Xem mẫu
- CHÖÔNG 7
CHAÁT ÑOÄC HOÙA HOÏC
(CHEMICAL ECOTOXICOLOGY)
7.1. KHAÙI NIEÄM
Chaát ñoäc hoùa hoïc moâi tröôøng laø nhöõng chaát hoùa hoïc coù khaû naêng hay ñaõ
vaø ñang gaây ñoäc cho ngöôøi, sinh vaät vaø heä sinh thaùi moâi tröôøng.
Khaùi nieäm naøy coù hôi khaùc vôùi “chaát ñoäc hoøa tan” (chemical poison).
Nghieân cöùu caùc chaát ñoäc hoùa hoïc moâi tröôøng laø xaùc ñònh veà ñònh
tính vaø ñònh löôïng, caùc aûnh höôûng gaây ñoäc leân cô theå soáng cuûa ngöôøi,
thöïc vaät vaø ñoäng vaät trong moät quaàn theå, quaàn xaõ, heä sinh thaùi, khi con
ngöôøi vaø caùc sinh vaät naøy tieáp xuùc moät caùch giaùn tieáp hay tröïc tieáp vôùi
noù. Keát quaû cuûa söï ngoä ñoäc ñoù tuøy thuoäc vaøo haøm löôïng chaát ñoäc, tính
chaát hoùa hoïc cuûa chaát ñoäc khi tieáp xuùc leân cô theå cuûa ngöôøi vaø caùc ñoäng,
thöïc vaät maø haäu quaû cuûa noù naëng hay laø nheï nhö gaây ngoä ñoäc, gaây bieán
daïng, di truyeàn cho caùc theá heä sau hoaëc daãn ñeán töû vong. Ngöôøi ta ñaõ tìm
thaáy nhöõng chaát ñoäc hoùa hoïc coù trong caùc moâ, trong caùc teá baøo, trong
maùu. Nhöõng thí nghieäm phaân tích naøy ñöôïc thöïc hieän trong phoøng thí
nghieäm vôùi caùc maùy phaân tích hieän ñaïi, coù ñoä phaân giaûi cao, coù theå phaùt
hieän ôû noàng ñoä raát thaáp, khoaûng vaøi ppb vaø vaøi ppt.
Chaát ñoäc hoùa hoïc bao goàm caùc chaát ñoäc daïng ñôn chaát, hôïp chaát,
daïng voâ cô, höõu cô vaø caùc hôïp chaát cô – kim. Tuøy thuoäc vaøo muïc ñích söû
duïng maø ngöôøi ta saûn xuaát ra chuùng ôû caùc loaïi khaùc nhau ñeå phuïc vuï cho
caùc muïc ñích khaùc nhau.
Ví duï, ñoái vôùi noâng nghieäp, ñeå taêng naêng suaát cho muøa maøng, dieät
tröø saâu boï phaù luùa vaø hoa maøu thì ngöôøi ta phaûi saûn xuaát ra caùc loaïi hoùa
chaát dieät coân truøng, saâu boï, hoùa chaát tröø saâu, hoùa chaát dieät coû… Trong
chieán tranh, ngöôøi ta ñaõ cheá taïo ra caùc loaïi hoùa chaát cöïc ñoäc ñeå huûy dieät
ñoái phöông, caây coái heä sinh thaùi, maø khoâng caàn ñeán suùng ñaïn.
Coù nhöõng chaát phaân huûy nhanh trong moâi tröôøng döôùi taùc ñoäng cuûa
aùnh saùng maët trôøi, möa, gioù nhieät ñoä… nhöng cuõng coù nhöõng chaát beàn vôùi
moâi tröôøng, khoâng bò phaân huûy bôûi vi sinh vaät vaø gaây taùc haïi xaáu cho moâi
tröôøng. Hieän töôïng ñoù thuoäc phaïm vi nghieân cöùu cuûa “ñoäc hoùa hoïc moâi
335
- tröôøng”. Ngaønh hoïc naøy nghieân cöùu aûnh höôûng cuûa caùc chaát hoùa hoïc leân
sinh vaät soáng trong moâi tröôøng; cuõng nhö caùc taùc ñoäng qua laïi gaây aûnh
höôûng tôùi heä thoáng sinh hoïc, caùc cô cheá phaûn öùng phaân huûy, bieán ñoåi,
tích tuï vaø phaân taùn, ñoàng thôøi ñaùnh giaù taùc haïi cuûa moät soá chaát tieâu bieåu
ñoái vôùi moâi tröôøng sinh hoïc.
7.2. KHAI QUANG DIEÄT COÛ – CHAÁT ÑOÄC ÑIEÅN HÌNH (xem theâm
chöông 8)
Chaát ñoäc hoùa hoïc goàm nhieàu chuûng loaïi, nhieàu daïng. Coù khi ngöôøi
ta saûn xuaát vôùi muïc ñích roõ raøng, nhöng cuõng coù khi töï saûn sinh (voâ tình)
trong quaù trình coâng nghieäp maø taùc giaû cuûa noù khoâng löôøng tröôùc. Daãu
hoaøn caûnh naøo thì taùc ñoäng ñoäc haïi cuûa noù ra moâi tröôøng laø ñaùng keå. Sau
ñaây giôùi thieäu moät vaøi loaïi ñieån hình.
– Chaát ñoäc da cam (agent orange): laø hoãn hôïp cuûa 50% n–
butyleste cuûa 2,4 dichlorophenoxy axetic acid (2,4–D) vaø 50% n–
butyleste cuûa 2,4,5 trichlorophenoxy axetic (2,4,5–T). Ñaây laø hoùa chaát coù
taùc duïng laøm ruïng laù caây trong thôøi gian töø 3–6 tuaàn sau khi phun.
– Chaát ñoäc ñoû tía (agent purple): laø hoãn hôïp 50% n–butyleste cuûa
2,4–D, 30% n–butyleste cuûa 2,4,5–T vaø 20% iso–butyleste cuûa 2,4,5–T
– Chaát ñoäc xanh lam (agent blue): laø caùc acid cacodylic
– Chaát traéng (agent white, tordon 101): laø caùc muoái tri–isopropanolamin
cuûa 2,4–D vaø picloram.
Caùc chaát naøy coù theå saûn xuaát ra phuïc vuï chieán tranh, cuõng coù theå
sinh ra do ñoát caùc chaát deûo (nhöïa, nilon) döôùi nhieät ñoä 850oC. Ví duï quaù
trình ñoát raùc chöùa nhieàu hôïp chaát clo duø coù ôû nhieät ñoä cao ñi nöõa nhöng
khoùi, hôi cuûa chuùng khi ñoát khoâng ñöôïc laøm nguoäi nhanh thì vaãn seõ taïo ra
Dioxin, raát nguy hieåm. Vì vaäy, caùc oáng khoùi ñoát raùc nhöïa phaûi suïc qua boä
phaän nöôùc laøm maùt.
7.3. ÑOÄC CHAÁT DUNG MOÂI
Caùc dung moâi höõu cô coù theå tan trong môõ cuõng nhö coù theå tan trong
nöôùc, ñoàng thôøi chuùng coù theå chuyeån hoùa sinh hoïc trong cô theå ngöôøi.
Nhöõng dung moâi tan trong môõ, khi ñi vaøo cô theå thì chuùng tích tuï trong
caùc moâ môõ bao goàm caû heä thaàn kinh. Nhöõng dung moâi tan trong nöôùc, thì
khi tieáp xuùc vôùi da, caùc dung moâi naøy hoøa tan trong moà hoâi vaø ñi vaøo cô
336
- theå, roài sau ñoù chuùng coù theå phaân boá khaép nôi trong cô theå. Nhöõng dung
moâi khoâng bò chuyeån hoùa sinh hoïc thì coù theå bò ñaøo thaûi ra ngoaøi theo
nöôùc tieåu. Coøn ñoái vôùi nhöõng dung moâi chuyeån hoùa sinh hoïc thì söï trao
ñoåi chaát xuaát hieän trong nöôùc tieåu vaø toác ñoä thaûi cuûa chuùng phuï thuoäc
vaøo söï tieáp xuùc caùc dung moâi ñoù taïi nôi laøm vieäc. Ñoái vôùi taát caû caùc hoùa
chaát dung moâi, söï giaùm saùùt sinh hoïc coù theå bao goàm caû vieäc öôùc löôïng
noàng ñoä caùc hôïp chaát khoâng thay ñoåi trong maùu.
Taát caû caùc dung moâi höõu cô ñeàu coù moät ñaëc tính chung laø nhanh
choùng haáp thuï trong phoåi vaø khi bò nhieãm caùc ñoäc chaát dung moâi thì
chuùng laøm caûn trôû quaù trình trao ñoåi chaát cuûa cô theå.
Coù nhieàu loaïi dung moâi höõu cô gaây ñoäc caáp tính vaø maõn tính cho
ngöôøi vaø ñoäng vaät khi tieáp xuùc tröïc tieáp vôùi chuùng. Sau ñaây laø moät soá loaïi
dung moâi tieâu bieåu maø chuùng ta thöôøng söû duïng trong caùc phoøng thí
nghieäm hoaëc trong saûn xuaát.
7.3.1. Benzene
Benzene laø moät loaïi dung moâi hoøa tan ñöôïc raát nhieàu chaát nhö môõ,
cao su, vecni, da, sôïi, vaûi, len … Trong coâng nghieäp hoùa hoïc, benzene
ñöôïc söû duïng trong quaù trình toång hôïp.
a) Tính chaát
Benzene laø moät hydrocarbon thôm, coù coâng thöùc C6H6 ñöôïc chieát töø
than ñaù hoaëc daàu moû.
Benzene laø moät chaát loûng khoâng maøu, deã bay hôi, coù muøi. Noùng
chaûy ôû nhieät ñoä 5,48oC, soâi ôû 80oC. ÔÛ nhieät ñoä bình thöôøng, benzene nheï
hôn nöôùc, d = 0,87g. Hôi benzene naëng hôn khoâng khí, 1 lít hôi benzene ôû
ñieàu kieän tieâu chuaån naëng 3,25g. Khi benzene hoãn hôïp vôùi khoâng khí ôû
tyû leä 1,4 – 6% coù khaû naêng gaây noå.
b) Taùc haïi
Benzene haáp thuï thoâng qua phoåi vaø qua da. Khi tieáp xuùc ôû lieàu cao
gaây ñoäc caáp tính, suy giaûm thaàn kinh trung öông, gaây choùng maët, nhöùc
ñaàu, ngoâïp thôû vaø daãn ñeán roái loaïn tieâu hoùa nhö keùm aên, xung huyeát nieâm
maïc mieäng, noân, roái loaïn huyeát hoïc, thieáu maùu. Khi ngöøng tieáp xuùc vôùi
benzene beänh vaãn bò keùo daøi do benzene tích luõy trong caùc moâ môõ, tuûy
xöông gaây ra beänh baïch caàu. Neáu bò nhieãm maõn tính thì gaây xaùo troän
337
- ñöôøng daï daøy, ruoät, nhieãm saéc theå baïch caàu, gaây xaùo troän DNA di truyeàn.
Hôïp chaát cuûa benzene phöùc taïp khi chuyeån hoùa thaønh sinh hoïc, benzene
deã daøng keát hôïp vôùi protein hoaëc nucleic acid trong cô theå.
c) Lieàu löôïng gaây ñoäc: 10 – 15g haáp thuï trong cô theå, gaây töû vong
cho ngöôøi vaø ñoäng vaät.
7.3.2. Toluene
a) Tính chaát
Toluene (methylbenzene) coù coâng thöùc C6H5CH3 laø chaát loûng, nhieät
ñoä soâi 110,6oC, aùp suaát bay hôi ôû 31oC laø 40 mmHg, coù tyû troïng nhoû hôn
nöôùc d = 0,8, ít bay hôi hôn so vôùi benzene, hoøa tan nhieàu chaát, ñöôïc söû
duïng laøm dung moâi thay theá. Toluene laø moät loaïi dung moâi deã baét chaùy.
Toluene ñöôïc öùùng duïng roäng raõi trong coâng nghieäp nhö saûn xuaát
sôn, nhöïa thoâng, keo. Toluene ñöôïc coi nhö laø moät loaïi dung moâi trong
saûn xuaát cao su, traùng phim keõm. Ñaây cuõng laø nguyeân lieäu thoâ cho caùc
phaûn öùng toång hôïp höõu cô.
b) Taùc haïi
Khi hít phaûi, toluene haáp thuï vaøo phoåi, coøn khi tieáp xuùc treân da thì
toluene ñi qua ñöôøng da; vì toluene coù tính tan toát trong môõ neân noù ñi qua
da, tan moät phaàn trong lôùp môõ döôùi da vaø tích tuï laïi taïi caùc moâ môõ, aûnh
höôûng ñeán heä thaàn kinh vaø naõo. Ñoái vôùi ngöôøi, khi ñaõ nghieän moät thöù gì
thì deã bò nhieãm toluene hôn laø ngöôøi khoâng nghieän. Khi bò nhieãm toluene
naëng thì khoâng coù thuoác giaûi ñoäc vaø daãn ñeán caùi cheát.
c) Nhieãm caáp tính
Khi bò nhieãm treân 100 mg/kg toluene, gaây ra hieän töôïng hoa maét,
choaùng vaùng, ñau ñaàu, co giaät vaø coù khaû naêng daãn ñeán hoân meâ. Toluene
khoâng taùc ñoäng ñeán heä thaàn kinh ngoaïi bieân vaø döôùi söï tieáp xuùc toluene
bình thöôøng thì chuùng cuõng khoâng gaây nguy hieåm cho boä naõo.
d) Nhieãm maõn tính
Hít phaûi khí toluene thöôøng xuyeân seõ coù nhöõng trieäu tröùng nhöùc
ñaàu, chaùn aên, xanh xao, thieáu maùu, tuaàn hoaøn maùu khoâng bình thöôøng.
Neáu phaûi laøm vieäc lieân tuïc trong tình traïng tieáp xuùc vôùi toluene seõ daãn
ñeán tình traïng thaãn thôø, maát trí nhôù vaø deã xuùc ñoäng.
338
- 7.3.3. Xylene
a) Tính chaát
Xylene cuõng laø moät loaïi dung moâi höõu cô. Nhìn chung, xylene ít
ñoäc hôn vaø ít ñöôïc söû duïng hôn so vôùi toluene. Xylene ñöôïc söû duïng
trong saûn xuaát sôn, vecni vaø toång hôïp caùc thuoác nhuoäm; xylene cuõng
ñöôïc theâm vaøo chaát ñoát nhö laø chaát phuï gia. Xylene ñöôïc öùng duïng nhieàu
trong phoøng thí nghieäm ñeå toång hôïp paraffin.
b) Taùc haïi
Khi hít phaûi hôi xylene thì töø 60 – 65% ñöôïc giöõ laïi ôû trong phoåi,
gaây toån thöông cho phoåi. Khi tieáp xuùc vôùi xylene thì noù ñöôïc haáp thuï
qua da vaø ñaøo thaûi qua nöôùc tieåu. Quaù trình chuyeån hoùa sinh hoïc cuûa
xylene cuõng gioáng nhö toluene: khi cô theå bò nhieãm xylene thì xylene seõ
chuyeån hoùa thaønh methylhippuric acid vaø daáu hieäu naøy tìm thaáy trong
nöôùc tieåu.
Ngöôøi ta chöa phaùt hieän nhieãm maõn tính bôûi xylene. Tuy nhieân,
nhöõng coâng nhaân laøm vieäc, khi tieáp xuùc vôùi xylene, ñeàu phaøn naøn raèng,
hoï caûm thaáy coù vò ngoït ôû trong mieäng vaø gaây böùt röùt khoù chòu, ñoàng thôøi
bò maéc chöùng vieâm da.
7.3.4. Carbon tetrachloride
a) Tính chaát
Coâng thöùc CCl4, nhieät ñoä soâi 77,2oC, aùp suaát bay hôi ôû 20oC laø 91
mmHg. Carbon tetrachloride phaân huûy thaønh phosgene (COCl2) vaø
hydrochloric acid döôùi taùc duïng nhieät. CCl4 ñöôïc söû duïng nhö laø moät dung
moâi vaø caùc chaát trung gian trong caùc quaù trình coâng nghieäp.
b) Taùc haïi
CCl4 laøm suy giaûm vaø toån thöông haàu heát caùc teá baøo trong cô theå,
nhö heä thoáng thaàn kinh trung öông, gan vaø caùc maïch maùu. Tính nhieãm
ñoäc xuaát hieän daãn ñeán suy nhöôïc caùc cô quan noäi baøo, cô tim coù theå bò
suy yeáu vaø chuùng gaây loaïn nhòp tim, taâm thaát; xuaát hieän aûnh höôûng caùc
chaát ñoäc ñeán taát caû caùc boä phaän. Suy thoaùi thaän, phoåi… coù theå daãn ñeán
suy thoaùi môõ. Maøng trong maïch maùu coù theå bò toån thöông. Bieåu hieän
chính khi bò nhieãm ñoäc carbon tetrachloride laø hoân meâ, vaøng da.
339
- c) Nhieãm ñoäc caáp tính
Do hít phaûi vaø do nhieãm ñoäc qua da vôùi lieàu löôïng lôùn. Lieàu gaây ñoäc
cho ngöôøi lôùn laø 2 – 5 ml, giôùi haïn tieáp xuùc laø 5 ppm. Khi bò ngoä ñoäc, naïn
nhaân bò ñau buïng, buoàn noân, oùi möûa choùng maët, maïch bò chaäm hoaëc baát
thöôøng haï huyeát aùp. Neáu tænh laïi, beänh nhaân coù caùc trieäu tröùng nhö buoàn
noân, bieáng aên... khoaûng moät hai tuaàn sau ñoù coù bieåu hieän toån haïi ñeán gan,
vaøng da; toån haïi veà thaän, taêng caân ñoät ngoät naëng daãn ñeán hoân meâ.
d) Nhieãm ñoäc maõn tính
Khi nhieãm ñoäc ôû noàng ñoä thaáp do tieáp xuùc thöôøng xuyeân vôùi CCl4
thì beänh nhaân coù caùc trieäu chöùng nhö meät moûi, bieáng aên, noân möûa thöôøng
xuyeân, buïng khoù chòu coù caûm giaùc luùc naøo cuõng nhö buoàn noân, maét
khoâng nhìn roõ, maát trí nhôù vaø maát khaû naêng nhaän bieát maøu, vieâm da…
7.3.5. Tetrachloroethane
a) Tính chaát
Tetrachloroethane ñöôïc söû duïng nhö laø moät chaát trung gian ñeå saûn
xuaát tetrachloroethylene vaø trichloroethylene. Tetrachloroethane ñöôïc söû
duïng roäng raõi. Tuy nhieân, ñaây laø moät loaïi dung moâi cöïc ñoäc neân hieän nay
noù ñaõ ñöôïc thay theá baèng caùc dung moâi khaùc.
b) Quaù trình haáp thuï tetrachloroethane
Khi hít phaûi hoaëc tieáp xuùc loaïi dung moâi naøy, noù ñöôïc haáp thuï qua
phoåi vaø da; sau ñoù, noù ñöôïc baøi tieát ra ngoaøi nhöng quaù trình baøi tieát dieãn
ra chaäm. Quaù trình haáp thuï chaát naøy vaøo cô theå dieãn ra phöùc taïp.
c) Taùc haïi
Tetrachloroethane laø loaïi dung moâi ñoäc nhaát cuûa nhoùm chlorine
hydrocarbon. Tetrachloroethane coù muøi gioáng nhö muøi cuûa chloroform
nhöng khaû naêng gaây meâ cuûa noù cao hôn gaáp hai hay ba laàn chloroform.
Tetrachloroethane gaây ra hai hoäi chöùng ñaëc bieät, ñoù laø nhieãm ñoäc
heä thaàn kinh vaø taùc ñoäng tröïc tieáp vaø maïnh meõ leân gan. Ngöôøi ta ñaõ thaáy
raèng, caùc phuï nöõ, trong quaù trình saûn xuaát ngoïc trai nhaân taïo, phaûi tieáp
xuùc vôùi loaïi dung moâi naøy khieán hoï deã bò ruøng mình, choùng maët vaø ñau
ñaàu. Neáu tieáp xuùc ôû noàng ñoä lôùn hôn thì coù trieäu chöùùng ñau gan vaø keát
quaû bò vaøng da, coù theå daãn ñeán caùi cheát.
340
- 7.3.6. Methylene chloride (dichlormethane)
a) Tính chaát
Methylene chloride laø loaïi dung moâi bay hôi maïnh, ñöôïc söû duïng
trong saûn xuaát phim cellulose acetate vaø cuõng laø moät thaønh phaàn cuûa sôn.
b) Quaù trình haáp thuï cuûa methylene chloride
Methylene chloride haáp thuï qua phoåi vaø coù theå haáp thuï qua da. Khi
ñi vaøo cô theå, methylene chloride chuyeån ñoåi thaønh CO2, qua giai ñoaïn
trung gian laø carbon monoxide keát hôïp vôùi hemoglobin taïo thaønh
carboxyhemoglobin. Sau khi bò ngoä ñoäc methylene chloride khoaûng 150
ppm thì noù seõ taïo ra saûn phaåm töông ñöông carborxyhemoglobin vaø 35
ppm carbon monoxide trong cuøng moät thôøi gian. Trong caû hai tröôøng hôïp,
carboxyhemoglobin taêng leân khoaûng 5%. Nhöõng ngöôøi nghieän thuoác laù,
khi bò nhieãm methylene chloride thì löôïng carboxyhemoglobin seõ cao hôn
ngöôøi khoâng huùt thuoác laù.
c) Taùc haïi
Methylene chloride coù tính chaát gaây meâ. Tieáp xuùc khoaûng 300 ppm
thì ngöôøi ôû trong tình traïng buoàn nguû; khi tieáp xuùc vôùi lieàu cao hôn thì
ngöôøi tieáp xuùc seõ bò maát trí nhôù. Ngöôøi ta ñaõ khaùm phaù ra raèng, khi tieáp
xuùc laâu daøi vôùi methylene chloride thì ngöôøi tieáp xuùc deã bò beänh veà tim.
7.3.7. Carbon disulfide (CS2)
a) Giôùi thieäu
Carbon disulfide ñaõ ñöôïc bieát ñeán töø naêm 1850; hoùa chaát naøy ñöôïc
coi nhö laø moät loaïi dung moâi hoøa tan cao su vaø noù ñöôïc söû duïng trong saûn
xuaát sôïi tô nhaân taïo vaø laøm chaát trung gian ñeå saûn xuaát phoát pho.
Moät öùng duïng quan troïng cuûa CS2 laø laøm sôïi tô nhaân taïo. Trong
quaù trình saûn xuaát sôïi tô nhaân taïo thì saûn phaåm cuûa caùc quaù trình hoùa hoïc
taïo ra saûn phaåm cuoái laø H2SO3.
b) Quaù trình haáp thuï cuûa CS2
Con ñöôøng bò nhieãm CS2 laø do hít phaûi hôi CS2 bay hôi, noù ñi qua
phoåi chieám ñeán 70–90%, nhöng cuõng xaûy ra khi chaát naøy haáp thuï qua da.
Khi carbon disulfide ñi vaøo cô theå thì chuùng keát hôïp vôùi caùc amino acid,
caùc chaát tieâu hoùa vaø caùc protein trong maùu vaø trong caùc moâ. Quaù trình
341
- oxy hoùa taïo ra CO2 vaø giaûi phoùng ra goác sulfur, keát hôïp vôùi men
cytochrome P–450. Keát quaû cuûa quaù trình laø taïo ra goác oxygen töï do vaø
oxygen töï do naøy seõ phaù huûy men cytochrome. Ngöôøi ta ñaõ tìm thaáy hôïp
chaát coù chöùa sulfur trong nöôùc tieåu cuûa nhöõng coâng nhaân laøm vieäc tieáp
xuùc vôùi carbon disulfide.
c) Taùc haïi cuûa carbon disulfide
Carbon disulfide laø moät heä ñoäc ña daïng, noù ñaõ gaây nhieàu taùc ñoäng
maø ngöôøi ta ñaõ khaùm phaù ra. Chuû yeáu nhaát, ngoä ñoäc CS2 laøm cho maát trí
nhôù, gaây roái loaïn taâm thaàn, gaây töùc giaän moät caùch voâ côù maø khoâng töï kieàm
cheá ñöôïc, maát nguû, aûnh höôûng ñeán heä tuaàn hoaøn maùu, gaây beänh tim.
7.4. ÑOÄC CHAÁT DAÏNG ION
Coù nhieàu chaát ñoäc daïng ion trong moâi tröôøng vaø khaû naêng gaây ñoäc
cuûa chuùng cuõng khoâng keùm caùc dung moâi höõu cô; khi lieân keát vôùi caùc
chaát höõu cô taïo thaønh caùc hôïp chaát cô kim hoaëc lieân keát vôùi caùc ion traùi
daáu taïo thaønh caùc hôïp chaát voâ cô chuùng cuõng gaây nguy haïi cho moâi
tröôøng vaø ñôøi soáng cuûa sinh vaät. Sau ñaây coù theå keå ñeán moät soá chaát ñoäc
daïng ion ñaëc tröng.
7.4.1. Clorur (Cl– )
Clorur laø moät trong caùc ion coù maët trong nöôùc vaø nöôùc thaûi. Vò maën
cuûa nöôùc laø do ion Cl– vôùi noàng ñoä treân 250 mg/l vaø cuøng vôùi söï coù maët
cuûa Na+ töông ñöông veà maët ñöông löôïng laøm cho nöôùc coù vò maën cuûa
muoái NaCl. Noàng ñoä cuûa muoái coù maët trong nöôùc uoáng phaûi tuaân thuû tieâu
chuaån cho pheùp, ví duï nhö ñoái vôùi tieâu chuaån cuûa WHO, Cl– = 250 mg/l ,
cuûa Myõ laø 250 mg/l. Neáu vöôït tieâu chuaån naøy thì coù haïi cho söùc khoûe vaø
nöôùc caàn xöû lyù.
Nguoàn nöôùc coù noàng ñoä Cl– cao coù khaû naêng gaây ræ seùt ñöôøng oáng
vaø neáu nöôùc coù haøm löôïng Cl– quaù lôùn, töùc laø ñoä maën cuûa nöôùc quaù lôùn
seõ gaây taùc haïi ñeán caây troàng. Trong nöôùc caáp neáu Cl– quaù nhieàu seõ gaây
muøi khoù chòu vaø gaây haïi cho sinh vaät vaø ngöôøi söû duïng nöôùc. Ví duï, ôû
noàng ñoä cuûa Cl– = 35,5 g/l seõ gaây taùc haïi ñeán caây troàng, caây coù khaû naêng
cheát ôû nhöõng vuøng bò nhieãm maën.
7.4.2. Sulfate ( SO42–)
Neáu trong nöôùc coù SO42– thì nöôùc coù vò chua vaø nhöõng loaïi nöôùc
nhö vaäy coù khaû naêng bò nhieãm pheøn hoaëc bò nhieãm sulfate töø caùc moû
342
- thaïch cao, nôi khai thaùc quaëng coù chöùa löu huyønh hoaëc do nöôùc thaûi coâng
nghieäp, nöôùc pheøn … Khi trong nöôùc coù chöùa nhoùm ion SO42– thì seõ laøm
cho pH cuûa nöôùc giaûm xuoáng, do taïo ra H2SO4 . Neáu pH thaáp seõ laøm cho
caùc sinh vaät soáng trong nöôùc coù nguy cô bò cheát. Treân ñaát troàng troït, caây
cuõng khoù tröôûng thaønh. Haøm löôïng sulfate coù trong nöôùc seõ gaây ra hieän
töôïng aên moøn kim loaïi nhö ræ seùt ñöôøng oáng vaø laøm hö haïi caùc coâng trình
xaây döïng.
7.4.3. Cyanur (CN–)
Ion CN– öùc cheá caùc men chöùa kim loaïi Fe, Cu taïo thaønh phöùc chaát
giöõa kim loaïi cuûa men vôùi goác CN,– caûn trôû quaù trình vaän chuyeån caùc
chaát trong cô theå vaø hoâ haáp teá baøo bò öùc cheá. Neáu noàng ñoä CN– khoâng ñuû
gaây cheát thì noù taùch ra khoûi caùc men chuyeån thaønh ion SCN– khoâng ñoäc
vaø ñöôïc thaûi ra bôûi thaän.
7.5. ÑOÄC CHAÁT HALOGEN HOÙA VAØ TAÙC HAÏI
Halogen laø caùc nguyeân toá thuoäc nhoùm halogen nhö chlor, flor,
brom, iod; chuùng lieân keát coäng hoùa trò vôùi carbon, vôùi caùc nguyeân toá voâ
cô taïo ra caùc saûn phaåm môùi coù haïi cho moâi tröôøng. Chuùng coù maët raát ít,
xuaát hieän trong moâi tröôøng chuû yeáu do caùc hoaït ñoäng cuûa con ngöôøi nhö
caùc chaát thaûi töø hoaït ñoäng coâng nghieäp, noâng nghieäp, toàn dö thuoác
BVTV… Moät trong caùc nguyeân toá halogen gaây haïi cho moâi tröôøng laø chlor
voâ cô, moät ion chính coù hoaït tính sinh lyù. Chlor lieân keát coäng hoùa trò vôùi
carbon ít coù maët trong thieân nhieân. Ngöôøi ta ñaõ tìm thaáy nhieàu halogen laï
trong caùc sinh vaät bieån, naám vaø sinh vaät baäc cao. Caùc sinh vaät bieån phaûi
soáng trong moâi tröôøng coù noàng ñoä halogen cao hôn nhöõng sinh vaät soáng
treân caïn vaø trong moâi tröôøng nöôùc ngoït.
Halogen deã saûn xuaát, chuùng noái keát deã daøng vaøo nguyeân töû cacbon,
ñaëc bieät laø caùc carbon chöa baõo hoøa. Halogen ñöôïc duøng nhieàu trong vieäc
cheá taïo dung moâi, hoùa chaát coâng nghieäp, noâng döôïc vaø döôïc phaåm.
Thoâng thöôøng, ngöôøi ta halogen hoùa caùc chaát ñeå laøm taêng troïng löôïng
phaân töû cuûa caùc hôïp chaát, töùc laø laøm taêng troïng löôïng rieâng, ñieåm soâi,
ñieåm noùng chaûy vaø aùp suaát hôi. PCB (palychlorinate biphenyl) ñöôïc cheá
taïo baèng caùch chlorin hoùa biphenyl cho tôùi khi ñaït ñöôïc nhöõng tính chaát
mong muoán.
343
- Caùc hôïp chaát halogen hoùa coù tính beàn vöõng cao hôn laø nhöõng hôïp chaát
khaùc. Ví duï, moái lieân keát giöõa C–X (X: halogen) beàn vöõng hôn laø moái lieân
keát giöõa C–H. Tính beàn vöõng naøy laïi khoâng toát veà maët moâi tröôøng vì chuùng
toàn löu quaù laâu trong thieân nhieân, khoù bò phaân huûy bôûi caùc vi sinh vaät hieáu
khí cuõng nhö kò khí. Ví duï, trong moâi tröôøng, DDT chuyeån hoùa thaønh DDE
beàn vöõng hôn, ñoäc hôn.
Caùc ñaëc tính cuûa halogen cho thaáy möùc halogen hoùa caøng cao thì
tính hoøa tan trong nöôùc ñeàu giaûm. Caùc chaát halogen hoùa coù khaû naêng troän
laãn vôùi nhau vaø vôùi caùc vaät chaát phaân cöïc khaùc nhö daàu vaø caùc chaát beùo
nguoàn goác sinh hoïc. Caùc chaát halogen hoùa coù xu höôùng tích luõy trong moâ
môõ ñoäng vaät. Do ñoù, chuùng laø nhöõng chaát khoù chuyeån hoùa sinh hoïc hoaëc
bò baøi tieát ra ngoaøi. Söï tích luõy sinh hoïc cuûa caùc hôïp chaát khoâng phaân cöïc
laø raát cao, ñoâi khi sinh vaät tích luõy ôû noàng ñoä cao hôn ôû möùc luõy thöøa töø 3
ñeán 6 laàn so vôùi noàng ñoä coù trong nöôùc maø chuùng ñang soáng. Ñaëc tính
beàn vöõng vaø öa chaát beùo cuûa caùc chaát halogen hoùa laø chæ tieâu quan troïng
ñeå ñaùnh giaù khaû naêng tích luõy sinh hoïc, trong khi tính hoøa tan trong nöôùc
vaø boác hôi laø chæ tieâu ñeå ñaùnh giaù möùc ñoä phaùt taùn trong moâi tröôøng.
Thoâng thöôøng, caùc hydrocarbon halogen hoùa coù noàng ñoä thaáp trong nöôùc
vaø cao hôn ôû trong buøn ñaùy, ñaát vaø sinh vaät. Söï tích luõy sinh hoïc trong
nhieàu loaøi sinh vaät khaùc nhau goïi laø söï phaùt taùn sinh hoïc (bio dispersion).
Söï phaùt taùn naøy ñaùng keå laø ôû caùc loaøi coân truøng vì caùc giai ñoaïn aáu truøng
phaùt trieån trong nöôùc hoaëc trong lôùp ñaát maët. Caùc chaát coù ñoä boác hôi cao
seõ phaân taùn nhanh choùng vaøo trong khoâng khí, caùc hôïp chaát coù ñoä boác hôi
trung bình hoaëc thaáp bò aûnh höôûng maïnh meõ bôûi caùc ñieàu kieän khí haäu vaø
ñöôïc dòch chuyeån ñi moät quaõng ngaén trong khí quyeån hoaëc bò giöõ laïi laâu
daøi trong caùc phöùc chaát khaùc. Döïa treân söï keát hôïp cuûa nguyeân töû halogen
maø ngöôøi ta phaân chia ra laøm hai nhoùm chính nhö sau:
* Nhoùm halogen hydrocarbon
* Nhoùm halogen voøng thôm
7.5.1. Nhoùm hydrocarbon halogen hoùa
a) Giôùi thieäu
Caùc hydrocarbon halogen hoùa chuû yeáu laø nhoùm chlor höõu cô, coù
nhieàu trong thuoác BVTV. Ñaây laø loaïi hoùa chaát ñöôïc söû duïng roäng raõi
trong noâng nghieäp, vì noù coù taùc duïng baûo veä caây troàng, ñaûm baûo cung caáp
löông thöïc, thöïc phaåm cho con ngöôøi, beân caïnh lôïi ích thì taùc haïi cuûa
344
- chuùng cuõng khoâng nhoû. Tyû leä nhieãm ñoäc hoùa chaát tröø saâu khaù lôùn. Theo
Toå chöùc Y teá theá giôùi (WHO) naêm 1972, ôû 19 nöôùc moãi naêm coù ñeán nöûa
trieäu ngöôøi bò nhieãm ñoäc. Rieâng ôû Vieät Nam, haøng naêm söû duïng haøng
traêm taán hoùa chaát thuoác tröø saâu, haøng traêm ngöôøi bò ngoä ñoäc vaø nhieàu ca
naëng ñaõ daãn ñeán töû vong. ÔÛ Myõ cuõng vaäy, hydrocarbon halogen cuõng
ñöôïc saûn xuaát raát nhieàu ñeå phuïc vuï nhöõng muïc ñích nhö ñaõ neâu ôû treân.
Haøng naêm nöôùc naøy saûn xuaát haøng traêm trieäu taán nhö caùc loaïi chloroform
vaø hexachloroethane. Naêm 1978, Myõ ñaõ saûn xuaát 11.109 caân Anh chaát
dichloroethane. Caùc vinyl nhö dichloroethylene vaø cinyl chloride cuõng
ñöôïc saûn xuaát raát nhieàu. Moät soá caùc chaát nhö chloralhydrate, halothane
vaø chloroform taùc haïi ñeán heä thaàn kinh. Nhöõng chaát nhö alkyl halide vaø
vinyl halide coù ñoäc tính cho gan vaø thaän cuõng nhö gaây ung thö. Caùc alicyclic
halogen hoùa nhö lindane, toxaphene, mirex, aldrin vaø heptachlor cuõng laø
nhöõng chaát coù ñoäc tính sinh thaùi cao.
Caùc thuoác tröø saâu thuoäc nhoùm hydrocarbon halogen phaûi keå ñeán
moät soá loaïi thuoác tröø saâu tieâu bieåu vaø gaây ñoäc cho ngöôøi cuõng nhö moâi tröôøng
vaø chuùng toàn dö laâu beàn trong moâi tröôøng nhö dichlorodiphenyltrichloroethane
(DDT), hexachloroxyclohexan …
b) Dichlorodiphenyltrichlorethane (DDT)
– Tính chaát: DDT coù coâng thöùc C14H9Cl15, ôû daïng boät traéng hay xaùm
nhaït, tan raát ít trong nöôùc, nhöng khi hoøa tan DDT trong nöôùc thì chuùng taïo
thaønh huyeàn phuø. Khi phun thuoác naøy leân caây thì chuùng baùm vaøo laù. DDT
tan nhieàu trong caùc dung moâi. Nhieät ñoä noùng chaûy laø 108,5oC – 109oC. AÙp
suaát hôi ôû 20oC laø 1,5.10–7 mmHg.
DDT bò khöû chlor ñeå bieán thaønh DDD (diclorodiphenyl dichloroethane
hoaëc coù teân thöông maïi laø rhothane), ñaây laø moät chaát dieät coân truøng. Tieáp
theo DDD bò khöû chlor vaø hydro bieán ñoåi thaønh DDE, laø saûn phaåm cuûa
DDT vaø chaát DDE toàn tröõ laâu hôn, beàn hôn vaø thöôøng coù noàng ñoä cao
hôn DDT vaø DDD trong moâi tröôøng. Nhôø khaû naêng phaân huûy cuûa caùc
sinh vaät maø töø DDT seõ chuyeån thaønh DDD vaø DDE. Ngöôøi ta cheá ra loaïi
thuoác naøy laøm thuoác dieät tröø nheän. Ngöôøi ta cuõng tìm thaáy chuùng coù trong
môõ cuûa loaøi haûi caåu. Nhö vaäy, ñaây cuõng laø loaïi nguy hieåm vì chuùng
khoâng bò ñaøo thaûi maø tích luõy trong caùc moâ môõ.
– Taùc haïi: gaây toån thöông ñeán heä thaàn kinh, laøm yeáu cô vaø co giaät,
caùc tai bieán beân ngoaøi thöôøng gaëp laø ban ñoû, phuø neà, da ñoû. Ngöôøi tieáp
345
- xuùc vôùi DDT laâu daøi vôùi noàng ñoä thaáp cuõng gaây nhieãm ñoäc nhö run, bieán
ñoåi caùc toå chöùc gan vaø bieán ñoåi nheï ôû thaän. Lieàu gaây ñoäc ñoái vôùi ngöôøi laø
30g. DDT ñöôïc tích luõy qua chuoãi thöùc aên. Khoaûng caùch an toaøn giöõa
noàng ñoä dieät ñöôïc coân truøng vaø lieàu gaây ñoäc cho ngöôøi laø 0,4 g/kg.
c) Hexachloroxyclohexan
– Tính chaát: coâng thöùc C6H6Cl6 (666) laø moät loaïi boät maøu traéng,
khoâng tan trong nöôùc; tan trong coàn, benzene… Nhieät ñoä noùng chaûy laø
112,5oC, aùp suaát hôi ôû 20oC laø 9,4.10–6 mmHg. Noù coù 8 ñoàng phaân, trong
ñoù 7 ñoàng phaân khoâng ñoäc, rieâng ñoàng phaân α laø gaây ñoäc.
– Taùc haïi: 666 taùc ñoäng do tieáp xuùc qua tieâu hoùa hoaëc hoâ haáp, laøm
thuoác tieâu dieät coân truøng. So vôùi DDT thì 666 ít ñoäc hôn, lieàu löôïng gaây
ñoäc nghieâm troïng ñoái vôùi ngöôøi lôùn töø 20 – 30g. Khi bò nhieãm ñoäc 666
thöôøng gaây roái loaïn tieâu hoùa, ñau ñaàu choùng maët, suy nhöôïc cô theå.
d) Methyl bromide (CH3Br), methyl chloride (CH3Cl), methyl iodide
(CH3I)
– Tính chaát: Ba chaát naøy ñeàu laø chaát khí, boác hôi cao ôû nhieät ñoä
thöôøng. Chuùng ñöôïc söû duïng trong kyõ ngheä laøm laïnh, trong toång hôïp hoùa
hoïc. Methyl bromide ñöôïc söû duïng trong cöùu hoûa.
– Taùc haïi: Methyl iodide coù theå hoøa tan môõ. Methyl chloride vaø
methyl iodide xaâm nhaäp vaøo teá baøo, chuùng bò thuûy phaân taïo thaønh caùc
methol vaø halogenion.
Nhöõng phaùt hieän beänh laø söï xung huyeát cuûa gan, thaän, phoåi vôùi
nhöõng thay ñoåi trong caùc teá baøo, vieâm cuoáng phoåi. Nhöõng chaát naøy gaây
nguy haïi haàu heát ñeán caùc teá baøo.
– Giôùi haïn tieáp xuùc: 5 ppm ñoái vôùi methyl bromide, 50 ppm ñoái vôùi
methyl chloride vaø 2 ppm cho methyl iodide.
e) Trichloroethylene
– Tính chaát: Coâng thöùc CHCl3, nhieät ñoä soâi 88oC, aùp suaát bay hôi ôû
nhieät ñoä 20oC laø 60 mmHg. Trichloroethylene phaân huûy thaønh
dichloroethylene, phosgene vaø carbon monoxide keát hôïp vôùi caùc chaát
kieàm nhö voâi, soâña.
Trichloroethylene ñöôïc söû duïng nhö laø moät chaát dung moâi coâng
nghieäp nhö chaát laøm saïch töôøng, quaàn aùo, thaûm hoaëc söû duïng ñeå gaây meâ
hoaëc laøm giaûm ñau nhöng raát nguy hieåm.
346
- – Taùc haïi: laøm suy nhöôïc heä thaàn kinh trung öông, phoåi, tim, gaây ra
chöùng loaïn nhòp tim, taâm thaát caáp tính … Giôùi haïn tieáp xuùc laø 50 ppm. Lieàu
löôïng gaây haïi ñoái vôùi ngöôøi lôùn qua ñöôøng tieâu hoùa vaø hoâ haáp laø 5ml.
g) Tetrachloroethylene
– Tính chaát: Cl Cl
Coâng thöùc caáu taïo: C=C
Cl Cl
Nhieät ñoä soâi: 121oC, aùp suaát bay hôi ôû 20oC laø 15 mmHg.
Tetrachloroethylene laø loaïi dung moâi höõu cô ñöôïc söû duïng nhö
dung moâi laøm saïch khoâ.
– Taùc haïi: Chæ gaây ngoä ñoäc caáp tính maø khoâng gaây ngoä ñoäc maõn
tính. Ñaây laø moät ñoäc chaát haáp thuï qua phoåi vaø da. Giôùi haïn tieáp xuùc laø 50
ppm; lieàu löôïng gaây ñoäc laø 230 ppm
7.5.2. Nhoùm halogen voøng thôm
a) Giôùi thieäu
Trong coâng nghieäp, nhaát laø coâng nghieäp cheá bieán thuyû saûn, thuoác
tröø saâu, saûn xuaát giaáy, möïc in … moät löôïng lôùn chaát thaûi ñöôïc sinh ra laø
nhöõng hôïp chaát halogen voøng thôm nhö PCP (polychlorophenol), PCPP
(polychlorpp), PCB (polychlorobiphenyl), PCBz (polychlorobenzene)... Haàu
heát ñaây laø nhöõng chaát coù ñoäc tính cao, aûnh höôûng ñeán söùc khoûe con ngöôøi
vaø moâi tröôøng. Caùc hôïp chaát ñoái vôùi phenol vaø phenolxy halogen hoùa coù
tính phaân cöïc cao hôn caùc hôïp chaát thôm halogen hoùa. Do vaäy, chuùng coù
phaûn öùng khaùc nhau. Caùc chaát naøy coù theå ñöôïc saûn xuaát do muïc ñích
rieâng bieät naøo ñoù hoaëc laøm chaát trung gian cho caùc phaûn öùng hoùa hoïc,
saûn phaåm phaân huûy caùc hoùa chaát phöùc taïp.
b) Taùc haïi
Ñaëc tính phaân cöïc cuûa caùc chaát thôm halogen hoùa laøm cho chuùng
coù theå ñaït ñeán noàng ñoä cao trong moâi tröôøng loûng vaø phaân boá ñoàng
ñeàu trong caùc teá baøo. Caùc benzene halogen hoùa nhö bromobenzene,
p– dichlorobenzene (PDP), hexachlorobenzene (HCB) ñeàu coù tính öa môõ
cao. Do vaäy, tröôùc khi bò loaïi thaûi chuùng ñaõ ñi vaøo caùc quaù trình bieán
döôõng. Caùc hôïp chaát naøy gaây haïi cho gan thaän vaø heä thaàn kinh. Caùc chaát
347
- bieán döôõng goàm nhöõng phenol halogen hoùa coù hoaït tính sinh hoïc gaây ra
bieán dò vaø ñaëc bieät, haàu heát chuùng ñeàu gaây ung thö. Do caùc halogen voøng
thôm coù toàn dö laâu trong moâi tröôøng, noù ñi vaøo chuoãi thöùc aên vaø deã daøng
xaâm nhaäp vaøo cô theå ngöôøi thoâng qua chuoãi thöùc aên. Caùc chaát halogen
voøng thôm xaâm nhaäp kieåu naøy seõ toàn dö laâu daøi, gaây ra caùc ngoä ñoäc maõn
tính, khoù chöõa vaø aûnh höôûng maïnh leân tính di truyeàn. Ví duï, nhieàu khi ôû
ngöôøi cha vaø meï khoâng coù daáu hieäu cuûa nhieãm ñoäc dioxin nhöng ñeán khi
sinh con thì nhieãm ñoäc dioxin naøy ñaõ laøm cho ñöùa treû bò dò daïng. Chaát
ñoäc dioxin khoù ñaøo thaûi vì chuùng toàn dö trong môõ, trong caùc moâ, phaù huûy
teá baøo, laøm ñaûo loän traät töï cuûa caùc gen; do vaäy, ñaõ laøm toån thöông ñeán
thai nhi.
Ngoaøi ra, coøn coù moät soá chaát halogen hoùa gaây aûnh höôûng ñeán moâi
tröôøng nhö: CFC, CCl4, CH3Cl, CH3Br, CH3I.
• CFC
Ñaây laø moät hôïp chaát halogen hoùa hoaøn toaøn. CFC coù aûnh höôûng ñeán
lôùp ozone ôû taàng bình löu, ñoàng thôøi cuõng laø chaát khí hoaït ñoäng böùc xaï laøm
cho traùi ñaát noùng leân (Xem theâm – Sinh thaùi Moâi tröôøng öùng duïng – Leâ Huy
Baù, NXB KH & KT, 2000). Ñeå baûo veä taàng ozone coäng ñoàng quoác teá keâu
goïi ngaên chaën ngay laäp töùc vieäc saûn xuaát ra CFC.
CFC coù teân goïi chloroflorocarbon hay cloroflorohydrocarbon (coøn
ñöôïc goïi laø freon) laø nhöõng daãn xuaát cuûa caùc hôïp chaát chöùa chlor vaø flor
cuûa methane. CFC laø moät hoï caùc hôïp chaát raát trô veà maët hoùa hoïc, nhieät
ñoä soâi thaáp, ñoä nhôùt nhoû, söùc caêng beà maët keùm, ñoä beàn nhieät cao vaø coù
ñoäc tính thaáp. Nhôø coù caùc ñaëc tính naøy maø CFC ñöôïc söû duïng trong raát
nhieàu lónh vöïc khaùc nhau cuûa khoa hoïc, kyõ thuaät vaø vaø ñôøi soáng nhö
phöông tieän chöõa chaùy, taùc nhaân laøm laïnh, taïo loã xoáp trong kyõ ngheä cao
su vaø chaát deûo, dung moâi cho caùc myõ phaåm, dung moâi phun sôn, thuoác tröø
saâu, dung moâi taåy röûa caùc linh kieän trong kyõ ngheä ñieän töû … Vì CFC coù
nhieàu coâng duïng nhö vaäy neân noù ñaõ ñöôïc saûn xuaát vôùi khoái löôïng lôùn.
Chaúng haïn naêm 1963, Myõ saûn xuaát khoaûng 300.000 taán. Ngoaøi ra, CFC
coøn duøng ñeå saûn xuaát caùc halon. Caùc halon laø nhöõng daãn xuaát chöùa chlor,
flor vaø brom cuûa methane vaø ethane. CFC vaø halon phaùt thaûi vaøo khí
quyeån töø caùc nguoàn khaùc nhau vaø noù ñöôïc giöõ laïi ôû taàng bình löu. ÔÛ ñaây
chuùng bò phaân huûy döôùi taùc duïng cuûa tia töû ngoaïi trong aùnh saùng maët trôøi.
348
- Caùc goác chlor töï do ñöôïc taïo ra coù khaû naêng phaûn öùng raát lôùn vaø ngöôøi
ta cho raèng chính caùc phaàn töû naøy ñoùng vai troø quan troïng trong vieäc phaù huûy
taàng ozone cuûa traùi ñaát. Cöù 1 phaân töû CFC giaûi phoùng ra 1 nguyeân töû Cl, maø
1 nguyeân töû Cl naøy trong voøng ñôøi cuûa noù, laïi phaù huûy 100 ngaøn phaân töû
ozone trong taàng bình löu. Thôøi gian toàn taïi cuûa CFC khoaûng töø 80 – 180
naêm, cho neân ngay caû khi ngöng saûn xuaát vaø söû duïng caùc CFC thì haäu quaû
cuûa chuùng vaãn coøn keùo daøi theâm haøng maáy chuïc naêm nöõa.
7.6. ÑOÄC CHAÁT DAÏNG PHAÂN TÖÛ
Caùc hoùa chaát ñoäc daïng phaân töû nhö O3, Cl2, F2, Br2, I2, NH3 …
Nhöõng chaát naøy thöôøng ôû daïng khí cho neân khi bò nhieãm chuùng ñöôïc haáp
thuï qua ñöôøng hoâ haáp vaø gaây taùc haïi ôû phoåi, gaây öùc cheá tuaàn hoaøn naõo,
gaây khoù thôû vaø nhieàu khi beänh nhaân cheát do suy hoâ haáp naëng. Sau ñaây
chuùng ta ñi saâu vaøo moät soá chaát tieâu bieåu.
7.6.1. Chlor (Cl2)
a) Tính chaát
Chlor laø chaát khí coù maøu vaøng luïc, coù muøi ñaëc bieät gaây ngaït thôû.
Khi ôû noàng ñoä 5 ppm thì phaùt hieän ñöôïc ra muøi. Tyû troïng lôùn hôn khoâng
khí d = 2,49, deã hoùa loûng; tan trong nöôùc, deã tan trong dung moâi höõu cô.
Chlor deã bò haáp phuï vôùi than hoaït tính. Chlor laø chaát oxy hoùa maïnh.
b) Taùc haïi
Chlor gaây boûng da, nguy hieåm nhaát laø boûng maét, gaây kích thích caùc
nieâm maïc, ñöôøng hoâ haáp vaø maét. Khi bò nhieãm ñoäc ôû lieàu löôïng cao, beänh
nhaân suy hoâ haáp naëng daãn ñeán ngaát hoaëc daãn ñeán caùi cheát baát ngôø; hít khí
chlor vaøo phoåi laøm cho phoåi bò phuø. Khi nhieãm ñoäc ôû lieàu löôïng thaáp thì
gaây kích thích nieâm maïc, gaây chaûy nöôùc maét, ho vaø co thaét pheá quaûn.
Sau ñaây laø moät soá ví duï veà noàng ñoä tieáp xuùc vôùi chlor: ôû 1000 ppm,
chlor gaây ngaït thôû vaø daãn ñeán caùi cheát nhanh. Bò nhieãm ôû noàng ñoä 10ppm
gaây phuø phoåi, vieâm pheá quaûn; coøn ôû noàng ñoä 1ppm, beänh nhaân coù theå
chòu ñöïng keùo daøi ñöôïc.
* Nhieãm ñoäc caáp tính
Khi hít phaûi chlor ôû noàng ñoä cao, coù nhöõng trieäu chöùng sau ñaây:
caûm giaùc ngaït thôû, ñau vuøng xöông öùc, ho coù ñaøm laãn maùu, nhöùc ñaàu, ñau
thöôïng vò; coù theå gaây phuø phoåi …
349
- * Nhieãm ñoäc maõn tính
Khi laøm vieäc, tieáp xuùc laâu daøi vôùi chlor, coù theå gaây ra caùc trieäu
chöùng sau:
– Caùc toån thöông da, roái loaïn hoâ haáp, vieâm pheá quaûn maõn tính
– Roái loaïn veà maét, vieâm keát maïc, vieâm giaùc maïc, vieâm mí maét
– Roái loaïn tieâu hoùa, chaùn aên, buoàn noân…
– Roái loaïn toång quaùt nhö gaây thieáu maùu, nhöùc ñaàu choùng maët
* ÖÙng duïng
Ngaøy nay, ngöôøi ta söû duïng chlor laøm chaát saùt truøng cho caùc coâng
trình xöû lyù nöôùc thaûi vaø caùc coâng trình xöû lyù nöôùc caáp. Tuy nhieân, chlor
coù theå laø “con dao hai löôõi” vì noù giuùp cho vieäc khöû truøng nhöng neáu haøm
löôïng dö coøn nhieàu trong nöôùc noù coù khaû naêng keát hôïp vôùi caùc chaát höõu
cô coù trong nöôùc, laïi taïo theâm chaát ñoäc trong nöôùc nhö chloroform
CH3Cl. Vì vaäy, khi söû duïng chlor phaûi heát söùc thaän troïng.
7.6.2. Broâm (Br2)
a) Tính chaát: Broâm ôû traïng thaùi loûng, maøu ñoû naâu, coù muøi haéc. Broâm laø
chaát ñoäc coù khoái löôïng rieâng laø 3,1 g/cm3, nhieät ñoä soâi laø 58oC.
b) Taùc haïi: Khi hít phaûi khí broâm, nhieãm ñoäc coù trieäu chöùùng bieåu
hieän gioáng nhö khi bò nhieãm ñoäc khí chlor vôùi bieåu hieän cao nhaát laø gaây
phuø phoåi caáp tính, bieåu hieän nheï gaây boûng da, ho vaø khoù thôû…
7.6.3. Iot (I2)
– Ñöôïc söû duïng nhieàu ôû daïng coàn ñeå saùt truøng, dung dòch lugol (5%
iot töï do) ñeå chöõa beänh tuyeán giaùp. Tinh theå maøu ñoû tía laáp laùnh, deã boác
hôi khi ñeå ngoaøi khoâng khí töï do.
– Lieàu gaây cheát: khoaûng 2g tinh theå ioát cho ngöôøi lôùn. Khi bò nhieãm
ñoäc baèng ñöôøng mieäng, nieâm maïc mieäng, thöïc quaûn, daï daøy, bò boûng
naëng; naïn nhaân noân, aûnh höôûng ñeán tim maïch, giaõy duïa vaø töû vong.
Nieâm maïc mieäng coù maøu naâu ñaëc bieät.
7.6.4. Flor (F2)
a) Tính chaát
Flor (F2) laø moät nguyeân toá aù kim ñieån hình, thuoäc nhoùm halogen.
Neáu so saùnh flor vôùi caùc nguyeân toá khaùc trong nhoùm halogen thì flor hoaït
350
- ñoäng hoùa hoïc maïnh nhaát. Flor töï do luoân toàn taïi ôû traïng thaùi phaân töû. Flor
ñöôïc phaân boá raûi raùc treân voû ñòa caàu töø 750 – 800 g/taán. Flor naèm trong
caùc moû quaëng vaø hoøa tan trong caùc maïch nöôùc ngaàm. Nöôùc bò nhieãm flor
gaây nguy haïi cho con ngöôøi vaø caùc loaøi thuûy sinh.
Flor laø moät nguyeân toá coù hoaït tính hoùa hoïc cöïc maïnh; chuùng töông
taùc haàu heát vôùi caùc ñôn chaát, taùc duïng maïnh vôùi kim loaïi taïo thaønh muoái
vaø thoaùt nhieät lôùn. Ví duï, flor taùc duïng vôùi Na seõ taïo ra NaF. Caùc loaïi
muoái naøy ñeàu deã tan trong nöôùc vaø taát caû caùc loaïi muoái cuûa flor ñeàu raát
ñoäc. Ngöôøi ta lôïi duïng tính chaát ñoäc naøy cuûa flor ñeå laøm thuoác tröø saâu,
dieät coân truøng, dieät chuoät. Acid HF laø moät loaïi acid maïnh vaø coù tính chaát
aên moøn thuûy tinh khi chuùng keát hôïp vôùi SiO2. Khi F ôû daïng hôïp chaát CFC
seõ coù khaû naêng bay leân töø maët ñaát qua caùc taàng khí quyeån vaø ñeán taàng
Bình Löu (khoaûng 27 – 30 km), gaây haïi taàng O3.
b) ÖÙng duïng
Flor ñöôïc duøng trong saûn xuaát phaân boùn, thuoác tröø saâu. Coøn thuoác
choáng saâu raêng ñöôïc taïo ra baèng caùch cho flor vaøo kem ñaùnh raêng. Flor
laøm thuoác dieät khuaån, khöû truøng trong nöôùc uoáng. Lôïi duïng tính aên moøn
thuûy tinh, ngöôøi ta duøng hôïp chaát cuûa flor ñeå veõ hoa vaên treân thuûy tinh …
Duøng HF ñeå toång hôïp höõu cô, ñeå ñieàu cheá florur, hoaëc taùch caùt ôû nhöõng vaät
ñuùc baèng kim loaïi hoaëc quaëng trong phaân tích khoaùng vaät. Nhöõng thí
nghieäm cuûa nhieàu nöôùc treân theá giôùi cho thaáy raèng, vieäc theâm flor vaøo
trong nöôùc hoaëc kem ñaùnh raêng ñaõ laøm giaûm tæ leä saâu raêng vaø chöùng beänh
vi khuaån trong mieäng (vì trong mieäng nöôùc boït coù ñoä pH vaø nhieät ñoä thích
hôïp cho vieäc phaùt trieån vi khuaån gaây beänh saâu raêng).
c) Taùc haïi
Neáu haøm löôïng flor quaù lôùn seõ gaây beänh muïc xöông, vieâm tuûy,
vieâm chaân raêng, nöùt men raêng coù theå daãn ñeán caùi cheát. Hôi HF raát ñoäc,
khi rôi vaøo da gaây boûng naëng vaø raát ñau ñôùn.
Lieàu gaây cheát ngöôøi cuûa NaF vaøo khoaûng 5 g. Lieàu löôïng cho pheùp
trong kem ñaùnh raêng laø F– < 1000 mg/kg.
Giôùi haïn trong nöôùc < 0,5 mg/l theo TCVN (1985); coøn ôû Phaùp, F–
< 0,3 mg/l.
Neáu haøm löôïng flor trong nöôùc lôùn hôn 5 mg/l seõ laøm cho men raêng
bò nöùt, raêng bò bieán daïng. Tuy nhieân, ngöôøi ta nhaän thaáy raèng, khi trong
351
- nöôùc coù flor töø 1,5 ñeán 2 mg/l laø ñaõ thaáy baét ñaàu bò beänh veà raêng. Do flor
coù aùi löïc maïnh vôùi phosphate calci neân löôïng flor tích tuï trong cô theå seõ
gaây muïc xöông, vieâm tuûy, ñau coät soáng.
Trong caùc loaïi thuoác uoáng choáng saâu raêng, caùc nhaø nghieân cöùu ñaõ
cho thaáy, 90% flor ñaõ ñöôïc chuyeån hoùa trong cô theå vaø ñöôïc ñaøo thaûi ra
ngoaøi qua ñöôøng nöôùc tieåu, moà hoâi vaø phaân.
7.7. ÑOÄC CHAÁT DO PHOÙNG XAÏ
Hieän töôïng do phoùng xaï laø hieän töôïng chuyeån hoùa cuûa caùc haït nhaân
nguyeân töû cuûa nguyeân toá naøy sang haït nhaân cuûa nguyeân toá khaùc, keøm
theo caùc daïng böùc xaï khaùc nhau. Coù boán loaïi phoùng xaï:
a) Caùc haït alpha: goàm hai proton vaø hai neutron, coù naêng löôïng
ñaâm xuyeân nhoû, deã maát naêng löôïng trong khoaûng caùch ngaén; chuùng coù
theå xuyeân vaøo cô theå soáng qua ñöôøng hoâ haáp hoaëc tieâu hoùa, gaây taùc haïi
cho cô theå do tính ion hoùa.
b) Caùc haït beta: coù khaû naêng ñaâm xuyeân maïnh hôn, nhöng deã bò
ngaên laïi bôûi caùc lôùp nöôùc, thuûy tinh hoaëc kim loaïi. Caùc haït naøy gaây taùc
haïi cho cô theå soáng.
c) Caùc tia gama: laø caùc böùc xaï ñieän töø soùng ngaén gioáng tia X, coù
khaû naêng xuyeân qua caùc vaät lieäu daøy vaø gaây taùc haïi cho cô theå sinh vaät.
d) Böùc xaï neutron: thöôøng chæ coù trong loø phaûn öùng haït nhaân. Moät
soá nguyeân toá naëng khoâng beàn coù khoái löôïng haït nhaân lôùn hôn neutron, do
ñoù nhaân vôõ thaønh hai maûnh taïo ra caùc neutron coù ñoä ñaâm xuyeân cao.
7.7.1. Nguoàn gaây oâ nhieãm phoùng xaï
- Do khai thaùc nhieàu caùc lôùùp ñaát treân beà maët vaø caùc lôùp ñaát bao
phuû quaëng töï nhieân
- Do caùc vuï noå haït nhaân (möa phoùng xaï)
– Söû duïng caùc ñoàng vò phoùng xaï trong ñieàu trò beänh vaø nghieân cöùu
khoa hoïc.
– Söû duïng caùc ñoàng vò phoùng xaï trong coâng nghieäp vaø noâng nghieäp
– Loø phaûn öùng coâng nghieäp vaø thí nghieäm khoa hoïc bò roø ræ
– Maùy gia toác thöïc nghieäm.
352
- 7.7.2. Taùc haïi
Böùc xaï haït nhaân coù khaû naêng gaây cheát ngöôøi do phaù vôõ caáu truùc teá
baøo, taùc haïi ñeán nhieãm saéc theå.
a) Beänh nhieãm phoùng xaï caáp tính
Khi laøm vieäc vôùi phoùng xaï, neáu bò nhieãm ôû noàng ñoä quaù cao thì
beänh nhaân bò nhieãm phoùng xaï caáp tính. Beänh nhaân bò roái loaïn heä thaàn
kinh trung öông, ñaëc bieät ôû voû naõo, gaây nhöùc ñaàu, choùng maët, buoàn noân,
hoài hoäp, khoù nguû, keùm aên, meät moûi.
Da bò boûng hoaëc taáy ñoû ôû choã tia phoùng xaï chieáu vaøo. Cô quan taïo
maùu bò toån thöông maïnh, ñaëc bieät laø caùc teá baøo maùu, nhaát laø caùc teá baøo
maùu ôû ngoaïi vi vaø ôû tuûy xöông; bò giaûm baïch caàu, tieåu caàu cuõng bò giaûm
nhöng chaäm hôn, daãn ñeán beänh nhaân thieáu maùu, giaûm khaû naêng choáng ñôõ
beänh nhieãm truøng.
Cô theå bò suy yeáu: giaûm caân, bò nhieãm truøng naëng roài cheát.
b) Beänh nhieãm phoùng xaï maõn tính
Trieäu chöùng xuaát hieän muoän, coù tôùi haøng naêm sau hoaëc haøng chuïc naêm
sau khi bò chieáu tia phoùng xaï hoaëc bò nhieãm chaát phoùng xaï.
Beänh xaûy ra khi bò nhieãm vôùi moät lieàu löôïng khoaûng 200 rem hoaëc
nhoû hôn nhöng trong moät thôøi gian daøi.
Trong thôøi gian ñaàu bò beänh, beänh nhaân bò suy nhöôïc thaàn kinh, suy
nhöôïc cô theå sau ñoù roái loaïn caùc cô quan taïo maùu, roái loaïn chuyeån hoùa
ñöôøng, lipid, protid, muoái khoaùng vaø cuoái cuøng bò thoaùi hoùa. Beänh nhaân
thöôøng bò ñuïc maét, ung thö da, ung thö xöông… Möùc ñoä beänh phuï thuoäc
vaøo nhieàu yeáu toá:
– Toång lieàu löôïng chieáu xaï vaø soá laàn chieáu xaï. Toång lieàu löôïng
caøng lôùn thì taùc haïi caøng maïnh.
Ví duï, nhieãm 300 rem coøn coù theå chöõa ñöôïc, nhöng nhieãm ñeán 600
rem, beänh seõ naëng vaø chaéc chaén ngöôøi beänh seõ bò cheát. Cuøng bò nhieãm
toång lieàu löôïng nhö nhau, nhöng phaân taùn ôû nhieàu lieàu nhoû goäp laïi thì taùc
haïi ít hôn laø bò chieáu moät laàn.
– Dieän tích bò tia phoùng xaï chieáu caøng roäng caøng nguy hieåm, bò
chieáu toaøn thaân nguy hieåm hôn bò chieáu ôû moät boä phaän. Trong cô theå
353
- vuøng ñaàu laø vuøng quan troïng nhaát, neáu bò chieáu thì nguy hieåm hôn caùc
vuøng khaùc.
– Caùc teá baøo ung thö, teá baøo cuûa toå chöùc thai nhi nhaïy vôùi phoùng
xaï hôn caùc teá baøo tröôûng thaønh. Khi cô theå ñang meät moûi, ñoùi buïng,
ñang bò nhieãm truøng, ñang bò nhieãm ñoäc thì aûnh höôûng cuûa caùc tia
phoùng xaï nhaïy hôn.
Chaát phoùng xaï coù khaû naêng luaân chuyeån qua laïi trong moâi tröôøng
khoâng khí, nöôùc vaø moâi tröôøng ñaát.
Caùc chaát phoùng xaï haït nhaân coù theå tích luõy trong cô theå sinh vaät.
Löôïng böùc xaï haït nhaân Cs137 coù trong moät soá sinh vaät ôû Thuïy Ñieån do söï
coá phoùng xaï naêm 1986 nhö sau:
Caù hoài löôïng Cs137 coù trong caù laø 18,700 Bq/kg
Caù cheùp 2,84 Bq/kg
Caù trích 980 Bq/kg
Vòt trôøi 1.290 Bq/kg
Chim boùi caù 107 Bq/kg
Soø 2.280 Bq/kg
Heán 1.180 Bq/kg
c) Taùc haïi cuûa buïi phoùng xaï
Buïi phoùng xaï xaâm nhaäp tôùi beà maët traùi ñaát töø khí quyeån. Nguoàn
goác cuûa buïi loaïi naøy laø nhöõng vuï noå thöû vuõ khí haït nhaân. Buïi phoùng xaï
khi rôi xuoáng laù caây seõ gaây taùc ñoäng coù haïi vaøo chuoãi thöùc aên ñoái vôùi caùc
sinh vaät aên laù. Sau ñoù, caùc sinh vaät khaùc aên loaïi sinh vaät naøy vaø cuoái
cuøng con ngöôøi bò nhieãm xaï. Löôïng buïi phoùng xaï maø maët ñaát thu nhaän
phuï thuoäc vaøo baûn chaát cuûa ñaát, ñòa hình vaø loaïi thaûm thöïc vaät. Theo
Odum (1971), giöõa ñoàng coû treân ñaát than buøn coù tính acid vaø caùc ñoàng coû
moïc treân caùc ñaát ñoài nuùi laø raát khaùc nhau vaø khaû naêng haáp phuï caùc chaát
phoùng xaï döôøng nhö phuï thuoäc vaøo ñaëc tính pH cuûa ñaát. Ñoàng coû ôû vuøng
ñoài maø ñaát coù tính trung tính thì buïi phoùng xaï trong ñaát laø 1 (Bq/kg), ôû coû
seõ laø 21 vaø trong xöông con cöøu laø 714; trong khi ñoàng coû moïc ôû thung
luõng chaát phoùng xaï trong ñaát laø 1, treân coû laø 6,6 vaø trong xöông cuûa ñoäng
vaät aên coû laø 115. Nhö vaäy, nhöõng ñoäng vaät aên coû tích luõy buïi phoùng xaï
cao hôn nhieàu so vôùi trong ñaát vaø trong coû.
354
nguon tai.lieu . vn