TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐẠI NAM

KHOA DƯỢC
BỘ MÔN KIỂM NGHIỆM – HĨA PHÂN TÍCH

TIỂU LUẬN ĐỘC CHẤT HỌC
CHỦ ĐỀ 6 : CHẤT ĐỘC VÔ CƠ CO VÀ ARSEN
Giảng viên : ThS. Vũ Văn Tuấn
Lớp : DƯỢC 11-06

Hà Nội, năm 2021


MỤC LỤC


DANH MỤC HÌNH ẢNH

DANH MỤC BẢNG

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt
ACGIH
IDLH
EDTA
WHO
BAL

DMSA
DDTC – Ag

Tên đầy đủ

American Conference of Governmental Industrial Hygienists
Immediately dangerous to life or health
Axit Etylen Diamin Tetra Acetic
World Health Organization ( Tổ chức Y tế Thế giới)
Dimercaprol
Acid dimercaptosuccinic
Bạc Diethyl dithiocarbamat


ASS
HPLC
ICP-MS

Đo phổ hấp thụ nguyên tử
Sắc ký lỏng hiệu năng cao
Inductively coupled plasma mass spectrometry (Khối phổ
Plasma kết hợp cảm ứng)

IC
DMAA
DBD

Ion Chromatography ( Hệ thống sắc ký ion )
Dimethylarsinoylacetat
Dielectric barrier discharge

DMAE


Dimethylarsinoylethanol

DPAA

Diphenylmethylarsinic acid

DPhAs

Diphenylarsinic acid

DPMAO

Phenyldimethylarsine oxide

ETAAS

lectrothermal atomic absorption spectrometry

HEPO

High-efficiency photooxidation

HGAFS

Hydride generation atomic fluorescence spectrometry

MPhAs

Monophenylarsonic acid


PAA

Phenylarsonic acid

PDMAO

Phenylmethylarsine oxide

PMAA

Phenylmethylarsinic acid

Thio-Gly

Thio-arsenosugarglycerol

TMAsO

Trimethyarsine oxide



ĐẶT VẤN ĐỀ
Trong những thập niên gần đây, con người đã quan tâm đến tác động ô
nhiễm môi trường đối với sức khoẻ cộng đồng, bởi vì ngồi sự lây lan các
bệnh truyền nhiễm ( dịch tả , thương hàn ) do vi sinh vật gây ra , những
bệnh ung thư , ADIS, quái thai , các dị tật bẩm sinh ở trẻ do các chất độc
hại trong môi trường đã xuất hiện và ngày càng gia tăng ở nhiều nơi trên
thế giới .
Xã hội càng phát triển , công nghiệp hố càng nhanh thì tỷ lệ chất thải

độc hại từ sản xuất công nghiệp và những ảnh hưởng bất lợi từ các hoạt
động của con người tác động vào mơi trường càng tăng nhanh . Các chất
độc hại cịn sinh ra do rị rỉ q trình sản xuất , vận chuyển và lưu trữ các
chất độc . Các loại ơ nhiễm hố học sinh ra từ q trình sản xuất công
nghiệp và khai thác quá mức tài nguyên thiên nhiên đang ngày càng làm
nguy hại cho sinh quyển . Các tác động ấy khơng những ảnh hưởng đến
lồi người mà cả sinh vật sống trên trái đất .
Sự phát xạ , các khí thải , chất thải dạng vơ cơ , hữu cơ , bụi gia tăng đang
đe doạ môi trường và sức khoẻ con người . Thêm vào đó sự thải ra ngày
càng nhiều các kim loại độc , các chất hữu cơ có tính độc và độ bền cao ,
sau tồn lưu , tích luỹ trong chuỗi thức ăn và gây hại nghiêm trọng đến con
người và các động vật hoang dã .
Chu trình tương tác giữa chất ô nhiễm và cơ thể sinh vật là quá trình tiếp
xúc , gây nên tác động sinh học , thể hiện qua sự hấp thu, phân bố trong
cơ thể, chuyển hoá, tương tác với các thành phần sinh hoá nhạy cảm, từ
đó có thể gây những biến đổi về sinh hoá trong cơ thể, dẫn đến bệnh tật.
Để nghiên cứu tác động trên đối với con người, cá thể sinh vật và các
quần xã sinh vật trong hệ sinh thái chúng ta sẽ đi nghiên cứu hai chất vô
cơ đó là Cacbon Monoxide và Arsen .

NỘI DUNG
6


1. Chất độc Carbon monoxid ( CO )
Đây là chất độc ơ nhiễm có khối lượng lớn nhất trong khí quyển các
đơ thị . Ta thấy khí CO chiếm tỷ lệ lớn trong các chất ơ nhiễm mơi
trường khơng khí nhưng nồng độ khí CO trong mơi trường khơng khí
khơng ổn định, biến thiên nhanh, ta chưa xác định được chính xác [1].
1.1.


Nguồn gốc và tính chất lý hố

1.1.1. Nguồn gốc
1.1.1.1. Nguồn gốc ngoại sinh [2]
-

Carbon monoxyd ( CO ) là chất khí cực độc là một trong những tác

-

nhân chủ yếu gây tổn thương và tử vong do ngộ độc các chất khí.
CO được tạo thành do sự đốt cháy khơng hồn tồn ( khơng đủ oxy để
tạo thành CO2 ) của carbon hay các nhiên liệu chứa carbon như gỗ ,

-

than , xăng dầu , khí đốt ... thường xảy ra ở nhiệt độ cao :
O2 + 2C  2CO
CO có thể tồn tại trong các nhà máy , lị luyện gang thép , hóa dầu ,
giấy , khói thải từ các phương tiện giao thơng , động cơ đốt trong , lị

-

than , lị sưởi , khói thuốc lá , giếng sâu ...
Trong tự nhiên , CO được hình thành từ phản ứng quang hóa của tầng
đối lưu , sự hoạt động của núi lửa , cháy rừng , cháy nhà , cháy nổ hầm
mỏ và các sự cháy khác ...
1.1.1.2. Nguồn gốc nội sinh
CO có thể được tạo thành trong cơ thể từ :


-

Sự chuyển hoá của metycloride ( diclorometan) tại gan
Sự chuyển hoá của Hem thành biliverdin dưới tác động của enzym
hem oxygenase
+ Ở động vật và thực vật, việc tạo ra CO nội bào và các hoạt động của
nó có mối liên hệ chặt chẽ với HO . Như trong hình , HO xúc tác q
trình chuyển đổi oxy hóa heme thành CO, sắt tự do (Fe 2+ ) và
7


biliverdin (BV) với sự hiện diện của oxy phân tử và điện tử được cung
cấp bởi NADPH ( Bilban và cộng sự, 2008 ). BV sau đó được chuyển
đổi thành bilirubin chống oxy hóa mạnh (BR) bởi biliverdin
reductase. Mặc dù cơ chế sản xuất CO được nghiên cứu nhiều nhất ở
động vật liên quan đến HO, nhưng lượng CO nhỏ hơn nhiều có thể
sinh ra từ các nguồn khác như q trình peroxy hóa lipid ( Vreman và
cộng sự, 2001 ) [17]

Hình 1 : Các con đường tạo ra Carbon monoxide (CO)
1.1.2. Tính chất lý hố
1.1.2.1. Tính chất vật lý
-

CO là một chất khí khơng màu , khơng mùi , khơng vị , khơng gây
kích ứng nên rất nguy hiểm vì khó nhận biết , hơi nhẹ hơn khơng khí

-


-

[2]
Ở điều kiện bình thường tan rất ít trong nước , tan trong ethanol và
benzen , có thể cháy với ngọn lửa màu xanh lam tạo thành CO2 [2]
Điểm sôi: [3]
+ -312,7 ° F ở 760 mm Hg [4]
+ -313 ° F ở 760 mm Hg [5]
Điềm nóng chảy [3]
8


+ -326 ° F [4]
+ -337 ° F [5]
+ -205,02 ° C [6]
1.1.2.2. Tính chất hố học [2]
-

CO khơng hấp thụ bởi than hoạt và có thể chui qua các mặt nạ phịng

-

độc thơng thường .
CO có thể bị oxy hóa bởi các oxyd kim loại như AgO , CuO , HgO ,
MnO2 ... nên có thể vận dụng phản ứng này để khử độc cho mặt nạ
phòng độc CO :
CO (k) + CuO (r)  CO2 + Cu (r)
(đen)

-


(đỏ)

CO khử oxit sắt trong lò cao :
4CO (k) + Fe3O4 (r)  4CO2 (k) + 3Fe (r)

-

CO cháy trng oxy hoặc trong khơng khí với ngọn lửa màu xanh , tỏa
nhiều nhiệt :
2CO (k) + O2 (k)  2CO2 (k)

-

1.2.

Thời gian bán hủy là 5-6 giờ .
Độc chất

1.2.1. Cơ chế gây độc [2]
1.2.1.1. Tác động trên protein Hem
-

Hemoglobin : CO có thể kết hợp dễ dàng với hemoglobin tạo thành
carboxy hemoglobin ( HbCO ) rất bền vững , làm mất khả năng vận
chuyển oxy trong máu, giảm sự phân bố oxy đến mô ( đường cong
phân bố oxyhemoglobin bị dịch chuyển sang trái ) , gây ra ngạt . Phản
ứng :
Hb.O2 + CO ↔ Hb.CO + O2


9


-

Cytocrom oxydase : CO kết hợp với enzym cytocrom oxydase gây ức

-

chế hô hấp tế bào .
Myoglobin : CO kết hợp với myoglobin làm giảm sử dụng oxy dẫn

-

đến suy giảm sự co cơ tim , hạ huyết áp và thiếu máu cục bộ ở não .
Ái lực với Hb và myoglobin của CO mạnh gấp 250 lần và 60 lần so
với oxy .

Hình 2 : Cơ chế ngộ độc của Carbon monoxide (CO)
1.2.1.2. Tác động trên hệ thần kinh trung ương
-

CO gây sự peroxid hoá các hợp chất lipid (các acid béo chưa bão hoà)
dẫn đến phù , hoại tử và thoái hoá tế bào não . Sự tổn thương não xảy
ra chủ yếu trong thời kỳ hồi phục , ảnh hưởng đến nhận thức , trí nhớ ,

-

khả năng học tập , gây rối loạn vận động .
Do đó , độc tính chủ yếu của CO là do hậu quả của sự thiếu oxy ở mô


-

và thiếu máu cục bộ .
Não và tim là cơ quan tiêu thụ oxy cao và nhạy cảm với sự thiếu máu
cục bộ nên bị ảnh hưởng nghiêm trọng nhất .
1.2.1.3. Tác động trên bào thai

10


-

CO gây thiếu oxy mô ở bào thai do giảm sự cung cấp oxy từ mẹ đến
bào thai. Ngoài ra, CO còn qua được nhau thai đề kết hợp với HbF gây

-

thiếu oxy mơ trực tiếp .
CO có ái lực với HbF cao hơn so với HbA từ 10-15% và sự đào thải
CO ở bào thai lại chậm hơn so với người lớn nên CO có độc tính rất
cao đối với thai nhi .

1.2.2. Liều độc [2]
-

Nồng độ CO trong khồn khí 1.000 ppm ( 0,1%): gây nhiều triệu chứng

-


ngộ độc nặng dẫn đến tử vong .
Nồng độ gây nguy hiểm ngay ( IDLH) là 1200 ppm (0,1%) .
Giới hạn nồng độ CO cho phép tiếp xúc trong thời gian làm việc 8h là
25 ppm ( Theo ACGIH ) .

1.2.3. Hoàn cảnh nhiễm độc
-

Do sự cố: các thiết bị dùng trong gia đình ( bếp nấu bằng gas, than
củi,lị sưởi, máy phát điện các động cơ đốt trong ) sử dụng hay bảo trì

-

khơng đúng, vận hành ở nơi kín, khơng thơng khí tốt .
Do cố ý:tự tử
Do tai nạn: cháy nổ ở hầm mỏ, xuống hầm sâu, giếng sâu, hoả hoạn,…
Do ơ nhiễm mơi trường: Khói xe, khí thải nhà máy…
Do nghề nghiệp: thợ rèn, đúc kim loại, thợ cạo ống khói, thợ mỏ, cơng
nhân làm cơng ty xăng dầu, tài xế, cảnh sát giao thông,…

1.3.

Triệu chứng ngộ độc [2]

1.3.1. Ngộ độc cấp
1.3.1.1. Ngộ độc nhẹ
-

Nhức đầu , thở nhanh , buồn nơn , nơn mửa , chóng mặt , hoa mắt ,


-

đau bụng , mệt mỏi .
Thường nhầm lẫn với triệu chứng của bệnh cúm , ngộ độc thức ăn ,
đau dạ dày,…
1.3.1.2. Ngộ độc nặng
11


-

Gây ra những triệu chứng rối loạn tim mạch như tim đập nhanh , hạ
huyết áp , loạn nhịp tim và những triệu chứng ở hệ thần kinh trung
ương như mê sảng , ảo giác , chóng mặt , mất phương hướng , kích
động , lú lẫn , ngất , hôn mê , co giật , suy nhược thần kinh , sau đó

-

ngừng hơ hấp và chết rất nhanh .
Những triệu chứng ít gặp hơn gồm thiếu máu cơ tim , viêm phổi , phù

-

phổi , nhiễm acid lactic , suy thận cấp , rối loạn thị giác .
Nếu điều trị kịp thời , vẫn còn các di chứng về thần kinh như hội
chứng Parkison , giảm trí nhớ , rối loạn tâm thần , tê liệt thần kinh ,

-

đau tứ chi , yếu cơ , đời sống thực vật kéo dài .

Nếu chết thì tử thi có sắc thái đặc biệt như mơi đỏ , có những vết đỏ

-

thắm ở đùi và bụng vì máu nhiễm CO có màu đỏ tươi .
Sự liên quan giữa các triệu chứng ngộ độc cấp CO và nồng độ HbCO
trong máu được trình bày trong bảng như sau :

Nồng độ
HbCO (%)
5
10
20
30

Triệu chứng
Chưa có triệu chứng
Nhức đầu nhẹ, khó thở
Nhức đầu âm ỉ, khó thở
Nhức đầu nhiều, kích ứng, mệt mỏi, hoa mắt, mất phương

40-50

hướng
Nhức đầu dữ dội, tim đập nhanh, mê sảng, ảo giác, lú lẫn, hạ

60-70
80
>80


huyết áp, ngất lịm
Hôn mê, co giật, trụy tim mạch, trụy hô hấp
Ngừng hô hấp, chết rất nhanh.
Chết ngay lập tức

12


Bảng 1 : Sự liên quan giữa các triệu chứng ngộ độc cấp CO và nồng độ HbCO
trong máu
1.3.1.3. Ngộ độc mãn tính
-

1.4.

Nhức đầu liên tục , buồn nơn
Suy nhược
Trầm cảm , lú lẫn , mất trí nhớ
Phịng và xử trí ngộ độc [7]

1.4.1. Đề phịng ngộ độc CO
-

Đầu tư vào thiết bị dị khí carbon monoxide . Cài đặt carbon monoxide
detector trong nhà . Cài đặt thêm các máy dị bên ngồi phịng ngủ cá

-

nhân . Kiểm tra pin máy dị khói ít nhất hai lần một năm .
Mở cửa nhà để xe trước khi bắt đầu khởi động xe . Không bao giờ

chạy xe trong nhà để xe đóng cửa. Hủy bỏ các mảnh vụn từ ống bơ

-

trước khi sử dụng xe hơi .
Sử dụng các thiết bị theo khuyến cáo . Không bao giờ dùng bếp ga
hoặc lò nướng để sưởi ấm nhà. Sử dụng máy sưởi đốt nhiên liệu chỉ
khi một người nào đó tỉnh táo để theo dõi chúng và cửa ra vào hoặc
cửa sổ đang mở để cung cấp khơng khí trong lành . Khơng chạy máy

-

phát điện trong một khơng gian kín , như tầng hầm hoặc nhà để xe .
Giữ các thiết bị gas và lị sưởi trong tình trạng tốt . Ống khói lị sưởi
sạch và kiểm tra lị mỗi năm . Hãy hỏi cơng ty tiện ích kiểm tra hàng

-

năm cho tất cả các thiết bị khí đốt , bao gồm cả lò sưởi .
Nếu ngộ độc carbon monoxide đã xảy ra trong nhà , quan trọng là tìm
và sửa chữa nguồn gốc của khí carbon monoxide trước khi quay trở
lại.

1.4.2. Xử trí ngộ độc CO
-

Nhanh chóng đưa nạn nhân ra khỏi nơi nhiễm độc .
13



-

Tăng cường hô hấp :
o Hô nhấp nhân tạo .
o Liệu pháp oxy:
 Oxy 100 % , hỗn hợp carbogen ( 95 % oxy + 5 % CO ) : T1/2
giảm còn 1,5 giờ .
 Oxy cao áp ( 100 % oxy , P = 2–3 atm ) : được áp dụng trong
trường hợp ngộ độc nặng ( nồng độ HbCO > 25 % ) , phụ nữ có
thai và trẻ sơ sinh để tăng tốc độ thải trừ CO . T1/2 giảm còn 20–

-

30 phút .
Liệu pháp oxy được sử dụng cho đến khi nồng độ H5CO giảm còn

-

<5% .
Thay máu hoặc truyền máu , dùng thuốc trợ tim .
Điều trị hơn mê hay co giật nếu có .
Theo dõi điện tâm đồ liên tục trong vài giờ sau khi ngộ độc .
Đắp ấm và để nạn nhân yên tĩnh .

1.5.

Phát hiện , định tính , định lượng

1.5.1. Phát hiện [8]
-


Việc phát hiện ra carbon monoxide thường được ghi nhận là cơng trình
của nhà hóa học và thần học người Anh Joseph Priestley . Trong
khoảng thời gian giữa năm 1772 và 1799, Priestley dần dần nhận ra
bản chất của hợp chất này và chỉ ra nó khác gì với carbon dioxide , mà
nó thường xuất hiện . Khơng có gì hơn carbon monoxide đã được biết
đến và nghiên cứu rộng rãi trong nhiều thế kỷ trước cơng trình của
Priestley . Ngay từ cuối năm 1200 , các nhà giả kim người Tây Ban
Nha Arnold của Villanova đã mô tả một loại khí độc được tạo ra bởi

-

khơng đầy đủ đốt của gỗ đó là gần như chắc chắn carbon monoxide .
Trong 5 thế kỷ giữa cơng trình của Arnold và của Priestley , carbon
monoxide đã được một số nhà giả kim và nhà hóa học lỗi lạc nghiên
cứu và mô tả . Nhiều người đặc biệt đề cập đến độc tính của
khí. Johann (hay Jan) Baptista van Helmont vào năm 1644 đã viết rằng
14


ơng st chết vì hít phải khí carbonum , dường như là một hỗn hợp
-

của carbon monoxide và carbon dioxide .
Một cột mốc quan trọng trong lịch sử carbon monoxide là vào năm
1877 khi nhà vật lý người Pháp Louis Paul Cailletet tìm ra phương
pháp hóa lỏng khí . Hai thập kỷ sau, một nhóm hợp chất đặc biệt thú vị
được tạo ra từ cacbon monoxit , cacbonyl , đã được nhà hóa học người
Pháp Paul Sabatier phát hiện ra .


1.5.2. Định tính
Xác định CO trong máu [2]
- Thực hiện trên mẫu thử và mẫu chứng ( máu bình thường) là máu tồn

phần , đã được xử lý chống đơng bằng Heparin , EDTA hay
-

Fluorid/oxalat .
0,1 ml máu + 2ml dung dịch NH4OH ( 0,01mol/L) , lắc mạnh sẽ thấy
mẫu có CO có màu hồng , mẫu chứng màu xám .

1.5.3. Định lượng [2]
1.5.3.1. Xác định nhanh CO trong không khí
-

CO có nồng độ hấp thu đặc biệt trong vùng tử ngoại và có thể phân

-

biệt với các khí khác .
Dựa vào phản ứng khử I2O5
I2O5 + 5CO -- 5CO2 + I2
Chuyển CO2 thành tủa BaCO3 hay chuẩn độ iod giải phóng .

-

Để định lượng nhanh , người ta tẩm dung dịch I2O5 trong H2SO4 đặc
vào bột silicagen và cho vào ống thuỷ tinh . Hút khơng khí có CO vào
iod sẽ giải phóng làm ống có màu , định lượng bằng cách so sánh với
gam mẫu .

1.5.3.2. Xác định CO trong máu
15


Carbon monoxid có thể được giải phóng từ Hemoglobin , sau đó được
định lượng bằng phương pháp sắc kí khí hay có thể định lượng gián
-

tiếp dưới dạng carboxyhemoglobin bằng phương pháp đo quang phổ .
Phương pháp đo quang phổ : Dựa vào đặc tính hấp thu quang phổ đặc
trưng của carboxyhemoglobin .
+ Nguyên tắc:
o Hemoglobin và các dẫn chất của nó có dải hấp thu đặc trưng ở
vùng ánh sáng khả kiến mà có thể được sử dụng để xác định nồng
độ carboxyhemoglobin .
o Oxyhemoglobin và carboxyhemoglobin có dải kép giống nhau
trong dịch kiềm . Cực đại hấp thu của oxyhemoglobin là 576578nm và 540-542nm ; của carboxyhemoglobin là 568-572nm và
538-540nm . Deoxyhemoglobin có dải rộng ở 555nm . Nếu máu
pha loãng trong dung dịch kiềm yếu được xử lý với sodium
hydrosulfit , oxy hemoglobin và bất kỳ methemoglobin nào hiện
diện sẽ bị biến đổi thành deoxyhemobin . Carboxyhemoglobin nào
hiện diện sẽ bị biến đổi thành deoxyhemobin .
Carboxyhemoglobin không bị ảnh hưởng bởi cách xử lý này .
HbO2 ( hay MetHb) + Na2S2O4 -- Hb
HbCO + Na2S2O4 -- không phản ứng
o Đo độ hấp thụ của dung dịch này được đo ở bước sống 541nm và

555nm .
o Tính tỷ số độ hấp thụ A541/A555 và nồng độ của .
Carboxyhemoglobin được xác định từ đường cong chuẩn độ .

o Phương phá đo quang thực hiện nhanh chóng , thuận lợi , đạt yêu
cầu về độ đúng và độ chính xác nhưng chỉ áp dụng đối với mẫi có
-

nồng độ Hb>3% .
Phương pháp sắc ký :
+ Nguyên tắc :
16


o Máu được xử lý với kaliferricyanid , carboxyhemoglobin chuyển

thành methemoglobin , CO được phóng thích vào trong pha khí .
Xác định CO phóng thích bằng phương pháp sắc ký khí với cột
rây phân tử và detector dẫn nhiệt .
o Phương pháp sắc ký khí có độ đúng và độ chính xác cao ngay cả ở
nồng độ CO thấp , nhưng lại địi hỏi phải có trang thiết bị chun
biệt .
1.6.

Ứng dụng

1.6.1. Trong công nghiệp [9]
-

Carbon monoxide ngày càng được sử dụng trên quy mô rất lớn để sản

-

xuất các chất trung gian hóa học .

Nó được sử dụng trong việc sản xuất hydro , chất xúc tác không đồng
nhất, các kim loại tinh khiết , phosgene , nhôm clorua , axit axetic ,
anhydrit axetic , axit formic , metyl fomiat , axit acrylic , axit

-

propanoic và như là một tác nhân khử trong vụ nổ lò nung ;
Nhiều loại hóa chất khác nhau , từ hydrocacbon bão hịa đến các hợp
chất oxy được sản xuất bằng cách sử dụng khí tổng hợp (CO và H2)
làm nguyên liệu .

1.6.2. Trong nơng nghiệp [22]
- Thuốc diệt lồi gặm nhấm
1.6.3. Trong y học [9]
- Các phân tử khí tiếp tục có triển vọng mới trong y học phân tử như

một phương pháp điều trị thử nghiệm và lâm sàng . Khí carbon
monoxide ( CO ) trọng lượng phân tử thấp và các phân tử khí tương tự
( ví dụ : H2S , nitric oxide ) được coi là liệu pháp hít thở tiềm năng
-

trong các bệnh viêm nhiễm .
Ở nồng độ cao , CO thể hiện một nguy cơ độc hại khi hít phải , và là
một thành phần phổ biến của ô nhiễm không khí . CO cũng được sản
17


xuất nội sinh như một sản phẩm của quá trình phân hủy heme được
xúc tác bởi các enzym heme oxygenase . CO liên kết với hemoglobin ,
gây giảm oxy máu và giảm vận chuyển oxy đến các mô ở nồng độ

-

cao.
Ở nồng độ sinh lý , CO có thể có vai trị nội sinh như một phân tử
truyền tín hiệu trong việc điều hòa chức năng thần kinh và mạch máu

-

và cân bằng nội môi tế bào .
CO đã được chứng minh là hoạt động như một chất chống viêm hiệu
quả trong các mơ hình động vật tiền lâm sàng về chứng viêm , tổn
thương phổi cấp tính , nhiễm trùng huyết , thiếu máu cục bộ / tổn
thương tái tưới máu và cấy ghép nội tạng . Các chỉ định thực nghiệm
bổ sung cho khí này bao gồm xơ phổi , tăng áp phổi , các bệnh chuyển

-

hóa và tiền sản giật .
Sự phát triển của các hợp chất giải phóng CO hóa học tạo thành một
cách tiếp cận dược phẩm mới để phân phối CO với hiệu quả đã được
chứng minh trong các mơ hình nhiễm trùng huyết . Đánh giá lâm sàng
hiện tại và đang chờ xử lý sẽ xác định tính hữu ích của khí này như
một phương pháp điều trị bệnh ở người .

2.

Chất độc Arsen
Ô nhiễm kim loại nặng chủ yếu gây ra bởi các hoạt động của con người ,
các ảnh hưởng của tập quán nông nghiệp hoặc từ khai thác mỏ và từ sản
xuất công nghiệp .

Sự ô nhiễm đất canh tác bởi các kim loại nặng do sử dụng trong một thời
gian dài các chất trừ sâu vô cơ , bùn cống rãnh , làm chất cải tạo đất và do
các hệ thống tưới tiêu bị tích tụ các nguyên tố độc với hàm lượng lớn ở
các vùng đất ẩm ướt . Và một trong những kim loại nặng đó là Arsen (As)
Từ lâu arsen được xem là một chất độc nguy hiểm và gây ô nhiễm môi
trường . Nhiều hợp chất arsen vô cơ và hữu cơ được sử dụng trong y học
như trong một số thuốc cổ truyền , thuốc bổ ( dung dịch Fowler ) , thuốc
18


thú y ... cũng như trong các lĩnh vực khác như : bảo quản gỗ , thuốc trừ
sâu , diệt côn trùng , diệt cỏ , sản xuất thủy tinh , chất bán dẫn ... là sản
phẩm phụ trong sự nóng chảy của chì và đồng . Arsen cịn có trong nước
ngầm nên sự có mặt arsen trong nước sinh hoạt là một vấn đề được nhiều
người quan tâm [2] .
2.1.
-

Phân loại Asen vô cơ [2]
Arsen nguyên tố: là kim loại xám , ở thể tinh khiết không độc , nhưng
khi đun nóng trong khơng khí , arsen bị oxy hoá thành arsen trioxid (

-

As2O3 rất độc)
Arsen trioxid ( As2O3) : cịn gọi là arsen trắng , thạch tín , nhân ngôn là
những tinh thể không màu , không mùi , rất độc . Khi đun nóng khơng

-


chảy mà bay hơi tan chậm trong nước .
Arsen pentaoxid ( As2O5 ) khi hút ẩm dễ tan trong nước tạo thành

-

dạng acid tương ứng ( H3AsO4 ) .
Arsenit là muối của acid arsen ( H3AsO3 ) như natri arsenit , kali
arsenit có thuốc diệt cỏ ; đồng arseni t, đồng aceto arsenit dùng trong

-

kỹ nghệ nhuộm giấy .
Arsenat là muối của acid arsennic ( H3AsO4 ) , được dùng trong thuốc
bảo vệ thực vật ( Natri arsenat , calci arsenat , chì arsenat ) , phẩm màu

-

( đồng arsenat ) .
Arsen sulfur ( As2S3 , As2S5 ) : Dùng trong kỹ nghệ sơn , in , thuốc

-

nhuộm .
Hydro arsenura hay arsin ( H3As ) : là chất khí độc , mùi tỏi , thường
gặp trong sản xuất công nghiệp .

2.2.

Nguồn gốc và tính chất lý hố


2.2.1. Nguồn gốc [1]
2.2.1.1. Những thành phần cơ bản của đất
-

Có chút ít sự khác nhau giữa các loại đá do núi lửa tạo thành với sự tập
trung trong phạm vi < 1-15 mg As/kg .
19


-

Đất đá cặn ( đá phiến sét nham thạch , đất lầy, đá bảng ) đáng chú ý là
As có mức cao hơn khoảng ( <1-900 mg/kg ) so với sa thạch và đá vơi

-

( <1200mg/kg ) .
Đá phosphat có khoảng <1-200mg/kg .
As có khả năng kết hợp với S có nghĩa là nó có khuynh hướng được
hồn thành cấu trúc điện tử bằng cách liên kết với chất lắng vô cơ sinh
ra sulphur , tạo ra quặng As , cũng như là một phần tử nhỏ của những
quặng sulphur khác . Điều này làm tăng thêm liều lượng As trong đất

-

ở những khu vực được khống hóa .
As trung bình trong 169 mẫu đất ngun nhiễm ( khơng bị làm bẩn ) là
10mg/kg . Trong một khu khống hóa và những khu vực xung quanh
nó , ở lớp đất 0-5cm , có hàm lượng 424mg/kg và 25-51mg/kg ; trong


-

lúc đó , ở đá nguyên nhiễm chỉ có 29-51mg/kg .
Rõ ràng , giá trị bình thường của đất nguyên hiễm cao hơn so với đá
nguyên nhiễm , chác rằng nó có liên quan đến sự lưu giữ As trong đất .
Theo số liệu chúng tôi ( tác giả ) thu thập được , lượng As trong đất ở
Na Uy cho thấy rằng , tầng dưới tầng mùn , hàm lượng bình thường
chứa 2mg/kg , cịn trong tầng đất mùn lên đến 10mg/kg , mà nguyên
nhân là do sự ô nhiễm khí quyển . Ảnh hưởng của ơ nhiễm khí quyển
và những dị thường địa hóa học , cùng với sự liên kết có chọn lọc đã
xác nhận các tác nhân tương hợp As .
2.2.1.2. Các chất liên quan đến nông nghiệp

-

Arsenic phức hợp được sử dụng rộng rãi làm chất diệt côn trùng hơn
100 năm qua, nhưng từ năm 1970-1980 , người ta đã giảm xuống phân
nửa . Ảnh hưởng của độc tố As đến thực vật được sử dụng làm thuốc
diệt cỏ và chất làm khô , giúp cho bông vải thu hoạch dễ dàng hơn sau
khi rụng lá . Tuy nhiên , cũng có mối bận tâm về việc gia tăng As tồn
dư trong đất và các cặn bã lắng dưới đáy hồ sau khi đã sử dụng một
20


lượng lớn As hữu cơ . Kết quả là những thứ thuốc diệt côn trùng khác
đã thay thế các phức chất As , như muối Arsenic chì , thường được sử
dụng trong các vườn cây ăn trái để kiểm soát sự phá hoại của côn
trùng . Sodium arsenic đã được sử dụng rộng rãi làm chất diệt cỏ, diệt
-


rong rêu và làm rụng lá khoai tây giống .
Gần đây , người ta đã ước lượng tồn thế giới có khoảng 8000 tấn
As/năm dùng làm thuốc diệt cỏ , khoảng 12000 tấn As/ năm để làm
khô bông vải và 16000 tấn/năm để bảo quản gỗ . Tỷ lệ dùng thuốc sát
trùng thường ở mức 2-4 kg As/ha , nhưng lượng demethylarsinic acid
có thể được dùng gấp 3 lần . Ngồi ra , một lượng nhỏ phức chất As
hữu cơ được dùng làm thức ăn thêm cho gia súc ở mức 1050mgAs/kg, để thúc đẩy sự tăng trưởng của gá tây và heo . Phức chất
này bị bài tiết nhanh thường là với một sự thay đổi về hóa học tất yếu

-

đang xảy ra .
Ước tính trong phân bón có trung bình 7,7 mg As/kg đá phosphate .
Lượng phân lân trung bình được bón là 54,5 kg/ha/vụ . Điều kiện bình
thường của As cho đất trồng trọt trong phân khoảng 0,12mg As/m2 .
Đây là hiện tượng làm tăng chất độc tương đương với khoảng 0,05%
( với trong đất ở độ sâu khoảng 20cm) .
2.2.1.3. Chu trình thải ơ nhiễm As của dịng khí quyển

-

Sự thay đổi cao của một số loại As kép cho thấy rằng chu trình sinh –
địa- hóa học của As bao gồm những dòng đặc biệt xuyên qua khí
quyển . Tuy nhiên , lượng thốt hơi được ước tính chỉ khoảng 7%

-

trọng lượng khí quyển, phụ thuộc vào thời kì tính tốn .
Gần đây , ước tính dịng khí quyển cho thấy rằng , lượng As theo dịng
khí quyển khoảng 73.540 tấn/ năm , với tỷ lệ 60:40 giữa tự nhiên và

nguồn gốc nhân tạo . Sự so sánh này , với ước tính trên 31.400 tấn/
năm thì tỷ lệ tự nhiên so với nhân tạo là 25:75 ; hoặc nếu lượng này là
21


296.470 tấn/năm thì tỷ lệ tự nhiên/nhân tạo sẽ là 70:30 . Nriagu (1998)
-

lại ước tính trong dịng khí quyển As là 18.800tấn /năm .
Sự hoạt động của núi lửa là nguồn gốc tự nhiên quan trọng nhất của
nguồn ô nhiễm As . Sau đó , thay đổi hàm lượng và nồng độ ô nhiễm

-

As trên một phạm vi nhỏ thì khí quyển đóng vai trị nổi bật .
Lị luyện đồng với việc đốt than đá là một hiện tượng đóng góp vào
khoảng 20% tổng số As . Lượng phát thải này phụ thuộc vào nền cơng
nghiệp hóa đất nước và mức độ kiểm tra sự ô nhiễm . Theo ước tính ,
ở Châu Âu vào năm 1979 đã phát thải tổng số 6500 tấn As từ 28 nước,
nhưng 65% tổng số được phát thải từ 3 nước ( Liên Xô ( cũ ) , Đức ,
Phần Lan ) , còn Bỉ , Tây Ban Nha và Pháp chiếm 14% .
2.2.1.4. Thành phần chất thải trong hệ thống cống rãnh

-

Nồng độ As trong bùn cống rãnh phản ánh trình độ cơng nghiệp được thực

-

hiện bởi hệ thống xử lí rác thải của mỗi vùng .

As có nguồn gốc chủ yếu từ bề mặt đất, từ trong khí quyển , và cả As từ dư

-

lượng thuốc trừ sâu .
Chất tẩy trùng có nguồn gốc phosphate cung cấp 1 lượng nhỏ ơ nhiễm As từ
việc thải các chất thải công nghiệp . những nhà máy sản xuất kim loại nặng
là nguồn thải As nhiều nhất . có thể them vào một lượng lớn trong phạm vi
khoảng 0-188 mg As/kg . Trung bình khoảng 8 mg As/kg trọng lượng khô
đã được phát hiện từ cặn bùn rác đã được xử lý trên đất nông nghiệp so với

-

10mg As/kg trọng lượng khô cho tất cả chất cặn bùn .
Lượng cặn bùn thường gây ô nhiễm cao hốn với đối chất thải và trung bình
khoảng 29mg As/kg trong lượng khơ . Nếu như khơng tính đến nguy hại, cứ
thêm vào khoảng 5 tấn cặn bùn đáy/ha . Tỷ lệ với sự thêm As là 4mg/m3 .
Điều này tạo lên sự tích lũy hơn 30 lần lớn hơn so với chất As thêm vào từ
thuốc trừ sâu có nguồn gốc phosphate làm tăng cao khoảng 0.15% As trên
20cm đất mặt . Bởi vì những vùng sử dụng để chứa cặn bùn rác quá nhỏ so
với thuốc trừ sâu gốc phosphate được cung cấp khoảng 25 tấn As/ năm được
22


thêm vào qua cặn bùn và 6,1 tấn As/ năm với tất cả thuốc trừ sâu có nguồn
gốc phosphate .
2.2.1.5. Các nguồn ơ nhiễm As khác
-

Trong đất hoang phế có hiện tượng As kết hợp với chất vô cơ cao . Có nơi ,

ơ nhiễm As do ngun liệu As tập trung nhiều thành đống với trọng lượng
hơn 40.000 mg As/kg ở Virginia ( Mỹ ) và hơn 25.000 mg As/kg ở Anh .
Mức độ As giảm xuống nhanh chóng khi vùng đất đó xa nguồn gây ơ
nhiễm. Mặt khác As ảnh hưởng đến mức độ ổn điịnh của đất , bằng việc lầm
hư hỏng nguyên liệu cùng với sự phân tán và rửa trơi tạo thành những
đường mịn . Điều đó dược ghi nhận ở những vùng trồng trọt khác nhau và

-

xuất hiện ở những nơi có nồng độ As cao .
Đá phiến sét trong các mỏ dầu chứa khoảng 50 mg As/kg và hầu hết tất cả
những nguồn năng lượng của As đó được giữ lại trong đá phiến sét nhan

-

thạch .
Tưới bằng nước nhiễm As có thể tạo ơ nhiễm trên các vùng khác nhau . Ơ
nhiễm do tưới nước sẽ tăng theo sự bay hơi nước . Mức độ As trong bề mặt
nước và nước trong đất thơng thường > 2-3 mg/l , có thể cao hơn trên 35
mg/l nếu như có q trình hoạt động thủy nhiệt trong núi . Tuy nhiên việc
tưới nước vào trong đất cát có ý nghĩa là sự tập trung của 50 mg/l As có thể
từ nguồn nước trong đất ( hàm hượng của As từ 26mg/l – 150 mg/l ) . sự sản
xuất năng lượng hóa học mà ở đó mức độ hịa tan chứa As cao đã làm gia

-

tăng ô nhiễm As .
Việc nạo vét bùn đáy từ song và cửa song có thể chứa đựng hàm lượng
As cao bởi sự ô nhiễm của sông bắt nguồn từ con người. trên sông
Rhine, ở bến tàu Rotterdam, trong bùn đặc chứa khoảng 23 mg/kg As .

Nồng độ As ban đầu trong nước chỉ khoảng 8 mg/l .

2.2.2. Tính chất vật lý

23


-

Arsen hay cịn gọi là thạch tín là một ngun tố hóa học có ký hiệu là:

-

“As” . Trọng lượng phân tử là 74,92159 g / mol [10] .
Arsen xuất hiện dưới dạng chất rắn kim loại màu xám , chuyển sang
màu đen khi tiếp xúc với khơng khí . Khơng hịa tan trong nước . Độc

-

hại do ăn phải .
Nó tồn tại ba hình thức hợp kim : màu vàng (ALPHA) , đen (BETA)

-

và xám (GAMMA) .
Không mùi [11] .

-

Điểm sôi: 1135 ° F ở 760 mm Hg [12] .


-

Điểm nóng chảy: 1135 ° F [13] ; 1135 ° F [14] .

2.2.3. Tính chất hố học
-

Arsen có độ âm điện và năng lượng ion hóa tương tự như phospho ,
đồng và do đó dễ dàng tạo thành các phân tử cộng hóa trị với hầu hết

-

các phi kim .
Mặc dù ổn định trong khơng khí khơ , arsen tạo thành màu vàng đồng
bị xỉn màu khi tiếp xúc với độ ẩm và cuối cùng trở thành lớp bề mặt

-

màu đen . [15]
Khi đun nóng trong khơng khí , asen bị oxy hóa thành asen
trioxit ; khói từ phản ứng này có mùi giống mùi tỏi . Mùi này có thể
được phát hiện trên các khoáng chất arsenua nổi bật như arsenopyrit

-

bằng búa . [16]
Nó cháy trong oxy để tạo thành arsen trioxit và arsen pentoxit , có cấu
trúc tương tự như các hợp chất phospho nổi tiếng hơn , và trong flo tạo


-

ra arsen pentaflorua . [15]
Arsen ( và một số hợp chất của arsen ) thăng hoa khi đun nóng ở áp
suất khí quyển , chuyển trực tiếp sang dạng khí mà khơng có trạng thái
lỏng xen vào ở 887 K (614 ° C) . [45] Điểm ba là 3,63 MPa và 1,090
24


K (820 ° C) . [44] , [45] Asen tạo ra axit arsen với axit nitric đặc , axit
-

arsen với axit nitric loãng và arsen trioxit với acid sunfuric đặc ;
Tuy nhiên , nó khơng phản ứng với nước , kiềm hoặc acid khơng oxy

-

hóa . [18]
Arsen phản ứng với kim loại để tạo thành arsenua , mặc dù đây không phải
là các hợp chất ion chứa ion As 3− vì sự hình thành anion như vậy sẽ thu
nhiệt cao và ngay cả các arsenides nhóm 1 cũng có đặc tính của hợp
chất liên kim loại . [1]

2.3.

Tính chất gây độc

-

Độc tính của hợp chất arsen thay đổi đáng kể phụ thuộc vào hoá trị , trạng


-

thái vật lý, độ tan và chủng loại của động vật nhiễm độc .
Hợp chất arsen vơ cơ: Arsen có hố trị 3 ( As3+ ) độc gấp 2-10 lần so

-

với arsen hoá trị 5 ( As5+ ) .
Bụi arsen vô cơ như arsen trioxid gây kích ứng mắt , da, màng nhầy ,
hệ thống tiêu hố và hệ thống hơ hấp , rối loạn thần kinh ngoại vi , tổn

-

thương tim , gan .
Sự ngộ độc tồn thân có thể xảy ra khi hấp thụ qua đường da . Arsen
cịn là chất có thể gây ung thư ở người . Mặc dù các hợp chất arsen ít
tan ( Ví dụ: gallium arsenit , calci arsenat hay arsen ngun tố ) có độc
tính cấp thể hiện chậm , chúng có thể tích luỹ trong phổi và có thể gia
tăng nguy cơ ung thư . [2]

2.3.1. Cơ chế gây độc [19]
Arsen và các hợp chất chứa arsen ức chế enzym qua tương tác với nhóm
–SH của enzym ( các hợp chất As3+ ) hay thay thế phosphate ( các hợp
chất As5+) .
Enzym

SH –O
+
SH -O


S
-

AsO- + 2OH-

AsO Enzym
S

25