DIOXIN:  NGUỒN GỐC, XUẤT XỨ  ĐÁNH GIÁ ĐỘC HẠI

Nội dung chính

Hóa chất khó phân hủy, tích lũy sinh học và độc hại (PBTs) là những chất có thể tích tụ đến mức có thể gây hại cho sức khỏe con người và hệ sinh thái. Những chất gây ô nhiễm này có thể di chuyển rất xa trong khí quyển và có thể di chuyển dễ dàng từ đất sang không khí và nước. Sự tích tụ của các hóa chất như vậy trong các sinh vật từ môi trường xung quanh thông qua hấp thụ, tiêu hóa và hít phải có thể gây ra các vấn đề sức khỏe nghiêm trọng. Dioxin được hình thành như một sản phẩm phụ của nhiều quá trình công nghiệp liên quan đến clo như đốt chất thải, sản xuất hóa chất và thuốc trừ sâu, xử lý vật liệu độc hại, tẩy trắng giấy và bột giấy. Khả năng gây rủi ro cho sức khỏe do các hoạt động khiến ung thư phát triển, điều hòa miễn dịch và gây quái thai của dioxin ở động vật gặm nhấm đã làm dấy lên lo ngại về sự hiện diện của chất này trong chuỗi thức ăn của con người. Cần chú trọng quan tâm đến các nguồn phát thải dioxin và các biện pháp giảm thiểu nguồn phát thải đó. Nguồn gốc, xuất xứ và đánh giá độc tính của dioxin được trình bày cùng với 3 nghiên cứu điển hình dưới đây.

Thuật ngữ dioxin dùng để chỉ một nhóm các hợp chất hóa học có cấu trúc và đặc điểm sinh học giống nhau nhất định. Dioxin là tên gọi chung của 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-para-dioxin (TCDD) nhưng cũng là tên cho polychlorinated dibenzo-para-dioxins (PCDD) cả về mặt cấu trúc và hóa học, dibenzofurans (PCDF) và polychlorinated biphenyls (PCB). Có 75 đồng phân và đồng loại PCDD, 135 PCDF và 209 PCB. 7 PCDD và 10 PCDF có sự thay thế ở các vị trí 2,3,7 và 8 được coi là độc hại và 11 PCB có độc tính giống như dioxin. Các hợp chất Dioxin không được tạo ra một cách cố ý mà được hình thành một cách vô tình do các hoạt động của con người và tự nhiên. Các hoạt động này bao gồm đốt và thiêu hủy, cháy rừng, tẩy trắng bột giấy và giấy bằng clo, một số hình thức sản xuất và chế biến hóa chất và các quy trình công nghiệp khác. Có nhiều dạng dioxin tồn tại. 2,3,7,8-tetra-chlorodibenzo-p-dioxin (2,3,7,8-TCDD) được coi là dạng độc nhất. Nó cũng là dạng được nghiên cứu nhiều nhất. Nồng độ độc tương đương (Toxic Equivalents – TEQs) được sử dụng để mô tả độc tính của 16 dạng khác liên quan đến 2,3,7,8-TCDD. Hóa chất khó phân hủy, tích lũy sinh học và độc hại (PBTs) là những chất có thể tích tụ đến mức có thể gây hại cho sức khỏe con người và hệ sinh thái. Những chất gây ô nhiễm này có thể di chuyển rất xa trong khí quyển và có thể di chuyển dễ dàng từ đất sang không khí và nước. Tích tụ sinh học là sự tích tụ các chất hóa học trong các sinh vật từ môi trường xung quanh thông qua việc hấp thụ, ăn uống và hít thở. Dioxin hòa tan dễ dàng hơn hoặc dễ tích tụ hơn ở các hợp chất béo hoặc dầu hơn là ở nước. Do đó, chúng phổ biến ở động vật có mỡ, đất bùn và trầm tích hơn là ở trong nước. Đối với các loài động vật hoang dã khác cũng vậy. Cách Dioxin hoạt động đưa nó lên đầu chuỗi thức ăn. Dioxin là thành phần độc hại chính của chất độc da cam, được tìm thấy tại Love Canal ở Niagara Falls, NY và là nguyên nhân cho các đợt sơ tán tại Times Beach, MO và Seveso, Ý (Bảng 1).

Phần lớn chất độc dioxin có nguồn gốc từ quá trình sử dụng clo trong công nghiệp, đốt rác thải đô thị và sản xuất thuốc diệt cỏ. Độc tính của các chất dioxin và hóa chất khác, như chất PCBs – chất hoạt động giống dioxin, được đo lường thông qua TCDD. Dioxin được hình thành như một sản phẩm phụ một cách không chủ ý của nhiều quy trình công nghiệp liên quan đến clo như đốt chất thải, sản xuất hóa chất và thuốc trừ sâu, tẩy trắng bột giấy và giấy. Dioxin được hình thành bằng cách đốt cháy các hợp chất hóa học gốc clo với hydrocacbon. Nguồn gốc chính của dioxin trong môi trường đến từ các nhiều loại lò đốt chất thải khác nhau và từ các thùng đốt rác. Ô nhiễm dioxin cũng bắt nguồn từ các nhà máy giấy sử dụng chất tẩy trắng bằng clo trong quy trình, sản xuất nhựa Polyvinyl Clorua (PVC) và sản xuất một số hóa chất khử trùng bằng clo như nhiều loại thuốc trừ sâu. Dioxin tồn tại trong chế độ ăn uống của chúng ta. Vì dioxin hòa tan trong chất béo nên nó tích tụ sinh học, có mặt trong chuỗi thức ăn. Một người Bắc Mỹ ăn theo chế độ ăn đặc trưng của Bắc Mỹ sẽ phơi nhiễm với dioxin từ thịt và các sản phẩm từ sữa là 93% (23% là từ sữa và bơ; các nguồn phơi nhiễm lớn khác là thịt bò, cá, thịt lợn, thịt gia cầm và trứng). Trong cá, các chất độc này tích tụ sinh học trong chuỗi thức ăn làm cho hàm lượng dioxin trong cá cao gấp 100.000 lần trong môi trường xung quanh. Dioxin được thải ra từ các nhà máy giấy, các lò luyện kim loại, các nhà máy hóa chất, các nhà máy sản xuất thuốc trừ sâu và từ tất cả các lò đốt.

Thời gian dài và nhiệt độ cao trong lò nung xi măng tạo ra  lượng PCDD/FS rất thấp so với lò đốt chất thải đô thị. Trên thực tế, PCDD/FS và các thành phần khác của chất thải nguy hại thực sự có thể bị phá hủy đúng cách trong lò nung xi măng nếu được thêm trực tiếp vào lò đốt. Phần lớn các nghiên cứu về sự hình thành dioxin trong lò nung xi măng cho thấy rằng các hợp chất này chủ yếu được hình thành ở các quy trình có nhiệt độ thấp hơn, bao gồm khu vực gia nhiệt (vùng màu đỏ) và khu vực sau khi gia nhiệt (vùng màu xanh). Sự phá hủy chất thải nguy hại trong lò nung xi măng, bao gồm cả hydrocarbon clo hóa đã được phân tích bởi nhiều nhà nghiên cứu và cho thấy hiệu quả phá hủy đạt hơn 99,99%. Do nhiệt độ cao trong lò nung xi măng, tất cả các chất hữu cơ đều bị phá hủy, do đó sự hình thành Dioxin trong Lò nung xi măng có thể được quy cho khu vực làm nóng trước và khu vực sau khi làm nóng. Trong khu vực gia nhiệt (màu đỏ), nguyên liệu thô được cho vào, làm nóng với khí nóng đến từ lò quay và quá trình canxi hóa xảy ra ở khu vực này. Nhiệt độ trong khu vực này thay đổi từ khoảng 250-850°C với phần dưới của khu vực gia nhiệt ở nhiệt độ cao hơn và phần trên ở nhiệt độ thấp hơn. Nguyên liệu thô có thể tạo thành nhiều bề mặt hạt, tạo điều kiện cho xúc tác bề mặt hình thành nên PCDD/Fs. Đồng thời, phần dưới của khu vực gia nhiệt có thể tạo điều kiện cho sự hình thành pha khí đồng nhất và phần trên có thể tham gia vào sự hình thành không đồng nhất của Dioxins. Các vật liệu hữu cơ có trong nguyên liệu thô, bay hơi trong khu vực gia nhiệt và xuất hiện trong dòng khí. Thông thường, có đủ clo trong nguyên liệu thô để duy trì các phản ứng hình thành của các hợp chất hữu cơ clo (chlorophenols, chlorobenzene, v.v.) cần thiết cho sự hình thành PCDD/Fs. Khí thô (khí lò nung), có thể chứa dư lượng carbon và lắng đọng trên bề mặt của các bức tường của các thiết bị kiểm soát ô nhiễm không khí (APCD) (vùng màu xanh). Nhiệt độ và nồng độ oxy cũng có thể là nguyên nhân cho sự hình thành dioxin trong APCD. APCD như bộ lọc bụi tĩnh điện (ESP) được sử dụng trong ngành công nghiệp xi măng để loại bỏ vật chất hạt khỏi khí thải. Vật chất hạt này có thể hấp phụ một số dioxin trên bề mặt của chúng.

1. Nguyên liệu thô, chứa PCDD/Fs tự nhiên
2. PCDD/Fs được hình thành trong khu vực gia nhiệt

• PCDD/Fs liên quan đến bụi xi măng (BXM), có nguồn gốc từ ESP.

BXM có chứa dioxin hấp phụ, được thu gom và đưa lại vào quy trình cùng với nguyên liệu thô. Karstensen và cộng sự, đã cho rằng rằng có 1 khu vực giữa ESP và khu vực gia nhiệt nơi PCDD/Fs được tạo ra và tồn tại ở dạng khí cũng như dạng hấp phụ. Một khi dioxin được tạo ra, chúng sẽ luân chuyển giữa dạng khí và dạng hạt bị hấp phụ. Do đó, trong công nghiệp xi măng, sự hình thành dioxin có thể là do dioxin đã có sẵn trong nguyên liêu thô và sự kết hợp của cơ chế đồng nhất và không đồng nhất trong khu vực gia nhiệt và sau đốt dẫn đến sự hình thành PCDD/Fs là đáng kể. Tính đồng đẳng hoặc đồng phân của dioxin trong mỗi nhóm đồng đẳng có thể được sử dụng để xác định các nguồn chính và cách hình thành, chịu trách nhiệm cho sự hình thành dioxin trong một trường hợp cụ thể. Tính đồng đẳng cung cấp thông tin về tỷ lệ tương đối của các hợp chất monoclo hóa và được mô tả đơn giản bằng một con số cho biết mức độ clo hóa trung bình. Mức độ clo hóa thay đổi giữa mức 1 và 8, trong đó mức đô 8 thể hiện PCDD hoặc PCDF là OCDD hoặc OCDF. Một số nghiên cứu cho thấy rằng tính đồng đẳng sẽ khác nếu có những thay đổi về thành phần nhiên liệu và điều kiện đốt cháy.

Khả năng gây rủi ro cho sức khỏe do các hoạt động gây ung thư, điều hòa miễn dịch và gây quái thai của dioxin ở động vật gặm nhấm đã làm dấy lên lo ngại về sự hiện diện của chúng trong chuỗi thức ăn của con người. Tính ưa béo của dioxin dẫn đến nồng độ dioxin cao hơn trong chất béo của các sản phẩm động vật và cá và sự bài tiết của chúng qua sữa ở bò sữa có thể dẫn đến nồng độ ô nhiễm dioxin tương đối cao trong các sản phẩm sữa giàu chất béo. Ô nhiễm bề mặt của thực vật và đất do sự tích tụ khí thải trong khí quyển cũng có thể là nguyên nhân trực tiếp khiến vật nuôi hấp thụ cả dioxin và do đó trở thành nguồn gián tiếp dẫn dioxin đến con người. Mặc dù có nhiều nghiên cứu dịch tễ học, vẫn chưa được xác định một cách chắc chắn dioxin là một vấn đề đối với con người. Một số biện pháp quản lý nhất định như cắt giảm chất béo từ thịt, tiêu thụ các sản phẩm từ sữa ít béo và đơn giản hơn là nấu thức ăn có thể làm giảm đáng kể mức độ tiếp xúc với các hợp chất dioxin. Báo cáo của EPA khẳng định rằng dioxin là một nguy cơ gây ung thư cho con người. Năm 1997, Cơ quan Nghiên cứu Ung thư Quốc tế (IARC), thuộc Tổ chức Y tế Thế giới, đã phát hành nghiên cứu của họ về dioxin và furan và công bố vào ngày 14 tháng 2 năm 1997 rằng dioxin độc nhất, 2,3,7,8- TCDD, được coi là tác nhân gây ung thư Nhóm 1, đồng nghĩa với việc dioxin là tác nhân gây ung thư ở người. Ngoài ung thư, tiếp xúc với dioxin cũng có thể gây ra các tác động nghiêm trọng về sinh sản và phát triển ở mức thấp hơn 100 lần so với các tác động gây ung thư của nó. Dioxin nổi tiếng với khả năng phá hủy hệ thống miễn dịch và can thiệp vào hệ thống nội tiết tố. Tiếp xúc với dioxin gây ra các dị tật bẩm sinh, không có khả năng mang thai, giảm khả năng sinh sản, giảm số lượng tinh trùng, lạc nội mạc tử cung, tiểu đường, khuyết tật học tập, ức chế hệ thống miễn dịch, các vấn đề về phổi, rối loạn da, giảm mức testosterone và nhiều hơn nữa.

1. Đi qua nhau thai vào trẻ sơ sinh;
2. Nó có trong chất béo ở sữa mẹ  đây cũng là một con đường tiếp xúc vớivới trẻ sơ sinh, làm cho việc cho con bú đối với các bà mẹ không ăn thuần chay hoặc không ăn chay khá nguy hiểm (Hình 1).

Hình 1 Đánh giá lại Dioxin bởi EPA

Nguồn:

https://medcraveonline.com/BIJ/dioxins-source-origin-and-toxicity-assessment.html#:~:text=relation%20to%20TCDD.-,Dioxin%20is%20formed%20as%20an%20unintentional%20by%2Dproduct%20of%20many,based%20chemical%20compounds%20with%20hydrocarbons.