Đánh giá hiện trạng ô nhiễm kim loại tại á hồ hà nội và ảnh hưởng đến quần xã thủy sinh vật

Một số nghiên cứu về tích tụ kim loại nặng trên các loài cá trong hệ sinh thái thủy sinh .... Mối quan hệ giữa nồng độ kim loại trong cá và trong nước đã được quan sát và nghiên cứu tron

- - 

HOÀNG THÙY LINH

ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG Ô NHIỄM KIM LOẠI TẠI CÁC HỒ

HÀ NỘI VÀ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUẦN XÃ THỦY SINH VẬT

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

QU ẢN LÝ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG

Hà Nội – 2018

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

- - 

HOÀNG THÙY LINH

ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG Ô NHIỄM KIM LOẠI TẠI CÁC HỒ

HÀ NỘI VÀ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUẦN XÃ THỦY SINH VẬT

Chuyên ngành: QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

PGS.TS HOÀNG THỊ THU HƯƠNG

Hà Nội – 2018

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực từ đề tài nghiên cứu của tôi Các số liệu, thông tin tham khảo được trích dẫn từ các nguồn khác theo đúng quy định

Tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm về lời cam đoan này và các kết quả trình bày trong luận văn của mình

Học viên

Hoàng Thùy Linh

Em xin chân thành cám ơn các cán bộ làm việc tạ Phòng thí nghiệ

tâm quan tr c thuắ ộc Viện Khoa học và Công nghệ môi trường, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã tạo điều ki n thu n lệ ậ ợi về ờ th i gian và cơ sở ậ v t chất để em có

th th c hiể ự ện các nội dung nghiên c u cứ ủa mình

Em xin gửi lời tri ân sâu sắc tới quý thầy, ô đang công tác và làm việc tại cViện Khoa học và Công nghệ môi trường Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, đã bổ trợ và truyền đạt cho em kiến thức, cùng những kinh nghiệm quý báu trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu tại trường

Em cũng xin gử ời l i c m ơn đả ến gia đình, người thân, b n bè ạ đã luôn bên

c nh và ng h em trong su t th i gian qua ạ ủ ộ ố ờ

Hà Nội, ngày tháng năm 2018

H c viên ọ

Hoàng Thùy Linh

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT v

DANH MỤC BẢNG vi

DANH MỤC HÌNH vii

MỞ ĐẦU 1

Chương 1 TỔNG QUAN 4

1.1 Nguồn gốc, cơ chế gây độc và độc tính của kim loại trong môi trường nước 4 1.1.1 Nguồn gốc phát sinh kim loại 4

1.1.2 Độc tính của một số kim loại phổ biến 6

1.1.2.1 Độc tính của Asen (As) 6

1.1.2.2 Độc tính của Cadimi (Cd) 6

1.1.2.3 Độc tính của chì (Pb) 7

1.1.2.4 Độc tính của đồng (Cu) 8

1.1.3 Cơ chế gây độc và các yếu tố ảnh hưởng đến tính độc của kim loại trong môi trường nước 9

1.1.4 Cơ chế và các yếu tố ảnh hưởng đến sự tích tụ kim loại trong trầm tích 13

1.2 Ảnh hưởng của kim loại đến quần xã thủy sinh vật 13

1.2.1 Các ảnh hưởng cấp tính của kim loại đến hệ sinh thái thủy sinh 13

1.2.2 Các ảnh hưởng m n tính c a kim lo i nạ ủ ạ ặng đến qu xã th y sinh v t và ần ủ ậ s tích t ự ụ trong cơ thể sinh v t 14ậ 1.3 Một số nghiên cứu về tích tụ kim loại nặng trên các loài cá trong hệ sinh thái thủy sinh 18

1.3.1 Vai trò của cá trong mắt xích hệ sinh thái 18

1.3.2 Các nghiên cứu trên thế giới và ở Việt Nam về tích tụ kim loại trong cá 20

1.4 Giới thiệu về môi trường các hồ đô thị Hà Nội 21

1.5 Giới thiệu về môi trường hồ Trúc Bạch 23

Chương 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 29

2.1 Đối tượng nghiên cứu 29

2.1.1 Kim loại nghiên cứu 29

2.1.2 Sinh vật nghiên cứu 29

2.2 Địa bàn nghiên cứu 29

2.3 Phương pháp nghiên cứu 31

2.3.1 Phương pháp thu thập, tổng hợp tài liệu 31

2.3.2 Phương pháp lấy và bảo quản mẫu 31

2.3.3 Phương pháp xử lý và phân tích mẫu 32

2.4 Phương pháp đánh giá kết quả 34

2.4.1 Phương pháp đánh giá chất lượng nước 34

2.4.2 Phương pháp đánh giá mức độ ô nhiễm kim loại 35

2.4.3 Phương pháp tính toán hệ số tích tụ 35

2 .4 4 Phương pháp đánh giá mức độ rủi ro sinh thái của kim loại trong trầm tích 36

Chương 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 37

3.1 Hiện trạng chất lượng môi trường hồ Trúc Bạch 37

3.1.1 Chất lượng môi trường nước 37

3.1.2 Nồng độ kim loại trong nước hồ 41

3.1.3 Hàm lượng kim loại trong trầm tích 43

3.2 Đánh giá sơ bộ về hàm lượng kim loại trong các mô cơ thể của các loài cá 44 3.2.1 Hàm lượng kim loại trong các mô cơ thể của các loài cá 44

3.2.2 Đánh giá sơ bộ khả năng tích tụ kim loại trong các mô cơ thể của các loài cá 49

3.3 Đánh giá mức độ rủi ro sinh thái của kim loại trong trầm tích 50

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 53

TÀI LIỆU THAM KHẢO 55

PHỤ LỤC 60

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

BCF Hệ số nồng độ sinh học (Bio-Concentration Factor)

Demand)

COD Nhu cầu oxy hóa học (Chemical Oxygen Demand )

ICP-MS Khối phổ plasma cảm ứng (Inductively Coupled

Plasma Mass Spectrometry)

LC Nồng độ gây chết sinh vật thử nghiệm (Lethal

Concentration)

RI Chỉ số sinh thái tiềm ẩn (Risk Index)

TSI Chỉ số tình trạng dinh dưỡng (Trophic State Index)US-EPA Cơ quan Bảo vệ môi trường Hoa Kỳ (United State

Enviroment Protection Agency)

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Hàm lượng thủy ngân trung bình trong các bậc dinh dưỡng khác nhau của

chuỗi thức ăn trong hồ Paijanne, Phần Lan 16

Bảng 2.1 Vị trí các điểm thu mẫu cá 29

Bảng 2.2 Thời gian tiến hành lấy mẫu quan trắc 30

Bảng 2.3 Tọa độ các điểm lấy mẫu 30

Bảng 2.4 Các phương pháp phân tích thực hiện ở phòng thí nghiệm 34

Bảng 2.5 Mức độ phú dưỡng phân loại theo TSI 35

Bảng 2.6 Thang đánh giá mức độ ô nhiễm và rủi ro sinh thái của kim loại thông qua Cd, RI, Ei r 36

Bảng 3.1 Chất lượng nước của hồ Trúc Bạch 37

Bảng 3.2 Giá trị nồng độ trung bình của một số kim loại dạng tan và dạng tổng trong nước hồ Trúc Bạch 42

Bảng 3.3 Hàm lượng kim loại trong trầm tích hồ Trúc Bạch 43

Bảng 3.4 Hàm lượng kim loại trong mô cơ thể của các loài cá hồ Trúc Bạch 44

Bảng 3.5 Hệ số tích tụ sinh học trong mô cơ thể các loài cá 50

Bảng 3.6 Hệ số rủi ro sinh thái và chỉ số sinh thái tiềm ẩn của kim loại trong trầm tích hồ Trúc Bạch 51

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Các nguồn gây ô nhiễm kim loại do tác động của con người đối với đất

và nước 4

Hình 1.2 Chuỗi thức ăn trong hệ sinh thái ao, hồ 19

Hình 1.3 Mức độ ô nhiễmnước của các hồ Hà Nội, năm 2015 22

Hình 1.4 Hình ảnh hồ Trúc Bạch 24

Hình 1.5 Cá rô phi vằn Oreochromis niloticus 26

Hình 1.6 Cá trôi Ấn Labeo rohita 26

Hình 1.7 Cá trê phi Clarias gariepinus 27

Hình 2.1 Sơ đồ các vị trí lấy mẫu nước và mẫu trầm tích tại hồ Trúc Bạch 30

Hình 2.2 Mẫu cá sau khi đã được xử lý sơ bộ 33

Hình 3.1 Nhiệt độ của nước hồ Trúc Bạch qua các đợt lấy mẫu 38

Hình 3.2 Sự biến động pH của nước hồ qua các đợt khảo sát 39

Hình 3.3 Sự biến động nồng độ oxy hòa tan trong nước hồ qua các đợt khảo sát 40

Hình 3.4 Hàm lượng kim loại As (mg/kg F.W) trong mô cơ thể 46

Hình 3.5 Hàm lượng kim loại Cd (mg/kg F.W) trong mô cơ thể 46

Hình 3.6 Hàm lượng kim loại Pb (mg/kg F.W ) trong mô cơ thể 48

Hình 3.7 Hàm lượng Cu (mg/kg F.W) trong mô cơ thể 49

MỞ ĐẦU

Cùng với sự phát triển kinh tế mức độ phát thải các chất độc hại, những chất , hữu cơ và dinh dưỡng từ các nguồn thải không được xử lý hoặc xử lý không triệt đểngày càng tăng cao làm cho chất lượng nước mặt trong các nguồn tiếp nhận nói chung và nước trong các hồ nói riêng đang càng bị suy giảm, môi trường nước trong các hồ đã vượt quá khả năng tự làm sạch Đặc biệt tại một số khu vực có mật độ dân

cư cao, lưu lượng xả thải lớn, trong khi các công trình công cộng phục vụ thoát và

xử lý chưa được hoàn thiện, thì việc đổ thải ra các hồ nội đô là không thể tránh khỏi, dẫn tới suy thoái và ô nhiễm nước hồ

Một trong những quan tâm hàng đầu của các nhà khoa học trên thế giới là sự

ô nhiễm kim loại trong các hệ sinh thái thủy sinh này Mối quan hệ giữa nồng độ kim loại trong cá và trong nước đã được quan sát và nghiên cứu trong phòng thí nghiệm Các kim loạ có thể tích tụ trong các loài sinh vật thủy sinh, xâm nhập vào i chuỗi thức ăn và gây hại nghiêm trọng cho sức khoẻ con người khi hàm lượng ô nhiễm và sự phơi nhiễm là đáng kể Trong các kim loại As, Pb và Cd được xếp đứng đầu về mức độ gây độc đối với sinh vật và con người Nghiên cứu của Phạm Kim Đăng và cộng sự, 2015 chỉ ra rằng có sự tích lũy kim loại Pb, Cd trong các bộ phận mang, gan, ruột và cơ của cá chép Cyprinus carpiotrong ao nuôi thủy sản [1] Nghiên cứu của Nsikak U.B, 2007 tại các hệ sinh thái thủy sinh vùng nhiệt đới cũng phát hiện ra sự tích tụ Hg đối với các loài cá nước ngọt: cá rô phi Oreochromis nilotica, cá sạo Pomadasys jubelini, Lutianus ava…[45]

Các hồ tự nhiên trên địa bàn thành phố Hà Nội không chỉ tạo cảnh quan cho không gian đô thị, đóng góp vai trò quan trọng trong điều hòa không khí, mà còn là nơi cung cấp môi trường sinh sống cho nhiều loài sinh vật thủy sinh Các nghiên cứu về chất lượng môi trường nước hồ Hà Nội hầu hết mới chỉ dừng lại ở việc đánh giá các thông số liên quan đến ô nhiễm dinh dưỡng và hữu cơ mà chưa đi sâu nghiên cứu về các vấn đề liên quan đến kim loại trong hệ sinh thái thủy sinh Một số kết quả khảo sát ban đầu cho thấy chất lượng nước các hồ trên địa bàn Hà Nội dù

hàm lượng kim loại trong nước đang nằm trong giới hạn cho phép nhưng sự tích lũy trong trầm tích và trong cơ thể của sinh vật thủy sinh là đáng kể Như vậy việc lựa , chọn và thực hiện đề tài luận văn: “Đánh giá hiện trạng ô nhiễm kim loại tại các

hồ Hà ội và ảnh hưởng đến quần xã thủy sinh vật” N là hết sức cần thiết và có ý nghĩa thực tiễn nhằm góp phần tạo cơ sở dữ liệu cho việc đánh giá rủi ro sinh thái của kim loại trong môi trường nước đến hệ sinh thái thủy sinh

Mục tiêu nghiên cứu: Đánh giá được hiện trạng ô nhiễm một số kim loại và

sự ảnh hưởng của các kim loại này tới quần xã thủy sinh vật tại một số hồ đô thị Hà Nội

Phạm vi nghiên cứu: Các hồ ở Hà Nội có đặc điểm hình thành và phát triển tương đối giống nhau Ngoại trừ hồ Tây là hồ tự nhiên lớn có đặc điểm sinh thái rất đặc thù, các hồ còn lại đều là các hồ đô thị chủ yếu khép kín, không có nguồn cấp cũng như thoát nước Trước đây phần lớn các hồ có tiếp nhận nước thải, gần đây việc đưa nước thải sinh hoạt vào hồ đã được hạn chế đáng kể chỉ còn một số hồ có chức năng này Do việc nghiên cứu có nhiều khó khăn về thời gian lấy mẫu, kinh phí triển khai, trong phạm vi luận văn này, đã lựa chọn một hồ điển hình làm địa bàn nghiên cứu để có thể tập trung đánh giá tác động của ô nhiễm kim loại đến sinh vật nghiên cứu trong khoảng thời gian đủ lớn Phạm vi nghiên cứu được lựa chọn là

hồ Trúc Bạch một hồ điển hình ở Hà Nội với các đặc điểm sinh thái và môi – trường của đô thị khu vực Hà Nội Hồ Trúc Bạch là một trong những hồ tự nhiên đóng góp vai trò quan trọng trong tạo cảnh quan không gian đô thị và các hoạt động vui chơi giải trí Hồ có tiếp nhận nước thải sau xử lý từ nhà máy xử lý nước thải Trúc Bạch Hơn nữa, hồ Trúc Bạch có hệ thống thông với hồ Tây là hồ tự nhiên – lớn nhất Hà Nội với sự đa dạng về các loài sinh vật thủy sinh

Nội dung nghiên cứu bao gồm:

1 Lựa chọn và đánh giá hiện trạng chất lượng nước hồ là địa điểm nghiên cứu;

2 Đánh giá hiện trạng ô nhiễm kim loại trong mẫu nước và mẫu trầm tích tại hồ;

3 Xác định hàm lượng kim loại có trong các mô cơ thể (mang, gan, thịt) của mẫu cá thu được tại hồ;

4 Đánh giá tác động của ô nhiễm kim loại đến quần xã thủy sinh thông qua hàm lượng kim loại và mức độ rủi ro sinh thái tại hồ này

Chương 1 TỔNG QUAN 1.1 N guồn gốc, cơ chế gây độc và độc tính của kim loại trong môi trường nước

1.1.1 N guồn gốc phát sinh kim loại

Kim loại hiện diện trong tự nhiên đều có trong đất và nước, hàm lượng của chúng thường tăng cao do tác động của con người Các kim loại có mặt trong môi trường do tác động của con người là nguồn gây ô nhiễm chủ yếu khi chúng đi vào môi trường đất và nước Nguồn phát sinh các kim loại như asen (As), cadimi (Cd), đồng (Cu), thủy ngân (Hg), niken (Ni) và kẽm (Zn) thải ra do hoạt động của con người ước tính là nhiều hơn so với nguồn kim loại có trong tự nhiên, đặc biệt đối với chì (Pb) Nguồn kim loại đi vào đất và nước do tác động của con người bằng các con đường chủ yếu như bón phân, bã bùn cống và thuốc bảo vệ thực vật và các con đường phụ như khai khoáng và kỹ nghệ hay lắng đọng từ không khí

Hình 1.1 Các nguồn gây ô nhiễm kim loại do tác động của con người đối với đất

và nước [50]

Trong tự nhiên, As được phát tán vào môi trường thông qua hoạt động phun trào của núi lửa Các quá trình rửa trôi, hòa tan khoáng chất chứa As có sẵn trong đất vào nước ngầm dẫn đến việc xâm nhập As vào nguồn nước

Đối với nguồn nhân tạo, hai quá trình công nghiệp chủ yếu dẫn đến ô nhiễm

As là nấu chảy kim loại màu và sản xuất năng lượng từ nhiên liệu hóa thạch Ngoài

ra còn các nguồn khác như sản xuất và sử dụng thuốc trừ sâu, thuốc bảo vệ thực vật

và chất bảo quản gỗ

Cd không phải là nguyên tố phổ biến có mặt trong nước mặt và nước ngầm

Cd vào môi trường theo nhiều nguồn khác nhau Theo khói bụi của các ngành công nghiệp luyện kim, nước rửa trong các đúc điện, các nhiên liệu diesel, trong phân lân trong đó Cd là tạp chất, trong bùn thải của các nhà máy làm sạch nước Cd có thể giải phóng vào nước nhờ quá trình phong hóa tự nhiên thông qua sự xói mòn ở hạ nguồn các con sông từ các mỏ khoáng cũ Trong công nghiệp, Cd được sử dụng cho sản xuất pin (67%), mạ điện (7%), các chất màu (15%), chất phụ gia ổn định nhựa (10%) [56]

Cu và Hg có nhiều trong thuố diệt nấm và thuốc diệt khuẩn được sử dụng c trong trồng trọt và nuôi trồng thủy sản Có một số ngành như khai thác đồng, đúc đồng ở một số làng nghề đã giải phóng một lượng lớn Cu vào môi trường

Pb đi vào môi trường do phát thải từ hoạt động khai thác, luyện chì, hoạt động giao thông vận tải do xe cộ sử dụng nhiên liệu xăng pha chì, ống chì trong hệ thống cấp thoát nước, các quá trình khai mỏ, luyện chì và chất đốt có chì Các đường khác bao gồm đường hàn trong bình đựng thức ăn, men sứ gốm, acquy, pin

và đồ mỹ phẩm Nồng độ Pb trong môi trường được gia tăng đáng kể đến chủ yếu

do nước thải từ hoạt động sản xuất và nước mưa cuốn theo khói, bụi và đưa Pb đi vào môi trường nước

Con đường xâm nhập của kim loại vào môi trường nước có thể do lắng đọng bụi trong không khí, quá trình rửa trôi các kim loại trong đất, mưa axit hòa tan các muối của kim loại rồi xâm nhập vào nước ngầm sau đó theo dòng chảy ra các thủy vực, hoặc cũng có thể do xả thải trực tiếp từ các hoạt động vào các thủy vực Tuy nhiên đóng góp nhiều nhất về việc gia tăng các kim loại trong môi trường nước cả

về thành phần và hàm lượng chủ yếu vẫn do các hoạt động của con người Các kim loại có khả năng xuất hiện trong môi trường nước, trong trầm tích và trong cơ thể sinh vật sinh sống trong hồ Các kim loại này xâm nhập vào môi trường nước từ nguồn nước thải sinh hoạt có thành phần phức tạp với nguy cơ ô nhiễm kim loại cao

đến từ chất thải từ pin, acquy, sơn công nghiệp, nước mưa cuốn theo khói bụi, khí thải xe cộ, nước thải của một số cơ sở công nghiệp, nước thải từ các làng nghề cơ khí truyền thống.

1.1.2 Độc tính của một số kim loại phổ biến

1.1.2.1 Độc tính của A sen (As)

As có thể tồn tại ở 4 mức oxi hoá: - 3, 0, + 3, + 5 Trong nước, As tồn tại chủ yếu ở 2 dạng hợp chất vô cơ là asenat (As(V)), asenit (As(III)) As (V) là dạng tồn tại chủ yếu của As trong nước bề mặt và As(III) là dạng chủ yếu của As trong nước ngầm Các Asenat gồm AsO43-, HAsO42-, H2AsO4-, H3AsO4. Các Asenit gồm

H3AsO3 , H2AsO3-, HAsO32- và AsO32- As còn tồn tại ở nhiều dạng hợp chất hữu cơ như metylasin, đimetylasin Các dạng tồn tại của As trong nước phụ thuộc vào pH

và thế oxi hoá khử Eh của môi trường

Muối của As có độ tan khác nhau cũng phụ thuộc vào pH, lực ion và thế oxy hóa – khử của môi trường Các hợp chất asen hữu cơ dạng metyl hóa như MMA – axit monometyl as nic, DMA axit dimethyl as nic, TMA axit trimetyl as nic có e – e – emặt một cách tự nhiên trong nước là kết quả của hoạt động sinh học

Sự chuyển hóa As dựa vào quá trình khử hợp chất sắt hydroxit dưới tác độngcủa vi sinh vật xảy ra mạnh mẽ nơi lắng đọng chất hữu cơ Vùng chất hữu cơ cạn kiệt, khả năng ô nhiễm As giảm Vùng trầm tích già cỗi nồng độ As và Fe thấp do

đó sự ô nhiễm As thấp [26]

As tham gia tích cực vào chuyển hóa ở các mô của cá đặc biệt là trong các cơ quan như gan và có xu hướng tích lũy Cơ chế chuyển hóa As trong môi trường phụthuộc vào: các quá trình thủy-sinh-địa hóa kèm điều kiện địa chất thủy văn và- các quá trình oxy hóa hoặc khử hóa dẫn đến ăn mòn, hòa tan các chất vào môi trường nước, từ nước thải công nghiệp và lắng đọng không khí

1.1.2.2 Độc tính của Cadimi (Cd)

Cd gây ngộ độc do phong bế một số vi chất có tác dụng sinh học, nó cạnh tranh với Ca trong calmodulin (chất có tác dụng điều chỉnh các hoạt động trong tế bào [18]

Cd tác động trên sinh vật thủy sinh tương tự như ở người bao gồm các dị tật xương và suy thận ở cá Độc tính của Cd trong nước ngọt cao hơn so với nước mặn

vì Cd kết hợp với Cl- trong nước mặn tạo thành phân tử thiểu số trong dung dịch [40]

Sự tác động của Cd cho sinh vật thủy sinh có thể trực tiếp hoặc gián tiếp gây

tử vong, làm giảm sút số lượng sinh vật sinh sống trong hệ sinh thái Cá có dị tật xương bị suy giảm khả năng tìm kiếm thức ăn và lẩn tránh các sinh vật khác săn bắt chúng Cd còn làm suy yếu sự tăng trưởng thực vật thủy sinh làm ảnh hưởng đến toàn bộ hệ sinh thái bởi rong rêu là một phần trong chuỗi thức ăn vì thế sẽ có ít thức

ăn cho các động vật thủy sinh khác trong hệ sinh thái [16] Những loài cá ăn thịt (cá săn mồi) tích lũy ít Cd hơn, trong khi những động vật thủy sinh tầng đáy thì chứa nhiều Cd trong cơ thể Đối với các loài động vật có vú, Cd gây loãng xương, teo tuyến sinh dục, nồng độ Cd 8,1 µg/L gây ức chế sinh sản, ức chế cho trứng cá và cá con Ô nhiễm Cd làm thay đổi thành phần các loài trong quần xã sinh vật và động vật không xương sống [57]

1.1.2.3 Độc tính của chì (Pb)

Đối với thực vật và các loài sinh vật thủy sinh, các loài thực vật hấp thụ Pbnhư một nguyên tố vi lượng cần thiết cho sự sống nhưng khi vượt quá ngưỡng cho phép thì chúng sẽ bị độc, kìm hãm sự sinh trưởng và phát triển và có thể gây chết cho thực vật Khi xâm nhập vào cơ thể các loài thủy sinh Pb sẽ tích tụ lại trong cơ thể chúng và phản ứng với các chất hữu cơ gây rối loạn quá trình trao đổi chất trong

cơ thể Những biểu hiện ngộ độc Pb không rõ ràng ngay từ đầu mà chúng gây độc

âm ỷ và sau đó làm rối loạn cơ thể động vật, giảm quá trình vận chuyển oxy gây chết cho sinh vật [36]

Khi nồng độ Pb trong rong rêu quá 500 ppb, các xúc tác sinh học cần thiết cho quang hợp sẽ bị ức chế Khi thiếu quang hợp rong rêu sẽ sản xuất ít thực phẩm

và do đó sẽ không phát triển được nhiều Sự kém phát triển của rong rêu có nghĩa là giảm đi thức ăn cho sinh vât và hiện tượng này có ảnh hưởng cho toàn bộ hệ sinh thái [53]

Cá bị độc tố Pb ảnh hưởng nhiều hơn so với rong rêu Độc tính Pb được thể hiện bởi sự tích lũy trong da, xương, thận và gan của cá Tuy nhiên, hàm lượng Pb không khuyếch đại sinh học theo chuỗi thức ăn Sự tích lũy Pb thay đổi theo độ sâu chứ không thay đổi theo mùa [43] Khi nồng độ Pb vượt quá 100 ppb, hoạt động ở mang bị ảnh hưởng Phôi trứng và cá nhỏ bị ảnh hưởng nhiều hơn so với cá lớn Độc tính của Pb đối với cá phụ thuộc một phần vào giống cá Cá vàng có khả năng kháng độc tốt vì nó có thể bài tiết chất độc qua mang Các tác động ức chế hoạt động của các enzym của Pb đã được thí nghiệm trên nhiều các phản ứng hóa sinh khác nhau [40] Mẫu cá trắng (Coregonus s.p) được lấy từ một hồ phía Bắc Thụy Điển bị ô nhiễm Pb đã cho thấy hoạt động của enzym phân giải alanin trong hồng cầu bị ức chế Cá sống trong các hồ bị ô nhiễm Pb cũng có mức glucose trong máu cao hơn và độ tập trung của các tế bào máu thấp hơn so với cá sống ở các thủy vực không ô nhiễm [44]

Các tác động lên hệ thần kinh và thận thường được nhận ra chỉ khi trong giai đoạn đã nhiễm độc Pb rõ ràng Pbngăn chặn đường dẫn truyền xung thần kinh và kìm hãm việc giải phóng acetylcholine Ngộ độc Pb dưới mức tử vong ở động vật

có xương sống thường biểu hiện qua các tác động trên tế bào thần kinh, mất chức năng thận và thiếu máu Độc tố Pb cao hơn khi độ pH thấp và trong nước mềm [44]

1.1.2.4 Độc tính của đồng (Cu)

Cu cũng là một nguyên tố thiết yếu của nhiều enzyme Tuy nhiên, không phải tất cả các enzyme đều giảm hoạt động khi thiếu hụt Cu Phát triển chậm và giảm cân do thiếu hụt Cu trong cơ thể động vật trên cạn phần lớn liên quan tới việc giảm tế bào sắc tố oxy hóa, rõ ràng hơn là qu sự giảm hoạt động của các enzyme a succinooxidase [13]

Nhiều loài sinh vật cấp cao có những cơ chế tế bào đặc biệt để hấp thu Cukhi thiếu hoặc thải ra bớt khi dư thừa [41] Hấp thụ Cu lâu dài vào trong cơ thể động vật có vú sẽ làm tích lũy Cu ở gan, cật và một số cơ quan khác Cu được tích lũy khi hàm lượng vượt quá khả năng bài tiết của tế bào gan [39]

Khác với các động vật xương sống bậc cao, ngoài con đường thức ăn, Cu còn

đi vào cơ thể cá thông qua con đường hấp thụ trực tiếp từ mô mang Với nồng độ

Cu trong nước và chế độ ăn thông thường, mang có vai trò cung cấp 10% lượng Cu cần thiết Khi tiếp xúc với chế độ ăn có hàm lượng Cu cao, sự hấp thụ Cu từ nước trên mang thấp hơn, chỉ chiếm 1% tổng lượng Cu góp phần duy trì sự cân bằng Cu

và bảo vệ mô mang để chống lại những tác động độc hại của Cu [24]

Nồng độ Cu tăng cao trong nước có thể gây hại cho cá và các loài thủy sinh khác Nồng độ gây chết 50% trung bình 96 giờ (LC50) của Cu đối với cá và tôm nằm trong khoảng 0,05 – 2,00 mg/L, tùy thuộc vào pH, độ kiềm và độ cứng của nước – độc tính của Cu tăng lên ở pH thấp và đặc biệt là ở độ kiềm thấp Nồng độ

Cu tối đa có thể chấp nhận được khi tiếp xúc lâu dài của các loài thủy sinh có khả năng vào khoảng 0,05 lần so với LC50 96 giờ [43] Trong môi trường nước, Cu2+ sẽ

bị vô hiệu hóa bởi sự hình thành phức với những tác nhân của môi trường như ure, amiono axit, hợp chất humic Các hợp chất humic (axit humic và axit fulvic) ở hàm lượng 1 đến 2 mg/L sẽ làm giảm hoạt tính Cu2+ Các dạng của Cu bao gồm

Cu2+, CuOH+, Cu2(OH)2+, Cu(OH)2, các dạng như CuCO3, malachite Cu2CO3(OH)2, cuprite Cu2(O) cũng có khả năng gây độc [46]

Các nghiên cứu cấu trúc của gan cá hồi bảy màu Salmo gairdneri trong thời

kỳ phát triển bị nhiễm độc Cu đã cung cấp những thông tin về các thay đổi xảy khi

Cu tích lũy ở trong gan Các thay đổi gồm sự gia tăng số lượng thể men và gia tăng

sự hình thành các bọng trong màng chất nguyên sinh của các tế bào gan Ở mức ảnh hưởng cao hơn, Cu phá vỡ màng tế bào, ngăn sự sản xuất của ti thể và làm tăng lượng tế bào chết xung quanh vùng bụng [37]

1.1.3 Cơ chế gây độc và các yếu tố ảnh hưởng đến tính độc của kim loại trong môi tr ường nước

Trong nước, kim loại có thể tồn tại dưới ba dạng khác nhau và đều có thể ảnh hưởng, tác động đến sinh vật, đó là: hòa tan, bị hấp thụ bởi các thành phần vô sinh hoặc hữu sinh và lơ lửng trong nguồn nước hoặc lắng xuống đáy, tích tụ trong cơ thể sinh vật Các chất hoà tan trong nước dễ bị các sinh vật hấp thụ Các hóa chất

không tan có thể lắng xuống bùn đáy, ở dạng keo, khó bị sinh vật hấp thụ Tuy nhiên, cũng có một số sinh vật đáy có thể sử dụng qua đường tiêu hóa hay hô hấp Các hóa chất trở thành trầm tích đáy có thể tái hoạt động khi lớp trầm tích bị xáo trộn Hóa chất có thể tích tụ trong cơ thể sinh vật tại các mô khác nhau, qua quá trình trao đổi chất và thải trở lại môi trường nước qua con đường bài tiết.

Kim loại không bị phân hủy sinh học [41], không độc khi ở dạng nguyên tố

tự do nhưng nguy hiểm đối với sinh vật sống khi ở dạng cation do khả năng gắn kết với các chuỗi cacbon ngắn dẫn đến sự tích tụ trong cơ thể sinh vật sau nhiều năm [48]

Khi lượng kim loại đi vào cơ thể sinh vật và tích lũy bên trong tế bào lớn hơn

sự phân hủy và giải phóng kim loại thì hàm lượng kim loại sẽ tăng dần và nguy cơ ngộ độc sẽ xuất hiện [35]

 Tính độc của các kim loại được thể hiện qua:

 Một số kim loại có thể bị chuyển từ độc thấp sang dạng độc cao hơn trong một vài điều kiện môi trường;

 Sự tích tụ và khuếch đại sinh học của các kim loại này qua chuổi thức ăn có thể làm tổn hại các hoạt động sinh lý bình thường và sau cùng gây nguy hiểm cho sức khỏe của con người;

 Tính độc của các kim loại có thể ở một nồng độ rất thấp khoảng 0.1-10 mg/L[12]

 Các yếu tố ảnh hưởng đến tính độc bao gồm:

 Dạng tồn tại của độc chất

Tính độc của độc chất phụ thuộc vào hình thái hóa học của chúng Trong nước, kim loại có nhiều dạng tồn tại khác nhau Kim loại hòa tan bao gồm ion kim loại bị hidrat hóa, các phức hữu cơ hoặc vô cơ hòa tan; kim loại dạng không tan là kim loại liên kết với oxit Fe Mn, oxit Ca hay hấp phụ vào các hợp chất hữu cơ.-

 Đường hấp thụ

Con đường chính để các độc chất trong môi trường đi vào hệ tuần hoàn là thông qua tiếp xúc, hệ hô hấp và hệ tiêu hóa Động vật phù du tích lũy vào tế bào khi

chúng sống môi trường nước bị nhiễm bẩn ngoài ra còn qua con đường thức ăn khi chúng ăn các các loại rong, tảo, thực vật phù du bị nhiễm kim loại

Các tác nhân môi trường

+ Nhiệt độ nước Nhiệt độ nước cao đẩy mạnh sự tích lũy kim loại đặc biệt : trong các bộ phận như gan và thận Sự tích lũy Cd gia tăng khi nhiệt độ cao là kết quả từ quá trình trao đổi chất tăng, bao gồm cả quá trình hấp thu kim loại và tạo liên kết giữa kim loại và các tế bào Nghiên cứu của Douben (1989) đưa ra rằng tốc độ hấp thu và bài tiết Cd ở cá Noemacheilus barbatulus (một loài cá nước ngọt phổ biến ở châu Âu) gia tăng khi nhiệt độ cao, trong đó tác động của nhiệt độ lên sự hấp thu kim loại mạnh hơn là sự bài tiết kim loại [28]

+ Độ pH của nước: Tính chất hóa học của các kim loại cũng bị ảnh hưởng

bởi pH Ảnh hưởng chính của pH đến độc chất là sự ion hóa dưới sự thay đổi pH Các phân tử không liên kết sẽ trở nên độc hơn do chúng dễ xâm nhập vào mô tế bào hơn Campbell và Stokes (1985) đã mô tả phản ứng đối ngược của một sinh vật đối với độc tính của kim loại khi pH tăng lên [23] khi pH giảm sẽ làm hoạt lực hóa học của kim loại sẽ được gia tăng; pH gây ra sự thay đổi trong cấu trúc và liên kết của kim loại làm suy giảm hoạt tính bề mặt, làm thay đổi độc tính kim loại do cạnh tranh vị trí liên kết của các ion hyđrô

+ Độ cứng của nước (chủ yếu là hàm lượng Ca2+): Nồng độ Ca thấp trong nước làm tăng độc tính của kim loại bởi khả năng thấm các kim loại của màng mang tăng

Ca cạnh tranh với các cation kim loại để liên kết với các vị trí trên bề mặt mang Độc tính cấp C giảm khi tăng độ cứng của nướcd [34] Độ cứng của nước tác động đến sự hấp thu các kim loại qua các mô ở mang Nước giàu Ca2+, Mg2+, Na+ sẽ làmgiảm bớt sự tích lũy Cu, Cd, Zn trong mang a và hàm lượng hữu cơ hòa tan trong Cnước là các yếu tố bảo vệ chống lại độc tố Cd cấp tính ở cá nước ngọt [27]

+ Nồng độ oxy trong nước: Rất nhiều chất độc trở nên độc hơn tại nồng độ

oxy thấp, do tốc độ hô hấp tăng lên, làm gia tăng lượng chất độc

 Các yếu tố sinh học

+ Tuổi: Các con non và ấu trùng là những sinh vật dễ bị tổn thương nhất so với

các con trưởng thành, có thể do cơ chế thích nghi của chúng chưa được hoàn thiện,

kể cả khối lượng chất bài tiết khác nhau ở mỗi độ tuổi cũng ảnh hưởng đến độc tính Các cá thể có khả năng chống chịu với những tác động bất lợi của chất độc sẽ có nguy cơ tích tụ kim loại trong cơ thể Đây là tác nhân làm lan truyền ô nhiễm kim loại trong môi trường nước

+ Tình trạng sức khỏe và chế độ dinh dưỡng: ảnh hưởng lớn đến khả năng

nhiễm độc của cơ thể Những cơ thể bị suy yếu, căng thẳng thần kinh, suy dinh dưỡng thường có nguy cơ nhiễm độc cao so với cơ thể khỏe mạnh

+ Yếu tố di truyền: phụ thuộc đặc điểm từng loài, từng cơ thể sống

+ Giới tính: Trong các nghiên cứu của Protasowicki (1986) cho thấy tuyến sinh dục của con cái có chứa Zn gấp 5 lần so với con đực Nồng độ kim loại trung bình cao hơn ở gan, da và cơ của cá cái so với cá đực [47]

 Liều lượng và thời gian tiếp xúc:

Tác động của độc chất càng lớn khi liều lượng càng cao và thời gian tiếp xúc càng dài Tùy theo liều lượng và thời gian tiếp xúc mà xuất hiện những triệu chứng bệnh lý và tác hại khác nhau Tác hại gây ra khi thời gian tiếp xúc ngắn thì có thể phục hồi được Nhưng tiếp xúc trong một thời gian dài sẽ bị những tác hại có thể không phục hồi được

Cũng như nhiều yếu tố khác các kim loại có thể cần thiết cho sinh vật, cây trồng hoặc động vật, cũng có thể là không cần thiết Những kim loại cần thiết cho sinh vật thì chỉ cần hàm lượng vừa đủ nếu ít hơn hoặc nhiều hơn sẽ gây tác động ngược lại Những kim loại không cần thiết thì dù chỉ với một hàm lượng rất nhỏ ngay cả ở dạng vết cũng gây độc đối với sức khỏe con người và sinh vật Các kim loại có thể là cần thiết đối với loài này nhưng lại là yếu tố gây độc với loài khác Đối với hệ sinh thái thủy sinh, As, Hg, Cd, Pd được xếp vào nhóm kim loại có độc tính cao

1.1.4 Cơ chế và các yếu tố ảnh hưởng đến sự tích tụ kim loại trong trầm tích

Trầm tích là các vật chất tự nhiên bị phá vỡ bởi các quá trình xói mòn, sau đó được dòng chảy vận chuyển đi và cuối cùng được tích tụ thành các lớp trên bề mặt hay đáy của một khu vực như ao, hồ, sông, suối, biển Quá trình hình thành trầm tích là quá trình tích tụ và lắng đọng các chất cặn lơ lửng (bao gồm các vật chất vô

cơ và hữu cơ) Các kim loại trong nước có thể đi vào tích tụ trong lớp trầm tích và ngược lại kim loại ở dạng linh động có khả năng hòa tan ngược lại vào nước

Các kim loại tích tụ vào lớp trầm tích có thể xảy ra theo 3 cơ chế:

- Sự hấp phụ từ nước Quá trình hấp phụ hóa lí phụ thuộc vào: pH của nước,

kích thước hạt keo, hàm lượng chất hữu cơ và vi sinh vật Sự hấp phụ hóa lý các kim loại trực tiếp từ nước được thực hiện nhờ quá trình hấp phụ các kim loại trên bề mặt các hạt keo, các quá trình trao đổi ion, các phản ứng tạo phức của kim loại với các hợp chất hữu cơ hay do các phản ứng hóa học làm thay đổi trạng thái oxy hóa của các nguyên tố hay tạo thành các hợp chất ít tan

- Sự tích lũy vật lý của các hạt vật chất bởi quá trình lắng đọng trầm tích Sự

tích lũy kim loại vào trầm tích phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố: các điều kiện thủy văn, môi trường, pH, thành phần vi sinh vật, kết cấu trầm tích, khả năng trao đổi ion nhất là sự hấp phụ hóa lý và hấp phụ sinh học

- Sự hấp thu sinh học bởi các sinh vật hoặc các chất hữu cơ Sự hấp thu sinh

học chủ yếu do quá trình hấp thu kim loại của các sinh vật trong nước , phản ứng tạo phức với các hợp chất kim loại với các hợp chất hữu cơ, các hoạt động sinh hóa của hệ vi sinh vật trầm tích

1.2 Ảnh hưởng của kim loại đến quần xã thủy sinh vật

1.2 1 Các ảnh hưởng cấp tính của kim loại đến hệ sinh thái thủy sinh

Độc cấp tính được định nghĩa là độc tính di n ra trong thễ ời gian phơi nhiễm ngắn Trong môi trường nước, khi xem xét ảnh hưởng của chất độ ốc đ i với sinh vật thường s d ng giá tr LC (Lethal concentration) là nử ụ ị ồng độ gây ch t sinh v t th ế ậ ửnghiệm LC50, LC70, LC90 là nồng độ gây chết 50, 70 và 90% sinh vật thí nghiệm

ở các thời gian phơi nhiễm khác nhau tùy thuộc vào t ng loài Nghiên c u cừ ứ ủa

Crichton (2004) đã chỉ ra LC50 của Cd và Pb đố ới v i loài c bi n Cerithedia ố ểcingulate G ở96 giờ ần lượt là 9,193 và 15,507 l mg/L [25] Kết quả ủa nghiên cứu ccũng cho thấy nồng độ gây ch t 50% sinh v t th nghi m c a m i kim lo i là không ế ậ ử ệ ủ ỗ ạ

giống nhau Dựa vào các tính toán LC50 tác giả chỉ ra được tính độc của Hg Cd > >

Pb đố ới v i loài c biố ển được s d ng trong th nghi m Các cá th cái c a loài tôm ử ụ ử ệ ể ủnước ng t ọ Pocambarus clarkicó kh ả năng chịu đựng Hg t t ố hơn so với cá th c ể đựCác cá th cái sể ống sót sau 30 ngày thí nghi m ở ồng độệ n HgCl là 10-6M trong khi 50% cá th c còn s ng sót ch sau 3 ngày [32] ể đự ố ỉ

LC50 trong 48 giờ dao động từ 0,01 đến 9 mg/L Cu2+ đối với giáp xác, và 0,039 đến 2,6 mg/L i v i nhuy n th Nđố ớ ễ ể ồng độ Cu2+ là 0,28 mg/L ẽ ức chế ự s s phát tri n cể ủa mộ ốt s loài ốc như Physa integra, Campeloma decisum [29]

T ừcác thí nghiệm độc học riêng lẻ trong phòng thí nghiệm đối với các sinh

vật chuẩn có thể ngoại suy trong điều kiện thực tế ả năng chống chịu với chấ ộ kh t đ c

của các cá thể Kết quả thí nghiệm thể ệ hi n sinh vật này là một loài có th ểchịu đựng với độc tố, tuy nhiên trong vòng đời của nó có giai đoạn đặc biệt mẫn cảm quyết

định kh ả năng chịu đựng c a qu n th v i s ô nhi m củ ầ ể ớ ự ễ ủa môi trường s ng ố

1.2 2 Các ảnh hưởng mạn tính ủa kim loại nặ c ng đ ế n quần xã thủy sinh vậ và t

s tích t ự ụ trong cơ thể sinh vậ t

Độc mạn tính được định nghĩa như là độc tính do k t qu c a s ế ả ủ ự phơi nhiễm lâu dài c a sinh vủ ật đối với một độc chất nào đó Các độc tố thường có mặt trong nước ngọt ở các nồng độ thấp không phải là nguyên nhân gây chết trực tiếp, nhưng chúng có thể làm suy giảm chức năng của sinh vật Những yếu tố ảnh hưởng dưới mức gây chết có thể tác động đến sinh lý, sinh hóa, mối quan hệ hoặc các mức độ trong chu trình sống [42]

Trong quần xã sinh vật, các loài có mối liên hệ sinh dưỡng với nhau qua chuỗi và lưới thức ăn Mỗi một loài trong chuỗi tiêu thụ sinh vật đứng trước nó và lại là nguồn thức ăn cho loài ở bậc dinh dưỡng cao hơn Các quần thể sinh vật có thể tăng khả năng chịu đựng đối với các chất ô nhiễm, khả năng này có thể giúp chúng tồn tại trong các môi trường ô nhiễm nặng hơn Sinh vật có thể đạt được điều

này nhờ hoạt động của các cơ quan chức năng như tích lũy độc tố cao hơn, hoặc trao đổi chất, hoặc loại bỏ các chất ô nhiễm

Chất độc (không gây chết) trong môi trường sống xâm nhập vào trong cơ thể sinh vật và chúng không có khả năng đào thải ra bên ngoài hoặc khả năng đào thải của cơ thể kém được gọi là quá trình tích tụ sinh học Sự tích tụ phụ thuộc vào nồng

độ, thời gian tiếp xúc, điều kiện môi trường và đặc tính của động vật thủy sinh (loài, tuổi, thói quen ăn uống) [16] Tích t sinh h c thường c p đến s h p thu và tích ụ ọ đề ậ ự ấ

t cụ ủa một chấ ừ ước, là sự ấp thu trực tiếp của một chất bởi một sinh vật từ môi t t n h

trường (như ước) qua da, mang, hoặc phổ Quá trình tích lũy liên tục, thông qua n i các bậc dinh dưỡng làm cho sinh vật ở bậc dinh dưỡng càng cao, tích lũy càng nhiều chất độc, đây là sự khuếch đại sinh học trong quần xã Cũng bởi hiện tượng khuếch đại sinh học mà mặc dù, các chất độc ở nguồn ban đầu chỉ là lượng rất thấp nhưng thông qua sự tích lũy sinh học trong cơ thể và sự khuếch đại sinh học qua các bậc dinh dưỡng mà lượng chất độc ở bậc dinh dưỡng sau luôn cao hơn bậc dinh dưỡng trước nó [20] Cơ chế khuếch đại sinh học cũng tương tự đối với các kim loại Khi các kim loại trong đất hoặc nước tưới xâm nhập vào thực vật hoặc các loại động vật thủy sinh, chúng sẽ tích tụ trong các mô cơ quan của động, thực vật Những loài sử dụng nguồn động và thực vật này làm nguồn thức ăn lại tiếp tục tích lũy các kim loại và càng ở các bậc dinh dưỡng sau, sự tích lũy càng lớn Sự tích lũy

và phóng đại sinh học của thủy ngân trong các bậc dinh dưỡng khác nhau của chuỗi thức ăn hồ Paijanne, Phần Lan được thể hiện trong ng 1.1 Bả

Bảng 1.1 Hàm lượng thủy ngân trung bình trong các bậc dinh dưỡng khác nhau của

chuỗi thức ăn trong hồ Paijanne, Phần Lan [36]

Các bậc dinh dưỡng Hàm lượng thủy ngân µg/kg trọng (

Cho tới nay, trên thế giới cũng như ở Việt Nam đã và đang có nhiều nghiên cứu về độc tính của m loại nặng đối với hệ sinh thái thủy sinh Các nghiên cứu về kikim loại nặng ở sông, hồ, cá và trầm tích là một trong những trọng tâm môi trường quan trọng Ô nhiễm môi trường do tính độc hại của kim loại nặng gây mất cân bằng sinh thái làm suy giảm nhiều quần thể sinh vật đã được tìm thấy ở nhiều quốc gia trên thế giới

 Đối với rong, tảo

Nét đặc trưng trong sự ph n ả ứng của tả đối với các chất ô nhiễm là sựo kích thích quang hợ ởp các n ng ch t ồ độ ấ độc th p hay ấ ức chế khi nồng tđộ ăng Hiệ ứu ng kích thích y ra khi n xả ồng Hg dướđộ i 0,1 μg/L, Cd 25 – 100 g/L Dμ ấu hiệ nhiễmu

độc m nh c a Pb và Cd (làm giạ ủ ảm t c độ phân bào và quang h p 50 100 % so vố ợ – ới bình thường) biểu hiện khi ồ độ n ng 100 g/Lμ , khi tă đến 1000 μg/L thì hoạ động t ng

của tế bào thực tế chấm d t ứ sau 15 – 20 ngày Khi n ng ồ độcác kim loại lớn hơn 100 μg/L sẽ ứ c ch ho t ng s ng c a t t c các lo i t o [44] ế ạ độ ố ủ ấ ả ạ ả

Cu2+ là ức chế quá trình quang hợp và sự phát triển của tế bào Rất nhiều loài tảo bị ảnh hưởng ở nồng độ 0,06 mg/L kể cả các loài thuộc ngành tảo lam Một

số loài nhạy cảm với CuSO4như Spirulina platensis, Scenedesmus Sp, Nitzschia : closterium [33]

 Sinh vật phù du

Thực vật phù du là nguồn hấp thụ và tích lũy kim loại nặng nhanh chóng Động vật phù du tích lũy vào tế bào khi chúng sống môi trường nước bị nhiễm bẩn kim loại, ngoài ra còn qua con đường thức ăn khi chúng ăn các các loại rong, tảo, thực vật phù du

Ở hàm lượng 0,02 - 1 mg/L ,0 Cd sẽ kìm hãm quá trình quang hợp và phát triển của thực vật Cd ảnh hưởng tới tất cả các chuỗi thức ăn Khi thực vật thủy sinh được tiếp xúc với Cd bị kìm hãm sự phát triển dẫn đến giảm nguồn thức ăn cho động vật thủy sinh bậc cao hơn [60]

 Đối với động vật giáp xác

Khi có mặt các chất độc ở ngưỡng dưới mức gây chết trong môi trường thì

ho t tính dinh dạ ưỡng của các loại giáp xác b phá v : tị ỡ ốc độ ọc sinh học và tiêu thụ lthức ăn giảm Các dạng giáp xác trong thời kì phát triển đầu tiên của cá thể (ấu trùng v giáp l p thỏ ớ ấp (nauplius) và ấu trùng các l a tu i) có ứ ổ độ ch u ị đựng r t kém ấ

đối v i tác ng c a ch t c so v i nh ng cá th trưởng thành ớ độ ủ ấ độ ớ ữ ể Một số quần thể chân khớp Asellus meridianus chống chịu được với Cu và Pb Các quần thể chống chịu với Pb thì tích tụ trong cơ thể tới hàm lượng 30 µg/kg cơ thể Các kim loại hiếm được dự trữ trong dịch gan của Asellus, còn Pb thì tích tụ ở hầu hết các mô cơ thể [19] Tôm được nuôi trong môi trường có hàm lượng Cu2+ là 0,9 mg/L sẽ làm cho tăng trưởng giảm Ở nồng độ 5 mg/L Cu2+ tôm sẽ ngừng ăn và gia tăng tính mẫn cảm với nhóm vi khuẩn Vibria [21]

 Đối với các loài nhuyễn thể

Các loài ng v t hai m nh v có khđộ ậ ả ỏ ả ă n ng tích lũy kim loại cao h n g p ơ ấnhiều lần so với môi tr ng chúng sinh sườ ống Nghiên cứu củ Phạm Thị Phương và a

cộng sự (2007) ở đầm Lăng Cô (Thừa Thiên-Huế) cho thấy hàm lượng kim loại trung bình trong V m xanh (ẹ Perna viridis Linnaeu) là 0,67 mg/kg tươi đố ới Pb i v

và 0,14 mg/kg t i ươ đối với Cd [8]

 Đối với cá

Giai đoạn phôi thai và ấu trùng của các thủy sinh vật thường là giai đoạn nhạy cảm trong vòng đời của chúng đối với kim loại nặng và các độc chất khác Trong thử nghiệm độc mạn tính của Cd trên cá đuôi cờ cho thấy giai đoạn trứng và

nở trứng là nhạy cảm nhất với độc tính của Cd, bị ức chế ở 8,1 µg/L C Sự phát d triển của phôi cá cực kỳ nhạy cảm đối với kim loại, đặc biệt vào thời kỳ phát triển phôi [38] Khi phôi của loài Fundulus heteroclitus bị nhiễm độc thủy ngân ở nồng

độ 0,03 mg/L vào giai đoạn phôi túi, phần trăm cá con có hình dạng đối xứng bị giảm đi và một tỉ lệ đáng kể của phôi phát triển dị dạng [44]

Quần thể cá ở sông Severn Estuary đã gia tăng trở lại khi mức độ ô nhiễm môi trường nước giảm [44] Nhiều nghiên cứu về ảnh hưởng ô nhiễm kim loại trong vùng phụ cận của nơi tinh luyện chì lớn nhất thế giới tại Port Pirie nước Úc đã cho thấy rằng 20 loài cá và giáp xác đã bị biến mất hoặc giảm số lượng [20] Kim loại

có thể gây ngộ độc, làm tổn hại cho sinh vật nhưng không gây tử vong trực tiếp Ví

dụ điển hình của triệu chứng ngộ độc là phá rối hệ tuần hoàn, khả năng phát triển và sinh sản

1.3 Một số nghiên cứu về tích tụ kim loại nặng trên các loài cá trong hệ sinh thái thủy sinh

1.3.1 Vai trò của cá trong mắt xích hệ sinh thái

Sinh vật đầu tiên trong chuỗi thức ăn trong thủy vực là tảo (sinh vật tự dưỡng) đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp nguồn dinh dưỡng cho cả mạng lưới thức ăn thủy sinh Năng lượng từ tảo được chuyển hóa qua nhiều mắt xích ở các bậc dinh dưỡng cao hơn như động vật nổi, các loài động vật không xương sống

ăn thịt khác, ấu trùng của cá cho đến mắt xích cuối cùng là các loài cá Mỗi loài cá

là một mắt xích quan trọng trong chuỗi và lưới thức ăn của các quần xã thủy sinh, đảm bảo sự tuần hoàn vật chất và sự chuyển hóa năng lượng ở các hệ sinh thái nước, làm cho không một loài nào đó phát triển hay suy giảm số lượng một cách quá mức

Mối quan hệ chủ yếu của các sinh vật trong thủy vực là quan hệ thức ăn, thông qua chu trình vật chất, các mối quan hệ đó được biểu diễn trên Hình 1.2

Hình 1.2 Chuỗi thức ăn trong hệ sinh thái ao, hồ [43]

Trong hệ sinh thái ao hồ, theo chuỗi thức ăn thì các loại cá ăn tạp và cá ăn

t hịt là sinh vật tiêu thụ bậc cao Atchison (1977) đã cho thấy cá tích lũy các chất độc hại gián tiếp thông qua chuỗi thức ăn hoặc trực tiếp thông qua sự phơi nhiễm [14] Phần lớn loài cá có thể tích lũy kim loại nặng từ nguồn thức ăn từ nước, từ trầm , tích thông qua mang Chất gây ô nhiễm độc hại có mặt ở tất cả mọi nơi, có thể dễ dàng thâm nhập vào chuỗi thức ăn Trong nước, các chất ô nhiễm hấp thụ hoặc dính vào các hạt nhỏ, bao gồm cả sinh vật phù du những sinh vật nhỏ sống trong nước – Các chất gây ô nhiễm này không gây hại nhiều trong thực phẩm Tuy nhiên, khi một động vật phù du những động vật nhỏ ăn các thực vật phù du thì tích lũy sinh học ở -

đó sẽ tăng lên tới chục lần và ở mức độ ô nhiễm hóa chất độc hại tăng lên do chậm chuyển hóa hoặc bài tiết các chất gây ô nhiễm Một con cá nhỏ có thể ăn nhiều động

vật phù du Như vậy, ở cá sẽ có mức độ độc hại tới hàng trăm lần Cho nên khi số lượng các chất ô nhiễm có thể nhỏ không gây ra bất kỳ thiệt hại ở mức thấp nhất trong chuỗi thức ăn, nhưng lượng chất độc hại khuếch đại có thể gây ra thiệt hại nghiêm trọng đối với các sinh vật cao hơn trong chuỗi thức ăn [44].

Cá nằm ở đỉnh của chuỗi thức ăn thủy sản; do đó, chúng có thể tích tụ kim loại từ thực phẩm, nước và trầm tích Hàm lượng kim loại độc hại trong cá có thểgây ra những tác động bất lợi; một số tác động tiêu cực của kim loại đến sức khoẻ con người đã được biết đến trong thời gian dài Điều này có thể bao gồm các mối đe dọa nghiêm trọng như suy thận, tổn thương gan, tim mạch bệnh tật và thậm chí tử vong Vì vậy, nhiều chương trình giám sát quốc tế đã được thành lập để đánh giá chất lượng cá cho tiêu dùng của con người và để giám sát sức khoẻ của hệ sinh thái thủy sinh

1.3.2 Các nghiên cứu trên thế giới và ở Việt Nam về tích tụ kim loại trong cá

Trong vài thập niên qua, nồng độ kim loại trong cá đã được nghiên cứu rộng rãi ở các vùng khác nhau trên thế giới Hầu hết các nghiên cứu này tập trung chủ yếu vào kim loại trong phần ăn được (cơ bắp cá) Tuy nhiên, một số nghiên cứu khác chỉ ra sự phân bố của kim loại trong các cơ quan khác nhau như gan, thận, tim, tuyến sinh dục, xương, đường tiêu hóa và não [30] Ngoài ra, nhiều yếu tố có thể ảnh hưởng đến sự hấp thụ kim loại như giới tính, tuổi, kích cỡ, chu trình sinh sản,

mô hình bơi, hành vi ăn uống và môi trường sống Sự tương quan giữa tuổi tác vàhàm lượng kim loại trong cơ thể đã được tìm thấy với sự tích lũy Pb và Cd [39] Theo nghiên cứu củ Phạm Kim Đăng và cộng sự (2014) cho thấy đối với cá, kim a loại tập trung chủ yếu trong gan, ruột, mang và ít nhất trong cơ Trong các bộ phận của cá, hàm lượng Cu, Zn, Pb, Cd lớn nhất, tương ứng trong cơ là 1,32; 30,96; 0,09; 0,01mg/kg; gan: 2,36; 75,43; 0,08; 0,08 mg/kg; ruột: 12,18; 137,33; 0,36; 0,03 mg/kg và mang là 2,23; 140,92; 1,78; 0,09 mg/kg (tính theo khối lượng ướt) [1] Trong nghiên c u vứ ề ự s tích t Pb trong sụ ố loài động v t hai m nh vậ ả ỏ ạ t i một số

đ ểi m ven bi n à N ng, Lê Th ể Đ ẵ ịMùi (200 ) trình bày hàm l ng Pb t8 ượ ừ 1,13 - 2,12 mg/kg tươi [7] Kết quả nghiên cứu về sự phân bố và chu chuyển của As trong các

thành phần của hệ sinh thái hồ Tây đã chỉ ra àm lượng As có sự phân bố khác nhau htrong mô cơ thể các loài cá, trong đó cao nhất là cá rô phi vằn (0,690 mg/kg khối lượng tươi), tiếp đến là trong cá trôi ấn (0,499 mg/kg) và cuối cùng là trong cá chép

và cá trắm (tương ứng là 0,263 và 0,261 mg/kg) Nhìn chung, hàm lượng As quan sát thấy cao nhất trong mô gan, ruột và thấp nhất trong mô cơ thịt [2].Tích lũy kim loại trong sinh vật thủy sinhcao thể hiện rõ khi phân tích hàm lượng các kim loại

As, Cd, Pb, Cu trong cơ thể các loài cá ở hồ Trúc Bạch và hồ Thanh Nhàn trong đó hàm lượng Pb vượt quy chuẩn của Bộ y tế [9]

Các nghiên cứu chủ yếu tập trung đánh giá hàm lượng kim loại có trong các mô cơ thể cá khi so sánh với tiêu chuẩn an toàn thực phẩm Chưa có nghiên cứu đánh giá sâu hơn về mức độ rủi ro sinh thái do việc tích lũy kim loại nặng trong các mô cơ thể để có những khuyến cáo cần thiết

1.4 Giới thiệu về môi trường các hồ đô thị Hà Nội

Hà Nội có hàng trăm hồ tự nhiên với diện tích mặt nước từ vài đến hàng trăm héc ta Ngoài vai trò tạo nên cảnh quan và điều hòa khí hậu, các hồ này cũng là nơi trú ngụ của các loài thủy sinh Tuy nhiên, do sự phát triển nhanh nhưng thiếu bền vững của thành phố, sức khỏe của các hồ này đang bị suy giảm nhanh chóng và nghiêm trọng bởi việc xả nước thải và chất thải vào hồ M c dù có nhặ đã ững nỗ ự l c

cải thiện th ng qua c c dự n cải tạo nhưô á á ng ô nhiễm nước mặt tại c c hồ ẫ đá v n ang

là v n n i cấ đề ổ ộm tạ ầ ếi h u h t các đô ị ệ th hi n nay

Phần lớn các hồ Hà Nội có khả năng điều hòa thoát nước đô thị Các hồ đều

có hệ thống cống nối với hệ thống thoát nước của thành phố, vào những ngày mưa lớn hồ còn tiếp nhận một lượng lớn nước mưachảy tràn

Năm 2010, khảo sát tại 6 quận lõi đô thị ở Hà Nội có 120 hồ lớn nhỏ Trong

đó, số hồ có diện tích từ 1.000 m2 trở lên chiếm tới 76% (91/120 hồ) từ , 500 đến

1000 m2 chiếm 6% và dưới 500 m2chiếm 18% Phần lớn các hồ bị ô nhiễm chất hữu cơ, có tới 71% hồ có giá trị BOD5vượt quá tiêu chuẩn cho phép (> 15 mg/L), trong đó 14% hồ có giá trị BOD5 > 100 mg/L 25% hồ có giá trị , BOD5 từ 50 – 100mg/L và 32% các hồ còn lại có dấu hiệu ô nhiễm ồng độ oxy hòa tan (DO) N

trong 70 % số lượng hồ dưới mức tiêu chuẩn cho phép (< 4 mg/L), 6 hồ có nồng độ

DO dưới 1 mg/L, nghĩa là hầu như không có sự sống của vi sinh vật [4]

Năm 2015, số lượng ao, hồ trên địa bàn Hà Nội đã được kè toàn phần tăng lên đáng kể và chất lượng vệ sinh ở các bờ hồ khá tốt, 82% số hồ đã kè toàn phần có môi trường bờ được đánh giá là sạch và khá sạch Tuy nhiên còn 14% là bẩn và 4%

là rất bẩn Đối với các ao hồ chỉ được kè một phần và chưa được kè chỉ có 20% ao

hồ có môi trường hành lang bờ sạch và rất sạch, 52% có chất lượng rất bẩn, 28% chất lượng bẩn Kết quả quan trắc chất lượng nước 30 hồ tiêu biểu thuộc nội thành

Hà Nội cho thấy, có 5 hồ được đánh giá không ô nhiễm, 11 hồ có dấu hiệu ô nhiễm,

Hình 1.3 Mức độ ô nhiễm nước của các hồ Hà Nội, năm 2015 [4]

Theo kết quả đánh giá chất lượng nước hồ khu vực nội thành, ngoại trừ hồ Tây và các hồ đã tiến hành cải tạo (Ngọc Khánh, Xã Đàn, Quỳnh, Hai Bà Trưng, Kim Liên, Văn Quán, Võ, Đền Lừ, Thanh Nhàn 1, Thanh Nhàn 2B và Hồ Trúc Bạch) có chất lượng đạt loại III (sử dụng cho mục đích tưới tiêu và các mục đích tương đương khác), các hồ khác trong nội thành có chất lượng loại IV (sử dụng cho giao thông thủy và các mục đích tương đương khác) và loại V (ô nhiễm nặng, cần

áp dụng biện pháp xử lý) Phần lớn thông số đặc trưng cho ô nhiễm hữu cơ (BOD5, COD), chất dinh dưỡng (Amoni) đều vượt so với cột B1 của Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt (QCVN 08-MT: 2015/BTNMT) [4]

Nghiên cứu của Nguyễn Xuân Quỳnh (2016), tại 20 hồ khu vực nội thành Hà Nội đã phân nhóm các hồ theo chỉ số trạng thái phú dưỡng (TSI) Trong đó: Nhóm I

gồm 30% các hồ được khảo sát có TSI nằm trong khoảng 60 70 Các hồ này có - đặc điểm chung là diện tích rộng (trung bình hơn 20ha), ung quanh các hồ tập xtrung đông dân cư Do có diện tích rộng nên hồ có khả năng pha loãng nước thải tốt Nhóm II: 50% các hồ có TSI nằm trong khoảng 70 80 Các hồ này có diện tích - nhỏ hơn các hồ ở nhóm 1 (trung bình khoảng 5,3 ha) Xung quanh hồ mật độ dân cư

và số lượng nhà hàng, quán xá nhiều Nhóm 3: 10% các hồ có TSI nằm trong khoảng 80 90 Nhóm 4: 10% các hồ có TSI nằm trong khoảng - 90 - 100 Hồ thuộc nhóm này được đánh giá là phú dưỡng nghiêm trọng Các hồ đã xảy ra hiện tượng tảo nở hoa, bằng mắt thường có thể cảm quan thấy nước hồ rất xanh do sự bùng nổ của tảo [10]

1.5 Giới thiệu về môi trường hồ Trúc Bạch

Hồ Trúc Bạch thuộc quận Ba Đình, nằm ở phía Tây Bắc trung tâm thành phố

Hà Nội, là một trong những hồ tự nhiên điển hình trong hệ thống hồ nội thành Hà Nội Hồ nằm ở tọa độ khoảng 21 o2’46’’N, 105o50’21’’E với diện tích hơn 22 ha, chu vi là 1807m, độ sâu trung bình khoảng 2m Tổng diện tích m t nặ ước xấp xỉ

9000 m2 Hồ có chức năng tiếp nhận nước mưa và nơi xả nước trực tiếp của các phố như Phó Đức Chính, Châu Long, Nguyễn Trường Tộ, Trấn Vũ, Phạm Hồng Thái, Đặng Dung, Nguyễn Biểu, mương Ngũ Xã Hồ thuộc hệ thống ao hồ thông với hồ Tây, với chức năng nuôi cá, tạo cảnh quan và điều hòa khí hậu

Hình 1.4 Hình ảnh hồ Trúc Bạch

Năm 2010 hồ bị ô nhiễm nặng nề do phải nhận một lượng nước thải chưa qua xử lý quá lớn Nguồn nước chảy qua mương Ngũ Xã vào hồ bị ô nhiễm bởi những cơ sở sản xuất nhôm, nhà máy nước, cống nước của các hộ dân sống trên lưu vực này thải trực tiếp vào hồ Nước thải khi chảy vào hồ có màu trắng vàng, mặt nước liên tục sủi bọt đen, bốc mùi hôi thối Bộ Khoa học và Công nghệ phối hợp với Ủy ban nhân dân Thành phố Hà Nội chính thức xử lý ô nhiễm hồ Trúc Bạch Để

xử lý ô nhiễm, các chuyên gia đã đề ra các nhóm giải pháp: Sử dụng công nghệ khoáng hoạt hóa nhằm tăng cường hoạt động của vi sinh vật trong quá trình phân hủy các chất ô nhiễm; bổ sung các vi sinh vật có ích để tạo ra sự đa dạng sinh vật trong nước và lớp bùn đáy; thiết kế trồng và chăm sóc cây thủy sinh; tuyên truyền, vận động cộng đồng cùng tham gia giữ gìn vệ sinh môi trường …[4]

Trạm xử lý nước thải Trúc Bạch nằm ở Ki ốt 46 Trấn Vũ, Quán Thánh, Ba Đình, Hà Nội là đơn vị trực thuộc Xí nghiệp Quản lý các Nhà máy Xử lý nước thải,

là một trong hai trạm xử lý nước thải thí điểm của thành phố Hà Nội, có nhiệm vụ

xử lý nước thải tập trung xung quanh khu vực hồ Trúc Bạch đã được hoàn thành và đưa vào vận hành ngày 01/09/2005, nằm trong gói thầu CP12 của dự án thoát nước

Hà Nội giai đoạn I, Trạm xây dựng trên địa bàn phường Trúc Bạch trên diện tích 1.777 m2 Công suất xử lý nước thải trung bình của Trạm là 2.300 m3/ngày đêm (công suất tối đa 3.000 m3/ngày đêm) với chất lượng nước sau xử lý đạt tiêu chuẩn loại B TCVN 5945 2005 Lượng nước sau khi xử lý đạt QCVN 14:2008/BTNMT –

về nước thải sinh hoạt sau đó thải hồ Trúc Bạch Tuy nhiên, dù hoạt động hết công suất thì cũng chỉ xử lý được 1/3 lượng nước thải đổ vào hồ Trong khi đó, hồ Trúc Bạch còn có hàng chục ống cống xả nước thải dàn trải quanh hồ, không qua xử lý của nhà máy, mà đổ thẳng xuống hồ Đây được coi như là một thách thức cực lớn của nhà máy nói riêng và cơ quan quản lý nói chung trong việc giữ gìn môi trường xung quanh hồ

Hệ sinh thái thủy sinh hồ Trúc Bạch có sự đa dạng về thành phần loài trong

đó các loài cá là mắt xích quan trọng trong chuỗi thức ăn Các loài cá sinh sống chủ yếu trong hồ bao gồm: cá rô phi vằn Oreochromis niloticus, cá trôi Ấn Labeo rohita

và cá trê phi Clarias gariepinus với các đặc điểm dinh dưỡng khác nhau:

+ Cá rô phi vằn Oreochromis niloticus là sinh vật sống ở tầng nước giữa và

tầng đáy với phổ thức ăn rộng Cá có thể sống trong môi trường mật độ tảo dày, hàm lượng hữu cơ cao, oxy thấp Thức ăn của chúng bao gồm động thực vật nổi, mảnh vụn hữu cơ, Tuy nhiên, thức ăn chủ yếu của cá là thực vật nổi và tảo đáy Khi còn nhỏ (cá 20 ngày tuổi , kích thước khoảng 18mm), cá rô phi ăn sinh vật phù du (tảo và động vật nhỏ) là chủ yếu Khi cá trưởng thành ăn mùn bã hữu cơ lẫn các tảo lắng ở đáy ao, ăn ấu trùng, côn trùng, thực vật thuỷ sinh Cá rô phi thu được dinh dưỡng từ thức ăn thực vật Chúng thường tiêu hóa tảo sợi, phù du và thực vật bậc cao được thực hiện bằn 2 cách: xay nghiền các mô thực vật bằng cơ học nhờ 2 phiến răng hầu chắc khỏe, hoặc nhờ vào độ pH nhỏ hơn 2 trong dạ dày sẽ làm vỡ nát vách tế bào của tảo lam và vi sinh vật Tuổi thành thục sinh dục lần đầu tùy thuộc vào từng loài Đối với cá rô phi vằn (O niloticus) là 4 5 tháng Sau 4 tháng - nuôi kể từ giai đoạn cá hương (2 g/con) cá đạt bìnhquân 160 – 170 g/con Cá nuôi

10 đến 12 tháng với điều kiện nuôi dưỡng tốt có thể đạt 600 – 800 g/con Cá đực thường lớn nhanh hơn cá cái, nhất là sau khi thành thục sinh dục [3]

Hình 1.5 Cá rô phi vằn Oreochromis niloticus

+ Cá trôi Ấn Labeo rohita là một loài cá trong họ Cá chép, ống ở tầng snước giữa và gần đáy, thích ở nơi nước ấm Giai đoạn nhỏ cá ăn động vật phù du cỡ nhỏ như động vật nguyên sinh, trùng bánh xe, tảo đơn bào, giáp xác chân chèo, bọ kiếm, kể cả ấu trùng côn trùng Ở giai đoạn trưởng thành, thức ăn chủ yếu của chúng là mùn bã hữu cơ Mùa sinh sản của cá từ tháng 5 đến tháng 9 Theo Trần Văn Vỹ (1999), cá cái 2 tuổi có trọng lượng 1,8 - 2 kg, chiều dài 54 - 55,8 cm; 3 tuổi là 2,2 3,0 kg, chiều dài 55,8 62,5 cm; 4 tuổi là 3,0 5,0 kg, chiều dài 62,5 - - - - 71,8 cm [11]

Hình 1.6 Cá trôi Ấn Labeo rohita

+ Cá trê phi Clarias gariepinus có đặc điểm hình thái với thân màu nâu

vàng xám, phần bụng màu vàng nhạt, da trơn nhẵn, đầu bẹp, thân hình trụ, dẹp ở phía đuôi Cá phát triển tốt trong môi trường có độ pH trong khoảng từ 5,5 8, độ - mặn < 5‰ Cá trê có đặc tính ăn tạp, thức ăn chủ yếu là động vật Trong tự nhiên cá trê ăn côn trùng, giun ốc, tôm cua, cá Do cá có cơ quan hô hấp, nên có khả năng chịu được nước có hàm lượng oxy hòa tan thấp 1 – 2 mg/L, với môi trường khắc

tôm, cua, cá… Cá trê rất mau lớn, sau 3 - 4 tháng cá có thể đạt trọng lượng trung bình từ 100 – 200 g/con Ở nhiệt độ 25o C - 32oC cá có thể sinh sản; sau khi sinh sản xong, cá có thể tái phát dục sau khoảng 30 ngày có thể sinh sản trở lại Mùa vụ sinh sản của cá trê bắt đầu từ tháng 4 – tháng 9 tập trung chủ yếu vào tháng 5 – tháng 7 [6]

Hình 1.7 Cá trê phi Clarias gariepinus

Ngoài ô nhiễm hữu cơ, ô nhiễm kim loại trong môi trường nước cũng là vấn

đề đáng quan tâm, một vài kim loại ở dạng vết có thể trở nên nguy hiểm thông qua con đường tích lũy sinh học Hồ Trúc Bạch tiếp nhận nguồn nước thải chủ yếu là nguồn nước thải sinh hoạt với nguy cơ ô nhiễm kim loại đến từ chất thải điện tử, pin, acquy, bóng đèn huỳnh quang, thiết bị y tế có độ chính xác cao (nhiệt kế, cân điện tử) Ngoài ra kim loại đi vào môi trường nước còn đến từ phát thải của các phương tiện giao thông Tuy nhiên, vấn đề về ô nhiễm kim loại trong môi trường nước và sự tích tụ trong cơ thể các loài thủy sinh còn ít được quan tâm nghiên cứu Nghiên cứu của tác giả Trần Thị Phương (2012) đã làm rõ hơn ảnh hưởng của kim loại đến hồ nuôi cá cũng như hồ tự nhiên là rất lớn Thể hiện cụ thể hơn khi phân tích hàm lượng kim loại có trong bùn, nước và một số nhóm sinh vật ở 2 hồ Trúc Bạch và Thanh Nhàn Các kết quả phân tích cho thấy, àm lượng kim loại htrong bùn đáy cao hơn hàm lượng kim loại trong nước Tích lũy kim loại trong sinh vật cao, cá ở hồ Trúc Bạch và hồ Thanh Nhàn có hàm lượng Pb vượt quy chuẩn của

Bộ y tế [9] Kết quả nghiên cứu của tác giả Bùi Thị Hoa (2015) về sự phân bố và chu chuyển của A trong các thành phần của hệ sinh thái hồ Tây đã chỉ ra nồng độ s

As hòa tan trong nước 0,0116 mg/L, hàm lượng As trong trầm tích là 4,11mg/kg [2] Nghiên cứu về cơ chế và chuyển hóa của As và Cd trong nuôi trồng thuỷ sản

có sử dụng nước thải đô thị tại Hà Nội cho thấy, As chủ yếu tồn tại ở dạng hòa tan (chiếm 86%), trong khi đó Cd tồn tại chủ yếu ở dạng lơ lửng (chiếm 63%) [2] Nhìn chung, các nghiên cứu về hồ Hà Nội nói chung và hồ Trúc Bạch nói riêng, chủ yếu tập trung vào đánh giá chất lượng môi trường nước liên quan đến các yếu tố dinh dưỡng Một số nghiên cứu cho thấy tình trạng ô nhiễm kim loại trong trầm tích và bước đầu đánh giá sự tích tụ kim loại trong cơ thể sinh vật Tuy nhiên, các vấn đề liên quan đến các dạng tồn tại của kim loại trong nước, trong trầm tích cũng như nguy cơ tích tụ kim loại trong các mô cơ thể của sinh vật thuỷ sinh và mức độ rủi ro sinh thái chưa được đi sâu nghiên cứu uận văn này được thực hiện Lnhằm đóng góp nghiên cứu về hiện trạng kim loại trong môi trường nước, trong trầm tích, cũng như khả năng tích lũy trong mô cơ thể sinh vật và góp phần tạo cơ

sở dữ liệu cho việc đánh giá rủi ro sinh thái của kim loại đến hệ sinh thái thủy sinh tại hồ Trúc Bạch