Giáo trình độc học môi trường

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

DANH MỤC HÌNH

Số

hiệu

hình

Tên hình Trang

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

18

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

làng nghể tái chê'kim loại Châu Khê (Bắc Nỉnh)

39

1.5 Biểu đổ thê’hiện tỷ lệ mắc bệnh tại làng nghề chếbiến

dược liệu Thiêt Trụ (Hưng Yên) so với làng đối chứng

42

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

90

2.3 Hình ảnh máy bay Hoa Kỳ rải chất độc da cam xuống

miền Nam Việt Nam

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

thực phẩm

163

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

DANH MỤC BẢNG

Số hiệu

báng

Tên bảng Trang

1.1 Tỳ lệ bệnh tật tại làng đá mỹ nghệ Non niróc, Đà Nẵng

tính trên tổng số dân của khu vực

37

1.2 Các nổng độ gây chêt trung bỉnh của ba kim loại nặng

đôì vói cá chạch đá và cá hổi cẩu vổng

52

2.1 Nhu cẩu phân bón toàn cẩu 73

2.2 Một số thành phẩn độc chất, tạp chât cơ bản của nước

thải đô thị

81

2.3 Các chất hữu cơ tổng hợp điền hình gây ô nhiễm môi

trường nước

87

2.4 Các nguyên tố vêt gây ô nhiễm môi trường nước 97

2.5 Nguổn gốc và thành phẩn bụi 99

2.6 Nguổn gốc và ảnh hưởng của một sốkim loại trong khí

quyển

101

2.7 Các châì ô nhiễm sinh ra do đốt nhiên liệu 103

2.8 Một sô' chất gây ô nhiễm và tác hại đôi với sức khoẻ

con người

103

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.