CAÙC PHAÛN ÖÙNG CUÛA SINH VAÄT VÔÙI CHAÁT

ÑOÄC

MP

XAÂM NHAÄP ÑOÄC CHAÁT VAØO CÔ THEÅ

CAÙC PHAÛN ÖÙNG CUÛA SINH VAÄT VÔÙI ÑOÄC TOÁ

Söï di chuyeån chaát ñoäc qua chuoãi sinh döôõng (food chain)

Söï tích tuï caùc chaát ñoäc trong cô theå sinh vaät (bioaccumulation)

Söï tích öùng sinh hoïc cuûa caùc caù theå sinh vaät (bioavailability)

Söï tích tuï sinh hoïc TCDD trong chuoãi dinh döôõng

Nhöõng chæ soá ñaùnh giaù ñoäc hoïc Heä soá coâ ñoïng sinh hoïc BCF

(Bioconcentration factor) Heä soá tích tuï sinh hoïc BAF

(Bioaccumultion factor) Heä soá khuyeách ñaïi sinh hoïc

BMF (Biomagnification factor)

SÖÏ TÍCH TUÏ SINH HOÏC (BIOACCUMULATION)

Thöôøng thì söï tích tuï sinh hoïc ñöôïc nghieân cöùu khi chaát ñoäc tieáp xuùc tröïc tieáp vôùi caù theå sinh vaät trong moâi tröôøng soáng qua hai chæ soá BCF vaø BAF.

Vieäc nghieân cöùu naøy thöôøng ñôn giaûn hôn vaø tìm ra ñöôïc nguyeân nhaân nhanh choùng.

Heä soá coâ ñoïng sinh hoïc BCF laø tyû soá ño baèng noàng ñoä chaát ñoäc trong cô theå sinh vaät (mg/kg) vôùi noàng ñoä chaát ñoäc trong moâi tröôøng thaønh phaàn (mg/kg).

BCF = Cbio/Cenv

SÖÏ TÍCH TUÏ SINH HOÏC (BIOACCUMULATION)

Cuõng coù theå tính heä soá BCF baèng tyû soá giöõa haèng soá toác ñoä ñoàng hoùa Ka vaø haèng soá toác ñoä ñaøo thaûi (dò hoùa hay baøi tieát) Kd.

BCF = Ka/Kd Heä soá tích tuï sinh hoïc BAF laø tyû soá ño

baèng noàng ñoä chaát ñoäc trong cô theå sinh vaät (mg/kg) vôùi noàng ñoä chaát ñoäc trong thöùc aên (mg/kg). Ñoâi khi thöùc aên cuõng coù theå laø nöôùc uoáng (mg/l).

BAF = Cbio/Cfood (Cwater)

SÖÏ TÍCH TUÏ SINH HOÏC (BIOACCUMULATION

Caùc chæ soá naøy ñöôïc tính toaùn sau khi phaân tích haøm löôïng caùc chaát ñoäc trong cô theå baèng phöông phaùp phaân tích hoùa hoïc.

Maãu sinh vaät coù theå laø gan caù hay thòt caù neáu nhö nghieân cöùu tích tuï sinh hoïc trong caù,

Maãu coù theå laø môõ hay söõa neáu nhö nghieân cöùu caùc ñoäng vaät coù vuù, coù theå laø tröùng hay thòt chim

Söï löïa choïn maãu sinh hoïc phuï thuoäc vaøo cô quan coù khaû naêng tích tuï sinh hoïc lôùn nhaát.

Caùc yeáu toá aûnh höôûng leân söï tích tuï sinh hoïc Chaát ñoäc caøng beàn (khaû naêng phaân

huûy keùm) thì chæ soá tích tuï sinh hoïc caøng lôùn

Chaát ñoäc coù khaû naêng hoøa tan trong môõ cao seõ coù chæ soá tích tuï sinh hoïc cao.

Caùc cô theå sinh vaät khaùc nhau coù chæ soá tích tuï sinh hoïc khaùc nhau vôùi cuøng moät loïai ñoäc chaát. Caùc sinh vaät coù haøm löôïng môõ ít hôn thì khaû naêng tích tuï sinh hoïc caùc chaát ñoäc ít hôn.

Gía trò BCF vaø tích tuï sinh hoïc Giaù trò Kow cuûa chaát ñoäc

trong khoaûng töø 2 – 6,5 laø nhöõng chaát coù söï tích tuï sinh hoïc lôùn.

Khi tính toaùn seõ thaáy giaù trò logBCF vaø logKow laø hai giaù trò coù haøm baäc nhaát, söï töông öùng raát lôùn.

BCF cuûa moät vaøi ñoäc chaát

San Francisco Bay, California – Delta Model

Selenium

1950s

DYMBAM model

SÖÏ KHUYEÁCH ÑAÏI SINH HOÏC (BIOMAGNIFICATION)

Söï khuyeách ñaïi sinh hoïc chæ ñöôïc thieát laäp khi chaát ñoäc ñöôïc ñöa vaøo cô theå baèng chuoãi thöùc aên.

Vieäc nghieân cöùu seõ phöùc taïp hôn vaø ñeå tìm ra nguoàn goác chaát ñoäc khoâng phaûi laø ñieàu ñôn giaûn.

BMF laø tyû soá ño baèng noàng ñoä chaát ñoäc trong cô theå sinh vaät aên moài (mg/kg) vôùi noàng ñoä chaát ñoäc trong con moài (mg/kg).

BMF = Cpredator (aên moài)/Cprey (bò aên)

Nghieân cöùu ñieån hình: Caûng Fundy – Nam Myõ

Khuyeách ñaïi sinh hoïc

PCBs-Fundy bay

Nghieân cöùu ñieån hình:

Nghieân cöùu ñieån hình:Tích tuï Hg taïi Canada

Nghieân cöùu ñieån hình:Tích tuï Hg taïi Canada

Nghieân cöùu ñieån hình:Tích tuï Hg taïi Canada

Tích tuï Hg taïi Canada

Nghieân cöùu ñieån hình:Tích tuï Hg taïi Canada

Haøm löôïng Hg trong con caù vua

Haøm löôïng Hg trong con haøo

Haøm löôïng Hg trong con choàn

CAÙC DAÁU HIEÄU SINH HOÏC (BIOMAKERS)

Daáu hieäu sinh hoïc laø taát caû nhöõng ñaùp öùng, traû lôøi cuûa teá baøo sinh vaät hay caù theå sinh vaät ñoái vôùi taùc duïng cuûa moät chaát ñoäc

Daáu hieäu sinh hoïc khaùc vôùi chæ thò sinh hoïc. Chæ thò sinh hoïc (bioindicateur) laø nhöõng bieåu hieän cuûa quaàn theå sinh vaät (coù theå quan saùt ñöôïc) khi coù taùc duïng cuûa chaát ñoäc.

Daáu hieäu sinh hoïc môû ñaàu cho vieäc ñaùnh daáu cho söï tieáp xuùc cuûa sinh vaät vôùi chaát ñoäc. Qua ñoù coù theå ñaùnh giaù aûnh höôûng caùc taùc haïi chaát ñoäc leân sinh vaät.

Möùc ñoä cuûa daáu hieäu sinh hoïc

Möùc ñoä 1: Phaûn öùng sinh hoïc cuûa teá baøo – raát ñaëc tröng cho töøng loaïi chaát ñoäc.

Möùc ñoä 2: Thay ñoåi sinh lyù treân cô theå sinh vaät.

Möùc ñoä 3: Thay ñoåi quaàn theå. Möùc ñoä 4: Thay ñoåi heä sinh

thaùi, coäng ñoàng sinh vaät.

Daáu hieäu sinh hoïc möùc ñoä teá baøo ÖÙc cheá moät chaát naøo ñoù trong teá

baøo: khi chaát ñoäc gaén vaøo vò trí phaûn öùng laøm chaát ñoù khoâng tham gia phaûn öùng sinh hoùa ñöôïc nöõa - thöôøng gaëp khi chaát ñoäc coù nhoùm chöùc gioáng chaát tham gia phaûn öùng.

Thay ñoåi phaûn öùng sinh hoùa trong teá baøo: khi chaát ñoäc thay theá moät chaát phaûn öùng vaø laøm sai leäch cô cheá phaûn öùng. Thöôøng trong tröôøng hôïp chaát ñoäc coù caáu taïo hoùa hoïc gaàn gioáng chaát tham gia phaûn öùng (hocmon).

Daáu hieäu sinh hoïc möùc ñoä teá baøo Nhieãm ñoäc Pb öùc cheá ALAD (aminolaevulinic

acid dehydratase-enzime chính lieân quan ñeán quaù trình toång hôïp maùu)

Theo doõi phaûn öùng khöû Methallothionen cuûa chaát ñoäc laø Cd

POPs, Carbamat…trong cô theå sinh vaät lieân quan ñeán phaûn öùng öùc cheá AChE

Rodenticides aûnh höôûng ñeán Anticogulant Clotting Protein (moät loïai protein choáng ñoäng tuï)

PAHs aûnh höôûng ñeán phaûn öùng khöû cuûa nhoùm enzime Monooxygenase: CYTP450 (Cytochrom), EROD (Ethoxyresorufin - O – Deethylase) hay AHH (Aryl hydrocacbon hydroxylase).

Daáu hieäu sinh hoïc möùc ñoä caù theå

Thay ñoåi veà hình daïng: Nhö laøm voû tröùng moûng, daøy khi chim bò nhieãm DDT hay PCBs.

Thay ñoåi veà sinh lyù: Hieän töôïng caùc caù theå caùi coù bieåu hieän giôùi tính ñöïc.

Maát khaû naêng sinh saûn: Hieän töôïng soá löôïng caù theå trong quaàn theå sinh vaät giaûm.

Ví dụ điển hình: Traøn daàu Exxon

Valdez

Năm 1989, một vụ traøn dầu lớn xảy ra tại Prince William Sound, Alaska, khi taøu chở dầu Exxon Valdez đang cập cảng Aleyeska Marine

Khoaûng 10,000,000 gallons dầu traøn ra do một lỗ thủng lớn 600 foot tại đaùy hầm chứa dầu.

Hậu quả: Haøng ngaøn ốc hến chết vaø một thời gian sau 35,000 con chim cheát trong vuøng

Phí xöû lyù: 1 tỷ USD

Ví duï ñieån hình: NASA

Challenger

Naêm1986, tai naïn laøm 73 thuøng chöùa chaát oxy vaø hydro loûng phaùt noå taïi Kennedy Space Center ôû Florida.

Trong ñoù coù khoaûng 51L chaát noå TNT

Tai naïn laøm hoûng 7 taøu vuõ truï trò giaù haøng tyû USD

Taùc haïi