Xem mẫu
- Tiểu luận
KIM LOẠI NẶNG TRONG NƯỚC SINH
HOẠT: TÁC HẠI, PHƯƠNG PHÁP
XÁC ĐỊNH VÀ NGƯỠNG CHO PHÉP
- XÁC NH HÀM LƯ NG VÀ NGƯ NG CHO PHÉP C A M T S KIM
LO I N NG TRONG NƯ C SINH HO T. TÁC H I C A CHÚNG IV I
Chuyên
S C KH E CON NGƯ I
A– TV N
Trong sinh ho t hàng ngày c a i s ng con ngư i, nư c là y u t không th
thi u. Nư c u ng, nư c r a ư c g i dư i m t tên chung: nư c sinh ho t. Nư c
sinh ho t có th ư c khai thác t các ngu n: nư c ng m, nư c b m t (ao, h ,
sông, su i), nư c mưa. K t q a ánh giá c a chương trình KC12 Vi t Nam cho
th y: t ng lư ng nư c c n dùng c năm c a nư c ta chi m 8.8% t ng lư ng dòng
ch y năm 1999, tăng lên 12.5% trong năm 2000, và ư c d báo s tăng 16,5%
vào năm 2010. [7]
Tc ô th hóa, quá trình công nghi p hóa ngày càng di n ra nhanh và
m nh m . Bên c nh ó, s gia tăng dân s , s phát tri n m nh m c a ngành giao
thông v n t i… gây m t áp l c r t l n n môi trư ng nói chung và nư c sinh ho t
nói riêng. Nư c th i công nghi p chưa qua x lý; Ô nhi m không khí (trong ó có
s ô nhi m chì – Pb, asen – As…); Nư c th i t khu khai thác qu ng; L m d ng
phân bón hóa h c, thu c b o v th c v t… là nh ng nguyên nhân làm cho ngu n
nư c sinh ho t b ô nhi m kim lo i n ng. (2,4tr m3/năm là lư ng nư c th i không
qua x lý có hàm lư ng khá l n kim lo i n ng t do c a 10 cơ s khai thác qu ng
Thái Nguyên [1])
Hàng năm có 2,2 tri u ngư i ch t do các căn b nh liên quan n ngu n nư c
ô nhi m và i u ki n v sinh kém, v i 12.000 km3 nư c s ch hi n b ô nhi m
nghiêm tr ng[2.Tr9]. Vi c con ngư i ph i hít th b u không khí ô nhi m; S d ng
nư c u ng, nư c r a, lương th c, th c ph m nhi m kim lo i n ng; Ti p xúc tr c
ti p v i các v t li u có ch a kim lo i n ng (sơn tư ng có hàm lư ng chì cao)…
d n t i s tích t kim lo i n ng trong cơ th . N u vư t quá ngư ng quy nh, b t
c kim lo i nào cũng có th s gây ng c kim lo i cho cơ th d n t i nhi u ca t
vong ho c khi n con ngư i mang di h a su t i [3]. M t s kim lo i n ng trong
ó cadimi (Cd) khi thâm nh p ư c vào cơ th ngư i, ư c tích lũy trong th n và
xương gây phá h y ch c năng th n và làm bi n d ng xương. Còn nhi m c asen
(As) có th b t n thương th n, r i lo n ch c năng tim m ch, suy hô h p, gan to...
Vì v y, vi c xác nh y u t kim lo i n ng trong nư c và hàm lư ng c a chúng có
Nhóm 5 - TTA. K19 i h c Nông nghi p Hà N i Trang 1
- XÁC NH HÀM LƯ NG VÀ NGƯ NG CHO PHÉP C A M T S KIM
LO I N NG TRONG NƯ C SINH HO T. TÁC H I C A CHÚNG IV I
Chuyên
S C KH E CON NGƯ I
nhi u ý nghĩa trong khoa h c và th c ti n.
Có r t nhi u i tư ng kim lo i n ng t n dư trong nư c sinh ho t làm nh
hư ng t i s c kh e và i s ng con ngư i. Do i u ki n và kh năng có h n vì v y
trong chuyên này, chúng em xin i sâu tìm hi u ba i tư ng chính có nh
hư ng nghiêm tr ng nh t n môi trư ng và s c kh e con ngư i ó là: Asen (As),
Chì (Pb) và Th y ngân (Hg).
Nhóm 5 - TTA. K19 i h c Nông nghi p Hà N i Trang 2
- XÁC NH HÀM LƯ NG VÀ NGƯ NG CHO PHÉP C A M T S KIM
LO I N NG TRONG NƯ C SINH HO T. TÁC H I C A CHÚNG IV I
Chuyên
S C KH E CON NGƯ I
B – N I DUNG
1 Khái ni m chung v kim lo i n ng
Theo t i n KHKT do NXBKH&KT Hà N i năm 2000, kim lo i n ng là
nh ng kim lo i có kh i lư ng riêng l n hơn 5g/cm3. M t s kim lo i n ng có th
c n thi t cho sinh v t, chúng ư c xem là nguyên t vi lư ng. M t s không c n
thi t cho s s ng, khi i vào cơ th sinh v t có th không gây c h i gì. Kim lo i
n ng gây c h i v i môi trư ng và cơ th sinh v t khi hàm lư ng c a chúng vư t
quá tiêu chu n cho phép.
2 Xác nh hàm lư ng kim lo i n ng trong nư c sinh ho t
2.2 Các phương pháp phân tích công c xác nh lư ng v t ion kim lo i n ng.
2.2.1 Các phương pháp i n hoá.
Phương pháp c c ph
Phương pháp c c ph c i n dùng i n c c gi t Hg rơi là c c làm vi c
trong ó th ư c quét tuy n tính r t ch m theo th i gian (thư ng 1-5mV/s), ng
th i ghi dòng là hàm c a th i n c c gi t Hg rơi. Sóng c c ph có d ng hình b c
thang, d a vào chi u cao c a sóng có th nh lư ng ư c ch t phân tích. Tuy
nhiên, phương pháp c c ph b nh hư ng r t l n c a dòng t i n nên gi i h n
phát hi n kém, c 10-5 - 10-6M.
Nh m lo i tr nh hư ng trên ng th i tăng nh y và ch n l c, hi n
nay ã có các phương pháp c c ph hi n i: c c ph xung vi phân (DPP), c c ph
sóng vuông (SQWP)... cho phép phân tích lư ng v t c a nhi u nguyên t .
2.2.2 Các phương pháp quang ph .
• Phương pháp ph h p th phân t (UV-VIS). [6]
Nguyên t c: phương pháp xác nh d a trên vi c o h p th ánh
sáng c a m t dung d ch ph c t o thành gi a ion c n xác nh v i m t thu c th vô
cơ hay h u cơ trong môi trư ng thích h p khi ư c chi u b i chùm sáng. Phương
trình nh lư ng c a phép o là:
Nhóm 5 - TTA. K19 i h c Nông nghi p Hà N i Trang 3
- XÁC NH HÀM LƯ NG VÀ NGƯ NG CHO PHÉP C A M T S KIM
LO I N NG TRONG NƯ C SINH HO T. TÁC H I C A CHÚNG IV I
Chuyên
S C KH E CON NGƯ I
A= KxC
A: h p th quang.
K: H ng s th c nghi m.
C: N ng nguyên t phân tích.
kho ng 10-5 - 10-7M và
Phương pháp này cho phép xác nh n ng ch t
là m t trong nh ng phương pháp ư c s d ng khá ph bi n xác nh hàm
lư ng các kim lo i vì nó ơn gi n và r t ti n l i.
Phương pháp ph phát x nguyên t (AES).
Khi i u ki n thư ng, nguyên t không phát và không thu năng lư ng
nhưng n u b kích thích thì các i n t hoá tr s nh n năng lư ng chuy n lên tr ng
thái có năng lư ng cao hơn (tr ng thái kích thích). Tr ng thái này không b n,
chúng có xu hư ng gi i phóng năng lư ng tr v tr ng thái ban u b n v ng
dư i d ng các b c x . Chính các b c x này g i là ph phát x c a nguyên t .
Phương pháp ph AES d a trên s xu t hi n ph phát x nguyên t t do
c a nguyên t phân tích tr ng thái khí khi có s tương tác v i m t ngu n năng
lư ng phù h p. Hi n nay, ngư i ta dùng m t s ngu n năng lư ng kích thích
ph AES: ng n l a èn khí, h quang, tia l a i n, tia laze, plasma cao t n c m
ng (ICP), tia X... trong ó, ng n l a èn khí, h quang, tia l a i n ã ư c dùng
t lâu nhưng nh y không cao. Còn ICP, tia laze là nh ng ngu n m i ư c ưa
vào s d ng kho ng hơn ch c năm tr l i ây nhưng cho nh y r t cao.
• Phương pháp ph h p th nguyên t (AAS)
S xu t hi n c a ph AAS:
i u ki n thư ng, nguyên t không thu hay phát năng lư ng và g i là
tr ng thái cơ b n (nghèo năng lư ng, b n v ng). Nhưng khi tr ng thái hơi t do,
n u ta kích thích chúng b ng m t năng lư ng dư i d ng chùm tia sáng có bư c
sóng xác nh thì các nguyên t ó s h p th b c x có bư c sóng nh t nh ng
úng v i tia b c x mà chúng có th phát ra ư c trong quá trình phát x c a nó.
Nhóm 5 - TTA. K19 i h c Nông nghi p Hà N i Trang 4
- XÁC NH HÀM LƯ NG VÀ NGƯ NG CHO PHÉP C A M T S KIM
LO I N NG TRONG NƯ C SINH HO T. TÁC H I C A CHÚNG IV I
Chuyên
S C KH E CON NGƯ I
Khi ó, nguyên t chuy n lên tr ng thái có năng lư ng cao hơn tr ng thái cơ b n.
Quá trình ó ư c g i là quá trình h p th năng lư ng c a nguyên t t do tr ng
thái hơi và t o ra ph nguyên t c a nguyên t ó. Ph sinh ra trong quá trình này
ư c g i là ph h p th nguyên t AAS.
2.3 M t s phương pháp tách và làm giàu lư ng v t ion kim lo i n ng.
Trong th c t phân tích, hàm lư ng các ch t trong m u, c bi t là hàm
lư ng các ion kim lo i n ng, thư ng r t nh , n m dư i gi i h n phát hi n c a các
công c phân tích. Vì v y, trư c khi xác nh chúng c n ph i tách và làm giàu.
tách và làm giàu các kim lo i n ng trong nư c thư ng dùng m t s
phương pháp thông d ng như: phương pháp hoá h c, phương pháp hoá lí hay
phương pháp sinh hoá. Dư i ây là m t vài bi n pháp chính x lí, thu h i các ion
kim lo i n ng ã ư c nghiên c u, ng d ng trên cơ s các phương pháp hoá h c.
2.3.1 Phương pháp c ng k t.
C ng k t là phương pháp s d ng các ch t h u cơ hay vô cơ ưa vào i
tư ng phân tích c ng k t các nguyên t khi hàm lư ng c a chúng r t nh . ây là
m t trong nh ng phương pháp hi u qu tách và làm giàu ion kim lo i trong nư c.
B n ch t c a quá trình c ng k t cho n nay m c dù chưa ư c th ng nh t
song có th xem là s h p lưu và h p ph các ion c ng k t trên b m t các ch t
c ng k t, t o thành các dung d ch r n gi a các c u t hay s t o thành các trung
tâm k t tinh. Ví d , có th ưa vào ngu n nư c m t s ch t như phèn nhôm, phèn
st t o thành các k t t a keo c a nhôm, s t. Chính các k t t a này s h p ph
các ion khác, ch t khác có m t trong nư c.
2.3.2 Phương pháp h p ph .
• Nguyên lý chung c a phương pháp h p ph .
H p th có th di n ra b m t ranh gi i gi a 2 pha l ng và khí, l ng và r n
hay khí và r n. B n ch t c a quá trình h p ph là hình thành liên k t gi a các phân
t ch t b h p ph v i b m t ch t h p ph . Hi n tư ng h p ph ư c chia thành
Nhóm 5 - TTA. K19 i h c Nông nghi p Hà N i Trang 5
- XÁC NH HÀM LƯ NG VÀ NGƯ NG CHO PHÉP C A M T S KIM
LO I N NG TRONG NƯ C SINH HO T. TÁC H I C A CHÚNG IV I
Chuyên
S C KH E CON NGƯ I
hai lo i: h p ph v t lý, h p ph hoá h c.
H p ph v t lí hình thành liên k t b i l c Vanderwaals y u, không có s
phân b l i m t electron trên phân t ch t h p ph và b m t ch t h p ph .
H p ph hoá h c hình thành liên k t hoá h c, có s s p x p l i m t
electron gi a ch t b h p ph và ch t h p ph . Liên k t này có th là hoàn toàn ion
hay c ng hoá tr .
• Quy lu t chung c a quá trình h p ph .
H p ph là m t quá trình thu n ngh ch, nghĩa là sau khi ch t b n ó b h p
ph r i có th di chuy n ngư c l i t b m t ch t h p ph vào dung d ch. Hi n
tư ng này g i là kh h p ph (gi i h p).
V i nh ng i u ki n như nhau, t c c a quá trình thu n ngh ch tương ng
t l v i n ng ch t h p ph trong dung d ch t giá tr cao nh t thì t c hp
ph cũng l n nh t. Khi n ng ch t h p trên b m t ch t h p ph tăng, s phân t
ó b h p ph s di chuy n tr l i dung d ch ngày càng nhi u hơn.
Ngư i ta phân bi t gi a 2 ki u h p ph : h p ph trong i u ki n tĩnh và h p
ph trong i u ki n ng.
H p ph trong i u ki n tĩnh: không có s d ch chuy n c a phân t ch t
l ng (ch t ch a h p ph ) so v i phân t ch t h p ph .
Bi n pháp th c hi n là cho ch t h p ph vào nư c và khu y tr n trong
m t kho ng th i gian t ư c tr ng thái cân b ng. Ti p theo, cho l ng
ho c l c gi l i ch t h p ph và tách nư c ra.
H p ph trong i u ki n ng: là có s chuy n ng tương i c a phân t
ch t l ng so v i phân t ch t h p ph .
Bi n pháp th c hi n là cho ch t l ng (ch a ch t b h p ph ) ch y qua
l p v t li u h p ph .
Nhóm 5 - TTA. K19 i h c Nông nghi p Hà N i Trang 6
- XÁC NH HÀM LƯ NG VÀ NGƯ NG CHO PHÉP C A M T S KIM
LO I N NG TRONG NƯ C SINH HO T. TÁC H I C A CHÚNG IV I
Chuyên
S C KH E CON NGƯ I
• Các phương trình h p ph
Dung lư ng h p ph q: s mg kim lo i b h p ph trên 1 gam v t li u h p
ph th i i m t
C0 − C t
qt = ×V (1)
m ads
C0 và Ct là n ng kim lo i trong pha l ng th i i m ban u và th i
i m t (mg/l).
mads : là lư ng v t li u h p ph (g).
V : th tích dung d ch (lít).
ư ng ng nhi t h p ph :
Phương trình cân b ng h p ph thư ng ưcs d ng là phương trình
Langmuir nh n ư c b ng cách k t h p phương trình t c h p ph và gi i h p.
dθ
= kads . Ce . N . (1 – θt) – kd . N . θt (2)
dt
N : ph n v t li u ã h p ph kim lo i.
qt
θt =
qm
Khi quá trình h p ph t cân b ng:
k L .q m .c e
qe = (3)
1 + k L .c e
k asd
kL là h ng s Langmuir; qm là dung lư ng
Vi kL =
kd
h p ph c c i (mg/g); qe là dung lư ng h p ph kim lo i tr ng thái cân b ng
(mg/g).
Bi n i phương trình (3) ta thu ư c phương trình:
Nhóm 5 - TTA. K19 i h c Nông nghi p Hà N i Trang 7
- XÁC NH HÀM LƯ NG VÀ NGƯ NG CHO PHÉP C A M T S KIM
LO I N NG TRONG NƯ C SINH HO T. TÁC H I C A CHÚNG IV I
Chuyên
S C KH E CON NGƯ I
Ce C
1
+e (4)
=
q e k L .q m q m
Phương trình (4) ư c áp d ng xác nh các h ng s Langmuir: qm, kL.
• M t s v t li u h p ph
Than ho t tính:
Than ho t tính ư c coi là m t trong nh ng ch t h p ph ư c s d ng r ng
rãi trong công nghi p do có di n tích ti p xúc b m t riêng kho ng 300 – 1000
(m2/g), l x p bé có ư ng kính l t 30 – 90A0.
Than ho t tính ư c ng d ng nhi u trong quá trình x lí dòng ch y, x lí
ngu n nư c u ng, thu h i dung môi, x lí tách lo i các ion kim lo i n ng trong
nư c th i, h p ph các ch t màu, các ch t h u cơ c h i.
H u h t, các v t li u cacbon u x p d th m nư c. m r ng thêm c u
trúc b m t, ngư i ta th c hi n quá trình ho t hoá than v i hai giai o n:
Giai o n 1: Cung c p lư ng nhi t lên t i 6000C trong s thi u không khí
g i là giai o n than hoá.
Giai o n 2: Than ho t tính này ư c ho t hoá v i hơi nư c 10000C ho c
ư c x lý hoá h c i v i axit hay mu i axit.
M t s v t li u h p ph khác
* S i lignin cenlulo sau khi ư c oxi hoá chuy n nhóm hydroxyl thành
nhóm cacboxyl tr thành m t lo i v t li u h p ph t t có kh năng tách lo i các ion
Ni(II), Zn(II), Fe(II) t dung d ch nư c. S h p ph tuân theo mô hình Langmuir
v i dung tích là 4.33mg Ni/g; 7.88mg Zn/g; 7.49mg Fe/g. Dung lư ng h p ph
gi m khi pH gi m. Kh năng gi i h p và tái s d ng cũng ã ư c nghiên c u, cơ
ch h p ph là trao i ion.
* S tách lo i các ion Pb (II), Ni (II), Cr (III), Cu (II) t dung d ch nư c b i
khoáng pagorskite ã ư c nghiên c u. V i mô hình h p ph Langmuir có h s
tương quan R2 n m trong kho ng 0.953 – 0.994. Dung lư ng h p ph là 62.1
Nhóm 5 - TTA. K19 i h c Nông nghi p Hà N i Trang 8
- XÁC NH HÀM LƯ NG VÀ NGƯ NG CHO PHÉP C A M T S KIM
LO I N NG TRONG NƯ C SINH HO T. TÁC H I C A CHÚNG IV I
Chuyên
S C KH E CON NGƯ I
250C v i các
mgPb/g, 33.4 mgNi/g, 58.5 mgCr/g, 30.7 mgCu/g pH = 7, nhi t
h t có kích c 125µm. Theo m t s nghiên c u, kh năng tách lo i tăng khi tăng
th i gian h p ph , lư ng ch t h p ph và pH c a dung d ch. Tr t t h p ph là Pb>
Cr > Ni > Cu.
2.3.3 Phương pháp chi t l ng – l ng.
• Nguyên t c: phương pháp d a trên s rút ch t b ng các dung môi h u cơ.
i u ki n ch y u tách ư c ch t phân tích là tan c a ch t c n ư c chi t rút
trong dung môi h u cơ. Ch t ư c chi t thư ng ư c t o thành do ph n ng x y ra
trong môi trư ng nư c, trong ó các ion c n xác nh tương tác v i thu c th mà
ph n l n là thu c th h u cơ. Trong trư ng h p này, dung môi h u cơ ph i không
tr n l n nư c.
S tách và làm giàu ch t b ng phương pháp chi t l ng – l ng có nhi u ưu
i m hơn so v i m t s phương pháp làm giàu khác và s k t h p gi a phương
pháp chi t v i các phương pháp xác nh ti p theo (tr c quang, c c ph ...) có ý
nghĩa r t l n trong phân tích.
M t s h chi t thư ng dùng trong tách làm giàu Cu, Pb, Cd:
H chi t Cu, Pb, Cd- dithizonat trong CCl4 ho c CHCl3, sau ó xác nh
chúng b ng phương pháp ph h p th phân t (UV- VIS).
Có th chi t ph c halogenua ho c thioxianat cadimi vào dung môi h u cơ:
Xiclohexanol; Metyl isobutyl xeton-MIBK; Dietyl ete...
T o ph c chelat v i Na (natri dietyl dithiocacbarmat) t dung d ch m
amoni xitrat pH= 9,5, dung môi chi t là MIBK. Cu i cùng thu ph n chi t
xác nh các kim lo i theo phương pháp khác nhau.
2.3.4 Phương pháp chi t pha r n (SPE).
nh nghĩa v chi t pha r n
Chi t pha r n (SPE) (Solid- Phase Extraction) là quá trình phân b ch t tan
gi a hai pha l ng- r n. Pha r n có th là các h t silicagel x p, các polime h u cơ
Nhóm 5 - TTA. K19 i h c Nông nghi p Hà N i Trang 9
- XÁC NH HÀM LƯ NG VÀ NGƯ NG CHO PHÉP C A M T S KIM
LO I N NG TRONG NƯ C SINH HO T. TÁC H I C A CHÚNG IV I
Chuyên
S C KH E CON NGƯ I
ho c các lo i nh a trao i ion hay than ho t tính. Quá trình chi t có th th c hi n
i u ki n tĩnh hay i u ki n ng. Các ch t b gi l i trên pha r n có th ưc
tách ra b ng cách r a gi i v i dung môi thích h p. Thông thư ng th tích c n thi t
r a gi i hoàn toàn ch t phân tích luôn nh hơn r t nhi u so v i th tích c a
dung d ch m u ban u, vì th mà m u ư c làm giàu.
Các cơ ch chi t pha r n
V cơ b n thì SPE cũng gi ng v i HPLC có các cơ ch chính, ó là: Cơ ch
h p th pha thư ng, cơ ch h p th pha o và cơ ch trao i ion. Tuy nhiên SPE
khác v i HPLC là: Trong HPLC s tách ch t phân tích ra kh i nhau trong h dòng
ch y liên t c c a pha ng còn SPE gi ch t phân tích l i trên pha r n sau ó r a
gi i ch t phân tích ra kh i pha r n v i dung môi phù h p. Các ch t phân tích s
ư c tách kh i dung d ch ban u v i n ng m c hơn và tinh khi t hơn.
3 Ng ư ng cho phép v hàm lư ng m t s kim lo i n ng trong nư c
sinh ho t [8]
STTTên ch tiêu Ðơn v Gi i h n t i a
Hàm lư ng nhôm mg/l 0,2
Hàm lư ng Antimon mg/l 0,005
Hàm lư ng Asen mg/l 0,01
Hàm lư ng Bari mg/l 0,7
Hàm lư ng Bo tính chung cho c Borat và Axit boricmg/l 0,3
Hàm lư ng Cadimi mg/l 0,003
Hàm lư ng Crom mg/l 0,05
Hàm lư ng Ð ng mg/l 2
Hàm lư ng S t mg/l 0,5
Nhóm 5 - TTA. K19 i h c Nông nghi p Hà N i Trang 10
- XÁC NH HÀM LƯ NG VÀ NGƯ NG CHO PHÉP C A M T S KIM
LO I N NG TRONG NƯ C SINH HO T. TÁC H I C A CHÚNG IV I
Chuyên
S C KH E CON NGƯ I
Hàm lư ng Chì mg/l 0,01
Hàm lư ng Mangan mg/l 0,5
Hàm lư ng Thu ngân mg/l 0,001
Hàm lư ng Molybden mg/l 0,07
Hàm lư ng Niken mg/l 0,02
Hàm lư ng Selen mg/l 0,01
Hàm lư ng Natri mg/l 200
Hàm lư ng k m mg/l 3
4 Tác h i c a m t s kim lo i n ng ph bi n (Asen; Chì: Th y ngân)
4.1 Asen – Hi u ng hóa sinh và tính c
4.1.1 Hi u ng hóa sinh c a Asen[4. Tr 222]
V m t hóa h c Asen là m t á kim, trong danh m c các hóa ch t c n ki m
soát ư c x p cùng hàng v i kim lo i n ng. Asen thư ng n m trong thu c tr sâu,
thu c tr n m (fungicide) và thu c tr c (herbicide). Trong các h p ch t có asen
thì h p ch t ch a As+3 là c nh t. As+3 tác ng vào nhóm –SH c a men do v y
c ch ho t ng c a men:
Men pyruvate dehydrogenaz trong chu trình acid citric t o ph c v i As+3
ngăn c n vi c t o ATP:
Nhóm 5 - TTA. K19 i h c Nông nghi p Hà N i Trang 11
- XÁC NH HÀM LƯ NG VÀ NGƯ NG CHO PHÉP C A M T S KIM
LO I N NG TRONG NƯ C SINH HO T. TÁC H I C A CHÚNG IV I
Chuyên
S C KH E CON NGƯ I
Vì As gi ng P v m t hóa h c, As can thi p vào các quá trình sinh hóa có s
tham gia c a nguyên t lân.
Trong vi c t o ATP bư c t ng h p 1,3 diphosphoglyxerate t glyxeraldehyd
3 phosphat là r t quan tr ng. Tuy nhiên khi có m t (AsO3)-3 thì (PO4)-3 bij chi m
ch nên không hình thành 1,3 diphosphoglyxerat mà l i hình thành 1 Aseno 3
phosphoglyxerat sau ó ch t này l i t th y phân ch ng c n s tham gia c a men
l i t o thành 3 phosphoglyxerat và Asenic ch không thành ATP
4.1.2 Cơ ch tính c c a Asen lên cơ th sinh v t và màng t bào [9]
Cơ ch gây c c a asen lê cơ th sinh v t
As t do cũng như h p ch t c a nó r t c. Trong h p ch t thì h p ch t c a
As(III) là c nh t. T ch c Y t th gi i (WHO) ã x p As vào nhóm c lo i A
g m: Hg, Pb, Se, Cd, As. Ngư i b nhi m c As thư ng có t l b t bi n NST
r t cao. Ngoài vi c gây nhi m c c p tính As còn gây c mãn tính do tích lu
Nhóm 5 - TTA. K19 i h c Nông nghi p Hà N i Trang 12
- XÁC NH HÀM LƯ NG VÀ NGƯ NG CHO PHÉP C A M T S KIM
LO I N NG TRONG NƯ C SINH HO T. TÁC H I C A CHÚNG IV I
Chuyên
S C KH E CON NGƯ I
trong gan v i các m c khác nhau, li u gây t vong là 0,1g ( tính theo As2O3)
T lâu, Asen d ng h p ch t vô cơ ã ư c s d ng làm ch t c (th ch
tín), m t lư ng l n Asen lo i này có th gây ch t ngư i, m c nhi m nh hơn có
th thương t n các mô hay các h th ng c a cơ th . Asen có th gây 19 lo i b nh
khác nhau, trong ó có các b nh nan y như ung thư da, ph i.
S nhi m c Asen ư c g i là Asenicosis. ó là m t tai h a môi trư ng
i v i s c kh e con ngư i. Nh ng bi u hi n c a b nh nhi m c Asen là ch ng
s m da (melanosis), dày bi u bì (kerarosis), t ód n n ho i thư hay ung thư da,
viêm răng, kh p... Hiên t i trên th gi i chưa có phương pháp h u hi u ch a b nh
nhi m c Asen.
Asen nh hư ng i v i th c v t như m t ch t ngăn c n quá trình trao i
ch t, làm gi m năng su t cây tr ng. T ch c Y t th gi i ã h th p n ng gi i
h n cho phép c a Asen trong nư c c p u ng tr c ti p xu ng 10 µg/l. USEPA và
c ng ng châu Âu cũng ã xu t hư ng t i t tiêu chu n Asen trong nư c c p
u ng tr c ti p là 2-20 µg/l.
Con ư ng xâm nh p ch y u c a Asen vào cơ th là qua con ư ng th c
ăn, ngoài ra còn m t lư ng nh qua nư c u ng và không khí.
Hàm lư ng As trong cơ th ngư i kho ng 0.08-0.2 ppm, t ng lư ng As có
trong ngư i bình thư ng kho ng 1,4 mg. As t p trung trong gan, th n, h ng c u,
homoglobin và c bi t t p trung trong não, xương, da, ph i, tóc. Hi n nay ngư i
ta có th d a vào hàm lư ng As trong cơ th con ngư i tìm hi u hoàn c nh và
môi trư ng s ng, như hàm lư ng As trong tóc nhóm dân cư khu v c nông thôn
trung bình là 0,4-1,7 ppm, khu v c thành ph công nghi p 0,4-2,1 ppm, còn khu
v c ô nhi m n ng 0,6-4,9 ppm.
c tính c a các h p ch t As → Asenat → Asenit → i v i sinh v t dư i
nư c tăng d n theo dãy Asen h p ch t As h u cơ. Trong môi trư ng sinh thái, các
d ng h p ch t As hóa tr (III) có c tính cao hơn d ng hóa tr (V). Môi trư ng kh
là i u ki n thu n l i cho nhi u h p ch t As hóa tr V chuy n sang As hóa tr III.
Nhóm 5 - TTA. K19 i h c Nông nghi p Hà N i Trang 13
- XÁC NH HÀM LƯ NG VÀ NGƯ NG CHO PHÉP C A M T S KIM
LO I N NG TRONG NƯ C SINH HO T. TÁC H I C A CHÚNG IV I
Chuyên
S C KH E CON NGƯ I
Trong nh ng h p ch t As thì H AsO c hơn H AsO . Dư i tác d ng c a các y u t
3 3 3 4
oxi hóa trong t thì H AsO có th chuy n thành d ng H AsO . Th oxy hóa kh ,
3 3 3 4
pH c a môi trư ng và lư ng kaloit giàu Fe …, là nh ng y u t quan tr ng tác ng
3+
n quá trình oxy hóa - kh các h p ch t As trong t nhiên. Nh ng y u t này có ý
nghĩa làm tăng hay gi m s c h i c a các h p ch t As trong môi trư ng s ng.
Hình 2.1. S methyl hóa Asenic b i t bào ng v t có vú trong cơ ch gi m c Asenic c a t bào.
Trong quá trình này có s tham gia tích c c c a các ch t như ng g c methyl.
As+3: Trong môi trư ng sinh thái, các d ng h p ch t As hoá tr 3 có c tính
cao hơn h p ch t As có hoá tr 5. Môi trư ng kh là môi trư ng thu n l i cho
nhi u h p ch t As(V) chuy n sang As(III). Trong nh ng h p ch t As thì H AsO 3 3
c hơn H AsO . Dư i tác d ng c a các y u t oxi hoá trong t thì H3AsO3 có th
3 4
chuy n thành H3AsO4. Th oxi hoá kh , pH c a môi trư ng và lư ng kaolit
giàu Fe ... là nh ng y u t quan tr ng tác ng n quá trình oxi hoá – kh các
3+
h p ch t Asen trong t nhiên. Nh ng y u t này có ý nghĩa làm tăng hay gi m s
c h i c a các h p ch t Asen trong môi trư ng s ng.
As+5: As+5 có th ư c chuy n thành As+3 và gây c gi ng như As+3, có c u
trúc gi ng phosphate h u cơ và có th thay th cho phosphate trong s thu phân
glucose và s hô h p c a t bào.
S nhi m c Asen hay còn g i là Asenicosis xu t hi n như m t tai ho môi
trư ng hi n nay i v i s c kho con ngư i trên th gi i. Các bi u hi n u tiên
c a ch ng nhi m c Asen là ch ng s m da (melanosis), d y bi u bì (keratosis) t
Nhóm 5 - TTA. K19 i h c Nông nghi p Hà N i Trang 14
- XÁC NH HÀM LƯ NG VÀ NGƯ NG CHO PHÉP C A M T S KIM
LO I N NG TRONG NƯ C SINH HO T. TÁC H I C A CHÚNG IV I
Chuyên
S C KH E CON NGƯ I
ód n n ho i da hay ung thư da. Hi n chưa có phương pháp h u hi u ch a b nh
nhi m c Asen.
Nhi m c Asen thư ng qua ư ng hô h p và tiêu hoá d n n các thương
t n da như tăng hay gi m màu c a da, tăng s ng hoá, ung thư da và ph i, ung thư
bàng quang, ung thư th n, ung thư ru t...Ngoài ra, Asen còn có th gây các b nh
khác như: to chư ng gan, b nh ái ư ng, b nh sơ gan...Khi cơ th b nhi m c
Asen, tuỳ theo m c và th i gian ti p xúc s bi u hi n nh ng tri u ch ng v i
nh ng tác h i khác nhau, chia ra làm hai lo i sau:
Nhi m c c p tính
Qua ư ng tiêu hoá: Khi anhydrit Asenous ho c chì Asenate vào cơ th s
bi u hi n các tri u ch ng nhi m c như r i lo n tiêu hoá ( au b ng, nôn,
b ng, khô mi ng, tiêu ch y nhi u và cơ th b m t nư c...). B nh cũng tương
t như b nh t có th d n t i t vong t 12-18 gi . Trư ng h p n u còn
s ng, n n nhân có th b viêm da tróc v y và viêm dây th n kinh ngo i vi.
M t tác ng c trưng khi b nhi m c Asen d ng h p ch t vô cơ qua
ư ng mi ng là s xu t hi n các v t màu en và sáng trên da.
Qua ư ng hô h p (hít th không khí có b i, khói ho c hơi Asen): có các
tri u ch ng như: kích ng các ư ng hô h p v i bi u hi n ho, au khi hít vào,
khó th ; r i lo n th n kinh như nh c u, chóng m t, au các chi; hi n tư ng
xanh tím m t ư c cho là tác d ng gây li t c a Asen i v i các mao m ch.
Ngoài ra còn có các t n thương v m t như: viêm da mí m t, viêm k t m c.
Nhi m c mãn tính
Nhi m c Asen mãn tính có th gây ra các tác d ng toàn thân và c c b .
Các tri u ch ng nhi m c Asen mãn tính x y ra sau 2 – 8 tu n, bi u hi n
như sau:
T n thương da, bi u hi n: ban , s n và m n nư c, các t n thương ki u
loét nh t là các ph n da h , tăng s ng hoá gan bàn tay và bàn chân,
nhi m s c ( en da do Asen), các vân tr ng móng (g i là ám vân Mees).
Nhóm 5 - TTA. K19 i h c Nông nghi p Hà N i Trang 15
- XÁC NH HÀM LƯ NG VÀ NGƯ NG CHO PHÉP C A M T S KIM
LO I N NG TRONG NƯ C SINH HO T. TÁC H I C A CHÚNG IV I
Chuyên
S C KH E CON NGƯ I
T n thương các niêm m c như: viêm k t giác m c, kích ng các ư ng hô
h p trên, viêm niêm m c hô h p, có th làm th ng vách ngăn mũi.
R i lo n d dày, ru t: bu n nôn, nôn, au b ng, tiêu ch y và táo bón luân
phiên nhau, loét d dày.
R i lo n th n kinh có các bi u hi n như: viêm dây th n kinh ngo i vi c m
giác v n ng, có th ây là bi u hi n c nh t c a Asen mãn tính. Ngoài
ra, có th có các bi u hi n khác như tê u các chi, au các chi, bư c i
khó khăn, suy như c cơ (ch y u các cơ du i ngón tay và ngón chân).
Nu t ph i ho c hít th Asen trong không khí m t cách thư ng xuyên, liên
ti p có th d n t i các t n thương, thoái hoá cơ gan, do ó d n t i xơ gan.
Asen có th tác ng n cơ tim.
Ung thư da có th x y ra khi ti p xúc v i Asen như thư ng xuyên hít ph i
Asen trong th i gian dài ho c da liên t c ti p xúc v i Asen.
R i lo n toàn thân ngư i ti p xúc v i Asen như g y, chán ăn. Ngoài tác d ng
c c b trên cơ th ngư i ti p xúc do tính ch t ăn da c a các h p ch t Asen, v i
các tri u ch ng như loét da gây au n nh ng v trí ti p xúc trong th i gian
dài ho c loét niêm m c mũi, có th d n t i th ng vách ngăn mũi.
M t s hình nh bi u hi n các b nh do nhi m c Asen gây ra
Nhóm 5 - TTA. K19 i h c Nông nghi p Hà N i Trang 16
- XÁC NH HÀM LƯ NG VÀ NGƯ NG CHO PHÉP C A M T S KIM
LO I N NG TRONG NƯ C SINH HO T. TÁC H I C A CHÚNG IV I
Chuyên
S C KH E CON NGƯ I
Cơ ch gây c c a Asen lên màng t bào
Màng t bào ư c xem là m t “b c tư ng” ch ng l i s t n công c a các
c ch t . hi u sâu hơn v các ph n ng c a màng v i c ch t, các thí nghi m
ư c ti n hành b ng cách s d ng liposome làm i tư ng nghiên c u và c ch t
ây v n ư c s d ng là Asenate. Các k t qu thí nghi m cho th y liposome b
hóa l ng và phá h y b i Asenate. i u này ư c xem như là m t b ng ch ng cho
th y Asenic ã liên k t v i liposome và tác ng tr c ti p lên chúng. Tuy nhiên,
liên k t hóa h c c a Asenic v i các phân t POPC liposome có th ã di n ra sau
khi chúng liên k t m t cách l ng l o v i liposome. Asenic liên k t v i màng
m c khá cao ngay khi b t u quá trình tương tác cho th y s liên k t nhanh chóng
c a Asenate trong dung d ch màng. S gi i phóng sau khi liên k t nhanh cũng có
th xu t phát t ng thái chuy n Asenic t các v trí ưu tiên trên màng n các
d ng b n v ng hơn trên màng và trong t bào ch t. M t báo cáo khoa h c g n
ây v As (III) cho th y Asenite có l t o các liên k t hydrogen tr c ti p v i nhóm
phosphate c a các phân t dimyristoylphosphatidylcholine (DMPE) trong quá trình
c nh tranh v i các phân t nư c hydrate hóa cũng như các nhóm amino. S gi m
tương tác gi a các nhóm PE – PE s làm gi i phóng các nhóm phosphate và do ó
linh ng c a lipid s tăng lên trên b m t màng liposome. Do ó, Asenic chèn
vào nh ng ch tr ng l i trên b m t ưa nư c c a màng t vào.
4.2 Chì – Cơ ch hóa sinh và tính c
nóng ch y 327,40C,
Là kim lo i có m u xám tro, t kh i 11,33; Nhi t
sôi 17450C, các mu i tan trong nư c clorua, nitrat, axetat.
nhi t
4.2.1 Cơ ch hóa sinh [4. Tr 225]
Chì tương i có s n trong môi trư ng t nhiên dư i d ng vô cơ hơn b t
c kim lo i n ng nào khác. Ngu n chì quan tr ng trong khí quy n là do khí x
ca n g cơ t trong dùng xăng hay d u có pha chì. Bùi thành ph , ô th ,
ư ng xá cao t c r t gi u chì. N ng chì các ph buôn bán s m u t có th
lên n 1 – 4 g/kg khí b i..
Nhóm 5 - TTA. K19 i h c Nông nghi p Hà N i Trang 17
- XÁC NH HÀM LƯ NG VÀ NGƯ NG CHO PHÉP C A M T S KIM
LO I N NG TRONG NƯ C SINH HO T. TÁC H I C A CHÚNG IV I
Chuyên
S C KH E CON NGƯ I
Hi u ng hóa sinh quan tr ng c a chì là can thi p vào vi c t ng h p
hemoglobin d n n các b nh v máu.
Chì c ch nhi u lo i men then ch t liên quan n quá trình t ng h p
hemoglobin. Do v y làm cho các s n ph m trung gian ó là acid delta levulinic.
M t pha quan tr ng c a vi c t ng h p hemoglobin là chuy n hóa delta amino
levulinic thành porphobilinogen.
Chì c ch men amino levulinic dehydrat nên không th chuy n hóa acid
delta amino levulinic thành porphobilinogen.
Cu i cùng chì ngăn c n vi c dùng oxy và glucose vào vi c s n xu t năng
lư ng duy trì cu c s ng.
Khi chì trong máu vư t quá 0.3ppm co th s thi u máu do thi u
hemoglobin.
Khi thi u chì nhi u hơn 0.5 – 0.8ppm ch c năng th n b r i lo n và cu i
cùng nh hư ng n th n kinh.
Do chì và canxin gi ng nhau v m t hóa h c nên chì có th i ch cho
canxi n m l i trong cơ th , v sau chì này l i có th theo ư ng lân t xương ra
gây c cho các mô m m.
4.2.2 Tác h i [5]
• Khi n ng chì trong nư c u ng là 0,042 – 1,0 mg/l s xu t hi n tri u ch ng
b ng c kinh niên ngư i ; n ng 0,18 mg/l ng v t máu nóng b ng c.
Chì gây c cho h th n kinh trung ương, h th n kinh ngo i biên, tác ng
lên h enzym có nhóm ho t ng ch a hy ro.
Ngư i b nhi m c chì s b r i lo n b ph n t o huy t (tu xương). Tuỳ
theo m c nhi m c có th b au b ng, au kh p, viêm th n, cao huy t áp, tai
bi n não, nhi m c n ng có th gây t vong. c tính n i b t là sau khi xâm nh p
vào cơ th , chì ít b ào th i mà tích t theo th i gian r i m i gây c.
Ngoài ra, mu i chì gây r i lo n t ng h p hemoglobin, gi m th i gian s ng
Nhóm 5 - TTA. K19 i h c Nông nghi p Hà N i Trang 18
- XÁC NH HÀM LƯ NG VÀ NGƯ NG CHO PHÉP C A M T S KIM
LO I N NG TRONG NƯ C SINH HO T. TÁC H I C A CHÚNG IV I
Chuyên
S C KH E CON NGƯ I
c a h ng c u, thay i hình d ng t bào, gây xơ v a ng m ch, làm con ngu i b
ngu n, m t c m giác... Chì gây ung thư th n thông qua vi c thay i hình thái và
ch c năng c a các t bào ng th n làm gi m ch c năng v n chuy n năng lư ng là
ti u ư ng, ti u m. Chì nh hư ng n ch c năng sinh s n, gây vô sinh, s y thai
và ch t sơ sinh.
V i n ng chì cao hơn 80mg/dl s x y ra các b nh v não do vi c gây t n
thương n các ti u ng m ch và mao m ch não và phù não, tăng áp su t d ch não
t y, thoái hóa các nơron th n kinh.
4.3 Thu ngân – Hi u ng hóa sinh và tác h i
Là kim lo i có m u sáng b c, d ng l ng. Các mu i tan trong nư clà clorua,
sunfat, nitrat, clorat.
4.3.1 Hi u ng hóa sinh [4. Tr 227]
c tính c a th y ngân ph thu c vào d ng hóa h c c a th y ngân.
Th y ngân nguyên t hoàn toàn không c, n u ch ng may nu t ph i thì cơ
th có th th i ra ngoài.
Hơi th y ngân thì l i c nên ph i b o qu n th y ngân nơi thoáng mát, n u
ch ng may th y ngân b ra ngoài thì ph i quét s ch càng nhanh càng t t. Hơi
th y ngân sau khi ư c hít vào cơ th s qua máu lan truyên lên não khi n cho h
th n kinh trung ương b r i lo n.
Ion Hg+ t o thành h p ch t th y ngân không tan v i Clo dù d dày có khá
nhi u Clo thì Hg+ cũng không c.
Nhưng ion Hg+2 l i r t c do ion Hg+2 có ái l c cao v i lưu huỳnh, có th
liên k t v i các acid amin có ch a lưu huỳnh trong Protein làm nó không linh ng
c. Hg+2 cũng liên k t v i Hemoglobin và albumin huy t thanhh là
n a nên r t
nh ng h p ch t h u cơ ch a lưu huỳnh. Tuy v y Hg+2 cũng không vư t qua ư c
màng sinh h c nên không thâm nh p vào CNS t bào sinh v t.
D ng c nh t c a th y ngân là th y ngân h u cơ, c bi t là metyl th y
Nhóm 5 - TTA. K19 i h c Nông nghi p Hà N i Trang 19
nguon tai.lieu . vn
