Tiểu luận độc học môi trường Đề tài PHÂN TÍCH TAI NẠN NHIỄM DIOXIN TẠI TIMES BEACH, MISSOURI NĂM 1983. BÀN LUẬN VỀ ẢNH HƯỞNG VÀ BIỆN PHÁP XỬ LÝ GVHD: Nguyễn Thị Thanh Kiều TH : Nhóm 5A 1. Đào Tiến Dũng 2. Trần Thị Mỹ Nhung 3. Đặng Hồ Phương Thảo 4. Lê Đăng Hảo 5. Nguyễn Thị Thanh Tú 6. Huỳnh Thị Nữ 7. Nguyễn Thị Thanh Hoa 8. Nguyễn Mai Phúc Lợi 9. Nguyễn Anh Vũ 1 Tiểu luận độc học môi trường Mục lục 1. Nguyên nhân .3 2. Diễn biến 4 3. Hậu quả 5 Phần 3. Khắc phục sự cố times beach .22 Phần 4. Kết luận 27 Phần 1. Giới thiệu về sự kiện Times Beach 2 Tiểu luận độc học môi trường 1. Nguyên nhân Thị trấn Times Beach chỉ là một cộng đồng nhỏ bé nằm dọc theo sông Meramec, bang Missouri của Mỹ, cách St. Louis khoảng 20km, với khoảng 2.200 người dân. Từ năm 1920, thị trấn này đã được phát triển như là một thị trấn nghỉ mát cho những cư dân ở St Louis. Trong những năm đầu thập niên 70, nhiều đô thị trong đó có Times Beach, sử dụng dầu thải để kiểm soát bụi trên đường không trải nhựa. Với 23 dặm đường đất (37 km) nhưng do thiếu kinh phí, thành phố Times Beach thuê Russell Bliss trải dầu thải lên các con đường trong thị trấn. Từ 1972-1976, Bliss phun dầu thải trên đường phố với lượng 6cent/gallon. Dầu thải này được thải bỏ từ công ty Northeastern Pharmaceutical and Chemical (NEPACCO) ở Verona, Missouri. Công ty này sản xuất hexachlorophene và thải bỏ chất thải mà trong chất thải này có một lượng Dioxin rất lớn. Russell Bliss ký hợp đồng với công ty này để thải bỏ các chất thải độc hại cho công ty. Hình. Thị trấn Times Beach bị ô nhiễm do dầu thải 3 Tiểu luận độc học môi trường 2. Diễn biến Đầu tiên Bliss đã sử dụng kỹ thuật phun dầu thải để kiểm sóat bụi trong chuồng ngựa, sau đó Ông mới được thuê phun lên những con đường trong thị trấn. Dầu thải này Bliss đã trộn dầu thải động cơ với chất thải của công ty NAPACCO. Trong một lần phun vào tháng 3 năm 1971 đã làm chết 62 con ngựa, người sở hữu đàn ngựa đã nghi ngờ Bliss. Những ông chủ chuồng ngựa có kinh nghiệm khác cũng đã bắt đầu theo dõi họat động của Bliss sau khi nhìn thấy những vấn đề tương tự như vấn đề của mình. Cũng vào thời gian đó những con đường đã chuyển sang màu tím và có một mùi khủng khiếp sau khi được phun dầu thải. Ngoài ra, những con chim đã chết và động vật mới sinh không thể chống chọi nổi và đã chết trong thời gian ngắn sau khi sinh. Năm 1974, Trung tâm Kiểm soát Dịch bệnh Mỹ (CDC) đã xác định dầu thải dioxincontaminated là nguyên nhân gây tử vong cho một số lượng không xác định của chó và loài chim biết hót ở Times Beach. Ngày 3/12/1982, để đáp ứng với các khiếu nại của địa phương bởi những phát hiện trước đó của CDC, Cơ quan Bảo vệ môi trường Mỹ (EPA) đã bắt đầu chuyến thăm Times Beach lấy mẫu và xét nghiệm xác định mức độ nguy hiểm của dioxin trong đất. Đến ngày 5/12/1982 sông Meramec bị ngập lụt, có đến 95% dân số thành phố sơ tán vì lụt với mực nước cao trên 3 mét. Vì trận lụt này mà ô nhiễm dioxin đã lan ra khắp thành phố. Ngày 23 /12/1982 có kết quả kiểm tra đất và kết quả thử nghiệm cho thấy lượng dioxin ở đây được coi là nguy hại cho con người. Vào đầu năm 1983 Tổng thống Ronald Reagan đã thành lập một lực lượng đặc nhiệm dioxin để nghiên cứu tác động của hóa chất này và Chính phủ Hoa kỳ đã chi tới 33 triệu đô la để mua nhà cửa và tái định cư 2.200 cư dân của họ. 4 Tiểu luận độc học môi trường 3. Hậu quả Hình. Dòng sông gần thị trấn Times Beach bị ô nhiễm Vì dầu thải được trải trong các chuồng ngựa, trên đường và một số khu vực xung quanh thị trấn nên đã gây ô nhiễm dioxin trong môi trường đất nơi đây. Ngoài ra trận lụt tháng 12 năm 1982, dioxin đã đi vào nguồn nước và lan ra khắp thành phố. Sự lan truyền này đã gây ra bệnh tật và tử vong ở động vật. Năm 1985, hơn 2.200 cư dân của thị trấn đã phải sơ tán, ngoại trừ vài người cao tuổi là những người từ chối sơ tán và ở lại. Khi đã được chuyển đến nơi khác rồi nhưng họ vẫn còn lo lắng về những ảnh hưởng ô nhiễm đến sức khỏe lâu dài của họ. Năm 1986, các Trung tâm Kiểm soát bệnh đã có một báo cáo cho thấy các cư dân Times Beach, đang phải chịu những tổn thương về gan và hệ thống miễn dịch vì bị phơi nhiễm dầu có dioxin rải trên các con đường đất vào 1971. 5 Tiểu luận độc học môi trường Phần 2. DIOXIN 1. Tổng quan về Dioxin - Dioxin có thể có trong đất, nước, không khí, các mô bào động thực vật và người. - Khi vào cơ thể động vật và người, dioxin tích tụ nhiều trong mô mỡ, mô cơ, sữa. Thời gian để cơ thể chúng ta thải trừ được một nửa lượng dioxin phải mất 10 năm. Nguy cơ nhiễm dioxin - Những người sống trong vùng bị nhiễm dioxin, làm việc trong các nhà máy hóa chất có sử dụng hay sản xuất những chất dioxin và giống dioxin . có nguy cơ nhiễm dioxin cao hơn những đối tượng khác. - Khi mẹ bị nhiễm, dioxin sẽ có mặt trong sữa a. Khái niệm Dioxin là tên gọi chung để chỉ một nhóm các hợp chất hóa học có chung dạng cấu trúc về mặt hóa học và đặc điểm hoạt động sinh học. Hiện tại, trong môi trường tồn tại hàng trăm hợp chất dạng này và chúng thuộc 3 nhóm chính có liên quan với nhau: chlorinated dibenzo – p – dioxins (CDDs), chlorinated dibenzofurans (CDFs) và polychlorinated biphenyls (PCBs). Tuy nhiên, thuật ngữ “DIOXIN” thường được dùng để chỉ một loại hợp chất cực độc là 2,3,7,8 tetrachlorodibenzo – p – dioxin (TCDD). Nó là một trong những loại hoá chất độc hại nhất mà con người từng sản xuất ra. Độc tính của nó chỉ xếp sau chất thải phóng xạ. Dioxin đã và đang gây ra những hậu quả tai hại về môi trường và sức khoẻ con người. 6 Tiểu luận độc học môi trường Hình 1: Cấu trúc hóa học của hợp chất dioxin Vào những năm đầu của thế kỷ 20, quá trình sản xuất của chlorine phân tách từ sodium chloride do Dow Chemical Midland – USA thực hiện, từ đó chlorine tự do có thể được dùng trong những ngành sản xuất các hợp chất mới như: thuốc diệt cỏ, plastic tổng hợp (PVC), chlorine tẩy trắng giấy và nhiều sản phẩm khác. Dioxins cũng được thành lập từ những phản ứng không mong muốn trong quá trình sản xuất của những sản phẩm chlorine hoá. Khi những hợp chất mới này bị đốt (như rác thải) nguyên tử chlorine liên kết với cacbon cho ra dioxins. Do đó dioxins có thể được tìm thấy trong khí quyển và trong mưa. Nguồn dioxins chủ yếu được dùng là trong dầu xe thải ra và ở một số lớp đất đá như đất sét. b. Tính chất của Dioxin - Dioxin là chất bền vững trong môi trường, ít bị phân huỷ bởi các yếu tố bên ngoài như nhiệt độ, ẩm độ và các hóa chất khác. Về mặt tinh thể, dioxin là những tinh thể không màu hoặc có màu trắng. 7 Tiểu luận độc học môi trường - Dioxin hầu như không tan trong nước (0.2 µg/l) và ít tan trong dung môi hữu cơ, nhưng lại mang tính lipophilic (có nghĩa là “yêu chất béo hay “quyện với chất béo”)  dioxins có khả năng hòa tan trong các chất béo, điều này giải thích vì sao thường tìm thấy dioxin trong các mô mỡ. - Dioxins có thể chịu được nhiệt độ lên tới 800 - 1000 o C. Nóng chảy ở 295 o C. Phần tử độc nhất là 2,3,7,8 TCDD. Chúng có thể bị phá hủy bởi tia cực tím, ánh sáng mặt trời và hoàn toàn không bị phá hủy sinh học bởi các vi sinh vật thông thường. Vì vậy, dioxin có thể tồn tại bền vững trong môi trường. Chu kì bán phân hủy của dioxin là 3-5 năm, có khi lên tới 12 năm. - Đối với người, TCDD (một chất tiêu biểu cho dioxin) bắt đầu gây hại cho da ở nồng độ 0.3-10 µg/g, ngộ độc cấp tính 1-10 µg/g, gây chết tức thời 1000 µg/g. Người ta tính rằng 1 kg TCDD thì giết chết 1 triệu người. - Độc tính của dioxin thay đổi tuỳ loài, LD 50 trên chuột cái là 0.6-0.2 µg/kg, thỏ và một số động vật khác LD 50 dao động từ 1-10 µg/kg. - Dioxin được xếp vào những chất độc hại nhất đã được biết đến hiện nay. Chúng rất độc đối với con người và động vật (động vật có vú, chim, cá…). Độc tính của chúng phụ thuộc vào số lượng và vị trí thay thế các nguyên tử Clo trên các vòng thơm: các hợp chất có 4,5,6 nguyên tử Clo và thế ở các vị trí 2,3,7,8 thì có độc tính hơn các thành viên khác. Trong số các thành viên của dioxins, người ta đưa ra khái niệm “Hệ số độc tương đương” (viết tắt là TEF - Tocixity Equivalency Factor) và chấp nhận hợp chất độc nhất 2,3,7,8 - TCDD có TEF=1, còn các hợp chất trong các nhóm khác có độc tính kém hơn vá có TEF<1. 2. Tác hại của dioxin đối với người và đông vật Có thể tóm tắt các tác hại do dioxin gây ra dựa trên những kết quả nghiên cứu khoa học được công bố như sau: - Dioxin có thể là nguyên nhân gián tiếp của nhiều loại ung thư như ung thư phổi, gan, thận, ung thư vú, ung thư tủy xương . - Ảnh hưởng đến quá trình sinh sản và phát triển của bào thai. - Giảm khả năng miễn dịch của cơ thể - Gây dị tật bẩm sinh, bệnh đái đường, ảnh hưởng đến da và chức năng của da,tóc - Ảnh hưởng đến trí não và nhiều ảnh hưởng khác 8 Tiểu luận độc học môi trường a. Sự vận chuyển của dioxin trong cơ thể  Sự phân bố Qua những nghiên cứu về sự ảnh hưởng đến sức khoẻ của dioxin ở thú sử dụng một liều lượng nhất định dưới những điều kiện được kiểm soát, những nghiên cứu ảnh hưởng của dioxin lên người là rất phức tạp. Bởi vì, con người chỉ tiếp xúc với dioxin qua các vụ tai nạn, thường liều lượng không được đo lường dưới những điều kiện được kiểm soát, gồm nhiều yếu tố phức tạp. Dù sao, những nhà khoa học đang sử dụng những kỹ thuật tinh vi để theo dõi thậm chí một lượng rất nhỏ dioxin trong sinh vật sống và phát hiện ảnh hưởng của nó trên con người và các loài thú khác. Khi dioxin đi vào cơ thể thì mạch máu là nơi phân bố nó đi đến tất cả các cơ quan đích (Olson, 1994). Dioxin tan không tốt trong máu(trong máu có chứa nhiều nước), nó chỉ ở đây trong một thời gian ngắn sau đó nó tích tụ trong các mô mỡ (dioxin hoà tan tốt trong mỡ) và ở trong gan, đây là cơ quan có chứa nhiều chất béo(Van den Berg, 1994). Sự phân bố của nó ở các cơ quan bên trong rất khác nhau phụ thuộc lượng máu cung cấp đến các cơ quan đó, kích thước cơ quan và lượng dioxin tiếp xúc (Olson, 1994). Ở một liều tiếp xúc thấp thì dioxin chỉ tập trung ở mô mỡ là chính, ở một liều cao thì nó lần lượt phân bố đến các cơ quan đích của nó, nhưng hàm lượng dioxin ở trong gan nhiều hơn trong các cơ quan khác (Abraham, 1998). Không có sự khác nhau lớn trong sự phân bố dioxin trong các mô giữa các loài và chủng của chuột.  Sự hấp thụ: Sự hấp thụ dioxin là hết sức đặc thù phụ thuộc vào con đường tiếp xúc, kích thước phân tử và độ hoà tan của nó (Iarc, 1997). Cũng như với sự phân bố của nó thì chỉ khác nhau rất nhỏ trong sự hấp thu của hệ thống tiêu hoá của động vật gặm nhấm (Van de Beng, 1994; Iarc, 1997). Khi dioxin đi vào bằng con đường miệng như một phần của thức ăn thì 50%-90% dioxin được hấp thu (Olson,1994; Iarc, 1997). Sự hấp thu dioxin qua đường hô hấp tương tự như đường miệng (Nessel,1990, 1992; Diliberto, 1996). Sự hấp thu qua con đường da thì có nhiều hạn chế (Nessel, 1992; Diliberto, 1996).  Sự biến dưỡng Sau khi tiếp xúc với liều lượng dioxin cao thì nhiều dioxin sẽ được tích tụ ở mô mỡ, ở đây nó hoà tan tốt nhất, thay vì ở gan(Abraham, 1988). Rõ ràng, khi gan tiếp xúc một lượng dioxin cao sẽ tạo ra nhiều protein cytochrome P450 1A2 để liên kết với dioxin (Olson, 1994; Diliberto, 1997; Iarc, 1997). Protein này có rất nhiều trong gan và nó xuất hiện nhiều hơn khi có sự hiện diện của dioxin và các chất giống dioxin (Voorman, 1987,1989; Poland, 1989). Tuy protein này không liên kết chặt với dioxin như liên kết của 9 Tiểu luận độc học môi trường dioxin với thụ thể AhR (aryl hydrocacbon), nhưng vì nó có rất nhiều nên trở thành protein chính liên kết với dioxin và làm giảm tính độc của dioxin.  Sự loại thải và tồn lưu: Lúc đầu cơ thể bài tiết dioxin bằng con đường trao đổi chất hoặc chuyển hoá dioxin tan nhiều hơn trong nước hay thành hỗn hợp ít ảnh hưởng hơn nằm trong gan. Hơn nữa trong người và thú thí nghiệm thì sự chuyển hoá và sự bài tiết qua trao đổi diễn ra rất chậm vì thế nó tồn tại lâu trong cơ thể thậm chí với một liều lượng thấp. Tốc độ bài tiết và chuyển hoá khác nhau giữa các cá thể và giữa các loài. Chu kỳ sinh rã của dioxin ở các loài thú dao động từ 11 ngày ở chuột đến 2120 ngày ở người. Vì thế dioxin tồn tại trong người từ 5,8-14,1 năm (Wolfe, 1994; Michalek, 1996; Grassman, 1989). Một thí nghiệm về chu kỳ bán rã sinh học của dioxin ở một người đàn ông tình nguyện 42 tuổi, ông đã tiêu thụ 105 ng 2,3,7,8 TCDD (Schlatter, 1991) là 9,7 năm. Kết quả này dựa trên số liệu được thống kê sau 5 năm theo dõi qua đường tiêu hoá, hơn 87% lượng dioxin này được hấp thụ qua hệ thống tiêu hoá. Với những người với cơ thể có nhiều mỡ sẽ chứa nhiều dioxin hơn và sự đào thải chậm hơn so với người có lượng mỡ thấp. Một nghiên cứu ở những người lính thuộc phi đội Ranch Hand (những người lính thuộc phi đội này đã thực hiện các cuộc rải chất độc màu da cam trong suốt thời kì chiến tranh ở Việt Nam) thì những phi công có lượng mỡ cao, có chu kì bán rã sinh học của dioxin lâu hơn hẳn so với những người có lượng mỡ thấp (Wolfe, 1994). Trong sữa mẹ có rất nhiều chất béo, những người mẹ tiếp xúc với dioxin có thể tích tụ một lượng lớn trong mỡ. Đặc biệt trong thời kì tiết sữa sẽ gia tăng tốt độ đào thải dioxin bị ra khỏi trong mô mỡ, một lượng lớn dioxin sẽ từ các mô mỡ trở lại dòng máu đi vào sữa. Khi đứa trẻ bú sữa lượng dioxin này đi vào cơ thể chúng. b. Dioxin ảnh hưởng đến tế bào Dioxin ảnh hưởng đến tế bào bằng cách can thiệp vào quá trình biểu hịên ( đóng hay mở) các gen, những gen này tham gia vào tạo các protein đặc biệt cho tế bào. Những protein này không chỉ tham gia vào cấu trúc cơ thể mà còn là enzyme, hormon, kháng thể và nới chứa các chất nội sinh (chất này tham gia vào mỗi phần chức năng hoạt động của của cơ thể). Mỗi tế bào có chức năng chuyên biệt, nên chúng chỉ cần sử dụng một vài chức năng nào đó để hoạt hoá các gen thực hiện các chức năng. Trong mỗi tế bào giữ hầu hết các gen ở trạng thái không hoạt động. Ví dụ, khi sự phát triển đã hoàn thành ở phôi, thì gen tham gia vào điều khiển quá trình tăng trưởng này phải bất hoạt, trong khi đó thì các gen tham gia vào điều khiển chức năng tế bào phải hoạt động hay " biểu hịên". Nếu một chu 10 . Tiểu luận độc học môi trường Đề tài PHÂN TÍCH TAI NẠN NHIỄM DIOXIN TẠI TIMES BEACH, MISSOURI NĂM 1983. BÀN LUẬN VỀ ẢNH HƯỞNG VÀ BIỆN PHÁP XỬ LÝ GVHD:. và chức năng của da,tóc - Ảnh hưởng đến trí não và nhiều ảnh hưởng khác 8 Tiểu luận độc học môi trường a. Sự vận chuyển của dioxin trong cơ thể  Sự phân