MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của luận án Dung môi hữu cơ là một nhóm các chất hữu cơ có khả năng hòa tan các chất khác nhau. Dung môi này chứa nhiều loại hydrocarbon kích thớc nhỏ, bay hơi vào môi trờng không khí tạo thành các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (Volatile organic compounds VOCs). VWOCs nói chung, một số chất nh benzen, toluen, ethylbenzen, xylen (nhóm BTEX) nói riêng với đặc điểm về khả năng hòa tan và độ bay hơi cao, đợc sử dụng trong sản xuất nhựa tổng hợp, sản xuất sơn, keo đán.
Đặc biệt, đối với ngành sản xuất sơn việc sử đụng dung môi hữu cơ nhóm BTEX là rất phổ biến. Nhóm chất này có thê gây ảnh hởng nghiêm trọng đến sức khỏe của ngời lao động nh giảm sức nghe, gây bệnh điếc nghề nghiệp, giảm chức năng hô hấp, một số bệnh về da,. Đặc biệt benzen, toluen là những chất có thé gây ung th. Mặc dù, benzen đã đợc hạn chế sử dụng và thay thế bằng nhóm toluen, ethylbenzen, xylen (TEX) có độ độc thấp hơn, nhng trong các ngành công nghiệp có sử dụng dung môi hữu cơ nói chung, đặc biệt đối với ngành sản xuất sơn có nguồn nguyên liệu chính là nhóm TEX vẫn còn một lợng benzen nhất định.
Chính vì thế, ngời lao động trong ngành sơn vẫn thờng xuyên phải tiếp xúc với nhóm BTEX, những chất này khi thấm nhiễm vào cơ thể gây ảnh hởng đến biểu hiện của gen mã hóa cho cytochrome P450 2E1 là gen CYP2E1]. Gen CYP2E1 mã hoá cho enzym tham gia vao quá trình chuyên hóa của VOCs [74], styren [44], vinyl chloride monomer [114] và nhiều chất độc khác bao gồm cả các tiền chất gây ung th. Mối liên quan giữa phơi nhiễm BTEX trong môi tròng và mức độ biểu hiện mRNA của gen CYP2EI là hớng nghiên cứu đang đợc quan tâm. Mức độ biểu hiện mRNA của gen CYP2EI ở ngời lao động làm việc trong môi trờng có BTEX đợc coi là chỉ dau sinh học mới dé giám sát ngời lao động có tiếp xúc với dung môi hữu cơ [74].
Nhiễm độc benzen và các đồng đẳng của benzen (nhóm BTEX) đã đợc Việt Nam công nhận là bệnh nghề nghiệp. Giám sát sinh học cho ngời lao động có tiếp xúc với l trong 4 dung môi trên đã đợc xác định, nhng mỗi chi số giám sát sinh học chỉ đợc sử dụng cho từng dung môi riêng rẽ; trong khi đó, ngời lao động khi tiếp xúc với dung môi hữu cơ thờng là một nhóm chất. Ở Việt Nam, số lợng ngời lao động thờng xuyên phải tiếp xúc với BTEX ở các ngành nh da giày, điện tử, in ấn là khá cao, đặc biệt cao trong ngành sản xuất sơn. Tuy nhiên việc nghiên cứu chỉ số giám sát sinh học cho ngời lao động tiếp xúc với nhóm chất nh BTEX cha đợc quan tâm.
Nghiên cứu về ảnh hởng của dung môi hữu cơ đến ngời lao động có tiếp xúc nghề nghiệp đã có nhng cha nhiều, cha sâu, đa phần các nghiên cứu chỉ dừng lại ở việc khảo sát: nồng độ ô nhiễm, hiện trạng sức khỏe của công nhân. Để nghiên cứu sâu hơn về ảnh hởng của dung môi hữu cơ nói chung và ảnh hởng của BTEX nói riêng đến ngời lao động có tiếp xúc nghề nghiệp, đặc biệt mong muốn tìm ra chỉ số giám sát sinh học cho ngời lao động có tiếp xúc với BTEX, chúng tôi thực hiện đề tài: “Nghiên cứu ảnh hởng của nhóm chất benzen, toluen, ethylbenzen và xylen lên biểu hiện của gen CYP2E1 ở ngời lao động có tiếp xúc nghề nghiệp”. Mục tiêu -_ Xác định đợc mức độ thắm nhiễm của benzen, toluen, ethylbenzen và xylen ở ngời lao động có tiếp xúc nghề nghiệp tại cơ sở nghiên cứu. -_ Xác định đợc ảnh hởng của benzen, toluen, ethylbenzen và xylen lên biéu hiện gen CYP2E! ở đối tợng nghiên cứu.
Nội dung nghiên cứu luận án - Xác định đợc mức độ thấm nhiễm của BTEX ở ngời lao động có tiếp xúc nghề nghiệp. + Xác định nồng độ BTEX trong môi trờng lao động của đối tợng nghiên cứu. + Xác định nồng độ axit t,t muconic (TTMA), O-cresol, methylhippuric (mHA), axit mandelic (MA) và axit phenylglyoxylic (PGA) trong nóc tiêu. TTMA, O- cresol, MA + PGA và mHA lần lợt là sản phẩm chuyên hóa của benzen, toluen, ethylbenzen và xylen.
+ Xác định nồng độ của BTEX trong máu, nớc tiểu của đối tợng nghiên cứu. - Xác định biểu hiện của gen CYP2E1 của ngời lao động có tiếp xúc nghề nghiệp qua mức độ biểu hiện mRNA của gen CYP2EI. - Đánh giá ảnh hởng của BTEX đến mức độ biểu hiện của gen CYP2E!. Những đóng góp mới của luận án Luận án là công trình nghiên cứu đánh giá đồng thời mức độ tiếp xúc, thắm nhiễm của một nhóm chất BTEX ở công nhân có tiếp xúc nghề nghiệp tại Việt Nam, có 82,19% đối tợng nghiên cứu có giới hạn nồng độ tiếp xúc với nhóm BTEX vot tiêu chuẩn cho phép.
Luận án là công trình nghiên cứu đánh giá ảnh hởng của nhóm BTEX đến biểu hiện mRNA của gen CYP2E! ở ngời lao động có tiếp xúc nghề nghiệp tại Việt Nam. Nhóm tiếp xúc có mức độ biểu hiện mARN của gen CYP2E1 cao hơn nhóm không tiếp xúc 10,47 lần, sự khác biệt có ý nghĩa thống kê. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án Luận án đã đánh giá thực trạng tiếp xúc, thấm nhiễm của ngời lao động trong một số cơ sở sản xuất sơn với nhóm chất BTEX. Kết quả nghiên cứu của luận án làm cơ sở dữ liệu cho Bộ Y tế đa ra quy định đầy đủ về các chỉ số giám sát môi trờng, giám sát sinh học cho ngời lao động có tiếp xúc nghề nghiệp với nhóm chất này.
Luận án đã phát hiện ảnh hởng của nhóm BTEX làm tăng biểu hiện mRNA của gen CYP2E1, mức độ biểu hiện mRNA của gen CYP2E1 có tơng quan tuyến tính với tổng giá trị tiếp xúc của nhóm BTEX. Kết quả nghiên cứu của luận án làm cơ sở khoa học cho việc đề xuất sử dụng chỉ số mRNA của gen CYP2E¡ làm chỉ số giám sát sinh học cho ngời lao động có tiếp xúc đồng thời với nhóm chất BTEX. Địa điểm thực hiện luận án Khoa Sinh học tròng Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội; Trung tâm Sức khỏe Nghề nghiệp, Trạm quan trắc môi trờng Lao động Viện khoa học An toàn và Vệ sinh lao động. CHUONG 1: TONG QUAN 1.
KHAI NIEM DUNG MOI HUU CO, TINH CHAT CUA BENZEN, TOLUEN, ETHYLBENZEN VA XYLEN 1. Dung môi hữu cơ Dung môi hữu cơ là một nhóm các chất hóa học, khác nhau về cấu trúc nhng có chung các đặc tính quan trọng nh tồn tại ở dạng lỏng và dễ bay hơi ở nhiệt độ thờng, có thê gây độc đối với hệ thần kinh trung ơng nếu tiếp xúc thời gian dài, trong môi trờng công nghiệp với nồng độ cao [18]. Hiện nay, dung môi hữu cơ đợc sử dụng rất nhiều trong các ngành công nghiệp đặc biệt là công nghiệp sơn, da giày. một số dung môi nh toluen (T), ethylbenzen (E), xylen (X) là những chất phổ biến.
Bên cạnh đó, benzen (B) là dung môi đã bị cắm sử dụng trong công nghiệp, tuy nhiên rất khó để có thể loại trừ hoàn toàn benzen vì trong thành phần của toluen, ethylbenzen hoặc xylen thờng chứa một lợng benzen nhất định. Ngời lao động làm việc trong các ngành công nghiệp có sử dụng VOCs thờng chịu ảnh hởng đồng thời của nhiều chất, đặc biệt là nhóm benzen, toluen, ethylbenzen và xylen (BTEX) [64, 69, 78, 111]. Tính chất lý — hóa của benzen, toluen, ethylbenzen, xylen Benzen là chất lỏng không màu, khối lợng riêng 0,8786 g/cm3, điểm nóng chảy 5,5 °C, nhiệt độ sôi 80,1 °C, độ hòa tan trong nớc 1,79 g/L ở 25 °C, dễ bay hơi, tan ít trong nớc nhng dễ hòa tan trong dầu khoáng cũng nh trong dầu, mỡ động vật, dầu thực vật. Trong công nghiệp, benzen đợc dùng đề tông hợp các chất hữu cơ nh nitrobenzen, anilin, phenol.
va dgc str dung để hòa tan các nguyên liệu cao su, sơn, hóa chất trừ sâu hay dùng để tây mỡ ở xơng, da, sợi vải, len, dạ và các dụng cụ có chất mỡ bám bắn. Tuy nhiên, việc sử dụng benzen hiện nay đã đợc hạn chế và benzen đã đợc thay bằng toluen — chất ít độc hơn. Mặc dù vậy, trong toluen vẫn chứa một phần benzen thong là 5% [19]. Công thức hóa học của benzen là CøHs còn O công thức cấu tạo là: Toluen là chất lỏng không màu, nhẹ, dễ bay hơi, khối lợng riêng 0,8669 g/cm°, điểm nóng chảy -93 °C, nhiệt độ sôi 110,6 °C, độ hòa tan trong nớc 0,053 g/100 mL (20-25 °C).
Toluen đợc tách từ dầu mỏ, nhựa, than hoặc sản phẩm tổng hợp. Toluen đợc sử dụng rộng rãi trong công nghiệp đề tông hợp các chất hữu cơ nh clorua benzyl, benzyliden, cloramin và trinitrotoluen. Toluen hòa tan đợc nhiều chất nên đợc sử dụng trong công nghệ sơn, sản xuất đợc phẩm, vecni, mực, keo, da giày. Công thức hóa học của toluen là C;Hs, còn công thức cấu tạo có 01 vòng benzen và 01 nhóm - CH: CHạ Ethylbenzen là chất lỏng không màu, dễ cháy, có mùi tơng tự xăng, khối lợng riêng 0,867 g/cm°, điểm nóng chảy -95 °C, nhiệt độ sôi 136 °C, độ hòa tan trong nớc 0,015 g/100 mL (20 °C).
Ethylbenzen là một hợp chất hữu cơ có công thức C¿H:CH;CH:. Ethylbenzen có vai trò quan trọng trong ngành công nghiệp hóa dầu, nh một chất trung gian trong sản xuất styren, tiền thân của polystyren, một chất dẻo đợc sử dụng phổ biến. Ethylbenzen đợc tiêu thụ trong sản xuất styren, sử dụng để tạo ra các hóa chất khác trong nhiên liệu ví dụ nh dung môi trong mực, chất kết dính cao su, sơn dầu và sơn. Loại xylen công nghiệp có chứa khoảng 20% [23], thậm chí có thể đạt đến 40,4% ethylbenzen [22].
Ethylbenzen xuất hiện lẫn trong các dung môi hữu cơ khác, phổ biến trong môi trờng của ngành sản xuất sơn [22]. Công thức hóa học của ethylbenzen là CsH:o còn công thức cấu tạo là: Xylen là chất lỏng không màu, khối long riêng 0,864 g/mL, điểm nóng chảy -47,4 °C, nhiệt độ sôi 138,5 °C, không tan trong nớc. Xylen trong công nghiệp đợc dòng trong công nghệ sơn, vecni, da giày, matIt, điều chế dợc phẩm, làm tăng chỉ số octan của xăng máy bay. Xylen là loại dung môi tốt đối với parafin, là nguyên liệu chính trong ngành sản xuất sơn [23].
Công thức hóa học là CsH¡o, công thức cấu tạo OG o-xylen m-xylen p-xylen cua xylen 1a: Đờng xâm nhập của BTEX vào cơ thể Dung môi hữu cơ là chất lỏng dễ bay hơi nên chủ yếu xâm nhập vào cơ thể con ngời theo đờng hô hấp.