GIÁM sát yếu tố độc học TRONG môi TRƯỜNG LAO ĐỘNG

GIÁM SÁT YẾU TỐ ĐỘC HỌC TRONG MÔI TRƯỜNG LAO ĐỘNG Công nghiệp ngày càng phát triển, việc sử dụng các hoá chất trong các ngành kinh tế càng nhiều, do vậy số người tiếp xúc với chất độc ngày càng tăng và mang tính chất phức tạp, đa dạng. Hơn nữa nguy cơ gây nên do hoá chất độc là rất lớn, ngoài tác động độc tính cho con người nó còn có thể gây cháy, nổ, ăn mòn, ô nhiễm môi trường, nhiễm độc nghề nghiệp. Vì vậy việc giám sát sự ô nhiễm môi trường, nhiễm độc nghề nghiệp để giảm bớt các nguy cơ do chúng gây nên là một trong những nhiệm vụ quan trọng của Y học dự phòng, trực tiếp là Y học lao động.

GIÁM SÁT YẾU TỐ ĐỘC HỌC TRONG MÔI TRƯỜNG LAO ĐỘNG

Công nghiệp ngày càng phát triển, việc sử dụng các hoá chất trong các ngành kinh tế càng nhiều, do vậy số người tiếp xúc với chất độc ngày càng tăng

và mang tính chất phức tạp, đa dạng Hơn nữa nguy cơ gây nên do hoá chất độc

là rất lớn, ngoài tác động độc tính cho con người nó còn có thể gây cháy, nổ, ăn mòn, ô nhiễm môi trường, nhiễm độc nghề nghiệp Vì vậy việc giám sát sự ô nhiễm môi trường, nhiễm độc nghề nghiệp để giảm bớt các nguy cơ do chúng gây nên là một trong những nhiệm vụ quan trọng của Y học dự phòng, trực tiếp

là Y học lao động

1 ĐẠI CƯƠNG VỀ ĐỘC HỌC CÔNG NGHIỆP

1.1 Định nghĩa

Chất độc là những chất khi xâm nhập vào cơ thể gây nên các biến đổi sinh

lý, sinh hoá, phá vỡ sự cân bằng sinh học gây rối loạn chức năng sống bình thường dẫn tới trạng thái bệnh lý của các cơ quan, hệ thống và toàn bộ cơ thể

Môn độc học là môn khoa học nghiên cứu tác động độc tính của các chất đối với cơ thể người Độc học công nghiệp là 1 môn nghiên cứu đặc biệt hơn về độc tính của các chất phát sinh trong quá trình sản xuất đối với sức khoẻ người lao động Nó bao gồm xác định nồng độ, phân tích, nghiên cứu cơ chế tác động, chuyển hoá, tác động tương hỗ giữa các chất công nghiệp các chất độc trong môi trường lao động, chẩn đoán, điều trị và dự phòng các tác động độc đối với con người

1.2 Nguồn gốc gây nhiễm độc trong sản xuất

Các chất độc trong sản xuất là nguyên liệu thành phẩm, bán thành phẩm Chúng có ở các khâu trong dây chuyền sản xuất, nơi đóng gói, chuyên chở, chế biến, kho tàng , chúng thoát ra gây ô nhiễm, nhiễm độc nghề nghiệp do:

- Vốn dĩ tự nhiên của quy trình sản xuất

- Không tôn trọng các tiêu chuẩn, quy tắc vệ sinh, an toàn lao động khi thiết kế, lắp ráp dây truyền sản xuất cũng như khi vận hành

- Máy móc thiết bị lạc hậu, không đảm bảo quy trình kín, không cơ giới hoá, tự động hoá các khâu làm với chất độc

- Do sự cố kỹ thuật

- Thiếu thiết bị xử lý độc tại chỗ.

- Không đủ hoặc trang bị phòng hộ cá nhân không đảm bảo yêu cầu

1.3 Các dạng tồn tại của chất độc trong không khí

- Có 4 dạng thải chính vào không khí là:

+ Các chất ở dạng khí;

+ Các chất dạng bụi;

+ Các chất dạng sol;

+ Các chất dạng hơi

- Dạng khí dung và hạt ít gặp hơn

Các chất thải là khí, hơi, bụi hay sol có tác hại ít hay nhiều phụ thuộc vào tính chất của từng loại chất, nhưng nói chung thường gây độc hại đối với sức khoẻ người tiếp xúc với nó

1.4 Phân loại chất độc

- Theo trạng thái vật lý: Dạng khí, hơi, lỏng

- Theo cấu trúc hoá học: Chất vô cơ, hữu cơ

- Theo tính chất tác dụng của chất độc lên cơ thể:

+ Chất độc có tác dụng chung:

Chất kích thích: axít

Chất gây ngạt: CO

Chất gây ung thư: Benzen, Aflatoxine, Asen

+ Chất độc có tác dụng hệ thống:

Chất độc thần kinh: Các thuốc trừ sâu

Chất độc với cơ quan tạo máu: Benzen

+Tác động lên gan, thận: Hg, Cd

- Theo mức tác dụng sinh học:

Tối độc, rất độc, độc vừa, độc ít, tuỳ theo liều chết LD50 (liều gây chết

1.5 Các yếu tố quyết định tác dụng độc

- Cấu trúc hoá học

- Tính chất lý học: Nhiệt độ sôi, độ bay hơi, độ hoà tan khả năng hấp phụ

- Nồng độ chất độc và thời gian tiếp xúc

- Tác dụng phối hợp của chất độc

- Con người: Tuổi, giới, di truyền, thai nghén

- Các yếu tố thuận lợi: Vi khí hậu, gắng sức, dinh dưỡng

1.6 Nồng độ tối đa cho phép của các chất độc trong môi trường lao động

Tổ chức y tế thê giới (WHO) và tổ chức lao động quốc tế (ILO) đã đưa ra bảng tiếp xúc nghề nghiệp như sau :

Vùng A : là vùng tiếp xúc không gây ra bất kỳ sự thay đổi nào có thể phát hiện được về mặt sức khỏe hoặc khả năng thích ứng

Vùng B : Tiếp xúc gây tác hại đến sức khẻo khả năng lao động nhưng phục hồi nhanh chóng và không gây bệnh rõ rệt

Vùng C : Tiếp xúc gây bệnh có thể phục hồi được

Vùng D : Tiếp xúc gây bệnh không thể phục hồi được hoặc gây tử vong

Nhằm bảo vệ sức khỏe người lao động, phòng ngừa nhiễm độc trong sản xuất, các tổ chức đẫ nghiên cứu và đưa ra nồng độ tối đa cho phép của các chất độc trong môi trường làm việc

Nồng độ tối đa cho phép là nồng độ chất độc mà với kiến thức y học hiện đại người lao động tiếp xúc 8 giờ/ngày, 40 giờ/ tuần không gây ảnh hưởng cho sức khỏe của người tiếp xúc

1.7 Đường xâm nhập, chuyển hoá, đào thải các chất độc

1.7.1 Đường xâm nhập: “3 đường chính”

- Đường hô hấp: Là quan trọng nhất (90m2 phổi trong đó 70m2 là phế nang tiếp xúc với không khí và 140 m2 mao mạch phổi)

- Qua da: Thường gặp trong sản xuất

- Qua đường tiêu hoá: Trong sản xuất mức độ thấp, thông thường do tai nạn (uống nhầm) hoặc tự tử

Ngoài ra chất độc có thể thâm nhập vào cơ thể qua mắt (dạng hơi, khí, bụi)

* Phân bố: Khi chất độc vào hệ tuần hoàn, nó có thể khu trú ở một hoặc nhiều

cơ quan trong cơ thể, gọi là sự tích lũy

Nguyên tắc phân bố: Các chất hữu cơ tan trong dịch cơ thể thì hầu như được tích lũy hầu hết trên toàn cơ thể Các chất tập trung trong xương, trong mô mỡ hay trong các cơ quan đặc thù (Iot trong tuyến giáp, )

1.7.2 Chuyển hoá các chất độc

Khi vào cơ thể các chất độc được vận chuyển phân bố tới các cơ quan tổ chức khác nhau Có thể tác động cục bộ hoặc tác động toàn thân Ví dụ: Chì vô

cơ, bari, fluo, tập trung ở xương, cadimi ở thận, các dioxin ở trong mỡ

Trong cơ thể các chất độc một phần được chuyển hoá ( gọi là quá trình biến đổi sinh học) bởi các hệ thống men ở nhiều bộ phận trong đó quan trọng nhất là ở gan, thành các chất độc hơn hoặc ít độc (giải độc) sau đó lại vận chuyển trong cơ thể, một phần bị thải ra ngoài cơ thể, hoặc tích luỹ ở một số cơ quan đồng thời gây tác dụng độc cho các cơ quan nhạy cảm (cơ quan đích) Một phần chất độc không chuyển hoá tồn tại trong cơ thể cũng có thể gây tác động độc, 1 phần bị thải ra ngoài dạng nguyên hoặc nhờ các phản ứng kết hợp

Mỗi chất vào cơ thể có đường biến đổi sinh học riêng Các quá trình biến đổi sinh học bao gồm phản ứng oxy hoá, khử oxy, thuỷ phân, phản ứng liên hợp

1.7.3 Đào thải các chất độc

Các chất độc được đào thải ra ngoài cơ thể theo đường thận, tiêu hoá, hô hấp, một số qua tóc (asen, chì), móng, sữa mẹ (dioxin) Trong đó đường niệu là chủ yếu và quan trọng nhất Đường đào thải có giá trị trong việc chẩn đoán, điều trị nhiễm độc được kịp thời

1.8 Lâm sàng nhiễm độc

Phân ra làm 3 loại nhiễm độc:

1.8.1 Nhiễm độc cấp tính

Xảy ra trong thời gian ngắn, với nồng độ hoá chất lớn, thường do tai nạn lao động, nhiễm độc xảy ra trong vài phút tới vài giờ Đòi hỏi xử lý nhanh nếu không dễ xảy ra các hậu quả lớn cho sức khoẻ và tính mạng

1.8.2 Nhiễm độc bán cấp

Triệu chứng nhiễm độc xảy ra trong 1 thời gian trung bình từ vài ngày đến vài tuần do tiếp xúc với liều trung bình, thấp

1.8.3 Nhiễm độc mãn tính

Do một lượng nhỏ chất độc tác động trong 1 thời gian dài gây bệnh cho

cơ thể

Đây là trạng thái thường gặp và dễ phát triển thành bệnh nghề nghiệp trong y học lao động

Triệu chứng lâm sàng nhiễm độc tuỳ thuộc bản chất hoá học của từng chất cũng như liều đưa vào trong cơ thể

1.9 Nguyên tắc chung xử lý nhiễm độc

- Loại bỏ và ngăn không cho chất độc xâm nhập

- Thuốc chống độc đặc hiệu (nếu có)

- Nhanh chóng đào thải chất độc ra khỏi cơ thể

- Điều trị triệu chứng

2 Giám sát yếu tố độc học trong môi trường lao động

2.1 Nội dung

Xác định được sự có mặt và nồng độ các hoá chất có trong không khí môi trường lao động

2.2 Mục đích

- Phát hiện và khu trú những dò rỉ khi lắp đặt

- Xác định sự tồn tại và sự quan trọng của các nguy cơ đối với sức khoẻ

- Giám sát đối chiếu với chuẩn đã xây dựng

- Nghiên cứu sự liên quan giữa tiếp xúc và hậu quả tương tác trong cơ thể nhờ điều tra dịch học Từ đó hạn chế tiếp xúc trong công nghiệp, dự phòng hiệu quả độc đối với sức khoẻ

2.3 Những kỹ thuật lấy mẫu không khí để xác định hàm lượng gaz, hơi hoặc phân tử

2.3.1 Xác định vị trí lấy mẫu:

Trước hết phải điều tra nơi phát sinh ra hơi khí độc và khí độc thải ra ở dạng gì: hơi, khí, sol hay bụi

Lấy mẫu cần lấy ở ngang tầm hô hấp của người tiếp xúc Đặt máy lấy mẫu theo chiều hô hấp của công nhân hoặc ngang tầm hô hấp nhưng thẳng góc với hướng chất độc bay ra

Nơi lấy mẫu: Giữa khu vực chất độc bay ra, nơi đi lại của công nhân, tránh nơi thông gió, cửa sổ

- Thời gian lấy mẫu

+ Lấy liên tục: Toàn bộ hoặc một phần thời gian lao động

+ Lấy không liên tục: Các mẫu nhắc lại, khoảng cách thời gian khoảng 1giờ + Lấy mẫu điểm: Lấy một vài lần trong ca lao động

Giá trị kết quả phụ thuộc 2 giai đoạn :

+ Lấy mẫu: Hiệu quả của kỹ thuật phân tách chất ô nhiễm

Tính chính xác, độ nhạy cảm của đo lưu lượng khí được hút

Thời gian lấy mẫu

Điều kiện không khí, nhiệt độ, p, độ ẩm

Vận chuyển mẫu về labo phân tích

+ Giai đoạn phân tích tại labo

Phương pháp phân tích

Hoá chất, dụng cụ, máy móc phân tích

Kỹ thuật viên

2.3.2 Lấy mẫu bằng phương pháp phát hiện nhanh.

Là phương pháp lấy mẫu và phát hiện hàm lượng chất độc có trong không khí môi trường lao động ngay tại thời điểm lấy mẫu

Có 2 loại:

*ống phát hiện nhanh: là dùng bơm hút không khí ô nhiễm đi qua ống

chứa thuốc thử và chất chỉ thị Nếu có chất độc sẽ phản ứng với thuốc thử và làm đổi màu chất chỉ thị Mỗi loại chất sẽ có ống phát hiện nhanh khác nhau

* Máy phát hiện nhanh: Hiện nay trên thị trường có rất nhiều loại mấy

phát hiện nhanh các chất độc trong môi trường không khí

ở đây chúng tôi giới thiệu 2 loại máy phát hiện nhanh hay dùng trong phân tích:

+ Máy Quest: là dùng các sensor đặc trưng cho từng chất để phát hiện

nhanh các chất tại hiện trường

+ Máy Drager: dùng sensor đặc trưng cho từng chất để phát hiện nhanh

các chất

Phương pháp này có ưu điểm là nhanh, phát hiện ngay tại hiện trường

Nhưng hạn chế của nó là độ chính xác không cao, giới hạn phát hiện cao

2.3.3 Phương pháp lấy mẫu về phòng thí nghiệm phân tích.

Gồm các bước:

2.3.3.1 Lấy mẫu:

- Lấy mẫu bởi hấp thụ

+ Chất được tiếp nhận bởi hoà tan hoặc phản ứng hoá học trong 1 chất lỏng tạo hỗn hợp đồng nhất

+ Dụng cụ gồm: Bơm hút khí, bình hấp thu

- Lấy mẫu bởi hấp phụ.

+ Chất phân tích (gaz, hơi) được cô đặc và giữ ở giữa 2 mặt khí/ chất rắn: + Dùng than hoạt hoặc silicagen

- Vận chuyển về phòng thí nghiệm và bảo quản mẫu: Tránh đổ vỡ và bảo quản

trong ngăn mát tủ lạnh, phân tích ngay khi có thể

2.3.3.2 Những phương pháp phân tích các chất ô nhiễm không khí tại labo

- Phương pháp phân tích hóa học: chuẩn độ,…

- Phương pháp phân tích vật lý: đo điểm chảy, đo khúc xạ,…

- Phương pháp phân tích công cụ: so màu bằng đo quang, Quang phổ hấp thụ nguyên tử, sắc kí lỏng,…

a) Phương pháp phân tích thể tích (phương pháp chuẩn độ)

* Nguyên tắc của phương pháp: Dựa trên sự đo thể tích dung dịch thuốc

thử đã biết chính xác nồng độ (dung dịch chuẩn), được thêm từ buret vào dung dịch chất định phân tích Thời điểm đã thêm lượng thuốc thử vừa đủ để tác dụng với toàn bộ chất định phân tích được xác định bằng chất chỉ thị màu Sau đó dựa vào thể tích dung dịch chuẩn đã tiêu tốn, nồng độ của nó và phương trình phản ứng hay cân bằng đương lượng: V1N1 = V2N2

b) Phương pháp so màu

* Nguyên tắc: Dựa trên sự tác dụng của dung dịch phân tích với thuốc thử

trong điều kiện nhất định sinh ra màu Cường độ màu sinh ra tỉ lệ với lượng chất

có mặt trong dung dịch Sau khi ổn định màu, ống dung dịch phân tích đem so với ống dung dịch chất chuẩn bằng mắt thường hoặc soi bằng quang kế

Những chú ý trong kỹ thuật so màu bằng mắt thường:

+ So màu ở vùng sáng, nền trắng Chọn các ống nghiệm có kích thước giống nhau, độ trong như nhau

+ Khi thực hiện phản ứng lên màu cần có thời gian để ổn định màu,

so sánh với thang mẫu thực hiện song song với mẫu phân tích

+ Do sự tiện lợi của phương pháp có thể mở rộng để so sánh độ đục, với nền soi là màu đen

+ Có thể thay thang mẫu tự nhiên bằng thang mẫu nhân tạo (phân tích silíc)

Nhưng hiện nay phương pháp so màu bằng mắt thường ít được sử dụng,

do độ chính xác không cao, người ta thường so màu bằng máy quang kế cho độ chính xác cao hơn

c) Phương pháp phân tích công cụ ( phân tích bằng quang phổ).

Nguyên lý:

*Định luật Lamber – Beer: Chiếu một chùm sáng đi qua dung dịch, dung dịch

đó sẽ hấp thụ một phần cường độ ánh sáng, tuân theo định luật Lamber – Beer:

“Các photon được hấp thụ tỉ lệ thuận với số phân tử chất phân tích có trong dung dịch”:

I = Io 10-KCl

Trong đó: I: là cường độ ánh sáng sau khi đã đi qua ống chứa dung dịch chất cần phân tích

Io: là cường độ ánh sáng ban đầu K: hằng số đặc trưng cho dung dịch và tần số năng lượng phát ra

C: Nồng độ chất phân tích (mol/lít) l: Chiều dày cóng đựng dung dịch phân tích Biến đổi công thức trên:

I

T = = 10-KCl là độ truyền sáng

Io

I

Lấy Logarit: -Log T = KCl = log = A là mật độ quang học

Io

Vậy mật độ quang học sẽ tỉ lệ với chiều dày cóng và nồng độ chất phân tích trong dung dịch Nhưng đo mẫu chuẩn và các mẫu cần phân tích trên cùng một cóng, nên đại lượng chiều dày cóng sẽ được bỏ qua Như vậy mật độ quang

sẽ chỉ còn phụ thuộc vào nồng độ chất phân tích có trong cóng

* Kỹ thuật phân tích bằng quang phổ

Tuỳ theo từng chất sẽ có bước sóng hấp thụ khác nhau, từ đó đo được mật

độ quang học của từng chất khác nhau Đo đồng thời mật độ quang của mẫu chuẩn với lượng chất biết trước, từ đó ta xây dựng được đồ thị với dạng:

Y = ax + b

Trong đó: Y: là mật độ quang (trục tung)

x: nồng độ chất phân tích

Khi biết được mật độ quang của chất trong mẫu cần phân tích, so với đồ thị xây dựng được từ các mẫu chuẩn, xác định được nồng độ chất trong mẫu cần phân tích

Sử dụng phương pháp quang phổ có thể phân tích các mẫu nhanh chóng, chính xác và chọn lọc hơn so với các phương pháp khác

* Phương pháp AAS

*Nguyên tắc của phương pháp: Một nguyên tử khi hấp thụ một năng

lượng sẽ chuyển từ trạng thái cơ bản lên trạng thái kích thích, khi chuyển trạng thái nguyên tử sẽ bắn ra các electron (hay gọi là bức xạ điện từ) Một đèn catot rỗng (hoặc đèn EDL) cho từng nguyên tố phát ra tia sáng chiếu qua đám electron này sẽ bị hấp thụ một phần năng lượng và được nhận biết bởi Detector,

từ đó nhận được tín hiệu phổ trên máy tính

* Hệ thống AAS bao gồm:

+ Bộ truyền sáng + Hệ thống nguyên tử hoá + Detector

+ Hệ thống máy tính

* Phương pháp sắc kí lỏng hiệu năng cao (HPLC).

* Nguyên tắc của phương pháp: Phương pháp phân tích này dựa trên

nguyên lý là sự tương tác giữa pha tĩnh và chất tan, giữa pha động và chất tan Các chất khác nhau sẽ có lực tương tác với pha động và pha tĩnh khác nhau (nghĩa là thời gian lưu giữ khác nhau), từ đó sẽ tách được các chất ra khỏi hỗn hợp Các chất sẽ đi tiếp qua Detector với chùm sáng đơn sắc chiếu qua, chùm

sáng này sẽ hấp thụ một phần cường độ, tuân theo định luật Lamber-Beer, nhận được các tín hiệu phổ trên máy tính Độ nhạy và độ chọn lọc của phương pháp HPLC phụ thuộc vào bản chất cột tách và Detector được sử dụng

* Hệ thống HPLC bao gồm:

+ Bơm cao áp + Cột tách + Detector + Hệ thống máy tính

2.3.4 Xử lý kết quả

2.3.4.1 Biểu diễn nồng độ

Nồng độ là đại lượng chỉ hàm lượng của một chất (ion hoặc phân tử) trong đơn vị thể tích Có nhiều cách biểu diễn nồng độ Sau đây là một số cách biểu diễn:

+ Nồng độ thể tích: là tỉ lệ thể tích giữa chất đó và thể tích dung môi Ví

dụ như: dung dịch HCl 1/3 là dung dịch gồm 1 thể tích HCl đặc và 3 thể tích nước

+ Nồng độ % khối lượng: là số gam chất đó trong 100gam dung dịch + Nồng độ phân tử (nồng độ mol): số phân tử gam chất có trong một lít dung dịch

C = (số gam chất/phân tử gam của chất)x(1000/V) Trong đó: C: là nồng độ mol/lít

V: thể tích dung dịch chứa chất tan (lít)

2.3.4.2 Cách tính toán nồng độ

- Công thức chung để tính nồng độ

M

C = - mg/l

V0

- M: Khối lượng tìm được do phương pháp phân tích (mg)

- V0: Thể tích không khí lấy mẫu quy về điều kiện tiêu chuẩn (00C,

760mmHg)

Khi lấy mẫu ở nhiệt độ t0C và P mmHg, được tính về thể tích ở điều kiện tiêu chuẩn như sau: