Polychlorinated biphenyls (PCBs)

(Hóa học ngày nay-H2N2)-Polychlorinated biphenyls (PCBs) là một nhóm các hợp chất nhân tạo được sử dụng rộng rãi trong quá khứ, chủ yếu trong các thiết bị điện nhưng chúng đã bị cấm vào cuối những năm 1970 ở nhiều nước bởi những nguy cơ gây hại cho môi trường và sức khỏe. Tuy nhiên, PCBs là những hợp chất rất bền vững, hiện nay chúng vẫn còn tồn tại trong môi trường.

PCBs là gì?

Polychlorinated biphenyls viết tắt là PCBs, là một nhóm các hoá chất nhân tạo. Trước đây, PCBs được sử dụng trong các sản phẩm như thiết bị điện, chất phủ bề mặt, mực, keo dán, các chất làm chậm bốc cháy và sơn. Khi ta đốt hoặc chôn các phế phẩm có chứa PCBs thì PCBs sẽ phát thải vào môi trường. Khoảng 10% PCBs sản xuất từ năm 1929 vẫn còn tồn tại trong môi trường ngày nay. Vì những ảnh hưởng có thể xảy ra của chúng đối với sức khoẻ con người và môi trường nên việc sử dụng và sản xuất PCBs hiện nay đã bị cấm hay bị hạn chế một cách nghiêm ngặt ở nhiều nước.

Tất cả PCBs đều là nhân tạo và có cấu trúc cơ bản tượng tự nhau. Chúng được cấu tạo bởi các nguyên tử các-bon, hyđrô và clo. Các nguyên tử này có khả năng tạo các liên kết khác nhau nên chúng có thể tạo ra 209 loại phân tử PCBs với mức độ độc hại của chúng khác nhau. Thông thường, PCBs rất bền vững. Điều này giải thích cho sự tồn tại dai dẳng của chúng trong môi trường. Ở nhiệt độ cao, PCBs có thể cháy và tạo ra các sản phẩm phụ nguy hiểm – như các chất độc dioxin. PCBs không có khuynh hướng bay hơi hay hoà tan trong nước. Tuy nhiên, chúng hoà tan được trong chất béo và các chất tương tự. Đó cũng là lý do giải thích vì sao PCBs có thể hình thành trong mỡ động vật và tích tụ qua chuỗi thức ăn.

Khi PCBs tồn tại trong môi trường

Ở sông hồ, PCBs dính vào các lớp trầm tích nơi mà chúng có thể được chôn trong một thời gian dài trước khi chúng được giải phóng vào nước và không khí. Trong nước, sự phân huỷ PCBs chậm hơn và có thể xảy ra dưới ảnh hưởng của ánh sáng mặt trời và các vi sinh vật. Những sinh vật này cũng đóng vai trò quan trọng trong việc phân huỷ PCBs trong đất và các lớp trầm tích.

PCBs trong không khí có thể “chạm” tới mặt đất khi mưa và tuyết rơi hay đơn giản chỉ là treo lơ lửng các hạt vật chất của chúng bằng lực hút. Trong không khí, PCBs bị phân huỷ bởi tác động trực tiếp của ánh sáng mặt trời. Mất khoảng vài ngày đến vài tháng mới phân huỷ được một nửa số lượng PCBs ban đầu.

PCBs có thể tồn tại trong động vật qua nhiều thời gian và theo chuỗi thức ăn. PCBs được tìm thấy trong các mô mỡ của động vật sống trong nước hay trên mặt đất, đặc biệt là những động vật ở đầu của chuỗi thức ăn. Do đó, con người cũng có thể tích PCBs từ thức ăn mà họ ăn. Một số loài động vật bao gồm côn trùng và các loài động vật không xương sống, chim, cá và các loài động vật có vú có thể phân huỷ hay biến đổi một chút PCBs trong cơ thể chúng.

Ở ngoài trời, người ta phát hiện thấy hàm lượng PCBs trong không khí ở nông thôn và các vùng sâu, vùng xa thấp hơn ở các khu đô thị và khu công nghiệp. Trong không khí trong nhà, mức độ tập trung PCBs cao hơn 10 lần trong không khí ngoài trời. Tại những vùng biển gần các khu công nghiệp, hàm lượng PCBs trong nước biển có xu hướng cao nhất. Kề từ những năm 1970, khi người ta áp đặt những hạn chế lên việc sản xuất PCBs thì mức độ tập trung PCBs đã giảm dần dần trong các chất lắng đọng mới của các lớp trầm tích ở sông và trong cá.

Phơi nhiễm PCBs

Con người bị phơi nhiễm PCBs qua đường tiêu hóa và hô hấp, riêng trẻ sơ sinh có thể bị phơi nhiễm PCBs chứa trong sữa mẹ.

Thông thường, con người bị phơi nhiễm khi ăn những thực phẩm bị nhiễm độc đặc biệt là thịt, cá và gia cầm. Sự hấp thụ PCBs qua thức ăn đối với người lớn đã tăng tới mức cao cuối vào những năm 1970 nhưng sau đó đã giảm vào những năm 1990. 

Bình thường, chúng ta cũng bị phơi nhiễm với hàm lượng thấp PCBs tồn tại trong không khí khi hít thở, cả trong nhà và ngoài trời. Tuy nhiên, tại các nhà máy sử dụng PCBs, mật độ chất này có thể cao hơn rất nhiều và công nhân làm việc ở đó thường có nguy cơ nhiễm độc cao hơn do thời gian và cường độ tiếp xúc lớn. Ngoài ra, chúng ta cũng có thể bị phơi nhiễm với PCBs hàm lượng thấp trong nước uống mặc dù mức độ tập trung của PCBs thường quá thấp để đo được.

Khi theo dõi các động vật thí nghiệm, các nhà khoa học cho biết ở động vật, phơi nhiễm PCBs với một liều lượng lớn có thể gây ra bệnh tiêu chảy, những khó khăn về hô hấp, tình trạng bị mất nước, phản ứng với cảm giác đau bị suy giảm và hôn mê. PCBs được phát hiện là phá huỷ phổi, dạ dày và tuyến tuỵ. Phơi nhiễm với liều lượng thấp PCBs trong một thời gian ngắn có thể gây trở ngại cho chức năng của gan và tuyến giáp, còn trong thời gian dài có thể dẫn đến ung thư gan.

Những ảnh hưởng về khả năng sinh sản, cơ quan sinh sản và hoạt động của hoócmon nữ cũng đã được phát hiện thấy ở các động vật thí nghiệm bị phơi nhiễm với các liều lượng cao PCBs qua thức ăn trong một thời gian dài. Những cá thể cái được cho ăn thức ăn có chứa PCBs trong suốt thời kỳ mang thai và bú sữa, kết quả là người ta phát hiện thấy nhiều con non gặp khó khăn về việc học và ứng xử (các phản xạ vô điều kiện, có điều kiện trong tập tính sinh hoạt, kiếm sống … của chúng). Ở những con non này, sự phát triển của hệ thống miễn dịch và một số các cơ quan như gan, tuyến giáp và thận cũng bị ảnh hưởng bởi sự phơi nhiễm PCBs. Những động vật trưởng thành dường như ít nhạy cảm với ảnh hưởng của PCBs hơn thai nhi.

PCBs với các cấu trúc hoá học khác nhau hoạt động theo các cách khác nhau. Một số PCBs hoạt động giống các chất dioxin và có thể làm tăng nguy cơ ung thư. Những PCBs khác có thể ảnh hưởng đến sự phát triển của hệ thần kinh ở mức độ phơi nhiễm cao.

Phơi nhiễm PCBs ảnh hưởng đến sức khoẻ của con người như thế nào?

Con người có thể hấp thụ PCBs bằng việc ăn hay uống những thực phẩm bị nhiễm độc mặc dù mức độ và liều lượng ít hơn so với việc hít thở không khí bị nhiễm độc hoặc qua da. Một khi cơ thể đã hấp thụ thì PCBs đi vào các màng tế bào, mạch máu và hệ bạch huyết. Mức độ tập trung PCBs cao nhất thường tìm thấy trong gan, mô tế bào, não, da và máu. Đối với các bà mẹ, người ta phát hiện thấy PCBs đi vào máu ở cuống rốn, nhau thai và sữa mẹ. Ở cả người và động vật, PCBs cũng có thể biến đổi thành các chất tích tụ trong các mô và huyết tương trong cơ thể. Chúng có thể bị biến đổi thành các chất khác để bài tiết được qua nước tiểu và phân.

Rất khó xác định được việc phơi nhiễm PCBs tới mức độ nào thì ảnh hưởng đến sức khoẻ của con người vì những người khác nhau thì bị phơi nhiễm với số lượng và sự pha trộn các chất PCBs khác nhau, cũng có thể họ có thể bị phơi nhiễm cùng lúc với các chất độc khác.

Nhiều nghiên cứu cho thấy có sự liên quan giữa phơi nhiễm PCBs và nguy cơ ung thư hệ tiêu hoá, gan và da ngày càng tăng. Hơn nữa, hàm lượng PCBs trong máu cao có thể liên quan tới ung thư hệ bạch huyết.

Phơi nhiễm PCBs có thể ảnh hưởng đến quá trình sinh sản của con người, nó làm giảm khả năng sinh sản ở nữ đồng thời làm giảm số lượng tinh trùng của nam giới. Nếu diễn ra trong thời kỳ mang thai và cho con bú có thể liên quan tới sự lớn lên và phát triển chậm của trẻ sơ sinh cũng như làm giảm khả năng miễn dịch.

Sự phơi nhiễm chất này cũng có thể liên quan tới những ảnh hưởng đến thần kinh (như tình trạng tê liệt và đau đầu), khả năng nhiễm bệnh thường xuyên hơn, sự thay đổi của da, đặc biệt là các chứng phát ban và ngứa.

Một số ý kiến nghi ngờ rằng việc thí nghiệm sự hấp thụ PCBs trên động vật (như khỉ…) sẽ khác biệt so với con người vì có thể động vật nhạy cảm với PCBs hơn. Mặt khác, các PCBs đặc trưng mà con người bị phơi nhiễm có thể ít hay nhiều độc hơn hỗn hợp các PCBs đã sử dụng cho những nghiên cứu trên động vật.

Mặc dù độ “vênh” giữa các thí nghiệm nghiên cứu và thực tiễn hoàn toàn có thể xảy ra, song những ảnh hưởng của PCBs đến sức khỏe con người và môi trường là không thể chối cãi.