🔙 Quay lại trang tải sách pdf ebook Giáo trình độc học môi trường Ebooks Nhóm Zalo GIÁO TRÌNH ĐỘC HỌC MỒI TRƯỜNG "» " “'i NHÀ XUẤT BẢN ĐAI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI ĐẠI HỌC ĐÀ NẰNG TRƯỜNG OẠI HỌC BÁCH KHOA LÊ PHƯỚC CƯỜNG, ĐẶNG KIM CHI GIÁO TRÌNH ĐÔC HOC MÔI TRƯỜNG NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC QUÓC GIA HÀ NỘI MỤC LỤC Trang Danh mục hình................................................................................................ 9 Danh mục bảng.............................................................................................. 10 Danh mục từ viêí tắt...................................................................................... 11 Lòi nói đầu.......................................................................................................15 Chương I MỘT SỐ VẤN ĐỂ CHUNG VỂ ĐỘC HỌC MÔI TRƯỜNG 1.1. Khái niệm vể độc học....................................................................17 1.1.1. Định nghĩa độc học môi trường....................................................19 1.1.2. Độcchâí.............................................................................................24 1.1.3. Phân loại độc học môi ưưòng...................................................... 25 1.2. Sức khoẻ môi trường..................................................................... 26 1.2.1. Khái niệm sức khoẻ môi trường................................................... 27 1.2.2. Lịch sừ phát triển của thực hành sức khoẻ môi trường........... 28 1.2.3. Quan hệ giữa sức khoẻ và độc châí môi trường........................32 1.2.4. Định hướng cho môi trường lành mạnh..................................... 42 1.3. Tính độc, các đặc trung của tính độc......................................... 46 1.3.1. Định nghĩa tính độc........................................................................ 46 1.3.2. Các yêu tố ảnh hưởng đêh tính độc của một dứft.................... 46 1.3.3. Các đặc trưng của tính độc............................................................55 1.3.4. Các biêu hiện của tính độc.............................................................56 1.4. Quan hệ giữa liều lượng và phản ứng...................................... 60 1.4.1. Liều lượng (dose)............................................................................ 60 1.4.2. Phản ứng............................................................................................ 61 1.4.3. Môĩ liên hệ giữa liều lượng và phản ứng...................................62 Câu hỏi ôn tập Chương 1............................................................................ 63 Tài liệu tham khảo........................................................................................63 6 GIÁO TR)NH ĐỘC HỌC MỒI TRƯỜNG Chương II ĐỘC CHẮT TRONG MÔI TRƯỜNG 2.1 Một số độc chắt môi trường............................................................ 67 2.1.1. Độc châí trong môi trường đâ't...................................................... 69 2.1.2. Độc chất trong môi trường nước................................................... 79 2.1.3. Độc chất trong môi trường không khí..........................................98 2.2. Nguổn gốc của độc chất môi trường........................................... 105 2.2.1. Nguổn gõc tự nhiên......................................................................... 105 2.2.2. Nguổn gốc nhân tạo..................................................................... 106 2.3. Phân loại độc chất môi trường................................................... 109 2.3.1. Phân loại theo bản chất gây độc của độc chất...........................109 2.3.2. Phân loại theo tính độc..................................................................110 2.3.3. Phân loại theo tác động gây độc................................................. 112 2.3.4. Phân loại dựa theo độ bền vững của độc chất trong môi trường...................................................118 2.4. Sự lan truyền của độc chất trong môi trường............................119 2 1 1 . Sự lan truyền của độc châ't trong môi trường không khí.......119 2.4.2. Sự lan truyền của độc châ't trong môi trưòng đâ't...................122 2.4.3. Sự lan truyền của độc châ't trong môi trường nước................ 125 2.4.4. Sự lan truyền của độc châ't trong môi trường sinh h ọc..........127 Câu hỏi ôn tập Chương I I .........................................................................136 Tài liệu tham khảo...................................................................................... 137 phương III NGƯYÊN LÝ CỦA Độc HỌC Mổl TRƯỜNG 3.1. Các nguyên tắc trong nghiên cứu độc học môi trường...... 139 3.1.1. Nguyên tắc chung trong nghiên cứu độc học...........................139 3.1.2. Nghiên cứu đánh giá độ an toàn của độc chất..........................144 3.2. Động học của độc học môi trường............................................158 3.2.1. Vận chuyển cùa độc chất trong môi trường............................158 3.2.2. Quá trình chuyển hóa và biêh đồi độc chất trong môi trường... 160 3.2.3. Khả năng tổn lưu cùa độc châ't trong môi trường................. 165 Mục lục 7 3.3. Động dược học môi trường đối vói cơ thể sổng...................173 3.3.1. Phương thức độc chất đi vào cơ thê’..........................................174 3.3.2. Tác động của chất độc đổi với cơ thể sông.............................. 195 3.4. Anh hưởng của chất độc đối vói một số ca quan trong cơ thể sống........................................................................... 202 3.4.1. Độc học hệ thần kinh................................................................... 202 3.4.2. Độc học hệ hô hâp........................................................................ 204 3.4.3. Độc học của gan.............................................................................206 3.4.4. Độc học của thận...........................................................................209 3.4.5. Độc học của da...............................................................................210 Câu hỏi ôn tập Chương III....................................................................... 211 Tài liệu tham khảo......................................................................................213 Chương IV ĐỐC HỌC CỦA MỘT SỐ TẮC NHAN GAY Ồ NHIỄM MOl TRƯỜNG 4.1. Độc học của một số tác nhân hóa học..................................... 215 4.1.1. Độc học của một số kim loại nặng lên cơ thê’ sổng.................215 4.1.2. Độc học của một số châí hữu cơ tổn lưu.................................. 227 4.1.3. Độc học của một số chất phụ gia thực phẩm..........................241 4.1.4. Độc học của một số châí khí.......................................................246 4.2 Độc học củá một số tác nhân sihh học................................... 254 4.21. Độc học của một SỐ động vật......................................................255 4.22. Độc học của một số thực vật.......................................................258 4.23. Độc học của một SỐ vi sinh vật...................................................264 4.3. Độc học của một số tác nhân vật lý......................................... 279 4.3.1. Độc học của một sô' tác nhân phóng xạ.................................... 279 4.3.2. Độc học cùa một số tác nhân điện từ........................................ 283 4.3.3. Độc học của tác nhân nhiệt....................................................... 285 4.3.4. Độc học của tác nhân tiêng ổn.....................................................286 Câu hỏi ôn tập Chương IV.......................................................................289 Tài liệu tham khảo..................................................................................... 290 Số hiệu hình DANH MỤC HÌNH Tên hình Trang 18 1.1 Hình ảnh bệnh nhân mắc hội chứng viêm dạ dày sừng bàn tay bàn chân do độc chất môi trường tại tính Quảng Ngãi năm 2012 1.2 Đường đi và ảnh hưởng của chất độc trong ca thê’ 20 1.3 Sơ đổ quan hệ ô nhiễm môi trường và sức khoẻ con người 33 1.4 Biểu đổ thế hiện tì lệ người mắc các bệnh phô’ biến tại 39 làng nghể tái chê'kim loại Châu Khê (Bắc Nỉnh) 1.5 Biểu đổ thê’hiện tỷ lệ mắc bệnh tại làng nghề chếbiến 42 dược liệu Thiêt Trụ (Hưng Yên) so với làng đối chứng 2.1 Tình hình sản xuâ't phân bón năm 2015 73 22 Công thức câu tạo và khôi lượng phân từ một sô'hợp châ't PAHs đặc trưng tổn lưu 2.3 Hình ảnh máy bay Hoa Kỳ rải chất độc da cam xuống miền Nam Việt Nam 90 109 2.4 Sơ đổ câu tạo mixen keo đất 123 25 Tích luỹ và phóng đại sinh học của DDT 129 2.6 Một dây chuyền thực phẩm tổng quát 135 3.1 Chu trình phân huỷ quang hoá trong môi trường tự nhiên 161 32 Xúc tác nano rhodium biến CO2 thành nhiên liệu hữu ích 162 3.3 Vi khuẩn E.coli biên tính có thê’ khử nhiễm các mẩm bệnh 163 thực phẩm 3.4 Sơ đổ vận chuyển chất độc trong môi trường 165 3.5 Sơ đổ tổng quát chung của quá trình hấp thụ, chuyển hoá, tích tụ và đào thài chất độc của cơ thế sông 174 3.6 Các cơ quan thải độc tô' trên co thè 192 3.7 Da tay bị bỏng rát khi tiếp xúc với hoá chất 196 Số hiệu báng DANH MỤC BẢNG Tên bảng Trang 1.1 Tỳ lệ bệnh tật tại làng đá mỹ nghệ Non niróc, Đà Nẵng 37 tính trên tổng số dân của khu vực 1.2 Các nổng độ gây chêt trung bỉnh của ba kim loại nặng 52 đôì vói cá chạch đá và cá hổi cẩu vổng 2.1 Nhu cẩu phân bón toàn cẩu 73 81 2.2 Một số thành phẩn độc chất, tạp chât cơ bản của nước thải đô thị 87 2.3 Các chất hữu cơ tổng hợp điền hình gây ô nhiễm môi trường nước 2.4 Các nguyên tố vêt gây ô nhiễm môi trường nước 97 2.5 Nguổn gốc và thành phẩn bụi 99 101 2.6 Nguổn gốc và ảnh hưởng của một sốkim loại trong khí quyển 2.7 Các châì ô nhiễm sinh ra do đốt nhiên liệu 103 103 2.8 Một sô' chất gây ô nhiễm và tác hại đôi với sức khoẻ con người 2.9 Phân loại mức độ độc theo WHO 111 2.10 Phân loại các châ't ung thư theo IARC và EPA 114 2.11 Thời gian bán phân huỷ của một sô' điất trong môi trường 118 3.1 Môì liên quan giữa nóng độ c o và triệu chứng nhiễm độc 141 3.2 Vận chuyên các chất trong các thành phẩn môi trường 159 4.1 Tỷ lệ sử dụng thuỷ ngân trong một sô' ngành kỹ thuật 216 4.2 Một số nhóm độc tố thường gặp ờ thực vật 259 4.3 Phân bô' của một số đổng vị phóng xạ trong cơ thê’ 282 4.4 Mức áp suất âm tương đương của một số nguổn ổn thường gặp 287 DANH MỤC Tử VIẾT TÁT Từ viết tắt Tiếng Anh - Tiếng La Tinh Tiếng Việt POPs President Organic Pollutants Chất ô nhiễm hữu cơ khó phán huỷ PAHs Polycyclic Aromatic Hydrocacbons Hợp chất hydrocacbon đa vừng thơm PCBs Polychlorinated Biphenyls Hợp chít hữu cơ đa chức có chúa do VOCs Volatile Organic compounds Các hợp chát hữu cơ bay hơi W HO World Health Organization Tó chức Y tế Thế giới FAO Food and Agriculture Organization Tí chức Lương thực và Nống of the United Nations nghiệp Liẻn Hiệp Quốc UNEP United Nations Environment Chương trình MỐI trường Programme Liên Hiệp Quốc SNG Sodruzhestvo Nezavisimykh Gosudarstv (Commonwealth of independent States) Cộng đóng các quốc gia độc lập TNT Trinitrotoluen Thuốc nổ TNT DDT Dichloro Diphenyl Trichloroethane DDD 1,1 Dido 2,2 bis (4- dophenyOethane LDso Lethal Dose, 50% Liếu lượng của hoá chát gây chết 50% của sinh vật thl nghiệm EDso Effective dose Liểu có hiệu quả trên 50% sổ sinh vật thí nghiệm LTso Lethal time Thời gian gây chét 50% của sinh vật thí nghiệm M ATC Maximum Acceptable Toxicant Nóng độ gây độc cực đại có thể Concentration cháp nhận được 12 GIÁO TRlNH ĐỘC HỌC MÔI TRƯỜNG Từ viết tắt Tiếng Anh - Tiếng La Tinh Tiếng Việt NO EC No observed effect concentration Nóng độ cao nhất của độc chất mà tại nóng độ đó không quan sát tháy ảnh hưởng nhiễm độc đến sinh vật thực nghiệm NOEL No observed effect level Liều lượng cao nhất của độc chất mà tại nổng độ đó khống quan sát thấy ảnh hưởng nhiêm độc đến sinh vật thực nghiệm LO EC Low observed effed concentration Nóng độ thấp nhắt của độc chất trong mối trường đế có thế quan sát tháy biểu hiện nhiễm độc LOEL Low observed effed level Liễu lượng tháp nhất củỉ độc chất trong môi trường đế có thể quan sát thấy biểu hiện nhiễm độc IARC International Agency for Research on Cancer Tỉ chức Thé giới Nghiên cứu vé Ung thư EPA Environmental Protection Agency Tổ chức Bảo vệ Môi trường CM CN Cách mạng cỗng nghiệp IFA Internationl Fertilizer Hiệp hội phân bón Quốc tế BVTV Industry Association Bảo vệ thực vật NN Nông nghiệp PTNT Phát triển nông thôn QCVN Quy chuẩn Việt Nam TN Tài nguyên M T Môi trường HIV Human Immunodeficiency Virus Virus suy giảm miễn dịch ở người B O D Biochemical Oxygen Demand N h ucáu oxyh oá sinh hoc Mụclục 13 Từ viết tắt Tiếng Anh - Tiếng La Tinh Tiếng Việt COD Chemical Oxygen Demand Nhu cáu oxy hoá hoá học ss Suspended Solid Chất rán lơ lửng BCF Bio Concentration Factor Hệ sỗ tích tụ sinh học ED Endocrine Disruptors Chất gây rỗi loạn nội tiết A F Application Hệ SỔ áp dụng ppm part per million Phán triệu p p t part per billion Phán tỷ Cd Cadmium Cadimi Zn Zinc Kẽm Pb Lead Chì Cu Copper Đổng AI Alumium Nhôm Fe Iron Sát Hg Mecury ĩhuỷ ngân C r Chromium Crom MÒ Molybdenum Molypden Ni Nickel Niken Se Selenium Selen Sb Antimony Antimon M n Manganese Mangan Co Cobalt Coban p Phosphorus Photpho N Nitrogen Nitơ K Potassium Kali 14 GIÁO TRlNH ĐỘC HỌC MÔI TRƯỜNG Từ viết tắt Tiếng Anh - Tiếng La Tinh Tiếng Việt Ba Barium Bari Sr Strontium Stronti Ra Radium Radi Be Beryllium Beri F Fluorine Flo Cl Clorine Clo Br Bromine Brom NAT N - acetyltransferase CO Cacbon oxit ABS Alkyl Benzen Sunfonat LAS Linear Alkyl Sunfonat ADN (DNA) Deoxyribonucleic Acid Axit Deoxyribonucleic ARN (RNA) Ribonucleic Add Axit Ribonucleic PCD D polychlordibenzodioxin PCDF polychlordibenzo - furan Aa Acetaldehyd PCB Polychlorobiphenyl TCDD 2,3,7,8 - Tetrachlorodibenzodioxin Ach Acetylchlorine EDTA Etylen Damin Tetra Acetic ATP Adenosin Triphotphat G A BA Gamma Aminobutyric LỜ I N Ó I Đ Ầ U Dộc học môi trường là môn học thuộc khối kiến thức cơ sở ngành của các chuyên ngành đào tạo Kỹ thuật môi trường và Quản lý tài nguyên & Môi trường được giảng dạy khi sinh viên năm thứ 3 đã học các học phần đại cương và cơ sở ngành khác. Cho iên nay, đã có nhiều giáo trình như: Độc học môi trường cơ bản, Độc học sinh thái, Sức khoẻ môi trường y học,... và phần lớn các giáo trình đều tập trung vào lĩnh vực sinh thái, y tế, môi trường mà thực chất chưa có một giáo trình cụ thể đề cập đến các tác động của độc tính hoá học, vật lý, sinh học đến sức khoẻ môi trường và các thành phần môi trường. Dối với sinh viên ngành Kỹ thuật môi trường và Quản lý tài nguyln & Môi trường, khoa Môi trường, Trường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nằng, các kiên thức cơ bản về các độc châ't môi trường và sự dịch chuyển, chuyển hoá các độc chất trong môi trường sống xung quanh, cách xác định các độc châ't trong môi trường đều rất cần thiết giúp sinh viên có thể vận dụng các kiên thức để góp phần trong công tác bảo vệ và nâng cao châ't lượng sức khoẻ môi trường, giảm thiểu tối đa mức độ gây hại của các độc (hâ't tự nhiên và nhân tạo trong môi trường sông. Với lý do trên, chúng tôi biên soạn "Giáo trình Độc học môi trườrg" nhằm cung cấp các kiên thức về độc học, sức khoẻ môi trườrg, nguyên nhân và nguổn gốc (hoá học, vật lý, sinh học) của một số chất độc môi trường, sự lan truyền cùa độc châ't trong các thànỉ phần môi trường, nguyên lý của độc học môi trường và mức độ ảnh hưởng của độc chất môi trường đến sức khoẻ con ngườ, sức khoẻ môi trường. 1 6 GIÁO TRlNH ĐỘC HỌC MÔI TRƯỜNG Bô' cục Giáo trình gổm có 4 chương: Chương 1 trình bày các các khái niệm nội dung, vân đề cơ bản về độc học, sức khoẻ môi trường, tính độc cũng như các mối quan hệ giữa liều lượng độc tố và phản ứng của cơ thể sông. Chương 2 đề cập đến một số độc chất môi trường và sự lan truyền của chúng trong các thành phần môi trường đất, nước, không khí; Nguồn gốc, phân loại độc châ't môi trường theo các tiêu chuẩn khác nhau. Chương 3, 4 tập trung vào các kiên thức chuyên sâu về nghiên cứu độc học môi trường, sự ảnh hưởng của độc chất môi trường đên cơ thể sống, khả năng vận chuyển và tổn lưu của độc chất môi trường trong cơ thể sống. Nhóm tác giả gổm: TS. Lê Phước Cường (chủ biên) biên soạn chính chương 1, chương 3, chương 4. GS.TS. NGND Đặng Kim Chi biên soạn chương 2; Chương 1 tham gia phần: 1.2. Sức khoẻ môi trường; Chương 3 tham gia phần: 3.1. Các nguyên tắc trong nghiên cứu độc học môi trường. Trong quá trình biên soạn, chúng tôi đã tham khảo các tài liệu giảng dạy liên quan của một số trường đại học toong và ngoài nước, các bài báo nghiên cứu khoa học có giá trị, các thông tin chính thống để giáo trình vừa đạt yêu cầu cao về nội dung, có tính logic, tính khoa học, tính thời sự và phù hợp với sinh viên chuyên ngành Kỹ thuật môi trường và chuyên ngành Quản lý tài nguyên & Môi trường. Trong quá trình biên soạn không thể tránh khỏi những thiếu sót, nhóm tác giả râ't mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báu của các chuyên gia, các thầy cô, các đổng nghiệp và độc giả để cuốn sách được hoàn thiện hơn cho những lần tái bản sau. Thay mặt nhóm tác giả TS. Lê Phước Cường Chương I MỘT SỖ VẤN ĐỂ CHUNG VẼ ĐỘC HỌC MỒI TRƯỜNG • ___________________•____•________________ 1.1. Khái niệm vé độc học Trong thời đại hiện nay, trước sự tác động mạnh mẽ của các cuộc cách mạng công nghiệp, môi trường đang có những thay đổi bâ't lợi cho con người, đặc biệt là những yều tố mang tính tự nhiên như đất, nước, không khí, hệ thực, động vật. Tình trạng môi truờng thay đổi và bị ô nhiễm theo chiểu hướng xâu đang diễn ra trên phạm vi mỗi quốc gia cũng như trên phạm vi toàn cầu. Sự ô nhiễm môi trường đã làm thay đổi tính châ't của môi trường, vi phạm các tiêu chuẩn môi trường, làm thay đổi trực tiếp hoặc gián tiếp tới các đặc tính vật lý, hoá học, sinh học... của bất kỳ thành phần nào trong môi trường. Chất gây ô nhiễm chính là nhân tô' làm cho môi trường trò nên độc hại hoặc có tiềm năng gây tổn hại đên sức khoẻ của con người và sinh vật trong môi trường đó. Có quy mô rộng nhâ't và ảnh hưởng lớn trong số các chất gầy ô nhiễm là các châ't hóa học nhân tạo, bao gổm: các nguyên tố hóa học độc hại, các nhóm hoá châ't bảo vệ thực vật vô cơ, hữu cơ và các chất thải công nghiệp khác (Evans G.J. và cộng sự, 1987; Covad A. và cộng sự, 2002). Từ thập niên 1980 đên nay có nhiều vụ tai nạn nghiêm trọng về độc chất hóa học đã xảy ra như vụ rò rỉ phóng xạ tại nhà máy đảo Three Miles của Mỹ năm 1981, vụ nổ nhà máy điện hạt nhân Chernobyl năm 1986, sự cố rò ri phóng xạ với quy mô lớn tại Tokaimura năm 2001 và tại nhà máy Fukushima, Nhật Bản năm 2011... Các nghiên cứu trên Thế giới (Evans G.J. và cộng sự, 1987; 18 GIÁO TRlNH ĐỘC HỌC MÔI TRƯỜNG Donald G. c, 1998) đã cho thây rằng tốc độ di chuyển của độc châ't môi trường và khả năng tích lũy gây hại của nó thật sự khủng khiếp, chi một ngày sau thảm họa Chemobyl bụi phóng xạ đã chu du hơn 1.100 km từ Chemobyl tới Forsmark, Thụy Điển và gây chết trực tiếp 56 người; thống kê của Liên Hiệp Quô'c còn cho biết khoảng chừng 600.000 người bị ảnh hưởng bởi châ't phóng xạ, với chừng 4.000 người có thể chết do ung thư và các căn bệnh liên quan cùng 100.000 người có thể mắc bệnh. Hình 1.1. Hình ảnh bệnh nhân mắc hội chứng viêm da dày sừng bàn tay bàn chân do dộc chất môi trường tại tinh Quảng Ngãi năm 2012 (Nguôh: Bộ Y tê; 2012) Các độc chât bền vững với môi trường có nguồn gốc hóa học, vật lý như các loại hoá chất bảo vệ thực vật, dioxin và dẫn xuâ't của nó, các châ't phóng xạ,... có thể bị tích tụ và lưu giữ tại các mô trong cơ thể con người và động vật (lông, tóc, móng) trong một thời gian tương đối dài từ hai mươi đến bôn mươi năm hay thậm chí suô't đời (Lê Phước Cường, 2017). Như vậy, xã hội càng phát triển, công nghiệp hoá càng nhanh thì tỷ lệ châ't thải độc hại từ sản xuâ't công nghiệp và những ảnh hưởng bất lợi từ các hoạt động của con người tác động vào môi trường càng tăng nhanh. Các châ't độc hại còn sinh ra do rò rỉ từ quá trình sản xuất, vận chuyển và lưu trữ các chất độc. Ngay cả nước rỉ thẩm thấu từ bãi rác cũng gây nguy hiểm cho khu dân CU' xung quanh. Các loại ô nhiễm hoá học sinh ra từ quá trình sản xuất công nghiệp và khai thác quá mức tài nguyên thiên nhiên đang ngày càng làm nguy hại cho sinh Chương I. MỘT số VẤN ĐỂ CHUNG 1 9 quyển. Các tác động ây không những ảnh hướng đên loài người mà cả các sinh vật sống trên Trái Đâ't. Chu trình tương tác giữa châ't ô nhiễm và cơ thể sinh vật là quá trình tiếp xúc, gây nên tác động sinh học, thể hiện qua sự hâ'p thụ, phân bố trong cơ thể, chuyển hóa, tương tác vói các thành phần sinh hóa nhạy cảm, từ đó có thể gây ra những biên đổi về sinh hóa toong cơ thể, dẫn đẽn bệnh tật. Chuyển hóa Chất ô nhiễm Cơ thể sv Tác động Để nghiên cứu tâ't cả các tác động nêu trên đối với con người, cá thể sinh vật và các quần xã sinh vật ưong hệ sinh thái, chúng ta sẽ tiếp cận một môr. khoa học, đó là môn Độc học môi trường (Environmental Toxicology). Nó là một bộ môn của ngành Độc chât học (Toxicology) nhưng lại nằm trong ngành Môi trường học (Environmental Sciences) (Lê Huy Bá, 2008). 1.1.1. Định nghĩa độc học mói trường a) Độc học Độc học là một ngành khoa học chuyên nghiên cứu về các chất độc, bao gổm việc phát hiện ra các chất độc, đặc tính lý hoá học và những ảnh hưởng sinh học cũng như biện pháp xử lý những hậu quả do chúng gây ra. Độc học - toxicology có nguồn gốc từ tiêng Hy Lạp: toxikon - chất độc, logos - khoa học. Từ xa xưa, đối tượng của độc học chì là một sô' ít châ't độc được sử dụng để đầu độc người và động vật. Ngày nay, độc học hiện đại nghiên cứu tính châ't lý hoá của các châ't độc có nguồn gốc thực vật, khoáng và tổng hợp, cơ chế gây độc, mối tương tác giữa chất độc và cơ thể (Lê Huy Bá, 2008). 20 GIÁO TRlNH ĐỘC HỌC MÔI TRƯỞNG Hình 1.2. Đường đi và ảnh hướng của chất độc trong cơ thế Độc học không đơn giản là nghiên cứu một phân tử đon lẻ mà là một loạt các phản ứng bắt đầu từ sự phơi nhiễm, tiếp theo là phân bố và đổng hoá, cuôĩ cùng là phản ứng vói các hợp châ't cao phân tử trong tế bào (thường là ADN hoặc protein) và biểu hiện độc tính. Kết quả châ't độc có thể được đào thải qua bài tiết hoặc tích tụ trong các mô của các cơ quan trong cơ thể sinh vật. Hiện nay, các nhà khoa học nghiên cứu về chất độc đang cô' gắng giải thích tại sao và bằng cách nào các chất có thể phá huỷ hệ thông sinh học dẫn đến những ảnh hưởng mang tính độc hại để đưa ra những giải pháp nhằm khoanh vùng ngành khoa học nghiên cứu về châ't độc. Ngành độc học phục vụ xã hội bằng nhiều cách, không chi bảo vệ con người và môi trường khỏi các ảnh hưởng nguy hại của độc chất mà còn tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển các chất độc có tính chọn lọc cao như chất tiêu diệt Chương I. MỘT số VẪN ĐỂ CHUNG 21 các tê'bào ung thư, thuôc chữa bệnh và châ't diệt cỏ, diệt côn trùng gây hại trong nông nghiệp. Như vậy, có thể hiểu Độc học là ngành khoa học nghiên cứu về những mõi nguy hiểm đang xảy ra hay sẽ xảy ra của các độc châì lên cơ thể sông, xác định "giới hạn an toàn" của những tác nhân hóa học và là ngành khoa học của các độc chãi mang tính khoa học cơ bản và ứng dụng. Tùy thuộc vào mục đích, nhiệm vụ và chức năng của ngành Độc học, có thế chia Độc học ra làm tám nhóm chính như sau: Độc học lâm sàng: Nghiên cứu các biểu hiện của độc chât tác động lên cơ thể sinh vật sông. Nghiên cứu các bệnh do ngộ độc, nhiễm độc, cách chẩn đoán và điều trị ngộ độc, nhiễm độc. Độc học phi lâm sàng: Nghiên cứu về cơ chế vận chuyển độc chất trong cơ thể sinh vật. Độc học dịch tễ: Nghiên cứu về những biện pháp làm giảm thiểu tác động của độc chất lên cơ thể sông. Độc học thú y, thực vật: Nghiên cứu về các tác động của độc chất lên cây trổng, vật nuôi. Độc học đô thị, công nghiệp, nông nghiệp: Nghiên cứu về sự tích luỹ, sự chuyển hoá và vận chuyển cùa các độc chất trong môi trường sông, trong hoạt động sản xuất công nghiệp và nông nghiệp. Độc học phân tích: Nghiên cứu các phương pháp phát hiện và thử nghiệm chẩt độc và các chất chuyển hoá của chúng trong vật phẩm sinh học và môi trường, nghiên cứu xác định các "nguỡng an toàn" của độc chẩt. Đây là một ngành của hoá phân tích. Độc học pháp y: Các xét nghiệm độc chất và khám lâm sàng các trường hợp ngộ độc, nhiễm độc mang tính pháp lý. Độc học môi trường: Nghiên cứu quan hệ các tác châ't có hại trong môi trường tự nhiên (nguồn gốc, khả năng ứng dụng, sự xuất hiện, đào thải, hủy diệt...) và phương thức hoạt động của chúng trong môi trường. 22 GIÁO TRlNH ĐỘC HỌC MỒI TRƯỜNG b) Độc học môi trường Khái niệm độc học môi trường (environmental toxicology) và độc học sinh thái fecotoxicology) ữong môi truờng học đuợc xem là đổng nhất. Độc học môi trường là một khoa học đa lĩnh vực liên quan đến việc nghiên cứu các tác động có hại của các tác nhân hoá học, sinh học và vật lý khác nhau lên cơ thể sông. Đó là ngành khoa học chuyên nghiên cứu các tác động gây hại của chất độc trong môi truòng đối với các sinh vật sống và con nguòi, đặc biệt là tác động lên các quần thể và cộng đổng trong hệ sinh thái. Các tác động bao gồm: nguổn gốc phát sinh, con đuờng xâm nhập của các tác nhân hóa, lý, sinh học và các phản ứng giữa chúng vói môi truờng. Độc học môi truờng nghiên cứu sự biến đổi, tổn lưu và tác động của tác nhân gây ô nhiễm vốn có trong thiên nhiên và các tác nhân nhân tạo đã ảnh huởng đẽn các hoạt động sông cùa sinh vật trong môi trường, các tác động có hại đển cho con ngưòi. Như vậy, khác vói Độc châl y học hay Hóa độc học, Độc học môi truờng có đôì tuợng nghiên cứu không chi là con nguòi mà cả các loài sinh vật, quần thê’ và quần xã. Phuong pháp nghiên cứu độc học môi truờng thử nghiệm sự tác động và tích lũy độc chất, độc tô' trên những sinh vật sông chứ không nghiên cứu riêng rẽ thành phần của độc châ't trong phòng thí nghiệm. Các nghiên cứu về độc học môi truờng râ't phức tạp vì có liên quan đêrt nhiều loại độc tố, liều luợng, nồng độ ảnh huờng khác nhau, tác động đến nhiều loài khác nhau. Thời gian tiến hành đánh giá mức độ ảnh huởng của châ't độc trên một quần xã sinh vật khá dài. Đối tuợng thử nghiệm thuờng tiến hành trên các loại có cơ địa, sinh lý gần giông như con người. Sau đó, dùng phương pháp ngoại suy những kết quả tìm được để áp dụng cho con nguời. Tuy nhiên, các nhà sinh thái môi trường học cũng thử nghiệm một vài truờng hợp trên con nguời như vi trùng sốt rét, một vài loại ký sinh trùng... để tìm ra thuốc chữa trị. Mục tiêu cùa độc học môi truờng là phát hiện các tác nhân (hóa học, vật lý, sinh Chương I.MÖT số VẴNĐÉ CHUNG 23 học) có nguy cơ gây độc đê’ có thể dự đoán, đánh giá các sự cô' và có biện pháp ngăn ngừa những tác hại đối với các quần thể tự nhiên (bao gổm cả con người) trong hệ sinh thái. Các thí nghiệm vật lý, hóa học, sinh học cùng với thí nghiệm độc chất môi truờng đã đuợc phối hợp thực hiện để dự toán các ảnh huởng xấu của độc chất có thể xảy ra trong môi trường. Để hiểu rõ hon về ngành khoa học mới mẻ này, chúng ta cẩn nắm vững các khái niệm, mối quan hệ giữa các thành phần trong hệ sinh thái và những điều kiện để đặc tính hóa học của một chất trở thành độc tính đô'i với sinh vật và con người. c) Đối tượng nghiên cứu của độc học môi trường: Nghiên cứu các ảnh hưởng của độc chất (vô cơ, hữu cơ từ các quá trình ô nhiễm môi trường), các độc tố sinh học (độc tố động thực vật, vi sinh vật) và kể cả độc tô' từ người bệnh tiết ra lên các cá thể, quần thể, quần xã, hệ sinh thái - quần cư xã hội con người. Nghiên cứu thiết lập những tiêu chuẩn môi trường. Đế thiết lập được tiêu chuẩn môi trường cần phải có đầy đủ thông tin về độc tính của các chất. Đánh giá các rủi ro cho quần thể sinh vật trong quá trình sử dụng hoá châ't. Qua các thử nghiệm về độc tính xác định được nguy cơ gây hại của nhóm các hoá châ't hay sản phẩm có khả năng xâm nhập vào hệ sinh thái khi con người sử dụng. Đánh giá châ't lượng môi trường thông qua các thử nghiệm được tiên hành theo tiêu chuẩn môi trường và phù họp với các tiêu chuẩn về nghiên cứu độc học. Đánh giá nguy cơ gây hại của sự phát tán ô nhiễm chất thải hay các nơi chôn lấp chất thải. Trong trường hợp khó có khả năng phân tích và kiểm tra thành phần các châ't có trong dòng chât thải người ta có thể đánh giá nguy cơ gây hại bằng cách tiên hành trực tiếp quan trắc độc tính dòng chất thải. 2 4 GlAO TRlNH ĐỘC HỌC MÔI TRƯỜNG 1.1.2. Độídiất Độc chãi được định nghĩa là chất khi xâm nhập vào cơ thể sôhg gây nên các biến đôì sinh lý, sinh hóa, phá vỡ cân bằng sinh học gây rôĩ loạn chức năng sôhg bình thường và dẫn đêh trạng thái bệnh lý của các cơ quan nội tạng, các hệ thôhg hoặc trên toàn bộ cơ thể sõng. Độc chất môi trường là những tác nhân độc tổn tại trong môi trường, có khả năng tiếp xúc và gây hại đêh cơ thể sống. Hiện nay độc châ't môi trường rất đa dạng, bao gồm chất thải từ các ngành công nghiệp, chất độc hóa học, các châ't hữu cơ, kim loại nặng, phóng xạ... Tâ't cả những độc chất môi trường có thể phân loại thành 3 nhóm chính có ảnh hưởng trực tiếp đến môi trường sông và sức khỏe con người như sau: Độc chăl trong môi trường đâì: Kim loại nặng; Chất hữu cơ phát sinh từ quá trình phân hủy xác động, thực vật; Chất phóng xạ; Hóa chất nông nghiệp: phân bón hóa học, hoá châ't bảo vệ thực vật; Hợp chất hữu cơ khó phân hủy POPs (PAHs, PCBs,...); Dầu, mỡ, các dung môi hữu cơ; Vi khuẩn gây bệnh, động vật và thực vật có chứa độc tính. Độc chât trong môi trường nước: Các hợp chất vô cơ cation và anion; Kết tủa lắng ở tầng đáy, cặn lơ lửng; Các hợp châ't hữu cơ dễ phân hủy, hoá châ't bảo vệ thực vật, hợp châ't hữu cơ khó phân hủy, dung môi hữu cơ, dầu m ỡ... ; Vi sinh vật và kí sinh trùng gây bệnh; Các loại cá và rong tảo có chứa chất độc gây hại; Chương I. MỘT số VẤN ĐẼ CHUNG 25 Độc chãi trong môi trường không khí: Các loại kh í thải: NOx, SOx, COx, NH3, H2S, m etan...; Hoi dung môi hữu cơ, hơi axit, hoi kim loại; Bụi, sol khí; Vi sinh vật gây bệnh, phấn hoa, bào tử nâm; Sóng điện từ, tía phóng xạ, tia tử ngoại, tia hổng ngoại.. 1.1.3. Phân loại độc học môi trường a) Cơ sở phân loại tác nhân độc học: có rất nhiều cơ sở khác nhau để phân loại các tác nhân độc học, tùy theo mục đích nghiên cứu và đổi tượng nghiên cứu. Có thể liệt kê một vài cách phân loại như sau: Phân loại theo nồng độ, liều lượng, thời gian: Độc học cấp tính: gây tác động ở nồng độ độc tố cao, thòi gian tiếp xúc ngắn Độc học mãn tính: gây tác động ớ nồng độ độc tố thấp, thời gian tiếp xúc dài, tích lũy theo thòi gian. Phân loại theo bản chãi của chất độc: Độc học vô cơ: kim loại, phi kim, axit, bazơ... Độc học hữu cơ: các loại thuốc trừ sâu, aldehyt, các axit hữu cơ, các ester, các hợp châ't chứa nitơ, các hợp châ't chứa lưu huỳnh, các alcaloid, glycosid. Phân loại theo môi trường tôn tại chãi độc: Độc học môi trường đâ't Độc học môi trường nước Độc học môi trường không khí Phân loại theo ngành kinh tế, xã hội: Độc chất trong nông nghiệp, công nghiệp, y tế, quân sự... 2 6 GIÁO TRlNH ĐỘC HỌC MỎI TRƯỜNG Phân loại theo tác dụng sinh học đcm thuần: Tác dụng kích ứng, gây ngạt, dị ứng, ung thư, đột biên gen, quái th ai... b) Phân loại độc học m ôi trường theo tác nhân gây độc: Theo bản chất của chất độc, các loại tác nhân có thể gây độc gổm các loại hóa chất: tự nhiên và tổng hợp, hữu cơ và vô cơ; tác nhân vật lý: bức xạ, vi sóng; tác nhân sinh học: độc tô' của nârn mô'c, vi khuẩn, động, thực vật. Do đó, có thể phân loại độc học môi trường theo tác nhân gây độc như sau: Độc học hóa học môi trường'. Đôì tượng nghiên cứu là các tác nhân hóa học có trong môi trường trực tiếp gây ảnh hưởng đến sinh vật sông. Độc học sinh học môi trường'. Đô'i tượng nghiên cứu là các tác nhân sinh học như là động vật, thực vật, vi sinh vật có trong môi trường. Độc học lý học môi trường: Đối tượng nghiên cứu là các tác nhân lý học như nhiệt, tia phóng xạ, sóng điện từ, tia tử ngoại, hổng ngoại... 1.2. Sức khoẻ môi trường Sức khoẻ môi trường là nền tảng cơ bản của đời sống xã hội, cung câ'p râ't nhiều lý luận cơ bản nền tảng cho một xã hội hiện đại. Quá trình cải thiện tình trạng vệ sinh, châ't lượng nước uống, vệ sinh và an toàn thực phẩm, kiểm soát bệnh tật và cải thiện điều kiện nhà ở là nhiệm vụ trung tâm của quá trình thực hiện việc nâng cao chất lượng cuộc sống và tiếp tục những kinh nghiệm quý báu của khoa học nhân loại (Bộ Y tế, 2006). Hiện nay, cuộc sống cùa người dân trong thời kỳ đổi mới có nhiều thay đổi: việc đô thị hoá, tăng dân số, thay đổi lối sông, nạn phá rừng, tăng sử dụng hoá chất bảo vệ thực vật trong nông nghiệp, dùng các hormon tăng trướng trong chăn nuôi, sự phát Chương I. MỘT số VẤN ĐỀ CHUNG 27 triển công nghiệp và không kiểm soát được những chất thải công nghiệp,... làm cho môi trường đang bị suy thoái. Trong những năm qua, thảm họa thiên nhiên cũng như các thảm họa môi trường đã gây nên nhiều thiệt hại lớn như lũ quét, sạt lở đất ở Hoà Bình, Quảng Nam, Lai Châu, Scm La; hạn hán nhiều nơi như Tây Nguyên; thảm họa môi trường tại khu vực Formosa Vũng Áng, Hà Tĩnh gây cá chết hàng loạt khu vực các tỉnh thành miền Trung. Hiện nay, những trường hợp bị nhiễm độc hoá chât, ngộ độc các hoá chất bảo vệ thực vật và ngộ độc thực phẩm vẫn xảy ra thường xuyên. Có nhiều chi thị và nghị quyết bàn về phương hướng phát triển bền vững, nghĩa là bảo đảm cho môi trường trong sạch, giảm thiểu ô nhiễm nhằm nâng cao sức khoẻ con người như Luật bảo vệ môi trường Việt Nam đã nêu (Đặng Kim Chi, 2012). Bên cạnh đó còn phải kể đến môi trường xã hội, môi trường làm việc dõng có nhiều ảnh hưởng đên sức khoẻ con người (Bộ Y tế, 2006). Do vậy, việc nghiên cứu, xử lý, phòng chống ô nhiễm môi trường và cài thiện môi trường xã hội là một việc hết sức cần thiết. Muôn làm được điều đó mỗi cá nhân, tổ chức trong xã hội phải cùng nhau tham gia giải quyết thì mới đạt được kết quả. Đó là những vâri đê' môi trường ảnh hưởng đên đời sống xã hội, đẽn kinh tế đất nước. Còn môi trường ảnh hưởng đên sức khoẻ con người cụ thể như thế nào và thế nào gọi là sức khoẻ môi trường chúng ta sẽ tiếp tục tìm hiểu. 1.2.1. Khái niệm sứt khoẻ môi trường Môi trường là hệ thông các yêíi tô' vật chất tự nhiên và nhân tạo có tác động đên sự tồn tại và phát triển cùa con người và sinh vật. Sức khỏe tốt là trạng thái thoải mái về thế châ't, tinh thần và xã hội chứ không chi đơn thuần là không có bệnh hay thương tật (theo WHO, 2005). Mỗi điều kiện và hiện tượng của môi trường bên trong hay bên ngoài đều có tác động nhất định đên sức khỏe. Có sức khỏe là sự thích ứng của cơ thể với môi trường, ngược lại 2 8 GIÁO TRlNH ĐỘC HỌC MÔI TRƯỜNG bệnh tật là biểu thị sự không thích ứng. Như vậy, sức khỏe là một tiêu chuẩn của sự thích ứng của cơ thể con người và cũng là một tiêu chuẩn của môi trường. Chất lượng môi trường có ảnh hưởng rất lớn đến sức khỏe của con người và nó bị chi phối không những bởi điều kiện tự nhiên mà còn bởi điều kiện kinh tế xã hội. Ở nông thôn, chất thải chăn nuôi, dư lượng thuốc bảo vệ thực vật, phân bón là nguyên nhân chính làm suy giảm chất lượng môi trường sống. Tại thành phố và các khu công nghiệp với mật độ dân sô' cao, tập trung nhiều loại hình sản xuất công nghiệp nên châ't lượng môi trường có nguy cơ bị suy giảm do tác động của bụi, khí thải và nước bị ô nhiễm. Sức khoẻ môi trường bao gổm tất cả những khía cạnh liên quan tới sức khỏe, tình trạng ốm, bị bệnh, bị thương tật của con người do phải chịu tác động từ các yếu tố môi trường vật lý, hóa học, sinh học, xã hội và tâm lý. Thuật ngữ này đồng thòi cũng được dùng để gọi chung cho các lý thuyết và thực tiễn về đánh giá, điều chình, kiểm soát, phòng ngừa những yếu tố, thành phần môi trường có khả năng gây nên những tác động có hại cho sức khỏe con người, cả thế hệ hiện tại và các thế hệ trong tương lai (theo WHO, 2005). Sức khoẻ môi trường là trạng thái của nhũng yêu tố vật chất tạo thành môi trường có tác động đến sức khỏe và bệnh tật của con người (Trịnh Thị Thanh, 2010). 1.2.2. Lịch sù phát triền tủa thực hành sức khoẻ môi tníờng Mỗi sinh vật trên Trái Đất đều có môi trường sống của riêng mình, nêu thoát ra khỏi môi trường tự nhiên đó hoặc sự biên đổi quá mức cho phép của môi trường mà chúng đang sống thì chúng sẽ bị chết và bị tiêu diệt. Do đó, đảm bảo sự ổn định môi trường sông là điều cơ bản để duy trì sự sông của mọi sinh vật trên Trái Đất. Môi trường và sức khỏe con người có môi liên quan mật thiết Chương I. MỘT số VẤN ĐÉ CHUNG 29 với nhau. Không phải đến bây giờ con người mới biết đên mối quan hệ này, mà từ hàng ngàn năm trước người Trung Quốc, Ấn Độ, Ba Tư, Ai Cập cổ đại đã biết áp dụng các biện pháp thanh khiết môi trường đê’ ngăn ngừa và phòng chống dịch cho cộng đồng. Các tư liệu lịch sử cho thấy từ những năm trước công nguyên, ở thành Athens (Hy Lạp) con người đã xây dựng hệ thống cống ngầm để thải nước bẩn, đã biết dùng các chất thơm, diêm sinh để tẩy uế không khí trong và ngoài nhà để phòng các bệnh truyền nhiễm (Bộ Y tế, 2006). Người La Mã còn tiêh bộ hon đó là khi xây dựng thành La Mã đã xây dựng một hệ thông cống ngầm dẫn tới mọi điểm trong thành phô' để thu gom nước thải, nước mưa dẫn ra sông Tibre, đồng thời xây dựng một hệ thống cung câ'p nước sạch cho dân chúng trong thành phố. Theo thời gian, cùng với sự phát triển của xã hội, dân số, ô nhiễm môi trường và phòng chống môi trường càng được tăng cường và phát triển. Các nhân tố sinh học, các hóa chất tổn tại một cách tự nhiên và các nguy cơ vật lý đã tổn tại trong suô't quá trình phát triển của lịch sử loài người. Đổng thòi các chất ô nhiễm môi trường do hoạt động của con người sinh ra cũng có quá trình phát triển từ từ và lâu dài. Cuộc khủng hoảng môi trường lần thứ nhâ't xuất hiện ở châu Âu lần đẩu tiên vào thê' kỷ XIX, nguyên nhân là do thực phẩm kém châ't lượng, nước bị ô nhiễm ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đổng. Cuộc cách mạng công nghiệp ở Anh đã làm cho nước Anh trở thành xứ sở sương mù do ô nhiễm không khí, thời gian này vấn đế ô nhiễm công nghiệp là một vấn đề hết sức nghiêm trọng. Trong quá trình phát triển công nghiệp, ô nhiễm kéo dài cho đến thế kỷ XX và hàng loạt những ô nhiễm mới song song với ô nhiễm công nghiệp là ô nhiễm hóa học, hóa chất tổng hợp, nhất là trước và sau chiến tranh thế giới thứ 2. Những tiến bộ của kỹ thuật, lĩnh vực hóa học, đặc biệt là ngành công nghiệp hóa chất đã tạo ra các 30 GIÁO TRlNH ĐỘC HỌC MÔI TRƯỜNG hóa chất tổng hợp như cao su tổng hợp, nhựa, các dung môi, thuô'c trừ sâu... đã tạo ra nhiều chất khó phân hủy và tổn dư lâu dài trong môi trường như DDT, 666, dioxin... gây ra ô nhiễm môi trường nặng nề, dẫn tói sự phản đổi kịch liệt của cộng đồng nhiều nước trên thế giới trong suô't thời kỳ những năm 60 và 70 của thế kỷ XX (Bộ Y tê; 2006). Làn sóng thứ hai về các vấn đề môi trường xảy ra vào những năm giữa của thế kỷ XX với hai phong trào lớn là môi trường và sinh thái. Phong trào môi trường là việc bảo tổn tài nguyên thiên nhiên, nhâ't là nhũng tài nguyên không tái tạo. Kết quả là động vật trên đâ't liền ở nhiều vùng thiên nhiên hoang dã, các vùng đất, biển quý hiếm khác, cảnh quan thiên nhiên được bảo tổn và tôn tạo. Về phong trào sinh thái tập trung vào các chất có thể gây độc cho con người hoặc có khả năng gây hủy hoại môi trường. Kết quả của những phong trào này cùng với Hội nghị của Liên hợp quốc tế về môi trường và con người đã được tổ chức vào năm 1972 đã thuyết phục chính phủ các nước thông qua luật lệ hạn chếô nhiễm công nghiệp và phát thải rác, phòng chống ô nhiễm hóa học, đảm bảo chất lượng và vệ sinh thực phẩm, thuôc,... Làn sóng lần thứ ba về các vâh đề sức khoẻ môi trường là từ những năm 80, 90 đên nay, ngoài những vâri đề ô nhiễm công nghiệp, hóa chất còn oó các vâh đề về dioxyd cacbon, cloroíluocacbon gây thủng tầng ozon, vấn đề cân bằng môi trường, phát triển bền vững, môi trường toàn cầu thay đổi, khí hậu toàn cầu nóng lên... sẽ còn phải giải quyết trong nhiều thập kỷ tới. Tại Việt Nam, vấn đề về sức khoẻ môi trường được ngành Y tế đề cập đầu tiên vào những ngày đầu sau cách mạng Tháng Tám. Lúc này Đảng và Chính phủ đã phát động các phong trào vệ sinh phòng chông ô nhiễm môi trường mà nội dung chủ yếu là giũ gìn vệ sinh môi trường sinh hoạt và gia đình. Hoạt động quản lý và bảo vệ môi trường là nhiệm vụ do ngành Y tế đảm nhiệm với vai trò chính mãi tới tận thập kỳ 70. Sau đó, ngành công nghệ và Chương I. MỌT số v a n đ ể c h u n g 31 môi trường được thành lập và gánh vác với vai trò ngày càng tăng không chỉ ở cấp quô'c gia mà còn cả ở các địa phương (Bộ Y tê' 2006). Những điểm mốc quan trọng Việt Nam tham gia về vâh đề sức khoẻ môi trường toàn cầu (Bộ Y tế, 2006): Năm 1972, Hội nghị liên hợp quốc về môi trường và con người tại Stockholm, Thụy Điển với 113 nước tham gia đã cùng nhau đưa ra tuyên bố chung, trong đó khẳng định: + Hoạt động của con người vừa là nhân tố tích cực song cũng chính là tác nhân phá hủy môi trưòng sống. + Bảo vệ và cải thiện môi trường sồng cho con người là các yêủ tô' tác động trực tiếp tói sức khỏe và sự phát triển kinh tế - xã hội của con người. Năm 1991, Hội nghị quốc tế lần thứ nhất về Môi trường và sức khỏe tổ chức tại Thụy Điển có sự tham gia của 81 quốc gia, vói mục tiêu kêu gọi toàn thể thế giới chủ động khởi xướng và tham gia các hoạt động vì một môi trường trong lành và có lợi cho sức khỏe con người. Năm 1992, Chương trình nghị sự 21 được thông qua tại Hội nghị thượng đinh thế giới về Môi trường và Phát triển, trong đó xác định "giảm thiểu rủi ro về sức khỏe gây bởi ô nhiễm và những ảnh hưởng có hại từ môi trường" là một trong 5 chương trình ưu tiên nhằm bảo vệ sức khoẻ môi trường ở cấp toàn cầu. Năm 1997, WHO cam kết thực hiện các mục tiêu toàn cầu về sức khỏe, trong đó có 8 mục tiêu tập trung cho các vân đề sức khoẻ môi trường. Tháng 8/1999, UNEP và WHO ký biên bản ghi nhó vể hợp tác để đẩy mạnh các hoạt động quốc tê' trong tĩnh vực sức khoẻ môi trường. Trong hai thập niên gần đây, các thành tựu nghiên cứu trong lĩnh vực sức khoẻ môi trường trên thế giới và tại Việt Nam cũng 3 2 GIÁO TRlNH ĐỘC HỌC MÔI TRƯỜNG đã có những dâu ân riêng nhâ't định. Các nghiên cứu cụ thể về sự lan truyền độc chất phóng xạ trong sự cố tại Fukushima, Nhật Bản năm 2011 và những ảnh hưởng tác động đến sinh vật, con người đã được đăng tải trên nhiều bài báo, tạp chí uy tín trên thê' giới cũng như tại các diễn đàn hội thảo khoa học quốc tế. Tại Việt Nam, GS. TS. Đặng Kim Chi đã chủ nhiệm đề tài câp nhà nước KC 08 - 09 nghiên cứu tác động của hoạt động tại các làng nghề tới môi trường tự nhiên và sức khoẻ cộng đổng tại các khu vực hoạt động sản xuất. 1.2.3. Quan hỊ giữa sức khoẻ và độc dtất mói tniờng Khoa học môi trường là ngành khoa học nghiên cứu mối quan hệ và tương tác qua lại giữa con người và môi trường xung quanh. Con người và môi trường luôn thống nhất với nhau. Cơ thể đáp ứng trước các tác động của môi trường sống bằng các biểu hiện khác nhau: phản xạ, thích ứng, không thích ứng, rôì loạn thích ứng... Mặt khác con người can thiệp vào môi trường có mục đích trước hết để cải tạo môi trường. Ví dụ như các hoạt động sản xuất, khai thác tài nguyên thiên nhiên, các hoạt động y tế, điều trị... gây nên sự thay đổi mối tương tác giữa cơ thể và môi trường. Đầu thập kỷ 70, nhà địa hóa người Anh Hamilton đã đưa ra kê' hoạch thực nghiệm là xác định hàm lượng nguyên tô' hóa học trong đá, bụi, đâ't, giây, cá, lương thực, máu và não để xem hàm lượng các nguyên tô' hóa học trong cơ thể con người và vật chất trong môi trường có quan hệ gì vói nhau không. Kết quả giám định 60 loại nguyên tô' hóa học cho thây tỉ lệ hàm lượng các nguyên tố hóa học tương ứng trong vỏ Trái Đâ't và một số bệnh tật có liên quan tới sự thiêu hụt và dư thừa nguyên tô' hóa học trong đất đá tại khu vực nghiên cứu. Năm 1955, tại Phusan, Nhật Bàn loại bệnh về xương do thừa Cd đã được phát hiện. Bệnh diễn ra trong thời gian hơn 20 năm, riêng trong giai đoạn từ 1963 - 1967 Chương I. MỌT số VẨN ĐỂ CHUNG 33 làm chết 207 người. Nguyên nhân của loại bệnh trên là do nồng độ Cd cao có trong nước thải của hoạt động khai thác một sô' mỏ Pb, Zn nằm ở đầu nguổn một con sông cung câ'p nước tưới cho các cánh đồng lúa của vùng Phusan (Lưu Đức Hải, 1999). Tóm lại, môi trường và con người phải thông nhâ't với nhau, sự thay đổi cùa môi trường trong một giói hạn nhâ't định kéo theo sự thay đổi thích nghi của cơ thể sông, nhưng sự thay đổi đột ngột hoặc vượt quá giới hạn thích nghi sẽ dẫn đến nhũng hậu quả xấu. Mỗi yêu tô' môi trường tác động ở mức độ nhâ't định đên sức khỏe. Sức khỏe tốt là sự thích ứng tốt cùa ca thể với môi trường, ngược lại bệnh tật là biểu thị sự không thích ứng. Như vậy, sức khỏe là một tiêu chuẩn về sự thích ứng của cơ thể con người đối với điều kiện môi trường và cũng là một tiêu chuẩn đánh giá môi trường (Trịnh Thị Thanh, 2008). Hình 1.3. Sơ đổ quan hệ ô nhiễm môi trường và sức khỏe con người {Nguôh: Bộ Tài nguyên và Môi trường, 2015) 34 GIÁO TRlNH ĐỘC HỌC MÔI TRƯỜNG Con người luôn chịu tác động của ô nhiễm môi trường. Các chất ô nhiễm từ môi trường có thể xâm nhiễm vào cơ thể đặc biệt là các chất lạ độc hại. Quá trình xâm nhiễm của các châ't ô nhiễm được mô tả theo sơ đổ sau: Tác động của hoạt động sản xuáĩ làng nghề tại Việt Nam tới sức khoẻ cộtig đồng Các châ't thải phát sinh từ hoạt động sản xuâ't ở các làng nghề tại Việt Nam hiện nay đã và đang gây ảnh hưởng nghiêm trọng tới môi trường, làm suy thoái môi trường và tác động trực tiếp tới sức khoẻ của người lao động. Nước thải là nguồn chính gây ô nhiễm ở làng nghề chế biẽn nông sản thực phẩm. Do đặc trưng sản xuâ't làng nghề nên khối lượng nước thải lớn, giàu chất hữu cơ, dễ phân huỷ sinh học. Cống rãnh chứa nước thải là những ổ dịch bệnh tiềm tàng, là môi trường tốt cho côn trùng truyền bệnh cho người và gia súc. Nước thải còn gây ô nhiễm nước ngầm, nước mặt, tạo điều kiện phát sinh một số bệnh về đường tiêu hoá, bệnh phụ khoa, bệnh đau mắt,... làm suy giảm châ't lượng cuộc sông của người dân. Tác động do khí thải, do ô nhiễm nhiệt và tiếng ổn mang tính cục bộ. Kết quả khảo sát cho thâ'y các làng nghề đều đang ở nguy cơ ô nhiễm không khí. Tuy mức độ ảnh hưởng không rộng nhưng tác động không nhỏ đôi với người sản xuất trực tiếp: gây mâ't nước, mệt mỏi, căng thẳng thần kinh và các bệnh về đường hô hấp. Kết quả điều tra sâu về y tế tại các làng nghề chế biến nông sản thực phẩm cho thâ'y rất rõ nét những ảnh hưởng từ sản xuất nghề tới sức khoẻ người dân. Các bệnh phổ biẽn thường gặp: bệnh phụ khoa chiếm chú yêíi (13 - 38%), bệnh về đường tiêu hoá (8 - 30%), bệnh viêm da (4,5 - 23%), bệnh về đường hô hâ'p (6 -18%), bệnh đau mắt (9 -15%). Chương I. MỘT số VẤN ĐỂ CHUNG 35 Nguyên nhân gây bệnh ở các làng nghề chủ yếu là do vệ sinh môi trường không đảm bảo đủ nguồn nước sạch. Tỷ lệ mắc bệnh do sản xuất nghề ở làng nghề Dương Liễu - Hà Tây cũ, làng nghê' bún bánh Vũ Hội - Thái Bình là 70%, làng nghề bún Phú Đô, làng nghề rượu Tân Độ là 50%, làng nghề bún bánh Yên Ninh, nước mắm Hải Thanh là 15%. Tỷ lệ người già tại các làng nghề rất thấp, trên 90 tuổi hoàn toàn không có. Tỷ lệ trẻ em ở các làng nghề mắc bệnh cao, chủ yêu là bị suy dinh dưỡng, mắc bệnh vê' đường tiêu hoá. Phụ nữ mắc bệnh phụ khoa do nước sinh hoạt không sạch. Nước thải sản xuâ't dệt nhuộm có độ ô nhiễm cao làm giảm chất lượng nước mặt, nước ngầm, từ đó gián tiếp tác động đên sức khoẻ cộng đổng, ảnh hưởng của ô nhiễm nước tói sức khoẻ chủ yêu qua đường tiêu hoá và do tiếp xúc. Tác dộng cùa khí thài lò đốt, bụi bông, hơi hoá chất ở các làng nghề dệt nhuộm chủ yểu mang tính cục bộ, ít ảnh hưởng tới khu vực xung quanh. Tuy nhiên, nó cũng ảnh hưởng không ít tới người lao động trực tiêp sản xuất. Các bệnh thường gặp như; viêm phê'quản, viêm họng, viêm phổi... Phần lớn các làng nghề không có biện pháp quản lý chất thải rắn, mặc dù được thu gom nhung chưa có biện pháp xử lý thích hợp, rác được đổ ra hồ, ao, ruộng,... Việc quản lý chất thải rắn không hợp lý cũng sẽ là nguồn gây ô nhiễm môi trường đất, nước, không khí ảnh hưởng tới sức khoẻ cộng đổng, làm giảm mỹ quan chung của làng nghề (Đặng Kim Chi, 2012). Ở các làng nghề dệt nhuộm, người lao động thường phải làm việc trong điều kiện độ ổn cao, thiếu ánh sáng, chế độ gió, độ ẩm không thích hợp, ô nhiễm do bụi bông, hoi hoá châ't, chế độ làm việc không hợp lý (thường trên 10 giờ/ngày)... đã ảnh hưởng không nhỏ tới sức khoẻ người dân. Kết quả điều tra y tế tại các làng nghề cho thấy: 3 6 GIÁO TRlNH ĐỘC HỌC MÔI TRƯỜNG - Các bệnh thường gặp ờ người lao động là bệnh ngoài da, viêm xoang, viêm họng và suy nhược thần kinh... - Nguyên nhân tác động đên sức khoẻ cộng đồng do sản xuất chiêm 20% ở làng nghề dệt lụa tơ tằm Bảo Lộc - Lâm Đổng, ươm tơ Đông Yên - Quảng Nam; chiếm 55% ở làng nghề dệt nhuộm Thái Phương - Thái Bình và tới 70% ở làng nghề ươm tơ Cổ Chất. Kết quả điều tra y tế ở làng nghề ươm tơ Cổ Chất - Nam Định cũng cho thấy tại làng nghề thường xuyên có dịch đau mắt đỏ, đau mắt hột là phổ biên, nguyên nhân do nguồn nước sinh hoạt không đảm bảo vệ sinh, tỷ lệ đau mắt hột tại làng nghê' là 20%. Bệnh về đường hô hấp của trẻ em ở đây cũng tăng râ't mạnh. Ngoài những bệnh thường gặp do sản xuất gây ra, còn có hiện tượng tai nạn lao động như; bánh răng nghiên vào tay, máy cuốn vào tóc... ở làng nghề dệt nhuộm Thái Phương - Thái Bình (Đặng Kim Chi, 2012) Các làng nghề thủ công mỹ nghệ có những đóng góp rất quan trọng trong việc phát triển kinh tế của đất nước, góp phần nâng cao mức sông của người dân, tuy nhiên ảnh hưởng của sản xuâ't nghề tới sức khoẻ người lao động cũng chưa được quan tâm đúng mức. Những nguyên nhân chính gây nên một sô' bệnh nghề nghiệp như: Đối với các làng nghề mây tre đan xuất khẩu, sơn mài, đổ gỗ thì ảnh hưởng của các chất ô nhiễm không lớn. Lao động nghề này nhẹ nhàng, người tham gia lao động đa sô' là phụ nữ nên các sự cô' về tai nạn nghề nghiệp ít gặp. Tuy nhiên, do tính châ't công việc phải cần mẫn, thòi gian làm việc dài và trong tư thế ngồi nên tỷ lệ mắc bệnh đau lưng ở các làng nghề này rất cao. Điển hình như làng nghề Hạ Thái, Hà Tây cũ (nay thuộc Hà Nội) trong số những người đên khám thì sô' bị đau lưng là 100%, làng nghề Lưu Thượng, Hà Nội 80%, làng nghề chế tác đá Ninh Vân, Ninh Bình 80%... Đây chính là căn bệnh nghề nghiệp do sản xuât gây nên. Chương I. MỘT số VẤN ĐẼ CHUNG 37 Người dân tại các làng nghề sản xuất gốm sứ do hàng ngày phải tiếp xúc trực tiếp với một lượng lớn các khí ô nhiễm thải từ các lò nung cùng với hàm lượng bụi râ't cao từ quá trình ra lò. Thêm vào đó, người lao động hầu như không sử dụng dụng cụ bảo hộ lao động nên tỷ lệ mắc bệnh bụi phổi, bệnh viêm xoang ở đây rất cao. Bên cạnh các lợi ích kinh tế của các sản phẩm thủ công mỹ nghệ đem lại đó là các vãn đề ô nhiễm môi trường do sử dụng các sản phẩm sơn, dầu, các hoá châ't như sơn, aceton, xylen, toluen, benzen,... và hoi của các hợp chất hữu cơ (VOC). Tại đây, các bệnh hô hấp, bệnh ngoài da là rất phổ biêh (Đặng Kim Chi, 2012). Bing 1.1. Tỷ lệ bệnh tật tại làng nghề đá mỹ nghệ Non Nước (Đà NSng) tính trên tổng số dân của khu vực TT Các loại bệnh thường gặp Người làm nghề (%) Người không làm nghề (%) 1 Bệnh ngoài da 14 0,012 2 Đan mắt 2,3 0,24 3 Đai ngang thắt tưng 12,8 - 4 Bệih về thần kinh 2,3 0,07 . t • Bệ*h dạ dày 4,6 - 6 Bệih vê thận 1,2 - 7 Bệrh về đường hô hấp 4,6 0,13 8 Viêm đường ruột 1,2 0,43 9 B4ệrh thấp khớp 4,6 0,34 10 Biệrti tim và huyết áp 1,2 0,4 11 Rlărg hàm mặt 1,2 0,024 12 Tai mũi họng 8,4 0,39 (Nguổn: Trung tâm y tế Quận Ngũ Hành Sơn, 2006) 3 8 GIÁO TRÌNH ĐỘC HỌC M ổ l TRƯỜNG Theo kết quả nghiên cứu của Viện Vệ sinh dịch tễ Trung ương năm 2006, người lao động tại các làng nghề sản xuâ't đổ gổ mỹ nghệ có tỷ lệ mắc bệnh hoặc xuẩt hiện các triệu chứng bệnh cao hơn so với những người thuần nông sống trong khu vực làng nghề (88,1% so với 52,2%). Theo kết quả điều tra của Trung tâm Y tế Ngũ Hành Sơn (Đà Nang), vói 1.200 người lao động ở làng nghề đá mỹ nghệ Non Nưóc, tỷ lệ người dân làm nghề bị mắc bệnh cao hơn khá nhiều so với khu vực dân cư lân cận không tham gia nghề (Bảng 1.1). Ô nhiễm môi trường tại các làng nghề tái ch ế p h ế liệu gây tác hại nghiêm trọng nhất tới sức khoẻ cộng đổng. Đây là một toong những nhóm làng nghề có hoạt động sản xuất có tác hại nhiều nhất tới sức khoẻ con người. Các yềủ tố gây tác động trực tiếp tới sức khoẻ người lao động cũng như người dân sinh sống tại các khu vực lân cận là hơi khí độc, nhiệt độ, tiếng ồn và chất thài rắn. Tại hầu hêt các làng nghề tái chế, các bệnh phổ biên là bệnh hô hấp, bệnh ngoài da, thẩn kinh và đặc biệt là bệnh ung thư (Đặng Kim Chi, 2012). Làng nghề tái chế kim loại Bệnh phố biên của nhóm làng nghề này chủ yêu là các bệnh về hô hấp, bụi phổi và bệnh về thần kinh. Nguyên nhân gây bệnh chủ yêu do sự phát thải khí độc, nguồn nhiệt cao và bụi kim loại từ các lò đúc, nâu kim loại...trong quá trình sản xuâ't. Có bôn loại bệnh có tỷ lệ mắc cao tại nhóm làng nghề tái chế kim loại là bệnh phổi thông thường, bệnh tiêu hoá, mắt và phụ khoa, ung thư phổi (0,35 -1 % ) và lao phổi (0,4 - 0,6%). Tại làng nghề tái chê' kim loại Châu Khê (Bắc Ninh), tỷ lệ người mắc các bệnh liên quan đến ô nhiễm râ't cao (Hình 1.4). Trên 60% dân cư trong vùng có các triệu chứng bệnh liên quan đến thần kinh, hô hấp, bệnh ngoài da, điếc. Một điểm đáng lưu ý là tỷ lệ mắc bệnh ở nhóm người tham gia sản xuất và không tham gia sản xuâ't là tương đương. Chương I. MỘT số VẤN ĐÊ CHUNG 39 Tỉ lệ % mắc bệnh Viêm họng Bệnh bụi Đau mắt hột Viêm phế Nhiễm độc phểi quản kim loại lilíc, than Hình 1.4. Biểu đổ thể hiện tỉ lệ người mắc các bệnh phổ biến tại làng nghể tái chế kim loại Châu Khê (Bắc Ninh) (Ngìiôn: Viện Bảo hộ lao động) Làng nghề tái chế giấy Tác nhân gây ô nhiễm môi trường của nhóm làng nghê' này là tiâìg ổn, hoá chất và các khí độc khác như Ch, H2S... Chính vì vậy, các bệnh chủ yêu tại các làng nghề tái chế giấy là bệnh về hô hấp, bệnh ngoài da, thẩn kinh. Tại các làng nghề sản xuất giấy thuộc xã Phong Khê (Bắc Ninh), tỷ lệ người mắc bệnh hô hấp, ngoài da, đường ruột có xu hướng tăng nhanh. Nêu như năm 2001 mói chi có khoảng 200 người mắc bệnh, năm 2004 là 400 người và năm 2014 con số này đã là gần 600 người. Đây thực sự là hổi chuông báo động về sức khoẻ người dân ở làng nghề. Làng nghề tái chế nhựa Môi trường không khí, môi trường nước bị ô nhiễm nặng nề từ tái chế nhựa đã gây ra các bệnh hô hấp, tiêu hoá, bệnh ngoài da, tai mũi họng và đau mắt. Qua việc tiếp cận, phỏng vân trực tiếp 15 4 0 GIÁO TRlNH ĐỘC HỌC MỒI TRƯỜNG người dân không trực tiếp tham gia sản xuất, nhưng sông trong làng nghề ép nhựa Trung Văn (Nam Từ Liêm, Hà Nội) đều cho rằng làng nghề đã bị ô nhiễm nặng, sức khoẻ của người dân bị ảnh hưởng của hơi khí độc, mùi than, mùi nhựa cháy bốc lên từ các máy xào nhựa, bụi từ những nơi phơi phế liệu. Tác hại đến sức khoè cộng đồng của ô nhiễm môi trường tại làng nghề ch ế biến lương thực, thực phẩm, chăn nuôi, giêl mô’. Yếu tố ảnh hưởng đẽn sức khoẻ phổ biêh tại các làng nghề này là bức xạ nhiệt, vi sinh vật gây bệnh, hoá chất, hơi khí độc, nước thải và châ't thải rắn. Đặc biệt, lượng lớn nước thải của các làng nghề chê' biên thực phẩm chứa hàm lượng lớn châ't hữu cơ và mật độ vi khuẩn coliíorm cao, gây ô nhiễm nghiêm trọng nguồn nước, môi trường đầ't. Chính vì vậy, các bệnh phổ biên tại nhóm làng nghề này là bệnh ngoài da và viên niêm mạc. Theo kết quả điều tra, các bệnh ngoài da chủ yẽủ bao gồm bệnh viên quanh móng, nấm kẽ, nấm móng, dày sừng gan bàn chân, viêm chân tóc, viêm nang lông... Ngoài ra một số bệnh về tiêu hoá, hô hấp chiếm tỷ lệ thấp hơn (Đặng Kim Chi, 2012). Làng nghề chê'biên lương thực xã Dương Liễu, Hà Tây: Bệnh hay gặp nhất là loét chân tay, chiếm 19,7%. Ngoài ra có các vấn đề về tiêu hoá 1,62% (chủ yêu rôĩ loạn tiêu hoá, đau bụng), hô hấp (9,43%), mắt (0,86%). Bệnh mạn tính thường gặp là bệnh tiêu hoá chiếm tỷ lệ cao nhâ't 4,28% (chủ yêu là loét dạ dày tá tràng, sau đó đên bệnh đại tràng). Làng nghề chê'biên thực phẩm Tân Hoà, Hà Tây: tỷ lệ người dân mắc bệnh ngoài da chiếm 30%. Làng nghề chế biến rượu Vân Hà, Bắc Giang: Một số bệnh thường gặp gổm có bệnh ngoài da 68,5%, bệnh đường ruột 58,8%, bệnh đường hô hấp 44,4%. Làng bún Phú Đô, Hà Nội: Khoảng 50% mắc các chứng bệnh do nghề nghiệp và chủ yếu là do bòng nước. Bên cạnh đó, còn có Chương I. MỘT số VẤN ĐẼ CHUNG 41 các bệnh về mắt 12%, hô hấp 15%, tai mũi họng 45%, phụ khoa 20%, thần kinh 5%, tiêu hoá 8%. Làng bún Tiền Ngoài, Bắc Ninh: Tỷ lệ người dân mắc bệnh vê' tai mũi họng 34,7%; mắt 13,3%; da 37,3%; cơ xương khớp 5,3%. Làng nước mắm Hải Thanh, Thanh Hoá: Tỷ lệ mắc bệnh là 15%, bao gổm các loại bệnh như tiêu hoá, bệnh phụ khoa ở phụ nữ, bệnh về đường hô hâp, cao huyết áp. Làng bánh đa nem Vân Hà, Bắc Giang: Sau mùa lụt, thường xuất hiện dịch sốt xuất huyết, và một dịch sốt không rõ nguyên nhân. Ngoài ra, người dân còn nhiễm một sô' các bệnh như: đau mắt hột, đau mắt đỏ. Bệnh viêm đường hô hấp ở trẻ em thì xảy ra thường xuyên. Tỷ lệ người mắc bệnh ngoài da là 68,5% và các bệnh về đường ruột là 58,8%. Làng nghề giết mổ Phúc Lâm: Vào khoảng tháng 2 - 3 hàng năm sau mùa lụt, thường xuất hiện những đợt sốt xuất huyết cùng các bệnh như đau mắt hột, mắt đỏ, viêm đường một, phụ khoa. Đặc biệt viêm đường hô hấp ở trẻ em xảy ra thường xuyên. Từ năm 2003 đến 2005 cả thôn có 19 ca tử vong, trong đó có tới 13 truờng hợp mắc bệnh hiểm nghèo chủ yếu là ung thư phổi, bệnh về máu. Làng nghề miên, bánh đa Yên Ninh, Ninh Bình: Tỷ lệ mắc bệnh liên quan đên nghề nghiệp là 15%; các bệnh thường gặp là bệnh phụ khoa (chiếm 15% trong tổng số phụ nữ đi khám), các bệnh về đường hô hấp (chiếm 18% trong tổng số người đi khám), bệnh đau mắt (chiếm 21%) và các bệnh khác chiếm 10%. Làng nghề bún Vũ Hội, Thái Bình: Tỷ lệ tai nạn trong quá trình sản xuâ't là 70%, tai nạn chủ yếu là do bỏng. Bệnh tiêu hoá 28%, bệnh phụ khoa 35%, đường hô hấp 22%, bệnh mắt 9%. Tại làng nghề chế biến dược liệu Thiết Trụ (Hưng Yên), những bệnh hay gặp là bệnh hô hấp, tiêu chảy và bệnh mắt với tỷ lệ mắc cao hơn hẳn so với làng đôi chúng (làng không làm nghề) (Hình 1.5). Trong số các bệnh vể hô hâ'p thì các triệu chúng/bệnh 42 GIÁO TRlNH ĐỘC HỌC MÔI TRƯỜNG tai mũi họng câ'p tính chiếm tỷ lệ cao nhất 89%, dâu hiệu kích thích niêm mạc mũi, họng cao hơn 2,7 - 3,9 lần so với làng đối chứng. Các bệnh hô hâ'p mãn tính (hen, viêm phế quản và tai mũi họng mạn) ở làng nghề cao hon làng đối chứng 5,8 lần. Hình 1.5. Biểu đổ thế hiện tỷ lệ mắc bệnh tại làng nghể chế biến dược liệu Thiết Trụ (Hưng Yên) so với làng đối chứng (Nguôn: Thực trạng vệ sinh môi trường và một số đặc điểm bệnh tật làng nghề Thiêt Trụ, Hưng Yên’ 2002) Tại làng chế biên nông sản Cộng Hoà (Hà Tây cũ, nay thuộc Hà Nội), các bệnh về tai mũi họng chiếm tỷ lệ cao nhâ't( tiếp theo đó là các bệnh về hô hâp, thần kinh. So sánh vói khu vực đối chứng là xã Đổng Tháp (Hà Nội) cho thây tỷ lệ người mắc bệnh tại làng nghề cao hơn từ 2,5 - 3 lần. 1.2.4. Đình hướng cho môi trường lành mạnh 1.2.4.1. Báu không khí trong sạch Không khí râ't cẩn thiết cho sự sông, nếu thiêu không khí, con người sẽ chết chi sau một vài phút. Ô nhiễm không khí là một trong những vâh đề môi trường trầm trọng nhâ't trong xã hội ở tất cả các cấp độ phát triển kinh tế khác nhau. Trên Thế giới, hàng ngày có khoảng 500 triệu người phải tiếp xúc với một hàm lượng lớn ô nhiễm không khí trong nhà ở các dạng như: khói từ các lò Chuông I. MỘT số VẤN ĐỂ CHUNG 43 sưởi không kín hoặc lò sưởi được thiết kế không đúng kỹ thuật và khoảng 1,5 tỷ người ở các khu vực thành thị phải sống trong môi trường bị ô nhiễm không khi nặng nề. Sự phát triển của ngành công nghiệp đi đôi vói việc thải ra sô' lượng lớn các khí và các châ't hạt từ quá trình sản xuâ't công nghiệp và từ quá trình đốt cháy các nhiên liệu hoá thạch cho nhu cầu giao thông vận tải và lấy năng lượng. Khi các tiên bộ công nghệ đã bắt đầu chú trọng đên việc kiểm soát ô nhiễm không khí bằng cách giảm việc thải ra các chất hạt thì người ta vẫn tiếp tục thải ra các chât khí, do vậy ô nhiễm không khí vẫn còn là vâh đề lón. Mặc dù hiện nay nhiều nước phát triển đã có những nỗ lực lớn để kiểm soát cả việc thải khí và các chất hạt, ô nhiễm không khí vẫn là nguy cơ đối với sức khoẻ cùa nhiều người. Ở nhũng xã hội phát triển nhanh chóng, việc kiểm soát ô nhiễm không khí không được đầu tư thích hợp vì còn những ưu tiên khác về kinh tế và xã hội. Việc phát triển công nghiệp nhanh chóng ở những nước này đã xảy ra đổng thời với việc gia tăng lượng ô tô và các loại xe tải khác, nhu cầu điện thắp sáng tại các hộ gia đình cũng tăng lên, dân số tập trung ở các khu đô thị hoặc các thành phố lớn. Kết quả là một số thảm họa ô nhiễm không khí tồi tệ nhâ't trong lịch sử thế giới đã xảy ra. ơ các quốc gia nơi mà việc sử dụng các nguồn năng lượng sạch ở các hộ gia đình vẫn chưa được chú trọng, ô nhiễm không khí đã trở thành một vâri đề trầm trọng vì năng lượng dùng để sưởi âím và đun nâu còn thiêu và sản sinh ra Tất nhiều khói, dẫn đên ô nhiễm trong nhà và ngoài trời. Kết quả là con người có thể bị kích thích màng nhầy, mắc các bệnh hô hâ'p, bệnh phổi, các vấn đề về mắt và tăng nguy cơ bị ung thư. Phụ nữ và trẻ em ở những nơi cộng đồng nghèo khổ tại các nước đang phát triển là những người đặc biệt phải tiếp xúc nhiều vói ô nhiễm không khí. Chât lượng không khí trong nhà cũng là vâh đề nghiêm trọng ở nhiều nước phát triển vì các toà nhà được thiết kê' theo kiểu kín 4 4 GIÁO TRlNH ĐỘC HỌC MÔI TRƯỜNG gió và có hiệu quả cao về mặt năng lượng. Hệ thống lò sưởi và hệ thống làm lạnh, khói, hơi từ các vật liệu tích trữ trong nhà tạo ra nhiều châ't hoá học và gây ra ô nhiễm không khí. 1.2.4.2. Có đủ nước sạch cho ăn uống và sinh hoạt Nước rất cần thiết cho sự sống. Trung bình mỗi người cần phải uôhg tối thiểu 2 lít nước/ngày. Nẽu sau 4 ngày không có nước, con người sẽ chết. Nước cũng cần thiết cho thực vật, động vật và nông nghiệp. Trong suốt lịch sử phát triển, con người luôn tập trung sông dọc theo các bờ sông, ven hổ để lấy nước cho sinh hoạt và nông nghiệp. Nước cũng cung cấp phương tiện vận chuyển tự nhiên, được sử dụng để xử lý chất thải và đóng một vai trò quan trọng trong các ngành công nghiệp, ngư nghiệp và các trang trại. Mặc dù nước ngọt được coi là một nguồn tài nguyên có thể tái sử dụng, nhưng nước ngọt cũng không phải là một nguồn vô hạn. Hơn nữa, nước được phân bố không đổng đều ở các khu vực địa lý và dân cư trên thế giới. Tại Tất nhiều nơi, việc thiêu nước đã trở thành trở ngại lớn đổi với việc phát triển công nghiệp và nông nghiệp. Trong một số trường hợp, việc thiêu nước đã gây ra nhiều cuộc xung đột (ví dụ: những xung đột ưanh chấp nước ngọt ở các nước khu vực Trung Đông), việc khan hiếm nước dẫn đên đói nghèo và làm cằn cỗi đâ't đai. Râ't nhiều thành phô' và các khu vực nông thôn đã khai thác nước từ các tầng nước ngầm với số lượng râ't lớn, lớn hơn cả khả năng mà bản thân các tầng nước ngầm này có thể tự bổ sung lại được. Châ't lượng của nước ngọt có tầm quan trọng râ't lớn trong việc duy trì sức khoẻ con người. Rất nhiều bệnh truyền nhiễm đe dọa sự sông và sức khoẻ con người được truyền qua nước hoặc thực phẩm bị nhiễm độc, nhiễm bẩn. Khoảng 80% bệnh tật ở các nước đang phát triển là do thiếu nước sạch và thiếu các phương tiện phù hợp để xử lý phân (theo WHO). Có khoảng một nửa dân sô' trên thế giới mắc phải các bệnh do thiếu nước hoặc nước bị nhiễm bẩn, gây ảnh hưởng chù yếu đôi với tầng lớp người nghèo Chương I. MỌT số VẨN ĐỂ CHUNG 45 ờ tất cả các nước đang phát triển. Có khoảng 2 tỷ người trên trái đất có nguy cơ mắc phải các bệnh tiêu chảy lây lan qua đường nước hoặc thực phẩm, đây là nguyên nhân chính gây ra tử vong khoóng gần 4 triệu trẻ em mỗi năm. Các vụ dịch tả thường được truyền qua nước uống bị nhiễm bẩn, đang tăng lên nhanh chóng về mặt tần suất. Bệnh sán máng (200 triệu người nhiễm bệnh) và bệnh, giun (10 triệu người bị nhiễm bệnh) là 2 dạng bệnh phổ biến trầm trọng nhất có liên quan tới nước. Các vectơ côn trùng sinh sản nhờ nước cũng truyền các bệnh đe doạ sự sống của con ngưòi, chẳng hạn như sốt rét (267 triệu ngưòi bị nhiễm), giun chi (90 triệu người nhiễm) và sốt xuất huyết (30 - 60 triệu người nhiễm) (thee WHO). yiệc thiêu nước thường dẫn đên các vâh đề có liên quan tới châ't lượng nước. Nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp - nông nghiệp và các khu đô thị đã làm vượt quá khả năng của các lưu T ự c nước tự nhiên trong việc phân huỷ các chất thải có khả năng phân huỷ sinh học và hoà tan các chất thải không có khả năng phân huỷ sinh học. Ô nhiễm nước xảy ra trầm trọng nhất ở các hành phố nơi mà việc kiểm soát các dòng thải công nghiệp khôig chặt chẽ và thiếu các cống, rãnh dẫn nước thải, thiếu các nhà náy xử lý nước thải. 1.2.4.Í Đủ thựcphđm và thựcphđm an toàn ĩhực phẩm cung cấp năng lượng cho cơ thể con ngưèri. Tuỳ vào tọng lượng cơ thể và các hoạt động về thể lực mà cơ thể con ngưci cần khoảng 1000 - 2000 calo năng lượng mỗi ngày. Nếíi như khôrg có thực phẩm, con người sẽ chết sau 4 tuần. Thực phẩm cũng cung cấp các vitamin và các châ't vi lượng, nêu không có các chất lày, con người cũng sẽ mắc một sô'bệnh thiếu hụt. "rong vài thập kỷ vừa qua, hệ thống sản xuâ't lương thực của thê' giới đã đáp ứng đủ so với nhu cầu tăng trưởng dần số. Tuy nhiêt, những thành công trong nông nghiệp toàn cầu cũng không 4 6 GIÁO TRlNH ĐỘC HỌC MÔI TRƯỞNG được phân bố đổng đều, ví dụ: các nước châu Á và châu Mỹ La Tinh đã tăng sản lượng lương thực ưên đầu người một cách đáng kể, nhưng sản lượng lương thực của các nước châu Phi vẫn chưa theo kịp được mức tăng trưởng dân số của họ; các nước thuộc khối SNG cũ cũng đã giảm sút sản lượng lương thực một cách đáng kể. Đổi với phần lớn dân số ửên thế giới, suy dinh dưỡng và các bệnh liên quan tới suy dinh dưỡng vẫn còn là một nguyên nhân chính gây ra tình trạng ốm yêu và chết yểu. Các tác nhân gây bệnh qua thực phẩm gây hàng triệu ca tiêu chảy mỗi năm, bao gồm cả hàng nghìn người ở những nước phát triển. Việc phân bố và sử dụng thức ăn không hợp lý là thủ phạm chính gây ra các ca bệnh này. Việc suy thoái đất và cạn kiệt các nguồn nước một cách nhanh chóng cũng tạo ra mối đe doạ nguy hiểm đối với việc sản xuât lương thực trong tương lai (Đặng Kim Chi, 2012). 13.Ttnhéôc, các lặctningdM tính <6c 1.3.1. Định nghĩa tính độc Liều lượng hoặc nổng độ của một tác nhân hóa học hoặc vật lý sẽ quyết định nó có phải là châ't độc hay không (Lê Huy Bá, 2008). Vì vậy tâ't cả các chất đều có thể là chất độc tiềm tàng. Theo J.H. Duffus "một châ't độc là châ't khi vào hoặc tạo thành trong cơ thể sẽ gây hại hoặc giết chết cơ thể đó". Tâ't cả mọi thứ đều có thể là chất độc, chỉ có điều liều lượng sẽ quyết định một chất không phải là chất độc. Như vậy, tính độc là tác động gây hại của chãi độc đoi với cơ thể sống. Nó phụ thuộc vào nồng độ của châì độc và quá trình tiếp xúc. Kiểm tra tính độc là tiên hành những xét nghiệm để ước tính những tác động bâ't lợi của các tác nhân lên các tổ chức cơ quan trong cơ thê’ trong điều kiện tiêu chuẩn. 1.3.2. Cáíyếu tố ánh hưởng đến tính độc của mộtdiất Có 4 nhóm yếu tố chính gây ảnh hưởng đên tính độc của một chất, bao gổm: Chương I. MỘT số VẤN ĐÉ CHUNG 47 - Tính chất vật lý, hóa học của độc châ't. - Điều kiện tiếp xúc (môi trường xung quanh). - Các yếu tố sinh học. - Liều lượng và thời gian tiếp xúc. 1.3.2.1. Tính chất vật lý, hóa học cùa độc chât Các đặc tính lý hóa của hóa chất sẽ xác định mức độ các hoạt tính sinh học. Các châ't dạng khí dễ dàng hâ'p thụ vào cơ thể thông qua hệ thống hô hấp, cụ thể là thông qua phổi để đi vào máu và thực hiện các phản ứng cục bộ (ozon) hay có tính hệ thông (châ't khí gây mê). Các châ't dạng hơi nưóc có thể dễ dàng kết hợp với nước trong hệ thống khí quản có thể gây nên những tổn thương cục bộ (hơi formaldehyde, SOx, NOx). Các hóa châ't và các vi sinh vật có thể được hâp thụ vào các hạt bụi rổi đi vào cơ thể gây ra những phản ứng cục bộ hay mang tính hệ thống. a) Cấu trúc hóa học Các chất có câu trúc hóa học khác nhau dẫn đêh tính chất hóa học, vật lý khác nhau nên tác động của chúng đến cơ thể sống cũng khác nhau. Ví dụ: Chất hữu cơ chứa C1 có độc tính càng cao khi số nguyên tử a trong phân tử chất đó càng nhiều: CH3Q5). Cũng có thể mang tính tiêu độc (1+1 < 1 hay 1+1 = 0). b) Tính độc của một chất tác động lên các cơ quan khác nhau thi khác nhau Ví dụ: CO tiếp xúc với da không độc nhưng gây độc cho hệ hô hấp. c) Tính độc của các chất khác nhau tác động lên củng một cơ quan trong ca thể thì khác nhau V í dụ: H2SO4 có thê’ gây bỏng da khi tiếp xúc nhưng khí c o thì không gây độc cho da. d) Mỗi chất độc có một ngưỡng gây độc riêng đối vói mỗi tác động trên cơ thế thì khác nhau Liểu lượng chất độc vượt qua ngưỡng chịu đựng tôĩ đa của cơ thể thì có thế gây chết, tính độc tăng theo liều lượng châ't độc 56 GIẤO TRlNH ĐỘC HỌC MÔI TRƯỜNG Ví dụ: SƠ2 có nồng độ 0,03 mg/m3 gây kích thích mũi; ở nổng độ 3 mg/m3 gây ho và ở nồng độ 30 mg/m3 có thể gây tử vong e) Tính độc có tính thuận nghịch và không thuận nghịch • Tính thuận nghịch: châ't độc đi vào cơ thể sông được hấp thụ, đào thải không để lại di chứng nào cho cơ thể. Ví dụ: khí c o khi vào cơ thế tác dụng vói Hemoglobin cản ưở vận chuyển oxy trong máu, nhung khi cho người bị ngộ độc hít thở khí oxy sẽ hổi phục lại bình thường. • Tính không thuận nghịch: chất độc khi đi vào cơ thể sẽ để lại di chứng. Ví dụ: các châ't phóng xạ khi vào cơ thể gây đột biến gen, khi tiếp xúc với axit đậm đặc hoặc kiềm mạnh có thể gây bỏng da, tổn thương cơ thể ở trạng thái không hổi phục được. f) Có hai dạng nhiễm độc: cấp tính và mãn tính Tuỳ thuộc vào mức độ nhiễm độc theo thời gian và liều lượng, nồng độ mà tính độc có thể được biểu hiện lâm sàng bên ngoài cơ thể theo các câp độ khác nhau là nhiễm độc cấp tính và nhiễm độc mãn tính. Nội dung này chúng ta sẽ đề cập ờ phần các biểu hiện của tính độc. 1.3.4. Các biểu hiện của tính đột Tính độc có thể biểu hiện qua nhiễm độc câ'p tính và nhiễm độc mãn tính: N hiễm độc cấp tính: là tác động của một chất lên cơ thê sống xuâ't hiện sớm sau khi tiếp xúc với chất độc trong thời gian ngắn hoặc Tất ngắn. Ví dụ: biểu hiện ngạt thờ do nhiễm độc khí c o , ngộ độc thức ăn do ăn phải thực phẩm bị nhiễm độc. Chương I. MỘT số VẤN ĐẼ CHUNG 57 Đặc điểm: - Nồng độ và liều lượng khi tiếp xúc thường lớn so vói nồng độ phổ biến, - Thời gian tiếp xúc ngắn, - Thòi gian có biểu hiện nhiễm độc rất ngắn, - Có tính cục bộ gây tác động lên một sô' ít cá thể. Đánh giá độ độc cấp tính: Đánh giá độ độc câp tính thông qua nghiên cứu độc tính tức thời khi tiếp xúc với châ't độc qua da, qua đường tiêu hóa hay đường hô hấp. Phương pháp dùng trong đánh giá độ độc câp tính là đo liều lượng hoặc nồng độ gây chết của một chất độc hoặc tác nhân độc trên sinh vật thí nghiệm trong một khoảng thời gian nhất định. Động vật nghiên cứu thường dùng để đánh giá độ độc cấp tính là thỏ, chuột bạch, cá. Thời gian lưu động vật thí nghiệm trong môi trường chứa chẩt độc thường là 24 giờ, 48 giờ, 96 giờ, tùy vào đô'i tượng sinh vật tham gia thí nghiệm. Sau đó lấy vật thí nghiệm ra quan sát trong vòng 14 ngày những chi tiêu sau: cân nặng, sự tiêu thụ thực phẩm, số lượng cá thể chết... Đánh giá độ độc căp tính của một độc châl thông qua các đại lượng sau: LDm (median lethal dose): liều lượng gây chết 50% động vật thí nghiệm, đơn vị mg/kg động vật sống trên cạn. LCso (median lethal concentration): nồng độ gây chết 50% động vật thí nghiệm, đơn vị mg/1 dung dịch hóa châ't; thường dùng để đánh giá độc tính của châ't độc dạng lỏng hòa tan trong nước sông, suối hay nổng độ hơi hoặc bụi trong môi trường không khí ô nhiễm có thể gây chết 50% sô' động vật thí nghiệm. Tổ chức y tế thế giới (WHO) đã dựa vào giá trị LD50 đê’ phân loại độc tính của độc chất. Giá trị LDso của một chất càng nhỏ, độc tính của châ't đó càng cao. 58 GIÁO TRlNH ĐỘC HỌC MÔI TRƯỜNG Có nhiều qui ước phân loại các chất độc dựa vào LDso của chúng như sau: • Nhóm I: râ't độc, LDso< 100 mg/kg, • Nhóm II: độc cao, LDso = 100 - 300 mg/kg. • Nhóm III: độc vừa, LDso = 300 - 1000 mg/kg. • Nhóm IV: độc ít, LDso> 1000 mg/kg. Nêu ở giai đoạn cuôí thí nghiệm không gây chết động vật thí nghiệm mà các nổng độ (liều lượng) thí nghiệm dẫn đên các tác động khác nhau đối với 50% vật thí nghiệm thì gọi là liều ảnh hưởng 50% EDso (median effective dose) hay nồng độ ảnh hưởng 50% ECso (effective concentration). Một phương pháp nghiên cứu khác là đo thời gian cẩn thiết để xác định 50% sinh vật thí nghiệm có phản ứng đặc biệt (ví dụ: tê liệt, chết). Phương pháp này đòi hỏi phải giữ mức độ của các tác động chọn lọc luôn không đổi và theo dõi trong thời gian thí nghiệm để xác định thòi điểm 50% vật thí nghiệm chết, hay 50% vật thí nghiệm sống sót. Thòi gian đó gọi là median lethal time LTsohay thời gian chết 50%. Nhiễm dộc mãn tính: Nhiễm độc mãn tính là tác động cùa độc chất lên cơ thể sông xuâ't hiện sau một thời gian dài tiếp xúc với tác nhân độc và xuất hiện các biểu hiện suy giảm sức khỏe do nhiễm độc. Ví dụ: bệnh ung thư phổi do khói thuô'c lá tác động trong một thời gian dài (trực tiếp hút hoặc hít phải khỏi). Đặc điểm : - Nhiễm độc mãn tính thể hiện sự tích lũy chất độc trong cơ thể sông theo thời gian, - Nồng độ và liều lượng tiếp xúc thường thấp hoặc rất thấp, - Thời gian tiếp xúc dài, Chương I. MOT số VẤN ĐỂ CHUNG 5 9 - Thời gian biểu hiện bệnh dài. Thời gian ban đầu thường không có triệu chứng rõ ràng hoặc nhẹ nhưng bệnh phát triển và nặng ở giai đoạn sau, - Chi xuất hiện triệu chứng nhiễm độc mãn tính khi có biểu hiện giảm sút về sức khỏe, - Bệnh do nhiễm độc mãn tính thường khó khôi phục, - Thưòng xảy ra đối với số đông cá thể mang tính cộng đổng. Đánh giá độc tính mãn tính: Đánh giá độc tính mãn tính cùa một chất thông qua các thí nghiệm trường diễn. Qua các thí nghiệm đánh giá độ độc mãn tính có thể biết được nồng độ mà ở đó độc chất có thể gây ảnh hưởng đền quá trình phát triển bình thường và khả năng sinh sản của cơ thể sinh vật. Độc tính mãn tính được đánh giá bởi các đại lượng saư. MATC (Maximum Acceptable Toxicant Concentration): Nồng độ gây độc cực đại có thể chấp nhận được. Trong các thử nghiệm mãn tính, nổng độ ngưỡng gây ra các tác động eó hại đáng kể thường được gọi là nổng độ gây độc cực đại có thể chấp nhận được (MATC) Nông độ MATC nằm trong khoảng sau: NOEC < MATC < LOEC Liều lượng hoặc nồng độ nằm trong khoảng giữa giá trị NOEL (NOEC) và LOEL (NOEL) là khoảng liều lượng hoặc nồng độ mà tại đó đã có triệu chứng nhiễm độc nhưng chưa có biểu hiện của các hành vi sinh lý có thể quan sát được. LOEL (Low observed effect level): liều lượng thấp nhất cùa độc chất trong môi trường để có thể quan sát thây biểu hiện nhiễm độc. LOEC (Low observed effect concentration): nồng độ thâp nhất của độc châ't trong môi trường để có thể quan sát thây biểu hiện nhiễm độc. 6 0 GIÁO TRlNH ĐỘC HỌC MỒI TRƯỜNG NOEL (No observed effect level): liều lượng cao nhất của độc chất mà tại nồng độ đó không quan sát thấy ảnh hưởng nhiễm độc đên sinh vật thực nghiệm. NOEC (No observed effect concentration): nồng độ cao nhâ't của độc châ't mà tại nồng độ đó không quan sát thây ảnh hưởng nhiễm độc đến sinh vật thực nghiệm. Do chi phí cao khi tiêh hành các thí nghiệm độc tính trong thời gian dài nên Mount và Stephan (1967) đã đề nghị dùng một hệ số áp dụng (AF) để thể hiện mối quan hệ giữa độc tính câp và độc tính mãn: AF = MATC/LCso Nêu chưa biết MATC, nhưng biết NOEC, LOEC và LCso thì AF nằm trong khoảng NOEC/LCso và LOEC/LCso. Theo lý thuyết AF khá ổn định cho một hóa chất, do đó khi AF của một hóa chất đã được xác định cho một loài thủy sinh thì nó cũng có thể áp dụng cho một loài khác. Lý thuyết này cho phép ước tính về nồng độ độc tính mân của một hóa chât lên các loài không thể tiên hành các thử nghiệm do không có đủ thông tin và các yêu cầu cần thiết duy trì đời sống sinh vật. Có thể dùng AF để tính MATC của loài khác với giá trị độc tính câp. MATC = AF X LCso Chẳng hạn, AF của một hóa châ't đôi với cá là từ 0,05 - 0,1; AF này có thể áp dụng để tính MATC của một loài giáp xác như là tôm, khi biết LCso của nó là lmg/1, MATC của hóa chât này đôi với tôm là: MATC = AF X LCso= 0,05 - 0,1 X 1 mg/1. 1.4. Quan hệ giữa liéu lượng và phản ứng 1.4.1. Liều lượng (dose) Liều lượng là mức độ phân bố chất độc lên cơ thể sống, có thê biểu hiện một đơn vị của liều lượng bằng các đơn vị sau: Chương I. MỘT số VẮN ĐỂ CHUNG 61 Đơn vị khôi lượng, thể tích trên một đơn vị trọng lượng cơ thể (mg, g, ml/kg trọng lượng cơ thể); Đơn vị khối lượng, thể tích trên một đơn vị bề mặt cơ thể (mg, g, ml/m2 bề mặt cơ thể); Nông độ: lượng các châ't có trong 1 lít dung dịch hoặc toong lm 3 khí (mg/1, mg/m3 không khí, ppm, ppb). 1.4.2. Phin ứng a) Khái niệm Là sự biểu hiện của toàn bộ cơ thể hay của một hoặc vài bộ phận của cơ thể sinh vật đôl vói chất kích thích hay chất gây phản ứng. Phản ứng với tác nhân hóa học, vật lý, sinh học có thể xảy ra lập tức hoặc muộn hơn; nhẹ hoặc nặng; phục hồi hoặc không phục hổi; tác động trực tiêp hay gián tiếp; có lợi hoặc có hại. Phản ứng có thể xảy ra tại điểm tiêp xúc (phản ứng tại chỗ), xảy ra do phản ứng của hệ miễn dịch (đáp ứng dị ứng hay mẫn cảm), có thể là những biểu hiện thay đổi gen tại những điểm hóa chất lắng đọng. Ví dụ: kiềm hoặc axit đậm đặc khi tiếp xúc trực tiếp trên bề mặt da gây bỏng da tại điếm tiếp xúc. b) Quá trình Ịỉện kết. gịữa cợ quan tiếp nhận - phản ứng Cơ quan tiêp nhận là điểm nhạy cảm hay điểm phản ứng, nằm tại tế bào, đối tượng mà các tác nhân tác động lên. Cơ quan tiếp nhận có thể có tính đặc trưng cho một số các tác nhân độc. Hóa châ't gắn với cơ quan tiêp nhận ở bộ phận tiếp nhận bằng liên kết hóa trị, liên kết ion, liên kết hidro, liên kết Van - de - VVaals (thường không phải là liên kết hóa trị và có thể phục hổi được). Phức châ't giữa cơ quan tiếp nhận và châ't độc được kích hoạt, truyền tín hiệu cho các quá trình khác. Quá trình này gọi là quá trình chuyển hóa tín hiệu, tín hiệu được lan truyền và CUÔÏ cùng tạo ra hàng loạt các thay đổi trong cơ thể, các thay đổi này được 62 GIÁO TRlNH ĐỘC HỌC MÔI TRƯỜNG gọi là phản ứng. Ví dụ cơ chế truyền tín hiệu khi chúng ta gặp phải điều nguy hiểm làm cho tim đập nhanh và mạnh hơn do hệ thẩn kinh giao cảm được kích hoạt bởi sự nhận thức cảm xúc nguy hiểm, vùng dưới đổi của não bộ sẽ báo hiệu các tuyẽn thượng thận giải phóng Epinephrine (Adrenaline) vào máu. Khi Adrenaline vào máu, nó gây ra những thay đổi sinh lý nhanh chóng và đầy kịch tính, bao gồm hơi thở nặng nề, tay dẻo, huyết áp cao và tim đập nhanh hơn. 1.4.3. Mếl líin hệ giữa liều lượng và phin ứng Chất kích thích có thể có râ't nhiều dạng và cưòng độ phản ứng trong cơ thể của phản ứng thường là hàm sô' của cường độ chất kích thích. Đôì vói châ't kích thích là hóa châ't, thì đáp ứng thường là hàm sô' của liều lượng.MỐi quan hệ này gọi là mối quan hệ giữa liều lượng và phản ứng. Mối quan hệ này được thể hiện qua đổ thị đường cong liên hệ giữa phản ứng và liều lượng như sau: Dạng đường cong thể hiện là đồ thị của hàm s ố giữa hiệu quả tác động và liều lượng C h w n g i MỘT số vấn đê chu NG 6 3 Dạng đường cong thể hiện hàm sô' của logarit liều lượng hoá chất hoặc logarit nồng độ hoá chất. Khi liều lượng tăng lên thì ảnh hưởng của độc chất đên cơ thể cũng tăng theo. Dịng đường cong với trục tung là % đáp ứng, ừục hoành là log của liẽi lượng hoặc nông độ hoá châì: Ngoài ra có thể dùng đồ thị thể hiện quan hệ giữa liều lượng và phin ứng dưới dạng đổ thị semiỉog hoặc log - log. Với trục tung li tỷ lệ phần trăm tử vong và trục hoành là liều lượng D. Sc sánh tính độc giữa các chất bằng cách so sánh liều lượng gây chết và độ dốc của đường cong. Chú thích: Độc chất càng độc khi liều lượng gây chết LDso của độc đ ấ t càng nhỏ và độ dốc của đường cong liều lượng phản ứng càng lcm. CảuMiôntậpChưongl Ciu 1. Nêu định nghĩa độc học, các ngành của độc học và đối tượng nghiên cứu của độc học môi trường? Trình bày phân loại độc học mói trường? 6 4 GIÁO TRlNH ĐỘC HỌC MÔI TRƯỜNG Câu 2. Độc chất là gí? Câu 3. Tại sao việc nghiên cứu, xử lý, phòng chông ô nhiễm môi trường và cải thiện sức khỏe môi trường xã hội là một nhiệm vụ câp thiết? Câu 4. Hãy điền từ thích hợp vào câu sau: "Sức khoẻ môi trường bao gồm tất cả những khía cạnh liên quan tới .... của con người do phải chịu tác động từ các yêu tố môi trường ........... ....v à Câu 5. Trình bày sơ bộ ba cuộc khủng hoảng môi trường trên Thế giới đã xảy ra. Nêu rõ nguyên nhân? Câu 6. Hãy trình bày các hoạt động quản lý sức khỏe môi trường tại Việt Nam? Câu 7. Trình bày mối quan hệ giữa sức khỏe và độc chất môi trường. Liên hệ thực tế tại một số làng nghề ở Việt Nam? Câu 8. Phân tích ba định huớng cơ bản cho môi truờng lành mạnh? Câu 9. Tính độc là gì? Nêu các yêu tố ảnh hưởng đẽn tính độc của một chất? Câu 10. Trình bày các đặc trưng và các biểu hiện của tính độc? Câu 11. Nhiễm độc cấp tính và nhiễm độc mãn tính. Mức độ ảnh hưởng và khả năng hổi phục? Câu 12. Trình bày và phân tích môì quan hệ giữa liều lượng và phản ứng? Tảí liệu tham khảo 1. Bộ Tài nguyên và Môi trường, 2015. Hướng dẫn kỹ thuật Quản lý môi trường tại các khu vực bị ô nhiễm do hóa chãi bảo vệ thực vật tồn lưu, Hà Nội. 2. Bộ Y tê' 2006. Sức khỏe môi trưcmg. Nxb Y học. 3. Chiến lược bảo vệ môi trường quổc gia đến năm 2020, tầm nhìn đến năm 2030. Hà Nội, 2014. Chương I.MỖT số VẤN ĐẼ CHUNG 65 4. Đặng Kim Chi, 2002. Hoá học môi trường. Nxb Giáo dục. 5. Đặng Kim Chi (Chủ biên), 2012. Làng n g h ề Việt Nam. Nxb Khoa học và Kỹ thuật. 6. Lê Huy Bá, 2008. Độc học môi trường cơ bản. Nxb Đại học Quốc gia TP. Hổ Chí Minh 7. Lê Phước Cường, 2017. Báo cáo tôhg kêì đề tài NCKH cãp Bộ B2014 - 01 - 16: Nghiên cứu quá trình tích luỹ độc châỉ môi trường ừong cộng đổng dân cư tại các khu công nghiệp miền Trung - Tây Nguyên và đềxuâỉ giải pháp cải thiện môi triàmg, Đại học Đà Nang. 8. Lun Đức Hải, 1999. Cơ sở khoa học môi trường. Nxb Đại học Quốc gia Hà Nội. 9. Trịnh Thị Thanh, 2010. Giáo trình Độc học sinh thái. Nxb Giáo dục 10. Trịnh Thị Thanh, 2008. Độc học môi ừường và sức khỏe con người. Nxb Đại học Quốc gia Hà Nội. 11. Covaci A., Tutudaki M., Tsatsakis A.M., Scepens p., 2002. Hair analysis: another approach for the assessment o f human exposure to selected persistent organochlorine pollutants, Chemosphere 46, 413-418. 12. Donald G. Crosby, 1998. Environmental Toxicology and Chemistry. Oxford University Press, 350. 13. Evans G.J., Jervis R.E., 1987. Hair as a bio - indicator: limitations and complications in the interpretation o f results, Journal of Radioanalytical and Nudear Chemistry 110,613 - 625. 14. Le Phuoc Cuong, Le Thi Xuan Thuy, Evegenev M.I., 2013. Biomonitoring of organic and inorganic chemicals in the hair o f Vietnamese people via spectral and chromatographic analysis. Journal of Biophysical Chemistry V ol.4,1 -10. 15. http://www.biology.sfu.ca/degree/graduate/meư 16. http://www.clemson.edu/entox/ Chương II Độc CHẮT TRONG MỒI TRƯỜNG •______________________________ 2.1. Một SỐ độc chất môi tntòng Trong "Luật Bảo vệ môi trường" của Việt Nam ban hành năm 2014, Chương 1, điều 3 xác định: Môi trường là tập hợp tất cả các thành phần của thê' giới vật chất bao quanh, có khả năng tác động đến sự tổn tại và phát triển của mỗi sinh vật. Trong "Luật bảo vệ môi trường" của Việt Nam ban hèrnh năm 2014, chương 1, điều 3 xác định: "Môi trường là hệ thông các yếu tố vật châ't tự nhiên và nhân tạo có tác động đôì với sự tổn tại và phát triển của con người và sinh vật". Môi trường thiên nhiên bao gổm các yêủ tố tự nhiên như vật lý, hóa học, sinh học và tổn tại khách quan ngoài ý muốn cùa sinh vật (con người). Sinh vật và môi trường xung quanh luôn có quan hệ tương hỗ với nhau về vật chất và năng lượng, thông qua các thành phần môi trường như khi quyển, thủy quyển, địa quyển và sinh quyển cùng các hoạt động của hệ Mặt trời. Các thành phẩn của môi trường trong tự nhiên không tổn tại ở trạng thái tình mà luôn có sự vận động, chuyển hóa hướng tới trạng thái cân bằng để đảm bảo sự sông trên Trái Đâ't phát triển ổn định. Ô nhiễm môi trường là những tác động làm thay đổi các thành phần môi trường, tạo nên sự mâ't cân bằng trạng thái môi trường, gây ảnh hưởng xấu tới sinh vật và môi trường tự nhiên. Có thể hiểu một cách cụ thể hơn thì ô nhiễm môi trường là những 68 GIÁO TRlNH ĐỘC HỌC MÔI TRƯỜNG tác động làm thay đổi môi trường tự nhiên thông qua sự thay đổi các thành phần vật lý, hóa học, các nguồn năng lượng, mức độ bức xạ, độ phổ biên của sinh vật... Những thay đổi này ảnh hưởng trực tiếp đêh con người qua con đường thức ăn, nước uống và không khí, hoặc ảnh hưởng gián tiếp tới con người do thay đổi các điều kiện vật lý, hóa học và suy thoái môi trường tự nhiên. Độc chẩt gây ô nhiễm môi trường là những châ't có thế không có trong tự nhiên hoặc vôín có trong tự nhiên nhưng nay có hàm lượng lớn hơn và gây tác động có hại cho môi trường tự nhiên, cho con người cũng như sinh vật sông. Chất ô nhiễm có thể là do các hiện tượng tự nhiên sinh ra gây ô nhiễm trong một phạm vi nào đó của môi trường (ví dụ núi lửa, cháy rừng, bão lụt...) hoặc do các hoạt động của con người gây nên (ví dụ như các hoạt động sản xuất công nghiệp, giao thông vận tải, sinh hoạt đô thị...). Có thể phân loại các độc châ't ô nhiễm môi trường theo phương thức mà nó xuâ't hiện trong môi trường đó là chất ô nhiễm sơ câ'p và châ't ô nhiễm thứ câp. Chẩt ô nhiễm sơ câp là những châ't ô nhiễm xâm nhập vào môi trường trực tiếp từ nguổn sinh ra nó. Ví dụ SO2 sinh ra do quá trình đô't nhiên liệu có chứa tạp chất lưu huỳnh. Châ't ô nhiễm thứ cấp là những châ't ô nhiễm tạo thành từ những chẩt ô nhiễm sơ cấp trong điểu kiện tự nhiên của môi trường. Ví dụ SƠ3, H2SO4 tạo ra từ SO2, O2 và hơi nước trong khí quyển. Hình thái hóa học là các dạng khác nhau của các chất hóa học (vô cơ, hữu cơ, kim loại) có trong môi trường. Việc phân loại hình thái hóa học của chất ô nhiễm là râ't quan trọng vì có thể đối với cùng một nguyên tố, hình thái này độc hơn hình thái khác, hình thái này bền trong môi trường hơn hình thái kia. Ví dụ trong các hình thái hóa học của thủy ngân thì CHíHg và (CH.i)2Hg là những hình thái độc hại nhất. Nồng độ chất ô nhiễm là lượng châ't ô nhiễm có trong một đơn vị đo lường của môi trường. Thông thường người ta biểu thị Chương II. ĐỘC CHẤT TRONG MÕI TRƯỜNG 69 nổng độ chất ô nhiễm theo khối lượng chất ô nhiễm (gram, miligram, microgram) ữên một đơn vị thể tích (mét khối, lít, mililít) hay trên một đơn vị khôi lượng (gram, kilogram, tấn). Ngoài ra, cũng có thể biểu thị nồng độ châ't ô nhiễm theo tỷ lệ phần thể tích như phần triệu ppm (parts per million) hay phần tỷ thể tích ppb (parts per billion) ở điều kiện tiêu chuẩn là 0°c và 1 atm. Như vậy, độc châl môi trường là những tác nhân độc đang tồn tại trong môi trường song của sinh vật. Tùy theo đặc tính của độc chãi (sơ cấp, thứ cấp), phương thức, lưu trình chuyển hóa, hình thải hóa học và nồng độ khác nhau của độc chãi mà có khả năng tiêp xúc và gây hại đêh cơ thể sống ở các mức độ khác nhau. Hiện nay độc châ't trong môi trường râ't đa dạng, bao gồm các chất thải từ các ngành công nghiệp, các châ't độc hóa học, các hợp chất hữu cơ, phóng xạ, kim loại nặng... Tất cả những độc chất môi tnròng có thể chia thành 3 nhóm chính có ảnh hưởng trực tiếp đến môi trường sống và sức khỏe con người: độc châ't trong môi trường đất, độc chất trong môi trường nước, độc châ't trong môi trường không khí. 2.1.1. Độcdiấtừongmôiừườngđất Đất là nơi lưu trữ một khối lượng lớn các chất thải độc hại từ thiên nhiên và do con người mang đên. Quá trình công nghiệp hóa càng phát triển với tốc độ cao thì hoạt động nhân tạo càng mở rộng ra ở nhiều lĩnh vực và độc châ't ngày càng sinh ra nhiều hơn, đi vào môi trường đâ't, làm ô nhiễm đất. Các hoá chât phát thải trong hoạt động sản xuâ't công nghiệp như kim loại nặng, chất điện phân, các châ't thải nguy hiểm tò pin, các bình ắc qui,... cũng đi vào môi trường đâ't và gây ô nhiễm đâ't. Các loại axit đổ bừa bãi, thấm xuống đâ't làm giảm độ pH của đâ't, tiêu diệt vi sinh vật trong đâ't, thay đổi tính chất của đất làm đất "chết". 70 GIÁO TRÌNH ĐỘC HỌC MÔI TRƯỜNG Các loại muối của kim loại nặng có trong nước thải công nghiệp hoặc nước thải và bùn cống rãnh của hệ thông thoát nước đô thị cíõng chảy qua đất, thấm vào và gây ô nhiễm môi trường đất. Ví dụ như cadmi có nhiều trong bùn cống rãnh của nước thải đô thị khi thấm vào đất có thể gây ô nhiễm đâ't và theo dây chuyền thực phẩm đi vào gây độc cho người. Cũng tương tự, nhôm là kim loại có hàm lượng cao nhẩt trong bùn rãnh, ở điều kiện thích hợp, pH < 6, nhôm trở nên linh động trong đất và theo dây chuyền thực phẩm vào động vật và con người, phá hoại tê' bào não của con người. Có rất nhiều các chất độc hoá học tổn lưu (có gốc do) từ then chiên tranh cách đây gần 45 năm như dioxin và các dẫn xuất của dioxin vẫn được phát hiện trong các mô mỡ động vật, trong môi trường đâ't và nước. Dẫn xuâ't của dioxin tổn đọng lại, quyện chặt vào đất, vào trầm tích ở sông, hổ, ao gây nhiễm độc cho động vật khi tiếp xúc vói chúng. Khi rải các chẩt diệt cỏ như 2,4-D (2,4- dichlorophenoxyacetic) và 2,4,5-T (2,4/5-trichloro phenoxyacetic axit) lên các vùng đất đã gây ra những hậu quả như làm thúc đẩy nhanh quá trình phân huỷ lớp đất màu mỡ trên bề mặt (các châ't dinh dưỡng bị rửa trôi do không được rừng cây che phủ), tăng nguy cơ đất bị xói mòn, làm thay đổi thành phần thổ nhưỡng của đất. Kết quả là sự phục hổi của thảm thực vật và động vật trong khu vực bị ô nhiễm sẽ diễn ra chậm chạp và bị biêh đổi mạnh mẽ, dẫn đốn phá huỷ cân bằng sinh thái của môi trường đâ't (John H. Seinfeld, 1989). Tuy nhiên, khi nhiệt độ và độ ẩm môi trường cao, các chât diệt cỏ sẽ nhanh chóng mất tác dụng và người ta đã chứng minh được rằng, các chất diệt cỏ trên phải được sử dụng liên tiếp không ngớt với hàm lượng lớn mói gây hậu quả lâu dài với môi trường đâ't. Chương II. ĐỘC CHẤT TRONG MỒI TRƯỜNG 71 2.1.1.1. Độc chất tìíhoạt động công nghiệp Các chất thải công nghiệp ở dạng thải rắn, lỏng, khí đều ảnh hưởng tới môi trường đất. Quá trình đô't nhiên liệu hóa thạch sinh ra nhiều chất thải dạng khí như sc>2, NOx, CO2, co, H2S và bụi. Khí SCh, NO2, H2S... sinh ra đi vào khi quyển, có thể chuyển hóa thành SO3, SO42 N O 3 - gặp mưa tạo thành axit tương ứng gây nên mưa axit roi xuống mặt đâ't, thấm sâu vào đâ't làm tê liệt các hoạt động môi trường sinh thái, giảm độ pH trong đất, tăng độ linh động của các kim loại nặng và làm chuyển dịch cân bằng của một SỐ phản ứng trong đất, dẫn tói thay đổi hoặc ngưng trệ hàng loạt hoạt động hóa học và vi sinh. Tuy nhiên, nhờ tính đệm và khả năng trao đổi ion của môi trường đất mà tác hại của mưa axit có giảm nhẹ khi chưa hấp thụ vào đâ't, song phần không bị đâ't hấp thụ sẽ đi vào nước ngầm làm ô nhiễm nước ngầm trong đất. Khói CO khi tiếp xúc với đất có thể tham gia vào thành phần các khí trong đất, làm hại các động vật trong đâ't do khả năng tạo phức với hồng cẩu (cacboxylhemoglobin) làm máu không thể vận chuyển oxy và cản trờ hô hâp. Một phần c o được hấp thụ trong keo đất, phần còn lại được oxy hóa thành CO2 nhờ các vi sinh vật và oxy trong đất, sau đó chuyển thành sinh khôi nhờ các vi khuẩn và nấm trong đất. Bụi chứa nhiều kim loại nặng (chì, kẽm...) sẽ lắng xuống đất tại khu vực gần nguồn (ví dụ bụi chứa chì sẽ lắng xuống hai bên đường noi nhiều ô tô qua lại) sẽ làm thay đổi thành phần đất tại đó và nhiễm độc đối với cây trông và vật nuôi theo đường dây chuyền thực phẩm. Các chất thải lỏng, nước thải công nghiệp chứa nhiều các chất vô cơ (các kim loại nặng, các hợp chằ't nitơ, photpho, lưu huỳnh, các cặn lắng vô cơ...) các châ't hữu cơ (lignin, châ't hữu cơ tổng hợp, hợp chất thơm mạch vòng, polychlorin biphenyl PCBs, dung môi hữu cơ, các châ't dầu mỡ, các châ't tẩy rửa,...) mà thành phần 72 GIÁO TRlNH ĐỘC HỌC MÔI TRƯỜNG châ't ô nhiễm phụ thuộc vào đặc trưng ngành công nghiệp, nêu không được xử lý trước khi thải chúng sẽ được lưu giữ trong đất do chảy qua bề mặt đâ't, di chuyển lắng đọng hoặc thấm vào đâ't làm ô nhiễm đâ't bởi các chât trong nước thải, dẫn tói thay đổi tính chẩt của đâ't tại khu vực đó. Các chất thải rắn công nghiệp như xi, phần thừa của quá trình gia công cơ khí, chất thải của các nhà máy năng lượng đốt than, nhà máy luyện kim, nhà máy hóa chất sử dụng nguyên liệu là quặng khai thác từ các mỏ,... đã chiếm nhiều diện tích mặt đâ't của các khu vực xung quanh nhà máy. Dưới điều kiện tự nhiên, các quá ưình phong hóa xảy ra sẽ làm thay đổi thành phần đất tại khu vực này, một số độc châ't trong xi công nghiệp sẽ lan truyền trong đất làm ảnh hưởng đẽn châ't lượng và năng suất cây trổng. Việc thải bỏ các chât thải rắn công nghiệp một cách tùy tiện đã để lại những hậu quả lâu dài cho vùng đâ't ở các khu công nghiệp, đổng thời còn ảnh hưởng tới châ't lượng nước ngầm, đặc biệt là loại châ't thải rắn độc hại khó phân hủy vi sinh như các châ't gây ăn mòn, dễ cháy nổ, có độc tính cao,... 2.1.1.2. Độc chất tií chất thái nông nghiệp Để tăng năng suâ't và phòng tránh dịch bệnh cho cây trổng, con người đã sử dụng nhiều loại phân bón hóa học và các loại hóa châ't bảo vệ thực vật cho nông nghiệp. Trong quá trình sử dụng các chất dư thừa hoặc không được cây trổng hấp thụ đã ảnh hưởng tới châ't lượng đất và gây ô nhiễm đất. Phân bón hóa học Ở Việt Nam đã sử dụng nhiều loại phân bón hóa học từ những năm đầu thập kỷ 60 khi nhà máy supe lân và phân lân nung chảy bắt đầu hoạt động. Một sô' kết quả điều tra cho thấy lượng phân bón hóa học sản xuất ở Việt Nam tăng lên qua thời gian, năm 2015 sản lượng phân đạm Ure đạt 2.048,6 nghìn tấn, tăng 2,7 % so với năm 2014, phân NPK khoảng 2.270,3 nghìn tân. Chương II. CỘC CHẤT TRONG MÕI TRƯỜNG 73 300 T gan Ure —«—Hỗn họ-p NPK Hình 2.1. Tình hình sản xuất phân bón năm 2015 (ĐVT: nghìn tán) (Nguôn: Phòng Thông tin kinh tê'quốc tế- VITIC tổng hợp) Theo Hiệp hội phân bón Quốc tế (IFA), niên vụ 2015 - 2016 với giá nông sản giảm cùng với nền kinh tế của các nước mới phát triển suy yêu đã tác động tới nhu cẩu phân bón toàn cầu. ĐÔI với phân đạm, nhu cẩu tăng lên 0,1% do với niên vụ 2014 - 2015 lên 110,4 triệu tân, phân lân giảm 0,9% còn 40,8 triệu tẳn và phân kali giảm 0,2% còn 31,9 triệu tâín. Báng 2.1. Nhu cáu phân bón toàn cẩu (ĐVT: triệu tấn) Niên vụ Phân đạm (N) Phân lân (PlOs) PhânKali (KỉO) Tống cộng 2012/2013 108,6 41,4 29,2 179,1 2013/2014 109,9 40,5 30,4 180,7 2014/2015 110,3 41,1 32,0 183,4 Thay đổi +0,4% +1,6% +5,4% +1,5% 2015/2016 110,4 40,8 31,9 183,1 Thay đổi +0,1% - 0,9% - 0,2% - 0,1% 2016/2017 112,0 41,6 33,0 186,6 Thay đổi +1,4% +2,1% +3,3% +1,9% (Nguôh: Hiệp hội phân bón quốc tế(IFA)) 74 GIÄO t r ìn h đ ộ c h ọ c m ô i t r ư ờ n g Nhiều kết quả nghiên cứu đã chi ra rằng, cây trồng chi sử dụng hữu hiệu tô'i đa 30% lượng phân bón vào đâ't. Phần còn lại sẽ bị rửa trôi theo nước hoặc nằm lại trên đâ't gây ô nhiễm môi trường. Ví dụ, phân đạm rất dễ chuyển hóa thành nitrat N O 3' (theo sơ đổ). Một phần nitrat được thực vật hấp thụ làm chất dinh dưỡng nhưng nếu tích lũy quá nhiều nitrat NCfe' sẽ sinh ra quá trình deniữat (khử nitrat) bởi vi sinh tạo nên nitrit (NO2' ) là chất sẽ theo dây chuyền thực phẩm đi vào động vật gây ảnh hưởng tới sức khỏe. Mặt khác, các anion NO2' và NCfe' ít bị hấp phụ trong đất (vì hầu hết các keo trong đâ't là keo âm), sẽ đi vào nước, gây ô nhiễm nưóc. N H /+ 1,5 0 2 Nitro5omona-NQ2'+H20 + 2H* N O 2 + 0 ,5 0 2 N itrosobacterN Q 3 TỔ chức Y tế thể giới WHO đã khuyên nghị hàm lượng NÜ3' trong rau không quá 300 mg/kg rau hay 5 mg/kg cơ thể người. Một ví dụ khác có thể nêu lên là vân đề sử dụng phân supe lân. Trong phân supe lân thường còn khoảng 5% axit H2SO4 tự do, khi đi vào môi trường đâ't sẽ làm giảm độ pH của đâ't. Mặt khác thành phần của phân supe lân là muối của các axit nên khi hoà tan cũng làm ảnh hưởng tới pH môi trường của đất. Do trong đất có các ion kim loại như Fe+3, Al+3 kết hợp với lượng phân bón supe lân dư thừa tạo thành photphat kim loại không tan làm cho đâ't chai cứng và huỷ diệt các vi sinh vật có ích trong đâ't. Trong môi trường axit: A T 3 + HPO 4'2 — A12(HP0 4)3Ì Al+3 + H2PO4 ' — Al(H2P 0 4)3i Trong môi trường kiềm: 6 HPO42 + 1 0 CaCOj + 4H20 — Ca,o(P0 4 )6(OH)2 + 1OHCO3 ' + 20H • Chương « . cộc CHẤT TRONG MỜI TRƯỜNG 75 Đối với phân bón hữu cơ tự nhiên (phân chuồng, phân bắc), ở Việt Nam thường ít được ủ đúng kỹ thuật và bón đúng liều lượng nên dễ gây ô nhiễm môi trường đất, gây hại cho động vật và người. Bởi vì trong phân bón này có chứa nhiều giun sán, trứng giun, sâu bọ, vi trùng và các mầm bệnh dễ lây lan. Khi bón vào đất chúng có điều kiện phát triển làm ô nhiễm môi trường sinh thái qua lan truyền trong nước mặt hoặc bốc hơi trong không khí. Mặt khác, lạm dụng quá nhiều phân hữu cơ trong điều kiện yếm khí sẽ làm tăng quá trình khử, sinh ra các chất ô nhiễm như H2S, CH4 và tạo mùi khó chịu, làm giảm pH của đâ't. Hoá chãi bảo vệ thực vật Hoá chất bảo vệ thực vật có hại là các hợp chất hoá học được chê' tạo để diệt trừ sinh vật gây hại cho cây trổng. Hiện nay chủng loại hoá chất bảo vệ thực vật được sử dụng rất đa dạng trên thế giới cũng như ở Việt Nam, nhưng chủ yếu vẫn là các nhóm photpho hữu cơ, các nhóm clo hữu cơ, nhóm cacbamat và clorophenoxy axit (châ't diệt cỏ). Ở Việt Nam, hoá chất bảo vệ thực vật đã được sử dụng từ lâu, đặc biệt trong những năm gần đây đã tăng đáng kể về mặt khối lượng và chủng loại. Vào những năm cuối thập kỷ 80, sô' lượng hoá chất bảo vệ thực vật được sử dựng ià 10.000 tân/năm, đầu thập kỷ 90 đã tăng gâ'p hơn 2 lẩn (21.600 tâh/năm), năm 1995 là 33.000 tân và đên hiện tại theo ước tính của Bộ Nông nghiệp & Phát triển nông thôn năm 2016, mỗi năm Việt Nam nhập và sử dụng từ 70.000 - 100.000 tẩn hoá chất bảo vệ thực vật. Số liệu từ Tổng cục Hải quan cho thấy, trong 4 năm gần đây (2014, 2015, 2016, 2017) mỗi năm Việt Nam chi ít nhâ't nửa tỷ USD để nhập khẩu thuốc trừ sâu từ Trung Quốc. Điều đáng lo ngại là, sô' lượng 100.000 tâh nguyên liệu, hoá châ't bảo vệ thực vật nhập khẩu vào Việt Nam chưa phản ánh đúng con sô' thực tế. Bởi, lượng hoá châ't từ Trung Quốc được đưa vào thị trường nội địa còn lớn gâp nhiều lẩn, thông qua con đường không chính ngạch. 7 6 GIÁO TRlNH ĐỘC HỌC MÔI TRƯỜNG Hiện cả nước ta có hon 200 doanh nghiệp hoá cha't bảo vệ thực vật, 97 nhà máy chế biến với hơn 20.000 đại lý khắp cả nước, nhưng gần 100% hoạt châ't, 90% phụ gia và 50% chế phẩm chúng ta vẫn phải nhập của nước ngoài (chủ yêu là từ Trung Quốc). Trong khi các nước đã dần chuyển sang phát triển nông nghiệp công nghệ cao, sản xuất nông nghiệp an toàn, thân thiện với môi trường, giảm tối đa việc sử dụng thuốc trừ sâu thì Việt Nam vẫn nằm trong top những quốc gia sử dụng hoá chất bảo vệ thực vật nhiều và khó kiểm soát (Nguồn: Báo cáo quốc gia về tình hình sử dụng hoá chất BVTV, Bộ NN và PTNT, 2016). Bộ Tài nguyên và Môi trường đã ban hành Quy chuẩn QCVN 15:2008 vể dư lượng hoá chất BVTV trong đâ't. Giới hạn tối đa cho phép của hầu hết tất cả các loại hoá chất BVTV hữu cơ bền vững với môi trường là 0,01ppm (QCVN 15:2008, Bộ TN & MT). Quy chuẩn này được áp dụng để kiểm soát và đánh giá mức độ ô nhiễm hoá cha't BVTV trong tầng đâ't mặt. Do bản châ't của hoá châ't bảo vệ thực vật là những châ't hoá học tiêu diệt sâu bệnh, nên dù ít hay nhiều khi vào môi trường đất cũng gây ô nhiễm môi trường sinh thái đất. Nhiều hoá chất bảo vệ thực vật có thể tổn lưu lâu dài trong đâ't (ví dụ DDT và các chất do hữu cơ, sau khi vào môi trường, nó sẽ tồn tại ở các dạng câu trúc sinh hoá khác nhau hoặc các dạng hợp châ't liên kết ữong môi trường, mà những hợp chất mới thường có độc tính hon hẳn, xâm nhập vào cây trổng và tích luỹ ở quả, hạt, củ (biological magnification) sau đó theo dây chuyền thực phẩm đi vào gây hại cho người, vật (ung thư, quái thai, đột biên gen,...). Khi các hoá chât bảo vệ thực vật (chủ yếu là nhóm lân hữu cơ) xâm nhập vào môi trường đâ't làm cho tính chất cơ lý của đâ't giảm sút (đâ't cứng), dõng giông như tác hại của phân bón hoá học dư thừa trong đất. Do khả năng diệt khuẩn cao nên hoá chất báo vệ thực vật đổng thời cũng diệt nhiều vi sinh vật có lợi trong đất, làm hoạt tính sinh học trong đâ't giảm. Hiện nay, đễ hạn chế sử dụng các Chương II. Độc CHẤT TRONG MỒI TRƯỜNG 77 loài hoá chẩt trừ sâu, diệt cỏ mà vẫn tăng cường bảo vệ thực vật, đã có một số nghiên cứu và đưa vào sản xuất nhiều loại thuốc trừ sâu thảo mộc (từ hạt củ đậu, cây xoan, quả cau và cây thuốc lá), một số chê'phẩm từ nấm cũng có khả năng diệt trừ sâu bọ. 2. ỉ. 1.3. Độc chât tiíchât thái đô thị Châ't thải rắn đô thị cũng là một nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường đâ't nêu không được quản lý thu gom và kiểm soát đúng quy trình kỹ thuật. Châ't thải rắn đô thị Tất phức tạp, nó bao gổm các loại thức ăn thừa, rác thải nhà bếp, làm vườn, đồ dùng hỏng, gỗ, thuỷ tình, nhựa, các loại giây thải, các loại rác đường phố, bụi, bùn, lá cây,... Ở các thành phô' lớn, châ't thải rắn sinh hoạt được thu gom, tập trung, phân loại và xử lý. Sau khi phân loại có thể tái sử dụng hoặc xử tý rác thải đô thị để chế biến phân hữu cơ, hoặc đốt chôn. Cuôì cùng vẫn là chôn lấp và ảnh hưởng tới môi trường đất. Ô nhiễm môi trường đất tại các bãi chôn lấp có thể do mùi hôi thôi sinh ra do phân huỷ rác làm ảnh hưởng tới sinh vật trong đâ't, giảm lượng oxy toong đất. Các chất độc hại sản phẩm của quá trình lên men khuếch tán, thấm vào đất và ở lại toong đất. Nước ri từ các hầm ủ và bãi chôn lấp có tải lượng ô nhiễm chất hữu cơ rất cao (thông qua chi số BOD và COD) cũng như các kim loại nặng như Cu, Zn, Pb, Al, Fe, Cd, Hg và cả các chất như p, N,...cũng cao. Nước ri này sẽ ngấm xuống đâ't gây ô nhiễm đất và nước ngầm. Ô nhiễm môi trường đất còn có thể do bùn cống rãnh của hệ thống thoát nước của thành phố mà thành phần các chất hữu cơ, vô cơ, kim loại tạo nên các hỗn hợp các phức chất và đơn chất khó phân huỷ. 2.1.1.4. Độc chất từ dâu mỏ Độc chất từ dầu mỏ là một dạng đã xuất hiện ở Việt Nam từ những năm 1980. Ô nhiễm dầu không chi ảnh hưởng tới môi 7 8 GIÁO TRlNH ĐỘC HỌC MÔI TRƯỜNG trường nước (biển, sông) mà còn ảnh hưởng tới môi trường đất. Độc tính của dầu mỏ tác động lên môi trường đất được biếu hiện ở các mặt sau: Khi trên bề mặt đất có một lớp dầu mỏng (dù chi 0,2 đên 0,5 mm) thì cũng cản trở quá trình trao đổi chất của các sinh vật toong đất (vi sinh vật, động thực vật), đất thiêu oxy do không tiếp xúc với không khí, các sinh vật trong đất sẽ chết dần. Khi dầu thâm dần vào trong lòng đâ't sẽ chiếm chỗ các mao quản và phi mao quản, đẩy nước và không khí ra ngoài làm môi trường đâ't bị giảm thiểu không khí và nước, ảnh hưởng tới tính chất của đất và hệ sinh thái trong đất. Khi dầu xâm nhập vào đất, chúng làm thay đổi câu trúc, đặc tính lý học và hoá học của đất, chúng biên các hạt keo thành "tro", không có khả năng hâp phụ và trao đổi nữa, làm cho vai trò đệm, tính oxy hoá, tính dẫn điện, dẫn nhiệt của môi trường đâ't thay đổi mạnh, giảm tính dẻo và tính dính. Dầu thấm qua đâ't đến mạch nước ngầm làm ô nhiễm nguồn nước ngầm. Dầu là những hợp chất cao phân tử có thể tiêu diệt trực tiêp hầu hêl các thực vật, động vật, sinh vật trong đâ't (trừ một số sinh vật có thể phân giải được dầu như Corynebaterium, Pseudomonas, nấm đơn bào Candida). Tác hại của dầu đối vói môi trường đất rất lớn, nó có thể biên đâ't thành đất chết do các thành phần dinh dưỡng trong đất không thể tổn tại hoặc bị giảm sút nghiêm trọng. 2.1.1.5. Độc chất của hoạt động y tế Các nguổn thải hoá châ't từ các bệnh viện, cơ sở y tế cũng là nguổn gây độc lớn cho môi trường đất. Trung bình mỗi ngày các bệnh viện, cơ sở y tê' trên cà nước thải ra từ 400-500 tấn châ't thải y tế, trong đó khoáng 10% là châ't thải y tế nguy hại. Điều đáng nói Chương II. ĐỘC CHẤT TRONG MỖI TRƯỜNG 79 là tại nhiều bệnh viện, việc quản lý các chất thải y tế nguy hại vẫn chưa đúng quy định, chưa có hệ thống xử lý nước thải,... Việc tiêu huỷ không an toàn các chất thải nguy hiểm như tro lò đốt hay bùn của hệ thống xử lý nước thài làm cho các chất gây ô nhiễm có thể thoát ra bên ngoài gây ô nhiễm đâ't, nước và cuối cùng tác động đên đời sông sức khoẻ của con người về lâu dài. Ngoài ra, các nguổn thải hoá chất từ các bệnh viện, cơ sở y tế cũng là nguồn gây độc lớn cho môi trường đâ't. Trung bình mỗi ngày các bệnh viện, cơ sở y tế trên cả nước thải ra từ 400 - 500 tâh chất thải y tế, trong đó khoảng 10% là chất thải y tế nguy hại. Điều đáng nói là tại nhiều bệnh viện, việc quản lý các chất thải y tê' nguy hại vẫn chưa đúng quy định, chưa có hệ thống xử lý nưóc thải,... Việc tiêu huỷ không an toàn các chất thải nguy hiểm như tro lò đốt hay bùn của hệ thống xử lý nước thải làm cho các chất gây ô nhiễm có thể thoát ra bên ngoài gây ô nhiễm đất, nước và cuổì cùng tác động đêh đòi sông sức khoẻ của con người về lâu dài. 2.1 Đột (hất ừong môi trường nước Do hoạt động nhân tạo hay tự nhiên (phá rừng, lũ lụt, xói mòn, sự thâm nhập của các chất thải đô thị, châ't thải công nghiệp...) mà thành phần và tính châ't của nước có thể bị thay đổi bởi nhiều độc chât, tạp châ't đưa vào hệ thống. Thật ra nước có khả năng tự làm sạch thông các quá trình biên đổi lý hoá sinh học tự nhiên như hâ'p phụ, lắng, lọc, tạo keo, phân tán, biên đổi có xúc tác sinh học, ôxy hoá khử, phân ly, polymer hoá hay các quá trình trao đổi chất... Cơ sở để các quá trình này đạt hiệu quả cao là phải có đủ ôxy hoà tan. Quá trình tự làm sạch dễ thực hiện ở dòng chảy hơn là ở hổ ao vì ở đây quá trình đôì lưu hay khuếch tán ôxy của khí quyển vào trong nước dễ dàng xảy ra và tham gia vào các quá trình chuyển hoá làm giảm chất độc hoặc lắng đọng các chất rắn hoặc tiêu diệt vi khuẩn có hại. Khi lượng độc chất đưa vào nước quá nhiều, vượt quá khả năng giới hạn 8 0 GIÁO TRlNH ĐỘC HỌC MÔI TRƯỜNG của quá trình tự làm sạch thì kết quả là tính chât của nước bị thay đổi. Sự thay đổi tính chất và thành phần của nước có ảnh hưởng xâu đên sinh thái môi trường nước và sức khoẻ của người sử dụng nước thì được coi là sự ô nhiễm nước. Khi đó cần phải có các phương pháp xử lý cụ thể (hoá, lý, sinh học) để xử lý các độc tố và các chất ô nhiễm có trong nước. Việc nhận biết nước ô nhiễm bởi các tạp chất, độc chất có thể căn cứ vào các trạng thái hoá học, vật lý, sinh học của nước. Ví dụ khi nước bị ô nhiễm sẽ có mùi khó chịu, vị không bình thường, màu không trong suốt, số lượng cá và các thuỷ sinh vật khác giảm, cỏ dại phát triển mạnh, nhiều mùn hoặc có váng dầu mỡ trên mặt nước. Nước ô nhiễm ở sông hổ chảy ra biển gây ô nhiễm cửa sông và biển, ảnh hưởng tới các sinh vật biển. Ngoài ra còn eó nhiều chất thải trực tiếp vào đại dương gây ô nhiễm biển trên phạm vi rộng lớn (sự cố tràn dầu, rửa tàu tại khu vực đậu thuyền, thải các chất thải ở các công trình, nhà máy ven biển). Có nhiều chất gây ô nhiễm môi trường nước khác nhau, các tính chất vật lý (bay hơi, hoà tan), hoá học (độc tính, khả năng phản ứng) của độc châ't ô nhiễm phụ thuộc rẩt nhiều vào hình thái hoá học của nguyên tố. Ví dụ, thuỷ ngân là kim loại có tính độc và muối của thuỷ ngân là (CH3)2Hg có tính độc cao hơn; Asen rất độc, asen oxyt AS2O3 càng độc, nhưng hải sản có chứa asen ở dạng (CH3)2AsCH3COO ■ lại không độc. Asen tổn tại ở dạng vô cơ như muôi AsCh cũng có tính độc cao. Vì vậy, ngoài việc xác định các nguyên tô' hoá học có tính độc trong nước cẩn chú ý tới các hình thái tồn tại của chúng để đánh giá đúng mức độ ô nhiễm nước. Một sô' nguồn độc châ't trong môi trường nước điển hình được trình bày cụ thể dưới đây. 2.1.2.1. Độcchâttừnước thải Nước thải từ các nguồn sinh hoạt, dịch vụ, chế biên thực phẩm và công nghiệp có chứa một loạt đa dạng các chất ô nhiễm