ĐỘC TÍNH CẤP CỦA NAOCL ĐỐI VỚI CÁ NGỰA VẰN (DANIO RERIO HAMITON, 1822), CÁ TỨ VÂN (PUNTIUS TETRAZONA BLEEKER, 1855) VÀ CÁ HÒA LAN (XIPHOPHORUS SPP.)

Nguyễn Văn Khánh, Dương Cơng Vinh 94 ĐỘC TÍNH CẤP CỦA NAOCL ĐỐI VỚI CÁ NGỰA VẰN (DANIO RERIO HAMITON, 1822), CÁ TỨ VÂN (PUNTIUS TETRAZONA BLEEKER, 1855) VÀ CÁ HÒA LAN (XIPHOPHORUS SPP.) THE ACUTE TOXICITY OF NAOCL ON ZEBRAFISH (DANIO RERIO HAMITON, 1822), TIGER BARB (PUNTIUS TETRAZONA BLEEKER, 1855) AND VARIABLE PLATY FISH (XIPHOPHORUS SPP.) Nguyễn Văn Khánh1, Dương Công Vinh2 Trường Đại học Sư phạm, Đại học Đà Nẵng, vankhanhsk23@gmail.com Phân hiệu Trường Đại học Nơng Lâm TP Hồ Chí Minh Gia Lai Tóm tắt - Trong nghiên cứu này, sử dụng NaOCl chất nhiễm để đánh giá độc tích cấp LC50 cá Ngựa vằn, cá Tứ vân cá Hòa lan, làm sở cho việc sử dụng chúng làm sinh vật cảnh báo sớm giám sát ô nhiễm nước Kết thí nghiệm xác định thay đổi hành vi cá tiếp xúc với nồng độ NaOCl bơi nhanh, lao đầu vào thành hộp, nhảy lên khỏi mặt nước chết Sự thay đổi hành vi cá phụ thuộc vào thời gian tiếp xúc nồng độ NaOCl, cá Ngựa vằn nhạy cảm với LC50 = 58,00 mg/l, cá Tứ vân (LC50 = 80,05 mg/l) cá Hòa lan (LC50 = 84,16 mg/l) Cá ngựa vằn sử dụng cho giám sát nhanh nước có nồng độ chất nhiễm thấp, cá Tứ vân Hòa lan giám sát nước bị ô nhiễm nặng Abstract - In this study, NaOCl is used as a pollutant to test acute toxicity LC50 on Zebrafish, Tiger barb fish and Variable platy fish, which will make a foundation for early warning and biomornitoring of water pollution The results have shown that when fish are exposed to different concentrations of NaOCl, their behaviours such as fast swiming, rushing into sides of aquarium, jumping out of water, then dying happen The change of behavior depends on exposure time and concentration of NaOCl, the Zebrafish is the most sensitive with LC50 = 58.00 mg/l, Tiger barb fish is 80.05 mg/l and Variable platy fish is 84.16 mg/l The Zebrafish is used to monitor water at low level pollution, while the Tiger barb fish and Variable platy fish are used for monitoring water at hight level pollution Từ khóa - NaOCl; LC50; ô nhiễm nước; giám sát; cá Key words - NaOCl; LC50; water pollution; monitoring; fishs Mở đầu Sự phát triển khoa học kỹ thuật đem lại nhiều tiện ích cho sống người, tạo nhiều vấn đề môi trường, đặc biệt ô nhiễm môi trường Việc sử dụng mức hóa chất độc hại hay thải chất thải môi trường không qua xử lý làm trầm trọng thêm vấn đề ô nhiễm, cuối ảnh hưởng ngược lại sinh vật người Vì vậy, giám sát sinh học, cảnh báo sớm ô nhiễm tác động bất lợi thực cần thiết cho công tác quản lý môi trường Các nghiên cứu độc tính chất nhiễm lên sinh vật làm sở đề xuất tiêu chuẩn, cảnh báo sớm giám sát chất lượng môi trường Nghiên cứu độc tính cấp nồng độ gây chết 50% (LC50) yếu tố quan trọng, giúp cung cấp nhanh chóng khoảng nồng độ, ước lượng độc tính hóa chất, từ đề xuất sinh vật phù hợp sử dụng cho việc cảnh báo giám sát ô nhiễm nước Từ lâu, hợp chất vô Clo hóa sử dụng cho mục đích diệt khuẩn, diệt mầm bệnh Cùng với phát triển xã hội loài người, nhu cầu vệ sinh, làm nơi sinh sống, tẩy trắng, loại bỏ chất ô nhiễm… yêu cầu cấp thiết Những năm gần đây, nhu cầu sử dụng hợp chất Clo hóa ngày tăng cao, điển hình NaOCl, hợp chất sử dụng rộng rãi việc khử trùng, làm trắng ngành công nghiệp dệt nhuộm, công nghiệp sản xuất giấy sử dụng công cơng trình xử lý nước cấp nước thải thải [7] Việc gia tăng sử dụng NaOCl đời sống đặt thách thức việc ô nhiễm Clo môi trường nước sản phẩm phụ bền vững hợp chất hữu bay không bay phản ứng với vật chất sinh học nhân gây ung thư gây độc người sinh vật nước [2], [4] Bản thân NaOCl có khả gây độc chim, độc tính cao cá động vật có xương sống nước (EPA, 1991) [3] có khả ảnh hưởng đến da, gây viêm mắt, ảnh hưởng đến hô hấp người [5] Trong báo này, tiến hành kiểm tra độc tính cấp LC50 NaOCl loài cá Ngựa vằn, cá Tứ vân cá Hòa lan để đánh giá khả chịu đựng độc tính, tạo sở để xây dựng lồi phù hợp cho đánh giá nhanh giám sát sinh học môi trường nước Vật liệu phương pháp 2.1 Lựa chọn loài Ba loài cá chọn bao gồm cá Ngựa vằn (Danio rerio Hamiton, 1822), cá Tứ vân (Puntius tetrazona Bleeker, 1855) thuộc họ Cá chép (Cyprinidae) cá Hòa lan (Xiphophorus spp.) thuộc họ cá Khổng tước (Poeciliidae) Đây lồi cá có số lượng lớn, dễ chăm sóc có màu sắc dễ quan sát, nghiên cứu nhiều nên có đầy đủ tài liệu phục vụ cho thí nghiệm 2.2 Bố trí thí nghiệm Cả loài cá khoảng tháng tuổi mua từ cửa hàng cá cảnh, dưỡng bể 80 lít vịng tuần để thích nghi với điều kiện thí nghiệm Trước thí nghiệm, ngừng cho ăn ngày để hạn chế phân cá làm ô nhiễm nước Sau đó, cá thể cá ni bể nhựa có nắp đậy kích thước 15 x 25 x 20 cm, chứa lít nước cá thể (đối với thí nghiệm thăm dị), 10 cá thể (đối với thí nghiệm xác định LC50) Sử dụng hóa chất NaOCl chất giả nhiễm ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 7(104).2016 NaOCl tinh khiết pha nồng độ khác nhằm xác định khả chịu đựng thay đổi hành vi cá Nước sử dụng thí nghiệm ni cá nước cấp thành phố Đà Nẵng để bể 24h nhằm khử bớt Clo trước pha NaOCl thả cá Các thí nghiệm thực theo hướng dẫn OECD (Organization for Economic Cooperation and Development) hóa chất cá thí nghiệm độc tính cấp tính [8] Thí nghiệm thăm dị: Nhằm xác định ngưỡng chịu đựng cá nồng độ NaOCl, dựa kết thí nghiệm thăm dị để xác định khoảng nồng độ thích hợp cho xác định độc tính cấp LC50 Tiến hành bố trí lơ thí nghiệm cho lồi cá bể tương ứng với nồng độ NaOCl khác không lặp lại (Bảng 1), ghi nhận nồng độ cá chết 24h Bảng Nồng độ NaOCl (mg/l) thí nghiệm thăm dò Nồng độ NaOCl (mg/l) Cá Ngựa vằn Cá Tứ vân Cá Hòa lan 23,67 33,33 43,33 30,00 40,00 46,67 36,67 50,00 53,33 41,67 55,00 60,00 43,33 60,00 67,67 48,33 67,67 70,00 58,33 83,33 83,33 61,67 100,00 100,00 Thí nghiệm xác định LC50: Hình Bố trí thí nghiệm LC50 (a) (b) Hình Quan sát trực tiếp (a) ghi nhận hành vi cá camera (b) Để xác định nồng độ gây chết 50% NaOCl 24h, thí nghiệm bố trí theo kiểu hồn tồn ngẫu nhiên (CRD) với lần lặp lại lồi cá Mỗi lơ thí nghiệm thực với dãy nồng độ NaOCl xác định từ thí nghiệm thăm dị sử dụng nước máy khơng pha NaOCl 95 làm đối chứng (Hình 1) Nồng độ oxy hòa tan (DO), nhiệt độ pH điều khiển nằm giới hạn sinh trưởng phát triển thích hợp lồi cá; sử dụng camera IP D-Link giám sát đặt mặt bể quan sát trực tiếp để ghi nhận thời gian thay đổi hành vi bơi lội cá nồng độ gây chết cá lơ thí nghiệm (Hình 2) Các giá trị DO, pH nhiệt độ đo máy đo đa tiêu nước YSI 6920 V2 khoa Sinh - Môi trường, Trường Đại học Sư phạm, Đại học Đà Nẵng Xử lý số liệu: Số liệu xử lý sử dụng kiểm định Z kiểm tra giả thuyết ảnh hưởng nồng độ NaOCl tỉ lệ cá chết, xây dựng hồi qui logistic tỉ lệ cá chết nồng độ NaOCl để xác định LC50 phần mềm R Kết bàn luận 3.1 Giá trị DO, nhiệt độ pH nước thí nghiệm Các thơng số DO, nhiệt độ pH ảnh hưởng đến hành vi sức sống cá Để tránh tác động không muốn thay đổi thông số gây ảnh hưởng đến kết thí nghiệm, nên nước sục khí liên tục, hộp chứa đặt phịng thí nghiệm nhiệt độ phịng Xác định giá trị DO, nhiệt độ pH lúc bắt đầu kết thúc thí nghiệm Kết đo cho thấy, nhiệt độ thí nghiệm nằm khoảng từ 24,50±1,29 - 28,5±0,58oC, pH từ 6,97±0,17 7,61±0,13 Đây điều kiện phù hợp với sinh trưởng cá Ngựa vằn (nhiệt độ: 20 - 28oC, pH: 6,0 - 8,0), cá Tứ vân (nhiệt độ pH 20 - 30oC, 6,0 - 7,5) cá Hòa lan (nhiệt độ pH 18 - 25oC, 7,0 - 8,3) [6] Đối với cá, oxy hịa tan cần cho hơ hấp, nhu cầu phụ thuộc nhiều yếu tố kích cỡ thể, tỉ lệ cho ăn, mức độ hoạt động nhiệt độ Các loại cá có kích thước nhỏ cá Ngựa vằn thường có tốc độ trao đổi chất cao, tương ứng với tiêu thụ oxy cao cá có kích thước lớn [1] Khuyến cáo DO thấp cho phát triển cá nước vùng nhiệt đới phải lớn mg/l [9] Trong thí nghiệm này, DO đo nằm khoảng 6,63±0,15 - 7,15±0,39 Đây khoảng phù hợp để cá sinh trưởng phát triển tốt 3.2 Kết thí nghiệm thăm dò Quan sát tỉ lệ chết 24h loài cá cho thấy, cá Ngựa vằn xuất cá chết nồng độ từ 36,67 mg/l 61,67 mg/l, tỉ lệ cá chết tăng dần với nồng độ cao NaOCl Quan sát thấy cá chết 100% nồng độ 58,33 mg/l 61,67 mg/l; cá Tứ vân, có ngưỡng chịu đựng cao nên nồng độ gây chết 50,00 mg/l - 100,00 mg/l, tỉ lệ cá chết tăng dần theo nồng độ đạt tỉ lệ 100% nồng độ 100,00 mg/l; cá Hịa Lan có sức chịu đựng cao nhất, quan sát cá chết nồng độ thí nghiệm từ 60,00 mg/l - 100,00 mg/l, khơng quan sát thấy cá chết 100% khoảng nồng độ NaOCl thí nghiệm 3.3 Thí nghiệm LC50 Từ thí nghiệm thăm dị, chọn nồng độ thích hợp cho thử nghiệm LC50 (Bảng 2) Các nồng độ chọn nằm khoảng không gây chết cá nồng độ gây chết cá 100% Riêng trường hợp cá Hòa lan khơng có nồng độ gây chết 100% thí nghiệm thăm dò, nên chọn nồng độ dựa vào việc nội suy từ thí nghiệm thăm dị 113,33 mg/l Nguyễn Văn Khánh, Dương Công Vinh 96 Bảng Các nồng độ NaOCl (mg/l) sử dụng thí nghiệm LC50 Nồng Độ NaOCl (mg/l) Cá Ngựa vằn 33,33 40,00 51,67 53,33 58,33 Cá Tứ vân 40,00 56,67 70,00 90,00 100,00 Cá Hòa lan 50,00 53,33 76,67 96,67 113,33 Sự thay đổi hành vi cá: Quan sát biểu cá tiếp xúc hóa chất cho thấy, xu hướng thay đổi hành vi theo thời gian theo nồng độ NaOCl Ở nồng độ thấp, hành vi cá biểu khác thường bơi nhanh, va đầu vào thành bể sau 2h - 3h tiếp xúc hóa chất Ở nồng độ cao lơ thí nghiệm, cá tiếp xúc khoảng 15 - 20 phút thay đổi hành vi bơi nhanh, khoảng 30 phút sau có biểu lao đầu vào thành bể, nhảy lên khỏi mặt nước, sau bơi lờ đờ, co giật Ở lô đối chứng, hành vi cá khơng có thay đổi bất thường khơng có cá chết Điều cho thấy nồng độ NaOCl ảnh hưởng bất lợi đến hành vi sức chịu đựng cá Nồng độ cao, tốc độ ảnh hưởng nhanh cuối dẫn đến cá chết nồng độ cao khả chịu đựng cá Giá trị LC50: Sau thay đổi hành vi ảnh hưởng bất lợi môi trường, số cá thể bị co giật chết Thí nghiệm ghi nhận thời gian tỉ lệ cá chết khác tương ứng với nồng độ Ở nồng độ thấp, thời gian ghi nhận cá bắt đầu chết từ 10h - 17h sau tiếp xúc hóa chất, nồng độ cao khoảng - 3h tiếp xúc phát cá chết Qua kiểm định Z, cho thấy ảnh hưởng nồng độ NaOCl đến tỉ lệ chết cá Ngựa vằn, Tứ vân cá Hòa lan với p