0_1_A_F_0_1_A_0_CH_NG_1_GI_I_THI_U_CHUNG

CHƯƠNG – GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Đặt vấn đề Với đất nước có 13,85% tổng sản phẩm quốc nội tới từ nơng nghiệp thật khơng q nói nơng nghiệp ngành đóng vai trị chủ chốt Việt Nam Khơng có ảnh hưởng sâu sắc tới an ninh quốc gia, kinh tế đất nước mà cịn ảnh hưởng trực tiếp tới mơi trường sống người dân Có thực trạng đáng buồn ngành nơng nghiệp bà sử dụng thuốc trừ sâu hóa học cách bừa bãi Trong thuốc trừ sâu thường chứa hóa chất độc hại khơng gây ảnh hưởng trực tiếp tới người sống xung quanh, lưu lại lượng lớn hóa chất loại rau củ, thực phẩm môi trường tự nhiên Tác hại mà thuốc trừ sâu đem lại thật khôn lường Việc sử dụng thuốc trừ sâu cho yếu tố dẫn tới gia tăng sản lượng nông nghiệp kỷ 20 Gần tất loại thuốc trừ sâu có nguy làm tham đổi lớn hệ sinh thái; nhiều loại thuốc trừ sâu độc hại với người; loại khác tích tụ lại chuỗi thức ăn 1.2 Thuốc trừ sâu 1.2.1 Khái niệm phân loại Thuốc trừ sâu (TTS) hợp chất hố học (vơ cơ, hữu cơ), chế phẩm sinh học, chất hay chế phẩm có nguồn gốc từ thực vật, động vật, sử dụng để chống côn trùng (bao gồm nhện, ve, tuyến trùng) TTS có khả tiêu diệt, giảm nhẹ, xua đuổi côn trùng, bao gồm thuốc diệt trứng thuốc diệt ấu trùng côn trùng.TTS sử dụng chủ yếu nông nghiệp, sử dụng y tế, cơng nghiệp gia đình TTS nhóm sử dụng phổ biến thuốc bảo vệ thực vật Phân loại thuốc trừ sâu theo chất hố học: Phần lớn thuốc trừ sâu phân loại theo ba nhóm: thuốc trừ sâu vơ cơ, thuốc trừ sâu hữu cơ, thuốc trừ sâu sinh học - Thuốc trừ sâu vô tạo thành từ nguyên tố tự nhiên không chứa carbon Các chất bền, không bốc hơi, thường tan nước Hiện loại sử dụng tính độc độ tồn dư cao Thí dụ thuốc trừ sâu vô đây: Bảng 1: Một vài loại thuốc trừ sâu vô Boric acid (H3BO3) Sodium arsenite (NaAsO2) Copper hydrocide (Cu(OH)2) Sodium chlorate (NaClO3) Copper oxychloride (Cu2(OH)3Cl) Sodium fluoride (NaF) Copper sulphate (CuSO4.5H2O) Sodium fluoroacetate (NaFC2H2O2) Mercuric oxide (HgO) Thallium sulphate (Tl2SO4) Mercurous chloride (HgCl2) Silica aerogel Sodium fluoaluminate (Na3AlF6) ( Nguồn: TS Phạm Thị Phong, ACC) - Thuốc trừ sâu hữu tổng hợp chiết xuất từ tự nhiên, có chứa carbon, hydrogen, nhiều nguyên tố khác chlorine, oxygen, sulphur, phosphorus nitrogen, phân thành nhóm đây: Nhóm chloro hữu nhóm thuốc chứa carbon, hydrogen, chlorine có oxygen, hạn chế sử dụng có độ tồn dư cao môi trường, đây: a Diphenyl mạch thẳng Ví dụ DDT, chlorbenside, chlorfenethol, chlorobenzilate, dicofol, metoxychlor DDT Hình 1: 1,1′-(2,2,2-trichloroethylidene)bis[4-chlorobenzene]A data sheet from the Compendium of Pesticide Common Names b Dẫn xuất benzen Ví dụ Gama-HCH, pentachlorophenol Gama-HCH Hình 2: (1α,2α,3β,4α,5α,6β)-1,2,3,4,5,6-hexachlorocyclohexane c Cyclodiene Ví dụ endosulfan, chlordane, chlordecone, endrin, heptachlor Endosulfan Hình 3: 6,7,8,9,10,10-hexachloro-1,5,5a,6,9,9a-hexahydro-6,9-methano-2,4,3benzodioxathiepin 3-oxide d Pholychloroterpene Ví dụ camphechlor Camphechlor Hình 4: toxaphene Nhóm phospho hữu nhóm thuốc lớn gồm ester phosphoric acid (H3PO4), có độc tính cao với người động vật máu nóng, khơng bền Nhóm thuốc có tính độc thần kinh, ức chế men cholinesterase, đây: a Thuốc phospho hữu mạch thẳng Ví dụ acephate, demeton, dichlorvos, disulfoton, malathion, monocrotophos, trichlorfon Malathion Hình 5: diethyl 2-[(dimethoxyphosphinothioyl)thio]butanedioate b Thuốc phospho hữu chứa nhóm phenyl Ví dụ fenitrothion, fenthion, phenthoate, profenophos Fenitrothion Hình 6: O,O-dimethyl O-(3-methyl-4-nitrophenyl) phosphorothioate c Thuốc phospho hữu dị vịng Ví dụ azinphos-ethyl, chlorpyryphos, diazinon, pirimiphos-methyl, quinalphos Pirimiphos methyl Hình 7: O-[2-(diethylamino)-6-methyl-4-pyrimidinyl] O,O-dimethyl phosphorothioateA data sheet from the Compendium of Pesticide Common Names Nhóm sulphur hữu chứa sulphur hai nhân phenyl, thường dùng trừ nhện Ví dụ ovex, propargite, tetradifon Propargite Hình 8: 2-[4-(1,1-dimethylethyl)phenoxy]cyclohexyl 2-propynyl sulfiteA data sheet from the Compendium of Pesticide Common Names Nhóm carbamate ester carbamic acid, có độc tính cao với người động vật máu nóng, khơng bền, đây: a Methyl carbamate với nhân phenyl Ví dụ BPMC, carbaryl, isocarb, propoxur Carbaryl Hình 9: 1-naphthalenyl N-methylcarbamateA data sheet from the Compendium of Pesticide Common Names b Methyl carbamate dị vịng Ví dụ bendiocarb, carbofuran, dioxacarb, pirimicarb Carbofuran Hình 10: 2,3-dihydro-2,2-dimethyl-7-benzofuranyl N-methylcarbamate c Methyl carbamate với nhóm oxime mạch thẳng Ví dụ aldicarb, methomyl, oxamyl, thiodicarb Thiodicarb Hình 11: dimethyl N,N′-[thiobis[(methylimino)carbonyloxy]]bis[ethanimidothioate]A data sheet from the Compendium of Pesticide Common Names Nhóm formamidines có cấu trúc nitrogen -N=CH-N, tác động lên trứng giai đoạn sâu non ve Ví dụ amitraz, formetanate Amitraz Hình 12: N′-(2,4-dimethylphenyl)-N-[[(2,4-dimethylphenyl)imino]methyl]-Nmethylmethanimidamide Nhóm dinitrophenol dẫn xuất phenol với hai nhóm nitro (NO2) có phổ độc tính rộng dùng làm thuốc trừ sâu tác dụng diệt trứng, trừ cỏ trừ nấm Ví dụ binapacryl, dinobuton, dinocarrb, dinoterbon Dinocap Hình 13: 2(or 4)-isooctyl-4,6(or 2,6)-dinitrophenyl (2E)-2-butenoateA data sheet from the Compendium of Pesticide Common Names Nhóm organotins có chứa thiếc, dùng làm thuốc trừ ve thuốc trừ nấm Ví dụ cyhexatin, fenbutatin-oxide Cyhexatin Hình 14: tricyclohexylhydroxystannaneA data sheet from the Compendium of Pesticide Common Names Nhóm pyrethoids tổng hợp theo cấu trúc pyrethrin, có phổ tác động rộng lên côn trùng dễ gây tính kháng thuốc, độc tính với người mơi trường thấp Ví dụ cypermethrin, cyhalothrin, fenpropathrin, deltamethrin, fenvalerate Fenpropathrin Hình 15: cyano(3-phenoxyphenyl)methyl 2,2,3,3tetramethylcyclopropanecarboxylateA data sheet from the Compendium of Pesticide Common Names Nhóm kháng sinh tạo vi sinh vật có tính trừ sâu, trừ nhện, kháng sinh, chống nấm Ví dụ abamectin Abamectin Hình 16: Abamectin Nhóm dầu khống Nhóm thuốc thường hỗn hợp dầu nhẹ với chất tạo nhũ, dùng để diệt trừ trùng, nhện, có số loại dùng trừ cỏ Ví dụ Actipan, Fyzol Nhóm khử trùng Nhóm thuốc tạo khí q trình sử dụng để tiêu diệt côn trùng, tuyến trùng, vi trùng chuột, dùng khử trùng nhà cửa, kho tàng đất Các thuốc có dạng chất lỏng chất rắn bay chứa nguyên tố halogen (Cl-, Br-, F-), hấp phụ nhanh vào phổi gây bất tỉnh dẫn đến chết người Ví dụ formaldehyde, methyl brmide, phosphine - Thuốc trừ sâu sinh học chất độc khai thác từ cây, sử dụng dạng bột nghiền mịn dịch chiết dùng để phun  Dịch chiết từ xoan (Azadirachta indica) có tác động trừ côn trùng, xua đuổi, gây ngán ăn ức chế phát triển loại côn trùng  Dịch chiết từ thuốc (Nicotiana tabacum) có tác động trừ côn trùng cách gây độc thần kinh  Dịch chiết từ hoa cúc (C cinerariaefolium) có tác động hạ gục trùng, trùng hồi phục  Dịch chiết Rotenone từ gốc đậu (Derris) có tác động trừ trùng, độc với cá Phân loại thuốc trừ sâu theo chế tác động: Khi thuốc tiếp xúc với thể côn trùng tác động lên hay nhiều q trình sống trùng làm trùng ốm, mắc bệnh, rối loạn hành vi sinh trưởng, chuyển hoá, khả sinh đẻ, dẫn đến chết Dưới phân loại thuốc theo chế tác động: - Tác động vị độc: thuốc vào thể qua đường miệng, hấp thụ qua hệ thống tiêu hoá - Tác động tiếp xúc: thuốc vào thể cách tiếp xúc qua chân ngấm vào thể - Tác động xông hơi: thuốc vào thể thông qua hệ thống hô hấp - Tác động nội hấp: thuốc có độ tan nước cao để vào trồng qua đường rễ, thân, di chuyển cây, vào thể trùng chích hút thơng qua đường miệng - Tác động ngạt: dầu làm bí chế thở sâu 1.2.2 Quy chuẩn hàm lượng thuốc trừ sâu Bảng 2: Giá trị giới hạn thông số nước biển ven bờ TT Thông số Đơn vị Giá trị giới hạn Vùng nuôi trồng Vùng bãi Các nơi thuỷ sản, bảo tồn tắm, thể khác thủy sinh thao nước Hoá chất bảo vệ thực vật clo hữu Aldrin/Diedrin g/l 0,008 0,008 - Endrin g/l 0,014 0,014 - B.H.C g/l 0,13 0,13 - DDT g/l 0,004 0,004 - Endosulfan g/l 0,01 0,01 - Lindan g/l 0,38 0,38 - Clordan g/l 0,02 0,02 - Heptaclo g/l 0,06 0,06 - g/l 0,40 0,40 - g/l 0,32 0,32 - 2,4D mg/l 0,45 0,45 - 2,4,5T mg/l 0,16 0,16 - Paraquat mg/l 1,80 1,80 - Hoá chất bảo vệ thực vật phospho hữu Paration Malation Hóa chất trừ cỏ (Nguồn: QCVN 10:2008/BTNMT) 1.3 Các hợp chất hữu bền Chất ô nhiễm hữu bền (Persistant Organic Pollutants – POPs) hợp chất hóa hoc có nguồn gốc từ cacbon, sản sinh hoạt động công nghiệp người POPs bền vững mơi trường, có khả tích tụ sinh học qua chuỗi thức ăn, lưu trữ thời gian dài, có khả phát tán xa từ nguồn phát thải tác động xấu đến sức khỏe người hệ sinh thái Theo công ước Stockhom, POPs gồm 12 hợp chất có tính độc hại, tồn bền vững mơi trường, phát tán rộng tích lũy hệ sinh thái, gây nguy hại cho sức khỏe người 12 loại hợp chất xếp vào nhóm POPs cụ thể là: - PCBs (Polychlorinated Bi-phenyls): loại hóa chất cơng nghiệp sử dụng dịng chất lỏng trao đổi nhiệt, chất phụ gia cho ngành sơn, giấy không chứa cacbon, nhựa nhiều ứng dụng công nghiệp khác Được xem sản phẩm phụ sinh q trình sản xuất cơng nghiệp, bị cấm sản xuất hạn chế sử dụng - Các hợp chất Dioxin: sản phẩm phụ hoạt động sản xuất ngành công nghiệp - Các hợp chất Furan: sản phẩm phụ ngành công nghiệp - DDT: loại thuốc trừ sâu dùng để diệt côn trùng, bảo vệ mùa màng nông nghiệp Hiện bị cấm sử dụng tồn lưu - Toxaphene: loại thuốc trừ sâu, dùng để diệt côn trùng vải, lúa, ăn trái, loại đậu rau quả, chí diệt bọ chét, trùng chuồng trại - Aldrin (Aldrex, Aldrite,…): loại thuốc trừ sâu, dùng để diệt côn trùng đất bảo vệ mùa màng - Dieldrin (Dieldrex, Dieldrite, Octalox,…): loại thuốc trừ sâu, dùng để kiểm sốt trùng tác nhân gây bệnh - Eldrin (Hexadrin,…): loại thuốc trừ sâu, sử dụng rộng rãi vụ mùa kiểm sốt lồi động vật gặm nhấm - Heptaclo (Drimex, Heptamul, Heptox,…): loại thuốc trừ sâu dùng để diệt côn trùng diệt mối - Mirex: loại thuốc trừ sâu - Hexacloruabenzen (HCB): thuộc nhóm thuốc trừ sâu sản phẩm phụ phát thải công nghiệp sản xuất nhựa - Clordane (Clorotox, Octaclor, Penticlo,…): sử dụng loại hóa chất để diệt trùng mối Trong 12 loại hợp chất kể trên, có loại hợp chất gồm PCBs, DDT, Dioxin Furan loại hợp chất đặc biệt ý nghiên cứu sâu mức độ độc tính cao, tác hại người môi trường đặc biệt nghiêm trọng 1.4 Sinh vật đáy 1.4.1 Khái niệm Sinh vật đáy quần xã sinh vật sống gần đáy biển Quần xã sống gần mơi trường trầm tích biển, từ vùng triều đến thềm lục địa, xuống đến đới biển thẳm Nhiều sinh vật thích nghi với áp lực cột nước sâu mà chúng sống vùng nước gần bề mặt Sự chênh lệch áp lực đáng kể (tăng khoảng atm 10 mét nước xuống sâu) Do ánh sách xuyên xuống vùng nước sâu đại dương, nguồn lượng hệ sinh thái đáy sâu thường vật chất hữu chìm xuống từ tầng mặt Những vật chất phân hủy trì chuỗi thức thức ăn sâu; hầu hết sinh vật tầng đáy sinh vật ăn xác thối Sinh vật đáy dùng để sinh vật sống đáy vực nước sông, suối, ao, hồ 1.4.2 Vai trò sinh vật đáy môi trường - Làm thị đánh giá diễn biến chất lượng nước Thực vật đáy: Tảo nhìn chung có tốc độ sinh sản nhanh, chu kỳ sống ngắn, sử dụng chúng làm thị tác động ngắn hạn Là nhóm sản sinh sơ cấp, tảo bị ảnh hưởng trực tiếp bới tác động vật lý hóa học hu mẫu dễ, rẻ, cần người tham gia Đã có phương pháp chuẩn đánh giá đặc điểm chức năng, cấu trúc phân loại học (non- taxonomic) quần thể tảo Quần xã tảo nhạy cảm với chất gây ô nhiễm nồng độ thấp so với quần xã thủy sinh khác, tác động tới thể khác hàm lượng cao (chất diệt cỏ) Động vật không xương sống đáy: Quần xã động vật KXS đáy thị tốt cho điều kiện môi trường khu vực nhiều lồi động vật KXS đáy khả di chuyển sống chỗ, chúng đặc biệt thích hợp cho đánh giá tác động đặc biệt chỗ (các nghiên cứu thượng lưu-hạ lưu sông suối) Động vật KXS tích hợp tác động biến đổi mơi trường ngắn hạn Nhiều lồi có có chu kỳ sống phức hợp khoảng năm Các giai đoạn sống nhạy cảm phản ứng nhanh chóng với thay đổi Các nhà sinh học có kinh nghiệm thơng qua đánh giá nhanh chóng quần xã động vật KXS đáy cỡ lớn để xác định mức độ suy thối mơi trường nước thuỷ vực Có thể dễ dàng xác định động vật KXS đáy cỡ lớn tới họ, chí nhiều taxa “chống chịu” dễ xác định tới bậc phân loại thấp Động vật KXS đáy cỡ lớn phân loại tới lồi, xác định mức dinh dưỡng chống chịu nhiễm, điều cung cấp thơng tin cho tác động tích lũy Thu mẫu dễ, địi hỏi người, dụng cụ rẻ, ảnh hưởng tới môi trường sống Động vật KXS đáy cỡ lớn xem nguồn thức ăn sơ cấp cá bao gồm nhiều loài quan trọng kinh tế tái lập đàn Động vật KXS đáy cỡ lớn phong phú suối Nhiều suối lớn (cấp cấp 2) nơi cung cấp nguồn đa dạng động vật KXS cỡ lớn Hầu hết quốc gia thu thập số liệi sinh quan trắc dựa Động vật KXS cỡ lớn Cá: Cá thị tốt cho tác động tới môi trường nước lâu dài đời sống cá dài có khả di động (Karr et al 1986) Quần xã cá nhìn chung có tập hợp lồi biểu thị biến động mức độ dinh dưỡng (ăn tạp, ăn thực vật, ăn côn trùng, ăn sinh vật nổi, ăn cá con) Chúng tích hợp tác động mức dinh dưỡng thấp hơn, vậy, cấu trúc quần xã cá phản ảnh lành mạnh môi trường tổng hợp Cá mắc xích cuối lưới thức ăn tự nhiên thuỷ vực, thức ăn người chúng có ý nghĩa để đánh giá tác hại Cá dễ thu thập dễ phân loại tới lồi Hầu hết mẫu phân loại thực địa Môi trường sống đặc điểm phân bố hầu hết loài cá biết - Chuyển hóa hợp chất hữu cơ: Vi sinh vật phân bố đáy phân hủy chất hữu thành sản phẩm bao gồm chất khí chất hịa tan Các chất di chuyển lên thúc đẩy hoạt động vi sinh vật CHƯƠNG 2: TÁC ĐỘNG 2.1 Tác động yếu tố môi trường đáy lên loại thuốc trừ sâu hợp chất hữu bền 2.2 Tác động thuốc trừ sâu hợp chất hữu bền lên sinh vật đáy 2.1.1 Phản ứng sinh vật đáy với loại thuốc trừ sâu hợp chất hữu bền Sinh vật đáy hấp thu thuốc trừ sâu hợp chất hữu bền thơng qua q trình tích lũy phóng đại sinh học Tích lũy sinh học (Bioaccumulation) tổng hợp hai q trình tích tụ sinh học (bioconcentration) phóng đại sinh học (biomagnification) Tích tụ sinh học thường đề cập đến hấp thu tích tụ chất từ nước, hấp thu trực tiếp chất sinh vật từ môi trường (như nước) qua da, mang, phổi Ngược lại, tích lũy sinh học đề cập đến hấp thu từ tất nguồn kết hợp môi trường đất, nước, khơng khí, từ thức ăn… Phóng đại sinh học (Biomagnification) đề cập đến tích tụ chất độc qua bậc dinh dưỡng chuỗi thức ăn Nó kết gia tăng dần nồng độ độc tố thể qua bậc cao chuỗi thức ăn Phóng đại sinh học xảy với chất độc lưu trữ lâu dài thể, không chuyển hóa tiết nhanh chóng Các chế tích lũy sinh học phóng đại sinh học, giải thích q trình phóng đại sinh học tính khả thi tính đa dạng người tất bậc dinh dưỡng mô tả thông qua ví dụ kinh điển tích lũy sinh học phóng đại sinh học DDT mà theo W.Cunningham loại thuốc trừ sâu hệ đầu tiên, độc bền, nằm dai dẳng đất 15 năm phân hủy hết (xem hình dưới) DDT sử dụng nơng nghiệp sau vào mương rạch, ao hồ, lúc nước hồ có hàm lượng 1đv, sau tích lũy thực vật phù du vi khuẩn trầm tích tới 1.000đv Ở cấp độ chuỗi thức ăn, động vật phù du ăn thực vật phù du nên tích lũy tới 10.000đv, tiếp cá nhỏ ăn động vật phù du nên tích lũy sinh học tăng lên đến 100.000đv Cứ theo chuỗi thức ăn, cá lớn ăn cá nhỏ, tích lũy khuếch đại dần đến 1.000.000đv, chim đại bàng hay người ăn cá tích lũy sinh học lên đến 10.000.000đv Ở tảo, nét đặc trưng phản ứng tảo chất nhiễm kích thích quang hợp nồng độ chất độc thấp hay ức chế nồng độ tăng Các hợp chất clo hữu gây tác động ngừng trệ tới hệ thống men màng tế bào có chức chuyển hóa nitơ vào tế bào tới cấu trúc lục lạp thể tảo Tính kị nước thuốc bảo vệ thực vật chứa clo hữu giúp chúng cô lập bên hợp chất phôtphoglixerit lớp lipit kép màng tế bào, dẫn đến phá vỡ vận chuyển nguyên tố dinh dưỡng vào tế bào Những hậu sinh học bao gồm biến đổi đặc điểm sinh hóa, hình thái, sinh lý di truyền sinh vật (Shiban, 1979) Ở cấp độ cá thể, chất độc dẫn đến thay đổi thành phần hóa học tế bào, đặc điểm hệ thống tạo men, trình hô hấp, điều tiết thẩm thấu, tăng trưởng sinh sản, xuất đột biến, phát sinh ung thư, dạng bệnh lý, thay đổi kích thước tế bào, phá chuyển động định hướng thể sinh vật không gian Tác động chất ô nhiễm tăng cường tập trung (tích tụ sinh học) chất độc hại (một số kim loại, COP, PAHC, đồng vị phóng xạ) mơ thủy sinh vật đặc biệt chuyển hóa lượng thức ăn từ bậc dinh dưỡng sang bậc khác Sự phá vỡ đặc tính quần xã – quần lạc biểu biến đổi sinh khối trung bình quần xã sinh vật mặt sinh vật đáy, thuyên giảm số lượng loài hay họ thủy sinh vật, xuất sinh vật (ví dụ, vi sinh vật đột biến), biến đổi tương quan trình sản xuất phân hủy chất hữu cơ, phá hoại trình trao đổi sinh thái, xuất sinh vật thị Sự ô nhiễm môi trường biển dẫn đến làm đơn giản cấu trúc hệ sinh thái, thay dạng chuyên môn hóa cao dạng chống đối (các dạng chây lì) thuyên giảm đa dạng hệ sinh thái 2.1.2 Mức độ chịu tác động sinh vật đáy khả bị tích lũy thuốc trừ sâu hợp chất hữu bền Nồng độ chất clo hữu (DDT, biến thể nó, PCB chất khác), quang hợp bị ngừng trệ, 1–1000 μg/l, nồng độ ngưỡng 0,1–1,0 μg/l Theo kết thí nghiệm ngày, thuyên giảm cường độ quang hợp 30 % so với cường độ bình thường nồng độ DDT, DDD, PCB μg/l PCB, DDT, DDE, đielđrin enđrin có độc tính lớn lồi tảo Về phương diện độc tính học sản phẩm dầu nguy hiểm hơn, độ nhạy cảm thủy sinh vật chúng tới 2–3 bậc thấp so với thuốc bảo vệ thực vật clo hữu kim loại nặng Trong đợt thí nghiệm dài tới 50 ngày, giảm tốc độ đồng hóa cacbon tới 40 % so với tốc độ bình thường quan trắc thấy nồng độ hyđrơ cacbua dầu 0,05 μg/l Khi có mặt nồng độ gần gây chết chất độc mơi trường, hoạt tính dinh dưỡng loại giáp xác lọc bị phá vỡ: tốc độ lọc sinh học tiêu thụ thức ăn giảm Các dạng giáp xác thời kỳ phát triển cá thể (ấu trùng vỏ giáp lớp thấp (nauplius) ấu trùng lứa tuổi) có độ chịu đựng tác động chất độc so với cá thể trưởng thành sinh dục Khoảng nồng độ tác động chất ô nhiễm loài giáp xác (Patin, 1979) Tuy nhiên, phân bố hệ số tích tụ kim loại nặng COP theo bậc dinh dưỡng có đặc điểm phức tạp Sự tích tụ chất độc phụ thuộc vào tính chất hóa học dạng tồn nước (dung dịch, chất lơ lửng) chúng, vào cách thức ăn uống thể (sinh vật nổi, ăn chất thối rữa, thú dữ), vào chế thích nghi đào thải chất độc khỏi thể Nồng độ ban đầu chúng nước thời gian lưu lại thủy sinh vật môi trường ô nhiễm có ý nghĩa Người ta biết khả hợp chất clo hữu hồ tan tích tụ khơng đảo ngược phận chứa mỡ sinh khối thủy sinh vật (mỡ, gan cá), tồn liên hệ tương quan dương giữa hàm lượng hợp chất clo hữu độ mỡ thủy sinh vật, thể độ tăng dần theo trật tự sau: bắp – tinh hoàn – thận – trứng – gan – mô tế bào béo Các hệ số tích tụ 103–04 cao PCB Ảnh hưởng chất ô nhiễm tới hoạt động sống sinh vật biển 6/17 có độ nguy hiểm cao nhất, phân hủy sinh học chậm, dildrin, có độ độc nâng cao Hệ số tích tụ số hợp chất clo hữu khối lượng chất thô nhuyễn thể (1) cá biển (2) tuỳ thuộc độ hồ tan COP nước (Ernst, 1980) Ơ nhiễm hệ cá hợp chất clo hữu (DDT PCB) tăng cách có quy luật theo dãy: biển thẳm – vùng ven bờ – biển nội địa Hàm lượng DDT PCB họ cá biển thường vượt bậc, nữa, so với hàm lượng cá đại dương 2.1.3 Quá trình tích lũy thuốc trừ sâu hợp chất hữu bền Thuốc trừ sâu ví dụ nói đến nhiều chất hóa học bền gây nhiễm tích lũy sinh học sinh vật bao gồm tất thực vật, động vật, vi sinh vật Mưa rửa trơi phun thuốc trừ sâu lại “thu gom” vào mương lạch, ao hồ sông suối, chảy vào đại dương Các hạt bụi, nguồn chất gây ô nhiễm độc hại diện hợp chất từ khói cơng nghiệp khí thải tô trở đất theo mưa lại tập trung vào ao hồ, sông suối hay thấm sâu vào tầng đất vào mạch nước ngầm Chất gây nhiễm độc hại có nước đất, dễ dàng thâm nhập vào chuỗi thực phẩm Ví dụ, nước, chất ô nhiễm hấp thụ dính vào hạt nhỏ, bao gồm sinh vật phù du - sinh vật nhỏ sống nước Các chất gây ô nhiễm mức không gây nhiều thiệt hại thực phẩm Tuy nhiên, động vật phù du - động vật nhỏ ăn thực vật phù du tích lũy sinh học tăng lên tới chục lần mức độ nhiễm hóa chất độc lại tăng lên chậm chuyển hóa tiết chất gây ô nhiễm Một cá nhỏ ăn nhiều động vật phù du Như vậy, cá có tới hàng trăm lần mức độ ô nhiễm độc hại Rồi cá lớn lại ăn nhiều cá nhỏ nên tích lũy lên tới hàng triệu lần, động vật ăn thịt có người lại ăn cá lớn lại tích lũy tới hàng triệu triệu lần Phép nhân tiếp tục tăng lên suốt chuỗi thức ăn nồng độ cao chất gây ô nhiễm khuếch đại nhóm top động vật ăn thịt Cho nên số lượng chất gây ô nhiễm có đủ nhỏ để khơng gây thiệt hại mức thấp chuỗi thức ăn, lượng chất độc hại khuếch đại gây thiệt hại nghiêm trọng sinh vật cao chuỗi thức ăn Hiện tượng gọi khuếch đại sinh học (bio- magnification) Đến nay, xác định loại thuốc trừ sâu Clo hữu bền độc hại gây ô nhiễm Từ hế hệ (DDT, chlordane, toxaphene) sau polychlorinated biphenyls (PCBs), dioxin, chất chống cháy brơm, có số hợp chất hữu kim loại, metyl thủy ngân tributyltin (TBT) Những kết nghiên cứu cho thấy, phá vỡ hệ nội tiết, gây ung thư làm cho gen khiếm khuyết, suy yếu hệ thống miễn dịch Nhiều hóa chất tích tụ sinh học tan chất béo có xu hướng cư trú chủ yếu màng sinh chất, liposome tế bào chất béo máu, sữa Ngoài ra, chất tích tụ sinh học “gửi gắm” nơi khác, bao gồm xương, bắp, não Nghiên cứu hải cẩu cá heo, nhà nghiên cứu tìm thấy dấu hiệu cho thấy bị ô nhiễm chất hữu dai dẳng (POPs) bị ức chế hệ thống miễn dịch nội tiết Sự suy yếu hệ thống miễn dịch ảnh hưởng đến lây lan dịch bệnh, chẳng hạn bệnh giết chết hàng ngàn hải cẩu Biển Bắc năm 1988 2002 Con người chủ yếu ăn POPs từ thức ăn nước uống, thu nhận từ khơng khí (chủ yếu hít phải hạt bụi) qua da (thơng qua tiếp xúc trực tiếp với hóa chất) Nồng độ cao POP thường tìm thấy loài động vật biển người, hai đầu chuỗi thức ăn Sự tích lũy sinh học chất độc hại đến từ nhiều nguồn Thuốc trừ sâu ví dụ chất gây nhiễm tích lũy sinh vật đáng lo ngại VD: DDT: tích lũy chuỗi thức ăn DDT tác động lên hệ thần kinh trung ương, làm tê liệt thần kinh dẫn đến chết DDT tan vào mô mỡ, tích lũy màng mỡ bao quanh tế bào thần kinh can thiệp vào chuyển dịch xung thần kinh dọc tế bào thần kinh dẫn đến phá hủy thần kinh trung ương Sự tích lũy DDT qua chuỗi thức ăn môi trường nước VD: PCBs (Polychlotnated Biphenyls): nhóm hợp chất thơm halogen, 22 nhóm chất hữu nhiễm hữu khó phân hủy quy định cơng ước Stockholm Khi nghiên cứu ô nhiễm môi trường biển PCBs cho thấy, tích lũy sinh học khuếch đại sinh học PCBs sau: PCBs từ nguồn khác theo nước chảy vào biển hàm lượng PCBs 0,000002ppm nước biển, cặn tầng đáy có hàm lượng 0,005-0,16ppm, tích lũy sinh học tăng dần bậc dinh dưỡng chuỗi thức ăn từ thực vật phù du đến động vật phù du, đến động vật không xương sống (invertebrates), đến cá, chim biển, thú biển (hải cẩu) hàm lượng PCBs lớn (160ppm) - tăng đến 80 triệu lần Q trình tích lũy PCBs trầm tích cho hép lưu giữ PCB khoảng thời gian dài, PCB thường tồn với hàm lượng tương đối cao loại trầm tích PCBs tồn động vật theo thời gian thông qua chuỗi thức ăn PCBs tìm thấy mơ mỡ động vật sống nước, tồn với hàm lượng cao động vật bậc cao chuỗi thức ăn Các lồi động vật có vú, cá lớn chuỗi thức ăn động vật đáy có xu hướng tích lũy PCBs với hàm lượng cao PCBs phân hủy hay biến đổi phần số lồi động vật có vú lồi bậc thaappss trùng lồi động vật không xương sống, chim, cá