Địa Chất Môi Trường chương 13

Nhóm 8_12KMT

CHƯƠNG 13

NHỮNG KHÍA CẠNH CỦA ĐỊA CHẤT

VÀ SỨC KHỎE MÔI TRƯỜNG.

Người phụ nữ được đưa ra ở đây đang kiểm tra A-mi-ăng trong bộ quần áo bảo hộ (Rene

Sheret/ Tony Stone Worldwide)

Người phụ nữ trong hình đang mặc đồ bảo hộ trong khi kiểm tra A-mi-ăng trong một toà nhà.

Quá trình công nghiệp hoá và nông nghiệp hoá sử dụng nhiều vật liệu từ Đất và sản xuất ra

những thứ khác cho một lượng lớn nhu cầu sử dụng, cái mà được cho là có lợi cho con người.

Trong nhiều trường hợp thì giả thuyết này đúng, nhưng nhiều trường hợp khác về hoá học và

khoáng sản thì chúng ta đang tạo ra những hậu quả bất lợi về môi trường đến con người và các

hệ sinh thái trên Trái Đất.Các loại thuốc diệt cỏ và thuốc trừ sâu đã bảo vệ mùa màng của

chúng ta nhưng cái giá là chúng cho thấy những hậu quả xấu về môi trường. Ví dụ, DDT rất

Ch ng 13: Nh ng khía c nh đ a ch t c a s c kh e môi tr ngươ ữ ạ ị ấ ủ ứ ỏ ườ Page 1

Nhóm 8_12KMT

hữu ích trong việc diệt muỗi, mang mầm mống sốt rét, một trong những dịch bệnh nguy hại

trên Thế giới. Tuy nhiên, DDT là một chất hữu cơ khó phân huỷ, ảnh hưởng đến chuỗi thức ăn,

gây ra những vấn đề môi trường, đặc biệt đến những loài chim khi những chất hoá học làm

mỏng dần và suy nhược vỏ trứng, dẫn đến việc chết hàng loạt loài gà. Tương tự, A-mi-ăng,

được khai thác từ những sợi khoáng Silicate, được sử dụng rất nhiều trong công nghiệp cho

việc tản nhiệt và ngăn chống cháy nổ máy móc. Tuy nhiên, nhiều công nhân tiếp xúc thường

xuyên với các loại A-mi-ăng gây ra các bệnh liên quan đến phổi, được biết đến như ung thư

phổi.Rõ ràng là sức khoẻ của con người liên quan mật thiết với môi trường của chúng ta và tiếp

xúc với các hoá chất ta sản xuất, các khoáng vật ta sử dụng.

Mục đích học tập:

Sức khoẻ môi trường là một lĩnh vực quan trọng của công cuộc khảo sát vì sự am hiểu tốt hơn về những mối quan hệ giữa môi trường của chúng ta và tỉ lệ dịch bệnh sẽ giúp chúng ta tạo ra những chiến lược để cải thiện hoàn toàn sức khoẻ. Mục đích học tập ở chương này là:

Có thể định nghĩa bệnh tật từ một quan điểm môi trường và trình bày những nhân tố

thông thường liên quan tới sức khoẻ môi trường.

Có sự hiểu biết về những nhân tố địa chất liên quan đến môi trường.

Quen với khái niệm mức nguyên tố vi lượng và độc tố trong môi trường.

Có được sự hiểu biết về mối quan hệ giữa bệnh mãn tính và môi trường địa chất.

Biết được A-mi-ăng là gì và tại sao lại có những tranh cãi về tiềm năng của nó gây ra

những vấn đề sức khoẻ.

Biết được phóng xạ hạt nhân là gì trong thời kỳ của những loại phóng xạ và ảnh

hưởng tiềm ẩn của chúng về sức khỏe.

Có thể bàn luận về vấn đề khí radon trong các gia đình,trường học và nhũng tòa nhà

khác.

Biết được những bước chuyển biến lớn trong quá trình định giá và quản lý những rủi

ro từ việc tiếp xúc với những vật liệu độc hại của môi trường.


Nhóm 8_12KMT

13.1 Giới thiệu về sức khoẻ môi trường.

Như một thành viên của cộng đồng sinh vật, con người đã khắc một lỗ hổng vào hệ thống sinh

quyển- một lỗ hổng phụ thuộc nhiều vào những mối quan hệ lẫn nhau phức tạp giữa sinh

quyển, khí quyển, thuỷ quyển và thạch quyển. Chúng ta chỉ đang bắt đầu thắc mắc và có được

một sự hiểu biết cơ bản của toàn bộ phạm vi ảnh hưởng của các nhân tố môi trường. Khi chúng

ta tiếp tục việc khám phá về chu trình địa chất - từ một số lượng những nguyên tố của đất, đá

và nước tới các kiểu khí hậu, địa chất và địa hình khu vực - chúng ta đang làm một cuộc khám

phá quan trọng về phương thức những nhân tố đó sẽ ảnh hưởng đến tỉ lệ tử và những sự tăng

lên của bệnh ung thư thông dụng. Riêng ở Hoa Kỳ, tỉ lệ tử đã có dấu hiệu biến đổi từ khu vực

này sang khu vực khác. Và một số sự biến đổi ở những môi trường mà chúng ta đang sống như

địa phương, vật lý, sinh học và hoá học.

Bệnh tật được mô tả như một sự mất cân bằng, bắt nguồn từ một sự điều chỉnh tồi tệ giữa cá

nhân và môi trường. Bệnh tật ít khi gây ra tác hại đơn lẻ. Sự đóng góp của các nhà địa chất cho

chúng ta biết về những hậu quả của chúng để giúp đỡ khía cạnh địa chất môi trường mà có thể

ảnh hưởng đến tỉ lệ của các bệnh tật. Nhiệm vụ cực kỳ phức tạp này đòi hỏi có những cuộc

điều tra khoa học kết hợp với nhiều ngành học thuật với những nhà vật lý và những nhà khoa

học khác. Mặc dù cấu trúc hiện nay đã trở nên mơ hồ hơn, phần thưởng khả thi của lĩnh vực

địa y học là rất thú vị và đóng vai trò đáng kể đối với sức khoẻ môi trường.

Để nghiên cứu khía cạnh địa chất của sức khoẻ môi trường, chúng ta cũng phải cân nhắc về

trồng trọt và những nhân tố khí hậu liên quan đến thời kỳ của tỉ lệ bệnh tật và tỉ lệ tử. Sự

nghiên cứu về những khía cạnh này có thể giúp cô lập những ảnh hưởng về địa chất.

Môi trường lây truyền bệnh truyền nhiễm.

Môi trường lây nhiễm dịch bệnh,lan rộng từ sự tương tác của cá nhân với thực phẩm,

nước,không khí và đất đai và cấu trúc một phần của vấn đề sức khoẻ lâu dài mà con người

đang phải đối mặt. Những bệnh dịch mà có thể được kiểm soát bởi quá trình cơ khí hoá môi

trường, như việc cải thiện về điều kiện và nước sinh hoạt, điều đó đã được phân loại như sự

liên quan đến sức khoẻ môi trường. Mặc dù có sự liên quan mật thiết với độc tố và chất gây

ung thư mà chúng ta đang tạo ra trong xã hội công nghiệp ngày nay, dịch bệnh lây nhiễm thông

qua môi trường gây nên lượng tử vong cao ở các nước phát triển. Ở Hoa Kỳ, lây nhiễm dịch

bệnh môi trường hoàn toàn chưa được loại bỏ, mỗi năm có hàng ngàn trường hợp ngộ độc thức

ăn và nước uống. Chúng có thể lan rộng bởi: những sinh vật trung gian như muỗi hay bọ


Nhóm 8_12KMT

chét;liên hệ với ô nhiễm thực phẩm, nước hay đất, hoặc lây nhiễm thông qua hệ thống thông

gió của các toà nhà. Ví dụ điển hình của lây nhiễm dịch bệnh môi trường bao gồm bệnh dịch

lịch sử, sán dạ dày (tiêu chảy mãn tính), khuẩn salmonella (ngộ độc thực phẩm), sốt rét, dịch

hạch, sốt xuất huyết, dịch Lyme và nhiễm trùng cryptosporidium.

Yếu tố văn hóa

Khía cạnh văn hóa của xã hội phản ánh tổng thể hoàn toàn khái niệm và công nghệ mà mọi

người trong xã hội đã phát triển để tồn tại trong môi trường của chúng. Những khía cạnh đó

ảnh hưởng đến sự xuất hiện của dịch bệnh bởi việc tạo nên những đường dẫn và những rào cản

giữa con người và hậu quả của bệnh tật. Tự nhiên quy mô của những đường dẫn phụ thuộc vào

những nhân tố như phong tục địa phương và mức độ công nghiệp hoá. Những thành viên của

xã hội sống nhờ vào đất và nước đang bị nhiễm bệnh bởi những vấn đề sức khoẻ khác hơn so

với những thành phần sống trong các đô thị. Công nghiệp hoá xã hội đang dần loại bỏ những

bệnh dịch như bệnh dịch tả, thương hàn, giun móc và kiết lị, nhưng chúng dễ dàng vượt qua

hơn so với ung thư phổi và các bệnh khác liên quan tới ô nhiễm không khí, đất và nước.

Ví dụ cho mối quan hệ giữa văn hóa và dịch bệnh, liên quan đến thói quen xây dựng cấu trúc

gần đây ở Hoa Kỳ. Chúng ta xây những ngôi nhà trên những phiến xi-măng, có thể gãy vỡ, và

cô lập những ngôi nhà đó cho việc dự trữ năng lượng. Những thói quen này sẽ tạo cho ngôi

nhà dễ bị ảnh hưởng hơn bởi ô nhiễm không khí bên ngoài, như khí radon, là con đường dẫn

đến ung thư phổi. Ví dụ khác là phạm vi tác động cao của ung thư dạ dày ở Nhật Bản. Người

Nhật Bản thích gạo hơn cái mà được làm bóng, được sấy khô và làm thành bột; không may,

những món sấy khô chứa A-mi-ăng như một chất độc hại. A-mi-ăng, một loại sợi khoáng chất,

là một chất gây ung thư hoặc đóng vai trò thụ động như vật trung gian của chất gây ung thư.

Sự liên hệ của việc nhiễm độc chì cũng làm ảnh hưởng đến trồng trọt, chính trị và kinh tếtrong

thời kỳ dịch bệnh. Ảnh hưởng của nhiễm độc chì có thể bao gồm bệnh thiếu máu, chậm phát

triển trí não và chứng tê liệt. Chì được tìm thấy trong một số rượu Whiskey ánh trăng và dẫn

đến hậu quả là nhiễm độc chì ở lứa tuổi trưởng thành và thậm chí cho thai nhi và trẻ sơ sinh

của những bà mẹ uống chúng. Vài cuộc nghiên cứu đề ra rằng sự lan rộng nhiễm độc chì là 1

trong những nguyên nhân của sự sụp đổ đế chế La Mã.Theo phỏng đoán người La Mã sản xuất

khoảng 55.000 tấn chì mỗi năm trong vòng 400 năm. Chì được sử dụng cho những bình rượu

nho được chuyển sang thành đường, trong những chiếc chén của những người La Mã uống

rượu vang, và trong các mỹ phẩm, thuốc men. Tầng lớp thống trị cũng có những ống nước dẫn


Nhóm 8_12KMT

đến các ngôi nhà của họ thông qua các ống dẫn. Những nhà sử học chỉ rõ rằng việc dần dần

nhiễm độc chì giữa những lớp cao hơn dẫn đến hậu quả cuối cùng làm cho phôi thai chết, dị tật

và chấn thương não được lan rộng. Lượng nhiễm chì cao tìm thấy trong hài cốt của những

người La Mã cổ. Hơn nữa có sự ủng hộ từ một nghiên cứu lõi băng trên những con sông băng

ở Greenland; những lõi băng này cho thấy rằng giai đoạn từ 500 năm TCN đến 300 năm SCN,

chì tập trung trong băng gấp bốn lần so với bình thường. Điều này đề nghị rằng công nghiệp

mỏ và rèn kim loại trong suốt thời đế chế La Mã đã làm ô nhiễm bầu khí quyển bán cầu bắc

bởi chì. Với việc loại bỏ chì trong khí đốt và sơn, phóng xạ chì đã được ngăn chặn ở Hoa Kỳ.

Tuy nhiên, nhiễm độc chì với trẻ em vẫn còn hiện diện một nguy cơ trầm trọng trong trung tâm

thành phố dựa vào lây nhiễm qua trẻ em và lớp sơn cũ của các toà nhà.

Yếu tố khí hậu.

Các yếu tố khí hậu bao gồm nhiệt độ, độ ẩm và lượng mưa cóliên quan mật thiết gây bệnh cho

con người. Hai bệnh nghiêm trọng nhất mà khí hậu gây ra là bệnh sán máng và bệnh sốt rét,

các bệnh đó thường xuất hiện ở khí hậu nhiệt đới. Những bệnh đó liên qua tới khí hậu bởi vì

các sinh vật truyền bệnh như ốc sên và muỗi phát triển theo điều kiện khí hậu tương ứng. Bệnh

sán máng là một trong những nguyên nhân nhân quan trọng dẫn đến cái chết của những đứa

trẻ và sự sống của hàng triệu người trên thế giới. Nó gây ra nhiều hậu quả nghiêm trọng và một

số nhà nghiên cứu coi nó như là 1 căn bệnh trầm trọng nhất của thế giới.

Giả sử mối quan hệ giữa văn hóa hay khí hậu với các dịch bệnh phải được nhìn nhận với sự

hoài nghi vì thỉnh thoảng có một câu trả lời đơn giản tới những vấn đề sức khỏe môi trường. Ví

dụ, nếu bệnh sán máng có thể kiểm soát được bằng khí hậu, tất cả các khu vực với khí hậu

thích hợp, trong 1 vài ví dụ thì nguyên nhân là do địa chất. Điều kiện ở khu vực Amazon là tối

ưu để xuất hiện bệnh dịch, nó từng xuất hiện ở hai vùng giới hạn , đầu tiên là do không có đủ

Canxi trong nước hầu hết khu vực để tạo điều kiện cho ốc sên truyền nhiễm bệnh sán máng.

Một số nơi ở lưu vực sông Amazon, tính acid trong nước có sự hiện diện đồng đỏ ( Cu) và một

số kim loại nặng khác có thể là nguyên nhân gây nên sự biến mất của ốc sên .

Từ sự giới thiệu về sức khỏe môi trường, chúng ta có thể thấy một số quan hệ phức tạp giữa

thời kỳ bệnh dịch và môi trường. Với tư tưởng ấy, bây giờ chúng ta sẽ tập trung vào khía cạnh

địa chất của vấn đề sức khỏe. Ở chương này, chúng ta suy xét xem những nhân tố địa chất đặc

biệt quan trọng cho sức khỏe, tác động của nhiều nguyên tố vị lượng đến sức khỏe, và tầm

quan trọng của địa chất môi trường đến với mối liên hệ của các bệnh tim mạch và ung thư, cái


Nhóm 8_12KMT

mà đang dẫn đến những ca tử vong ở Hoa Kỳ. Chương bao gồm sự bàn luận về sự phóng xạ và

khí radon bao gồm sự liên hệ các nhân tố địa chất và nguy cơ đe dọa sức khỏe con người.

13.2 Một số thành phầnđịa chất của sức khỏe môi trường

Đất được sử dụngcho mục đích trồng trọt và sản xuất lương thực, đá được sử dụng để chúng

ta xây nhà và các công trình công nghiệp, nước dùng để uống, và không khí để hít thở, tất cả

những yếu tố này ảnh hưởng đến việc tăng các vấn đề sức khỏe nghiêm trọng. Mặt khác, những

yếu tố này cũng có thể ảnh hưởng đến cơ hội để chúng ta có một cuộc sống lâu hơn, hiệu quả

hơn. Điều ngạc nhiên, nhiều người vẫn tin rằng đất, nước hay không khí thì “tự nhiên”, “trong

sạch”, hay “chưa bị khai phá” , tình trạng rất” tốt” và nếu hoạt động của con người làm thay

đổi hoặc làm chúng bị“biến đổi”,thì làm chúng bị“ô nhiễm” và rất “tệ.

Mối quan hệ giữa địa chất và sức khỏe là chủ đề nghiên cứu và tranh luận đáng chú ý. Mặc dù

một vài nguyên nhân và kết quả rõ ràng về mối quan hệ này đã được cô lập, chúng ta đang

tìm hiểu tất cả các thời cơ về những đường đi khó thấy mà môi trường địa chất ảnh hưởng đến

sức khỏe nói chung. Xử lý các mặt khác nhau về địa chất y tế thậm chí trình độ giới thiệu yêu

cầu thảo luận về sự phân bố tự nhiên của các yếu tố trong lớp vỏ trái đất những cách mà quá

trình tự nhiên và nhân tạo tập trung phát tán những yếu tố.

Sự phong phú của các nguyên tố tự nhiên

Mặc dù tồn tại những mối quan hệ trái ngược nhau giữa số lượng nguyên tử của các nguyên tố

và sự phân bố của chúng: các nguyên tố nhẹ hơn thì gặp thường xuyên hơn những nguyên tố

nặng. Nói chung, mối quan hệ này ảnh hưởng đến cả sinh quyển và khí quyển. Bảng 13.1 là

bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học, nhận dạng nhiều hơn sự phong phú của các nguyên tố

trong vỏ trái đất và các nguyên tố vi lượng quan trọng với môi trường. Bảng 13.2 cho thấy các

nguyên tố phổ biến nhất trong các loại đá của lớp vỏ lục địa. Các nguyên tố này được tạo ra

99% từ đá nặng là giữa 26 nguyên tố đầu tiên của bảng tuần hoàn. Bảng 13.3 cho thấy sự phân

phối của các nguyên tố chứa trong cơ thể người trưởng thành. 20 nguyên tố đầu tiên của bảng

tuần hoàn chiếm phần lớn % trọng lượng trong cơ thể người.


Nhóm 8_12KMT

Bảng 13.1Bảng tuần hoàn các nguyên tố cho thấy yếu tố đó là tương đối phong phú trong vỏ

trái đất và một số nguyên tố vi lượng quan trọng với môi trường

Bảng 13.2: Sự phong phú tương đối phổ Bảng 13.3:Phân phối của các yếu tố phong phú

biến nhất trong các loại vỏ đá của trái đất. hơn trong cơ thể người trưởng thành.


Nhóm 8_12KMT

Tế bào sống được cấu tạo chủ yếu từ 11 nguyên tố, được gọi lànguyên tố chính. Đó là các

nguyên tốH, Na,Mg,K, Ca, C,N, O,P,S,C. Đối với những loài có hồng cầu, sắt được pha thêm

vào danh sách các nguyên tố trên. Ngoài các nguyên tố chính, các mô sống cần một số lượng

nhỏ các nguyên tố khác để hoạt động chính xác. Nguyên tố vi lượng giúp điều tiết chức năng

và quá trình của sự sống. Nguyên tố vi lượng đã được nghiên cứu và được biết là cần thiết cho

dinh dưỡng bao gồm flo, crôm, đồng, kẽm, selen, molybden, và iot. Đây là danh sách chưa

hoàn chỉnh, và nó sẽ không được đánh giá khi biết rằng nhiều nguyên tố vi lượng là cần thiết

hơn hoặc ít nhất là hoạt động trong quá trình sống. Những nguyên tố khác,bao gồm cả niken,

acsen,nhôm,và bari, tích lũy theo thời gian hình thành mô (tissues age) và được biết như là

nguyên tố tuổi (age elements). Kết quả sinh lí của sự tích tụ các nguyên tố trong tế bào sống

được biết đến trong một số trường hợp nhưng hoàn toàn không biết hoặc chưa được hiểu rõ ở

những người khác.

Sự tập trung và phân tán của chất hóa học

Các nguyên tố và hợp chất vận động theo các con đường khác nhau trong thạch quyển, thủy

quyển, sinh quyển, và khí quyển tạo thành các chu trình sinh địa hóa. Quá trình tự nhiên, giả sử

như sự phóng thích khí bởi hoạt động của núi lửa, sự phong hóa của đá và các mảnh đá vỡ,

phóng thích các vật liệu hóa học vào môi trường. Thêm vào đó, việc sử dụng của của con

người dân tới sự giải phóng các vật liệu và vật chất cái mà chứa chì điều đó dẫn đến ô nhiễm

môi trường. Nói chung, có nhiều trường hợp ngoại lệ, nồng độ các nguyên tố vi lượng tăng lên

từ đá đến đất hoặc nước rồi vào thực vật hoặc động vật. Hình 13.1 cho thấy vài con đường của

nguyên tố vi lượng có thể được tích tụ trong cơ thể người , có lẽ đây là nguyên nhân gây ra các

vấn đề về sức khỏe.

Hình 13.1:Bản vẽ sơ đồ cho thấy

cơ chế các con đường của nguyên

tố vi lượng tích tụ trong con

người và động vật, do đó ảnh

hưởng đến chất lượng sức khỏe

hoặc gây bệnh.


Nhóm 8_12KMT

Một khi đượcgiải phóng ra bởi quá trình tự nhiên hoặc nhân tạo, các nguyên tố và các hợp chất

khác được tuần hoàn và tái sinh bởi chu trình địa hóa và quá trình hình thành đánhững quá

trình này có thể thay đổi nồng độ của chúng. Như vậy, nồng độ của các nguyên tố hoặc hợp

chất hóa học đặc biệt có thể khá khác nhau trong đá lửa so với đá trầm tích, loại đá được hình

thành từ các sản phẩm phong hóa của đá lửa. Dù nồng độ có tăng hoặc giảm tùy thuộc vào tự

nhiên của quá trình sinh địa hóa và hình thành đá. Bảng 13.4 là danh sách nồng độ của những

nguyên tố được chọn trong đá lửa và đá trầm tích. Mặc dù những thông tin này chưa được chi

tiết, nhưng nó rất hữu ích bởi vì nó cho biết những thay đổi tương đối đa dạng của những

nguyên tố được sản xuất bởi quá trình hình thành đá và quá trình sinh học, ví dụ, lần phong hóa

đầu tiên của đá lửa tạo ra đá phiến thì hàm lượng selenium tăng lên 10 lần. Với sự ngoại lệ của

than đá và photphorite (đá giàu Ca3(PO4)2), những loại khác của đá trầm tích không cho thấy sự

tăng lên tương tự trong selenium. Đây là ví dụ và gợi ý của quá trình sinh địa hóa và hình

thành đá, như phong hóa,sự rửa lũa, sự bồi tụ , sự lắng đọng, kết quả sắp xếp, cô đặc và phân

tán các nguyên tố và vật chất khác của môi tường. Quá trình con người cũng ảnh hưởng tới sự

tập trung của hóa chất, và cũng như sự tăng lên của dân số là vấn đề nghiêm trọng tiềm tàng.

Bảng 13.4 Khác nhau về nồng độ của một số yếu tố trong các vật liệu tự nhiên .


Nhóm 8_12KMT

Phong hóa: Phong hóa là hiện tượng vật lí, hóa học phá vỡ đá và vật liệu để hình thành đất.Dù

đá gốc hình thành đất là đá nền hay đá vụn vận chuyển và kết tủa bởi nước, gió, hoặc băng,

phong hóa là quá trình tự nhiên, quá trình này tạo ra các nguyên tố vi lượng đã được sinh

quyển sử dụng trong chu trình sống.

Bản đối chiếu nhân tạo của sự phong hóa là sự ô nhiễm , nó cũng là sự phóng thích các nguyên

tố vi lượng vào môi trường. Ví dụ, chì được phóng thích vào môi trường khi chì được thêm vào

trong nhiên liệu truyền qua hệ thống xả khí; Hg,Cd,Ni,Zn và những kim loại khác được phóng

thích vào khí quyển và nước qua hoạt động công nghiệp và khai thác mỏ.

Giảm ô nhiễm chì đang trở thành 1 câu chuyện thành công môi trường. Nó không còn được sử

dụng như 1 chất phụ gia trong xăng ởMỹ và nhiều quốc gia trên thế giới. Như 1 kết quả, sự tập

trung của chì trong khí quyển đã rơi xuống đột ngột( hơn 90%), và điều này sẽ ảnh hưởnglớn

đến sức khỏemôi trường với hàng triệu người đã bị phơi nhiễm chì trước đây từ sự phát thải chì

của các phương tiện giao thông.

Lọc: lọc, bồi tụ, lắng đọng, hoạt tính sinh học và các quá trình khác có thể tập trung hoặc phân

tán các nguyên tố sau khi chúng được tạo ra bởi các quá trình tự nhiên và nhân tạo. Lọc của đất

là việc loại bỏ tự nhiên của nguyên liệu hòa tan (trong dung dịch) từ trên xuống dưới tầng

đất.Vật liệu đó bị tan ra khỏi đất có thể nhập vào hệ thống nước ngầm và bị phân tán, pha

loãng.Nếu vật liệu đủ nhiều và độc hại hay không có hại, nó cũng có thể gây ô nhiễm nước

ngầm.Lọc từ đất là cách phổ biến nhất ở vùng khí hậu nóng ẩm nơi đất có thể nghèo dinh

dưỡng vì các chất dinh dưỡng được loại bỏ. Hơn nữa, nguyên tố vi lượng vẫn có thể được tập

trung ở mức độ không mong muốn.

Tích lũy:Sự tích lũy dài trong đất đề cập đến quá trình gây ra hoặc tăng của vật liệu trong đất.

Ví dụ các muối có thể tích lũy trên bề mặt và các vùng trên đất thông qua quá trình bốc hơi và

các vật liệu đã được loại bỏ bằng cách lọc từ tầng đất và tích tụ trong tầng đất B. Một ví dụ

gần đây được tìm thấy sự tích tụ của canxi cacbonat ở vùng bán khô cằn (caliche) được tìm

thấy ở tầng B của một số loại đất. (Xem chương 3 để thảo luận về những tầng đất).

Lắng đọng:Lắng đọng vật liệu đất làm phát sinh hai vấn đề quan trọng về môi trường. Đầu

tiên, kim loại nặng và một số vật liệu khác gây ra sự gián đoạn sinh học khi chúng được gửi

vào suối, hồ và đại dương. ví dụ, thủy ngân có thể kết dính với trầm tích lơ lửng và trầm tích

đáy, dẫn đến sự tập trung thủy ngân có độc tính cao trong môi trường nước. Điều này có thể

gây ra sự gián đoạn sinh học do các nhà máy thải ra các chất này, mà sau một thời gian nồng


Nhóm 8_12KMT

độ sẽ cao hơn và cao hơn thông qua chuỗi thức ăn (ví dụ :các loài chim và cá…) quá trình này

được gọi là sự tích tụ độc tố trong cơ thể và có thể dẫn đến ô nhiễm thủy ngân, có thể gây ra

vấn đề sức khỏe cho người và động vật khác ăn cá bị ô nhiễm.

Thứ hai, sự thiếu hụt nguyên tố vi lượng cần thiết xảy ra ở một số khu vực vì các nguyên tố

không được đi vào cùng với các trầm tích khác được di chuyển bởi nước, nước đá, và gió..Vấn

đề thứ hai này không được hiểu rõ bằng lần thứ nhấ bởi vì nó có thể liên quan đến sự tương tác

của các quá trình khác, chẳng hạn như lọc và lắng đọng.Xói mòn và lắng đọng bởi gió đặc biệt

dễ bị ảnh hưởng bởi quá trình chọn lọc.Một nguyên nhân cho là do tạo ra sự thiếu chì, đồng

sắt, coban, và các khoáng sản khác trong đồi cát của Nebaraska thực tế là những kim loại

nàycó trong ngũ cốc thì nhỏ hơn và nặng hơn so với hạt thạch anh và do đó đã không di

chuyển cùng với các hạt thạch anh hình thành nên đồi.

Nitơ và con người

Sự tăng lên dữ dộicủa dân số trên thế giới từ khoảng hai tỷ người trong năm 1950 đến một

điểm tối đa là sáu tỷ vào năm 2000 kết quả này là do sự phát triển của y học hiện đạivà hệ

thống xử lý nước kết hợp với thâm canh trong nông nghiệp, thì nó đã cung cấp thực phẩm cho

khoảng 6 tỉ người.) Sự ra đời của một lượng lớn phân bón Nitơ tổng hợp trong thời kỳ từ năm

1950 đến cuối thế kỷ XX cho thấyviệc sử dụng phân bón gia tăng từ khoảng 10 triệu tấn lên

gần 80 triệu tấn mỗi năm.Trong thời gian đó, tốc độ tăng trưởng dân số trung bình khoảng

2%/năm, trong khi lượng phân đạm đã tiêu thụ đạt tốc độ tăng trưởng gần 5%/năm. Người ta

cho rằng sự phát triển mạnh mẽ của việc sử dụng phân đạm đã mở đầu cho một thử nghiệm địa

hóa trên phạm vi toàn cầu cùng với những mối nguy hiểm tiềm tàng tới môi trường.Kết quả

việc sử dụng phân đạm gây ra các vấn đề môi trường đáng kể cho xã hội ngày nay bao gồm: ô

nhiễm bề mặt và nước ngầm ở cả khu vực đô thị và nông thôn (xem chương 11). Ở một số

vùng thì có sự lắng đọng của các hợp chất N từ khí quyển vào đất điều đó làm tăng thêm lượng

phân đạm thì không còn cần thiết nữa. Tuy nhiên, điều này chắc chắn không phải là sự bón

phân có kế hoạch, và dư thừa nitơ có thể gây ra những vấn đề ngoài ý muốn cho môi

trường.Trên thực tế, vấn đề môi trường liên quan đến phân bón nitơ tổng hợp không được dự

đoán khi chúng ta bắt đầu sản xuất số lượng lớn các vật liệu vào giữa thế kỷ XX. Nó nhấn

mạnh các nguyên tắc thống nhất về môi trường: bạn không thể làm chỉ có một điều, bởi vì mọi

thứ đều ảnh hưởng đến các thứ khác.Một vấn đề lớn vẫn là: dân số thế giới dự kiến sẽ tăng gấp


Nhóm 8_12KMT

đôi trong thế kỷ tới, có lẽ là vào khoảng năm 2040.Nếu thêm sáu tỷ người thì sẽ có thêm nhu

cầu hoặc có sự thay đổi lớn trong cách chúng ta ăn uống, hoặc, nhiều khả năng sẽ gia tăng năng

suất các loại cây trồng dùng để đáp ứng nhu cầu của động vật và con người..Thậm chí nếu

chúng ta thành công trong việc hạn chế tăng dân số trong thập kỷ tới, chúng ta vẫn sẽ có ít nhất

vài tỷ người khác cần thức ăn, và điều này đã yêu cầu phải gia tăng đáng kể lượng phân đạm để

tăng năng suất cây trồng.Nó có thể sẽ tiếp tục gây ô nhiễm nước mặt và nước ngầm trong khu

vực nông nghiệp dẫn đến sự gia tăng chủ yếu tỷ lệ mắc các bệnh do ô nhiễm nitơ và độc

tính.Vậy để có thể tránh được vấn đề này để giảm sự gia tăng sử dụng phân bón nitơ thì cần

phải:

Thay đổi lớn trong thói quen ăn uống của người dân, hướng tới chế độ ăn chay. Điều

này sẽ làm giảm rất nhiều lượng đất cần thiết sử dụng để cung cấp thực phẩm cho con

người, bởi vì trung bình phải mất khoảng 3-4 đơn vị protein từ cây thức ăn để sản xuất

1 đơn vị protein từ thịt. Tuy nhiên, ta chỉ đơn giản là có thể sử dụng đồng cỏ mà bây

giờ được sử dụng cho việc nuôi bò để phát triển cây trồng.Đó là vì sinh thái đồng cỏ,

thường với các sườn dốc và đất mỏng hơn với lượng mưa hạn chế và khả năng xói mòn

cao, có thể không hỗ trợ sản xuất nông nghiệp.

Sử dụng hiệu quả hơn các phương pháp bón phân cho cây trồng phải vào đúng thời

điểm, do đó hạn chế sự dư thừa phân bón. Điều này như là sự thay đổi có triển vọng

nhất cho nông nghiệp thâm canh bền vững.

Tóm lại, sự gia tăng dân số song song với việc con người sử dụng phân bón cho thấy rằng hoạt

động nông nghiệp chuyên sâu của chúng ta đã góp phần làm gia tăng lượng người trên trái đất.

Chúng ta có thể đã phát triển một thói quen sử dụng và phụ thuộc hóa chất trên, nitơ tổng hợp

để nuôi những người trên trái đất. (11). Bởi vì trong những vấn đề môi trường liên quan với

việc sử dụng số lượng lớn phân bón nitơ, và một lượng lớn năng lượng (dầu) được yêu cầu cho

sản xuất (dầu không phải có sẵn trong thế kỷ XXI như nó đã được trong thế kỷ hai mươi, xem

chương 15).Nếu điều này xảy ra thì chúng ta sẽ có ưu tiên để phá vỡ hoặc giảm sự phụ thuộc

vào các hóa chất. Điều đó tạo ra một nhiệm vụ khó khăn nhưng hy vọng có thể vượt qua.

13.3 Những nguyên tố vi lượng và sức khỏe.

Mỗi nguyên tố có một chuỗi rộng mức độ ảnh hưởng trên một cây trồng hay vật nuôi đặc biệt.

Ví dụ: Selenium thì độc hại trong những vùng bị nhiễm Selenium (những vùng có lượng

Selenium cao), nhưng không có tác động đáng kể trong hầu hết các vùng và có lợi cho sản


Nhóm 8_12KMT

phẩm chăn nuôi trong những vùng chăn nuôi gia súc.Sự mâu thuẫn rõ ràng được giải quyết khi

chúng ta nhận ra rằng trường hợp đầu tiên là sự cung cấp quá mức selenium, thứ hai đại diện

cho một trạng thái cân bằng và trường hợp thứ ba là một trong những thiếu hụt, mà trong một

số trường hợp được điều chỉnh bằng cách bổ sung vào nguồn thức ăn của động vật bằng

cácnguyên tố. Trong phần này chúng ta sẽ xem xét một số ảnh hưởng sinh học của nguyên tố

vi lượng. Thuật ngữ chỉ ra các nguyên tố hoặc các hợp chất với một lượng nhỏ là rất cần thiết

nhưng có thể gây độc với số lượng lớn.

Định lượng phụ thuộc và định lượng hiệu quả (Dose Dependency And Effective Dose)

Nó đã được công nhận từ nhiều năm trước rằng những tác động của 1 nguyên tố vi lượng nhất

định lên 1 sinh vật đặc biệt phụ thuộc vào nồng độ hoặc liều lượng của các nguyên tố. Định

lượng phụ thuộc này có thể được biểu diễn bởi 1 đường cong liều lượng phản ứng, những số

liệu trong hình 13.2a cho thấy điều đó. Khi các nguyên tố hiện diện trong 1 hệ thống sinh học

với nồng độ khác nhau có thểgây tác động ngược lại đến sinh vật, có 3 điều rõ ràng. Đầu tiên,

mặc dù nồng độ lớn có thể gây độc, nguy hiểm, hoặc thậm chí gây chết người, nồng độ thấp có

thể có lợi và cần thiết cho cuộc sống. Thứ 2, đường cong liều lượng phản ứng (điểm B và C

trong hình 13.3) cho thấy khi nồng độ ổ định nhất thì lợi ích tối đa cho cuộc sống. Thứ 3,có 2

ngưỡng nồng độ mà tại đó bắt đầu tác hại đến cuộc sống. Một trong những ngưỡng đó là điểm

A, phía dưới đó nồng độ đang tăng nên tác hại tăng; ở điểm khác là điểm D, ở phía trên nồng

độ đang tăng nên tác hại tăng.

Hình 13.2 Tổng quát đường cong

không đáp ứng; và tổng quát độc tố

đường cong đáp ứng. Xem văn bản

giải thích.


Nhóm 8_12KMT

Điểm A,B,C,D và F trong hình13.2a là tất cả ngưỡng nồng độ đáng kể. Nhưng điểm E và F chỉ

biết 1 vài chất (chúng ảnh hưởng đến con người và 1 vài loài khác) ,và quan trọng là ở điểm D

nhưng chưa được biết đến. Khoảng rộng của đoạn bằng là lợi ích lớn nhất (điểm B và C) cho

sinh vật tùy thuộc vào cân bằng sinh lí của sinh vật. Ởnhững điểm khác, các pha hoạt động

khác nhau, dù có lợi ích, tác hại hay gây chết người, có thể khác nhau rất nhiều cả về số lượng

và chất lượng đối với các chất khác nhau và do đó hoàn toàn có thể quan sát trong những điều

kiện đặc biệt.

Thuật ngữ toxin (độc tố) để chỉ vật liệu có độc hại với người hay sinh vật sống . Nghiên cứu

tác động của độc tố tới môi trường, cũng như phân luồng kinh tế và pháp lí của độc tố trong

môi trường,đó được coi là ngành độc học. Các nghiên cứu của ngành độc học thường sử dụng

khái niệm liều lượng hiệu quả, nó tính toán các ảnh hưởng của chất lên dân số hơn là một sinh

vật đặc biệt. Như vậy nghiên cứu này có thể tạo ra 3 đường cong liều lượngphản ứng bất kì

được thể hiện trong hình 13.2b, các đường cong này phụ thuộc vào từng chất độc và các loạiđã

được nghiên cứu. Mỗi đường cong thể hiện % dân số biểu thị cho phản ứng cụ thể trong việc

làm tăng liều hoặc nồng độ của một chất độc đặc biệt. Điểm TD-50 là nồng độ (liều lượng độc

tố) chiếm 50% của số phản ứng thí nghiệm, nó có thể là 1 triệu chứng đặc biệt, sự khởi đầu của

một căn bệnh, hoặc thậm chí tử vong. Nếu phản ứng chúng ta đang xem xét gây ra tử vong,

liều hiệu quả được gọi là liều gây chết người. Ở điểm TD-50 là nồng độ (liều) tương đương với

50% dân số chết.

Ba đường cong trong hình 13.2b thể hiện cho số lượng người phản ứng với 3 loại độc tố khác

nhau. Đường A là 1 đường thẳng cho thấy một mối quan hệ trực tiếp giữa nồng độ của độc tố


Nhóm 8_12KMT

và % dân số. Trong trường hợp này, nếu tăng gấp đôi liều lượng ban đầu sẽ bằng hai lần số

người phát triển chứng phát ban.Đường B là một phản ứng phi tuyến trong đó tỉ lệ người mắc

bệnh tăng nhanh nhất xảy ra giữa khoảng 25 và 75% dân số. Đường C là một đường phi tuyến

cho thấy ngưỡng ảnh hưởng. Đó là liều lượng hoặc nồng độ tăng lên, nó phản ứng không đáng

kể cho đến khi nồng độ đạt tới ngưỡng, sau đó phần trăm dân số có chiều hướng tăng.

SỰ MẤT CÂN BẰNG TRONG SỰ LỰA CHỌN CÁC NGUYÊN TỐ VI LƯỢNG

Một khảo sát đầy đủ về các tác động lên địa chất và môi trường của các nguyên tố vi lượng sẽ

trở thành một cuốn sách giáo khoa. Mục tiêu của chúng ta là tìm hiểu về các ví dụ điển hình

của sự mất cân bằng (quá nhiều hoặc quá it) các nguyên tố vi lượng để thấy được hậu quả của

nó. Để phục vụ cho muc đích này, ta chọn các nguyên tố vi lượng: flo, iod, kẽm, selenium.

Thêm vào đó,điều đó nó có giá trị liên quan tới mối quan hệ của các nguyên tố vi lượng với

việc con người sử dụng trong đất , các ví dụ về việc khai thác khoáng sản.

Flo là một nguyên tố vi lượng quan trọng trong việc hình thành các hợp chất fluorids. Hợp chất

calcium fluorid giúp ngăn chặn sâu răng bằng cách tạo điều kiện cho các tinh thể phát triển lớn

hơn, hợp chất apatite (calciumphosphate) trong răng. Các quá trình tương tự sảy ra trong

xương nơi mà fluoride hỗ trợ cho cấu trúc xương phát triển tốt hơn,giảm lão hóa xương ở

người già. Flo có khá nhiều trong đá và trong một số loại đất, nước. Hầu hết flo trong đất và

nước có nguồn gốc từ đá mẹ nhưng nó cũng đượctạo ra bởi hoạt động của núi lửa, sự lắng đọng

tro núi lửa làm giàu flo trong đất. Các hoạt động công nghiệp và việc sử dụng phân bón hóa

học cũng làm tăng nồng độ flo trong đất và nước ở nhiều vùng.

Quan hệ giữa nồng độ flo và sức khoẻ chỉ ra một lượng cần thiết vừa đủ như trong hình 13.3.

Nồng độ flo tối ưu cho việc giảm sâu răng là khoảng 1 ppm. Mức fluoride lớn hơn 1.5 ppm

không làm giảm đángkể lượng sâu răng nhưng làm tăng sự xuất hiện và mức độ nghiêm trọng

của những vết lốm đốm trên răng (sự đổi màu của răng). Trong khoảng nồng độ từ 4-6 ppm,

fluoride có thể giúp ngăn chặn sự vôi hóa của các đại động mạch ở bụng và giúp giảm loãng

xương (căn bệnh do mất khối lượng xương và làm gãy đốt sống). Hình 13.5 so sánh mật độ

xương của những người ở một số vùng với lượng Flo cao hay thấp trong nước. ( Những ký tự

N.S trong hình chỉ ra những sự khác nhau, điều đó nói lên thống kê đó thì không có ý nghĩa

lớn. Nó có nghĩa trường hợp chúng ta không tin tưởng các quan sát khác nhau là thật). Điểm C

trong hình 13.3 đã nghiên cứu lượng Flo thuận lợi cho sự phát triển của bệnh về xương.


Nhóm 8_12KMT

Điểm E được xác định từ việc nghiên cứunồng độ Flo từ 8-20 ppmkết hợp với nhiều xương tạo

nên vỏ xương ( dày đặc, có sợi, phân lớp) nhờ vậy mà sự thoái hóa của dây chằng không diễn

ra.

Ví trí A, D, F không biết được một cách chi tiết, nhưng lượng Flo có thể là phần chủ yếu tạo

nên một số loại gặm nhấm gây độc.

Hình 13.3 Đường cong không

đáp ứng cho florua.

Hình 13.4


Nhóm 8_12KMT

Hình 13.5

Iod: Những bệnh về tuyến giáp thì chắc hẳn là ví dụ tốt nhất nói lên mối quan hệ giữa địa chất

và bệnh tật. Tuyến nước mắt có vị trí tính từ cổ, cần iot để đảm bảo các chức năng thông

thường. Thiếu iot là nguyên nhân gây bướu cổ, một khối u có điều kiện để làm lớn tuyến nước

mắt. Hơn nữa 1 đứa trẻ sinh ra từ 1 người mẹ, người mà thiếu iot từ quá trình mang thai thì có

thể sẽ bị đần độn, làm chậm sự phát triển và có thể sẽ bị thiểu năng trí tuệ. Chứng đần độn đã

đồng thời xảy tại một số vùng ở Mexico và Thụy Sĩ trong một thời gian với tốc độ cao.

Việc mắc phải bướu cổ rõ ràng là liên quan tới thiếu hụt Iodoine, như đã trình bày mối quan hệ

giữa những khu vực thiếu hụt iodine và nơi xảy ra bướu cổ tại Mỹ ( Hình 13.6: Bản đồ của Mỹ

cho thấy mối quan hệ giữa những khu vực thiếu hụt iodine ( Từ Amed Forrces Institute of

Pathology)). Việc sử dụng muối iodine thì phổ biến hiện nay trong khu vực bướu cổ, và nó đã

thấy rằng tất cả thanh niên và nhiều người lớn đã từ từ giảm kích thước bướu cổ khi muối

iodine được sử dụng. Trong khi chỉ bốn năm (1924-1928), việc sử dụng muối iodine ở

Michigan đã giảm tỉ lệ mắc phải bệnh bướu cổ từ 38,6% xuống 9%. Bệnh bướu cổ vẫn còn đặc

trưng ở nhiều vùng trên thế giới. Ví dụ, Sri Landa, gần 10 triệu người gặp khó khăn, và tỉ lệ

mắc bệnh này cao đến 44% của dân số được quan sát tại nhiều khu vực. Như tại Mỹ, nguyên

nhân chính là thiếu iodine nhưng còn có nhân tố khí hậu, và khu vực bướu cổ ở SriLanka trùng

hợp với khu vực khí hậu ẩm ướt, đã giảm lượng iodine có sẵn trong tự nhiên. Tỉ lệ mắc bệnh

bướu cổ thì cao hơn trong số các nhóm có thu nhập thấp. Một chương trình để cung cấp muối

iodine thì cần thiết để giảm thỉ lệ mắc phải căn bệnh này.


Nhóm 8_12KMT

Có sựnghiên cứu đáng kể vềcác quy trình trập trung lượng iodine hoặc di chuyển nó từ những

vật liệu trên bề mặt trái đất. Giả thuyết phổ biến nhất cho rằng iodine trong đất đã thoát ra bởi

sự phong hóa của đá. Lượng lớn muối iodine này đã đi vào những dòng sông và cuối cũng đổ

ra biển, để đại dương trở thành nơi chứa nhiều iodine nhất, có lẽ chứa khoảng 25% tổng số

iodone của trái đất. Bởi vì hầu hết các hợp chất chứa iodine thì tan khá nhiều, tuy nhiên điều

này không chắc chắn rằng iodine còn dư trong đá sau quá trình phong hóa dài. Một giả thuyết

hợp lý hơn đó là iodine trong đại dương đi vào trong khí quyển như khí ( hoặc được hấp thụ

trong các hạt bụi không khí) và bị lắng xuống bởi mưa tuyết trên nhiều vùng đất, ở đó nó tích

tụ trong đất. Một phát sinh khác có thể từ sự quan sát rằng khu vực bướu cổ giữ độ trùng hợp

với khu vực xung quanh hồ Great Lakes - hồ được bao phủ bởi băng một vài ngàn năm trước.

Điều này có thể tranh luận rằng đất trong khu vực này có hàm lượng iodine thấp vì băng tan

phá hủy từ lâu, đất giàu iodine và đất đóng băng chưa có thời gian để tích tụ hàm lượng lớn

iodine từ khí quyển. Điều này không chắc chắn, tuy nhiên hãy xem xét tính tan của nhiều hợp

chất iodine.

Quá trình sinh học ảnh hưởng đáng kể đến lượng iodine có sẳn đến thực vật và động vật trong

khu vực. Nhiều loại thực vật tác động đến trạng thái iodine trong đất bằng cách hấp thụ iodine

trong mô sống của chúng và giữ lại iodine trong nhiều cơ quan cao hơn tầng đất mùn. Một vài

sự phất tích đã cho thấy rằng iodine có xu hướng tập trung trong những tầng đất cao. Vì vậy

những quy trình thuộc về sinh học, chu trình iodine trong đất và thực vật có lẽ đáng kể trong

việc xác định iodine có sẳn hơn lượng iodine trong vùng đá nền.)

Kẽm

Kẽm là một nguyên tố vi lượng cần thiết đối với thực vật, động vật, và con người. Dù vậy

thìkẽm là một kim loại nặng nếu vượt quá mức thì nó sẽ gây bệnh, vai trò của nó được biết

chủ yếu từ việc nghiên cứu thiếu hụt kẽm. Việc thiếu hụt kẽm đã xuất hiện ở 32 bang và dẫn

đến nhiều bệnh hại cây trồng điều này dẫn tới việc sinh sản thấp, thoái hóa giống, mất mùa.

Thiếu hụt kẽm ở trong thực vật chủ yếu liên quan đến 3 yếu tố của đất: hàm lượng kẽm thấp,

lượng kẽm không có sẵn ở trong đất, và quản lý đất chưa tốt.

Lượng kẽm thấp ở một số vùng có khả năng lọc nước cao như là một số vùng ở đồng bằng

duyên hải của Bắc Carolina, Gieorgia, Florida. Lượng kẽm cũng thấp ở những đồi cát ca Bắc

Nebraska. Kẽm được coi là nguyên tố thiết yếu đối với động vật và con người đặc biệt là quá

trình sinh trưởng. Mặc dù, nồng độ cần thiết rất nhỏ nhưng việc thiếu hụt kẽm có thể làm mất


Nhóm 8_12KMT

độ màu mỡ, vết thương lâu lành, các khớp xương bị rối loạn. Thiếu hụt kẽm ở trongcơ thể con

người có thể gây ra bệnh ung thư, một số căn bệnh mãn tính. Tuy nhiên, mối quan hệ qua lại

giữa thiếu hụt kẽm và các bệnh tật vẫn chưa được hiểu rõ. Liệu có phải nhiều người mắc bệnh

vì thiếu kẽm hay ngược lại. Nếu điều này là đúng thì sau đó kẽm sẽ được đưa vào để điều trị,

những lợi ích của nó được biết đến như việc chữa trị các mô và một số bệnh mãn tính.

Nếu cung cấp thêm kẽm vào đất có thể làm chậm lại sự phát triển của thực vật và độngvật. có

trường hợp cần phải thêm kẽm, tuy nhiên, vì nếu thêm kẽm vào thì chất lượng sẽ không cao,

quá nhiều Cadimi (một nguyên tố thường đi kèm với kẽm) có thể vô ý được thải vào môi

trường. Cadimi gắn liền với những bệnh về xương, tim và ung thư.

Selen: với nồng độ cao, Selen có thể là nguyên tố độc hại nhất trong môi trường. Đây là một ví

dụ hay về lí do tại sao mối quan tâm ngày càng tăng trong nhu cầu kiểm soát sức khỏe-liên

quan đến các nguyên tố vi lượng. Selen được quy định trong bữa ăn của các loài động vật ở

nồng độ 0.04ppm đến 0.1ppm và độc hại là trên 4ppm. Selen có liên quan với các nhà sinh vật

học vì độ độc hại của nó, thậm chí thiệt hại cho chăn nuôi lớn hơn, có kết quả này là vì thiếu

hụt Selen hơn là độc tính Selen (21.22). Độc tính Selen gần đây được phát hiện tại San Joaquin

Valley ở trung tâm California, nó đang đe dọa một khu vực nông nghiệp rộng lớn ở đây (tác

động đến môi trường của Selen ở vùng này sẽ được thảo luận ở chương 18)

Nguồn gốc chính của Selen là từ hoạt động của núi lửa. Người ta ước tính rằng trong suốt

chiều dài lịch sử của Trái Đất, núi lửa đã phóng ra khoảng 0.1g Selen/cm2 vào bề mặt trái đất.

Selenium phóng ra từnúi lửa ở dạngđặc biệt. Vì vậy, nó được mang đi xa dễ dàngkhỏi khí núi

lửa khi có mưa, và nó thường tập trung gần núi lửa. Điều này giải thích tại sao nồng độ trung

bình của Selen trong vỏ Trái Đất là khoảng 0.05ppm, trong khi đó đất ởHawaii, thu được từ núi

lửa chứa 6 đến 15ppm. Selen trong đất thay đổi từ khoảng 0.1ppm trong vùng đất khô cằn đến

khoảng 1200ppm trong đất giàu chất hữu cơ trong vùng đất độc hại.Tuy nhiên điều đáng quan

tâm hơn là số lượng selen thâm nhập vào thực vật. Ở Hawaii, hàm lượng Selen cao không sản

sinh ra chất độc cho thực vật chứa Selen, nhưng ở Nam Dakota và Kansas thì ngược lại, mặc

dù đất ở đó chứa ít hơn 1ppm selen (kết quả nồng độ được cho là bình thường từ bụi phóng xạ

trong không khí và sự phong hóa đá). Câu hỏi này được giải quyết bằng việc kiểm tra sự có sẵn

của selen. Trong đất acid (như ở Hawaii), Selen tạo hợp chất không hòa tan và không có sẵn

trong thực vật, trong khi trong đất phèn, Selen có thể bị oxi hóa bởi hợp chất cái mà hòa tan

hoàn toàn trong nước vàdo đó Selen dễ dàng có sẵn trong thực vật. Phát triểncây trồng làm


Nhóm 8_12KMT

thức ăn cho gia súc được trồng trên các loại đất chứaSelen hòa tan là chất độc hại, trong khi

đó nếu được trồng trong đất chứa selen không hòa tan có lượng Selen không đủ.

Selen có xu hướng tập trung trong sinh vật sống. Một số thực vật, được gọi là thực vât tích

lũy Selenium, có thể chứa hơn 2000ppm Selen, trong khi đó môt số thực vật trong cùng một

vùng có thể chỉ ít hơn 10ppm tổng số Selen. Các mức Selen trong máu người có giới hạn từ 0.1

đến 0.34ppm, gấp khoảng 1000 lần so với trong nước sông và vài ngàn lần so với trong nước

biển. Mặt khác, cá biển chứa Selen với số lượng khoảng 2ppm, gấp hàng ngàn lần có trong

nước biển. Vì Selen tích tụ trong vật chất hữu cơ, nó có thể tập trung trong trầm tích hữu cơ

và đất. Các nhiên liệu hóa thạch như than hình thành từchất hữu cơ cũng chứa Selen. Nó được

ước tính là việc thải Selen bằng việc đốt cháy than và dầu ở Mĩ hàng năm là 4000 tấn.

Thiếu hiểu biết về sự thiếu hụt selen và độc tính của nó đối với con người. Tuy nhiên, sự thiếu

hụt Selen được biết là có liên quan đến loạn dưỡng cơ bắp ở bò và cừu, và một nghiên cứu kết

luận rằng nó cũng có thể là một nguyên nhân gây bệnh ở người. Một vài trường hợp ngộ độc

Selen đã được phát hiện ở những người sống trên đất trồng thực phẩm chứa hàm lượng Selen

cao hoặc những người uống nước chứa Selen ởnhững nước kém phát triển. Ở các nước kinh tế

phát triển, nơi các liên khu hàng thực phẩm đạt tiêu chuẩn có lẽ rất ít vấn đề vềSelen.

Việc sử dụng của con người và sự mất cân bằng của các nguyên tố vi lượng

Công nghiêp, nông nghiệp và các hoạt đông khai thác khoáng sản đã tác động trong việc thải

các chất nguy hiểm và độc hại tiềm tàng ra môi trường. Đó là một phần của cái giá mà chúng

ta phải trả cho lối sống của mình. Ví dụ, vấn đề bất ngờvà không lường trước được của các

loại hóa chất cái mà mang lại lợi ích kiểm soát côn trùng gây hại và dich bệnh. Khi chúng ta

đã trở nên tinh vi hơn trong việc dự đoán và sửa chữa các vấn đề mà người ta cho rằng đó là

sự phá vỡ môi trường thì sự giải phóng các chất vi lượng sẽ giảm.

Trong quá trình khai thác khoáng sản. Trớ trêu thay chúng ta khi dành nhiều thời gian, năng

lượng và tiền bạc để tập trung khai thác tài nguyên của chu trình địa chất nhưng làm như vậy

đôi khi chúng ta tập trung và thải ra với số lượng lớn nguyên tố vi lượng có thể gây hại cho

môi trường. Một minh họa lịch sử trong trường hợp này là sự xuất hiện của một căn bệnh

nghiêm trọng liên quan đến khai thác mỏ kẽm, chì và cadmi (Cd) ở Nhật Bản.

13.4 Bệnh mãn tính và môi trường địa chất

Sức khỏe có thể được định nghĩa như một trạng thái của cơ thể về sự tự thích nghi với môi

trường bên trong và bên ngoài của chính nó. Bằng sự quan sát qua nhiều năm đã nhận định


Nhóm 8_12KMT

rằng trong một số địa phương và khu vực có sự khác nhau trong những căn bệnh kinh niên của

con người như ung thư và bệnh tim đã liên quan tới môi trường địa chất. Mặc dù có nhiều bằng

chứng tiếp tục được thu gom, nhưng bản chất trong sự liên kết này vẫn phải được khám phá.

Có hai lí do cho việc thiếu kết quả thuyết phục. Thứ nhất, theo giả thuyết về mối quan hệ giữa

môi trường địa chất và bệnh tật đã không đủ khoa học để kiểm tra sự thích nghi cân bằng. Sự

nghiên cứu cơ bản và bằng chứng hoạt động cần được kết hợp tốt hơn. Thứ hai, có nhiều sựkhó

khăntrong nhiều phương pháp luận vẫn thu đượcnhững kết quả đáng tin cậy và sự so sánh các

dữ liệu của những ngành địa y. Do đó, chúng ta ít biết đến những ảnh hưởng địa chất lên những

căn bệnh kinh niên hơn là sự góp phần của những nhân tố môi trường như khí hậu.

Mặc dù sự đánh giá của chúng ta về sự góp phần thuộc về địa chất đến những căn bệnh này vẫn

còn là dự đoán mang tính kinh nghiệm, lợi ích cho nhân loại khi biết nhiều hơn về vấn đề này

là hiển nhiên.Những sựkhác nhau về địa lý vớitỉ lệ mắc bệnh tim tại Mỹ có lẽ liên quan đến

môi trường địa chất, và nó đượcước tính rằng 2/3 những khối u ác tính ở phía Tây Bán Cầu do

một phần nguyên nhân thuộc về môi trường, mặc dù những nhân tố địa chất thì cũng quan

trọng.

Bệnh tim và môi trường địa chất

Thuật ngữ "heart disease" ở đây bao gồm bệnh về van tim (coronary heart disease: CHD) và

bệnh về tim mạch (cardiovascular disease: CVD). Sự khác nhau về tỉ lệ tử vong thường cho

thấy mối quan hệ với hóa học trong nước uống, và trong sự liên quan với độ cứng của nước

uống. Độ cứng có liên quan đếnhàm lượng Ca và Mg đã hòa tan trong nước. Nếu nồng độ các

chất này cao thì độ cứng sẽ cao hơn. Nước với nồng độ thấp của những chất này thì được đặt

tên là độ mềm. Nhiều ngành nghiên cứuở Nhật Bản, Anh, Wales, và Mỹ đều có cùng kết luận

rằng nhiều khu vực dân cư dùng nước mềm có tỉ lệ bệnh tim tương đối cao hơn những khu vực

dân cư dùng nước cứng.

Có lẽ báo cáo đầu tiên về mối quan hệ giữa ngành hóa nước và bệnh tim mạch bắt nguồn từ

Nhật Bản, nơimà tỉ lệ tử vong được gây ra phổ biến là do đột quỵ (vỡ động mạch), sự mấtđột

ngột những chức năng của cơ thể do sự vỡ hoặc không lưu thông mạch máu trong não. Bảng số

liệu 13.7 cho thấy rằng nhiều khu vực ở Nhật Bản có tỉ lệ chết cao bởi vì sự đột quỵ tương

đương trong toàn khu vực nơi có tỉ lệ Ca(HSO4)2 tương đối cao.

Để liên hệ điều này với độ cứng của nước hãy hiểu một vài sự giải thích. Ion bicarbonate

(HCO3-) là một phần kết quả của phong hóa hóa học của đá giàu carbonate như đá vôi, bao


Nhóm 8_12KMT

gồm phần lớn của khoáng vật calcite (CaCO3), hoặc calcium-magnesium carbonate, gồm có

khoáng vật dolomite (CaMg(CO3)2). Do đó, nước có hàm lượng cao bicarbonate thường cũng

chứa nồng độ cao Ca và/hoặc Mg và tương đối cứng; một tỉ lệ thấp sulfate thì cho thấy nồng độ

bicarbonate tương đối cao và nước cứng. Ngược lại một tỉ lệ sulfate cao sẽ cho thấy nước mềm

tương đối.

Độ phong phú của sulfate, đặc biệt về phía bắc của Nhật Bản, rõ ràng nguồn gốc của đá núi lửa

giàu sulfate đã tìm thấy ở đây. Những dòng sông trong khu vực có nước mềm tương đối.

Ngược lại, những dòng sông ở Nhật Bản cái mà chảy xuyên qua đá trầm tích thì hàm lượng

sulfate thấp và bicarbonate cao ( nước cứng tương đối), giống hầu hết các con sông trên thế

giới.

Một mối quan hệ nghịch đảo chung giữa nước cứng và tỉ lệ chết vì bệnh tim thì cũng hiện diện

ở Mỹ (26,27). Ví dụ, một sự nghiên cứu ở Ohio đề nghị rằng nồng độ sulfate (SO4) và

bicarbonate (HCO3-) có thể ảnh hưởng tỉ lệ bệnh tim. Ohio nghiên cứu thấy rằng những địa

phương có nướcuống giàu sulfate bắt nguồn từ đá có chứa than ở phía nam của đất nước cho

thấy xu hướng có tỉ lệ chết vì bệnh tim cao hơn những khu vực có ít sulfate, cao bicarbonate

trong nước uống bắt nguồn từ những dòng sông băng trẻ, như đã thấy trong bảng số liệu 13.8.

Tuy nhiên chúng ta nhấn mạnhsự tương quan thông thường thì không thuyết phục. Một sự

nghiên cứuở Ấn Độ đã tìm thấy sự tương quan tích cực nhỏ giữa bệnh tim và độ cứng của

nước, đề nghị rằng những thay đổi khác có thể ảnh hưởng đáng kể trong tỉ lệ bệnh tim.

Những sự tương quan chúng ta đã thảo luận là không cần thiết cho thấy mối quan hệ nhân -

quả giữa môi trường địa chất và bệnh tim. Nếu đây là mối quan hệ nhân-quả, chúng ta không

biết bản chất của nó, nhưng có một vài khả năng:

Nước mềm là acid và có thể, thông qua sự ăn mòn của ống dẫn, giải phóng vào nước

những nguyên tố vi lượngvà gây ra các bệnh về tim.

Một số đặc tính khác của nước mềm có thể ảnh hưởng trực tiếp đến bệnh tim.

Một số hợp chất ( có lẽ những nguyên tố vi lượng) không hòa tan trong nước cứng có

thể giúp ngăn chặn bệnh tim.

Dĩ nhiên, nhiều sự kết hợp của những nhân tố này (và nhân tố khác) thì cũng có thể và phù hợp

với sự quan sát của chúng ta rằng căn bệnh có thể có một vài nguyên nhân khác. Thêm vào đó

nghiên cứu cần phải cung cấp những lợi ích của nước cứng và có lẽ phải xử lý nước mềm để

giảm bệnh tim.


Nhóm 8_12KMT

Một nghiên cứu về đất trồng ở Georgia cho rằng những nguyên tố vi lượng nào đó đã tìm thấy

trong đất - manganese, chromium, vanadium, và đồng –có lợi trong sự ngăn chặn bệnh tim

(xem Hoàn cảnh lịch sử: Bệnh tim ở Georgia). Ngoài thông tin này thì cần được nâng cao sự

hiểu biết của chúng ta về những nguyên tố vi lượng khác ảnh hưởngđến tim và hệ thống tuần

hoàn như thế nào. Cadimium, fluorine, và selenium, là những nguyên tố yêu cầu cần được

nghiên cứu nhiều hơn. Đáng chú ý là nguyên tố Ca, chúng ta biết rằng những người mà chết vì

biến chứng tăng huyết áp thường có hàm lượng lớn hoặc tỉ lệ Ca cao hơn Zn trong thận của họ

hơn là những người mà chết vì những căn bệnh khác. Tuy nhiên, thật ngạc nhiên những công

nhân - ngườimà đã tiếp xúc với bụi Ca và tích tụ nguyên tố đó trong phổi thì không có tỉ lệ

tăng huyết áp bất thường.

Hình 13.7: Bản đồ Nhật Bản so sánh của tỉ lệ SO42- và CO3

2- trong các con sông từ tỉ lệ chết vì

đột quỵ trong năm 1950. (Dữ liệu từ T.Kobayashi, 1957).


Nhóm 8_12KMT

Hình 13.8: Sự xảy ra những cái chết do đau tim của khu vực và sự phân bố của nước bề mặt

giàu sulfate và giàu bicarbonate của khu vực ở Ohio. (Theo R. J. Bain. 1979. Geology 7:7-10.)

Hoàn cảnh lịch s ử : Sự khai thác và những nguyên tố vi lượng độc hại

Bệnh kinh niên nghiêm trọng được biết đến như bệnh Itai-itai đã cướp đi nhiều sự sống trong

lưu vực sông Zintsu của Nhật Bản. Loại bệnh này cực kì gây đau đớn (itai-itai có nghĩa là

“ối,ối”) ăn mòn xương, làm cho xương trở nên rất mỏng và giòn khiến chúng gãy dễ dàng. Căn

bệnh này xảy ra đột ngột vào cuối thế chiến thứ hai, khi đó Nhật Bản nhiều khu liên hợp sản

xuất lớn đã bị thiệt hại và đã báo hiệu sự phá sản của khu công nghiệp những hành động bố trí

thì bị phớt lờ nhiều hơn. Nhiều hoạt động khai thác mỏ Zn, Pb, Ca đã tích tụ lại thành mỏ chất

thải trên các dòng sông, và những người nông dân đã sử dụng dòng nước bị ô nhiễm cho mục

đích sinh hoạt và nông nghiệp. Nguyên nhân của căn bệnh này đã không được biết đến trong

nhiều năm, nhưng trong năm 1960 xương và mô của nạn nhân đã được kiểm tra và tìm thấy có

chứa hàm lượng lớn của Zn, Pb, Ca.

Phép đo về hàm lượng kim loại nặng trong lưu vực sông Zintsu đã cho thấy rằng mặc dù những

mẫu nước thường có chứa ít hơn 1ppm Ca và 50 ppm Zn, những kim loại này đượctập trung

trong trầm tích và thậm chí tập trung cao hơn trong thực vật ( ví dụ khác về sự tích tụ chất độc

trong cơ thể). Một tập hợp về dữ liệu trong 5 mẫu cho thấy trung bình khoảng 6 ppm Ca có

trong đất bị ô nhiễm. Trong rễ cây, mức trung bình này tăng đến 1250 ppm, và trong mùa gặt

lúa nó là 125 ppm. Những thử nghiệm sau cho thấy rằng những con chuột được ăn với chế độ

gồm 100 ppm Ca đã mất khoảng 3% tổng mô xương của chúng, và những con chuột được ăn


Nhóm 8_12KMT

với chế độ gồm 30 ppm Ca, 300 ppm Zn, 150 ppm Pb, và 150 ppm Cu đã mất tương đương

khoảng 33% tổng mô xương của chúng.

Mặc dù phép đo về hàm lượng kim loại nặng trong nước, đất, và thực vật của lưu vực sông

Zintsu sinh ra một vài kết quả khác nhau, xu hướng chung là trong sạch. Các nhà khoa học khá

chắc chắn rằng kim loại nặng, đặc biệt Ca, có hàm lượng khoảng vài phần triệu trong đất và

gáo sinh ra bện Itai-itai.

Ung thư và môi trường địa hóa.

Ung thưvà bệnh tim thường liên quan đến những điều kiện môi trường, tuy nhiên, mối quan hệ

giữa môi trường địa chất và ung thư đã không được chứng minh. Nguyên nhân của nhiều loại

ung thư khác nhau thì chắc chắn phức tạp và bao gồm nhiều thay đổi, nhiều nơi phù hợp để có

mặt hoặc không có mặt của những vật liệu Trái Đất nhất định.

Những hợp chất gây ung thư (nguyên nhân ung thư) trong môi trường có hai nguồn gốc: nhiều

vật liệu xuất hiện tự nhiên trên trái đất như đất và nước, trong khi những cái khác có mặt trong

môi trường do con người sử dụng. Trong nhiều năm gần đây, nhiều sự quan tâm được tập trung

vào hiểu biết và nghi ngờ các loại ung thư có mặt do hoạt động công nghiệp hóa của con

người. Sự nhận thức này thỉnh thoảng được đưa ra để báo hiệu những hợp chất có mối quan hệ

với bệnh ung thư đã không được chứng minh hợp lí ( xem A Closer Asbestos). Điều này không

có nghĩa rằng tất cả chất gây ung thư liên quan đến công nghiệp là không đúng chỗ. Nhiều

thông tin gần đây khẳng định những hợp chất gây ra ung thư (với hàm lượng khác nhau) có thể

được tìm thấy trong nhiều loại nước uống của chúng ta. Loại nước ô nhiễm nào đó ở khu công

nghiệp và trong thành phố chứa chất độc hóa học, nhiều loại trong số chúng có thể gây ra ung

thư, đã giải phóng vàonước mặt và nước ngầm. Đặc biệt dòng sông Mississippi, có nhiều vấn

đề ô nhiễm. Trớ trêu thay, những phương pháp hiện tại về sự xử lí nước, cái mà làm giảm

nhiều mối đe dọa nguy hiểm trong lịch sử về những bệnh lây lan qua nướcuống, có thể góp

phần vào vấn đề này: khi được kết hợp với Clo, nhiều chất thải trong công nghiệp sinh ra hàm

lượng thấp chất hóa học gây ung thư. Thêm vào đó, những quy trình xử lí nước đã sử dụng

trong nhiều khu vực để ngăn cản sự di chuyển của những chất gây ung thư.

Ở phía Bắc Iran, gần vùng biển Caspian, tốc độ của những khối ung thư thì thay đổi mạnh

mẽvà nó xảy ra ở những khoảng cách ngắn. Nghiên cứu khu vực này cho thấy mối tương quan

phức tạp giữa ung thư và một vài nhân tố môi trường: Khí hậu, đất, rau và những hoạt động

nông nghiệp. Sự tương quan cao nhất giữa tỉ lệ ung thư thực quản và nhân tố môi


Nhóm 8_12KMT

trườngtrongcác loại đất (Hình 13.9). Tỉ lệ mắc bệnh cao nhất có liên quan với đất mặn ở vùng

phía đông khô hạn của khu vực này, sự liên quan thấp nhất ở khu vực phía tây. Lượng mưa

tăng từ đông sang tây bởi một trong 4 nhân tố, và đất càng ngày càng lọc được muối nhiều hơn.

Thực vật và hệ thống nông nghiệp bị thay đổi do sự bao phủ thưa thớt của những loài thực vật

chịu hạn đến rừng cây tươi tốt và trang trại khô của lúa, trái cây và trà. Song song với sự thay

đổi từ đông sang tây này thì vấn đề về ung thư thận cũng được giảm bớt.

Hình 13.9

(a)

(b)


Nhóm 8_12KMT

Nhiều ví dụ về mối quan hệ giữa môi trường và ung thưcho thấy tầm quan trọng trong việc

nhận ra các nguyên nhân dẫn tới căn bệnh kinh niên. Bất chấp nhiều mâu thuẫn và những ngoại

lệ có thể được tìm thấy, chúng ta có đủ dữ liệu để chắc chắn rằng các nguyên nhân gây ra ung

thưlà không đơn giản. Chúng ta phải thích nghi với nhiều nhân tố, và nhiều sự thay đổi trong

môi trường điều đó là tất nhiên trong số những nhân tố quan trọng.

Hình 13.9:Bản đồ về đai ung thư thực quản tại Asia so sánh tỉ lệ độ tuổi và tiêu chuẩn mắc phải

ung thư (cao) với loại đất (thấp). (Từ Kmet and Mahboubi, Science, vol. 175. pp. 846-53, tháng

2-1972. Bản quyền 1972, American Association for the Advancement of Science.)

Bệnh tim ở Georgia

Một nghiên cứu thú vị về tỉ lệ tử vong do bệnh tim và mối quan hệ của tỉ lệ này với môi trường

đại chất đã được thực hiện ở Georgia do viện khảo sát địa chất thuộc Mĩ tiến hành (33,34). Sự

khác nhau giữa tỉ lệ tử vong cao nhất và thấp nhất trong 159 tỉnh được khảo sát ở Georgia là rất

lớn. Chín tỉnh ở miền Bắc Georgia có tỉ lệ tử thấp , chín tỉnh ở trung tâm và phía nam trung

tâm có tỉ lệ tử cao được chon để phân tích địa hóa.

Các địa điểm của các tỉnh được chọn sẽ được hiển thị trong hình 13.A. Chín tỉnh có tỉ lệ tử

vong do bệnh tim thấp có tỉ lệ là:560-682 ca tử vong/100000 nam giới có độ tuổi từ 35-74

trong vòng 10 năm. Chín tỉnh có tỉ lệ tử cao có tỉ lệ là: 1151-1446 ca tử vong/100000 nam giới

với cùng nhóm tuổi và cùng thời kì. Như vậy,tỉ lệ tử vong do bệnh tim ở các tỉnh phía nam

trung tâm và trung tâm cao gấp đôi các tỉnh ở phía bắc.

Chín tỉnh có tỉ lệ mắc bệnh tim cao chủ yếu ở miền Nam Georgia,trên đồng bằng ven biển Đại

Tây Dương. Cảnh quan đặc trưng là địa hình thấp, hệ thống thoát nước chập chạp và đầm lầy.

Nói chung, ở đây có đất cát che phủ kainozoi, đây là một loại đá trầm tích cái mà đã trải qua sự

phong hóa khắc nghiệt. Hoạt động nông nghiệp quy mô nhỏ phổ biến,hệ thống cấp nước vừa

đủ.

Chín tỉnh có tỉ lệ tử vong do bệnh tim thấp nằm ở phía bắc Georgia, trong các phần của khu

Appalachian được gọi là Piedmont,Blue Ridge và khu vực Ridge và Valley. Trong Piedmont,

kéo dài từ dãy núi Blue Ridge đến đồng bằng ven biển, đá là một hỗn hợp của đá tiền Cambri

và đá đầu tuổi Cambri,đá lửa Paleozoi. Đất có tính acid với hàm lượng hữu cơ cao,không thích

hợp cho nông nghiệp. Khu vực Ridge và Valley được đặc trưng bởi các rặng núi và thung lũng

tuyến tính, định hướng song song theo hướng từ Đông Bắc đến hướng Tây Nam. Đá ở đây là

đá trầm tích tuổi Paleozoi và chúng bị nén lại, đứt gãy. Đất mùn rất phong phú với nền tảng là


Nhóm 8_12KMT

đá vôi,đất sét ít phong phú với nền là đá phiến sét, hệ vi sinh vật kém phát triển trong đất có

nền là đá sa thạch. Trong khu vực Ridge và Valley gần Virginia,một thung lũng trên núi đá vôi

được đặt tên là “thung lũng giàu” còn thung lũng bên cạnh trên đá phiến sét co tên là “thung

lũng nghèo”. Địa chất làm cho chúng khác nhau!

Cuộc điều tra địa hóa chi tiết của đất và đất trồng của vùng có tỉ lệ tử vong thấp tại phia Bắc

Georgia và khu vực có tỉ lệ tử vong cao do bệnh tim ở Trung Nam Georgia kết luận rằng nền

tảng đất có sự khác biệt về biến thể địa hóa trong đất. Trong ba mươi nguyên tố được phân

tích, nguyên tố có nồng độ đáng kể là:nhôm, bari, canxi, clo, đồng, sắt, kali, magie, niobium,

phospho, titan, valadi được tìm thấy. Nơi có tỉ lệ chết cao và nơi có tỉ lệ chết thấp có sự khác

nhau về nồng độ các nguyên tố trên. Có thể nói, đất ở tỉnh có tỉ lệ chết cao là đất đồng bằng

ven biển có nguồn gốc từ trầm tích bở rời (cát và sét) mà trước đây bị biến đổi và được lọc qua

quá trình lắng đọng. Kẽm là nguyên tố duy nhất có nồng độ lớn đáng kể trong đất nơi mà có tỉ

lệ tử cao. Tuy nhiên mangan, clo, vanadi và đồng được biết là thuận lợi cho sự phát triểncủa

bệnh tim, các nguyên tố này tập trung cao trong các tỉnh có tỉ lệ tử thấp. Như vậy, tỉ lệ tử vong

thấp do bệnh tim có thể do có nồng độ các chất có lợi cao, không phải là do chất có hại có nồng

độ thấp.

Amiăng

Thuật ngữ Amiang đề cập tới những mảnh khoáng sản kéo dài gọi là sợi , đặc biệt là những

mảnh vỡ của khoáng vật silicat ferromagnesian được gọi là nhóm amphiboles hoặc là

serpentine đá.Amiăng có nhiều ứng dụng trong công nghiệp, chủ yếu là liên quan tới phòng

cháy và vật liệu cách nhiệt. Amiang được sử dụng trong má phanh cho mục đích cách nhiệt.

Nhược điểm của việc sử dụng amiang liên quan tới việc một số công nhân trong ngành công

nghiệp bị mắc bệnh phổi gọi là bệnh asbestosis, bênh này được cho là bị gây ra do hít phải các

khoáng vật dạng sợi. Mối quan tâm này cũng đã được nâng lên vì tiếp xúc với amiang có thể

gây ra bệnh ung thư phổi. Di dời các công trình hoặc cấm sử dụng nó hoàn toàn là biện pháp để

loại bỏ amiang trong các công trình xây dựng cũ (đặc biệt là trường học và các công trình công

cộng) ở Mĩ. Amiang không chỉ là khoáng sản kéo dài (dạng sợi) mà còn có trong là hầu hết các

loại đá có thể vỡ vụn hoặc kéo dài. Các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm cho thấy, động vật

khi tiếp xúc với loại sợi khoáng chất , khi chúng vào mô phổi sẽ làm cho khối u phát triển. Có

thí nghiệm đã bị chỉ trích vì dung liều lượng vi sợi cao đặt trực tiếp vào mô màng phổi. Để áp


Nhóm 8_12KMT

dụng kết quả nghiên cứu này cần phải suy luận với nồng độ thấp hơn nồng độ thí nghiệm (nồng

độ thực tế con người tiếp xúc).

Nghiên cứu ung thư đã chỉ ra rằng thạch anh là vật liệu có thể gây ung thư cho con người. Do

đó ở Mĩ bất kì vật liệu nào có trên 1% silicat (bao gồm thạch anh) phải được hiển thị các cảnh

báo nguy hiểm. Do đó, về lí thuyết xe tải vận chuyển đá nghiền nát phải mang biển cảnh báo,

thực tế các xe tải vận chuyển đá ở Delaware đã vi phạm vì không có đủ điều kiện như vậy! Tác

giả cảnh báo (một cách hài hước) rằng những bãi biển bao gồm cát silicat có thể tạo ra nguy cơ

sức khỏe cho mọi người! Cát bao gồm thạch anh ở dạng cứng và tròn không ở dạng bụi và sợi

nên không gây nguy hiểm cho con người. Trở về cuộc thảo luận về amiang, ta thấy các loại

amiang có độ nguy hiểm khác nhau. Khoáng sản dạng chrysotile (hình 13.B) được gọi là

amiang trắng và là amiang được sử dụng phổ biến ở Mĩ. Nó được ước tính là chiếm khoảng

95% các loại amiang tại các công trình của Mĩ. Nghiên cứu sức khỏe môi trường của các thợ

mỏ ở Canada, nơi xuất phát của hầu hết các loại amiang cho thấy, tiếp xúc với amiang không

phải có hại. Trên thực tế chưa có nghiên cứu nào về sự liên hệ giữa bệnh phổi và những người

không lao động trực tiếp với amiang trắng. Mặt khác, amiang xanh (xuất phát từ khoáng sản

crosidolite) được biết là gây ra bệnh phổi (35).

Sử dung amiang trong các tòa nhà của Mĩ đã trở thành vấn đề sức khỏe. Nhiều sự lo sợ liên

quan đến việc tiếp xúc của những người không làm việc trực tiếp với amiang, đặc biệt là sự

tiếp xúc của trẻ em, một lượng tiền lớn đã được bỏ ra để loại bỏ amiang trắng tại các trường

học, tòa nhà công cộng và nhà ở. Có vẻ như những rủi ro về amiang đã được phóng đại và sự

loại bỏ amiang trắng là không cần thiết. Tuy nhiên nên có các nghiên cứu bổ sung cho việc

đánh giá rủi ro sức khỏe liên quan tới các loại amiang và các loại đá sản sinh rs amiang ở dạng

nhỏ, mỏng, mảnh xơ.

13.5. Phóng xạ v à kh í radon .

Radon, một loại khí phóng xạ tự nhiên, là mối quan tâm môi trường quan trọng

phát sinh từ quá trình tự nhiên và không liên quan đến bất kì hoạt động nào của cộng đồng,

công nghiệp và chính phủ. Trước khi chúng ta xem xét các vấn đề về radon, ngày nay có thể

nói khí Radon là một mối quan tâm địa chất quan trọng nhất ở Mĩ, chúng ta phải xem xét bản

chất của phóng xạ và những rủi ro về sức khỏe gây ra do tiếp xúc với phát thải phóng xạ (bức

xạ phóng xạ).

Bản chất tự nhiên của phóng xạ.


Nhóm 8_12KMT

Tất cả các nguyên tử của cùng một nguyên tố có số nguyên tử giống nhau (số proton trong hạt

nhân). Đồng vị là các nguyên tử của nguyên tố có số nơtron khác nhau và do đó tổng số

nguyên tử khác nhau (số proton cộng với số nơtron trong hạt nhân). Ví dụ 2 đồng vị của

uranium là235U92 và 238U92. Số nguyên tử của cả 2 đồng vị là 92 nhưng tổng số nguyên tử

của chúng lần lượt là 235 và 238. Các đồng vị này có thể được viết uranium-235 và uranium-

238, hoặc U-235, U-238

Một đồng vị phóng xạ trải qua quá trình phân rã hạt nhân một cách tự nhiên, nghĩa

là nó trải qua sự thay đổi hạt nhân trong khi nó phát ra một hoặc nhiều dạng bức xạ phóng xạ.

Có 3 loại bức xạ chính phát ra trong quá trình phân rã phóng xạ được gọi là các hạt alpha, bêta,

vàbức xạ gama. Mỗi đồng vị phóng xạ có tính phát thải đặc trưng riêng, một số đồng vị chỉ

phát ra một loại bức xạ, một số thì phát ra hỗn hợp.

Hạt alpha gồm 2 hạt proton và 2 hạt nơtron, làm nó lớn hơn nhiều so với các loại phát thải

phóng xạ khác. Vì phân rã alpha (phát thải của hạt alpha) làm thay đổi số proton trong hạt

nhân, một đồng vị bị thay đổi thành một đồng vị của nguyên tố khác. Ví dụ, một nguyên tử

radon222 có 86 proton phát thải ra 1 hạt alpha và bị biển đổi thành một nguyên tử

polonium218 có 84 proton. Vì khối lượng lớn nên hạt alpha phát thải phóng xạ chậm nhất

(năng lượng thấp nhất). Nó di chuyển khoảng cách ngắn nhất (khoảng 5 đến 8 cm trong không

khí) và xâm nhập vào chất rắn ngắn hơn hạt bêta và gama.

Hạt bêta là điện tử mang năng lượng và có khối lượng nhỏ hơn hạt alpha. Phân rã bêta xảy ra

khi một nơtron trong hạt nhân của đồng vị tự phát thay đổi. Chú ý là các elctron đã phát ra

là sản phẩm của sự chuyển đổi, không có bất kì electron nào trong hạt nhân trước khi sự phân

rã bêta xảy ra.

Trong bức xạ gama, một loại năng lượng được gọi là tia gama được phát ra từ đồng vị,

nhưng số proton và nơtron trong hạt nhân không thay đổi. Tia gama là tia hạt nhân tương tự

như tia X trong y học. Tia gama được phát ra bởi hạt nhân và có năng lượng cao nhất trong tất

cả các phát thải phóng xạ và di chuyển nhanh hơn, xa hơn và xâm nhập sâu hơn hạt alpha

và bêta.

Một tính chất quan trọng của một đồng vị phóng xạ là chu kì bán rã, là thời gian cần cho một

nửa số đồng vị phân rã thành dạng khác. Mỗi đồng vị có một chu kì bán rã riêng duy nhất.

Ví dụ, Radon 222 có chu kì bán rã là 3,8 ngày. Carbon14, một đồng vị phóng xạ của carbon,

có chu kì bán rã là 5570 năm, uranium235 là 700 triệu năm, và uranium238 là 4.5 tỉ năm.


Nhóm 8_12KMT

Một số đồng vị phóng xạ, đặc biệt là các nguyên tố nặng, trải qua một chuỗi phân rã phóng xạ,

cuối cùng đạt đến đồng vị (không phóng xạ). Hình 13.10 cho thấy chuỗi phân rã từ U238 qua

radium226, radon222, vàpolonium 218 đến đồng vị lead206. Hai điều quan trọng trong mỗi sự

chuyển đổi là loại bức xạ đã phát ra và chu kì bán rã của đồng vị bị chuyển đổi, điều nay cho

thấy sự chuyển đổi trong hình 13.10. Sự phân rã từ một đồng vị sang dạng khác thường được

bắt đầu từ nguyên tử ban đầu. Ví dụ, radon222 ban đầu, khí có chu kì bán rã là 3.8 ngày, phân

rã bởi phát thải alpha sang dạng khác của nó là polonium218, là chất rất có chu kì bán rã 187

giây.

Hình 13.10


Nhóm 8_12KMT

Đơn vị bức xạ.

Đơn vị được sử dụng để đo sự phóng xạ phụ thuộc vào việc chúng ta quan tâm đến quá trình

của quá trình phân rã phóng xạ hoặc trong các ảnh hưởng của sự bức xạ được hấp thụ bởi các

sinh vật sống. Mặt khác, các đơn vị đo năng lượng của bức xạ phóng xạ.

Đo lượng sự phân rã phóng xạ.

Một đơn vị thường được dùng để đo lượng phân rã phóng xạ được gọi là Curie theo tên của

Marie và Pierre Curie, người đã tìm ra các nguyên tố phóng xạ đầu tiên là polonium và radium,

vào những năm 1890, Marie Curie đặt ra thuật ngữ radioactivity (sự phóng xạ), bà đặt tên

polonium theo quê hương của bà, poland. Các ảnh hưởng có hại của sự phóng xạ đã không

được biết vào thời đó, và cả bà và con gái, người cũng làm việc với các nguyên tố phóng xạ đã

chết vì bệnh bạch cầu, được cho là do bức xạ gây ra.

Một curie (Ci) là số lượng phóng xạ có trong 1g radium-226, mà cứ mỗi giây có khoảng 37 tỉ

hạt nhân bị phân rã. Radium có chu kìbán rã là 1622 năm, hết khoảng thời gian đó 1g radium

ban đầu sẽ giảm xuống còn 0.5g, các quá trình phân rã sẽ giảm xuống còn 18.5 tỉ hạt nhân mỗi

giây, số lượng phóng xạ hiện nay sẽ là 0.5Ci. Trong hệ thống đo lường quốc tế, đơn vị thường

được sử dụng cho quá trình phân rã phóng xạ là becquerel (Bq) (đặt theo tên nhà vật lí học

Henri Becquerel-giáo viên của Marie Curie), tương ứng một phân rã phóng xạ trong một giây

(theo đó, 1Ci= 3.7*10^10 Bq)

Bequerel là đơn vị hữu ích để làm việc với các khí phóng xạ chứa ít các nguyên tử hơn so với

các chất rắn có cùng thể tích. Ví dụ, nếu chúng ta làm việc với radon-222, chúng ta có thể định

tính phóng xạ của nó trong một m3Bequerel hoặc trong một lít picocurie (pCi/l). Một pCi bằng

một phần nghìn tỉ mộtCi, do đó pCi là đơn vị đo lường số phân rã mỗi giây trong một lít

(1pCi/l = 37 Bq/m3).

Đo lường phóng xạ.

Lượng bức xạ nhận được từ một nguồn phóng xạ được đo bằng rads và rems. Rads là đơn vị

của liều hấp thu và rems là đơn vị của liều tương đương, sẽ được giải thích một cách ngắn gọn.

Các đơn vị tương ứng trong hệ thống quốc tế là grays và sieverts: một gray (lượng hấp thu)

bằng 100 rads và một sieverts (liều tương đương) bằng 100 rem. Cả hai hệ thống đều được sử

dụng thông dụng.

Rads và grays đo năng lượng được giữ lại trong các mô sống đã được tiếp xúc với bức xạ. Tuy

nhiên, vì các loại bức xạ khác nhau có khả năng xâm nhập khác nhau nên chúng gây ra các


Nhóm 8_12KMT

mức độ tác hại tới các mô sống cũng khác nhau. Vì vậy, rads và grays được nhân với các tác

nhân được gọi là quan hệ sinh học hiệu quả để tạo ra liều tương đương (liều tương đương hiệu

quả) được đo bằng rems hoặc sieverts. Millirem (mrem) và millisieverts (mSv) là một phần

ngàn của rem hoặc sieverts, được sử dụng để đo lượng phóng xạ nhỏ. Đơn vị thường được

dụng để đo tia X hoặc tia gama là roentgen hoặc trong hệ thống đơn vị quốc tế

là coulombs/kilogram (cả hai liên quan đến mỗi đơn vị khối lượng ion).

Nguy cơ sức khỏe từ bức xạ phóng xạ.

Cách một đồng vị phóng xạ đe dọa đến sức khỏe phụ thuộc vào nhiều yếu tố: các loại bức xạ

phát ra, bản chất của sự tiếp xúc (có nghĩa làcho dù đồng vị ở bên ngoài hay bên trong cơ thể),

chu kì bán rã của đồng vị, tính chất vật lí và hoạt động hóa học của nó. Radon 222 có năng

lượng phát thải thấp và chu kìbán rã ngắn, nhưng nó rất nguy hiểm vì nó là khí. Nếu khí này

được hít vào, các sản phẩm rắn của nó phát ra bức xạ có hại với cơ thể .

Các loại phóng xạ:

Chúng ta nên chú ý rằng hạt alpha chỉ đi được khoảng từ 5 đến 8 cm ở trong không khí trước

khi nó dừng lại bởi sự va chạm với các hạt không khí. Trong mô con người nó nặng hơn nhiều

so với ở trong không khí, hạt alpha chỉ di chuyển khoảng từ 0,005 đến 0.008 cm, vì vậy các hạt

alpha phải gắn chặt chẽ với tế bào, mô mới có thể phá hủy được chúng. Khi đồng vị phát ra tia

alpha, nếu được hít vào hoặc ăn phải, nó sẽ rất nguy hiểm cho sức khỏe. Tất cả các tia bức xạ

phát ra thì được giữ lại bởi các mô của cơ thể trong khoảng thời gian rất ngắn, vì vậy cơ thể

hấp thu tất cả những bức xạ có hại. Trường hợp khác, khi một đồng vị phát ra tia alpha thì sẽ

được giữ lại trong một vật chứa và nó tương đối vô hại.

Bởi vì năng lượng rất cao và sự thâm nhập rất sâu của chúng , những tia gamma có thể gây

nguy hiểm đến bên ngoài hoặc bên trong cơ thể. Tuy nhiên, nếu phát ra được đưa vào cơ thể,

một sốảnh hưởng đến bên ngoài cơ thể, nguy cơ có hạitiềm năng sẽ giảm).Sự bảo vệ khỏi

nguồn bên ngoài của các tia gamma phụ thuộc vào độ dày của vật bảo vệ. Mặc dù khi phóng xạ

beta phát ra, đa sốđềuđược hấp thụ bởi cơ thể nhưng ảnh hưởng của nó chỉ ở mức trung bình.

Những hạt beta từ 1 nguồn bên ngoài có thể được ngăn cản bởi các lớp bảo vệ.

Lượng bức xạ

Những bức xạ yếu trong tự nhiên (đó là những bức xạ mà chúng ta tiếp xúc trên hoặc gần bề

mặt của Trái Đất) được Mỹ ghi nhận là có giá trị trung bình khoảng 1,5mSv/người/năm. Tuy


Nhóm 8_12KMT

nhiên nó giới hạn trong khoảng từ 1 đến 2,5mSv. Nhìn chung mức cao nhất của bức xạ thì ở

trên núi và mức thấp nhất là ở Florida. Sỡ dĩ có sự khác nhau này, nguyên nhân chủ yếu là do

độ cao và địa chất. Nhiều bức xạ vũ trụ ở những độ cao cao hơn thì lượng bức xạ vũ trụ hấp thụ

được sẽ nhiều hơn vì càng lên cao không khí càng loãngvà đồng thời ở vùng núi, các đá granit

chứa khoáng vật phóng xạ cũng nhiều hơn. Florida, địa hình chủ yếu là đá vôi và độ cao thấp,

nhận được lượng bức xạ thấp. Tuy nhiên trong nhiều nơi ở Florida nơi tích tụ phosphate, bức

xạ yếu có thểở trên mức trung bình bởi vì trên đá chứa phosphate nồng độ uranium cao.

Không có những quan điểm chung về số lượng rõ ràng của bức xạ, chúng ta nhận từ nguồn bức

xạ ở nồng độ thấp. Tuy nhiên, các nguồn bức xạ yếu bao gồm: K-40, C-14, chúng có ở trong

cơ thể chúng ta và chúng cung cấp khoảng 0,2 đến 0,25mSv/người/năm. Kali là một chất điện

phân quan trọng trong máu, và 1 chất đồng vị của K-40 là chất phóng xạ với một nửa chu kì

bán rã rất dài. Mặc dù Kali-40 sinh ra chỉ chiếm một tỉ lệ % rất nhỏ của tổng Kali có trong cơ

thể nhưng nó có mặtở hầu hết trong cơ thể, vì vậy tất cả chúng ta đều có 1 lượng chất phóng xạ

rất nhỏ. Do đó, nếu bạn chia sẻ cuộc sống của bạn với người khác thì bạn bị phơi nhiễm 1

lượng nhỏphóng. Các tia vũ trụ cung cấp khoảng 0,35 đến 1,5 mSv/người/năm, chúng phụ

thuộc vào độ cao, vật liệu phóng xạ trong đá và đất cung cấp trung bình khoảng 0,35 mSv. Tuy

nhiên , lượng phóng xạ nàycó thể lớn hơn ở 1 số vùng, nơi mà khí radon có thể thấm vào các

ngôi nhà.

Nguồn phóng xạ có hàm lượng thấp do con người tạo ra bao gồm: tia X được sử dụng trong y

học, nó có thể cung cấp từ 0,7 đến 0,8 mSv/người/năm, những nhà máy nghiên cứu vũ khí hạt

nhân và năng lượng hạt nhân có thể đã cung cấp khoảng 0,04mSv, và biến đổi của những nhiên

liệu hóa thạch như than, dầu và những khí tự nhiên có thể thêm vào 0,03mSv.

Nghề nghiệp và phong cách sống của 1 người hằng năm cũng có thể ảnh hưởng đến lượng

phóng xạ. Mỗi lần bạn bay lên cao so với chiều cao của mực nước biển thì bạn đã nhận thêm

vào 1 lượng phóng xạ. Nếu bạn làm việc ở nhà máy điện hạt nhân, nhà máy than hoặc một khu

công nghiệp, bạn có thể đã bị phơi nhiễm thêm một lượng phóng xạ thấp. Số lượng phóng xạ

nhận được của những người công nhân thì được giám sát chặt chẽ ở những vị trí rõ ràng như

các nhà máy năng lượng hạt nhân và phòng thí nghiệm tạo ra các tia X.Nhân viên phải mặc

những trang phụcđặc biệt để nó có thể ghi lại tổng lượng bức xạ nhận được. Hình 13.11 thể

hiện một số nguồn cung cấp phóng xạ , nơi mà chúng ta thường bị phơi nhiễm. Chú ý rằng

phơi nhiễm khí radon ở mức cao(ở trong nhà khí radon có nồng độ cao nhất) có thể tương


Nhóm 8_12KMT

đương với khoảng phơi nhiễm của những người tản cư đến từ Chernobyl từ tai nạn của nhà

máy năng lượng hạt nhân Russian trong năm đó.

Một câu hỏi lớn liên quan đến sự phơi nhiễm bức xạ là: khi nào thì sự phơi nhiễm hoặc lượng

bức xạ trở nên nguy hiểm tới sức khỏe? Thật không dễ để trả lời câu hỏi này. Chúng ta biết

nhiều về hậu quả nếu phát tán nhanh lượng bức xạ cao đối với con người nhưng biết ít về quá

trình phơi nhiễm bức xạ ở mức thấp. Đa số những thông tin của chúng ta về ảnh hưởng của

lượng bức xạ cao là từ những nghiên cứu về các tàn dư của bom nguyên tử ở Nhật Bản, những

người bị phơi nhiễm tia phóng xạ uranium ở mức cao, những thợ vẽ bằng bút dạ quang chứa

uranium và từ những người trị bệnh được xử lý bằng tia phóng xạ. Những công nhân, những

người mà bị phơi nhiễm phóng xạ ở mức cao thì tốc độ bệnh ung thư phổi lớn hơn so với phần

đông dân số. Những nghiên cứu về tỉ lệ tử vong chỉ ra rằng, phơi nhiễm từ khoảng thời gian 10

đến 25 năm mới hình thành bệnh. Ảnh hưởng có hại của lượng phóng xạ ở mức cao đã được

xác định từ những nghiên cứu đã được miêu tả. Một lượng bức xạ khoảng 5000mSv thì được

xem như là gây chết cho tất cả những người bị phơi nhiễm nó. Một lượng bức xạ từ 1000 đến

2000mSv sẽ gây nên vấn đề về sức khỏe gồm nôn mửa, mệt mỏi, làm tăng khả năng sẩy thai

cho những người mang thai chưa đầy 2 tháng và tạm thời vô sinh ở nam giới, cỡ 500mSv được

ghi nhận là có hại cho sinh lí. Mức lớn nhất cho phép lượng bức xạ/năm của những người làm

trong khu công nghiệp là 50mSv. Nó thì gấp 30 lần so với lượng trung bình lượng phóng xạ cơ

thể con người nhận được từ nguồn tự nhiên. Lượng phóng xạ tối đa chấp nhận được hằng năm

ở Mỹ là 5mSv hoặc gấp khoảng 3 lần lượng bức xạ trung bình hằng năm. Mặc dù hầu hết các

nhà khoa học đồng ý rằng, phóng xạ là nguyên nhân gây ung thư, họ thảo luận mối quan hệ

giữa phơi nhiễm bức xạ ở mức thấp và tỉ lệ tử vong do ung thư. Một số nhà khoa học đã tin

rằng chúng có quan hệ chặt chẽ với nhau, vì vậy không tăng thêm lượng phóng xạ để gây ra

thêm những mối nguy hại. Những người khác tin rằng cơ thể có khả năng chống chịu và phục

hồi với những lượngphóng xạ thấp, nó sẽ bắt đầu ảnh hưởng đến sức khỏe khi nhận phải một

lượng phóng xạ lớn hơn. Điều đó phụ thuộc vào chúng ta, dường như nó cần một giá đỡ để bảo

vệ và chấp nhận rằng nó phải có mối quan hệ ngang hàng. Nó có nghĩa là , nếu không tăng

thêm các tia phóng xạ thì không có sự tăng thêm ảnh hưởng đối với sức khỏe.

Khí radon

Radon là chất khí phóng xạ hình thành trong tự nhiên, không màu, không mùi, không vị. Sự

phân rã chất phóng xạ uranium-238 tạo thành uranium-236, nó biến đổi và phân rã thành


Nhóm 8_12KMT

radon-222( xem hình 13.10). Vì vậy những tảng đá sinh ra uranium là nguồn tạo khí radon nó

phá hủynhiều ngôi nhà ở Mỹ. Khí radon đã từng có một quá trình lịch sử thú vị từ khi nó được

phát hiện bởi nhà hóa học người Đức Ernest Dorn. Đầu những năm 1900, nước chứa radon trở

thành vấn đề sức khỏe phổ biến.Một bác sĩ đã thông báo trên một tạp y học rằng radon hoàn

toàn không độc và sự thật này được cơ thể con người chấp nhận như thực vật hấp thu ánh sáng

mặt trời. Năm 1916, Hiệp hội y học của Mỹ thực tế đã từ chối nhận định của những người phát

ngôn về radon bởi vì quá ít radon được sản xuất. Trong thời kì này, nhiều sản phẩm chứa

radium vì vậy radon xuất hiện ở các chợ gồm kẹo socola, bánh mì và kem đánh răng. Gần năm

1953, chất đông thuốc tránh thai chứa uranium được bày bán ở Mỹ. Ngày nay, sản phẩm con

của radon có khả năng phá hủy các loại tế bào thì được sử dụng rộng rãi để trị bệnh ung thư.

Tại sao khí radon lại nguy hiểm?

Nhiều người lo lắng về khí radon bởi vì sự phơi nhiễm nồng độ cao của radon thì gắn liền với

nguy cơ tăng bệnh ung thư phổi, đặc biệt đối với những người hút thuốc. Bệnh này sẽ tăng theo

nồng độ của radon, khoảng thời gian phơi nhiễm và mức độ đó sẽ tăng đối với những người hút

thuốc.

Trong những năm gần đây, hằng năm ở Mỹ có khoảng 140000 người chết vì bệnh ung thư

phổi. Mặc dù hút thuốc lá là những tác nhân quan trọng gắn liền với bệnh ung thư phổi, EPA

ước tính khoảng 7000 đến 30000 người chết liên quan đến sự phơi nhiễm khí radon. Một ước

tính rằng sự phơi nhiễm cả cây thuốc lá và radon có tác hạigấp 10 lần so với việc phơi nhiễm

chất gây ô nhiễm. Mặc dù một số nghiên cứu chỉ ra được mối liên hệ giữa vấn đề phơi nhiễm

khí radon ở trong nhà với việc tăngkhả năng gây bệnh ung thư phổi nhưngtheo ước tính của

những người có kinh nghiệm cao trong việc tiếp xúc với phóng xạ thông qua những hoạt

độngnhư là khai thác uranium.

Các nguy cơ sức khỏe từ khí radon có liên quan chủ yếu tới sản phẩm của khí radon đặc biệt là

polonium 218, nó dính chặt với bụi. Những hạt bụi này có thể được hít vào trong phổi, nơi mà

xảy ra sự phân rã Alpha Polinium 218 thành chì 214 với chu kì bán rã trong thời gian 3 phút.

Polinium 218 được giữa lại trong phổi nhờ dính vào chất nhầy trên bề mặt phổi. Những tế bào

ở bên dưới chất này có thể bị hư hại bởi tia Alpha. Điều đó được biết như là sự phóng xạ có thể

gây phá vỡ các sợi DNA trong các tế bào, và khi các sợi DNA này bị phá vỡ, những hư hại này

có thể lâu dài dẫn đến đột biến gen. Đột biến gen có thể không gây ra ung thư nhưng nó có mối


Nhóm 8_12KMT

liên hệ với quá trình phát sinh nhiều loại bệnh tật, bệnh tật có thể tăng lên thông qua việc phơi

nhiễm các chất hóa học như là các chất đã được tìm thấy trong khói thuốc lá.

Một nghiên cứu gần đây cho rằng, khí radon là một nhân tố gây ra bệnh ung thư.

Những nghiên cứu này dựa trên việc thống kê nồng độ radon ở trong nhà và số lần xảy ra ung

thư. Nó có thể gây ra tranh cãi, một phần là vì cơ sở dữ liệu bao gồm tỉ lệ ung thư và nồng độ

trung bình của khí radon của một số quốc gia vượt quá nồng độ khí radon ước lượng ở trong

nhà của các nạn nhân ung thư. Cần phải có giới hạn gần nhất gắn liền với các cá nhân và môi

trường cụ thể của họ trước khi các nhà quan sát hoài nghi các bằng chứng rằng khí radon gây

ra các căn bệnh ung thư khác nhiều hơn ung thư phổi. Radon gây ra các khối u ác tính đây là

giả thuyết liên quan đến các tế bào bị hư hại do sự phân rã khí radon. Bệnh bạch cầu là do tích

lũy khí radon có thể hòa tan ở trong máu và xương tủy. Những giả thuyết thú vị và có ý nghĩa

quan trọng cần được giải quyết trong những nghiên cứu ở tương lai.

Các rủi ro được biết khi nồng độ khí radon lớn thì rất nguy hiểm, và nồng độ của khí radon nhỏ

thì không có hại và không được biễu hiện ra. Cơ quan bảo vệ môi trường đã thiêt lập nồng độ

radon cho phép là 4.0pCi/l khi mức phóng xạ vượt quá mức cho phép thì sẽ nguy hiểm. Nồng

độ trung bình của khí radon ở ngoài trời là xấp xỉ là 0.2pCi/l và ở trong nhà là 1.0 pCi/l. Mức

phóng xạ 4.0 pCi/l chỉ là ước tính, còn nồng độ khí radon ở trong nhà cần phải giảm. Nếu bạn

không bao giờ hút thuốc thì với nồng độ khí radon ở mức 4.0 pCi/l là giống như nguy cơ bi

chết đuối; còn nếu bạn là người hút thuốc thì nguy cơ này là khoảng 100 lần nguy cơ chết do

tai nạn máy bay.

Nguy cơ phơi nhiễm khí radon cũng có thể được ước lượng theo số người bị ung thư phổi,

điều nay được thể hiện ở bảng 13.12 những ước lượng này rất khó để xác định. Một nghiên cứu

ở Mỹ về những người phụ nữ không hút thuốc cho thấy rằng không tìm thấy một dấu hiệu nào

khẳng định mối quan hệ nào giữa phơi nhiễmkhí radon và ung thư phổi. Một nghiên cứu khác

ở Thụy Sĩ đã làm một báo cáo về mối quan hệ giữa việc phơi nhiễm khí radon ở trong nhà và

bệnh ung thư . Gần đây những khu dân cư bị phơi nhiễm bởi khí radon là một nguyên nhân

quan trọng gây ra bệnh ung thư phổi của những người dân ở Thụy Sĩ.Vì vậy chúng ta có thể

kết luân rằng việc phơi nhiễm khí radon nhiều sẽ dẫn đến ung thư phổi cho moi người trên toàn

thế giới. Các nhà khoa học người Thụy Sĩ đã nghiên cứu mối liên quan ở những người phụ nữ ,

những người đàn ông và đã xác định được rằng khói thuốc có nhiều ảnh hưởng đến việc phơi

nhiễm khí radon và phạm vi ung thư phổi.


Nhóm 8_12KMT

Bảng 13.12

Nếu rủi ro từ khí radon gần với ước tính của cơ quan bảo vệ môi trường thì nguy hiểm tương

đương với tử vong do tai nạn ô tô và cao hơn hàng trăm lần so với rủi ro do chất gây ô nhiễm

ngoài trời có ở trong nước và không khí.Những chất gây ô nhiễm ở ngoài môi trường thường

được quy định để giảm nguy cơ tử vong sớm và bệnh tật dưới 0.001%. Rủi ro từ các chất ô

nhiễm trong nhà như hóa chất hữu cơ cho thấy một nguy cơ gây ung thư xấp xỉ gần 0.1%.

những điều này là nhỏ so với rủi ro liên quan đến khí radon.Ví dụ, người mà sống trong nhà


Nhóm 8_12KMT

khoảng 20 năm với nồng độ trung bình của khí radon khoảng 25 pCi/l thì cơ hội ung thư phổi

là 2- 3 %.

Địa chất của khí radon.

Cả trong các loại đá và các cấu trúc địa chất là rất quan trọng trong việc xác định khí radon là

bao nhiêu ở trên bề mặt Trái Đất. Nồng độ của uranium 238 trong đá và đất có thể rất lớn. Một

số loại đá như sa thạch, thường chứa ít hơn 1ppm U-238; những loại đá khác như một số loại

đá phiến sét đen và đá granite, có thể chứa nhiều hơn 3ppm U-238. Số lượng thực tế của khí

radon đạt được trên bề mặt của trái đất có liên quan với nồng độ của urani trong đất đá cũng

như hiệu quả của các quá trình chuyển từ đá hoặc đất thành đất nước và đất-khí.Một số vùng ở

Mỹ chứa các tầng đá nền có nồng độ uranium tự nhiên trên mức trung bình.Một khu vực ở

Pennsylvania, New York nổi tiếng với nồng độ khí radon cao. Đây là khu vực chứa một lượng

lớn nồngđộ khí radon.Hai khu vực ở Floria được xác định ở trong đá giàu phosphate có nồng

độ uranium. Nhiều khu vực khác, bao gồm Illinois, New Mexico, phía Bắc và phía Nam

Dakota, Washington, là những khu vực được xác định có nồng độ khí radon ngoài trời tăng

cao. Một đá phiến sét đen ở Santa Barbara, California, được xác định như là nơi sản sinh ra khí

radon.

Cấu trúc địa lý ở những vùng bị đứt gãy thường giàu uranium và có thể sản sinh ra nồng độ khí

radon quá mức ở trong đất. Một nghiên cứu ở Nam Virginia đã tìm thấy khu vực bị đứt gãy có

đá granite thì nồng độ khí radon trong đất tăng gấp 10 lần. Hơn thế nữa, một trong những mức

ngoài trời cao nhất ở Mỹ được xác định ở những vùng bị đứt gãy ở Boyertown,Pennylvania. Ở

Santa Barbara, California, một trong những nơi có nồng độ khí radon trong nhà cao nhất.Khí

radon thoát khỏi tầng đá nền và các hạt đất ảnh hưởng rất lớn đến lượng nước.Độ ẩm tương đối

cao thì nó sẽ giữ khí radon trong khoảng không của đất và các đứt gãy trong đá: nước có thể

làm giảm khoảng cách di chuyển của khí radon do quá trình phóng xạ từ vật liệu có sẵn trước

như ranium -226. Sự di chuyển của khí radon trong các đứt gãy của đá, khe hở trong đất được

hỗ trợ bởi độ ẩm tương đối thấp. Chu trình khuếch tán của khí radon lớn hơn nhiều trong vật

liệu chưa bão hòa. Vì vậy, hơi ẩm nó ảnh hưởng đến lượng khí radon có thể đạt được trên bề

mặt trái đất bằng 2 cách đối lập là:

Độ ẩm cao làm tăng cơ hội cho radon xâm nhập và giữ lạị trong các khoảng không ở trong vết

đứt gãy của đá hoặc giữa các hạt đất.


Nhóm 8_12KMT

Độ ẩm cao có khuynh hướng hạn chế việc vận chuyển khí radon thông qua các khoảng không

của đá và đất. Do đó, có một lượng nước tối ưu sẽ dẫn đến lượng radon tối đa thực tế đạt được

trên bề mặt Trái Đất. Trong một số loại đất lượng nước tối ưu này có thể xấp xỉ 20-30 %.

Hình 13.13


Nhóm 8_12KMT

Hình 13.14

Cách thức khí radon vào nhà

Khí radon vào nhà bằng 3 con đường chính (hình13.15). Chúng là:

- Khí bay lên từ đất và đá vào những tầng hầm và những nơi khác của ngôi nhà.

- Nước ngầm bơm từ giếng.

- Vật liệu xây dựng như đá xây dựng làm từ những chất phát thải ra khí Radon (43).


Nhóm 8_12KMT

hình 13.15

Hầu hết khí Radon ở trong nhà được quan tâm gần đây có mối liên quan với việc sử dụng

những vật liệu xây nhà chứa hàm lượng cao chất phóng xạ. Ví dụ, khoảng thời gian từ 1929

đến 1975, vật liệu được sử dụng để sản xuất bê tông ở Thụy Điển chứa hàm lượng cao những

chất tương tựchất phóng xạ. Tương tự, từ năm 1960 ở Mỹ, người ta phát hiện ra một vài ngôi

nhà và những tòa cao ốc khác ở Grand Junction của Colorado được xây dựng từ vật liệu chứa

uranium có trong rác. Một vài ngôi nhà khác ở Florida được phát hiện có nồng độ cao Radon,

nơi đã từng là bãi rác Phốt Phát. Cuối cùng một số ngôi nhà ở New Jersey được xây dựng tại

một bãi rác là nơi rác thải từ một nhà máy chế biến Radium đã lắng đọng trước đó (50).Vào

tháng 12 năm 1984, các nhà khoa học phát hiện ra rằng, khí Radon từ tự nhiên có thể xâm

nhập vào nhà và có thể gây nên nguy cơ sức khỏe trầm trọng. Câu chuyện của Stanley Watras

đã được kể và được kể lại nhiều cho đến bây giờ, nó là một phần trong truyền thuyết về

khíRadon (38) vì thế đáng để chúng ta nhắc đến tại đây.Stanley Watras , một trai làng

Pennsylvania, là tư vấn viên về kĩ thuật ở trạm năng lượng hạt nhân Limerick. Tại lối vào nhà

máy, máy dò bức xạ chắc chắn rằng không có sự tồn tại của vật liệu phóng xạ. Lò phản ứng hạt

nhân tại trạm năng lượng đã chưa được mở lên khi Watras, vào tháng 12 năm 1984, trên đường

vào nhà máy, đặt ra báo động. Việc kiểm tra quần áo của ông cho rằng sự ô nhiễm không phải

từ nhà máy và phải bắt nguồn từ nơi ông ấy sống. Những viên chức của công ty năng lượng đã

kiểm tra nhà của Watrass và bị sửng sốt khi phát hiện ra rằng hàm lượng phóng xạ của không


Nhóm 8_12KMT

khí trong nhà ông ta là 3200pCi/l, gấp 800 lần ngưỡng cho phép-4pCi/l, được quy định bởi

SởBảo Vệ Môi Trường Mỹ. các nhà khoa học đã rất ngạc nhiên vì mãi cho đến khi đó, họ còn

chưa biết được rằng Radon tự nhiên thấm vào nhà có thể gây nên tác hại(38,48,51). Ngôi nhà

của Watras nắm giữ kỉ lục về nồng độ Radon trong nhà cho đến mãi những năm 1980 sau đó,

khi một ngôi nhà ở đồi Whispering, New Jersey, được phát hiện với mức phóng xạ là

3500pCi/l (51).

Sự cố khí Radon trong nhà có mối quan hệ trực tiếp với sự thật là Radon là khí có thể di

chuyển trong những khe hở nhỏ trong đá và đất. Radon bay lên cùng hơi đất và rò rỉ lên các

tầng nhà và móng nhà bằng bê-tông và cống, hoặc vết nứt và lỗ nhỏ trên những bức tường. Khí

Radon xâm nhập vào nhà giống như khói bay lên theo ống khói trong một quá trình được biết

đến như là ảnh hưởng của ống khói hoặc vết nứt. Bình thường, những ngôi nhà ấm hơn đất và

đá xung quanh, vì vậy, khi khí và không khí bốc lên, Radon do đó xâm nhập vào nhà. Gió cũng

có thể là nhân tố bởi vì nó làm gia tăng lượng không khí thổi vào và ra các tòa nhà. Radon

cũng có thể vào nhà thông qua các nguồn cung cấp nước, đặc biết nếu ngôi nhà được cung cấp

bởi 1 giếng nước riêng, mặc dùsự đóng góp khí Radon này thông thường nhỏ hơn so với lượng

khí rò rỉ vào ngôi nhà. Radon và những sản phẩm của nó đưa vào không khí khi mà nguồn

nước được sử dụng cho các mục đích sinh hoạt hằng ngày như: tắm rửa, rửa chén và giặt giũ,

thông thường, khoảng 10000pCi/l Radon trong nước sẽ bốc hơi 1pCi/l radon vào không khí.

Nước được bơm từ dưới mạch nước ngầm của các khu đô thị có thể chứa khí Radon. Tuy vậy,

vì hầu hết nước trong hệ thống này được lưu trữ một vài ngày và được xử lí để lọc sạch, cho

nên có một khoảng thời gian hoãn lại trong lúc nước được bơm lên và khi nó thực sự được sử

dụng. thời gian ngắn này làm cho Radon bị phân hủy đi (38). Và kết quả là, nguồn cung cấp

nước cho cộng đồng và đô thị thường chứa một hàm lượng Radon thấp cho phép.

Đo lường khí radon trong nhà:

Việc đo nồng độ Radon trong ngôi nhà có một số khó khăn. Nồng độ Radon có thể cực kì đa

dạng đối với từng nhà khác nhau, phụ thuộc vào mùa trong năm và một số nhân tố khác ít được

biết đếnliên quan tới phát tán khí Radon từ khí đất. Nhiều nơi trên đất nước, nồng độ khí

Radon trong mùa đông cao hơn mùa hè khi những cánh sổđược mở để thông gió. Trong đất, sự

phát tán của Radon có thể thay đổi theo áp suất không khí, lượng nước và những lượng thay

đổi khác nhau có thể khó để xác minh.


Nhóm 8_12KMT

Một yếu tố khác liên quan đến phóng xạ trong nhà là trong một ngôi nhà có nồng độtương đối

cao, khi xung quanh có thể có mức thấp hơn. Mặc dù các giải pháp địa chất thông thường có

thểđược sử dụng như một công cụ để xác minh những khu vực có thể có nồng độ cao Radon,

chỉnhữngkiểmtra trong nhà mới có thể xác minh được điều này. Thậm chí sự khác biệt nhỏ

trong địa chất, ví dụ như vị trí của những chỗ nứt, có thể rất quan trọng. Thật may mắn, việc

kiểm tra để biết được sự có mặt của Radon thì dễ dàng và ít tốn kém.

….và nhận thức vấn đề: (tài liệu mất chữ)

Từ 1985, nhận thức đối với vấn đề khí Radon ở Mỹ đã tăng lên. Tuy thế, có một khoảng thời

gian người ta cứ luôn nhấn mạnh rằng họ không thể nhìn thấy, ngửi, nghe hay chạm được nó.

Vấn đề ngày càng phức tạp hơn nữa bởi sự thật là một vài người chủ dường như quan tâm

nhiều

hơn về khả năng mất mát về tài sản hơn là nguy hại về sức khỏe. Có một lỗ hổng đáng kể giữa

nhận thức con người về vấn đề Radon và sự ảnh hưởng tiềm tàng của Radon với sức khỏe con

người. Điều này là sự thật, thậm chí ở nhiều bang như New Jersey nơi vấn đề này đã được biết

đến trong nhiều năm. Một cuộc điều tra đối với những chủ nhà đã chỉ ra rằng chỉ khoảng 5%

trong số họ có dự định kiểm tra Radon, khoảng 10% nghĩ rằng Radon có thể là một vấn đề đối

với gia đình họ. Số lượng những gia đình thực sự nhận thức được vấn đề Radon ở nơi ở của họ

là

khoảng 30% (38).

Không có sự ước tính chắc chắn nào về số gia đình ở Mỹ có hàm lượng khí Radon tăng lên.

Nhìn vào

những sự kiểm tra đã tiến hành, khoảng 1/12 gia đình có mức Radon trong nhà lớn hơn 4pCi/l.

Nếu tỉ lệ này ở mức trung bình thì khoảng 7 triệu gia đình ở Mỹ nên phát triển tỉ lệ này lên

và hơn 7 triệu gia đình cần được kiểm tra lại. Mặt khác, nhiều bài kiểm tra diễn ra ở khu vực

nơi có sự tồn tại của Radon, cái mà có thể thiên về sự suy đoán. Điều đó nên được chú ý

rằnglượng Radon cao không chỉ được tìm thấy trong nhà mà còn trong những tòa cao ốc khác.

Trong một cuộc điều tra gần đây đối với hơn 100 trường học, EPA tìm thấy rằng hơn một nửa

trong số đó có nồng độ Radon cao trên mức trung bình 4pCi/l và một trường hợp ởTennessee

đến mức 136pCi/l (44). Thông tin này quan trọng vì trẻ con nhạy cảm hơn đối với sự gây hại

do Radon hơn là người lớn vì kích thước phổi của trẻ em là nhỏ và một sự thật là chúng vẫn

còn đang phát triển.


Nhóm 8_12KMT

Cách giảm nồng độ khí Radon trong nhà:

Một chương trình thành công để làm giảm hoặc hạn chế mối nguy hại thực tiễn từ khí Radon

trong nhà dựa vào 3 yếu tố chính:

- Những nơi Radon xâm nhập có thể được xác định vị trí và chặn không cho vào.

- Sự thông thoáng của ngôi nhà có thể được cải thiện bằng cách để nhiều cửa sổ mở hoặc

sử dụng quạt.

- Lắp đặt hệ thống thông thoáng trong phương thức xây dựng.

Có lẽ phương pháp đơn giản nhất làm giảm nồng độ Radon là làm tăng lên sự thông thoáng của

ngôi nhà. Thỉnh thoảng, nhiêu đó cũng đủ để giải quyết vấn đề. Việc lấp đầy các vết nứt cũng

có thể làm giảm lượng khí Radon đi vào, đặc biệt, nếu điều này cũng được làm ởnhững nơi

chính xác khí Radon thực sự đi vào ngôi nhà. Những cái máy đó sẵn sàng trợgiúp để xác định

những vị trí như thế. Không may thay, phương pháp này thường thất bại trong việc giải quyết

vấn đề và những vết nứt mới có thể hình thành nên. Lựa chọn xây dựng khác nhau của các chủ

nhà, bao gồm hệ thống thông hơi ở nền nhà hoặc những khoảng không gian. Nếu ngôi nhà

được xây dựng trên sàn, khi đó, những hệ thống thông hơi sàn có thể được lắp đặt.

Có một tin tốt và tin xấu liên quan đến khí Radon. Tin xấu là nhiều khu vực ở Mỹ và các khu

vực khác trên thế giới có sự phơi nhiễm khí Radon trong đất và đá tương đối cao và phóng xạ

gây ra những mối nguy hại đối với những ngôi nhà.Tin tốt là hầu hết các vấn đề được giải viết

tương đôi dễ dàng. Thậm chí là nếu một hệ thống thông hơi được xây dựng nên, nó có giá vài

đôla và chỉ chiếm % nhỏ trong giá trị của ngôi nhà.

Những bài nghiên cứu trong tương lai có thể chỉ ra rằng, rủi ro sức khỏe từ khí Radon thực tế

nhiều hơn là được dự đoán bởi EPA. Một vài nhà khoa học bảo thủ rằng, các phản ứng

liềulượng của Radon là một đường thẳng từ nồng độ thấp đến cao và vì vậy, họ tin rằng, mức

độnguy hại là 4pCi/l, có thể quá thấp. Cho dù ai đúng đi chăng nữa, điều đó là quan trọng để

người ta được thông tin về sự liên quan đối với những vấn đề tiềm tàng. Người ta gặp khó khăn

trong việc có những hành động thích hợp để đối phó. Khả năng khí Radon vào nhà của họ và

trong quá khứ, nhiều trường hợp họ dường như quan tâm đến giá trị tài nguyên hơn là sức khỏe

của họ. Khi người ta nhìn thấy toàn bộ bức tranh và biết rằng vấn đề có thể được cải thiện nỗi

sợsẽ được giảm.

13.6 Đánh giá rủi ro chất độc


Nhóm 8_12KMT

Đánh giá rủi ro là quá trình xác định khả năng ảnh hưởng tới sức khỏe môi trường sau khi tiếp

xúc với một vật liệu độc hại, cho dù đó là một kim loại nặng có trong tự nhiên hoặc hóa chất

hữu cơ nhân tạo. Các bước trong đánh giá rủi ro là:

Xác định nguy cơ: Bước này xác định liệu việc tiếp xúc với một loại vật liệu đặc biệt thì có thể

gây ra vấn đề sức khỏe môi trường hay không. Nó có thể bao gồm điều tra dân số của những

người đã tiếp xúc với radon trong khi khai thác uranium cũng như tiếp xúc trong nhà. Cách tiếp

cận để xác định nguy cơ có thể được tiến hành thí nghiệm ở cấp độ phân tử để xác định một vật

liệu cụ thể tương tác với các tế bào sống.

Đánh giá liều phản ứng: Mục đích của bước này là để xác định mối quan hệgiữa liều lượng của

một vật liệu độc hại và tác dụng phụ của nó tới sức khỏe môi trường. Điều này thường là một

quá trình gây tranh cãi bởi vì các câu trả lời dựđoán ở liều thấp thường được ngoại suy từ các

hiệu ứng được biết đến ở liều cao hơn, hoặc ngược lại. Cũng có thể có cuộc thảo luận về liên

quan hay không, có mặt hay vắng mặt. Cuối cùng, đánh giá liều lượng phản ứng thường dựa

vào phân tích thống kê dữ liệu thu được từ những quan sát và tính toán đó là vấn đề do thực

nghiệm hay sai số tính toán.

Đánh giá phơi nhiễm: Mục tiêu của đánh giá phơi nhiễm là để ước lượng thời gian, tần số và

cường độ tiếp xúc với độc tố cụ thể. Người ta cho rằng mối nguy hiểm liên quan đến tiếp xúc

là tỷ lệ thuận với số dân đang thực sự tiếp xúc cũng như cường độ, thời gian và tần số tiếp xúc.

Tiếp xúc với đánh giá phơi nhiễm cũng là một quá trình gây nhiều tranh cãi bởi vì đo tiếp xúc

và nồng độ các chất độc hại ở nồng độ rất nhỏ (phần triệu ppm hoặc phần tỷ ppb) là rất khó

khăn.

Đặc tính rủi ro: Đây là bước cuối cùng trong quá trình đánh giá rủi ro. Nó liên quan đến việc

xem xét các nguy cơ đã được xác định, đánh giá liều phản ứng, và đánh giá phơi nhiễm như đã

nêu ở trên.Đánh giá nguy cơ tiếp xúc với các chất độc trong môi trường cho phép chúng ta xây

dựng kế hoạch hành động để giảm thiểu các rủi ro. Đây là quá trình quản lý rủi ro, trong đó

tích hợp đánh giá rủi ro với các vấn đề pháp lý, xã hội, chính trị, kinh tế và kỹ thuật liên quan

đến kế hoạch hành động. Cả hai đánh giá rủi ro và kếhoạch quản lý rủi ro cần làm cho bản tin

khoa học có tiếng nói dựa trên tất cả các thông tin hiện có.

TÓM TẮT


Nhóm 8_12KMT

Tỷ lệ tử vong và tỷ lệ mắc bệnh cụ thể khác nhau từ vùng này sang vùng khác và một số các

biến đổi có nguyên nhân từ môi trường. Những nguyên nhân đó thường khá phức tạp, và mỗi

căn bệnh đặc biệt thì khó có một nguyên nhân hay một mối quan hệ cụ thể.

Yếu tố văn hóa có thể ảnh hưởng đến mô hình địa lý của một bệnh cụ thể. Ví dụ như ung thư

dạ dày ở Nhật Bản do nhiễm độc chì trong nhiều lĩnh vực. Khí hậu bao gồm nhiệt độ, độ ẩm và

lượng mưa ... là một yếu tố quan trọng trong việc xác định loại bệnh tật. Bệnh sán máng và

bệnh sốt rét cũng là những ví dụ nổi bật nhất của bệnh liên quan đến khí hậu. Một số bệnh

cũng được gắn với một khí hậu đặc biệt, nhưng đều có nguyên nhân không rõ ràng.

Sự phân bố tự nhiên của vật chất trong vũ trụ là để các nguyên tố nhẹ hơn phong phú, nhiều

hơn. 26 nguyên tố đầu tiên của bảng tuần hoàn chiếm phần lớn trọng lượng của thạch quyển và

sinh quyển. Chuyển động nguyên tố dọc theo các con đường xuyên qua thạch quyển, thủy

quyển, sinh quyển và khí quyển được gọi là chu trình sinh địa hóa. Dọc theo những con đường

của quá trình tự nhiên như quá trình phong hóa và hoạt động núi lửa, kết hợp với tình trạng ô

nhiễm là con người phát thải nhiều loại chất ra môi trường. Những chất này sau đó được tập

trung hoặc phân tán bởi các quá trình tự nhiên khác như lọc, bồi tụ, lắng đọng và hoạt động

sinh học.

Mỗi nguyên tố có một phổ nhất định có thể ảnh hưởng trên thực vật và động vật. Nồng độ vết

của một nguyên tố đặc biệt có thể có lợi hoặc cần thiết cho một loài thực vật hoặc động vật cụ

thể, trong trường hợp này các nguyên tố được gọi là một nguyên tố vi lượng, trong khi nồng độ

cao hơn có thể gây độc và nồng độ cao hơn nữa có thể gây chết người. Đồ thị của nồng độ chất

chống lại ảnh hưởng của nó lên một sinh vật được biết đến như một đường cong liều lượng

phản ứng. Nồng độ của 1 chất độc tham gia vào phản ứngứng với 50 % dân số được gọi là liều

lượnghiệu quả (ED-50). Nếu phản ứng là độc hại, liều độc hại (TD-50) được sử dụng và nếu

phản ứng gây chết thì được gọi là liều gây chết (LD-50). Ví dụ thú vị về các yếu tố quan trọng

với môi trường bao gồm iốt, flo, kẽm và selen. Hoạt động nông nghiệp, công nghiệp, các hoạt

động khai thác mỏ phát thải các chất độc hại vào môi trường. Các tài liệu có liên quan với bệnh

xương ở người, rối loạn chuyển hóa ở gia súc, và các vấn đềsinh học khác.

Mối quan hệ giữa bệnh mãn tính và môi trường địa chất rất phức tạp và khó để phân tích. Một

mối tương quan giữa nhân tố môi trường nhất định và sựxuất hiện của một căn bệnh không

phải là bằng chứng của một mối quan hệ nhân quả, hơn nữa, nó có khả năng mang mầm bệnh

mãn tính mà hầu hết có nhiều nguyên nhân. Tuy nhiên, một số bằng chứng cho thấy rằng môi


Nhóm 8_12KMT

trường địa hóa là một nhân tố đáng kể về tỷ lệ mắc một số bệnh mãn tính là vấn đề sức khỏe

nghiêm trọng. Tỉ lệ mắc bệnh tim dường như có liên quan đến hóa học của nước, chẳng hạn

như tổng độcứng và nồng độ của các ion sulfat hoặc bicarbonate, một nghiên cứu cho thấy rằng

bệnh tim cũng liên quan đến sự thiếu hụt nguyên tố vi lượng. Tỷ lệ ung thư trong một số khu

vựcđặc biệt là có liên quan đến chất hữu cơ của đất và sự phong phú của nguyên tố vi lượng

nhất định, trong các khu vực khác, ung thư có thể liên quan đến đất mặn. Amiăng có liên quan

với tăng tỷ lệ mắc bệnh phổi amiăng trong công nhân, và nó được nghi ngờ gây ung thư phổi.

Tuy nhiên, các loại amiăng thường được sử dụng ở Hoa Kỳ không nghĩ sẽ tạo ra một mối nguy

hiểm nghiêm trọng cho sức khỏe, và loại bỏ amiăng từ các tòa nhà có thể không cần thiết.

Đồng vị phóng xạ trải qua phân rã phóng xạ, trong đó nó biến đổi thành những nguyên tố khác

nhau và tạo ra bức xạ. Các loại phóng xạ chính là các hạt alpha, hạt beta và tia gamma, mỗi cái

đều có một ảnh hưởng và độc tính khác nhau. Các nguy cơ sức khỏe từ một đồng vị phóng xạ

cụ thể phụ thuộc vào nhiều nhân tố, bao gồm cả các loại phóng xạ phát ra, chu kỳ bán rã của

nó, và chỉ số vật lý của nó hay hoạt động hóa học. Đồng vị với phát thải năng lượng thấp và

chu kỳ bán rã ngắn thường ít nguy hiểm hơn là những đồng vị có lượng phát thải năng lượng

cao và chu kỳ bán rã dài. Tuy nhiên, năng lượng thấp, một số đồng vị có chu kì bán rã ngắn

như radon sẽ sẵn sàng bước vào giai đoạn khí hoặc được hấp thụ trong nước trở nên nguy hiểm

khi tập trung và hít vào hoặc nuốt phải. Mặc dù chúng ta biết được lượng bức xạ cao sẽ nguy

hiểm và gây chết người, chúng ta không chắc chắnviệc tiếp xúc với lượng phóng xạ thấp có tạo

thành một mối nguy hiểm gì không? Có hai giả thuyết: có một mối quan hệ tuyến tính trực tiếp

tồn tại giữa tiếp xúc và nguy hiểm, và rằng có một số bức xạ vượt quá ngưỡng mà thiệt hại xảy

ra.

Khí radon trong nhà là một vấn đề sức khỏe môi trường nghiêm trọng . Radon là một sản phẩm

phóng xạ của radium , mà bắt nguồn lần lượt từ uranium trong đá. Tiếp xúc với khí radon làm

tăng nguy cơ ung thư phổi đặc biệt là cho người hút thuốc ; hằng năm có trên 30.000 ca tử

vong do ung thư phổi vàtất cả đều có liên quan đến vấn đề khí radon trong nhà. Thiệt hại gây

ra bởi các sản phẩm rắn tiếp theo của Radon , đặc biệt là polonium -218 , cái mà vẫn còn trong

phổi sau khi khí radon được hít vào . Nhân tố kiểm soát nồng độ radon trong nhà bao gồm địa

chất, các nồng độradon trong đất đá, độ ẩm của loại đất xây dựng nhà ở , và mùa trong năm .

Nhất là tiếp xúc với radon được sinh ra từ trong đá cơ bản và đi vào khí quyển như khí đốt,

mặc dù một số là từ radon hòa tan trong nước từ các giếng và một số xuất phát từ các nguyên


Nhóm 8_12KMT

liệu trước đây được sử dụng trong xây dựng nhà . May mắn thay, với công nghệ hiện nay có

thể giúp giảm bớt và loại bỏ các vấn đề về radon.

Đánh giá rủi ro để xác định ảnh hưởng sức khỏe môi trường bất lợi liên quan đến vật liệu độc

hại bao gồm bốn bước sau: xác định các mối nguy hiểm; đánh giá ảnh hưởng liều phản ứng;

đánh giá tiếp xúc, và nguy cơ đặc trưng. Đánh giá rủi ro là một bước quan trọng đầu tiên trong

quản lý rủi ro, phát triển kế hoạch hành động để giảm thiểu các vấn đề sức khỏe liên quan đến

một chất độc đặc biệt trong môi trường.

MỘT SỐ CÂU HỎI CẦN SUY NGHĨ

1. Một số người điều tra tin rằng nguồn cung cấp nước công cộng khử trùng bằng clo có thể

gây ung thư. Nó đã được báo cáo rằng nhiều bằng 20 % bệnh ung thư ruột kết hay ruột khác có

thể liên quan đến việc tiếp xúc với các hóa chất này . Bạn hãy thảo luận và kiểm tra giả thuyết

này như thế nào?

2 . Xem xét các mối quan hệ nghịch đảo giữa độ cứng của nước và tỷ lệ mắc bệnh tim được

trình bày trong chương này. Bốn giả thuyết giải thích các mối quan hệ đã được nêu , trong đó

có độ cứng của nước không có ảnh hưởng tới bệnh tim. Phát triển một chiến lược có thể được

sử dụng để thử nghiệm mỗi giả thuyết đó.

3 . Cha mẹ trong một PTA(hội nhà giáo và phụ huynh học sinh) ở 1 địa phương lo ngại rằng

amiăng được sửdụng trong đường ống, cách nhiệt, và gạch trần trong trường học của con em

họ gây ra một mối nguy hiểm sức khỏe. Họ đến với bạn để cầnđược tư vấn nên làm gì? Bạn sẽ

nói với họ những gì ?

4 . Công ty tư vấn đã thuê bạn đến một khu trường học để xác định nếu có một vấn đề khí

radon tại nơi bất kỳ của 20 trường học của họ. Phác thảo một đánh giá rủi ro, và chỉ ra cách

bạn sẽ báo cáo kết quả và kiến nghị cho các giả thuyết sau đây : hiện nay, không có dấu hiệu

cho thấy khí radon trên 4pCi / l, mức độradon là trên 4pCi/l nhưng chỉ vừa phải như vậy ở một

vài trong số các trường học; khí radon là trên 4 pCi/l đối với hầu hết các trường học, và giá trị

cao là 38 pCi/l.


Documents

Địa Chất Môi Trường chương 13