Tổng quan độc chất học thủy Độc chất trong thuỷ vực và các nhân tố ảnh hưởng đến độc tính Xâm nhập, chuyển hoá, đào thải và tích tụ chất độc ở thủy sinh vật Cơ chế ảnh hưởng của một số độc chất phổ biến đến thủy sinh vật Phương pháp xác định nồng độ gây độc cấp tính Đánh giá rủi ro độc chất
1 Độc học thủy vực (Aquatic Toxicology) Nguyễn Văn Công nvcong@ctu.edu.vn 0918.855 468 Vĩnh Thịnh 0976 540270 pvthinh62@gmail.com Khoa MT&TNTN Nội dung • Tổng quan độc chất học thủy • Độc chất trong thuỷ vực và các nhân tố ảnh hưởng đến độc tính • Xâm nhập, chuyển hoá, đào thải và tích tụ chất độc ở thủy sinh vật • Cơ chế ảnh hưởng của một số độc chất phổ biến đến thủy sinh vật • Phương pháp xác định nồng độ gây độc cấp tính • Đánh giá rủi ro độc chất 2 Cách học Cách học 3 Cách học Cách học 4 Cách học Cách học • Vào LMS để đăng ký môn học (nhớ cho địa chỉ email) • Vào LMS để lấy bài giảng và tài liệu đọc thêm • Vào LMS để trao đổi với giáo viên hoặc gửi email (nếu cần) • Báo cáo seminar: 30% • Thi hết môn: 70% 5 Cách học • Sinh viên tự tra cứu bài giảng, đọc bài • Đọc một số bài đọc thêm để nắm kiến thức 1 Chương 1 TỔNG QUAN Độc chất học thủy vực Nguyễn Văn Công nvcong@ctu.edu.vn Nội dung 1. Giới thiệu về độc chất học thuỷ vực 2. Lịch sử nghiên cứu và phát triển 3. Một số khái niệm cơ bản về dùng trong độc học 2 1. Giới thiệu độc chất học thủy vực Độc chất học thuỷ vực (ĐCHTV)– Aquatic toxicology (AT) Lĩnh vực nghiên cứu về “ảnh hưởng” của các “độc chất” lên “thuỷ sinh vật” ở các mức độ gây hại khác nhau. Nguồn gốc độc chất trong thủy vực Tự nhiên • Rửa trôi từ đất, đá; • Từ TSV chứa độc tố; • Từ các phản ứng hoá học trong trong thủy vực; Hoạt động của con người • Từ canh tác NN; • Từ NTTS; • Từ công nghiệp & đô thị ; • Từ giao thông; • Bãi rác … Thủy vực tồn tại nhiều loại độc chất 3 Các quá trình lý hóa ảnh hưởng độc chất trong thủy vực Newman & Unger, 2003 Thủy sinh vật chịu ảnh hưởng độc chất Vi sinh vật Thực vật thủy sinh Động vật phiêu sinh Động vật đáy Cá… => Tùy mục tiêunghiên cứu sẽ chọn đối tượng/sinh vật cụ thể. 4 Các mức độ nghiên cứu ảnh hưởng độc chất lên sinh vật Phân tử Tế bào Tổ chức mô Cơ quan Cá thể Quần thể Quần xã Hệ sinh thái Một số đáp ứng của sinh vật với độc chất & stress môi trường TĐ chất Enzymes TĐ ions Protein Giải độc Monserat et al., 2007 5 Ảnh hưởng độc chất lên hình dạng tế bào máu Normal • Short-term ATP depletion • Cadmium exposure Long-term ATP depletion Lead exposure Abnormal micronucleus Tác động của độc chất lên sinh vật Smolders et al., 2005 [...]... độc chất trong thuỷ vực • Chúng ta đã có những khối kiến thức nào? Liên quan độc học thuỷ vực & các lĩnh vực khoa học khác ĐỘC CHẤT HỌC THỦY VỰC Các bước nghiên cứu • Xác định độc chất trong thuỷ vực • Xác định độc tính • Xử lý số liệu • Lập mô hình dự đoán • Phân tích khả năng gây độc Cấu trúc & chức năng sinh học • Sinh thái thuỷ vực • Sinh lý • Mô học • Sinh hoá • Tập tính sinh vật Nồng độ độc chất. .. nhờ đóng góp của độc chất học thuỷ vực • Ngưỡng chịu đựng 1960s mãn tính; • Quy trình thuần dưỡng TSV; • Quy trình đánh ảnh hưởng độc chất; • Phát hiện quan hệ độc cấp – mãn tính Đạo luật Chất lượng nước ra đời 2 Lịch sử nghiên cứu & phát triển • Phát triển sang hướng NC hệ thống sinh học (Huyết học, mô học, trao đổi chất, sinh lý, sinh hoá) 1970s • Tập tính, liên quan giữa đáp ứng sinh học - bệnh tật... thế nào Hóa học Thủy phân, oxi hoá, quang phân… Hoá chất tồn tại dạng nào & thay đổi nồng độ ra sao Sinh học • Tập tính sinh vật; • Khả năng gải độc • Cơ hội sinh vật tiếp xúc; • Khả năng chịu đựng, ảh … 7 Các lĩnh vực liên quan Sinh thái thuỷ vực Sinh lý động thực vật thuỷ sinh Sinh hoá Mô học Hoá môi trường /Thủy hoá Tập tính sinh vật • Hiểu được động thái độc chất trong thuỷ vực và khả... BCF=Csv/Cn – Csv: nồng độ độc chất trong cơ thể sinh vật – Cn: nồng độ độc chất trong nước Liên quan BCF & khả năng hòa tan của độc chất => BCF tỷ lệ nghịch với water soluability 29 Kow= Coctanol/Cwater Liên quan BCF và Kow Kow tỷ lệ tuận với BCF; Kow>103 hay log Kow>3 => Chất có tiềm năng tích tụ sinh học •Hợp chất HC có công thức > C27H56 không thấy tích luỹ sinh học •Hợp chất không ưa nước có kích... kết quả của quá trình hấp thụ và đào thải chất độc từ nhiều nguồn khác nhau (nước, đất, thức ăn) trong môi trường sống của sinh vật Hệ số tích tụ sinh học (Bioaccumulation Factor – BAF) BAF=Csv/Cmt Csv: nồng độ độc chất trong cơ thể sinh vật Cmt: nồng độ độc chất trong môi trường (từ các nguồn độc chất khác nhau) Một số yếu tố khác ảnh hưởng đến tích tụ sinh học (TTSH) Nhiệt độ – Tăng trong giới... tính – Cá thể cái sẽ chuyển độc chất cho con qua sinh sản (trứng, sửa) Hàm lượng mỡ trong cơ thể – Tỷ lệ mỡ nhiều => tích luỹ nhiều và đào thải ít 28 Nồng độ sinh học (bioconcentration) Chỉ đề cặp đến chất độc tích tụ trong cơ thể do hấp thụ từ nước Một chất xem như tích tụ sinh học khi nồng độ chất đó trong cơ thể sinh vật cao hơn nồng độ trong MT Hệ số nồng độ sinh học (bioconcentration factor... Observed Effect Concentration (LOEC-LOEL): là giới hạn nồng độ thấp nhất của chất độc mà ở đó độc chất bắt đầu gây ảnh hưởng đáng kể đến sinh vật (sai khác có ý nghĩa so với đối chứng) Nồng độ gây độc cao nhất chấp nhận – Maximun Allowable Toxic Concentration (MATC) là giới hạn nồng độ cao nhất của chất độc mà ở đó chất độc không gây hại đến sức sản xuất (sinh trưởng, sinh sản) của sinh vật NOEC/NOEL... cô đặc nồng độ trong bậc dinh dưỡng cao hơn Ước đoán khả năng khuếch đại sinh học B=Cn/Cn-1 – B: Hệ số khuếch đại sinh học: – Cn: Nồng độ độc chất trong sinh vật ở bậc dinh dưỡng đang nghiên cứu – Cn-1: Nồng độ độc chất trong sinh vật ở bậc dinh dưỡng thấp hơn – Điều kiện áp dụng là sinh vật đã ở mức bảo hoà nồng độ độc chất trong cơ thể (steady state) 31 ... Liên quan độc chất - sức khoẻ con người (Bioaccumulation, biomagnification) • Đánh dấu sinh học (Biomarker) 1980s-nay • Đánh giá rủi ro (Risk Assessment) cho TSV & con người • Tập huấn, truyền đạt kinh nghiệm 9 3 Một số thuật ngữ 10 Độc tố (Toxin) Do sinh vật sinh ra: – Nấm mốc sinh ra Aflatoxin – Tảo độc sinh ra anatoxins (P=O, NH2…) – Cá nóc, Sam… Palythoa gracilis Anabaena spiroides Chất độc (toxicant)... (toxicant) Là chất có thể gây “ảnh hưởng có hại” đến hệ thống sinh học, phá vỡ cấu trúc, chức năng sinh học hoặc gây chết sinh vật “Ảnh hưởng có hại” của độc chất là những ảnh hưởng làm cho sinh vật khác với tình trạng bình thường và không có lợi cho sự phát triển của nó – Thay đổi tập tính – Giảm đề kháng – Giảm sinh trưởng – Giảm sức sinh sản 11 Độ tính (toxicity) Đề cập đến tiềm năng mà chất độc có