Đánh giá thuốc trừ sâu clo hữu cơ trong thủy sinh tại cửa sông Sài Gòn - Đồng Nai và độc tính lên hàu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ----------------------------- Nguyễn Xuân Tòng ĐÁNH GIÁ HÀM LƯỢNG THUỐC TRỪ SÂU CLO HỮU CƠ TRONG NƯỚC, TRẦM TÍCH, THỦY SINH VẬT TẠI CỬA SÔNG SÀI GÒN – ĐỒNG NAI VÀ THỬ NGHIỆM ĐỘC TÍNH CỦA DDTs LÊN PHÔI, ẤU TRÙNG HÀU THÁI BÌNH DƯƠNG, CÁ MEDAKA LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG Hà Nội – 2021 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ----------------------------- Nguyễn Xuân Tòng ĐÁNH GIÁ HÀM LƯỢNG THUỐC TRỪ SÂU CLO HỮU CƠ TRONG NƯỚC, TRẦM TÍCH, THỦY SINH VẬT TẠI CỬA SÔNG SÀI GÒN – ĐỒNG NAI VÀ THỬ NGHIỆM ĐỘC TÍNH CỦA DDTs LÊN PHÔI, ẤU TRÙNG HÀU THÁI BÌNH DƯƠNG, CÁ MEDAKA Chuyên ngành: Kỹ thuật Môi trường Mã số: 9 52 03 20 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. Dương Thị Thủy Hà Nội – 2021 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan nội dung của luận án là công trình nghiên cứu của riêng tôi dưới sự hướng dẫn khoa học của TS. Mai Hương và PGS. Dương Thị Thủy.

Các số liệu và kết quả được nêu trong luận án là trung thực và chưa từng được công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận án đã được cảm ơn, các thông tin trích dẫn trong luận án này đều được chỉ rõ nguồn gốc. Hà Nội, ngày tháng năm 2021 Nguyễn Xuân Tòng LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới TS. Mai Hương, Trường Đại học Khoa học và Công nghệ Hà Nội và PGS.

Dương Thị Thủy, Viện Công nghệ Môi trường, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, đã định hướng nghiên cứu, tận tình hướng dẫn, sửa luận án và tạo mọi điều kiện thuận lợi để tôi có thể hoàn thành Bản luận án này. Tôi xin cảm ơn phòng quản lý Đào tạo Viện Công nghệ Môi trường, Học viện Khoa học và Công nghệ -Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã tạo điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi hoàn thành mọi thủ tục cần thiết trong quá trình làm nghiên cứu. Trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận án, tôi đã nhận được sự giúp đỡ hết sức nhiệt tình và quý báu của Viện Khoa học Công nghệ và Quản lý Môi trường – Trường Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh, Viện Vệ sinh Dịch tể Trung ương, Trung tâm Công nghệ Sinh học Thành phố Hồ Chí Minh, Trung Tâm Kiểm Định Và Khảo Nghiệm Thuốc Bảo Vệ Thực Vật Phía Nam, Phòng Độc học Sinh thái - Đại học Liege - Vương Quốc Bỉ. Tôi xin trân trọng cảm ơn.

Tôi xin chân thành cảm ơn các nhà khoa học đã giúp đỡ, đóng góp nhiều ý kiến quý báu liên quan đến luận án cũng như đánh giá chất lượng luận án để luận án được hoàn thiện. Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến những người thân yêu trong gia đình, đồng nghiệp và bạn bè đã luôn quan tâm, động viên, ủng hộ và giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu. Tác giả luận án: Nguyễn Xuân Tòng i MỤC LỤC MỤC LỤC. i DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT.iv DANH MỤC BẢNG.

vi DANH MỤC HÌNH ẢNH. viii MỞ ĐẦU. 1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU. Tổng quan về hóa chất BVTV.

Phân loại hóa chất BVTV. Một số nhóm hóa chất BVTV chính. Nguồn gốc hóa chất BVTV trong môi trường. Tình hình nghiên cứu và hiện trạng tồn dư hóa chất BVTV, độc tính trong môi trường sinh thái thủy sinh.

Tình hình nghiên cứu và hiện trạng sử dụng hóa chất BVTV trên thế giới. Tình hình nghiên cứu và hiện trạng sử dụng hóa chất BVTV ở Việt Nam. Độc tính của hóa chất BVTV. Tổng quan về hàu Thái Bình Dương (Crassostrea gigas), cá medaka (Oryzias latipes) và ứng dụng trong đánh giá độc học sinh thái.

Tổng quan về hàu Thái Bình Dương (Crassostrea gigas). Tổng quan về cá medaka (Oryzias latipes). Vai trò của hàu Thái Bình Dương (Crassostrea giagas) và cá medaka (Oryzias latipes) trong nghiên cứu độc học sinh thái. Tổng quan về khu vực nghiên cứu.

Đặc điểm tự nhiên. Đặc điểm kinh tế xã hội. Đặc điểm môi trường. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.

Hóa chất, dụng cụ và thiết bị thí nghiệm. Dụng cụ, thiết bị. Địa điểm lấy mẫu. Các phương pháp lấy mẫu.

Mẫu nước mặt. Mẫu trầm tích. Mẫu sinh vật. Phương pháp phân tích mẫu.

Phân tích các thông số hóa lý. Xác định OCPs trong mẫu nước. Xác định OCPs trong mẫu trầm tích. Xác định OCPs trong mẫu sinh vật.

Các phương pháp thử nghiệm trên phôi, ấu trùng hàu Thái Bình Dương và cá medaka. Phôi, ấu trùng hàu Thái Bình Dương. Phôi, ấu trùng cá medaka. Các phương pháp đánh giá độc tính.

Xác định LC50, EC50 và tỷ lệ sống chết. Phương pháp phân tích qRT-PCR để đánh giá ảnh hưởng của hóa chất BVTV đến cá medaka ở mức độ sinh học phân tử. Các phương pháp quan sát hình thái, cấu tạo tế bào. Xử lý thống kê số liệu.52 iii CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ – THẢO LUẬN.

Phân nhóm các địa điểm lấy mẫu. Hiện trạng OCPs trong nước và trầm tích. Các thông số hóa lý trong nước mặt và trầm tích. Nồng độ OCPs trong nước.

Nồng độ OCPs trong trầm tích. Mối liên hệ giữa nồng độ OCPs trong nước và trong trầm tích. Đánh giá nguồn gốc ô nhiễm OCP bằng phân tích thành phần chính. OCPs trong cá và nhuyễn thể hai mảnh vỏ.

Nồng độ các OCPs trong sinh vật theo loài. Nồng độ các OCPs trong sinh vật theo không gian (vị trí). Nguồn ô nhiễm OCPs trong sinh vật. Đánh giá độc tính của DDTs.

Độc tính của DDTs đến sinh trưởng của phôi, ấu trùng hàu Thái Bình Dương. Độc tính của DDT đến sinh trưởng của phôi cá medaka. Kết quả đánh giá hình thái, cấu trúc gan cá medaka.126 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.130 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ.132 TÀI LIỆU THAM KHẢO.I iv DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Tiếng anh Tiếng việt ADN Deoxyribonucleic Acid ANOVA Analysis Of Variance Phân tích phương sai BAF Bioaccumulation factor Hệ số tích lũy sinh học BDL Below Detectable Level Dưới mức có thể phát hiện BR-VT Bà Rịa – Vũng Tàu BVTV Bảo vệ thực vật CA Cluster analysis Phân tích cụm DCM Diclometan DDD Dichloro-Diphenyl-Dichloroethane Dichloro-Diphenyl- DDE Dichloroethylene Dichloro-Diphenyl- DDT Trichloroethane DMSO Dimethyl sulfoxit EC Electrical Conductivity Độ dẫn điện Nồng độ ảnh hưởng đến EC50 Effective Concentration 50% sinh vật phơi nhiễm Gas chromatography–mass GC/MS Sắc ký khí – khối phổ spectrometry Gas chromatography-electron Sắc ký khí – detector bẫy GC/ECD capture detector electron HCH Hexachlorocyclohexane KCN Khu công nghiệp KPH Không phát hiện Nồng độ gây chết 50% sinh LC50 Lethal Concentration vật bị phơi nhiễm Lowest Observed Effect Nồng độ thấp nhất có ảnh LOEC Concentration hưởng LOQ Limit of Quantitation Giới hạn định lượng v Nồng độ cao nhất không có NOEC No Observed Effect Concentration ảnh hưởng Hóa chất Bảo vệ thực vật OCP Organochlorine nhóm clo hữu cơ Phân tích thành phần Pesticides Principal Component PCA/FA Analysis/Factor Analysis chính/Phân tích nhân tố PE Polyetylen POP Persistant Organic Pollutant Chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy QCVN Quy chuẩn Việt Nam Real-Time Polymerase Chain Phản ứng tổng hợp chuỗi RT-PCR Reaction polymerase thời gian thực SE Standard error Sai số chuẩn SEM Scanning Electron Microscope Kính hiển vi điện tử quét TB Trung bình TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam TDS Total Dissolved Solids Tổng chất rắn hòa tan Kính hiển vi điện tử truyền TEM Transmission Electron Microscope qua TLTK Tài liệu tham khảo TN&MT Tài nguyên và Môi trường TOC Total Organic Carbon Tổng cacbon hữu cơ TP HCM Thành phố Hồ Chí Minh TSS Total Suspended Solids Tổng chất rắn lơ lững Tổ chức Tổ chức tế Thế WHO World Health Organization giới vi DANH MỤC BẢNG Bảng 1. Phân loại các loại hóa chất BVTV.

Phân loại hóa chất BVTV nhóm clo hữu cơ. Ảnh hưởng của một số loại hóa chất BVTV phổ biến đến một số sinh vật thủy sinh. Các sông chính ở khu vực hạ lưu hệ thống sông Đồng Nai. Hỗn hợp chuẩn gốc OCPs.

Các hóa chất dùng trong phân tích. Đặc điểm vị trí lấy mẫu ở cửa sông Sài Gòn – Đồng Nai. Kỹ thuật phân tích các thông số hóa lý mẫu nước mặt và trầm tích. Bảng quy đổi hệ số Probit.

Các cặp mồi phân tích Real-time PCR. Cài đặt quy trình phân tích phản ứng Real-time PCR. Chỉ tiêu lý – hóa nước tại thủy vực nghiên cứu. Chỉ tiêu lý – hóa trong trầm tích tại thủy vực nghiên cứu.

Nồng độ của OCP (µg/L) trong nước ở hai mùa. Thành phần của DDT (%) trong nước theo mùa. Thành phần của HCHs (%) trong nước theo mùa. Nồng độ các OCPs (µg/L) trong mẫu nước mặt được thu thập từ nghiên cứu ở các khu vực khác nhau trên thế giới.

Nồng độ của OCPs (µg/L) trong nước ở hai nhóm. Thành phần của tổng DDTs (%) trong nước theo nhóm. Thành phần của HCHs (%) trong nước theo nhóm. Nồng độ của OCPs (µg/kg) trong trầm tích theo hai mùa.

Thành phần của tổng DDTs (%) trong trầm tích theo mùa. Thành phần của tổng HCHs (%) trong trầm tích theo mùa. Nồng độ các OCPs (µg/kg) trong mẫu trầm tích được thu thập từ các khu vực khác nhau trên thế giới. Nồng độ của OCPs (µg/kg) trong trầm tích ở hai nhóm.

Thành phần của tổng DDTs (%) trong trầm tích theo nhóm. Thành phần của tổng HCHs (%) trong trầm tích theo nhóm. Tương quan giữa dư lượng OCPs trong nước với các chỉ tiêu hóa lý. Tương quan giữa dư lượng OCPs trong trầm tích với chỉ tiêu hóa lý.

Tương quan OCPs với những nhân tố tiềm ẩn (VF) hình thành từ phân tích PCA/FA trong hai mùa và hai nhóm. Đặc điểm sinh học của cá và nhuyễn thể hai mảnh vỏ. Nồng độ các OCPs (µg/kg) trong mô các loài cá và nhuyễn thể hai mảnh vỏ các nước trên thế giới. Nồng độ DDTs, dieldrin và OCPs (µg/kg) trong các mẫu cá và nhuyễn thể hai mảnh vỏ theo vị trí ở cửa sông Sài Gòn – Đồng Nai.

Hệ số tải trọng của các thông số OCPs đối với các nhân tố khác nhau được hình thành từ phân tích PCA/FA. Các giá trị giới hạn NOEC, LOEC và EC50 sau 2 giờ hàu Thái Bình Dương phơi nhiễm với DDTs trong nước. Các giá trị giới hạn NOEC, LOEC và LC50 sau 24 giờ phơi nhiễm với DDTs trong nước. Giá trị NOEC, LOEC và EC50 của DDTs trong trầm tích đối với sự chậm phát triển phôi hàu.

Các giá trị NOEC, LOEC và LC50 của DDTs trong trầm tích đối với sự tử vong của phôi, ấu trùng hàu. Tỷ lệ tử vong của phôi cá medaka sau 24, 48, 72 và 96 giờ phơi nhiễm DDT. Giá trị LC50 của DDTs tại các thời điểm 24, 48, 72 và 96 giờ phơi nhiễm.