TS. Lê Quốc Tuấn
Khoa Môi Trường và Tài Nguyên, ĐH Nông Lâm TP.HCM

Chương 2.
MỘT SỐ NGUYÊN LÝ VỀ ĐỘC CHẤT HỌC
MÔI TRƯỜNG

2.1. Các nguyên lý về độc chất liên quan đến hóa chất trong môi trường,
công nghiệp và trong tự nhiên

Độc chất học môi trường là một ngành khoa học trẻ phát triển nhanh
trong 40 năm qua. Độc chất học môi trường liên quan đến việc nghiên cứu nguồn
gốc, con đường, sự chuyển hóa và ảnh hưởng của các hóa chất nguy hại trong
môi trường. Nghiên cứu ảnh hưởng nguy hại mở rộng bắt đầu từ cá thể và quần
thể sinh vật cho đến hệ thống sinh thái. Nghiên cứu ảnh hưởng độc của các chất
gây ô nhiễm môi trường thật sự bắt đầu từ thập niên 60. Vào những năm đầu tiên
của ngành nghiên cứu độc chất học môi trường, các nhà khoa học quan tâm đến
việc sử dụng các hóa chất, hoặc hỗn hợp hóa chất có khả năng gây độc đặc biệt là
các hợp chất có nguồn gốc từ arsen và th
ủy ngân. Trước đây, hầu như việc áp
dụng arsen và thủy ngân đều mang tính tích cực bởi vì “tiện ích” của chúng như
là một chất độc để giả quyết các vấn đề cá nhân và chính trị.
Những người nghiên cứu về độc chất đầu tiên phải kể đến là các nhà vật
lý và giả kim. Một nhà vật lý người Thụy sĩ Paracedsus (1499-1541) đặc biệt nổi
tiếng với công thức tính mối tương quan gi
ữa nồng độ và phản ứng. Ông đã quan
sát những bệnh nhân nhiễm độc ở nồng độ thấp thì thấy nó có tác dụng tích cực,
trái lại ở nồng độ cao thì phát hiện ra hiện tượng nhiễm độc. Nhà vật lý tiếp theo
là Orfila (1787-1853). Ông đã đăng tải một công trình quan trọng về độc tính của
các hợp chất tự nhiên, trong đó mô tả mối tương quan hiện tượng nhiễm độc của
b

ệnh nhân và thành phần các hóa chất có trong cơ thể của người bệnh (các mô).
Sau đó ông đã nghiên cứu các hoạt tính của kháng thể và cho rằng cơ thể con
người có thế đào thải các độc chất. Sau đó, nhiều công trình nghiên cứu về độc
chất đã được thực hiện trên độc vật. Và cũng từ đó, ngành độc chất học được
xem như là một ngành khoa học. Cho đến giữa thế kỷ
19, khi có sự phát triển
vượt bậc của hóa học, cùng với việc mở rộng quá trình tách chiết các hóa chất tự
nhiên và sản xuất những hợp chất nhân tạo mới, ngành độc chất bước qua một
giai đoạn phát triển mới. Cho dù độc chất học phát triển nhanh, nhưng vẫn dựa
TS. Lê Quốc Tuấn
Khoa Môi Trường và Tài Nguyên, ĐH Nông Lâm TP.HCM

vào 2 nền tảng sau:
1. Kiểm nghiệm các loại dược phẩm mới
2. Xác định ảnh hưởng độc tiềm ẩn từ các hợp chất tự nhiên và nhân tạo.
Kỷ nguyên này đánh giá sự khởi đầu của độc ngành độc chất học công
nghiệp, liên quan trực tiếp đến sức khỏe công nhân và nơi làm việc. Trong suốt
quá trình phát triển hóa học, người ta đã nhận diện được độ
c chất học động vật ở
Châu âu và Bắc Mỹ do một lượng lớn hóa chất được sử dụng đã gây nên sự chết
của sinh vật hoang dã. Sự ô nhiễm môi trường đã khiến nhiều chính phủ phải có
những chính sách phù hợp để đánh giá và kiểm soát các chất gây ô nhiễm tiềm
năng trong nước thải công nghiệp. Tuy nhiên, cho đến năm 1962, một cuốn sách
của Carson với tiêu đề “Mùa Xuân thầm lặ
ng” (Silent Spring), một sự nhận diện
về độc tính môi trường, được xuất bản. Cuốn sách mô tả ảnh hưởng của các hóa
chất độc hại lên đời sống hoang dã, hay còn gọi là sự biến mất của các loài chim
ven các dòng sông.
Cuối thập niên 60, Truhaut sử dụng thật ngữ “Độc học sinh thái”
(Ecotoxicology) để mô tả ngành nghiên cứu về độc tính môi trường. Truhaut đã

định nghĩa độc học sinh thái như là một nhánh của độ
c chất học mà nó tập trung
vào ảnh hưởng độc của các hợp chất tự nhiên và nhân tạo lên cơ thể sống.
Truhaut chính thức phân biệt giữa độc học truyền thống và độc học sinh thái và
mô tả độc tính sinh thái qua các bước sau:
1. Sự thâm nhập, phân phối và số phận của các chất gây ô nhiễm trong môi
trường
2. Sự thâm nhập và số phận của các chất gây ô nhiễm trong sinh vật của hệ
sinh thái
3. Các ảnh hưởng có hại của hóa chất lên các cấu thành của hệ sinh thái (bao
gồm cả con người)
Mỗi một giai đoạn đều phức tạp bởi sự chuyển hóa hữu sinh và vô sinh
của các hợp chất ban đầu. Đến giữa thập niên 70 các nhà khoa học bắt đầu nhận
ra rằng kiểm soát độc chất trong môi trường phải từ các nguồn do con người tạo
ra, qua việc thu thập số li
ệu về số lượng các hợp chất trong môi trường đất và
nước.
TS. Lê Quốc Tuấn
Khoa Môi Trường và Tài Nguyên, ĐH Nông Lâm TP.HCM

Trước khi đánh giá ảnh hưởng sinh học của độc chất, chúng ta cần nhận
biết cấu tạo của hợp hóa chất, các cơ chế mà qua đó chất gây ô nhiễm đi vào và
di chuyển trong cơ thể sinh vật, sự chuyển hóa vô sinh và hữu sinh các hợp chất
ban đầu, tính chất của các phản ứng trong cơ thể sinh vật và sự thay đổi thuộc
tính vật lý và sinh lý của chất gây ô nhiễm. Trong thời gian này, nhiều nhà khoa
học nhận thấy rằng chỉ qua việc định lượng thì chưa đủ để xác định và mô tả các
vấn đề của độc chất.

Sự phát triển các mô hình hóa lý về đặc tính chất lây nhiễm trong môi
trường mở rộng đến những năm 1970. Nhiều thông số vật lý và hóa học (như pH,

nhiệt độ, oxy hòa tan) được biết có thể kiểm soát sự hình thành các chất lây
nhiễm trong môi trường, dự đoán các chất lây nhiễm, do đó xác định được độc
tính tiềm năng của chúng đối với môi trường qua việc mô hình hóa. Những mô
hình hóa phát triển trong 30 năm cũng vẫn đ
ang được hoàn thiện và tập trung vào
các nghiên cứu độc tính môi trường của các chất.
2.2. Ảnh hưởng của hóa chất đối với sinh vật và con người
Từ lâu cộng đồng châu Âu đã nhận ra rằng cần phải bảo vệ môi trường và
tạo nên chuẩn mực chung để bảo vệ người tiêu dùng để bảo đảm sự tự do thương
mại giữa các chính phủ thành viên. Vì lý do này các quy định về môi trường
đượ
c áp dụng cho các sản phẩm, kể cả các hóa chất nguy hại.
Tuy nhiên, trong những năm gần đây, phản hồi cho hệ thống hiện tại được
xác định và kiểm tra. Điều quan trọng nhất là:
- 100.106 các hợp chất đang tồn tại có thể được sử dụng mà không qua
kiểm nghiệm
- Không có công cụ hữu hiệu để đảm bảo việc sử dụng an toàn các chất
có nguy c
ơ cao
- Thiếu động lực cho việc sáng chế, đặc biệt là thay thế các hoặc làm
giảm chất thải nguy hại
Chính vì thế ngày càng có nhiều loại hóa chất được sử dụng cho các mục
khác nhau không được kiểm nghiệm và đều có khả năng tiềm tàng trong việc gây
độc đối với sinh vật và môi trương sinh thái. Đặc biệt là các hóa chất được sử
dụng trong nông nghiệp như thuốc diệt cỏ, diệt côn trùng, ch
ất bảo vệ thực
vật…Sau đây, một số hóa chất độc trong môi trường và ảnh hưởng của nó sẽ
được đề cập đến

2.2.1 Chaát ñoäc da cam

TS. Lê Quốc Tuấn
Khoa Mơi Trường và Tài Ngun, ĐH Nơng Lâm TP.HCM

Chất độc da cam được Mỹ sử dụng trong chiến tranh Việt Nam. Từ
năm 1961 đến 1971, khoảng 11 triệu gallon chất độc da cam được rải xuống
miền Nam Việt Nam chiếm 10% diện tích đất nước, trong đó có 14% là đất
nông nghiệp. Có nhiều loại chất độc da cam, trong đó đáng quan tâm nhất là
dioxin. Dioxin được xem là một chất cực độc, gây ra các bệnh hiểm nghèo.
Hầu như không bò phân hủy sinh học. Có thể tồn tại bền vững trong môi
trường.

2.2.2. Độc chất dung môi

Các dung môi có thể tan trong mỡ cũng như trong nước cũng như có thể
hòa tan trong nước. Dung môi tan trong mỡ khi vào trong cơ thể thì tích tụ
trong mô mỡ bao gồm cả hệ thần kinh. Dung môi tan trong nước có thể đi vào
cơ thể qua da nếu tiếp xúc. Dung môi hữu cơ nhanh chóng hấp thu qua phổi.
Khi bò nhiễm độc các chất dung môi thì chúng làm cản trở quá trình trao đổi
chất
1. Benzene:
Benzene là một loại dung môi hòa tan được rất nhiều chất như mỡ, cao su,
SAU
TRƯỚC
Việc sử dụng dioxin và hậu quả của chúng
TS. Lê Quốc Tuấn
Khoa Mơi Trường và Tài Ngun, ĐH Nơng Lâm TP.HCM

vecni, da sợi vải len…Trong công nghiệp hóa học, benzene được sử dụng trong
các quá trình tổng hợp.
Benzene hấp thu qua phổi và qua da.

Khi tiếp xúc ở liều cao gây độc cấp tính,
suy giảm hệ thần kinh trung ương, gây
chóng mặt, nhức đầu, ngộp thở...Nếu bò
nhiễm mãn tính thí gây xáo trộn hệ tiêu
hóa, ảnh hưởng đến nhiễm sắc thể và cấu
trúc di truyền DNA. Hợp chất benzene
phức tạp khi được chuyển hóa sinh học.
Benzene dễ dàng kết hợp với protein
hoặc nucleic acid.
2. Chloroform (CCl
4
)
Chloroform hay còn gọi là carbon tetrachloride được sử dụng như là một
dung môi và chất trung gian trong các quá trình công nghiệp.
Chloroform làm suy giảm và tổn thương hầu hết các cơ quan trong cơ thể
như hệ thần kinh trung ương, gan và mạch máu. Sự nhiễm độc chloroform
thường dẫn đến sự suy nhược các cơ quan như suy yếu cơ tim, suy thoái thận.
Biểu hiện chính khi bò nhiễm độc chloroform là hôn mê (nhiễm độc cấp tính),
vàng da (nhiễm độc mãn tính).

2. 3. Chất gây ơ nhiễm khơng khí

Chất gây ơ nhiễm khơng khí là chất tồn tại trong khơng khí có khả năng
gây hại đối với con người và mơi trường. Các chất gây ơ nhiễm có thể ở dạng rắn,
dạng lỏng hoặc dạng khí, có nguồn gốc từ tự nhiên hoặc do con người tạo ra.
Chất gây ơ nhiễm khơng khí có thể phân thành 2 loại sơ cấp và thứ cấp.
Chấ
t gây ơ nhiễm sơ cấp là những chất sinh ra từ một q trình nào đấy, như tro
bụi từ sự phun trào của núi lửa, khí CO từ khói xe hoặc SO
2

từ các nhà máy.
Chất gây ơ nhiễm thứ cấp khơng sinh ra trực tiếp từ các q trình mà
được tạo thành trong khơng khí khi các chất ơ nhiễm sơ cấp tương tác với nhau.
Một ví dụ điển hình về chất gây ơ nhiễm thứ cấp là ozone tầng thấp, một trong
nhiều chất gây ơ nhiễm tạo nên lớp sương quang hóa. Ozone tầng thấp được tạo
thành bởi phản ứng giữa NO
x
và các hợp chất hữu cơ bay hơi dưới tác dụng của
ánh sáng hay còn gọi là phản ứng quang hóa.
Cần lưu ý rằng, một số chất gây ơ nhiễm khơng khí có thể là sơ cấp và

Phân tử benzene