Ảnh hưởng của các chất ô nhiễm không khí đối với cơ thể

Những ảnh hưởng của ONKK lên sức khỏe con người rất đa dạng.  Những chất gây ô nhiễm ít khi là những chất rất độc như methyl isocyanate, sulfit hydro, và thường không phát sinh ở những nồng độ cao đến mức có thể gây ra các thảm họa.  Thông thường, ảnh hưởng của chúng không sinh ra sau một lần tiếp xúc với những nồng độ thấp mà sau nhiều lần tiếp xúc với những nồng độ thấp trong khoảng thời gian dài.  Những chất ONKK cơ bản trong khí thải bao gồm: SO₂, bụi, CO, NO_x, Pb, HF, Clo, v.v.

Ảnh: Internet

Sau đây xin dẫn ra một số những ảnh hưởng đến sức khỏe con người của các chất ONKK cơ bản trong khí thải.

1. Oxyt sulfur (SO_x)

Sulfur (hay lưu huỳnh-S) có chứa trong mọi loại nhiên liệu mà con người sử dụng như than, dầu mỏ, khí tự nhiên, gỗ và các chất hữu cơ khác.  Nhiên liệu như gỗ có chứa rất ít sulfur (<0,1%), trong khi than đá chứa từ 0,5 đến 3%.  Các loại dầu mỏ thường có chứa sulfur ít hơn so với than, nhưng nhiều hơn so với gỗ.  Khi các nhiên liệu này bị đốt cháy phục vụ cho các nhu cầu công nghiệp và dân dụng hoặc từ các núi lửa, sulfur chuyển thành dioxit sulfur.  Sulfur, ở trạng thái cơ bản là một chất tương đối trơ và không độc hại.  Nhưng oxit sulfur từ lâu đã được biết là một chất ô nhiễm không khí.  Trong họ oxit sulfur, SO₂ được xem là chất ô nhiễm quan trọng nhất.  SO₂ là một loại chất khí không màu, có vị hăng cay, có khả năng gây kích thích cơ quan hô hấp, mắt và các màng nhầy.  Ở nồng độ 0,03 ppm, SO₂ đã gây ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của cây.  Bắt đầu từ nồng độ 3 ppm, SO₂ đã có khả năng gây kích thích.  SO₂ vào cơ thể qua đường hô hấp hoặc hòa tan vào nước bọt, rồi qua đường tiêu hóa vào máu tuần hoàn.  Khi tiếp xúc với niêm mạc ẩm ướt, SO₂ tạo ra axit. SO₂ khi kết hợp với bụi tạo thành các hạt axit lơ lửng, nếu kích thước nhỏ hơn 2-3 mm sẽ vào tới phế nang hoặc đưa đến hệ thống bạch huyết.  SO₂ nhiễm độc qua da gây sự chuyển hóa làm giảm dự trữ kiềm trong máu, đào thải amoniac qua nước tiểu và kiềm qua nước bọt.  Độc tính chung của SO₂ thể hiện ở rối loạn chuyển hóa protein và đường, thiếu vitamin B và C, gây bệnh cho hệ thống tạo huyết và tạo ra methemoglobine làm tăng quá trình oxi hóa Fe(II) thành Fe (III).

2. Các chất hạt lơ lửng (bụi, son khí, khói.. .)

Ảnh hưởng độc hại của các loại chất ô nhiễm này đối với con người và động vật phụ thuộc vào tính chất hóa học và lý học của chúng.  Chúng có thể gây kích thích và các bệnh về đường hô hấp, mắt, bệnh ngoài da,…  Ở những mức độ nhất định, chúng có thể làm nặng thêm các bệnh hô hấp mãn tính, hen, giảm chức năng phổi và tăng nguy cơ ung thư phổi.  Các thử nghiệm cho thấy phần lớn hạt bụi có kích thước >10 mm bị giữ lại ở mũi và cổ họng.  Các hạt có kích thước 5-10 mm bị giữ lại ở khí quản và cuống phổi.  Các hạt có khả năng tác hại đến phổi  có kích thước từ 0,5-5 mm.  Các nhà vệ sinh y học thường quan tâm chủ yếu đến dải bụi hô hấp, có kích thước <3,5 mm.  Bụi có chứa hàm lượng SiO₂ cao sẽ ra bệnh bụi phổi silicosis, bụi amiăng gây ra bệnh byssinosis.  Ngoài ra, trong bụi khí thải có thể chứa một số kim loại nặng, trong quá trình phát tán và lắng đọng sẽ gây ảnh hưởng xấu cho động, thực vật và qua đó gián tiếp ảnh hưởng đến sức khỏe con người.

3. Oxit nitơ (NO_x)

Có 8 loại oxit nitơ khác nhau, nhưng trong lĩnh vực ô nhiễm không khí chúng ta chỉ quan tâm đến hai loại oxit thông dụng nhất là oxit nitric (NO)và dioxit nitơ (NO₂).  Oxit nitơ được hình thành từ các quá trình cháy nhiên liệu ở nhiệt độ cao trong các động cơ đốt trong, các quá trình sản xuất công nghiệp.  Cũng giống như oxit sulfur, oxit nitơ thải những lượng lớn vào khí quyển.  Chúng phản ứng với nước và oxy trong khí quyển tạo ra axit nitric và axit sulfuric, hai axit cơ bản gây ra mưa axit.  Cả hai loại oxit, qua những biến đổi trong khí quyển có thể tạo ra những hạt bụi nhỏ ở các khu vực đô thị. Khí NO là khí không mầu, cũng có một số ảnh hưởng nhất định đến sức khỏe con người, nhưng không đáng kể so với ảnh hưởng của khí NO₂.  Với nồng độ thường có trong không khí, NO không gây kích thích và không có ảnh hưởng gì đến sức khỏe con người.  Trong khí quyển và trong các thiết bị công nghiệp, NO phản ứng với ôxi tạo ra NO₂, một chất khí có mầu nâu, rất kích thích đối với cơ quan hô hấp.  Tiếp xúc với khí NO₂ ở nồng độ khoảng 5ppm sau một vài phút có thể ảnh hưởng xấu đến bộ máy hô hấp, ở nồng độ 15-50 ppm sau một vài giờ sẽ nguy hiểm cho phổi, tim và gan, ở nồng độ 100 ppm có thể gây tử vong sau một vài phút.  Tiếp xúc lâu với nồng độ khí NO₂ khoảng 0,06 ppm sẽ gây trầm trọng thêm các bệnh về phổi.

4. Oxit cacbon

Có hai loại ôxit cacbon chính có những ảnh hưởng xấu đến sức khoẻ con người là monoxit cacbon (CO) và dioxit cacbon (CO₂).  Hơn một nửa lượng CO có trong khí quyển, nơi có các hoạt động của con người, phát sinh từ các phương tiện vận chuyển sử dụng động cơ đốt trong.  Ngoài ra, CO còn phát sinh, nhưng với lượng nhỏ hơn nhiều, từ các quá trình đốt cháy như các quá trình sản xuất công nghiệp có đốt nhiên liệu, lò sưởi ga, cháy rừng...  Khác những chất ô nhiễm khác, CO có khả năng gây những ảnh hưởng cấp tính đến sức khỏe.  CO có độc tính cao, tạo mối liên kết bền vững với hemoglobine trong máu, tạo ra carboxyhemoglobine (COHb), làm giảm khả năng vận chuyển oxi của máu tới các cơ quan trong cơ thể.  Chỉ một lượng CO nhỏ hít vào cơ thể cũng có thể gây ra lượng COHb đáng kể.  70% hemoglobine trong máu bị chuyển thành COHb có khả năng gây chết người.  Ngoài ra, việc suy giảm lượng oxy cấp cho bào thai do CO ở các bà mẹ hút thuốc lá có thể gây ra việc giảm trọng lượng của trẻ em mới sinh và tăng tỉ lệ chết của trẻ sơ sinh. 

CO₂ là một chất khí không màu, không vị.  Nó là một phần của khí quyển từ xưa đến nay.  Hiện nay, nồng độ CO₂ trong khí quyển khoảng 350 ppm.  ở nồng độ này, CO₂ không hề có tác hại đến cơ thể sống.  Trái lại, nó hoàn toàn cần thiết cho quá trình quang hợp.  Lượng CO₂ trong khí quyển có xu thế tăng lên, khoảng 1,8 ppm, theo mùa và khu vực.  Nguyên nhân chính gây ra sự tăng nồng độ CO₂ trong khí quyển là việc gia tăng sự đốt cháy các nhiên liệu như than, dầu mỏ, khí tự nhiên và phá hủy rừng nhiệt đới. CO₂ gây khó thở và ảnh hưởng đến bộ máy hô hấp. Với hàm lượng CO₂ 5% có thể gây khó thở, nhức đầu; 10% CO₂ gây nôn, ói, bất tỉnh.

5. Các hợp chất hữu cơ bay hơi (VOC_s)

VOC_s là những chất lỏng hoặc chất rắn có chứa nguyên tố cacbon hữu cơ dễ dàng bay hơi.  Khả năng bay hơi của các VOC_s phụ thuộc vào áp suất hơi của chúng và áp suất khí quyển.  VOC_s  phát sinh từ sự cháy không hết của các loại nhiên liệu, sự bay hơi của các dung môi hòa tan, sự bay hơi của xăng tại các trạm tiếp xăng, của dầu mỏ tại các nhà máy lọc dầu, của các hóa chất rơi vãi, rò rỉ, v.v.  Các chất này thường ít gây nhiễm độc mãn tính mà chỉ gây nhiễm độc cấp tính như suy nhược, chóng mặt, say, sưng tấy mắt, co giật, ngạt, viêm phổi, apxe phổi,...  Một số chất còn có khả năng gây ung thư.

6.  Chì (Pb)

Chì phát sinh vào khí quyển chủ yếu từ tetraethyl chì (C₂H₅)₄Pb) có chứa trong xăng sử dụng cho hầu hết các động cơ đốt xăng trên thế giới.  Hiện nay ở các nước công nghiệp phát triển, việc sử dụng xăng không chì đã giảm đáng kể lượng chì phát sinh vào khí quyển (ví dụ ở Mỹ, lượng chì phát sinh năm 1990 chỉ bằng 13% so với năm 1981).  Ở nước ta cũng đã áp dụng việc sử dụng xăng không pha chì kể từ tháng 7 năm 2001.  Ngoài ra, chì còn phát sinh vào môi trường từ các quá trình sản xuất công nghiệp, các lò đốt chất thải,...  Trong công nghiệp, chì phát sinh từ những lò nấu chì, trong công nghiệp in ấn, sản xuất acquy,... Từ hơn 2000 năm nay, người ta đã biết chì là một chất độc hại cho sức khỏe.  Chì có thể xâm nhập vào cơ thể qua đường thức ăn, nước và không khí.  Các giới hạn cho phép về chì đều nhằm mục đích bảo vệ sức khỏe cho trẻ em.  Mục tiêu đề ra là phải giữ được lượng chì trong máu của trẻ thấp hơn 30 mg/dl.  Nhưng nhiều nghiên cứu cho thấy lượng chì 10 mg/dl cũng có thể gây ra ở trẻ bé sự suy giảm trí tuệ.  Lượng chì trong máu vượt quá 80 mg/dl có thể gây ra cho trẻ mê sảng, ngất, thậm chí tử vong.

7. Khí hydro florua (HF)

            Khí HF có thể phát sinh từ những nguồn thiên nhiên như các hoạt động của núi lửa, hoặc trong sản xuất công nghiệp như trong các nhà máy hoá điện, supe photphat, các lò nung gạch ngói, gốm sứ, sản xuất thủ tinh và từ quá trình đốt than.  Đối với con người, khí HF có thể gây viêm da, tiếp xúc lâu dài có thể gây phá huỷ cấu trúc của xương, gây bệnh về thận.  Đối với thực vật, khí HF có khả năng đốt cháy đầu lá cây, hạn chế sinh trưởng, làm rụng hoa quả, giảm năng suất cây trồng, v.v.

8. Khí hydro sunlfua (H₂S)

            Khí H₂S có thể phát sinh từ những nguồn thiên nhiên như ở các vết nứt núi lửa, các hầm lò khai thác than, ở các suối, cống rãnh hoặc từ sự phân huỷ các chất hữu cơ như rau cỏ, hoa quả.  Trong công nghiệp, khí H₂S sinh ra từ các quá trình đốt cháy nhiên liệu có chứa lưu huỳnh.  Khí H₂S có thể làm tổn thương lá cây, rụng lá, giảm sự sinh trưởng.  Đối với con người, ở nồng độ thấp, khí H₂S gây nhức đầu, mệt mỏi, uể oải; nồng độ cao gây hôn mê và có thể gây tử vong.  Khí H₂S ở nồng độ 5ppm gây mùi khó chịu, nồng độ 150ppm có thể gây tổn thương bộ máy hô hấp và màng nhầy.  Tiếp xúc với khí H₂S ở nồng độ 500ppm trong khoảng 15-20 phút có thể gây bệnh ỉa chảy và viêm cuống phổi; tiếp xúc ngắn ở nồng độ 700-900ppm khí H₂S nhanh chóng xuyên qua màng túi phổi và thâm nhập vào mạch máu, có thể gây tử vong.

9. Khói quang hoá (Photochemical smog)

Khói quang hóa không có trong khí thải mà là sản phẩm của khí thải. Khói quang hóa được ra trong khí quyển do sự tương tác giữa ánh sáng mặt tròi, cacbua hydro và ôxit nitơ.  Kết quả là ozon tích tụ lại và sinh ra một số chất ô nhiễm thứ cấp như formaldehyt, aldehyt, PAN (peroxyacetil nitrat).  Các chất này thường là các chất kích thích, gây ho, đau đầu và các bệnh đường hô hấp.  Chúng làm giảm quá trình sinh trưởng của cây, phá hoại tế bào lá và gây tổn thương nhiều loại cây.

Ozon là một chất cấu tạo khí quyển, là thành phần chủ yếu của các chất oxy hoá.  Nồng độ ozon tăng dần theo độ cao và đạt trị số tối đa trong tầng bình lưu, trong khoảng 18-35km.  Trong không khí đô thị có nhiều khói quang hóa, nồng độ ozon có thể lên trên 1ppm và trở nên độc hại cho sinh vật.  Theo Jaffe, nồng độ Ozon và các tác động của nó như sau:

- Nồng độ ozon 0,001 - 0,03 ppm ở khu vực thành thị

- Nồng độ ozon 0,1 - 0,2 ppm: gây kích thích ở mắt

- Nồng độ ozon 0,2- 0,5 ppm: Giảm thị lực mũi và họng bị kích thích, tấy rát;

- Nồng độ ozon 0,3 - 1 ppm: gây ho và mệt

- Nồng độ ozon 1,0 - 3,0ppm: mệt mỏi, bải hoải sau 2 giờ tiếp xúc;

- Nồng độ ozon 8,0ppm: nguy hiểm đối với phổi.

Ở súc vật thí nghiệm, hít phải Ozon với nồng độ cao (0,5 ppm) sẽ có thay đổi ở các tiểu phế quản hô hấp và phế nang:  Ở người, hít Ozon ở nồng độ 0,5- 0,6ppm là thể tích thở ra có giảm, tăng phản ứng của phế quản đối với Metacholin và Histamin.  Ozon là chất chịu ba phần tư trách nhiệm về các thảm hoạ chết người do khói quang hoá gây ra.

10. Các hợp chất chứa clo

            ONKK bởi hóa chất chủ yếu ô nhiễm do các hợp chất của clo.  Từ nửa sau thập niên 1960 đến đầu thập niên 1970, các nông dược chứa clo được sử dụng hàng loạt ở nhiều nước công nghiệp như DDT, BHC, v.v, có độc tính rất mạnh.  Khí clo dư thừa được sử dụng làm nguyên liệu để chế tạo các sản phẩm công nghiệp khác trong ngành công nghiệp hóa dầu (Chloro-Hydrocarbon làm chất hòa tan và chất làm đông).  Khí thải từ các nhà máy hóa chất, nhà máy sản xuất thuốc trừ sâu, lò đốt phế thải, v.v., đang xả ra môi trường không khí các dạng khác nhau của hợp chất clo.  Trichloroethylene và trachloroethylene đang là 2 trong 3 loại chất hòa tan có độc tính đối với gan, có tính gây ung thư.  Các hóa chất hệ clo thơm ngoài độc tính còn có tính chất tích đọng ở cơ thể sinh vật, cô đọng trọng hệ sinh thái bao gồm cả con nguời chúng ta.  Dioxin là hợp chất chlorinated aromatic hydrrocarbon thơm hệ muối có độc tính rất cao, có khả năng gây tử vong hoặc để lại di chứng lâu dài gây ung thư, dị dạng cho thai nhi.  Khả năng phân giải loại hóa chất này trong môi trường lại rất thấp nên dễ tích tụ lại ở cơ thể sống.

Trên đây là những ảnh hưởng cơ bản của các chất trong khí thải đến sức khỏe con người.  Mức độ ảnh hưởng phụ thuộc vào liều lượng của các chất ô nhiễm xâm nhập vào cơ thể.  Liều lượng này được xác định như sau:

Liều lượng (dose) =ò (Nồng độ chất ô nhiễm ở vùng thở) x (thời gian)

Để xác định được liều lượng nào được gọi là độc hại, người ta xây dựng mối quan hệ liều lượng-hiệu ứng (dose-reponse) đối với từng chất ô nhiễm.

Trong lĩnh vực ONKK và sức khỏe, người ta thường chú trọng đến những tiếp xúc dài hạn với những nồng độ thấp và gây ra những ảnh hưởng mãn tính.  Những tiếp xúc ngắn với nồng độ cao và gây những ảnh hưởng cấp tính chỉ có trong những sự cố công nghiệp hoặc sự cố ONKK khẩn cấp.

Nguồn: CED dịch và tổng hợp từ nhiều tài liệu tham khảo