Bài giảng Nhiễm độc đioxin và các hợp chất có độc giống đioxin do ô nhiễm môi trường
NHIỄM ĐỘC DIOXIN VÀ CÁC
HỢP CHẤT CÓ ĐỘC TÍNH
GIỐNG DIOXIN DO Ô NHIỂM
MÔI TRƯỜNG
PGS.TS.DƯƠNG THANH LIÊM
Bộ môn Dinh dưỡng
Khoa Chăn nuôi Thú Y
Trường Đại học Nông Lâm
U TC ÓA ꢁC À C C NH A DIOXIN
2,3,7,8-Tetrachlorodibenzo-p-dioxin
Cl
O
Cl
Cl
O
Cl
Dẫn xuất này là dạng độc nhất của dioxin
Các hợp chất giống dioxin
Dioxilike Compounds (DLCs)
Sꢁ lưꢂng các dẫn xuất hình thành trong phản ứng tꢀng hꢂp
Các đꢃng đꢄng hóa học
PCB
PCDD
PCDF
Monochloro (M)
Dichloro (D)
Trichloro(T)
Tetrachloro(Tr)
Pentachloro (P)
Hexachloro (Hx)
Heptachloro (Hp)
Otachloro (O)
Nonachloro
3
12
24
42
46
42
24
12
3
2
4
10
14
22
14
10
2
16
28
38
28
16
4
1
1
Decachloro
1
Tꢀng
209
75
135
Cấu trúc khung hóa học của
PCDD và PCDF
9
1
9
1
2
3
8
O
O
8
7
2
3
O
7
6
PCDD 4
6
4
PCDF
Các vị trí đánh số là vị trí mà chlocó thể gắn lên,
càng gắn nhiều thì hợp chất càng độc và càng bền vững
So sánh mức độ gây độc (độc lực) của
các dẫn xuất của dioxin (Nguồn ATSDR199).
Hꢂp chất (Dẫn xuất dioxin)
Liều gây chết 50%,
Đương lưꢂng độc
lực TEQ (TEFi)
LD50
①
2,3,7,8-tetrachloro-DD
1
5
1
0,2
1,2,3,7,8-pentachloro-DD
1,2,3,7,8,9-hexachloro-DD
1,2,3,4,6,7,8-heptachloro-DD
1,2,4,7,8-pentachloro-DD
2,3,7-trichloro-DD
10
0,1
100
1125
30000
2
0,01
0,00089
0,00003
0,5
②
2,3,4,7,8-pentacholro-DF
2,3,7,8-tetrachloro-DF
1,2,3,7,8,9-hexachloro-DF
1,2,3,7,8-pentachloro-DF
1,2,3,4,7,8, 9-heptachlor-DE
①. DD = dibenzo-p-dioxin
10
0,1
10
0,1
20
0,05
0.01
100
ATSDR (Agency for Toxic Substances and Disease Registry)
②. DF = dibenzofuran
Bảy hợp chất hóa học độc hại
gây chết người bậc nhất
LD50 mg/kg
Botulinum toxin A
3 x 10-8
Tetanus toxin A
Diphtheria toxin
Dioxin *
5 x 10-6
3 x 10-4
3 x 10-2
2 x 10-1
4 x 10-1
4 x 10-1
Muscarine
Bufotoxin
Sarin *
Hệ số đương lượng độc lực (TEFi)
của các hợp chất giống dioxin PCB
Đương lưꢂng
độc lực TEFi do
WHO đề nghị
Đương lưꢂng
độc lực TEFi do
WHO đề nghị
Các dẫn xuất
của PCB
Các dẫn xuất
Của PCB
3,3’,4,4’-TCB
3,3’,4,4’,5-PeCB
3,3’,4,4’,5,5’-HxCB
2,3,3’,4,4’-PeCB
2,3,4,4’,5-PeCB
2,3’,4,4’,5-PeCB
2’,3,4,4’,4-PeCB
0,0005
0,1
2,3,3’,4,4’,5-HxCB
2,2,3’,4,4’,5’-HxCB
2,3’,4,4’,5,5’-HxCB
2,3,3’,4,4’,5,5’-HpCB
2,2’,3,3’,4,4’,5-HpCB
2,2’,3,4,4’,5,5’-HpCB
-
0,0005
0,0005
0,00001
0,0001
0,0001
0,00001
-
0,01
0,0001
0,0005
0,0001
0,0001
Tính tổng đương lượng độc lực của
dioxin và các hợp chất giống dioxin
n
Total TEQs = Sum (CI x TEFi)
i = 1
Trong đó:
TEQ là đương lượng độc lực (Toxicity equivalent)
CI là nồng độ của một đơn chất trong hỗn hợp các chất giống dioxin.
TEFi là hệ số nhân đương lượng độc lực của mỗi hợp chất giống dioxin.
Nguồn gốc và sự hình thành dioxin
Dioxin là sꢀn phꢁm phꢂ không mong muốn của các ngành công
nghiệp liên quan đꢃn Clo như công nghiệp sꢀn xuất nhựa
PVC; thuốc trꢄ sâu, đốt chất thꢀi đồ nhựa, công nghiệp sꢀn
xuất đồ nhựa và tꢁy trꢅng giấy…
Dạng độc nhất của dioxin là 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin
(TCDD). Thꢆp niên 40 -50: Thuốc diệt cꢇ 2, 4, 5-
trichlorophenoxyacetic acid (2,4,5-T) được sꢈ dꢂng như là
chất làm rꢂng lá màu da cam trong chiꢃn tranh Việt Nam.
Dioxin được hꢉnh thành khi nhꢊng hợp chất có chꢋa clo bꢌ tác
động bꢍi nhiệt độ cao hay được xúc tác bꢍi các chất vô cơ.
Nhiệt độ tối thꢎch là tꢄ 300oC cho phꢀn ꢋng tạo thành dioxin
(Yasuhara, 1988; Huang, 1995).
Dioxin có ở đâu?
Dioxin có thꢏ tꢉm thấy khꢅp nơi trên thꢃ giꢐi: trong nưꢐc,
không khꢎ (nồng độ thấp), đất đá (nồng độ cao).
Dioxin được thꢀi ra môi trường tꢄ khꢎ thꢀi, rác thꢀi tꢄ các
nhà máy công nghiệp, tꢄ nhꢊng dạng vꢆt chất có chꢋa
Clo, đồ nhựa bꢌ cháy.
Ngoài ra, dioxin cꢑn có nguồn gốc tꢄ các quá trꢉnh tự nhiên:
hoạt động núi lꢈa, cháy rꢄng…
Dioxin tꢄ không khꢎ khu trú vào đất, đi các loại thực vꢆt và
nưꢐc. Và sau đó chúng đi vào chuỗi thꢋc ăn và điꢏm đꢎch
là xâm nhꢆp vào cơ thꢏ người.
Nguy hiꢏm nhất là dioxin được tꢉm thấy trong thực phꢁm,
đꢒc biệt là sꢀn phꢁm tꢄ sꢊa, thꢌt, cá có chꢋa chất béo...
Đối vꢐi thꢌt, sꢊa, cá, hꢓu hꢃt các loại dioxin tꢉm thấy trong
mô mỡ.
Nguồn phát sinh dioxin từ sản xuất công nghiệp
Chất gây ô nhiểm
bền với nhiệt độ cao
(POPs), dioxin
Các quá trình chế biến
sản xuất công nghiệp
Đặc điểm công nghệ
của các quá trình chế biến
Lò luyện kim sắt thép.
Lò nấu chảy quặn đồng
Tro bay ra, tuần hoàn
PCDD/PCDF
PCDD/PCDF
Lò chế biến kim loại thứ
cấp để luyện thép, nhôm,
chì, kẽm, đồng, mangan.
Đốt cháy dây diện, cáp kim loại
phục hồi thu lại kim loại phế thải.
PCDD/PCDF, PCB
Quá trình sản xuất than
cốc và hóa học carbon
Sử dụng than non, than bùn, than PCB, HCB,
đá
PCDD/PCDF
Sử dụng chất thải nguy hiểm từ
nguồn nhiên liệu đốt có chứa các PCDD/PCDF, PCB,
nguyên tố halogen độc hại như: HCB
Clo, brom, crom
Lò đốt luyện xi-măng
Chế biến khóang (vôi,
gốm sứ, thủy tinh, gạch)
Qui mô nhỏ, thiếu sự kiểm soát PCDD/PCDF
Nguồn phát sinh dioxin từ đốt chất thải
Các quá trình chế biến
công nghiệp và sử dụng
sản phẩm công nghiệp
Chất gây ô nhiểm bền
với nhiệt độ (POPs),
các dẫn xuất củadioxin
Đặc điểm công nghệ của các quá
trình xử lý chất thải
Đốt rác thải đô thị, hỏa táng
Đốt chất thải công nghiệp
Thiếu kiểm tra ô nhiểm khí thải.
PCDD/PCDF
Thiết trang thiết bị chống ô nhiểm PCDD/PCDF
Đốt các chất thải bệnh viện. Thiếu trang bị kiểm soát khí thải. PCDD/PCDF
Thiếu trang bị kiểm soát khí thải.
Nhà hỏa tán và lò thiêu xác.
PCDD/PCDF
Thiếu trang bị kiểm soát khí thải.
Đốt bếp gas và khí biogas
PCDD/PCDF
Đốt than đá
Than nâu / than non, than đá
Xăng, diesel pha chì,
PCB
Khí thải động cơ đốt trong
PCDD/PCDF, PCB
Hỏa họan, cháy nhà, ch. rừng Tổ hợp công nghiệp, kho, nhà ở
PCDD/PCDF, PCB
Chất dẽo chứa kim loại halogen
Đốt chất dẽo, cao su, dây điện
PCDD / PCDF / PCB
(Clo, Cr, Brom, Flo..)
Dioxin trong tc pm ở Mỹ
Nguồn: FISIS (Food Safety and Inspection Service2005 .
Giá trị TEQ
trung bình
Giá trị TEQ trung
Các loại súc sản
bình
1994 - 1996
2002 – 2003
Thịt heo trong cửa hàng
Thịt bò tơ, bê
1,47
1,38
0,94
1,53
0,28
0,93
0,33
0,63
Thịt gia cầm
Thịt gà tây
Mức dioxin trong các loại thực phꢄmcó nguồn gốc
chăn nuôi ở các nước Bắc Mỹ
(www.ejnet.org/dioxin,2002)
Sự hấp thu dioxin và các hợp chất
giống dioxin (DLT) vào cơ thể
Con đường chính để dioxin xâm nhập vào cơ thể con người là con
đường thực phꢄm (đꢅc biệt là những thức ăn có nguồn gốc từ
động vật) - phơi nhiꢆm thứ cấp. Qua con đường ăn uống những
thực phꢄm nhiểm dioxin, cơ thể tích lꢇy một lượng lớn dioxin. Sản
phꢄm thực phꢄm có nguồn gốc động vật tích lꢇy dioxin nhiều hơn
Tꢀ lꢁ (%)
tổng số
TEQ
Hꢂp thu
TCDD (ng)
Mꢃc tiêu thꢄ
(g chꢂt bꢅo)
Loꢆi thꢇc phꢈm
Tổng TEQ
Sꢆa và sản phẩm tꢅ sꢆa
Thịt, trứng và sản phẩm của nó
Cá và sản phẩm tꢅ cá
Rau
27,6
37,1
1
4,6
7
41,7
39
32
29,9
26
5,1
2,2
1,1
20
33,9
6,3
28
4,8
7,3
100
Nguꢃn thực phẩm khác
Tꢀng cộng
6,9
9,4
100,6
130,3
Sự phân bố và tích tụ dioxin trong cơ thể
Trong cơ thể, khoảng 10% dioxin được tìm thấy trong gan và 1%
trong máu.
Dioxin tập trung chủ yếu ở mô mꢈ và gan, đây chính là những nơi
nhạy cảm nhất tích tụ dioxin trong cơ thể người.
Dioxin (2, 3, 7, 8 TCDD) tập trung trong mô mꢈ của người khoảng
5-15ppb. Dioxin được loại trừ khꢉi cơ thể rất chậm, mất khoảng
7 năm để loại trừ được khꢉang ½ bằng cách bán phân huꢊ,
thông thường phải mất từ 6-10 năm, tꢋy thuộc vào loại mô tích
tụ dioxin.
Trong quá khứ, lượng dioxin tích tụ cao hơn so với lượng dioxin
được loại bꢉ. Dioxin trong cơ thể tăng tꢊ lệ với tuổi thọ của con
người: từ khoảng <10ng/kg chất bé́o lúc mới sinh đến khoảng
70ng/kg chất béo ở 70 tuổi.
Tuy nhiên cꢋng với sự giảm lượng dioxin trong môi trường,
lượng dioxin tích lꢇy trong cơ thể cꢇng giảm dꢌn. Ví dụ, ở Đức,
nồng độ TEQ trong sữa người giảm từ giá trị trung bình 30-
35ng/kg ở những năm giữa thập niên 80 xuống cꢍn khoảng
20ng/kg vào những năm đꢌu thập niên 90.
Lng dioxin trong a mtng kê
c nc kc nhau nkg o)
Quốc gia – Thꢉnh phố
PCDD TEQ
PCDF TEQ
TổngTEQ
Việt Nam- Đà Nꢊng
18
12
13
18
12
13
5
16
15
14
8
34
27
27
26
26
19
12
9
Nhꢉt
Đức
Canada
Mꢈ
Việt Nam- Tp. Hꢃ Chꢇ Minh
Nga
8
6
7
Việt Nam- Hà Nội
Thái Lan
5
4
1
2
3
Campuhia
2
1
3
n
(theo Schecter, 1994b )
Toxicity equivalent (TEQ) Total TEQs = Sum (CI x TEFi)
i=1
PCDD: polychlorinated dibenzodioxin
PCDF: polychlorinated dibenzofuran
Dioxin có qua sữa mꢎ được không?
Dioxin chuyền qua sữa mꢎ rất nhiều!
Dioxin tích tụ trong sữa mꢎ bởi vì dioxin hꢍa tan tốt trong sữa có
hàm lượng béo cao.
Trong thời kꢏ cho con bú, dioxin từ mꢎ sꢐ truyền sang con rất
nhiều.
Đứa bé có thể hấp thụ 95% lượng dioxin trong sữa mꢎ và tích tự
trong mô bào có nhiều chất béo của đứa trẻ.
Nhiều nghiên cứu cho thấy dioxin hiện diện trong sữa mꢎ với hàm
lượng từ 20 đến 30 ng/kg TEQ ở các nước công nghiệp và từ 3
đến 13 ng/kg TEQ ở các nước có nền công nghiệp phát triển
kém.
Theo báo cáo của Tổ chức Y tế thế giới (WHO) thì hàm lượng trung
bình là 20 ng/kg TEQ (trong chất béo), với giá trị thay đổi từ
thấp 3.1 ng/kg TEQ (trong chất béo) đến cao 110 ng/kg TEQ
(trong chất béo) (IARC, 1997).
Mc chấp nhận dioxin trong cơ t
m lng dioxin tcp nn đc.
Hàm lưꢂng
Hàm lưꢂng
(pg) / ngày
Các cơ quan và tꢀ chức đề nghị
(pg)/kg thể
trọng/ngày
(ngưꢋi
70kg)
Cục Bảo vệ môi trưꢋng Mꢈ-EPA (liều rủi ro -
1994)
0,01
1,0
0,70
70,0
ATSDR (liều rủi ro thấp nhất -1998)
WHO (liều chấp nhꢉn -1998)
Trung bình (dioxin)
1-4
1-3
3-6
70-280
70-210
210-240
Trung bình (dioxin + PCB)
Liều gây ngộ độc của
Dioxin (TCDD)
Loài động vꢆLD5
g/kg)
Chuột lang
Chuột bạch
Khỉ
2
40
50
Ngườ
?
Chuột
Thꢇ
Chuột đồng
130
200
4000
Chất độc da cam dioxin mà
quân đội Mỹ đã rãi xuống việt nam
Từ 1962 đến 1971, quân đội Mỹ đã rãi khoảng 76,9 triệu lít thuốc diệt
cꢉ lên khoảng hơn 1,5 triệu hecta (khoảng 10% diện tích miền Nam
Việt Nam), trong số này có 64% là chất độc màu Da cam, 27% là
chất độc trắng, 8,7% chất màu xanh, và 0,6% là chất màu tím. Có
gꢌn 5 triệu người Việt Nam trong khoảng 25.585 thôn ấp bị ảnh
hưởng của dioxin.
Có đến 86% lượng dioxin được phun từ trên không, dioxin cꢍn được
phun bằng xe tải, tàu… Trong đó, có khoảng 1/3 diện tích bị phun
nhiều lꢌn (52.000 hecta bị phun hơn 4 lꢌn) đã phá hủy 14% rừng
của miền Nam trong đó một nꢑa là rừng đước phꢍng hộ.
Hꢒn hợp thuốc làm rụng lá cây gồm 2,4-D và 2,4,5-T và dioxin được
sinh ra trong quá trình tổng hợp 2,4,5-T, gây ra bệnh ung thư và
gây ra những vấn đề về sức khꢉe, cꢇng như khả năng sinh sản của
con người.
Hiện Việt Nam có khoảng 70.000 người gꢅp nhiều vấn đề về sức khꢉe
và trong sinh hoạt bình thường do họ bị ảnh hưởng dioxin trực
tiếp hoꢅc gián tiếp từ bố mꢎ.
Máy bay quân đội Mỹ rãi chất độc da cam
xuống làng mạc,nông thôn miền Nam VN
Kho chứa chất độc da cam
Các vị trí chịu ảnh hưởng dioxin
ở miền Nam Việt nam
Nhiều trẻ em VN bꢌ
Vꢌ trꢎ sơn màu sẫm
Khuyꢃt tꢆt do cha
chꢌu ꢀnh hưꢍng
mẹ bi nhiꢏm chất độc
của chất độc dioxin
màu vàng da cam.
Đốt cháy rác thải công nghiệp gây ô nhiểm
Lu gây c5% L5a dioxin
lên c loài động vật thí nghiệm
Loꢉi
LD50 (mg/kg)
0,6 – 2,5
Heo Ghi-nê
Chồn Vizon
Chuột nhắt
Gà
4
22 – 320
50
Khꢁ Rhesus
Chó
50 – 70
100 – <3.000
114 – 280
115 – 275
1.150 – 5.000
>1.000 – >5.000
Chuột
Thỏ
Chuột đồng
Ngưꢀi
DIOXIN ꢌVꢎC KHOCON NGƯỜI
ng a dioxin lên o:
Dioxin tác động lên tꢃ bào qua tác động lên gene, tác động lên tꢎnh chất protein.
Trong mỗi tꢃ bào, gene biꢏu hiện khác nhau, nó quy đꢌnh chꢋc năng khác nhau
của tꢃ bào. Vꢐi tác động của dioxin lên các gene làm cho chꢋc năng của các tꢃ
bào bꢌ rối loạn.
Dioxin đi vào tꢃ bào và kꢃt hợp vꢐi 1 protein hꢑa tan aryl hydrocarbon (Ah). Thꢂ thꢏ
Ah này là protein có cấu trúc bꢀo tồn cao dạng thꢔng-vꢑng-thꢔng (helix-loop-
helix). Thꢂ thꢏ Ah thuộc nhóm protein được hoạt hóa bꢍi ligand, có mꢒt trong tꢃ
bào của tất cꢀ động vꢆt có xương sống và hiện diện trong hꢓu hꢃt các cơ quan,
tꢄ phꢕi, gan, hệ bạch huyꢃt.
Thꢂ thꢏ Ah tồn tại trong cơ thꢏ ꢍ dạng kꢃt hợp vꢐi các protein sốc nhiệt và các
protein khác. Lúc kꢃt hợp vꢐi ligand, Ah thay đꢕi cấu hꢉnh: giꢀi phóng nhꢊng
protein khác và kꢃt hợp vꢐi đơn vꢌ ligand (Arnt-aryl hydrocarbon nuclear
translocator).
Khi dioxin kꢃt hợp vꢐi thꢂ thꢏ Ah (AhR) sꢖ tạo thành phꢋc hợp và trꢍ nên hoạt
động. Phꢋc hợp này đi vào nhân của tꢃ bào nhờ kꢃt hợp vꢐi một protein khác.
ꢗ trong nhân, phꢋc hợp này sꢖ liên kꢃt vꢐi DNA làm thay đꢕi sự biꢏu hiện gene
Có rất nhiều gene chꢌu sự tác động của phꢋc hợp này, trong số đó có các gene rất
quan trọng đối vꢐi sự tăng trưꢍng của tꢃ bào. Nhꢊng gene thường được nghiên
cꢋu nhiều nhất là gene cytochrome P450 1A1 hay CYP1A1 (Whitlock, 1999).
Dioxin gây rối loạn họat động của
các thụ thể Ah của tế bào
TCDD
Dioxin
Tế bào chất
TCDD
TCDD
Nhân tế bào
AhR
AhR
TCDD
Thụ thể
Hư hại DNA
Ah
Gây đột biꢃn gen
DNA
Cytochrom P450 1A
đáp ứng-TCDD
Gene
Thúc đꢄy
DRE
Sꢀn phꢁm của
Phiên mã (Translation)
mRNA
Gen bꢌ độtbiꢃn
Tác động của dioxin lên mn ch:
Kết quả nghiên cứu trên những tế bào miꢆn dịch chứng minh rằng
dioxin tác động lên hệ miꢆn dịch qua trung gian thụ thể Ah. Những
tác động này ảnh hưởng lên hệ thống các hormon hoꢅc làm thay
đổi các tập tính tự nhiên của tế bào miꢆn dịch.
Thụ thể Ah ở chuột và ở người tương tự nhau nên phản ứng đối với
tính độc của dioxin cꢇng giống nhau, do đó chuột là kiểu mẫu thí
nghiệm cho những nghiên cứu về tác động của dioxin lên người.
Những người phơi nhiꢆm dioxin có nhiều nguy cơ mắc bệnh về da,
hệ hô hấp (Webb, 1989; Zober, 1994), tai giữa (Chao, 1997) và có
những hư hại hệ thống miꢆn dịch hơn những người không bị phơi
nhiꢆm.
Những công nhân ở Đức bị phơi nhiꢆm dioxin ở mức độ cao bị giảm
số lượng tế bào T hoạt động (Tonn, 1996), các kháng thể lớp IgA,
IgG, IgM và các bổ thể (Ott, 1994) duy trì ở mức cao, làm suy giảm
các đáp ứng miꢆn dịch (Ernst, 1998).
Một nghiên cứu khác cho thấy có sự kết kợp giữa IgA và dioxin huyết
thanh (Roegner, 1991).
Tải về để xem bản đầy đủ
49 trang
13/12/2024
100
Bạn đang xem 30 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Nhiễm độc đioxin và các hợp chất có độc giống đioxin do ô nhiễm môi trường", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên.
File đính kèm:
- bai_giang_nhiem_doc_dioxin_va_cac_hop_chat_co_doc_giong_diox.ppt
