Giáo trình môn Độc học môi trường

t lớn về độc tính của hóa chất và dẫn đến những tác động khác nhau trên hệ sinh thái. Do đó, các điều kiện cụ thể tại một vùng cụ thể phải được xác định trong việc đánh giá độ nguy hiểm tiềm tàng của độc chất. Tất cả các hệ sinh thái nước đều có một điểm chung là các loài sinh vật trong môi trường này (động, thực vật và vi sinh vật) chắc chắn sống ngập trong nước suốt cuộc đời chúng. Đây là một điểm cần lưu ý do các hệ sinh thái nước có thể trở thành nơi tiếp nhận nhiều loại độc chất khác nhau. Các loại độc chất trong môi trường nước – Chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học hoặc các chất tiêu thụ oxygen: Đó là sản phẩm từ các cống nước thải sinh hoạt, chất thải công nghiệp, trại chăn nuôi. Nước bị ô nhiễm hữu cơ đòi hỏi một lượng oxy cao cung cấp cho vi khuẩn để tự làm sạch, làm suy kiệt hàm lượng oxy hòa tan trong nước, dẫn tới chết tôm, cá. Ngoài ra, sản phẩm từ sự phân hủy các chất hữu cơ còn có thể là các chất độc đối với sinh vật thủy sinh. – Các tác nhân gây bệnh: gồm các loài sinh vật lây nhiễm được đưa vào nguồn nước qua con đường nước thải. – Chất dinh dưỡng thực vật: là những chất dinh dưỡng của các loài thủy thực vật, chủ yếu là carbon, nitrogen, phốt pho. Hàm lượng các chất này có thể gia tăng mạnh tại vùng nhận nước thải sinh hoạt, công nghiệp và nông nghiệp. Khi có quá nhiều chất dinh dưỡng làm phát triển các loài thực vật nước, khi chúng chết đi lại gây ô nhiễm hữu cơ cho nguồn nước. – Các chất hóa học hữu cơ tổng hợp - bền vững: có nguồn gốc từ các chất tẩy rửa, thuốc trừ sâu, thuốc kích thích sinh trưởng, thuốc diệt cỏ, chất hóa học công nghiệp, chất thải từ các khu sản xuất. Các hóa chất này có độc tính cao đối với sinh vật, gây ra mùi vị khó chịu và làm cản trở quá trình xử lý nước thải. Một số chất có độc tính cao chỉ với nồng độ rất thấp; số khác, tuy có độc tính thấp nhưng có khả năng tích tụ và gây độc qua mạng lưới thức ăn. – Các chất hóa học vô cơ và khoáng chất: gồm các kim loại, các ion vô cơ, các khí hòa tan, dầu mỏ, các chất rắn và nhiều hợp chất hóa học khác. Chúng có nguồn gốc từ công nghiệp khai thác mỏ, quá trình sản xuất, hoạt động của các dàn khoan dầu, sản xuất nông nghiệp, công nghiệp, các hiện tượng tự nhiên như xói mòn, phong hóa, lũ lụt Các hóa chất này ảnh hưởng đến quá trình làm sạch của nguồn nước, hủy diệt đời sống các loài thủy sinh, ăn mòn các công trình dưới nước. – Chất phóng xạ: ô nhiễm phóng xạ bắt nguồn từ việc đào và khai thác mỏ quặng phóng xạ, hoạt động của các lò phản ứng hạt nhân, chất thải phóng xạ không được quản lý chặt chẽ. Các chất này làm chết hoặc làm thay đổi di truyền, hoạt động trao đổi chất, quá trình sinh sản và phát triển của sinh vật như tôm, cá, rùa. Các loại độc chất này sẽ có cơ chế hoạt động phức tạp hơn khi tham gia vào các phản ứng, tương tác qua lại giữa chúng với nhau và với môi trường. Quá trình lan truyền của chất độc trong môi trường nước - Trong môi trường nước sự lan truyền và biến đổi của chất độc sẽ phụ thuộc vào các yếu tố như đặc tính lí học và hóa học của các tác nhân độc, các đặc tính về sinh thái học của các hệ sinh thái, nguồn và tỷ lệ hóa chất trong môi trường. - Trong môi trường nước các hóa chất có thể tồn tại ở 3 trạng thái khác nhau và đều có thể ảnh hưởng đối với các sinh vật. - Hoà tan: Khi các chất dễ hoà tan trong nước thì dễ bị các sinh vật hấp thụ. - Bị hấp thụ bởi các thành phần vô sinh hoặc hữu sinh và lưu lượng trong nguồn nước hoặc lắng xuống đáy. - Tích tụ trong cơ thể sinh vật: Các chất bị nước có thể lắng xuống đáy, ở dạng keo, khó bị sinh vật hấp thụ. Tuy nhiên một số sinh vật đáy có thể sử dụng chúng qua đường tiêu hoá hay hô hấp. Các hoá chất có thể tích tụ trong cơ thể sinh vật tại có mô khác nhau, qua quá trình trao đổi chất và thải tử lại môi trường qua con đường bài tiết. Các chất độc tồn tại trong môi trường nước sẽ tham gia vào các quá trình chuyển hoá: chuyển hoá vô cơ và chuyển hoá sinh học. Các quá trình chuyển hoá về cơ là: thuỷ phân, oxy hoá, quang phân. Các chuyển hoá vô cơ có thể tạo ra hay không tạo ra sản phẩm tham gia vào biến đổi sinh vật. Quá trình chuyển hoá sinh học: sau khi bị hấp thụ các chất độc bị chuyển hoá sinh học khác hoàn toàn với các phản ứng chuyển hoá sinh học khác hoàn toàn với các phản ứng chuyển hoá vô cơ 5 MT nước. Nhìn chung quá trình chuyển hoá sinh học có khuynh hướng làm thoái hoá các chất thành dạng ít độc hơn... * Quá trình tích tụ sinh học. Chất độc có thể đi vào sinh vật theo đường thức ăn và được tích luỹ lại chính sự tích luỹ nào làm thay đổi nồng độ chất độc trong môi trường. * Quá trình tích luỹ sinh học thuộc vào các yếu tố sau: 1. Tính ưa mỡ của chất độc. 2. Vận tốc chuyển hoá của chất độc trong cơ thể sinh vật. 3. Chu kỳ bán huỷ của chất độc trong cơ thể sinh vật. Có 2 dạng tích tụ sinh học của chất độc trong cơ thể sinh vật. * Tích tụ do khuyếch tán từ môi trường đi vào sinh vật Do quá trình khuyếch tán mà các chất độc đi vào cơ thể sinh vật - Tích tụ đơn bộ phận: chất độc chỉ đi vào 1 cơ quan của sinh vật còn lại sẽ được đào thảo ra ngoài. Chất độc ® cơ chế sáng ® phân bố cơ thể ® tích tụ 1 bộ phận ¯ đào thải VD: DDT ® chùm tích tụ ở gan. - Tích tụ đa bộ phận: chất độc tích luỹ ở nhiều bộ phận của cơ thể sống. Chú ý: Tích tụ đa bộ phận phổ biến hơn tích tụ đơn bộ phận. * Để đặc trưng cho quá trình tích tụ sinh học người ta đưa ra 1 hệ số gọi là hệ số tích tụ sinh học: là 1 đại lượng đặc trưng cho khả năng lưu giữ chất độc trong cơ thể sống tồn tại trong môi trường có chứa chất độc đó. * Tích tụ chất độc do khuyếch đại sinh học. Trong quá trình tiếp xúc lâu dài với chất độc thì lượng chất độc vào cơ thể sinh vật khi phát triển tiếp tục tăng lên. Các thực vật bậc thấp, bậc cao, động vật bậc thấp, bậc cao, kể cả con người khi tiếp xúc với chất độc, độc tố đều có thể bị những độc, phần lớn chất độc sẽ được đào thải ra ngoài một phần có khả năng tồn lưu trong cơ thể sống. Theo lượng thức ăn và quy luật vật chủ, con mồi các độc chất tồn lưu đó có thể chuyển từ sinh vật này sang sinh vật khác và được tích luỹ bằng những hàm lượng độc tố cao hơn theo bậc dinh dưỡng và theo thời gian sống, quá trình này được gọi là quá trình khuyếch đại sinh học. 3.2.2. Các yếu tố môi trường ảnh hưởng đến độc tính. - Các yếu tố liên quan tới cách thức ngộ độc. Khi 1 hoá chất tác động đến cơ thể sinh vật thuỷ sinh hợp chất đó phải tiếp xúc, phản ứng với 1 vị trí tiếp nhận tương thích trên cơ thể sinh vật với nồng độ đủ cao, thời gian đủ dài. Thời gian và nồng độ hoá chất thuỷ đổi theo từng loại hợp chất, sinh vật, vị trí tiếp xúc. Trong quá trình đánh giá tính độc yếu tố quan trọng nhất của cách thức ngộ độc là loại chất độc, độ dài, tần số ngộ độc, nồng độ hợp chất các sinh vật trong môi trường nước có thể bị tác động bởi các hoá chất có trong nước, bùn trầm tích hay trong thức ăn sự tồn tại của hoá chất sẽ ảnh hưởng tới cách thức nhiễm độc. Các hợp chất tan trong nước để tác động hơn hợp chất không tan, các chất tan trong nước có thể tiếp xúc với cơ thể sinh vật trên toàn bộ diện tích, quang, miệng các hợp chất có trong thức ăn chỉ có thể bị hấp thụ qua tiêu hoá. Các tác hại của chất độc diễn ra thông qua ngộ độc cấp tính hay mãn tính. Tần số ngộ độc cũng ảnh hưởng tới tính độc. VD: Sự ngộ độc cấp tính của 1 hoá chất ® sinh vật sẽ gây ra những tác hại tức thì nhưng sự ngộ độc liên tiếp tích luỹ sự ngộ độc tương đương với độc cấp tính thì ít hại hơn hoặc không có hại. Điều này là do quá trình trao đổi chất của hoá chất trong quá trình ngộ độc hay sự thích nghi của sinh vật với hợp chất. - Các tác nhân liên quan đến sinh vật. + Mỗi loài sinh vật có sự nhạy cảm khác nhau đối với từng loại hợp chất, sự nhạy cảm này là do tỷ lệ và cách thứuc trao đổi chất của sinh vật. + Chế độ ăn cũng sẽ ảnh hưởng tới quá trình độc: VD: các loại hải cẩu chuyên bắt những con cá yếu mà những con dễ ngộ độc nặng nhất. + Tính thích nghi với môi trường (các con non, ấu trùng là dễ tổn thương nhất). - Các tác nhân môi trường Các tác nhân môi trường sẽ ảnh hưởng tới quá trình vận chuyển, chuyển hoá của chất độc nén sẽ ảnh hưởng túi tính độc. VD: nhiệt độ, DO, pH, chất lỏng, chất tiếp xúc có trong môi trường, trong các yếu tố lý hoá của chất độ. VD: sự hoà tan, thuỷ phân. Các tác nhân môi trường có thể ảnh hưởng đến độc tính của một chất độc bao gồm các tác nhân liên quan đến khả năng hoạt động của độc chất trong môi trường nước, chẳng hạn hàm lượng oxy hòa tan, pH, nhiệt độ, chất lơ lửng. - Độc tính của chất độc còn có thể bị ảnh hưởng bởi sự kết hợp của hóa chất. Một độc chất trong môi trường ô nhiễm có thể có độc tính cao hơn chính nó nếu ở dạng tinh chất. Các yếu tố khác liên quan đến độc tính của độc chất là các đặc tính lý, hóa học của nó như độ hòa tan, áp suất bay hơi và pH. Những yếu tố này ảnh hưởng đến khả năng hoạt động, độ bền vững, sự biến đổi, dạng gây độc sau cùng của hóa chất trong môi trường nước. • Nhiệt độ nước Nhiệt độ trong môi trường nước có thể làm tăng, giảm hay không ảnh hưởng đến độc tính, tùy thuộc vào loại độc tố, loài sinh vật, tùy thuộc điều kiện cụ thể của từng trường hợp. Hiện nay có ít nghiên cứu về ảnh hưởng của nhiệt độ lên độc chất trong sự ngộ độc mãn tính. Trong sự nhiễm đôc cấp tính, khoảng thời gian đề kháng đối với một liều gây chết của độc tố sẽ thay đổi khi nhiệt độ thay đổi. Và khoảng thời gian này dài ra hay ngắn đi dưới tác dụng của nhiệt độ còn tùy thuộc vào loài sinh vật hay loại độc tố, độc chất. + Kẽm, thủy ngân, phenol, naphthenic acid sẽ tăng độc tính ở nhiệt độ nư?c thấp. Muối cyanide, hydrogen sulfide, một số thuốc trừ sâu (eldrin, DDT, permethrin,...) tăng độc tính khi nhiệt độ nước tăng. - Tuy nhiên, cũng có một số trường hợp đặc biệt cho thấy độc tính thay đổi theo nhiệt độ, tăng hay giảm lại tùy thuộc vào loài sinh vật. Cá hồi Đại Tây Dương có ngưỡng LC50 ở nhiệt độ 19oC cao hơn ngưỡng ở nhiệt độ 3oC hay 5oC đối với độc tính của kẽm. Cá tuế đầu dẹp lại có ngưỡng LC50 cao gấp 3 lần ở nhiệt độ 15oC so với nhiệt độ 25oC đối với độc tính của kẽm. Giải thích cho ảnh hưởng của nhiệt độ lên độc tính của độc chất là do nhiệt độ làm tăng quá trình ion hóa, giải phóng độc tố dưới dạng không liên kết, dễ xâm nhập qua màng tế bào. Ví dụ, một sự thay đổi nhiệt độ từ 0oC lên 30oC sẽ làm tăng hàm lượng NH3 lên gấp 9 lần trong cùng một điều kiện pH; do đó làm gia tăng độc tính trong môi trường nước. • Oxy hòa tan Người ta thường cho rằng, khi lượng oxy hòa tan trong nước giảm sẽ làm gia tăng đôc tính của độc chất trong môi trường nước. Tuy nhiên, do các nghiên cứu chưa đầy đủ nên kết luận trên chỉ là một phần của những ảnh hưởng do hàm lượng oxy hòa tan đối với độc chất và chỉ mới được kiểm chứng đối với ngộ độc cấp tính mà thôi. Nếu độc tính của một chất phụ thuộc vào pH, nó sẽ gia tăng khi lượng oxy hòa tan giảm. Chẳng hạn như amonia sẽ gia tăng độc tính gấp 2,5 lần. Điều này được giải thích rằng, do lượng oxy thấp nên lượng nước qua mang sẽ tăng lên, gây ra gia tăng pH cục bộ; và do đó, làm gia tăng lượng amonia chưa được ion hóa, khiến độc tính sẽ tăng lên. Bảng 3.1: LC50 của kẽm đối với cá thái dương mang xanh giảm theo sự giảm của lượng oxy hòa tan oxygen (% bão hòa) LC50 (mg/l) 67 38 21 11,3 10,6 7,3 Có thể thấy rằng, ở mức oxygen thấp nhất thì LC50 của cá Thái dương mang xanh cũng thấp hơn hẳn so với hai mức trên và độc tính cũng tăng lên gấp 1,5 lần so với độc tính ở mức oxygen 67%. • pH của nước Ảnh hưởng chính của pH lên độc chất là sự ion hóa dưới sự thay đổi pH. Các phân tử không liên kết sẽ trở nên độc hơn do chúng dễ xâm nhập vào mô tế bào hơn. + Một ví dụ cổ điển là amonia, độc tính của nó đã được nghiên cứu kỹ và thường được dự đoán qua đặc tính của nước. Ion amonia (NH4 ) ít độc hay hoàn toàn không độc; trong khi đó, dạng tự do NH3 lại khá độc, LC50 của cá hồi dao động từ 0,2 – 0,7 mg/l. Sự gia tăng một đơn vị pH trong một diện tích nước mặt nhất định sẽ làm gia tăng lượng NH3 lên 6 lần và đồng thời gia tăng độc tính. - Một số độc tố sinh học thay đổi độc tính theo pH, một số khác không thay đổi. Độc tính của chất diệt cỏ dinitrophenol giảm 5 lần khi pH tăng lên từ 6.9 đến 8. Tương tự như vậy, độc tính của 2-4 dichlorophenol giảm đi khi pH tăng lên. Điều này được giải thích do pH tăng sẽ làm giảm dạng không liên kết. Trong các chất độc sinh học ít bị ảnh hưởng bởi pH có rotenone và 2,4-dichlorophenoxyacetic acid. Một số chất không thay đổi nhiều về độc tính khi pH thay đổi, chẳng hạn phenol, chất hoạt động bề mặt alkyl benzenesulfonate (ABS). • Độ mặn - Thực nghiệm cho thấy khả năng chống chịu với độc tính của cá nước mặn tương tự như loài họ hàng với chúng sống trong môi trường quen thuộc của chúng (Klapow và Lewis, 1979). Tuy nhiên, một loài cá nhất định sẽ có những ngưỡng chịu độc khác nhau khi độ mặn trong nước thay đổi. Điều này có thể dự đoán được do các loài cá nước ngọt dư muối hơn so với môi trường của chúng và các loài cá nước mặn thiếu muối hơn so với môi trường nước biển. Như vậy, biện pháp để tránh sự thay đổi độc tính của độc tố là duy trì cân bằng muối trong nước. - Nhiều nghiên cứu đã cho thấy độ mặn của môi trường nước thực sự không ảnh hư?ng quan trọng đến độc tính của độc chất. Điều quan trọng là bản chất tự nhiên của sinh vật, là loài nước mặn, chịu mặn hay nước ngọt sẽ thích nghi được với sự thay đổi độ mặn như thế nào và từ đó sẽ ảnh hưởng đến khả năng chống chịu của chúng đối với độc chất. 3.2.3. Ảnh hưởng của độc chất trong môi trường nước. * Ảnh hưởng của KLN. Nhiều KLN có vai trò quan trọng cho dinh dưỡng của sinh vật nước. VD: Coban, Cu, Fe... Tuy nhiên nhu cầu các KLN của sinh vật là không cao đều ở mức vi lượng. Sự thay đổi nghiêm trọng hàm lượng KLN trong nước có thể dẫn đến tử vong hoặc làm mất cân bằng và sinh tử yếu ớt. Một số KLN như Hg, Cd có thể gây độc ngay khi nồng độ còn ....... - Độc cấp tính của KLN Các KLN gây độc cấp tính thể hiện tác động trong 1 khoảng dà từ giảm nhẹ tác động sinh trưởng đến tử vong. Mỗi 1 loại độc chất có mức độ tác động cấp tính khác nhau đối với 1 loại độc chất. - Độc mãn tính của KLN * Đối với cá: Giai đoạn phôi thai và ấu trùng của thuỷ sinh vật là giai đoạn nhạy cảm nhất .........đối với chất độc nói chung. Sự phát triển của phôi cá cực kì nhạy cảm đối với KLN. Do tính thấm của trứng giảm và màng đệm bị cứng đi. * Ảnh hưởng của HCBVTV Trong quá trình canh tác nông nghiệp HCBVTV sẽ theo nó từ các đi vào các thuỷ vực làm hàm lượng của chất............cao gây nguy hiểm cho sinh vật thuỷ sinh. Nó có thể bị ô nhiễm HCBVTV các trường hợp sau: - Để các HCBVTV thừa sau khi sử dụng. - Để rửa dụng cụ chứa HCBVTV ® hồ ao - Phun HCBVTV cho cây trồng cạnh sông hồ ao... - Xói mòn đất, nước chảy trên HCBVTV ® hồ, ao, sông.. Độc tính mãn của HCBVTV. Các HCBVTV đều có khả năng tích luỹ trong cơ thể người và động vật máu nóng. Các HCBVTV đều có khả năng kích thích khối u ác tính phát triển, ảnh hưởng đến bào thai và gầy đi dạng đối với thế hệ sau. Biểu hiện trạng thái của nhiễm độc mãn tính thường thấy như da xanh, mất ngủ, nhức đầu, mỏi cơ, mỏi khớp, suy gan, rối loạn thận. 3.2.4 Nguồn độc chất trong các môi trường nước 3.2.4.1. Chất độc trong môi trường nước sông Trong nhiều năm, chúng ta đã khai thác các dòng sông với nhiều mục đch khác nhau như lấy nước, sản xuất thủy điện, làm phương tiện giao thông, nơi tiếp nhận các nguồn nước thải của sinh hoạt và công nghiệp, Những việc này làm thay đổi đặc điểm tự nhiên của dòng sông, môi trường sống của hệ sinh vật nước và ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng. * Độ mặn: nước mặn theo thủy triều hoặc từ các mỏ muối trong lòng đất khi hòa lẫn trong môi trường nước làm cho nước bị nhiễm chlor, natri khá cao. Khi nồng độ muối cao sẽ làm các sinh vật chậm phát triển, chết. Nhiều loại tôm rất nhạy với sự thay đổi Cl- và các hàm lượng khác. Với nồng độ muối > 1g/l vi sinh vật bị ảnh hưởng, > 4g/l cây trồng bị giảm năng suất và > 8g/l tất cả các thực vật (trừ thực vật rừng ngập mặn) đều bị chết. * pH: Chỉ một số loài (rất ít) sống ở pH 10, phần lớn các sinh vật thích nghi ở pH từ 4 - 9,5. - pH > 6,0 đến 7,0: không có acid nên không có độc tính, pH = 6,0 chỉ gây độc trong trường hợp có chứa HCN, H2S, HClO - pH __ 9,0: không bị ảnh hưởng bởi tính kiềm, pH __ 9,0 chỉ gây độc + Khi có NH4 trong nước (pH cao có được do khả năng quang hợp của thực vật thủy sinh, lượng CO2 sinh ra sẽ phản ứng với nước và giải phóng OH-). - Khi cho thêm acid, kiềm vào nước, khả năng gây độc không chỉ là do sự tăng giảm pH mà còn do các thành phần có trong chất thêm vào. Khi nước bị nhiễm phèn, nguồn nước giàu các chất độc dạng ion Al3+, Fe2+, 2- SO4 . Ở pH thấp, hầu hết các sinh vật đều bị ngộ độc: cá có thể bị nổ mắt khi pH 600 - 800 mg/l trong đồng ruộng và Al3+ __ 135 ppm trong dung dịch dinh dưỡng. - Hệ đệm trong nước là do sự cân bằng giữa các ion CO32-, HCO3- có tác dụng chống lại sự thay đổi đột ngột của pH, bảo đảm cho sự sống của các sinh vật. Do vậy, phải đảm bảo độ kiềm trong nước không được thấp hơn 20 mg CaCO3/l. * CO2: có mặt trong nước do sự phân hủy kỵ khí của các chất hữu cơ hoặc do hô hấp của thủy sinh vật. Khi CO2 tích tụ trong cơ thể sẽ làm giảm pH trong máu, gây ảnh hưởng bất lợi cho cơ thể động vật dưới nước. Lượng CO2 trong nước sông hồ không được lớn hơn 25 mg/l. * Dầu: có trong nước thải nhà máy tinh luyện dầu, sản xuất hóa chất, trạm xăng dầu, xư?ng cơ khí, sự cố tràn dầu ở các kho xăng dầu, Dầu mỡ có thành phần hóa học phức tạp, độc tính và tác động sinh thái phụ thuộc vào từng loại dầu. Trong dầu thô còn chứa lưu huỳnh, nitơ, kim loại. Dầu mỡ có độc tính cao và tương đối bền vững trong nước. Dầu tạo thành lớp màng mỏng ngăn cản oxy hòa tan vào nước. Ở dạng tự do và nhũ tương, dầu làm ảnh hưởng đến khả năng hô hấp của cá, phá hủy sự phát triển của tảo. Dầu lắng ở đáy sông có hại cho các sinh vật đáy. * Chất gây mùi: như hydrocarbon, phenol, pentaclorophenat natri (chất dùng để phá lớp bùn bám ở các tháp làm mát), sulfur, mercaptan, có nguồn gốc từ các nhà máy luyện than cốc, sản xuất giấy, cao su tổng hợp. Chúng tạo ra các mùi khó chịu ở tôm, cá, hàm lượng gây mùi ở cá như sau: phenol : 15 - 25 mg/l cresol : 10mg/l xylenol : 1 - 5 mg/l pyridine : 5 mg/l napthalene : 1 mg/l chlorophenol : 0,1 mg/l * Hợp chất nitơ: NH3, NO2-, NO3- là sản phẩm của quá trình trao đổi chất, từ nước thải công nghiệp, nông nghiệp. Trong chu trình nitơ, các chất này có thể chuyển hóa qua lại lẫn nhau. NH3 có mùi, đặc biệt độc tính cao khi hàm lượng DO trong nước thấp. Độc tính của NH3 còn phụ thuộc vào giá trị pH của nước (dạng tồn tại là NH4 hay NH3). Tại pH =8,5, DO = 4 -5 mg/l tổng lư?ng NH3-N = 2,5 mg/l đã gây độc cho các sinh vật nước. Theo tiêu chuẩn quy định, tổng lượng NH3-N trong nước phải nhỏ hơn 1,5 mg/l, tổng lượng nitrat, nitrit bị giới hạn ở 10 mg/l (N) vì khi ở dạng nitrit có khả năng gây bệnh methemoglobinema cho trẻ sơ sinh. * Chất dinh dưỡng: gồm nitơ, phốt pho, carbon và các chất khác như K, Mg, Ca, Mn, Fe, Si, (có nguồn gốc từ nước thải sinh hoạt, nhà máy giấy, đường, trại chăn nuôi, nhà máy chế biến thịt cá, phân bón, hóa chất, nông nghiệp, ). Các chất này thúc đẩy sự phát triển của các sinh vật nước như vi khuẩn, nấm nước, tảo, thực vật nổi. Khi có quá nhiều chất dinh dưỡng, chúng sẽ phát triển dày đặc. Sau khi chết sẽ tạo ra lượng BOD cao, gây thiếu hụt oxy trong nguồn nước. Một số loài tảo như tảo xanh, tảo cát tạo mùi vị cho nước và là vật nổi hạn chế khả năng sử dụng nguồn nước cho các mục đích khác. Thực vật nước phát triển nhiều sẽ ngăn cản ánh sáng cho thực vật đáy quang hợp. Ngoài ra nguồn ô nhiễm phốt pho hữu cơ còn gây sự thiếu hụt oxy trầm trọng trong nước (để oxy hóa hoàn toàn 1 mg phốt pho hữu cơ cần 160 mg oxy). * Chất khử trùng: được dùng trong công nghệ xử lý nước và nước thải. – Cl2: được dùng trong công nghiệp và dân dụng với mục đch khử trùng hoặc tẩy trắng. Tuy nhiên, lượng clo dư trong nước sau xử lý là chất độc hại cho các sinh vật nước. Theo USEPA (US environmental Protection Agency), ngưỡng gây độc của chlor trong nước ngọt là 19 mg/l. Các hợp chất chlor hữu cơ (là sản phẩm của quá trình chlor hóa nguồn nước có chứa các chất hữu cơ) có khả năng gây ung thư. Với khả năng xâm nhập vào cơ thể 100% theo đường nước uống. – ClO2: là chất oxy hóa mạnh dùng để khử trùng nước, dễ bị phân hủy thành clorur, clorate. Chất này có khả năng làm suy yếu hệ thần kinh, giảm hóc môn tuyến giáp. May thay, chúng dễ bị phân hủy. * Vi khuẩn gây bệnh, ký sinh trùng Trong nước có rất nhiều loại vi khuẩn, trứng giun sán, . Lây nhiễm bệnh theo đường nước do các vi trùng gây nên chủ yếu là từ phân người và động vật. Có ba nhóm đặc trưng: + Nhóm coli: đại diện là E.coli + Nhóm streptococci: đặc trưng là fecal streptococci + Nhóm clostridia khử sulfit: đặc trưng là clostridium perfringens. Các vi khuẩn này chủ yếu gây bệnh đường ruột. Ngoài ra còn có vi khuẩn gây bệnh lỵ, thương hàn, tả, vàng da do xoắn khuẩn, sốt lâm sàng, Khi chảy tràn trên mặt đất, nước còn có khả năng bị ô nhiễm phân hữu cơ, có trứng của giun móc, giun đũa, sán thông qua con đường thức ăn, nước uống xâm nhập vào cơ thể và gây hiện tượng nhiễm giun sán. * Các chất vô cơ Xuất phát từ các nguồn thải công nghiệp hóa chất, luyện kim, sản xuất ắc quy, các linh kiện điện, công nghệ kỹ thuật cao, Ngoài các ion, KLN ở hàm lượng cao sẽ gây ô nhiễm đối với đời sống các vi sinh vật, qua chuỗi thức ăn tới động vật sống trên cạn và con người. + Nhôm: chiếm 8% trong vỏ trái đất. Các muối nhôm được sử dụng làm các chất keo tụ trong công nghệ xử lý nước và nước thải. Nước phèn có hàm lượng nhôm cao. Nhôm vô cơ hấp thụ kém và dễ bị cơ thể đào thải. Khi nghiên cứu hiện tượng ở người uống nước có chứa nhôm thấy có các bệnh liên quan đến não như alzheimer. + Antimon: có trong thành phần các hợp kim, cũng là một chất độc có thể có trong nguồn nư?c. + Arsenic: có trong nước từ nguồn nước thải công nghiệp khai thác quặng mỏ, sản xuất thuốc trừ sâu, thuộc da, trong các loại màu công nghiệp và từ quá trình xói mòn đất. Trong tự nhiên As thường đi cùng S. Hợp chất arsenic rất độc, được xếp vào nhóm 1. Arsenic đ?ợc hấp thụ vào cơ thể theo đường hô hấp, ăn uống hoặc qua da: 75% được thải ra ở nước tiểu, phần còn lại vào gan, thận, tim, rồi đến xương, lông, tóc, móng, não. Arsenic có khả năng gây ung thư da, phổi, xương, làm sai lạc nhiễm sắc thể. Dựa trên sự xâm nhập, người ta tính được có khoảng 20% theo đường nước uống. + Bari: có trong nước từ các nguồn nước tự nhiên và nước thải công nghiệp. Dựa trên sự xâm nhập, người ta cũng tính được 20% theo đường nước uống. + Bo: là nguyên tố kích thích sự phát triển của cây trồng. Bo có trong nước từ nguồn nước thải công nghiệp sản xuất xà phòng, vật liệu xây dựng; khi tiếp xúc lâu gây kích thích dạ dày. + Cadmium (Cd): có trong nước từ nguồn nước thải công nghiệp hóa chất, mạ, luyện kim, chất dẻo, khai thác mỏ, nhà máy phân bón và một phần được hòa tan từ ống dẫn nước, các mối nối kim loại. Sự hấp thu Cd trong cơ thể phụ thuộc vào tính tan của các loại hợp chất chứa Cd. Chúng được tích tụ ở thận và có chu kỳ bán hủy trong cơ thể người từ 10 - 35 năm. Cd thuộc nhóm 2A, có độc tính cao đối với thủy sinh vật, cá bởi tính dễ hấp thụ và tích lũy trong cơ thể thủy sinh của chúng. Dựa trên sự xâm nhập: 10% theo đường nước uống. + Crôm (Cr): được dùng trong công nghiệp luyện kim, sản xuất vật liệu chịu nhiệt, thuốc nhuộm, công nghiệp thuộc da Cr tạo thành các hợp chất có hóa trị 2+, 3+, 6+. Xét về độc tính gây ung thư, Cr6+ thuộc nhóm 1 còn Cr3+ thuộc nhóm 3, có khả năng gây viêm da, kích thích niêm mạc, Cr6+ gây đột biến đối với vi sinh vật và các tế bào động vật có vú, làm biến đổi hình thái tế bào, ức chế sự tổng hợp bình thường DNA, làm sai lệch các nhiễm sắc thể. + Đồng: ở mức vi lượng cần cho động và thực vật nhưng ngay cả ở liều lượng thấp Cu kìm hãm sự sinh trưởng của tảo. Thực vật mẫn cảm với Cu hơn so với người và động vật. Tuy nhiên với cá thì có khác (thực vật thủy sinh thể hiện mức nhiễm độc ở 1 mg/l trong khi cá: 0,015 - 3mg/l). + Cyanur: có trong nước từ nguồn nước thải công nghiệp. Độc tính cao, ảnh hưởng đến tuyến giáp và hệ thần kinh. + Chì: được pha trong xăng, dùng trong các hợp kim, ắc quy, sơn chống gỉ, màu công nghiệp. Qua đường tiêu hóa, chì được giữ lại ở trong gan, phần lớn thải qua mật rồi theo phân ra ngoài. Chì gây thiếu máu, tăng huyết áp và nhiễm độc thần kinh. Chì được tích lũy trong xương. + Thủy ngân: hợp chất thủy ngân có độc tính cao, gây hoại tử đường tiêu hóa, trụy mạch, suy thận cấp, phân chia sai lạc nhiễm sắc thể. Chúng được tích tụ ở thận, trong não và bào thai. Thủy ngân được thải qua nước tiểu và phân. Cá có khả năng hấp thu cao thủy ngân nhưng chưa gây chết. Người ăn cá nhiễm thủy ngân cũng có thể tăng lượng thủy ngân trong máu và tóc lâu ngày dẫn đến bệnh ung thư và tử vong. Trường hợp nhiễm độc thủy ngân ở vịnh Minimata ở Nhật Bản là một ví dụ điển hình. _+ Niken: có trong nước uống do hòa tan từ các đường ống dẫn nước và mối hàn. + Selen: là nguyên tố cần thiết cho cơ thể để tổng hợp men glutathion peroxidase và một số protein. Phần lớn các hợp chất của selen dễ tan trong