CHƯƠNG 1: TỎNG QUAN l.ỉ Giới thiệu chuDg về kim loại nặng 1.1 Kỉm loại nặng là gì? Kim loại nặng là những nguyên tổ có khối lượng nguyên tử giữa 63,5 và 200,6, trọng lượng riêng lớn hơn 5 (theo Srivastava and Mạịumđer, 2008) 1.2 Tại sao cần phải xác định kim loại nặng Không giống với các chất ô nhiễm hữu cơ, các kim loại nặng không bị các vi khuẩn phân hủy mà có khuynh hướng tích lũy trong cơ thể sống và nhiều kim loại nặng đã được biết đến là độc và có thể gây ung thư. Kim loại nặng phân bố rộng rãi trên vò trái đất. Chúng được phong hỏa từ các dạng đất đả tự nhiên, tồn tại trong môi truờng dưới dạng bụi hay hòa tan trong nuớc sông hồ, nước biển, sa lắng trong ừầm tích.Trong vòng hai thế kỷ qua, các kim loại nặng được thải ra từ hoạt động của con người như: hoạt động sàn xuất công nghiệp (khai khoáng, giao thông, chế biến quặng kim loại, luyện kim), nước thải sinh hoạt, hoạt động sản xuất nông nghiệp (hóa chất bảo vệ thực vật, thuốc trừ sâu diệt cò ). đã khiến cho hàm lượng kim loại nặng trong môi trường không khí, đất và nước tăng lên đáng kể.
Kim loại nặng xâm nhập vào cơ thể người qua đường hô hấp, thức ăn hay hấp thụ qua da được tích tụ trong các mô ứieo ứiời gian sẽ đạt tới hàm lượng gây độc. Các nghiên cứu đã chỉ ra ràng kim loại nặng cỏ thể gây rối loạn hành vi của con người do tác động trực tiếp đến chức năng tư duy và ứiần kinh. Gây độc cho các cơ quan trong cơ thể như máu, gan, thận, cơ quan sản xuất hoocmon, cơ quan sinh sản, hệ thần kinh gây rối loạn chức năng sinh hóa ừong cơ thể do đó làm tăng khả năng bị dị ứng, gây biến đổi gen. Các kim loại nặng còn làm tăng độ axit frong máu, cơ thể sẽ rút canxi từ TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com xương để duy trì pH thích hợp trong máu dẫn đến bệnh loãng xưofng.
Các nghiên cứu mới đây đã chỉ ra rằng hàm lượng nhò các kim loại nặng có ứiể gây độc hại cho sức khỏe con người nhưng chúng gây hậu quả khác nhau trên những con người cụ thể ờ lứa tuổi và giới tính khác nhau. Sự nhiễm độc kim loại nặng đã tăng lên nhanh chóng từ những năm 50 cùa thế kỳ trước do hậu quả của việc sử đụng ngày càng nhiều các kim loại nặng trong các ngành sản xuất công nghiệp. Ngày nay sự nhiễm độc mãn tính có thể xuất phát từ việc dùng chì có trong scm, nước máy, các hóa chất ừong quá trình chế biến thực phẩm, các sản phẩm “chăm sóc con người” (mỹ phẩm, dầu gội đầu, thuốc nhuộm tóc, ửiuốc đánh răng, xà phòng,.)’ Trong xã hội ngày nay, con người không thể tránh được sự nhiễm các hóa chất độc và các kim loại. Độc tính của các kim loại nặng chủ yếu do chúng có thế sinh các gốc tự do, đó là các phần tử mất cân bằng năng iượng, chứã những điện tủ không cặp đôi chúng chiếm điện tử từ các phân tử khác để lặp lại sự cân bằng của chúng.
Các gốc tự do tồn tại tự nhiên khi các phân tử cùa tế bào phản ứng với O 2 (bị ôxi h ó a) nhưng khi có mặt các kim loại nặng - tác nhân cản trở quá trình ôxi hóa, sẽ sinh ra các gốc tự do vô tổ chức, không kiểm soát được. Các gốc tự do này phá hủy các mô ừong toàn cơ thể gây nhiều bệnh tật. Trong phạm vì bản luận văn này, chúng tôi đề cập đến độc tính của một số kim loại As, Cd vàPb, Cu,M o, C r,N i. > Độc tỉnh của As Asen đi vào cơ thể qua đường thức ăn cỏ thể ở đạng hợp chất vô cơ hay hợp chất hữu cơ của động vật và thực vật, mà chúng ta dùng hàng ngày ờ dạng thức ăn thực phẩm.
Hệ tiêu hóa sẽ hấp thụ As từ thức ăn và đồ uổng mà chủng ta dùng. Khi bị ngộ độc Asen sẽ làm rối loại một số quá tì*ình smh hóa cùa cơ thể, nó cản ừờ sự cung cấp năng lượng cho tế bào, ức chế quá trình tồng hợp các axit nucleic (AND và ARN), TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com protein, và hemoglobin,. rồi dần đến nôn mửa, chóng mặt, mất thăng bàng rối loại nhịp tim, rối loạn thị giác.[3] > Độc tính của Cd Cd khi có mặt trong các dịch cơ thể, được tích lũy và đần dần sẽ chiếm chồ và thay thế vị ừí của Zn trong một số enzyme và tế bào, đặc biệt là tế bào não. Lúc này nó làm giảm sự phát ưiển của trè em, nhất là ưẻ em đang tuổi phát triển, cũng như làm giảm sức đề kháng của hệ miễn dịch, làm giảm trí thông minh của trẻ đang tuổi trường thành.
Với liều hơi cao sẽ gây ra bệnh thận và huyết áp. Song khi vào cơ thể thì Cd lại có tích lũy cao và bị đào thải ra chậm. Sự nhiễm Cd lại khó phát hiện được ngay, vỉ nó không có triệu chứng gì cả. Chi khi nó được tích lũy đến một lượng nhất định, thường là 12 - 15 nãm mới thấy thể hiện và lúc này đã nguy hiểm rồi.
Vì nó đã chiếm chồ của Zn ừong các Enzym và tế bào.[3] > Độc tính của Pb Tính độc của Pb và các hợp chất của nỏ đối với cơ thể người và động vật thì quá rõ. Không khí, nước và ứiực phẩm bị ô nhiễm Pb đều rất nguy hiểm cho mọi người, nhất là trẻ em đang phát ữiển và động vật. Pb ức chế mọi hoạt động của các enzyme, không chỉ ở não mà còn ở các bộ phận tạo máu, nó là một tác nhân phá hủy và làm giảm hồng cầu. Ngộ độc Pb có ứiể gây ra nôn mửa, cao huyết áp, gây co giật và có thể dẫn đến ứiiếu máu.[3] > Độc tính của Cu Ngộ độc Cu có thể bị vàng da, vì Cu phá hủy hồng cầu do tính oxy hóa của nó và hơn nữa cỏ khi còn xuất hiện hemoglobin trong nước tiểu.
Ngộ độc cấp tính Cu thường gây ra nôn mửa và làm loét thành ruột. Còn khi bị ngộ độc Cu mãn tính sẽ làm thoái hóa thận. Ngoài ra đo Cu có tính diệt ừùng và kháng khuẩn mạnh, nên người ta cũng đã cho muối Cu vào trong nguyên liệu sản xuất bao cao su phòng tránh thai, vì tác TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com động của Cu làm yếu tinh ừiàng và làm cho tinh trùng không hoạt động được nữa. Do đỏ với nam giới, khi bị ngộ độc Cu, hay dư thừa Cu sẽ có ảnh hường tới việc sản sinh ra tinh trùng khỏe mạnh.[3] Một ví dụ khác nữa là bệnh Wilson, là một loại bệnh do bị tổn thưcmg ở gen.
Nguyên nhân là do thiếu Cenleoplasmin, nên tạo điều kiện làm cho việc tích !ùy Cu trong các tổ chức tăng lên và sự thải ra lại kém, đặc biệt là ở gan, thận, não và giác mạc. Trong trường hợp này để làm giâm sự tích lũy Cu như ứiế trong các tổ chức, người ta ứiường dùng thuốc D-Penicillinamin để lấy bớt Cu ra khỏi các bộ phận đó. Nhưng thuốc kháng sinh này đôi khi không có lợi cho một số nguời, vì thế trong mấy năm gần đây người ta lại dùng thuốc Zn để đẩy Cu ra (loại bỏ sự tích lũy Cu dư thừa). Vì khi có đủ Zn thỏa mãn nhu cầu thì lại hạn chế được sự tích lũy không cần thiết của Cu và giảm được sự kích thích phát ừiển của bệnh Wilson.[3] > Độc tính của Cr Crom xâm nhập vào cơ thể theo ba con đường: hô hấp, tiêu hóa và tiếp xúc trực tiếp.
Qua nghiên cứu, người ta thấy crom có vai ữò sinh học như chuyển hóa glucozo, tuy nhiên với hàm lượng crom cao làm kết tủa protein, các axit nucleic gây ức chế hệ thống men cơ bản. Dù xâm nhập vào cơ ứiể theo bất kì con đường nào crom cũng được hòa tan vào trong máu ờ nồng độ 0 ,001 ppm, sau đó chúng được chuyển hóa vào hồng cầu và hòa tan ừong hồng cầu nhanh 10 - 2 0 lần, từ hồng cầu crom chuyển vào các tổ chức phụ tạng, được giữ lại ờ phổi, xương, thận, gan, phần còn lại được chuyển qua nước tiểu.[3] Crom chủ yểu gây ra các bệnh ngoài da, ở tất cà các ngành nghề mà các công việc phải tiếp xúc như hít thở phải crom hoặc hợp chất của crom.[3] Crom kích thích niêra mạc sinh ngứa mũi, hắl hơi, chảy nước mũi, nước mắt. Niêm mạc mũi bị sưng đỏ và có tia máu. v ề sau có thể thủng vành mũi.[3] TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Crom cỏ thể gầy mụn cơm, viêm gan, viêm thận, ung thư phồi, đau răng, tiêu hóa kém.
[3] Khi crom xâm nhập theo đường hô hấp dễ dẫn tới bệnh viêm yết cầu, viêm phế quân, viêm thanh quản do niêm mạc bị kích thích. Khi da tiếp xúc trực tiếp vào dung dịch Cr (VI), chồ tiếp xúc dễ bị nổi phồng và loét sâu, có thề bị loét đến xương. Nhiễm độc crom lâu năm c 6 thể bị ung thư phổi và ung thư gan. [3] > Độc tính của Ni Niken và các muối cùa nó, đặc biệt là các Ni-cacbonyl là những chất cũng rất độc đối với cơ thể người, qua ăn uống và hít thở.
iOii Ni có hàm lượng quá nhu cầu, nó sẽ gây ra rối loạn các hoạt động ờ dạ dày và ruột kéo theo hiện tượng nôn mửa, khó chịu. Hợp chẩt Ni-cacbonyl có độc tính cao hơn khí c o đến 100 lần. Sự ngộ độc lâu dài các hợp chất này chù yếu ứieo đưÒTig thở vào phổi, sau đó ảnh hưởng đến các bộ phận khác, như nào, gan, thượng thận. Khi bị ngộ độc lâu dài các hợp chất cacbonyl Ni sẽ cỏ khả năng gây ung ứiư hay làm tăng bệnh ung thư.
[3] > Độc tính của Mo Dư thừa Mo sẽ làm tăng quả nhiều hoạt tinh của một số enzyme, nếu kéo dài một thời gian sẽ dẫn đến nhừng hội chứng cùa bênh gout. Độc tính của Mo không cao, trong tự nhiên hàm lượng Mo lại quá nhò, vì thế hiếm cỏ ngộ độc Mo. Nhưng khi trong cơ thể có dư nhiều Mo mà lại thiếu vi lượng Cu thì hội chỏng gout sẽ gia tảng them. Khi không ngộ độc Mo mà hàm lượng Mo ừong máu tăng lên, thì đó là dấu hiệu của một bệnh ỉý nào đó, thường là bệnh về gan và hệ thống mật.
Đặc biệt là khi gan bị nhiễm virus cấp tính thì hiện tượng này sẽ tăng. [3] > Độc tính của Zn Mặc dù kẽm là vi chất cần ứiiết cho sức khỏe, tuy nhiên nếu hàm lượng kẽm vượt quá mức cần thiết sẽ có hại cho sức khỏe.