CHƯƠNG 2: TÁC HẠI VÀ HẬU QUẢ CỦA Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ
2.1. LÝ THUYẾT KHUẾCH TÁN CHẤT Ô NHIỄM TRONG MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ
2.2.1. Tác động của các chất ô nhiễm đối với cơ thể con người
Tác động của các chất ô nhiễm – các yếu tố có hại đối với cơ thể con người xảy ra bằng con đường trực tiếp và gián tiếp. Đối với các chất ô nhiễm môi trường không khí tác động của chúng thường bằng con đường trực tiếp, tức theo không khí thâm nhập vào cơ thể qua đường hô hấp. Đặc trưng tác động của chất này (đối với cơ thể con người) là thời gian tác động (tiếp xúc), độ độc và nồng độ của chúng.
2.2.1.1. Các hợp chất chứa lưu huỳnh (S)
a. Khí sunfuarơ (SO2) là khí độc. Nó kích thích niêm mạc của mắt và tuyến hô hấp trên, làm sưng tấy và tiết nước nhầy, gây ho. Không khí có nồng độ SO2 cao gây khản vọng, viêm phế quản nặng, làm thay đổi thành phần của máu. Nồng độ SO2 ở mức 1,6ppm gây co thắt cuống phổi trong vài phút.
Bảng 6: Tác động của SO2 đối với cơ thể con người [3]
Nồng độ (ppm) Tác động
0,2 0,3 0,5 1,6 8 – 12
10 20
Nồng độ ở mức thấp nhất gây cơ thể phản ứng Ngưỡng nhận biết vị
Ngưỡng nhận biết mùi Ngưỡng cảm ứng nghịch
Kích thích, làm sưng tấy cổ họng Kích thích, làm sưng tấy mắt Ho lập tức
Thời gian tiếp xúc kéo dài với không khí thậm chí có nồng độ SO2 thấp gây bệnh viêm phế quản, thanh quản mãn tính, gây giãn phổi, viêm phổi và các bệnh khác.
b. Đihihro sunfua (H2S)
- H2S là độc tố có hại đối với thần kinh con người. Hít thở nó có ở nồng độ 1000mg/m3 và lớn hơn có thể gây tử vọng. Khi bị ngộ độc mãn tính bởi H2S, hệ thần kinh và tim mạch, các cơ quan tiêu hóa và hô hấp bị rối loạn.
Bảng 7: Tác động của H2S đối với cơ thể con người [3]
Nồng độ (ppm) Tác động
5 150 500
Mùi khó chịu
Viêm màng kết và kích thích màng nhầy
Đau bụng, tiêu chảy và viêm phổi (trong vòng 15 – 30 phút)
- Nguồn phát thải H2S chủ yếu là xác động vật và thực vật bị thối rữa, đặc biệt trong các khu dân cư. Núi lửa đang hoạt động, mỏ than đang khai thác, cống rãnh, đặc biệt sử dụng nhiên liệu có hàm lượng lưu huỳnh là các nguồn phát thải H2S đang kể.
2.2.1.2. Các nitơ oxit (NOx)
NO, NO2, N2O3 và N2O5 là các khí độc, kích thích các tuyến hô hấp trên. Khi bị ngộ độc NOx, xuất hiện cơn ho nhẹ, nồng độ NOx tăng cao gây ho nặng, nôn mửa, đau đầu.
NO2 gây kích thích màng phổi dẫn đến triệu chứng khí thủng (phù phổi) ở nồng độ 1ppm do tạo thành axit HNO2 và HNO3 khi NO2 tiếp xúc với bề mặt ẩm của phổi. Phổi sưng tấy dẫn đến tử vọng. [3]
* Khói thuốc là dễ gây bệnh phổi. Các điếu thuốc thường chứa 330 – 1500 ppm NO2. 2.2.1.3. Các hidrocacbon
Ở nồng độ cao (500 – 1000ppm), các hidrocacbon làm tăng sự bài tiết nước nhầy, kết quả là các tuyến hô hấp bị tắc nghẽn và các cơn ho liên tục. Do ho thường xuyên nên sức ép tạo ra trong khí quản của phổi, làm màng lót của các túi phổi bị vỡ, rất ít diện tích còn lại để trao đổi O2 và CO2.
Trong số các hidrocacbon thì chất ô nhiễm quan trọng là benzen, benz(a)piren và metan.
- Hidrocacbon thơm như benzen (C6H6), toluen (C6H5CH3) nguy hiểm hơn nhiều so với các hidrocacbon không mạch vòng và vòng no. Hít thở chúng gây kích thích màng nhầy.
- Benz(a)piren có mặt với hàm lượng rất ít trong thuốc lá, chì, than, củi, rơm ra khi đun nóng nấu và trong hệ thống hút xăng, dầu,... là chất ô nhiễm gây ung thư rất nguy hiểm.
Bảng 8: Tác động của các hidrocacbon đối với cơ thể con người [3]
Hidrocacbon Nồng độ (ppm) Tác động
Benzen (C6H6) 100 3000 7500
Kích thích màng nhầy
Các bộ phận của bộ máy hô hấp bị tổn thương Ung thư phổi, nguy hiểm đối với sức khỏe
Toluen (C6H5CH3) Benz(a)piren
20000 200 600 100
Rất nguy hiểm, gây tử vong Đau đầu, mệt mõi, suy sụp Tác động đến hệ thần kinh Gây ung thư
- Metan (khí đầm lầy – CH4) là chất khí ô nhiễm rất khốc liệt, chiếm thể tích 2ppm trong không khí. Ở nồng độ cao trong trạng thái thiếu oxi, CH4 tác động gây mê đối với người.
Tác động của các hidrocacbon gây ung thư cho con người và động vật theo số liệu nghiên cứu của Viện Nghiên cứu An toàn lao động và Bộ Y tế Hoa Kì như sau.
Bảng 9: Tác động của các hidrocacbon gây ung thư [3]
Hợp chất hidrocacbon Tác động
Benzilin
β–Naphtilamin Bis-clorometin Etilendiclorua Vinilclorua Etilenamin β–Propilacton α-Naphtilamin Nitrophenol 3-3’diclobenzidin
Gây ung thư bàng quang
Gây ung thu bọng đái, bàng quang Gây ung thư phổi
Gây ung thư dạ dày, lách và phổi Gây ung thư gan
Gây ung thư
Khả năng gây ung thư rất cao Gây ung thư bọng đái
Gây ung thư bàng quang Gây ung thư
2.2.1.4. Khí cacbon monoxit
Khi thâm nhập vào phổi, CO thay thế O2 trong hợp chất với hemoglobin (Hb) của máu tạo ra tổ hợp ổn định, gọi là cacboxil – hemoglobin. Đây là phản ứng thuận nghịch:
CO + HbO2 ⇄ COHb + O2
CO có ái lực hóa học với huyết cầu tố mạnh gấp 210 – 240 lần so với O2. Khi tăng nồng độ hay áp suất riêng của CO, cân bằng phản ứng về phía phải, phần lớn huyết cầu tố biến thành COHb, tức máu bị bão hòa và quá trình chuyển O2 từ phổi đến các mô không thực hiện được. [4]
Khi cơ thể không đủ lượng O2, quá trình hô hấp của mô bị phá hủy, biểu hiện đầu tiên ở các cơ quan của hệ thần kinh trung ương: tổn thương vỏ đại não, hoạt động thần kinh cao cấp bắt đầu rối loạn. Dấu hiệu ngộ độc CO trầm trọng khi có hiện tượng ù tai, đau đầu và sau đó – tùy theo độ tăng COHb trong máu, mức độ đau đầu tăng, kèm theo chóng mặt, mạch đập ở thái dương, buồn nôn, ói mửa và bất tỉnh, co giật dẫn đến tử vong. Đối với phụ
nữ mang thai, ngộ độc CO có thể dẫn đến đẻ non, sẩy thai và làm biến dạng trẻ sơ sinh khi còn là bào thai. [4]
Đối với người thường xuyên hít thở không khí có nồng độ CO dù không cao (như nồng độ thường có trên đường phố có xe cộ hoạt động với cường độ cao) thường bị ngộ độc CO mãn tính ảnh hưởng đến ngực, phổi, tuyến giáp và tâm thần.
2.2.1.4. Các loại bụi (các phân tử vật chất)
Các phân tử vật chất có thể thâm nhập vào cơ thể bằng các con đường khác nhau như kích thích mắt và da, qua đường tiêu hóa nhưng trước hết là qua đường hô hấp.
Các hạt vật chất có thể thâm nhập và lắng ở nhiều vùng trong hệ thống hô hấp phụ thuộc vào kích thước của chúng. Các hạt 10𝜇𝑚 có thể dừng lại ở mũi. Các hạt nhỏ hơn 10𝜇𝑚 thường thâm nhập sâu hơn và lọt qua đoạn đầu của tuyến hô hấp. Các hạt mịn 0,5 - 5𝜇𝑚 có thể rơi vào tận cuống phổi và một số có thể vào đến màng phổi. Tác dụng của các hạt đối với các bệnh hô hấp có thể chia thành 3 loại: [3]
- Các hạt trơ gây cản trở cơ chế làm sạch của tuyến hô hấp;
- Các hạt như vật mang khí độc hấp thụ (bám theo) như SO2 gây đồng tác dụng;
- Các hạt bản chất độc do các đặc tính lí – hóa của chúng bao gồm các kim loại như chì (Pb), cadimi (Cd), niken (Ni), thủy ngân (Hg) được biết như các chất có hại đối với cơ thể.
a. Chì
Là chất độc với hệ thần kinh. Hậu quả độc của Pb là co giật, hôn mê, các bệnh về não một cách khốc liệt dẫn đến tử vong. Hít thở Pb còn nghiêm trọng hơn nhiều so với ăn vào bụng. Cơ thể thường có lượng Pb khoảng 15 – 25μg trên máu và chỉ phản ứng đối với sự tăng hàm lượng Pb nhờ thải nó theo nước giải, số dư còn lại được hấp thụ trong xương. Độ Pb trong máu cao ảnh hưởng đến tuần hoàn của máu, gây rối loạn hành vi và mất trí nhớ.
[3]
b. Cadimi
Có trong cơ thể người với hàm lượng thấp được tích lũy trong gan, thận. Cd gây các chứng tim, mạch, cao huyết áp, bệnh khí thủng và suy thận. Nó có thể chuyển hướng thành chất gây ung thư cho loài vật có vú. [3]
c. Niken
Gây triệu chứng của bệnh hô hấp, ung thư phổi do nikencacbonil. [3]
d. Thủy ngân
Tác động sinh lí và ngộ độc do Hg bao gồm các tổn thương về thần kinh, sự rối loạn nhiễm sắc thể và tử vong. Metil thủy ngân thâm nhập vào cơ thể làm đứt mạch máu não, gây tổn thương tiểu não và vỏ não. Nồng độ thủy ngân cao có tác dụng khiến trẻ sơ sinh bị khiếm khuyết hoặc tử vong. [3]
e. Các chất độc khác
Ngoài 4 chất độc vừa nêu trên, còn có một số chất độc khác có trong khí quyển do hoạt động sản xuất có hại đối với sức khỏe con người. Hai chất độc được coi như chất độc nghề nghiệp, đó là berili (Be) và amian.
- Berili được phát thải chủ yếu là công nghiệp sản xuất gốm, các quá trình chế biến quặng trong sản xuất Be, các quá trình thử động cơ phản lực, cháy nhiên liệu, sản xuất năng lượng hạt nhân. Bệnh nhiễm Be là nhiễm độc có hệ thống – bắt đầu là hơi thở dồn dập, mỗi lúc một tăng cường, ho, ảnh hưởng đến một số cơ quan, kể cả tim và có thể gây ung thư. [3]
- Amian có trong khí quyển do sử dụng amian bao gồm vật liệu ximăng amian, vật liệu bảo ôn, cách nhiệt, cách âm. Hít thở sợi hoặc bụi amian có thể bị mắc bệnh hoại phổi – gọi là bệnh nhiễm amian: hơi thở dồn dập, vôi hóa màng phổi. [3]