 Dioxin - Vietnam Seveso - YÙ 4 LÒCH SÖÛ PHAÙT TRIEÅN NGAØNH ÑOÄC TOÁ HOÏC MOÂI TRÖÔØNG n Naêm 1979 Uûy ban baûo veä Moâi tröôøng Myõ (EPA Environmental Protection Agent – www.epa.gov) vaø Uûy ban Moâi tröôøng chaâu Aâu (CEE) ban haønh nhöõng qui ñònh ñaàu tieân trong vieäc chaáp thuaän caùc saûn phaåm hoùa hoïc theo khía caïnh moâi tröôøng. n Vaøo nhöõng naêm cuoái thaäp nieân 80, ngaønh ñoäc toá hoïc moâi tröôøng baét ñaàu ñöôïc ñöa vaøo nghieân cöùu vaø giaûng daïy trong caùc tröôøng ñaïi hoïc. n Moät soá saùch chuyeân ngaønh cuõng baét ñaàu ñöôïc xuaát baûn keå caû taïp chí Ñoäc hoïc moâi tröôøng (Environmental Toxicology). LIEÂN QUAN GIÖÕA ÑOÄC TOÁ HOÏC MOÂI TRÖÔØNG VAØ COÂNG NGHIEÄP HOAÙ CHAÁT Ø Ngaønh coâng nghieäp hoùa chaát voâ cô phaùt trieån vuõ baõo vaøo giöõa theá kyû 19 Ø Ñeán ñaàu theá kyû 20, coâng nghieäp hoùa chaát höõu cô, ñaëc bieät ñöùng ñaàu laø coâng nghieäp hoùa daàu. Ø Cho tôùi cuoái theá kyû 20, sau ñaïi chieán theá giôùi laàn thöù nhaát, caùc coâng ty hoùa chaát taäp trung phaùt trieån caùc saûn phaåm daân duïng: coâng nghieäp nhöïa, sôn daàu, chaát taåy röûa vaø baûo veä thöïc vaät ñöôïc öu tieân vaø phaùt trieån vôùi toác ñoä khoâng ngöøng. 5 KHAÙI NIEÄM CÔ BAÛN VEÀ ÑOÄC HOÏC Ø Chaát ñoäc - Toxin Ø Thöû nghieäm ñoäc hoïc (Toxicity test): Ø Giaùm saùt chaát ñoäc Ø Khöû ñoäc - Detoxification Ø Cöôøng ñoä tieáp xuùc: acute, chronic 6 KHAÙI NIEÄM CÔ BAÛN VEÀ ÑOÄC HOÏC Ø Chæ soá giôùi haïn ngöôõng TLV (Threshold limit value) Ø Chæ soá giôùi haïn an toaøn TEL (Threshold effect level) Ø Chæ soá giôùi haïn khoâng an toaøn PEL (Probable effect level) Ø LC50: Median lethal concentration Ø EC50: Median effect concentration Ø LOEC - Lowest observed effect concentration Ø NOEC - No observed effect concentration Baøi taäp Sinh vieân veõ sô ñoà moái quan heä giöõa LC50, NOEC vaø LOEC 7 PHAÂN LOAÏI ÑOÄC CHAÁT MOÂI TRÖÔØNG PHAÂN LOAÏI ÑOÄC CHAÁT MOÂI TRÖÔØNG ♦ Nhoùm chaát oâ nhieãm vi löôïng Phaàn lôùn laø nhoùm toång hôïp nhaân taïo, coù theå gaây ñoäc ôû nhöõng noàng ñoä raát thaáp vaø thöôøng gaây ra nhöõng aûnh höôûng mang tính chaát laâu daøi qua caùc theá heä sinh vaät. ♦ Nhoùm chaát oâ nhieãm ña löôïng: Thöôøng laø caùc hôïp chaát coù trong töï nhieân hay chaát oâ nhieãm vôùi moät noàng ñoä baát thöôøng ngoaøi giôùi haïn trong moät thôøi gian ngaén. AÛnh höôûng cuûa chuùng tôùi moâi tröôøng thì khaùc nhau tuøy theo ñòa chaát, khí haäu vaø möùc ñoä toàn taïi cuûa chuùng. 1 Chaát oâ nhieãm vi löôïng 1. Kim loïai naëng: Pb, Cu, Hg, Cd, Cr… 2. Hôïp chaát höõu cô: dung moâi maïch voøng thôm, chaát höõu cô chöùa Chlor, hôïp chaát thôm chöùa nhoùm amin, chaát deûo, chaát choáng chaùy, chaát taåy röûa… 3. Nhoùm thuoác baûo veä thöïc vaät: thuoác dieät coû, tröø saâu, tröø naám… Kim loaïi naëng trong moâi tröôøng Nguoàn goác ♦ Coâng nghieäp hoaù chaát, chaát taåy, boät maøu ♦ Cheá bieán than, daàu moû ♦ Coâng nghieäp luyeän kim, ñieän töû ♦ Giao thoâng ♦ Coâng nghieäp maï, phim aûnh ♦ Ñieàu cheá phaân boùn vaø thuoác BVTV 2 Coâng cuï nghieân cöùu ñoäc hoïc kim loaïi Caùc nghieân cöùu chuyeân saâu veà söï chuyeån hoaù kim loaïi trong moâi tröôøng ñoøi hoûi caùc phöông phaùp phaân tích hieän ñaïi maø chæ coù nhöõng kyõ thuaät hieän ñaïi nhö maùy quang phoå haáp thu nguyeân töû (AAS) nhöõng naêm gaàn ñaây môùi ñaùp öùng ñöôïc. Cô sôû ñaùnh giaù möùc ñoä gaây ñoäc ♦ Caùc daïng ion (hoùa trò) cuûa moät kim loaïi coù khaû naêng taïo caùc möùc ñoä ñoäc khaùc nhau. ♦ Kim loaïi coù theå taïo ra nhieàu phöùc hôïp baèng caùch haáp thuï beà maët caùc chaát höõu cô hoaëc caùc loïai khoaùng vaø möùc ñoä gaây ñoäc khaùc nhau. ♦ Kim loaïi daïng hoøa tan hay kim loaïi daïng haáp thuï ♦ Ñoäc tính kim loaïi giaûm khi pH taêng ♦ Ñoä cöùng nöôùc taêng laøm ñoäc tính kim loïai giaûm ñi. 3 Caâu hoûi thaûo luaän ♦ Taïi sao ñoäc tính kim loaïi giaûm khi pH taêng? ♦ Taïi sao ñoä cöùng nöôùc taêng laøm ñoäc tính kim loïai giaûm ñi? 4 Ñoäc hoïc Thuûy ngaân Hg - Mercury Nguoàn goác töï nhieân v Do hoaït ñoäng cuûa nuùi löûa v Bay hôi töø ñaát, nöôùc maët v Phaân huûy quaëng v Chaùy röøng 1 Nguoàn goác nhaân taïo 70% nguoàn goác do: v Quaù trình ñoát chaùy nhieân lieäu daàu, than v Caùc loø ñoát chaát thaûi Coøn laïi do hoaït ñoäng: v Saûn xuaát giaáy v Thuoác dieät naám v Sôn v Coâng ngheä haøn, ñieän töû Trong 20 naêm gaàn ñaây, löôïng Hg thaûi ra moâi tröôøng khoaûng 2000-6000 taán/naêm Quaù trình di chuyeån trong moâi tröôøng 2