Độc học môi trường thủy ngân

PHẦN MỞ ĐẦU 1 PHẦN NỘI DUNG 2 1. Tổng quan về thủy ngân 2 1.1. Khái niệm 2 1.2. Tính chất 2 1.3. Hợp chất thủy ngân (II) 3 2. Nguồn gốc phát sinh 3 2.1 Nguồn gốc tự nhiên 3 2.2. Nguồn gốc nhân tạo 3 3. Dạng tồn tại 4 3.1 Thủy ngân xuất hiện trong môi trường, và tồn tại ở 3 dạng 4 3.2 Dưới tác động của các vi sinh vật và các quá trình tự nhiên, các dạng trên có sự chuyển hóa lẫn nhau. 5 4. Chuyển hóa, hấp thụ, phân bố và đào thải 5 4.1 Quá trình chuyển hóa và hấp thụ 5 4.1.1. Đường hô hấp: 5 4.1.2. Đường tiêu hóa 6 4.1.3 Qua tiếp xúc 7 4.2. Quá trình phân bổ thủy ngân trong cơ thể 7 4.3. Quá trình đào thải 8 5. Cơ chế gây độc và sự nhiễm độc cuả thủy ngân 8 5.1. Độc tính của thủy ngân 9 5.2. Cơ chế gây độc 9 5.3 Sự nhiễm độc của thủy ngân 9 5.3.1 Nhiễm độc cấp tính 9 5.3.2. Nhiễm độc bán cấp tính 10 5.3.3. Nhiễm độc mãn tính 10 6.Biện pháp hạn chế tác hại của Thuỷ ngân 11 6.1. Biện pháp trong nhà 11 6.2 Cách chọn thực phẩm 11 6.3 Biện phát trong sản xuất 11 6.4. Trong công nghiệp 12 PHẦN KẾT LUẬN 13

ĐẠI HỌC QUẢNG BÌNH

NÔNG – LÂM - NGƯ

Tìm hiểu độc chất môi trường Thủy Ngân

Giáo viên hướng dẫn : Th.S Hoàng Anh Vũ Sinh viên thực hiện : Nguyễn Ngọc Thành

ĐỒNG HỚI ,1/12

-MỤC LỤC

PHẦN MỞ ĐẦU

Thủy ngân và các hợp chất của thủy ngân là những chất độc mạnh, tính độc của chúng đã được biết đến từ rất lâu Trên thế giới, hiện tượng nhiễm độc thủy ngân khá phổ biến (sau chì và benzen) Bệnh Minamata gắn liền với thảm họa môi trường Minamata ở Nhật đã đi vào lịch sử độc học như một điển hình cho ô nhiễm và gây độc của Hg

Ngày nay, nguy cơ nhiễm độc thủy ngân ngày càng cao Những hợp chất thủy ngân có khả năng tích lũy trong đất và ảnh hương lơn đến sự trao đổi chất của con người lâu dài Vì nên việc tìm hiểu về thủy ngân và tác hại của nó với môi trường sinh thái, con người Từ đó, chúng ta có thể đưa ra nhiều biện pháp xử lý và phòng chống nhiễm độc thủy ngân

Dưới sự hướng dẫn của Th.S Hoàng Anh Vũ, tôi thực hiện bài báo cáo : ‘Độc

chất môi trường thủy ngân” sẽ giúp các bạn hiểu rõ hơn về độc chất này.

PHẦN NỘI DUNG

1 Tổng quan về thủy ngân

Hình 1 : Độc chất thủy ngân

1.1 Khái niệm

Thủy ngân, là một nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn có ký hiệu Hg (từ tiếng

Hy Lạp hydrargyrum hay còn gọi là nước bạc) và số nguyên tử 80 Là một kim loại chuyển tiếp nặng có ánh bạc, thủy ngân là một nguyên tố kim loại được biết có dạng lỏng ở nhiệt độ thường Thủy ngân được sử dụng trong các nhiệt kế, áp kế và các thiết

bị khoa học khác Thủy ngân thu được chủ yếu bằng phương pháp khử khoáng chất chu sa

1.2 Tính chất

- Là kim loại duy nhất tồn tại dưới dạng lỏng ở nhiệt độ thường Nó bị phân chia thành các giọt nhỏ khi khuấy

- Là kim loại duy nhất có nhiệt độ sôi thấp

- Là kim loại được đặc trung bởi khả năng dễ bay hơi

- Là một kim loại dễ dàng kết họp với những phân tử khác như với kim loại (tạo hỗn hống), với phân tử chất vô cơ (muối) hoặc hữu cơ (cacbon)

- Là kim loại được xếp vào họ kim loại nặng với khối lượng nguyên tử 200

- Kim loại này có hệ số nở nhiệt là hằng số khi ở trạng thái lỏng, hoạt động hóa học kém hơn kẽm và cadmium

1.3 Hợp chất thủy ngân (II)

Với các họp chất của Hg (II) có dạng hình tuyến tính ứng với dạng lai hóa sp, chẳng hạn như Hg(CN)2, [Hg(NH3)2]Cl2 Các muối HgỢỊ) đều có tính oxi hoá, dễ tan ừong nước, tác dụng vói halogenua tạo phức halogenua tương úng

Một số hợp chất thường gặp

• Clorua thủy ngân Ợ) : calomen và đôi khi vẫn được sử dụng trong y học

• Clorua thủy ngân (n) : là một chất có tính ăn mòn mạnh, thăng hoa và là chất độc cực mạnh

• Fulminât thủy ngân : ngòi nổ sử dụng rộng rãi trong thuốc nổ

• Sul&a thủy ngân (ự) : màu đỏ thần sa là chất màu chất lượng cao

• Selenua thủy ngân (n) : chất bán dẫn

• Telurua thủy ngân (n) : chất bán dẫn

• Telurua cadmi thủy ngân : là những vật liệu đùng làm đàu dò tia hồng ngoại

Các họp chất hữu cơ của thủy ngân cũng là quan trọng Các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm cho thấy sự phóng điện làm cho các khí ừơ kết họp với hơi thủy ngân [1]

2 Nguồn gốc phát sinh

2.1 Nguồn gốc tự nhiên

Hoạt động của núi lửa, sự phong hóa các loại đã có chứa thủy ngân

Thủy ngân trong nước có nồng độ từ 0,5 đến 3 mg/lít Hầu hết ở dạng vô cơ

Trong đất, thủy ngân chủ yếu có trong các mỏ quặng Lượng thủy ngân có thể được bổ sung vào đất tại các vung nông nghiệp.[1]

2.2 Nguồn gốc nhân tạo

- Phát hành từ huy động các tạp chất thủy ngân

+ Nhà máy nhiệt điện dùng nhiên liệu hóa thạch , đặc biệt là than ( là nguồn phát hành lượng lớn nhất thủy ngân vào không khí)

+ Sản xuất xi măng ( thủy ngân trong vôi )

+ Khai thác khoáng sản và các hoạt động luyện kim liên quan đến việc khai thác , chế biến và tái chế các loại khoáng sản: sắt, thép, kẽm, vàng…

- Phát hành từ khai thác có chủ yế và sử dụng thủy ngân

+ Khai thác thủy ngân

+ Khai thác vàng và bạc

+ Sản xuất Clo

+ Sử dụng đèn huỳnh quang, chất hàn răng hỗn hợp

+ Sản xuất các sản phẩm có chứa thủy ngân: nhiệt kế, áp kế, các thiết bị chuyển mạch điện và điện tử

- Phát hành từ xử lý chất thải, hỏa tang

+ Tiêu hủy chất thải

+ Các bãi chôn lấp

+ Nghĩa trang

- Đây là biểu đồ thể hiện sự phát thải của thủy ngân ở các nước trên thế giới.[1]

3 Dạng tồn tại

3.1 Thủy ngân xuất hiện trong môi trường, và tồn tại ở 3 dạng

- Thủy ngân kim loại: ít tìm thấy trong tự nhiên, được sử dụng trong nhiệt kế, một

số công tắc điện…

- Hợp chất thủy ngân vô cơ: HgS, HgO và HgCl2 ( muối thủy ngân) Trong tự nhiên phổ biến nhất là thủy ngân sunfua HgS, là thành phần chính của quặng thần sa

- Hợp chất thủy ngân hữu cơ: phổ biến là (CH3)2Hg, C6H5Hg, C2H5Hg và CH3Hg [2]

Hình 2 : Thủy ngân được sư dụng làm nhiệt kế

3.2 Dưới tác động của các vi sinh vật và các quá trình tự nhiên, các dạng trên có sự chuyển hóa lẫn nhau

- Trong không khí:

+ Chủ yếu: Hg2+, Hg

+ Ở châu Âu, tại một số vùng xa khu công nghiệp, lượng thủy ngân trong không khí khoảng 2-3 ng/m3 vào mùa hè và 3-4 ng/m3 vào mùa đông Lượng thủy ngân trong không khí thành phố thường cao hơn gấp 3 lần giá trị trung bình ( Sweet and Vermette, 1993)

+ Đỉnh điểm cao nhất là vào khoảng 10000 ng/m3 ở khu công nghiệp hay ở những nơi sử dụng rộng rãi thuốc diệt nấm có chứa Hg ( Fujimura, 1964)

- Trong nước

+ Khi thủy ngân xâm nhập vào nước, bị các vi sinh vật metyl hóa và tạo thành methyl thủy ngân

+ Tất cả các dạng thủy ngân trong nước dù bằng con đường trực tiếp hay gián tiếp đều chuyển thành methyl thủy ngân

- Trong đất

+ Tồn tại ở dạng Hg2+ Các hợp chất thường thấy là HgCl2, Hg(OH)2 [2]

4 Chuyển hóa, hấp thụ, phân bố và đào thải

4.1 Quá trình chuyển hóa và hấp thụ

Có 3 con đường phơi nhiễm thủy ngân vào cơ thể người hô hấp, tiêu hóa và tiếp xúc

4.1.1 Đường hô hấp:

- Hít phải nguyên tố thủy ngân có trong nhiệt kế, huyết áp kế… bị vỡ

- Làm việc trong môi trường ô nhiễm thủy ngân: mỏ khai thác thủy ngân, sản xuất hóa chất…

- Thủy ngân kim loại bay hơi ở nhiệt độ thường, nên khi để trong không khí, thủy ngân sẽ là ô nhiễm môi trường không khí xung quanh

- Khi thao tác bằng tay làm rơi vãi thủy ngân, nó sẽ phân tán thành nhiều giọt, các giọt đó bám vào bụi lại phân tán nhỏ hơn nữa làm cho diện tích tiếp xúc của thủy ngân với không khí tăng lên rất lớn, tạo điều kiện cho nó bốc hơi và xâm nhập vào cơ thể

4.1.2 Đường tiêu hóa

- Thủy ngân vô cơ từ thuốc khử trùng, kháng sinh, đèn hơi… qua đường tiêu hóa nhưng phần lớn được đào thải ra ngoài qua phân, chỉ có 10-15 % được cơ thể hấp thụ

và tích lũy vào thận Tuy nhiên, nếu tiếp xúc lâu dài, hợp chất này sẽ tích lũy vào não Liều gây chết là 1- 4g

Sơ đồ 1: Con đường hấp thụ 10 -15% gây độc của thủy ngân

- Thủy ngân hữu cơ

- Đặc biệt là methyl thủy ngân qua đường tiêu hóa (ăn các loại hải sản đặc biệt là

cá có chứa thủy ngân) được hấp thụ hoàn toàn và nhanh chóng tích tụ trong não, gan, thận, tóc và da

- Trong các chất thủy ngân hữu cơ, methyl thủy ngân có độc tính cao hơn các hợp chất khác (ethyl thủy ngân cũng tương tự methyl thủy ngân nhưng phenyl thủy ngân lại có độc tính giống thủy ngân vô cơ)

Sơ đồ 2: Con đường hấp thụ hoàn toàn gây độc của Thủy Ngân

- Methyl thủy ngân dễ dàng vượt qua cả hàng rào nhau thai và hàng rào máu não,

do đó tiếp xúc trong khi mang thai được quan tâm cao nhất

- Các nghiên cứu cho rằng sự gia tăng nhỏ trong phơi nhiễm methyl thủy ngân có thể gây ảnh hưởng xấu đến hệ thống tim mạch và từ đó dẫn đến khả năng tử vong tăng

- Hợp chất methyl thủy ngân cũng được coi là có thể gây ung thư cho con người ( nhóm 2B) theo cơ quan nghiên cứu quốc thề về ung thư (IARC, 1993) dựa trên các đánh giá tổng thể

- Liều lượng chuẩn (BMD) cho methyl thủy ngân là 58 (μg /l) trong máu

4.1.3 Qua tiếp xúc

- Dùng thuốc, trám răng, mỹ phẩm, các chế phầm trong thành phần có chức thủy ngân

- Tiếp xúc với các hạt thủy ngân nhỏ, ở dạng lỏng => thâm qua biểu bì và lỗ chân lông … đi vào bên nội tạng, Với thủy ngân hữu cơ, 1 lượng nhỏ cũng có thể gây tử vong Hg vô cơ được thải loại qua kết tràng và thận Một tỷ lê nhỏ được thải qua da và nước bọt [3]

4.2 Quá trình phân bổ thủy ngân trong cơ thể

- Do có khả năng tan trong mỡ nên Thủy ngân hữu cơ nhanh chóng vào màu phân

bố khắp cơ thể, tích tụ trong não, thận, gan, tóc và da Tác dụng độc rõ ràng đàu tiên

và nguy hiểm nhất là ở não

- Thủy ngân trong môi trường nước có thể hấp thụ vào cơ thể thủy sinh vật, đặc biệt là cá và các loài động vật không xương sống Cá hấp thụ thủy ngân và chuyển hóa thành methyl thủy ngân (CH3Hg+) rất độc đối với cơ thể người Chất này hoà tan trong mỡ, phần chất béo của các màng và trong não tủy Thủy ngân vô cơ tác động chủ yếu đến thận, trong khi đó methyl thủy ngân ảnh hưởng chính đến hệ thần kinh trung ương Độc tính do thủy ngân tác dụng lên nhóm Sulphydryl (- SH) của các hệ thống enzym Sự liên kết thủy ngân với màng tế bào ngăn cản vận chuyển đường qua màng

và cho phép dịch chuyển kim tới màng Điều này dẫn đến thiếu.hụt năng lượng trong

tế bào và gây rối loạn thần kinh Đây là cơ sở để giải thích vì sao những trẻ sơ sinh từmẹ nhiễm methyl thủy ngân sẽ bị tác động lên hệ thần kinh trung ương (tâm thần phân liệt, kém phát triển trí tuệ và co giật) Nhiễm độc methyl thủy ngân còn dẫn tới phân lập thể nhiễm sắc, phá vỡ thể nhiễm sắc và ngăn cản phân chia tế bào [4]

4.3 Quá trình đào thải

Sơ đồ 3: Quá trình đảo thải chất độc Thủy Ngân

- Khoảng 80 % hơi thủy ngân hít vào được hấp thụ bởi các mô phổi

- Sau khi vào cơ thể, thủy ngân kim loại bị oxi hóa thành ion Hg2+ và có thể liên kết với các protein của máu và các mô Ion Hg2+

- Sau đó thủy ngân được tích tụ ở thận, gan, lá lách và hệ thần kinh trung ương với thời gian bán hủy là 60 và cuối cùng được đào thải qua phân và nước tiểu

- Với trường hợp người mẹ mang thai, thủy ngân còn có thể dễ dàng vượt qua nhau thai ảnh hưởng tới thai nhi

- Thời gian bán hủy của thủy ngân ở người lớn là 40 - 50 ngày, như vậy trên cơ thể người, thủy ngân không chỉ có độc tính cao mà còn tồn tại dai dẳng gây tác hại kéo dài Đào thải chủ yếu qua phân (90%) và nước tiểu, một phần nhỏ qua da và nước bọt Người bị bệnh thận mà nhiễm độc thủy ngân thì sự thải loại thủy ngân bị cản trở.[4]

5 Cơ chế gây độc và sự nhiễm độc cuả thủy ngân

5.1 Độc tính của thủy ngân

của Hg khác nhau về cả đặc điểm sinh học, dược độc học và độc tính Hg nguyên tố gây độc cho người sau khi hít vào, cũng có thể chuyển thành Hg hữu cơ gây độc khi ăn phải Độc tính của Thủy ngân hữu cơ thường xảy ra với các chuỗi alkyl ngắn, đặc biệt methyl Thủy ngân Nuốt 10 - 60mg/kg đủ gây tử vong, và nuốt lượng ít trong một thời

gian dài, chỉ cần lượng 10|ig/ kg đủ tác hại lên hệ thần kinh và khả năng sinh sản của

người lớn.[5]

5.2 Cơ chế gây độc

- Thuỷ ngân - chất độc tế bào: Hg =>cơ thể => liên kết với đại phân tử (axít nuclêic, prôtêin ) => biến đổi cấu trúc & ức chế hoạt tính sinh học của chúng.[5]

5.3 Sự nhiễm độc của thủy ngân

Dựa vào điều kiện và nồng độ Thuỷ ngân xâm nhập vào cơ thể, có thể chia thành 3 dạng nhiễm độc sau:

- Nhiễm độc cấp tính

- Nhiễm độc bán cấp tính

- Nhiễm độc mãn tính

Hình 3: Cá bị nhiễm độc ở biển miền trung

5.3.1 Nhiễm độc cấp tính

Thường nhiễm độc là do tai nạn

5.3.2 Nhiễm độc bán cấp tính

- Có thể xảy ra trong công nghiệp đối với những công nhân làm vệ sinh, cọ rửa

cầu cống, ống khói và các lò xử lý quặng hoặc lao động trong bầu không khí bão hòa hơi thủy ngân

- Đặc điểm của nhiễm độc bán cấp tính do Hg là:

+ Triệu chứng hô hấp: Ho, kích ứng phế quản

+ Triệu chứng dạ dày–ruột (tiêu hoá): nôn, tiêu chảy

+ Đau do viêm lợi

+ Loét trong miệng

5.3.3 Nhiễm độc mãn tính

- Triệu chứng:

+ Triệu chứng ban đầu:Vàng da, rối loạn tiêu hoá, đau đầu, viêm lợi, tiết nhiều nước bọt, răng có thể bị lung lay, rụng, lợi có “đường viền Thuỷ ngân”

Hình 4: da tay người bị nhiễm thủy ngân

+ Biểu hiện rối loạn thần kinh: Run tay sau đó đến mí mắt, môi, lưỡi, cuối cùng

là cánh tay, chân,Hay bực dọc, đần độn, đau đầu liên miên, nói lẫn, khó phát âm

+ Rối loạn thần kinh cảm giác: Dáng đi co cứng, đầu gối co giật nhiều Rối loạn giác quan, thay đổi vị giác, khứu giác, mất cảm giác ở ngón tay, chân, chạm vào thấy đau, nghe không rõ

- Tác động nghiêm trọng đến hệ thần kinh, hành vi, thận

- Điều trị: chưa có thuốc đặc trị, một số thuốc hay sử dụng: penixilamin, versenat Nếu có triệu chứng nhiễm độc mãn tính không cho bệnh nhân tiếp xúc với Hg [5]

Hình 5: Trẻ em bị nhiễm độc Thủy Ngân 6.Biện pháp hạn chế tác hại của Thuỷ ngân

6.1 Biện pháp trong nhà

- Lựa chọn, sử dụng các loại sơn cho nội, ngoại thất không chứa Thuỷ ngân

- Mua các vật dụng gia đình như đồ pha lê , đồ gốm, dặc biệt là đồ chơi trẻ em có nguồn gốc rõ ràng, đảm bảo không dùng Thuỷ ngân trong quá trình sản xuất

- Thường xuyên rửa tay

6.2 Cách chọn thực phẩm

- Kiểm tra nguồn gốc, chất lượng thực phẩm, các dụng cụ, trang thiết bị chế biến, bao gói, đồ chứa đựng cần được đảm bảo an toàn

- Ăn 2-3 bữa cá biển, tôm, cua biển một tuần, hạn chế ăn các loại cá như cá kiếm, cá ngừ vì chúng thường chứa nhiều Thuỷ ngân

- Chọn mua thuỷ, hải sản ở những nới có uy tín, có nguồn gốc rõ ràng, chất lượng tốt

6.3 Biện phát trong sản xuất

- Thay Thuỷ ngân bằng các chất, hợp chất khác (nếu có thể)

- Chống Thuỷ ngân bay hơi và bụi Thuỷ ngân bằng các biện pháp thông gió hợp lí

- Dùng bàn, tường, nền thật nhẵn, có thể rửa nước để tránh việc bám dính Thuỷ ngân

6.4 Trong công nghiệp

Hạn chế sử dụng thủy ngân trong các ngành công nghiệp.Một số ngành bắt buộc phải sử dụng thủy ngân thì phải có quy trình quản lý nghiêm ngặt đề phòng rò rỉ ra bên ngoài

Đối với những ngành sản xuất, khai thác, chế biến phát sinh ra thủy ngân để quản

lý nguy cơ thủy ngân ra ngoài môi trường cách tốt nhất là sử dụng phương pháp thu hồi hay xử lý tại nguồn.Sau đây là một số giải pháp xử lý thủy ngân trong một số ngành công nghiệp.[6]

Hình 6 : Các dụng cụ bảo hộ khi tiếp xúc với thủy ngân

PHẦN KẾT LUẬN

Thủy ngân là 1 chất hóa học với nhiều ứng dụng trong cuộc sống và khoa học phục vụ con người.Thủy ngân là một chất oxy hóa mạnh, ở bất cứ dạng nào Nó cũng

có nhiều mặt tích cực và tiêu cực

Bên cạnh những mặt tích cực và những ứng dụng quan trọng của thủy ngân trong đời sống và sản xuất thì thủy ngân luôn là một mối đe dọa cho nhân loại Nội dung của

đề tài này đã giúp ta thực sự nhận ra điều này Nó tồn tại ở các dạng hợp chất nguy hiểm, hơn thế nữa nó rất dễ bốc hơi và lan truyền nhanh chóng khi có sự cố, không một chút an toàn gì cho người tiếp xúc môi trường có thủy ngân Một khi thiếu sự cảnh giác thì việc phát hiện ra môi trường nào có thủy ngân là điều hết sức khó khăn

Vì vậy, đề tài này với mục tiêu giúp chúng ta hiểu rõ về tác hại của độc chất thủy ngân đối với môi trường sinh thái, đối với con người, các con đường xâm nhập vào cơ thể chúng ta Từ đó chúng ta cần đưa ra nhiều biện pháp phòng tránh, kêu gọi mọi người cùng nhau chung tay loại bỏ việc sử dụng độc chất thủy ngân, cũng chính là bảo

vệ sức khỏe của chúng ta và thế hệ mai sau

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] http://documents.tips/documents/bao-cao-thuy-ngan

[2] https://vi.wikipedia.org/wiki/Th%E1%BB%A7y_ng%C3%A2n

[3] Độc chất môi trường, Độc học về thủy ngân Trường đại học nông lâm thành phố

Hồ Chí Minh

[4] http://text.123doc.org/document/2568743-bai-tieu-luan-doc-chat-thuy-ngan.htm [5] http://www.thiennhien.net/2011/11/23/ngo-doc-thuy-ngan-an-hoa-tu-khai-thac-vang

[6].http://s1.luanvan.co/qYjQuXJz1boKCeiU9qAb3in9SJBEGxos/swf/2013/11/25/de_

tai_thuy_ngan_nguy_co_tim_an.XTv2ZQnWSQ.swf