Transcript các yếu tố ảnh hưởng đến độc tính

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÂY NGUYÊN
KHOA: KHTN&CN
BỘ MÔN: CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG
BÀI TIỂU LUẬN
MÔN ĐỘC HỌC MÔI TRƯỜNG
Nhóm: 5
Lớp: CNMT K09
GVHD: Nguyễn Xuân Tòng
Buôn Ma Thuột, ngày 28 tháng 3 năm 2012
CHUYÊN ĐỀ:
CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG
ĐẾN ĐỘC TÍNH
Thành viên nhóm 5:
•
•
•
•
•
•
Mai Thị Ngọc Na
Lý Hoàng Yến
Nguyễn Thị Thanh Xuân
Hồ Chí Chung
Phạm Phú Huy
Nguyễn Trường Sơn
NỘI DUNG:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Tính chất hóa lý
Thời gian và đường tiếp xúc
Tác nhân môi trường
Hiệu ứng đồng vận (synergic effect)
Hiệu ứng phản tác dụng (antagonism)
Phương pháp đánh giá độ độc của hỗn hợp
Protein và vitamin
Tác nhân thói quen
Khác biệt giới tính và tuổi
1. Tính chất hóa lý
• Có hàng loạt chất thải gây ô nhiễm môi trường và
cũng có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến độ độc của
các chất gây ô nhiễm này như tính chất hóa lý, cách
thức ô nhiễm, thời gian và tương tác với môi trường,..
 Tính chất hóa lý của chất độc sẽ quyết định hoạt tính
gây độc của chất đó với cơ thể. Trạng thái vật lý tồn
tại của chất độc có thể là thể rắn, thể lỏng hoặc thể
khí. Độc chất là đễ tan trong nước hay trong lipit,
chất hữu cơ hay vô cơ, ion hóa hay không ion hóa,..
Ví dụ: chất không ion hóa thường coa độ độc cao hơn
chất oxi hóa, các chất hòa tan trong lipit thấm qua
màng tế bào nhanh hơn các chất tan trong nước.
• Một trong những tác nhân quan trọng nhất ảnh hưởng
đến độ độc là nồng độ của chất độc. Thậm chí một chất
rất độc nhưng có thể không làm tổn hại đến các cơ quan
của cơ thể sống nấu nồng độ của nó rất thấp. Mặt khác,
một chất độc thông thường như CO trở nên rất nguy
hiểm nếu nồng độ của nó trong môi trường cao.
CO, ppm
100-300
400-1.600
Hiệu ứng độc
Mệt mỏi, đau đầu, chóng mặt, buồn nôn, suy
giảm thị lực, cám giác, có thể dẫn đến tử vong
Tử vong trong 2 giờ
3200
Tử vong trong 30 phút
6.400
Tử vong trong 20 phút
12.800
Tử vong trong 3 phút
• Thông thường nhiễm độc nồng độ cao dẫn tới ngộ độc
cấp tính và nồng độ thấp trong thời gian dài dẫn tới độ
độc mãn tính.
• Một khi chất độc hấp thụ vào cơ thể, tập trung ở vị trí
nào đó và bắt đầu gây độc và như vậy độ độc là một
hàm của nồng độ.
• Chính vì lý do đó mà bất kỳ một tác nhân nào có khả
năng làm thay đổi nồng độ của chất độc sẽ làm thay
đổi độ độc.
II. Thời gian và đường tiếp xúc
• Ngoài bản chất của chất độc thì độ độc còn bị ảnh
hưởng bởi các yếu tố như liều lượng, nồng độ, thời
gian tiếp xúc,… . Đường tiếp xúc là một nhân tố quan
trọng gây phản ứng độc.
• Ví dụ động vật hít hơi CHCl3sẽ bị các khối u, nhưng
nhiễm qua đường ăn uống thì lại không bị chứng
bệnh này.
• Thời gian nhiễm độc là một tác nhân quan trọng khác
của hiệu ứng độc. Thông thường nếu nhiễm độc trong
thời gian dài thì hiệu ứng độc cao hơn. Nhiễm độc
liên tục thì nguy hại hơn nhiễm độc ngắt quãng
(không liên tục).
• Người uống rượu vừa phải trong thời gian ngắn gan
bị nhiễm mỡ thì có thể chữa khỏi, nhưng nếu uống
rượu liên tục trong thời gian dài sẽ bị xơ gan hầu như
khó có thể chữa khỏi, nhưng nếu uống liên tục trong
thời gian dài sẽ bị xơ gan khó có thể chữa khỏi.
• Thỏ bị nhiễm ozon liên tục với khoảng thời gian đủ
dài thì sẽ bị phù phổi, nếu nhiễm ozon cùng nồng độ
nhưng ngắt quãng thì không bị phù phổi.
• Như vậy cách thức bị nhiễm, liên tục hoặc ngắt quãng
là một ảnh hưởng quan trọng về độ độc bởi vì cơ thể
sống ở một mức độ nào đó có thể chống lại sự tồn hại
do độc chất gây ra. Hơn nữa cơ thể có thể thiết lập
khả năng chống lại chất độc.
III. Tác nhân môi trường
• Nhiệt độ thay đổi ảnh hưởng đến lượng oxy hòa tan
trong nước. Lượng oxy hòa tan bão hòa trong nước
giảm khi nhiệt độ tăng. Mặt khác tốc độ phản ứng hóa
học tăng khi nhiệt độ tăng.
• Phần lớn các độc chất có tốc độ độc thay đổi từ 2-4
lần trong một khoảng thay đổi nhiệt độ là 10oC.
Thông thường khi tăng nhiệt độ thì độ độc tăng lên
trừ một số trường hợp ngoại lệ.
• Mặt khác độ tan của độc chất và tốc độ khuếch tán
qua màng tế bào cũng tăng lên khi nhiệt độ tăng. Độ
độc của Zn (LD50) đối với các hồi tăng gấp 6 lần ở
19oC so với ở 3oC. Nhiệt độ có ảnh hưởng rất phức
tạp lên độ độc của chất độc so với các số liệu ghi
nhận trong các tài liệu.
• Các tác nhân môi trường khác nhau như độ pH, hàm
lượng muối (salinity), chất hữu cơ hòa tan (dissolved
organic carbon), độ cứng của nước độ ẩm,… cũng
ảnh hưởng đến độ độc của các độc chất. Thông
thường độ nhạy của thực vật đối với các chất ô nhiễm
không khí tăng khi độ ẩm tăng
IV. Hiệu ứng đồng vận (synergic effect)
•Hiệu ứng đồng vận là hiệu ứng của hai hay nhiều độc
chất tác dụng cùng một lúc thì cao hơn tổng hiệu ứng
tác dụng riêng rẽ
Ví dụ hiệu ứng của O3 và SO2 đối với cây thuốc lá.
Bảng 22: hiệu ứng của O3 và SO2 đối với cây thuốc lá:
Nồng độ, ppm
% lá hư
hại*
O3
SO2
0,03
-
0
-
0,24
0
0,031
0,24
38
• Khói, khói thuốc lá và các chất ô nhiễm không khí
khác có thể gây hiệu ứng đồng vận làm gia tăng ung
thư phổi.
• Ung thư phổi do thuốc lá
• Rất nhiều loại thuốc trừ sâu và nông dược được biết
là có hiệu ứng đồng vận ví dụ như chất độc da cam
(2,4D và 2,3,5T)
V. Hiệu ứng phản tác dụng (antagonism)
• Hiệu ứng phản tác dụng được định nghĩa là tình trạng
mà độc tính của hai hay nhiều độc chất nhỏ hơn hoặc
suy giảm so với tổng hiệu ứng độc tính riêng rẽ (ngược
với hiệu ứng đồng vận)
• Ví dụ: Kim loại nặng độc Cd gây hội chứng thai dị
dạng đối với động vật, nhưng Zn và Se có tác dụng là
giảm độc tính của Cd.
• Dầu béo làm giảm độ độc của O3,NO2 và một số
hydrocarbon khác đối với chuột, nguyên nhân có thể
dầu hòa tan các chất này và lưu giữ chúng trong dung
dịch.
Dầu béo
Ozone (O3)
( NO2)
VI. Phương pháp đánh giá độ độc
của hỗn hợp.
• Phương pháp đánh giá khả năng cộng
tính hoặc là phản tác dụng độc tính được
trình bày theo mô hình và tính toán như
sau:
 LC50 (96h) của chất A riêng rẽ = 1mg/l
 LC50 (96h) của chất B riêng rẽ = 10mg/l
Bảng 23. Hiệu ứng độc hỗn hợp của chất A và B tương
ứng là 1mg/l và 10mg/l
% chết (96h)
số động vật thí nghiệm
Nhận xét
a) 50%
- Không tương tác (rất có thể động vật chỉ
phản ứng đối với một chất)
b) <50%
-Có hiệu ứng phản tác dụng (A và B hiệu
lực kém hơn tác dụng riêng rẽ)
c) >50%
-Tác dụng cộng tính
i) % chết bằng với trường hợp 2mg/l A
hoặc là 20mg/l B
 Cộng tính nồng độ
ii) % chết >50% nhưng nhỏ hơn c) và i)
 Cộng tính tiềm năng (có thể xảy ra
hiệu ứng đồng vận)
iii) % chết > c) i)
 Cộng tính dưới ngưỡng
• Ngoài ra, còn dùng công thức:
Am/Ai + Bm/Bi = S
Trong đó:
i và m là độc tính (LC50) của chất A và B riêng
rẽ và trong hỗn hợp.
S là tổng hoạt tính
- Nếu S = 1(1/2+1/2) thì tổng độ độc là cộng tính.
- Nếu S<1 thì độc tính của hai chất lớn hơn cộng
tính.
- Nếu S>1 thì độc tính của hai chất nhỏ hơn cộng
tính.
VII. PROTEIN VÀ VITAMIN
1. Protein
• Hiệu ứng của protein lên độc tính bao gồm
cả số lượng và chủng loại. Các thí nghiệm
trên động vật cho thấy còn phụ thuộc vào
loại độc.
• Chuột được nuôi với hàm lượng protein
thấp thì gia tăng tỉ lệ tử vong đối với thuốc
trừ sâu parathion, malathion, DDT, nhưng
ngược lại giảm tỉ lệ tử vong đối với CCl4,
hepetachlor.
•Cần phải chú ý là có một số chất độc mà độc
tính của sản phẩm sau chuyển hóa của nó lại
cao hơn đối với độc chất ban đầu.
•Ví dụ hapetachlor được chuyển hóa ở gan tạo
thành epoxy mà độ độc cao hơn hapetachlor
và tetrachloro-carbon chuyển hóa tạo thành
gốc tự do có hoạt tính độc cao:
CCl4  Cl- + CCl3-
Bảng 24: hiệu ứng protein đối với độc tính
của một số nông dược
Hàm lượng casein*
Loại nông dược
3,5%
26%
LD50, mg/Kg
Parathion
4,9
37,1
malathion
759
1401
Carbaryl
89
575
DDT
45
481
Toxaphen
80
217
Endrin
6,7
16,6
* cho ăn protein 28 ngày sau đó thử nghiệm độ độc
2. Vitamin E
• Vitamin E (α-tocophernol) là một chất
chống oxy hóa hiệu quả (potent
antioxidant) hạn chế tác hại gây ra bởi O2,
O3, NO2 và ngăn cản quá trình tạo
nitrosamin.
• Chuột cái cho ăn 100mg vitamin E/ngày
và cho nhiễm O3 nồng độ 1 ppm cho thấy
khả năng chịu đựng cao và sống lâu hơn
chuột đối chứng.
• Hiệu quả chống oxy hóa cao hơn nếu sử
dụng vitamin E cùng với axit béo chưa bão
hòa ví dụ omega-3 có thể vitamin E cùng
với axit béo chưa bão hòa tạo nên hiệu ứng
đồng vận chống oxy hóa.
• Ngoài ra vitamin E còn thể hiện hiệu ứng
ngăn cản tạo thành nitrosamin (chất gây
ung thư) thông qua cạnh tranh phản ứng với
nitrit, chất có thể tạo thành nitrosamin theo
phản ứng sau:
R1R2N – H +NO2- + H+  R1R2N-N=O +H2O
3. Vitamin C
• Vitamin C được phân bố gần như khắp
nơi trong cơ thể với hàm lượng khác
nhau.
• Vitamin C cũng là một chất chống oxy hóa
và tham gia hàng loạt phản ứng oxy hóakhử trong tế bào.
• Gần đây vai trò của Vitamin C được ghi
nhận là có khả năng giải độc và làm giảm
khả năng gây ung thư của một số độc
chất.
• Thực nghiệm đã chứng minh đối với một
số bộ phận như dạ dày, gan, phổi, bàng
quang tạo khối u do nitrosamin. Quá trình
nitrosamin hóa có thể bị ngăn chặn nếu có
Vitamin C.
• Vitamin C cũng cạnh tranh phản ứng với
nitrit nhưng không phản ứng với amin
cũng như làm phân hủy nitrosamin.
Vitamin C phản ứng với nitrit như sau:
2HNO2 + Ascorbate  dehydroascorbate + 2NO + H2O
• Mặc dù vậy sử dụng hàm lượng Vitamin C
cao sẽ nảy sinh một số vấn đề bất thuận
lợi khác và cũng có thể gây độc cho cơ
thể.
• Một số thông tin y học cho biết uống nước
cam thường xuyên sẽ hạn chế được bệnh
sỏi thận và tốt cho sức khỏe, chưa thấy
khuyến cáo để ngăn ngừa bệnh ung thư.
VIII. TÁC NHÂN THÓI QUEN
• Hút thuốc, nghiện rượu hay nghiện các chất
khác cũng ảnh hưởng đến tác dụng của chất
độc.
• Kết quả nghiên cứu cho
thấy người hút thuốc
chịu ảnh hưởng đồng
vận (lớn hơn cộng tính)
đối với nhiều độc tố
trong môi trường.
• Những người hút thuốc
làm việc trong nhà máy
amiăng và mỏ Uran có
xác suất ung thư phổi
cao hơn so với người
không hút thuốc.
• Nghiện rượu cũng cho
thấy có xác suất cao trục
trặc về thần kinh và gan.
IX. KHÁC BIỆT GIỚI TÍNH VÀ TUỔI
• Tốc độ chuyển hóa các hợp chất cũng khác nhau đối với giới
tính.
Ví dụ:
Chuột cái nhạy cảm cao hơn đối với CHCl3 và thường dẫn đến
tử vong. Nguyên nhân có thể là do khả năng chuyển hóa của
độc chất này của chuột cái kém hơn chuột đực.
Bảng hiệu ứng độc của CHCl3 đối với các loài chuột:
Loài chuột cái
Tỷ lệ tử vong (%)
DBA – 2
75
DBA – 1
51
CsH
32
BLAC
10
• Đồng thời những loài khác nhau cũng có độ nhạy cảm khác
nhau.
• Về tuổi tác thường cũng
tương tự như tính liều
dùng thuốc cho người
lớn hoặc là trẻ em, bởi
vì trẻ em nhạy cảm với
độc chất hơn so với
người lớn.
• Mặc dù vậy nhưng phản
ứng với độc chất trong
môi trường có khi còn
phức tạp hơn nhiều.
CẢM ƠN THẦY VÀ CÁC BẠN
ĐÃ CHÚ Ý THEO DÕI!