1 ĐA
̣
I HO
̣
C QUÔ
́
C GIA HA
̀
NÔ
̣
I
TRƢƠ
̀
NG ĐA
̣
I HO
̣
C KHOA HO
̣
C TƢ
̣
NHIÊN
Trần Hoàng Mai
̣
I HO
̣
C QUÔ
́
C GIA HA
̀
NÔ
̣
I
TRƢƠ
̀
NG ĐA
̣
I HO
̣
C KHOA HO
̣
C TƢ
̣
NHIÊN
Trần Hoàng Mai NGHIÊN CỨU SỰ Ô NHIỄM MANGAN TRONG
NƢỚC GIẾNG KHOAN VÀ SỰ TÍCH LŨY TRONG CƠ THỂ
NGƢỜI DÂN TẠI XÃ THƢỢNG CÁT, HUYỆN TỪ LIÊM, HÀ NỘI
Lời cảm ơn Lời đầu tiên, em bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn thầy GS.TS Phạm Hùng Việt,
người đã giao đề tài và tận tình hướng dẫn em hoàn thành luận văn này.
Em trân trọng cảm ơn cô TS Phạm Thị Kim Trang đã dìu dắt và tạo mọi điều
kiện tốt nhất để em hoàn thành luận văn này.
Xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các anh chị và các bạn trong trung tâm
Nghiên Cứu Công Nghệ Môi Trường và Phát Triển Bền Vững, trường Đại học
Khoa Học Tự Nhiên đã nhiệt tình giúp đỡ em trong suốt quá trình làm việc, học tập
và nghiên cứu.
Xin được cảm ơn sự hỗ trợ về kinh phí và thiết bị của dự án “Nghiên cứu các
nguồn nước ở Việt Nam” (VietAs – pha II) và đề tài “Đánh giá mức độ ô nhiễm
mangan trong nước giếng khoan và nguy cơ tác động sức khoẻ người dân tại
vùng đồng bằng sông Hồng, miền Bắc Việt Nam” mã số 105.09.59.09 do Quỹ
phát triển khoa học và công nghệ quốc gia NAFOSTED tài trợ.
Em xin gửi tới các thầy cô giáo trong trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên - Đại
học Quốc Gia Hà Nội đặc biệt là các thầy cô trong khoa Hóa Học lòng tri ân sâu
sắc.
Cuối cùng, từ sâu thẳm trái tim mình, con cảm ơn gia đình, cảm ơn bố mẹ đã
luôn ở bên quan tâm, ủng hộ, động viên để con có được ngày hôm nay. Hà Nội ngày 25/3/2012
Học viên
Trần Hoàng Mai
3.1.3. Thiết bị 27
3.2. Thực nghiệm 28
3.2.1. Phân tích mẫu nƣớc 28
3.2.1.1. Lấy mẫu và bảo quản mẫu 28
3.2.1.2. Xây dựng đƣờng chuẩn phân tích mangan 29
3.2.1.3. Chuẩn bị dung dịch kiểm chứng 29
3.2.1.4. Chuẩn bị mẫu phân tích 30
3.2.2. Phân tích mẫu tóc 30
3.2.2.1. Lấy mẫu và bảo quản mẫu 30
3.2.2.2. Xử lí mẫu 30
3.2.3. Hiệu suất thu hồi và độ lặp lại 32
3.2.3.1. Xác định hiệu suất thu hồi 32
3.2.3.2. Kiểm tra độ lặp lại của qui trình phân tích mẫu tóc 33
3.2.4. Phƣơng pháp xử lý số liệu 33
CHƢƠNG 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 34
4.1. Độ tin cậy của qui trình phân tích 34
4.1.1. Giới hạn phát hiện và giới hạn định lƣợng của thiết bị 34
4.1.2. Đƣờng chuẩn phân tích mangan 34
4.1.3. Hiệu suất thu hồi trên nền mẫu tóc kiểm chứng 35
4.1.4. Hiệu suất thu hồi trên nền mẫu tóc thêm chuẩn 36
4.1.4. Độ lặp lại của qui trình phân tích mẫu tóc 37
4.2. Ô nhiễm mangan trong nƣớc giếng khoan tại khu vực nghiên cứu 38
4.3. Sự tích lũy mangan trong tóc ngƣời dân tại khu vực nghiên cứu 44
4.3.1. Hàm lƣợng mangan trong tóc ngƣời tại Thƣợng Cát và Nghĩa Dân 44
4.3.2. Ảnh hƣởng của độ tuổi đến sự tích lũy mangan trong tóc 51
4.3.3. Ảnh hƣởng của giới tính đến sự tích lũy mangan trong tóc 54
KẾT LUẬN 57
KIẾN NGHỊ 58
TÀI LIỆU THAM KHẢO 59
PHỤ LỤC 65
DANH MỤC HÌNH
Hình số
Nội dung
Trang
Hình 1.1
Bản đồ phân bố nồng độ Mn tại vùng Araihazar, Băng-la-đét
7
Hình 1.2
Bản đồ phân bố nồng độ Mn trong nƣớc giếng khoan tại một số tỉnh đồng
bằng sông Hồng
11
Hình 1.3
Bản đồ phân bố nồng độ Mn trong nƣớc giếng khoan tại một số tỉnh
đồng bằng sông Mê-kông
12
Hình 2.1
Địa điểm nghiên cứu
21
Hình 2.2
Sơ đồ khối thiết bị quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS
25
Hình 3.1
Lọc mẫu nƣớc
28
Hình 3.2
Qui trình phân tích Mn trong mẫu tóc
31
Hình 4.10
So sánh hàm lƣợng Mn trong mẫu tóc tại Thƣợng Cát và Nghĩa Dân
49
Hình 4.11
Nguy cơ gây ảnh hƣởng tới sức khỏe con ngƣời do nhiễm độc Mn
50
Hình 4.12
Ảnh hƣởng của độ tuổi đến sự tích lũy Mn trong tóc
53
Hình 4.13
Ảnh hƣởng của giới tính đến sự tích lũy mangan trong tóc
56
DANH MỤC BẢNG
Bảng số
Nội dung
Trang
Bảng 1.1
Một số thông số vật lí quan trọng của Mn
2
Bảng 1.2
Tiêu chuẩn Mn trong nƣớc uống của một số tổ chức, quốc gia
6
Bảng 1.3
Tóm tắt một số nghiên cứu về ô nhiễm Mn trong nƣớc ngầm ở Việt Nam
10
Bảng 1.4
Tóm tắt một số nghiên cứu về sự tích lũy Mn trong tóc do phơi nhiễm từ
nguồn nƣớc
Trần Hoàng Mai Lớp K20 - Hóa phân tích
Luận văn Thạc sĩ khoa học ĐHKHTN - ĐHQGHN
1
MỞ ĐẦU
Mangan là nguyên tố phổ biến thứ 12 trong sinh quyển. Hàm lƣợng của nó
trên bề mặt trái đất chiếm khoảng 0,098% về khối lƣợng. Mangan có mặt trong
nhiều đối tƣợng môi trƣờng nhƣ đất, nƣớc, trầm tích và trong các vật chất sinh học
khác nhau. Đây là nguyên tố rất cần thiết cho sự phát triển của sinh giới.
Tuy vậy, mangan cũng trở thành kim loại có tính độc hại khi đƣợc hấp thụ ở
nồng độ cao. Với con ngƣời, mangan gây ra hội chứng đƣợc gọi là “manganism”,
gây ảnh hƣởng đến hệ thần kinh trung ƣơng, bao gồm các triệu chứng nhƣ đau đầu,
mất ngủ, viêm phổi, run chân tay, đi lại khó khăn, co thắt cơ mặt, tâm thần phân liệt
và thậm chí ảo giác. Nó cũng có thể ảnh hƣởng tiêu cực đến hệ sinh thái thông qua
chuỗi thức ăn. Với nồng độ quá cao trong nƣớc, mangan cùng với sắt là nguyên
nhân gây ra hiện tƣợng nƣớc cứng, hiện tƣợng nhuộm màu các dụng cụ nấu nƣớng,
đồ dùng nhà tắm và quần áo, gây mùi trong thức ăn và nƣớc uống.
Nhiều tài liệu nghiên cứu chỉ ra rằng mangan đã đƣợc tìm thấy trong nguồn
nƣớc ngầm ở nhiều quốc gia trên thế giới. Ví dụ Băng-la-đét, Cam-pu-chia,
Newzealand, Việt Nam…Tại Việt Nam, hàng chục triệu ngƣời dân sống tại vùng
nông thôn đang dùng giếng khoan để khai thác nƣớc ngầm tầng nông phục vụ cho
mục đích sinh hoạt. Do đó, nguy cơ phơi nhiễm mangan từ nƣớc ăn uống gây ảnh
hƣởng tới sức khỏe là rất lớn.
Với mong muốn đánh giá mức độ ô nhiễm mangan trong nƣớc giếng khoan và
nguy cơ tác động đến sức khỏe ngƣời dân, luận văn đƣợc thực hiện với chủ đề:
“Nghiên cứu sự ô nhiễm mangan trong nước giếng khoan và sự tích lũy trong cơ
thể người dân tại xã Thượng Cát, huyện Từ Liêm, Hà Nội” gồm các mục tiêu cụ
7,21 g.cm
−3
(gần nhiệt độ phòng)
Điểm nóng chảy
1246
0
C
Điểm sôi
2061
0
C
Năng lƣợng hóa hơi
221 kJ.mol
−1
Bán kính nguyên tử
127 pm
Độ cứng (thang Moxơ)
5÷6
Độ dẫn điện (Hg=1)
5
Mangan rất cứng và rất dễ vỡ nhƣng dễ bị oxi hóa. Các trạng thái oxi hóa phổ
biến nhất của Mangan là +2, +3, +4, +6 và +7. Trong đó, trạng thái ổn định nhất là
Mn+2 [5].
Mangan là kim loại tƣơng đối hoạt động. Nó dễ bị oxi hóa trong không khí bởi
các chất oxi hóa mạnh nhƣ O
2,
F
2
Mn(OH)
2
+ 2NH
4
+
-> Mn
2+
+ 2NH
3
+2H
2
O
Mangan tác dụng mạnh với dung dịch các axit loãng nhƣ HCl, H
2
SO
4
giải
phóng hidro, nhƣng lại thụ động hóa trong dung dịch HNO
3
đặc, nguội. Nó chỉ tan
trong dung dịch HNO
3
đặc, nóng theo phản ứng
3Mn +8HNO
3
-> 3Mn(NO
3
)
2
+2NO + 4H
Luận văn Thạc sĩ khoa học ĐHKHTN - ĐHQGHN
4
…Methylcyclopentadienyl mangan tricacbonyl (MMT), một hợp chất mangan hữu
cơ là tác nhân làm tăng chỉ số octan trong xăng không chì ở Canada, Hoa Kỳ, châu
Âu, châu Á và Nam Mỹ [38].
1.1.3. Vai trò của mangan đối với sự sống
Mangan đƣợc tìm thấy trong nhiều loại thức ăn khác nhau, bao gồm: các loại
quả, hạt, trái cây, các cây họ đậu, trà, các loại rau nhiều lá, sữa bột sơ sinh, một vài
loại thịt và cá [39]. Đây là một nguyên tố cần thiết cho tất cả các loài.
Cơ thể ngƣời trung bình chứa khoảng 12 mg mangan, đƣợc lƣu trữ chủ yếu ở
trong xƣơng, gan, thận và tuyến tụy [43]. Con ngƣời chỉ có thể hấp thụ mangan ở
dạng hòa tan của nó đó là Mn
+2
[30],[43]. Mangan là một thành phần của enzym
superoxit dimutat (SOD), loại enzym chống oxy hóa chủ yếu có trong ti thể, giúp
chống lại các gốc tự do. Các gốc tự do xuất hiện một cách tự nhiên trong cơ thể
nhƣng lại có thể làm hỏng màng tế bào và DNA, gây nên sự lão hóa, bệnh tim và
ung thƣ. Sự có mặt của SOD giúp trung hòa các gốc tự do này, làm giảm thậm chí
ngăn ngừa một số tác hại mà các gốc tự do gây ra [43].
Mangan kích hoạt các enzym mà các enzym ấy đóng vai trò thiết yếu trong
việc sử dụng một số chất dinh dƣỡng quan trọng nhƣ biotin, thiamin, axit ascobic và
cholin. Nó là một chất xúc tác trong tổng hợp axit béo và cholesterol, tạo điều kiện
cho sự trao đổi protein, cacbohydrat, tham gia vào việc sản xuất hooc môn giới tính
và duy trì sức khỏe sinh sản. Ngoài ra, mangan cũng kích hoạt các enzym trong việc
hình thành xƣơng. Cũng có giả thuyết đƣợc đƣa ra là mangan tham gia vào việc sản
xuất các hooc môn tuyến giáp đƣợc gọi là thyroxin và duy trì sức khỏe của các tế
bào thần kinh.
Mangan còn giúp làm giảm các triệu chứng tiền kinh nguyệt ở phụ nữ (PMS).
Trong một nghiên cứu lâm sàng, phụ nữ ăn 5 - 6 mg mangan trong khẩu phần ăn
vào những mạch nƣớc trong lòng đất mà ta gọi là nƣớc ngầm. Đó là lí do vì sao
mangan nói riêng và nhiều nguyên tố kim loại nặng nói chung hiện nay đã có mặt
trong nguồn nƣớc ngầm của nhiều quốc gia trên thế giới. Tại các giếng có độ sâu
lớn, nƣớc có sự liên hệ, trao đổi với đá trong một thời gian dài nên làm cho nồng độ
mangan ở những giếng này thƣờng cao hơn [30].
Ngoài điều kiện địa hóa của khoáng vật, nồng độ mangan trong nƣớc ngầm
còn chịu ảnh hƣởng bởi điều kiện hóa học của nƣớc và hoạt động của các vi sinh
vật [30]. Hóa học của nƣớc bao gồm: pH, thế khử (Eh), hàm lƣợng oxi hòa tan, hàm
lƣợng cac bon hữu cơ hòa tan là các yếu tố ảnh hƣởng đến sự di động của mangan,
điều khiển dạng tồn tại cũng nhƣ nồng độ mangan trong môi trƣờng nƣớc. Mangan
Trần Hoàng Mai Lớp K20 - Hóa phân tích
Luận văn Thạc sĩ khoa học ĐHKHTN - ĐHQGHN
6
tồn tại ở trạng thái khử hòa tan Mn
2+
ở pH và Eh thấp hơn nhƣng bị oxi hóa thành
dạng kết tủa khi có mặt oxi và tại pH cao hơn. Vì thế, trong điều kiện cân bằng,
mangan tồn tại ở dạng Mn
2+
ở pH < 7 và Eh khoảng 800mV [30]. Nồng độ mangan
dƣới điều kiện kỵ khí, điển hình là ở tầng ngậm nƣớc nông nói chung là thấp. Lí do
là vì trong điều kiện kỵ khí, mangan đƣợc tìm thấy ở trạng thái oxi hóa bền vững
của nó, thƣờng là MnO
2
- một hợp chất ít tan [30]. Các vi sinh vật cũng đóng vai trò
quan trọng vào sự di động của mangan và có thể làm tăng hoặc giảm nồng độ của
mangan trong nƣớc ngầm. Sự ảnh hƣởng này có thể trực tiếp bằng cách thông qua
các xúc tác enzym trong các tế bào đến sự khử, sự oxi hóa hay dạng tồn tại của
mangan hoặc gián tiếp bằng cách thay đổi điều kiện pH và Eh [30].
Sự có mặt của mangan ở nồng độ thấp trong các nguồn nƣớc tự nhiên là cần
0,1
7
Canada
0,05
Trần Hoàng Mai Lớp K20 - Hóa phân tích
Luận văn Thạc sĩ khoa học ĐHKHTN - ĐHQGHN
7
Tình trạng ô nhiễm mangan trong nƣớc ngầm đang xảy ra tại nhiều quốc gia
trên thế giới, trong đó đáng chú ý nhất là ở Băng-la-đét, Cam-pu-chia và đồng bằng
sông Mê-kông. Có thể nói rằng đối với Băng-la-đét đây thực sự là một thảm họa.
Tầng ngậm nƣớc nông là nguồn cung cấp nƣớc ăn uống chính cho một lƣợng lớn
dân cƣ (khoảng 140 triệu ngƣời) ở vùng ngoại ô và vùng đô thị. Tuy nhiên, điều
đáng lo ngại hiện nay là, khi vấn đề ô nhiễm asen vẫn còn đang là điểm nóng ở đất
nƣớc này thì trong một cuộc khảo sát đƣợc tiến hành gần đây đã cho kết quả hơn
một nửa số giếng ở Băng-la-đét có nồng độ vƣợt quá tiêu chuẩn cho phép về
mangan và sắt. Nồng độ mangan trong 3534 mẫu nƣớc ngầm dao động trong
khoảng từ < 0,001 mg/L đến 9,98 mg/L. Giá trị trung bình và trung vị lần lƣợt là
0,554 mg/L và 0,287 mg/L. 27% số mẫu có nồng độ nhỏ hơn tiêu chuẩn cho phép
của Băng-la-đét (0,1 mg/L). 32% số mẫu có nồng độ mangan trong khoảng 0,1 -0,4
mg/L. 25% số mẫu có nồng độ trong khoảng 0,4 - 1,0 mg/L. 17% số mẫu có nồng
độ mangan > 1,0 mg/L và 10 mẫu có nồng độ mangan vƣợt quá 5 mg/L [18]. Nhiều
giếng ở vùng Araihazar, Băng-la-đét có nồng độ mangan nằm trong khoảng 0,4 - 9
mg/L. Nồng độ mangan trung bình trong tổng số 1299 giếng khoan đƣợc thu thập
trên diện tích khoảng 26 km
2
là 1,28 mg/L ( hình 1.1).
Hình 1.1. Bản đồ phân bố nồng độ Mn tại vùng Araihazar, Băng-la-đét
Trần Hoàng Mai Lớp K20 - Hóa phân tích
Luận văn Thạc sĩ khoa học ĐHKHTN - ĐHQGHN
asen thấp lại có hàm lƣợng mangan cao và ngƣợc lại. Vì vậy, nƣớc ngầm có thể an
toàn về nguyên tố này nhƣng lại không an toàn đối với nguyên tố khác [11].
Nồng độ mangan cao cũng đƣợc tìm thấy trong nƣớc ngầm ở một số quốc gia
khác. Trong 475 mẫu nƣớc đƣợc tác giả Homoncik và cộng sự (2010) thu thập ở
Scotland thì có 30% số mẫu có nồng độ mangan vƣợt quá giới hạn cho phép trong
nƣớc uống (0,05 mg/L), 9% số mẫu vƣợt quá tiêu chuẩn của WHO (0,4 mg/L) [20].
Trần Hoàng Mai Lớp K20 - Hóa phân tích
Luận văn Thạc sĩ khoa học ĐHKHTN - ĐHQGHN
9
Ở Thụy Điển, ngƣời dân đang phải sử dụng nƣớc sinh hoạt có nồng độ mangan
trung bình là 0,15 ± 0,51 mg/L, với giá trị lớn nhất lên tới 30 mg/L. Khoảng 20%
trong tổng số 12000 mẫu nƣớc có nồng độ cao hơn tiêu chuẩn cho phép (0,3 mg/L)
[26]. Cũng với tiêu chuẩn mangan trong nƣớc uống là 0,3 mg/L (USEPA, 2003),
3% trong tổng số 982 nguồn nƣớc ngầm đƣợc dùng để cung cấp nƣớc sinh hoạt cho
ngƣời dân ở Hoa Kỳ có nồng độ mangan > 0,3 mg/L [26]. Trong một nghiên cứu
khác đƣợc thực hiện bởi tổ chức Khảo Sát Địa Chất Hoa Kỳ năm 2002, nồng độ
mangan trong 14 mẫu nƣớc giếng ở vùng Ottawa County nằm trong khoảng từ 0,15
- 9,8 mg/L, với trung vị là 3 mg/L [42]. Ô nhiễm mangan cũng đã đƣợc phát hiện ở
New Zealand khi phân tích 10000 nguồn nƣớc ngầm với 15% số mẫu vƣợt quá tiêu
chuẩn sức khỏe của quốc gia này (0,5 mg/L) [23]. Tại Ghana, nhiều nguồn nƣớc
ngầm không đƣợc sử dụng do chất lƣợng nƣớc quá thấp. Theo nghiên cứu của
Rossiter và các cộng sự (2007) có lần lƣợt 21%, 11%, 6,7% trong tổng số 195 mẫu
có nồng độ vƣợt ngƣỡng cho phép về NO3
-
, Mn (0,4 mg/L) và F
-
. Ngoài ra, nƣớc
ngầm ở đất nƣớc này còn bị ô nhiễm bởi các nguyên tố khác nhƣ: As, Pb, U, Al, Cl
-
Nồng độ TB
(mg/L)
Khoảng nồng độ
Tác giả
Gia Lâm, Hà Nội
11
1,5
2,7.10
-3
– 5,5
Agusa (2005)
Thanh Trì, Hà Nội
14
1,3
25,2. 10
-3
– 4,2
Agusa (2005)
Vĩnh Trụ, Hà Nam
0,7
0,1 – 1,7
N.V.Anh (2009)
Bồ Đề, Hà Nam
0,5
0,3 – 1,3
N.V.Anh (2009)
Hòa Hậu, Hà Nam
89
0,7
< 10
-3
– 9,1
H.T.Hanh (2010)
Agusa và cộng sự (2005) đã tìm thấy nồng độ asen, mangan và bari cao khi
phân tích 25 mẫu nƣớc giếng khoan tại 2 huyện vùng ngoại ô Hà Nội là Gia Lâm và
Trần Hoàng Mai Lớp K20 - Hóa phân tích
Luận văn Thạc sĩ khoa học ĐHKHTN - ĐHQGHN
11
Thanh Trì. Giá trị trung vị của nồng độ mangan ở cả Gia Lâm và Thanh Trì đều lớn
hơn 1 mg/L, 76% số mẫu nƣớc ngầm có nồng độ mangan cao hơn tiêu chuẩn cho
phép của WHO (0,4 mg/L). Xét trên từng huyện, số mẫu nƣớc đƣợc thu thập tại Gia
Lâm là 11, tại Thanh Trì là 14[8]. Với số mẫu khá ít nhƣ trên thì những kết quả đem
lại nói chung chỉ mang tính chất khảo sát sơ bộ. Một nghiên cứu trên các xã nằm
dọc hai bên bờ sông Hồng thuộc địa phận Hà Nội năm 2005 (từ xã Thƣợng Cát, Từ
Liêm tới xã Duyên Hà, Thanh Trì) với số lƣợng mẫu nƣớc giếng khoan khá lớn
(n=83) cho thấy: hàm lƣợng mangan trung bình là 0,8 mg/L [31] cao hơn qui chuẩn
về mangan trong nƣớc ăn uống do bộ Y Tế Việt Nam ban hành năm 2009 là 0,3
mg/L.
Hình 1.2. Bản đồ phân bố nồng độ Mn trong nước giếng khoan tại một số tỉnh
đồng bằng sông Hồng[39]
Một tỉnh khác ở đồng bằng sông Hồng là Hà Nam cũng đã ghi nhận thấy sự ô
nhiễm mangan trong nƣớc. 66 mẫu nƣớc ngầm đƣợc thu thập ở 4 xã Vĩnh Trụ,
Nhân Đạo, Bồ Đề, Hòa Hậu. Trong đó, Vĩnh Trụ, Bồ Đề và Hòa Hậu nằm dọc theo
Trần Hoàng Mai Lớp K20 - Hóa phân tích
tác giả đã thực hiện lấy mẫu trên các xã liền kề nhau hoặc trên một vài huyện, tỉnh
với số mẫu từ vài chục đến hàng trăm mẫu nhƣng hầu hết chỉ dừng lại ở hiện trạng
ô nhiễm mà chƣa có các đánh giá về ảnh hƣởng của các yếu tố khác đến nồng độ
mangan trong nƣớc. Mặt khác, các nghiên cứu chủ yếu đƣợc tiến hành trên diện
rộng, chƣa tập trung lấy mẫu với số lƣợng lớn tại một khu vực cụ thể nào. Vì vậy,
những điểm hạn chế trên đây sẽ đƣợc bổ sung ở trong luận văn này.
1.3. Mangan đối với cơ thể ngƣời
1.3.1. Sự hấp thụ và chuyến hóa mangan trong cơ thể người
Mangan đƣợc hấp thụ vào cơ thể ngƣời thông qua 3 con đƣờng: hô hấp, tiếp
xúc và tiêu hóa. Trong đó, sự hấp thụ qua đƣờng hô hấp là nhanh nhất, thƣờng xảy
ra với những công nhân làm việc tại các khu công nghiệp sản xuất gang thép và chế
tạo ắc qui…Lƣợng mangan hít vào sẽ đƣợc vận chuyển trực tiếp đến não nên làm
cho những ảnh hƣởng thần kinh diễn ra nhanh hơn và gây nguy hiểm nhiều hơn
[38]. Còn đối với con ngƣời nói chung, mangan đƣợc hấp thụ thông qua ăn uống là
chủ yếu. Thông thƣờng, sự hấp thụ này đƣợc điều khiển bằng các quá trình vật lí
giúp cân bằng lƣợng mangan trong cơ thể nên rất ít khi xảy ra trƣờng hợp thiếu hụt
mangan. Sự hấp thụ mangan liên quan mật thiết với sự hấp thụ sắt và canxi. Các
bữa ăn thiếu hụt sắt làm tăng nhu cầu tiêu thụ của cả sắt và mangan. Trong khi đó,
sự hấp thụ mangan lại tỉ lệ nghịch với hàm lƣợng canxi có trong thực phẩm [39].
Trần Hoàng Mai Lớp K20 - Hóa phân tích
Luận văn Thạc sĩ khoa học ĐHKHTN - ĐHQGHN
14
Tƣơng tự nhƣ vậy, các loại thức ăn xơ, chất tanin trong trà, axit oxalic và các axit
phytic cũng có xu hƣớng làm giảm sự hấp thụ mangan.
Sau khi đƣợc hấp thụ, mangan sẽ đƣợc vận chuyển qua máu đến các cơ quan
trong cơ thể. Sự phân bố mangan có thể bị chi phối bởi nhiều yếu tố khác nhau nhƣ:
lứa tuổi, sự đồng phơi nhiễm các kim loại khác, dạng hóa học của mangan và trạng
thái dinh dƣỡng của từng cá nhân [36]. Hàm lƣợng mangan cao nhất thƣờng đƣợc
tìm thấy trong xƣơng, gan, cật, tụy, tuyến thƣợng thận, các mô giàu ti thể và sắc tố
lần so với tiêu chuẩn cho phép của WHO (0,4 mg/L) trong thời gian 5 năm [41].
Chính vì các cơ quan trong cơ thể chƣa thực sự hoàn thiện nên độc tính thần kinh
mà mangan gây ra đối với trẻ em thƣờng nặng nề hơn. Nhiễm độc mangan từ nƣớc
uống làm giảm khả năng ngôn ngữ, giảm trí nhớ, giảm khả năng vận dụng sự khéo
léo của đôi tay và tốc độ chuyển động của mắt [26]. Những trẻ em (n=28) sử dụng
nguồn nƣớc máy bị ô nhiễm mangan (trung bình 0,61 mg/L) có các biểu hiện chống
đối, tính hiếu động thái quá nhiều hơn so với những trẻ em (n=18) sử dụng nguồn
máy có nồng độ mangan đáp ứng tiêu chuẩn cho phép của WHO (trung bình 0,16
mg/L) [26]. Phơi nhiễm mangan lâu dài (hơn 10 năm) đã dẫn đến những triệu chứng
thần kinh không bình thƣờng ở ngƣời cao tuổi (n=77) miền Tây Bắc Peloponnesos,
Hy Lạp. Nhóm ngƣời này đã sử dụng nguồn nƣớc bị ô nhiễm mangan, với nồng độ
nằm trong khoảng 1,8 - 2,3 mg/L, trong khi tiêu chuẩn mangan trong nƣớc uống của
tổ chức Y Tế Thế Giới là 0,4 mg/L. Các tác giả còn nhận thấy rằng sự tăng lên của
nồng độ mangan trong nƣớc uống có mối liên hệ với sự tăng các biểu hiện thần kinh
do phơi nhiễm mangan mãn tính [39]. Nói chung, cơ chế gây độc của mangan đối
với hệ thần kinh đến nay vẫn chƣa đƣợc giải thích một cách rõ ràng.
Tóm lại, nhiễm độc mangan mãn tính có thể do hít phải bụi và hơi mangan
trong một thời gian dài, cũng có thể do sử dụng nguồn nƣớc ăn uống bị ô nhiễm
mangan. Các triệu chứng nhiễm độc thƣờng xuất hiện từ từ. Ban đầu thƣờng là nhức
đầu, ngủ kém, rối loạn thăng bằng, dáng đi vụng về. Trong hình thức tồi tệ nhất có
thể dẫn đến rối loạn thần kinh lâu dài với các triệu chứng tƣơng tự nhƣ bệnh
Parkinson bao gồm run chân tay, đi lại khó khăn, co thắt cơ mặt, tâm thần phân liệt
và thậm chí ảo giác. Hội chứng này đƣợc gọi là “manganism”.
Trần Hoàng Mai Lớp K20 - Hóa phân tích
Luận văn Thạc sĩ khoa học ĐHKHTN - ĐHQGHN
16
Nhiễm độc mangan còn có thể xảy ra ở những ngƣời bị bệnh gan mãn tính vì
gan đóng vai trò quan trọng trong việc loại bỏ mangan ra khỏi cơ thể. Cá nhân nào
có hệ bài tiết suy yếu sẽ càng nhạy cảm với độc tính của mangan. Nhóm này bao
gồm ngƣời già và ngƣời rất trẻ - những ngƣời có các cơ quan còn yếu và chƣa phát
tóc thì ngày đầu độc càng lâu. Còn nếu sợi tóc chia thành những đoạn xen kẽ có
chất độc và không có chất độc, nghĩa là tác dụng của chất độc không liên tục và nạn
nhân bị đầu độc nhiều lần ngắt quãng.
Khi vào cơ thể, mangan sẽ đƣợc lƣu giữ và tích lũy trong tóc với nồng độ cao
hơn hàng trăm lần so với trong các loại mô khác [37]. Sự có mặt của mangan trong
tóc giúp chúng ta xác định đƣợc tình trạng nhiễm độc không chỉ ở thể cấp tính mà
cả nhiễm độc trƣờng diễn [9]. Do đó, tóc đƣợc xem là một chỉ thị hữu hiệu cho việc
nghiên cứu sự nhiễm độc mangan mãn tính với thời gian phơi nhiễm lâu dài nhƣ sự
phơi nhiễm mangan từ nƣớc ngầm.
Bảng 1.4. Tóm tắt một số nghiên cứu về sự tích lũy Mn trong tóc do phơi
nhiễm từ nguồn nước
Địa điểm
Đối tƣợng
Mn
(mg/L)
Mn
(mg/kg)
Tác động sức khỏe
Tác giả
Peloponnesos, Hy Lạp
ngƣời già (n=77)
1,8 - 2,3
11,0
thần kinh
Kondakis,
1989
Shanxi, Trung Quốc
trẻ em (n=92)
0,2 - 0,4
2006
Québec, Canada
trẻ em (n=46)
0,6
6,2 ± 4,7
chống đối
hiếu động thái quá
Bouchard,
2007
Copyright: Tài liệu đại học ©