Tìm hiểu về arsen

Nguồn ảnh: http://www.seattleorganicrestaurants.com/vegan-whole-food/arsenic-found-in-rice-chickens-cereals-FDA.php

Trong tiếng Việt, kim loại arsen thường bị gọi nhầm là thạch tín, dẫn tới có sự hiểu nhầm là mọi hợp chất có chứa arsen đều là chất kịch độc. Và từ đó dấy lên những lo ngại về hàm lượng arsen có trong nước nắm được sản xuất theo phương pháp truyền thống. Tuy nhiên, thật ra thì độc tính (có độc hay không, độc tính cao hay thấp) của hợp chất arsen tùy thuộc vào loại hợp chất (vô cơ hay hữu cơ), hóa trị của arsen trong hợp chất đó và độ tinh khiết của hợp chất. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ phân tích toàn diện về các hợp chất arsen.

Vài điều về arsen [1]

Arsen là một thành phần tự nhiên của vỏ trái đất (tồn tại trong các khoáng sản) và được phân bố rộng khắp trong môi trường không khí, nước và đất.

Các dạng tồn tại và hợp chất của arsen: arsen hữu cơ, arsen vô cô và khí arsine.

Trong các hợp chất kể trên, arsen có thể có các số oxi hóa khác nhau, bao gồm (-3), (0), (+3) và (+5).

Độc tính của các hợp chất arsen

Độc tính của các hợp chất arsen tùy thuộc vào dạng hợp chất của arsen (hữu cơ hoặc vô cơ), số oxi hóa, độ tinh khiết, v.v.

Các hợp chất arsen hữu cơ là các chất không hoặc có rất ít độc tính, còn các hợp chất arsen vô cơ là những chất có độc tính cao [2].

Xét về mặt số oxi hóa (hay hóa trị), độ độc của các hợp chất arsen được xếp theo thứ tự như sau [3]:

Hạng 1: hợp chất arsen vô cơ hóa trị 3

Hạng 2: hợp chất arsen hữu cơ hóa trị 3

Hạng 3: hợp chất arsen vô cơ hóa trị 5

Hạng 4: hợp chất arsen hữu cơ hóa trị 5

Hạng 5: nguyên tố arsen

Nguồn nhiễm arsen và tác động của nó đối với sức khỏe con người

Hợp chất arsen vô cơ [4]

Hợp chất arsen vô cơ (tồn tại ở dạng muối arsenite hoặc arsenate) có trong nguồn nước ngầm. Dùng nước bị nhiễm arsen để uống, tưới tiêu, hoặc sản xuất công nghiệp sẽ gây nhiễm độc arsen cho người và động vật.

Ngoài nước uống, gạo là nguồn có thể chứa arsen vô cơ cao hơn các nguồn thực phẩm khác. Đó là do lúa là loại cây cần trồng trong môi trường ngập nước (lúa nước). Khi cây lúa phát triển, cây và hạt có xu hướng hấp thụ arsen từ nước bị nhiễm arsen nhiều hơn so với các loại cây trồng khác. Việc arsen trong gạo (8.c.2) có đáng lo ngại hay không sẽ được đề cập chi tiết hơn trong một bài viết khác.

Ngoài nguồn thực phẩm, hút thuốc lá cũng làm tăng nguy cơ nhiễm arsen vô cơ vì loại cây này hấp thụ arsen tự nhiên từ đất. Đặc biệt là trước kia tỷ lệ nhiễm arsen từ thuốc lá còn cao hơn vì trồng cây thuốc lá có sử dụng chất diệt côn trùng chứa thành phần hóa học là arsenate.

IARC (Tổ Chức Nghiên Cứu Ung Thư Quốc Tế) đã tuyên bố arsen vô cơ trong nước uống là nguồn arsen chính gây ung thư cho con người.

Phơi nhiễm arsen trong thời gian dài sẽ gây ra viêm, ung thư da, ung thư bàng quang và ung thư phổi. Nếu sử dụng nguồn nước nhiễm arsen vô cơ trong thời gian dài sẽ gây ra các bệnh tiểu đường, bệnh phổi và bệnh tim mạch, nhồi máu cơ tim, gây tử vong và ảnh hướng đến sức khỏe của trẻ sơ sinh, ảnh hưởng đến nhận thức của trẻ nhỏ.

Lưu ý: thạch tín là một dạng oxide của arsen, thuộc nhóm hợp chất arsen vô cơ, có công thức hóa học là As₄O₆ (hoặc As₂O₃). Đây là hợp chất cực độc.

Hợp chất arsen hữu cơ [2]

Hợp chất arsen hữu cơ là hợp chất arsen có chứa nguyên tố carbon, ngoài ra có thể có thêm các nguyên tố khác như hydro, oxy và ni-tơ. Hợp chất arsen hữu cơ có trong cá và các loại hải sản khác, chủ yếu dưới dạng arsenobetaine và arsenocholine. Những hợp chất này không độc và có thể được bài tiết qua nước tiểu 48 h sau khi tiêu thụ.

Ngưỡng an toàn cho arsen trong thực phẩm

Đối với thực phẩm, mọi chất đều có thể trở nên không an toàn nếu vượt ngưỡng. Ngược lại, khi hàm lượng của chất nằm dưới ngưỡng an toàn thì cơ thể có khả năng xử lý bài tiết tốt.

Như đã đề cập ở trên, arsen vô cơ có độ độc cao nên tất cả các sản phẩm thực phẩm có nguy cơ chứa arsen vô cơ đều cần phải đạt yêu cầu dưới ngưỡng quy định. Cụ thể như sau:

Nước uống: hàm lượng arsen vô cơ tối đa trong nước là 10 μg/L. Tuy nhiên, trong nước ngầm, đặc biệt ở khu vực đồng bằng sông Cửu Long, nhiều giếng nước (khoảng 27%) có hàm lượng arsen cao hơn ngưỡng an toàn rất nhiều [2, 5].

Gạo: hàm lượng arsen vô cơ tối đa trong gạo trắng theo quy định của Codex là 0,2 mg/kg [6]. Theo tiêu chuẩn Châu Âu, hàm lượng arsen vô cơ tối đa cho gạo còn vỏ lụa là 0,25 mg/kg; các loại bánh gạo là 0,3 mg/kg; thực phẩm ăn dặm cho trẻ sơ sinh và trẻ nhỏ là 0,1 mg/kg [7].

Một số loại thực phẩm khác: theo tiêu chuẩn của Úc, hàm lượng arsen vô cơ tối đa cho tảo hijiki và động vật thân mềm là 1 mg/kg, cho cá và động vật có vỏ là 2 mg/kg [8].

Hiện không có tiêu chuẩn cho arsen hữu cơ, một số quốc gia có đưa ra tiêu chuẩn cho tổng lượng arsen (tức là gồm cả arsen hữu cơ và vô cơ). Chẳng hạn như Canada đưa tiêu chuẩn arsen tổng cho dịch protein cô đặc từ cá là 3,5 ppm (hay 3,5 mg/kg) [9].

Liệu hàm lượng arsen trong nước mắm có đáng lo ngại?

Như chúng ta đều biết, nước mắm được sản xuất từ cá. Như đã trình bày ở trên, hợp chất arsen có trong cá là arsen hữu cơ. Thậm chí nếu hợp chất arsen này không thể được loại bỏ hoàn toàn trong quá trình sản xuất và kết quả là tồn tại trong nước mắm thì cơ thể vẫn có thể  bài tiết chúng hoàn toàn qua nước tiểu sau 48 h.

Năm 2008, một nghiên cứu của Irene B. và cộng sự đã cho thấy hàm lượng arsen tổng (hữu cơ và vô cơ) trong 6 mẫu nước mắm của Việt Nam và Thái Lan dao động trong khoảng 0,69- 2,75 mg/L. Trong đó chủ yếu chỉ chứa các hợp chất arsen hữu cơ như arsenobetaine (82 – 94%), arsenocholine (4,9 – 7,7%), trimethylarsine oxide (0,7 – 7,8%) và trimethylarsenopropionate (0,5–2,1%). Trái lại, các hợp chất arsen vô cơ có độc tính cao như arsenite, arsenate, axit methylarsonic và axit dimethylarsinic đều tồn tại ở dạng vết, hàm lượng của chúng đều nằm dưới ngưỡng phát hiện của phương pháp đo (<0,01 mg/L) [10].

Ngoài ra, theo tiêu chuẩn CODEX STAN 302-2011 về chất lượng nước mắm, chúng tôi không tìm thấy thông tin về ngưỡng an toàn của arsen hữu cơ. Hay nói cách khác, arsen hữu cơ không phải là mối bận tâm của chúng ta về độc tính của arsen.

Tổng kết

Mọi người thường nhầm lẫn thạch tín là kim loại arsen, nhưng thật ra thạch tín chỉ là hợp chất oxide (hợp chất vô cơ) của arsen.

Độc tính của arsen phụ thuộc tùy hợp chất chứa arsen, trong đó hợp chất arsen hữu cơ, đặc biệt trong nguồn thực phẩm, gần như không có hại, còn hợp chất arsen vô cơ thường là chất kịch độc.

Cần thiết phải có các tiêu chuẩn cụ thể về ngưỡng an toàn của các hợp chất arsen trong thực phẩm. Khi hàm lượng của arsen nằm dưới ngưỡng an toàn thì dù có là arsen vô cơ thì cơ thể vẫn có khả năng xử lý bài tiết tốt.

Đối với nước mắm, arsen tồn tại ở dạng hữu cơ và do đó an toàn với người tiêu dùng.

Tài liệu tham khảo

1. http://www.atsdr.cdc.gov/csem/arsenic/docs/arsenic.pdf
2. https://www.atsdr.cdc.gov/toxprofiles/tp.asp?id=22&tid=3
3. https://www.atsdr.cdc.gov/csem/csem.asp?csem=1&po=4
4. http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs372/en/
5. https://www.researchgate.net/publication/241759562_Arsenic_and_Other_Metal_Contamination_of_Groundwater_in_the_Mekong_River_Delta_Vietnam
6. http://www.fao.org/news/story/en/item/238558/icode/
7. http://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/PDF/?uri=CELEX:32015R1006&from=EN
8. http://www.foodstandards.gov.au/consumer/chemicals/arsenic/Pages/default.aspx
9. http://www.inspection.gc.ca/DAM/DAM-food-aliments/STAGING/text-texte/fish_man_standardsmethods_appendix3_1406403090196_eng.pdf
10. http://agris.fao.org/agris-search/search.do?recordID=US201301534929