Xyanua là một hợp chất hoá học có chứa nhóm xyano (C≡N), bao gồm một nguyên tử cácbon liên kết ba với một nguyên tử nitơ.
Tiếp xúc với một lượng lớn xyanua có thể gây tổn thương cho não và tim mạch, nếu tiếp xúc ở liều lượng thấp có thể gây những hậu quả như khó thở, đau tim, nôn mửa, thay đổi máu, đau đầu, làm rộng tuyến giáp. Chỉ cần 50mg – 200mg xyanua hoặc hít phải 0,2% khí xyanua, có thể giết chết ngay lập tức một người trưởng thành. Xyanua được dùng làm thuốc độc rất nhiều từ xa xưa, nhất là hyđro xyanua được chế độ quốc xã ở Đức sử dụng để xử tử tập thể trong phòng hơi ngạt trong suốt thời kỳ Holocaust.
CHẤT ĐỘC XYANUA LÀ HÓA CHẤT GÌ?
NGUỒN GỐC CHẤT ĐỘC XYANUA
Xyanua được tìm thấy trong những hợp chất (là những chất được hình thành từ hai hay nhiều hoá chất). Xyanua có thể phản ứng với kim loại và những hợp chất hữu cơ khác (hợp chất chứa Carbon).
Natri xyanua và kali xyanua là những hợp chất xyanua đơn giản. Xyanua có thể được sản sinh ra bởi vi khuẩn, nấm và được tìm thấy trong một số thức ăn và thực vật.
Trong cơ thể của con người, xyanua có thể kết hợp với một loại hóa chất (hydroxocobalamin) để hình thành vitamin B12 (cyanocobalamin). Trong những loại thức ăn được chế biến từ thực vật; bao gồm quả hạnh, những hạt chồi của cây kê, cây đậu, đậu tương, đậu nành, rau bi-na (rau chân vịt), măng tre, rễ cây sắn, bột sắn hột tapioca.
Phần lớn lượng xyanua có trong nước và đất xuất phát từ những quá trình công nghiệp. Nguồn thải chính của xyanua vào trong nước là nguồn thải từ quá trình khai thác mỏ, công nghiệp hoá chất hữu cơ, những công việc liên quan đến sắt và thép; đặc biệt trong công nghiệp luyện thép, Xyanua là độc chất chính gây ô nhiễm; và những phương pháp xử lý chống lãng phí nước của con người.
Những nguồn xyanua khác từ xuất phát từ xe cộ, từ những ngành công nghiệp hoá học, chất đốt từ những nhà dân trong thành phố và thuốc trừ sâu có chứa xyanua. Xyanua có trong những bãi chôn lấp có thể làm nhiễm bẩn nguồn nước ngầm.
Xyanua được xem là một chất độc mạnh và phản ứng nhanh. HCN, NaCN, KCN,…. hình thành từ Xyanua và có mặt trong môi trường là kết quả tất yếu của những hoạt động công nghiệp.
TÍNH CHẤT HÓA HỌC CỦA CHẤT ĐỘC XYANUA
Xyanua là muối của axit xianhidric. Phần lớn các muối xyanua không tan trong nước. Muối xyanua tan trong nước bị thủy phân thành môi trường kiềm. Xyanua là muối của một axit rất yếu (yếu hơn axit cacbonic) nên dễ bị các axit mạnh hơn đẩy ra khỏi các dung dịch muối của nó.Thí dụ:
2NaCN + H2SO4 → Na2SO4 + 2HCN
Acid cyanhydric và các Xyanua bị oxy hoá bởi oxy trong không khí chuyển thành cyanate:
2CN- + O2 → 2CNO-
Ở dung dịch loãng 1/5000 trong 5 tháng HCN bị phân huỷ hết HCN + 2H2O → HCOONH4 (ammonium formic)
2HCN + 2H2S + O2 → 2HCNS + 2H2O (acid sulfocyanhydric)
Các muối Xyanua kim loại kiềm bị carbon dioxide trong không khí phân huỷ tạo thành HCN.
2NaCN + CO2 + H2O → 2HCN + Na2CO3
Vì vậy phải bảo quản muối kim loại Xyanua trong thùng kín, để ở chỗ mát.
Các muối Xyanua tan trong nước dễ tạo với các Xyanua không tan thành các ion phức. Acid nitrite tác dụng với các chất hữu cơ như acid malic, xitric, ancaloit, tanin cũng tạo nên HCN. Qua đó cắt nghĩa việc tạo nên các glucoside cyanhydric ở một số thực vật.
Các aldehyde, đường cũng phá huỷ được HCN:
C6H12O6 + HCN → C7H13O6N
Trong một số các cây cối, thực vật có chứa các dẫn xuất hữu cơ của acid cyanhydric, ví dụ: hạnh nhân đắng, nhân quả mận, lá trúc anh đào, rễ sắn, măng tre nứa, nấm, các hạt lá và cành loại đậu phaseolus lunatus. Dầu hạnh nhân đắng có chứa amogdalis C20H27NO11 do tác dụng của men emulsin hay synaptase sẽ bị thuỷ phân và giải phóng HCN:
C20H27NO11 + 2H2O → C7H6O + 2C6H12O6 + HCN
Trong dầu hạnh nhân đắng cứ 1,5g dầu thì có 0,24g HCN. Lượng HCN chứa trong năm, sáu hạt hạnh nhân đủ giết chết một em bé. Trong hạt đậu có chất phaseolumatin C10H17NO6 do tác dụng của men phaseosaponin sẽ thuỷ phân và giải phóng HCN:
C10H17NO6 + H2O → C6H12O66 + CH3-CO-CH3 + HCN
Ngoài ra ta cần phải xét đến 2 hợp chất khác của Xyanua:
Thiocyanates (SCN-) là nhóm những hợp chất được hình thành khi sulfur, carbon và nitrogen kết hợp với nhau. Thiocyanates được tìm thấy trong nhiều thức ăn và thực vật; tuy nhiên, chúng được sinh ra chủ yếu từ những phản ứng giữa Xyanua tự do và sulfur. Phản ứng này xảy ra trong môi trường (ví dụ, trong những dòng chất thải có chứa Xyanua) và trong cơ thể con người sau khi nuốt hoặc hấp thụ Xyanua. Nguồn thải từ quá trình khai thác than, vàng, bạc và những mỏ công nghiệp làm cho Thiocyanates có mặt trong nước là chủ yếu. Thiocyanates trong đất là kết quả của việc sử dụng trực tiếp hoá chất diệt cỏ dại và sử dụng bừa bãi những sản phẩm từ quá trình công nghiệp. Những nguồn kém phần quan trọng hơn được thoát ra từ những thực vật bị hư, thối rữa như cây mù tạc, cải xoăn và cải bắp.
Ammonium thiocyanate được sử dụng giống như là một thành phần trong điều chế thuốc kháng sinh, thuốc diệt côn trùng, nhiên liệu cho tên lửa, những chất dính và là thành phần trong những que diêm. Nó cũng được sử dụng trong những quy trình nhiếp ảnh, làm tăng độ bền của vải lụa và diệt cỏ dại.
ĐIỀU CHẾ XYANUA
Trong công nghiệp, muối xyanua được điều chế bằng cách cho CO phản ứng với NH3 ở nhiệt độ cao có chất xúc tác là Thori đioxit ThO2 rồi cho tác dụng với kim loại tương ứng:
CO + NH3 → HCN + H2O
2HCN + 2Na → 2NaCN + H2
Sự tồn tại và chuyển hóa của các hợp chất xyanua trong môi trường
Xyanua đi vào trong nước, không khí và đất là kết quả của những quá trình tự nhiên và hoạt động công nghiệp của con người. Trong môi trường không khí, xyanua xuất hiện chủ yếu ở dạng khí là hydrogen Xyanua. Một lượng nhỏ Xyanua trong không khí khi xuất hiện sẽ có dạng như một đám bụi nhỏ. Cuối cùng lượng bụi này sẽ lắng xuống mặt đất và mặt nước. Khi mưa và có tuyết rơi sẽ giúp loại bỏ đi lượng Xyanua có trong không khí. Tuy nhiên, khí hydrogen Xyanua không dễ dàng loại bỏ bằng cách lắng xuống, mưa hay là tuyết. Thời gian bán phân hủy của khí hydrogen Xyanua trong không khí khoảng từ 1 đến 3 năm.
Trong môi trường nước, hầu hết Xyanua ở trên bề mặt nước sẽ hình thành hydrogen Xyanua và bay hơi. Xyanua ở trong nước sẽ được chuyển thành những chất bớt độc hại hơn nhờ những vi sinh vật hoặc sẽ hình thành một phức chất với kim loại, ví dụ như sắt. Người ta chưa xác định được thời gian bán phân hủy của Xyanua trong nước. Xyanua trong nước không tích tụ lại trong cơ thể của cá, đó là điều chúng ta cảm thấy an tâm khi ăn cá.
Trong môi trường đất, Xyanua có thể hình thành hydrogen Xyanua và bay hơi đi. Trong đất luôn có những vi sinh vật có khả năng phân hủy, biến đổi Xyanua thành những hoá chất khác. Đôi khi Xyanua không bị phân huỷ trong đất bởi các vi sinh vật nhưng nó không thường xuyên thấm vào mạch nước ngầm. Tuy nhiên, Xyanua được tìm ra ở mạch nước ngầm ở dưới một vài nền đường. Với sự tập trung một lượng lớn, Xyanua trở nên độc hại cho những vi sinh vật trong đất. Vì vậy những vi sinh vật này không còn khả năng chuyển hóa Xyanua thành những dạng chất hoá học khác nữa, như vậy Xyanua có thể thấm qua đất vào mạch nước ngầm.
Đối với thiocyanates, những gì sẽ xảy khi chúng có mặt trong môi trường ít được biết đến. Trong đất và nước, nhờ những vi sinh vật, thiocyanates được chuyển hóa thành những dạng chất khác. Ở nhiệt độ bình thường (30 °C), sự bay hơi hoặc thấm hút bề mặt (liên kết với đất) không quan trọng đối với thiocyanates ở trong đất.
Hình thức chuyển hoá, tồn lưu và tác động của Xyanua trong cơ thể sinh vật:
Xyanua ngăn cản việc lấy oxy của những tế bào trong cơ thể làm cho những tế bào này chết đi, ở mức độ cao hơn có thể gây chết người nhanh chóng do bị ngạt thở.
Dấu hiệu đặc trưng của cá khi bị nhiễm Xyanua là mang đỏ rực lên do Xyanua tác động lên oxydaza-men chuyển oxy từ máu vào mô. Nếu có các phức chất đi kèm thì Xyanua sẽ bớt độc hơn.
Xyanua đi vào cơ thể con người khi chúng ta thở, ăn, và uống nước có chứa Xyanua. Ngoài ra, Xyanua còn vào cơ thể con người qua da, hình thức này chỉ phổ biến khi con người làm việc trong môi trường có liên quan đến Xyanua.
Một khi Xyanua đã vào cơ thể con người, chúng nhanh chóng đi vào máu. Có khi Xyanua được chuyển thành thiocyanate, ít độc hơn, và được đào thải khỏi cơ thể qua đường phân. Tuy nhiên, có những trường hợp Xyanua trong cơ thể lại kết hợp với hydroxocobalamin hình thành nên B12. Vitamin B12 là một chất hoá học có chứa Xyanua rất có lợi cho cơ thể con người. Nó giúp bạn ngăn ngừa bệnh thiếu máu do thiếu sắt. Xyanua được quy định ở một liều lượng cho phép trong vitamin B12 để nó không thể trở thành nguồn Xyanua và gây hại cho cơ thể.
Một lượng nhỏ Xyanua khi vào cơ thể bị biến đổi thành carbon dioxide (CO2), sẽ được đào thải khỏi cơ thể khi chúng ta thở. Hầu hết Xyanua và các sản phẩm của nó sẽ ra khỏi cơ thể trong vòng 24h sau khi bị nhiễm. Những hình thức kể trên giống nhau ở người và động vật.
CÁCH XỬ LÝ VÀ NHẬN BIẾT CYANUA
Thông thường, khi tiếp xúc với Natri Xyanua sẽ bị ngộ độc. Thậm chí người bị ngộ độc không hề hay biết mình bị nhiễm Xyanua. Sau đây là các dấu hiệu nhận biết, được chia làm 3 giai đoạn.
Giai đoạn 1: Là giai đoạn kích động, người bị nhiễm độc sẽ có dấu hiệu lo lắng, kích động, thở nhanh và lú lẫn.
Giai đoạn 2: Người bị nhiễm sẽ bắt đầu co giật, khó thở, tụt huyết áp và bị giảm thông khí.
Giai đoạn 3: cũng là giai đoạn cuối: Giảm trương lực cơ và mất phản xạ, bị trụy tim mạch, hạ oxy trong máu và dẫn đến tử vong.
Cần đến cơ sở y tế nhanh nhất nếu nhận thấy dấu hiệu 1 trong 3 giai đoạn trên
Nếu phát hiện những dấu hiệu trên, cần đưa người bị nhiễm độc natri xyanua đến cơ sở y tế gần nhất để cấp cứu một cách nhanh nhất. Bởi hóa chất này là loại độc chất có khả năng phản ứng nhanh, trong vòng 2 giờ đồng hồ nếu không được chữa trị kịp thời sẽ gây tử vong.
Vì vậy, những người thường tiếp xúc với loại hóa chất này cần chú ý đến các dấu hiệu ban đầu để sớm phát hiện và chữa trị loại bỏ chất độc.