CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1. Tổng quan về dung môi hữu cơ Dung môi là chất có khả năng hòa tan một chất khác tạo thành dung dịch mà không làm thay đổi về mặt hóa học thành phần vật liệu. Dung môi là sản phẩm của chưng cất dầu lửa, hầu hết dung môi sử dụng trong công nghiệp là dung môi hữu cơ, có khả năng hòa tan mạnh. Dung môi hữu cơ là nhóm hợp chất dễ bay hơi hoặc hỗn hợp tương đối ổn định về mặt hóa học và tồn tại ở trạng thái lỏng ở nhiệt độ khoảng 0° đến 250°C (32° đến 482°F).
Dung môi hữu cơ phổ biến được phân loại gồm: hydrocacbon béo, hydrocacbon vòng, hydrocacbon thơm, hydrocacbon halogen hóa, xeton, amin, este, rượu, aldehyde và ete và dung môi tồn tại dưới dạng hỗn hợp các hợp chất hóa học ví dụ như dung môi stoddard và dung môi tẩy rửa thinner.1 Đường xâm nhập, hấp thu, chuyển hóa, đào thải dung môi hữu cơ 1. Đường xâm nhập Dung môi hữu cơ xâm nhập vào cơ thể chủ yếu qua đường hô hấp, tiêu hóa và qua tiếp xúc với da. Trong phơi nhiễm nghề nghiệp, DMHC xâm nhập vào cơ thể người lao động qua hai đường chính: (1) do hít phải DMHC ở dạng khói, hơi; (2) tiếp xúc qua da [37]. Hấp thu Sự hấp thu qua đường hô hấp là chủ yếu, phụ thuộc vào: nồng độ dung môi trong thể tích không khí hít vào; tỷ lệ thông khí phế nang, khả năng tưới máu phổi và thời gian phơi nhiễm, trong đó nồng độ DMHC trong thể tích không khí hít vào được xác định bởi tính thấm màng mao mạch phế nang và khả năng hòa tan trong máu [36].
DMHC hấp thu qua đường hô hấp vào máu ngoại vi trong vòng vài phút sau khi tiếp xúc [65, 140, 171]. Khả năng hấp thu DMHC cũng tăng lên khi tăng hoạt động thể lực, nghiên cứu khả năng hấp thu hơi xylen cho thấy ở trạng thái vận động tăng lên 28% so với trạng thái nghỉ ngơi [141]. Hấp thu qua da cũng là một con đường chính vì các dung môi hữu cơ dễ dàng hòa tan trong chất béo và nước. Xylen hấp thu qua da có thể chiếm 50% tổng số lượng luan an 4 dung môi này hấp thu vào cơ thể [65].
Thí nghiệm ngâm hai tay trong dung dịch xylen 15 phút thì nồng độ xylen máu xấp xỉ bằng với khi hít hơi xylen nồng độ 100 ppm trong khoảng thời gian bằng nhau [66]. Sự hấp thu dung môi qua da phụ thuộc vào: (1) thời gian tiếp xúc, (2) độ dày, độ tưới máu và khả năng giữ nước của da (3) Tổn thương da (vết cắt, trầy xước) hoặc bệnh ngoài da [43]. Toluen hấp thu nhanh, gần hoàn toàn qua đường hô hấp, khi hít thở toluen ở nồng độ 80ppm sau khoảng 10 phút đạt nồng độ 2–5 µmol/L trong máu và đạt nồng độ đỉnh sau 15 đến 30 phút [79, 137]. Tiếp xúc qua đường tiêu hóa hấp thu chậm hơn, đạt nồng độ đỉnh sau khoảng 1-2 giờ, hấp thu hoàn toàn sau 3 giờ thể hiện qua việc bài tiết toluen trong hơi thở và chất chuyển hóa trong nước tiểu (a xít hippuric và ortho-cresol) [38].
Toluen hấp thu qua da, điều này được chứng minh bởi nghiên cứu của Monster và cs, 1993 cho công nhân rửa tay bằng dung dịch toluen trong 5 phút, sau đó lấy mẫu không khí thở ra liên tục cho đến 24 giờ sau khi tiếp xúc, kết quả cho thấy nồng độ toluen dao động từ 0,5 đến 10 mg/m3 [106]. Phân bố và chuyển hóa Sau khi hấp thu, dung môi hữu cơ sẽ biến đổi thành các chất chuyển hóa sinh học (quá trình này xảy ra chủ yếu ở gan) hoặc tích tụ trong các mô giàu mỡ như mô của hệ thần kinh [40]. Chuyển hóa ở gan nói chung gồm các phản ứng oxy hóa được xúc tác bởi hệ thống oxy hóa hỗn hợp chức năng cytochrome P-450 sau đó liên hợp với axit glucuronic, axit sulfuric, glutathione, hoặc glycine. Kết quả là dung môi hữu cơ giảm độc tính, hình thành các hợp chất hòa tan trong nước được bài tiết qua nước tiểu hoặc mật.
Tuy nhiên, sự chuyển hóa cũng có thể tạo ra các chất chuyển hóa trung gian có độc tính hơn so với hợp chất ban đầu. Những chất chuyển hóa này có khả năng liên kết cộng hóa trị với các đại phân tử thiết yếu (ví dụ, protein, RNA và DNA) và tạo ra các ảnh hưởng độc hại. Loại hoạt hóa trao đổi chất của các dung môi này được cho là được hoạt hóa trung gian bởi hệ thống cytochrome P-448, nó chiếm ưu thế hơn trong các mô ngoài da. Toluen là chất ái mỡ do vậy sau khi hấp thu, phân bố nhanh vào các tổ chức giàu mỡ như não, gan, thận, thần kinh trung ương.
Toluen có thời gian bán hủy từ vài luan an 5 phút đến hơn 1 giờ, 80% oxy hóa ở gan, phần lớn chuyển hóa thành a xít hippuric, phần nhỏ chuyển hóa thành ortho và para cresols (khoảng 5%) và a xít s- benzylmercapturic và a xít s-p-toluylmercapturic [37, 168]. Đào thải Dung môi được đào thải dưới dạng nguyên chất hoặc dạng chất chuyển hóa tan trong nước qua đường thở, nước tiểu hoặc đường mật [39]. Toluen đào thải hoàn toàn qua nước tiểu dưới dạng a xít hippuric và một phần dưới dạng cresols trong vòng 12 giờ sau tiếp xúc; khoảng 20% đào thải dưới dạng toluen tự do trong không khí thở ra, một phần nhỏ đào thải qua dịch mật (khoảng 2%) [37]. Dung môi hữu cơ gây độc tai Khái niệm độc tính cho tai (Ototoxins) là nói đến độc tính chọn lọc lên cơ quan tai trong.
Các chất gây độc cho tai có thể là thuốc, hợp chất hóa học gây khiếm khuyết chức năng, gây tổn thương tế bào tai trong đặc biệt tác động lên đoạn cuối của tai trong và lên các tế bào thần kinh nghe, thăng bằng hoặc tác động lên thần kinh tiền đình – thính giác. Cơ chế hoạt động của các chất gây độc cho tai có thể liên quan đến toàn bộ tai trong hoặc chỉ đến một số tế bào cụ thể của tai trong, đến thành phần của các tế bào hoặc đến những chuyển hóa sinh hóa [49, 78]. Các chất gây độc cho tai trong môi trường lao động được quan tâm không chỉ do độc tính của nó lên thính giác mà còn do chúng có thể tương tác với nhau và tương tác tiếng ồn khi tiếp xúc phối hợp (cùng một lúc hoặc theo trình tự). Khi đó những ảnh hưởng gây ra có thể tăng lên không chỉ đơn thuần là cộng các tác hại của từng yếu tố khi tiếp xúc đơn lẻ [82, 90].
Vì vậy, chúng ta cần phải có những quan tâm đặc biệt trong trường hợp tiếp xúc phối hợp giữa tiếng ồn - yếu tố nguy cơ được biết đến là nguyên nhân chính gây giảm nghe với các chất gây độc cho tai. Các thuốc điều trị có độc tính lên tai đã được quan tâm trong lĩnh vực y học từ lâu. Hóa chất gây ô nhiễm không khí, thực phẩm, nước và trong môi trường lao động có độc tính lên tai mới được các chuyên gia quan tâm và nghiên cứu khoảng từ những luan an 6 năm 1980 trở lại đây. Tuy nhiên, hiện nay số lượng hóa chất có đầy đủ thông tin về độc tính lên tai và các yêu cầu về giám sát, kiểm tra sức nghe còn hạn chế [90].
Các hóa chất được xác định có đặc tính gây độc cho tai và một số liên quan đến môi trường lao động cụ thể theo danh mục sau: [49, 61, 67, 90, 115, 121]. + Nhóm các hóa chất: - Dung môi hữu cơ: styren, toluen, p-xylen, ethylbenzen, chlorobenzen, trichloroethylen, n-hexan, n-heptan, carbon disulphid, perchloroethylen, xăng trắng/Stoddard, hỗn hợp dung môi. - Khí gây ngạt: CO, hydro cyanua. - Kim loại: chì, thủy ngân.
- Hợp chất khác: hóa chất trừ sâu, diệt cỏ (Paraquat, phốt phát hữu cơ, Pyrethroids, Hexachlorobenzen); Polychlorinated biphenyls (PCBs). + Các nhóm thuốc điều trị: - Kháng sinh nhóm aminoglycoside: Streptomycin, Dihydrostreptomycin, Neomycin, Amikacin, Gentamicin, Kanamycin, Tobramycin, Nentilmicin, Sisomycin - Kháng sinh nhóm khác: Erythromycin, Minocycline, Chloramphenicol, Colistin, Erythromycin, Minocycline, Polymyxin B, Vancomycin - Hóa chất điều trị ung thư: Cisplatin, Carboplatin, Mechloroethamine, Vincristine, Bleomycin, Nitrogen mustard, Vinblastine - Thuốc lợi tiểu: Ethacrynic acid, Furosemid, Bumetanid, Azoseamid, Ozolinone - Thuốc điều trị sốt rét: Quinine, Chloroquine - Thuốc giảm đau chống viêm Non-steroid: Acetyl salicylic acid, Ibuprofen, Indomethacin, Naproxen, Phenylbutazone, Sulindac - Điều trị nhiễm độc Asen, thuốc thải độc: Deferoxamine, Atoxyl, Salvarsan Các hóa chất được nghiên cứu chỉ ra là chất tiềm tàng gây độc cho tai trong môi trường lao động bao gồm dung môi hữu cơ, kim loại nặng, hợp chất nitril, khí gây ngạt và hóa chất trừ sâu. Những hóa chất này có cấu trúc đa dạng do đó có thể gây luan an 7 tổn thương hệ thống thính giác với các tổn thương đích khác nhau và các cơ chế gây tổn thương còn chưa thực sự rõ ràng [70, 146]. Trong số các dung môi gây độc tai thì chủ yếu là các dung môi hữu cơ nhân thơm.
Một số dung môi như n-Hexan và n- Heptan đã được chứng minh là ảnh hưởng đến hệ thống thính giác trong bệnh cảnh chung của nhiễm độc thần kinh và gây tổn thương hệ thống thính giác trung ương [42, 150]. Carbon disulphid cũng được biết đến là chất độc thần kinh và ảnh hưởng đến hệ thống thính giác trung ương [139, 164]. Dung môi hữu cơ trong sản xuất sơn, giầy Dung môi hữu cơ được sử dụng rộng rãi ở nhiều ngành nghề trên toàn thế giới: trong sản xuất sơn như một chất pha loãng cho sơn, sơn mài, chất phủ và thuốc nhuộm; sản xuất giầy, ngành công nghiệp nhựa, nhiên liệu ô tô và hàng không; trong sản xuất da nhân tạo, chất tẩy rửa, thuốc, nước hoa, chất phủ vải và giấy, mực in; chất phủ bề mặt phun và trong thuốc đuổi côn trùng. Trong đó công nghiệp sơn và giầy là một trong những ngành sử dụng dung môi hữu cơ nhiều cả về số lượng lẫn chủng loại.
Dung môi hữu cơ dùng trong sản xuất sơn, giầy là một hỗn hợp các hợp chất hữu cơ rất phức tạp, chủ yếu bao gồm các hydrocacbon và các dẫn xuất có khả năng bay hơi được gọi tên chung là các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (Volatile organic compound – VOCs). Vì tính bay hơi cao và điểm sôi thấp nên khả năng dung môi hữu cơ bay hơi và khuếch tán vào không khí rất lớn. Đặc biệt, khi nhiệt độ nơi làm việc cao, hàm lượng của dung môi hữu cơ trong không khí sẽ gia tăng mạnh. Dung môi hữu cơ trong sản xuất sơn Thành phần của dung môi hữu cơ trong sản xuất sơn chủ yếu bao gồm các hydrocacbon và các dẫn xuất có khả năng bay hơi.
Dung môi hữu cơ trong sản xuất sơn là chất lỏng dùng để hòa tan chất tạo màng và thay đổi độ nhớt của sơn.