thử nghiệm độc tính cấp tính của natri hypoclorit (naocl) trên một số loài cá sử dụng làm sinh vật cảnh báo sớm ô nhiễm môi trường nước

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA SINH – MÔI TRƯỜNG TRẦN THỊ HUỆ THỬ NGHIỆM ĐỘC TÍNH CẤP TÍNH CỦA NATRI HYPOCLORIT (NaOCl) TRÊN MỘT SỐ LOÀI CÁ SỬ DỤNG LÀM SINH VẬT CẢNH BÁO SỚM Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG NƯỚC KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Đà Nẵng, tháng 5/2015 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA SINH – MÔI TRƯỜNG TRẦN THỊ HUỆ THỬ NGHIỆM ĐỘC TÍNH CẤP TÍNH CỦA NATRI HYPOCLORIT (NaOCl) TRÊN MỘT SỐ LOÀI CÁ SỬ DỤNG LÀM SINH VẬT CẢNH BÁO SỚM Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG NƯỚC Ngành: Quản lý Tài nguyên và Môi trường Người hướng dẫn: Ths. Nguyễn Văn Khánh Đà Nẵng, tháng 5/2015 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 và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tác giả khóa luận Trần Thị Huệ LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành khóa luận tốt nghiệp này tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy Nguyễn Văn Khánh đã hướng dẫn cho tôi trong suốt thời gian qua. Đồng thời tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa Sinh – Môi Trường, trường Đại học Sư Phạm, Đại học Đà Nẵng đã tạo điều kiện để tôi hoàn thành khóa luận này. Đà Nẵng, tháng 5 năm 2015 Sinh viên: Trần Thị Huệ MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ MỞ ĐẦU 1 1. Tính cấp thiết của đề tài 1 2. Mục tiêu đề tài 2 2.1. Mục tiêu tổng quát 2 2.2. Mục tiêu cụ thể 2 3. Ý nghĩa khoa học của đề tài 2 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3 1.1. TÌNH HÌNH Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG NƯỚC Ở VIỆT NAM 3 1.2. GIỚI THIỆU VỀ SINH VẬT CẢNH BÁO 5 1.2.1. Sinh vật cảnh báo là gì? 5 1.2.2. Nguyên lí sử dụng 6 1.2.3. Tiêu chí lựa chọn 8 1.3. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU SINH VẬT CẢNH BÁO SỚM Ô NHIỄM 9 1.3.1. Tình hình nghiên cứu sinh vật cảnh báo sớm ô nhiễm trên thế giới 9 1.3.2. Tình hình nghiên cứu sinh vật cảnh báo sớm ô nhiễm ở Việt Nam 16 CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 20 2.1. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 20 2.1.1. Các loài cá sử dụng làm thí nghiệm 20 2.1.2. Hóa chất NaOCl 23 2.2. THỜI GIAN, ĐỊA ĐIỂM, PHẠM VI THỰC HIỆN 23 2.2.1. Thời gian 23 2.2.2. Địa điểm 24 2.2.3. Phạm vi thực hiện 24 2.3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 24 2.4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24 2.4.1. Phương pháp hồi cứu tài liệu 24 2.4.2. Phương pháp thí nghiệm 24 2.4.3. Phương pháp xử lý số liệu 27 CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 28 3.1. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM THĂM DÒ 28 3.2. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH LC 50 29 3.2.1. Nhiệt độ, pH và oxy hòa tan trong thời gian làm thí nghiệm xác định LC 50 29 3.2.2. Biểu hiện của cá trong thời gian thí nghiệm và giá trị LC 50 của NaOCl 32 3.3. SO SÁNH SỰ NHẠY CẢM CỦA CÁC LOÀI CÁ VỚI CHẤT Ô NHIỄM 37 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 39 1. KẾT LUẬN 39 2. KIẾN NGHỊ 39 TÀI LIỆU THAM KHẢO 41 PHỤ LỤC 48 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT BEWS Hệ thống sinh học cảnh báo sớm (Biological early warning systems) BMWP Phương pháp quan trắc sử dụng động vật không xương sống cỡ lớn (Biological Monitoring Working Party) DBPs Sản phẩm phụ khử trùng (Disinfection by-products) ĐVKXS Động vật không xương sống IABS Hệ thống phân tích hình ảnh giám sát sinh học (image analysis biomonitoring system) KCN Khu công nghiệp KLN Kim loại nặng OECD Tổ chức hợp tác và phát triển kinh tế (Organization for Economic Cooperation and Development) TCCP Tiêu chuẩn cho phép DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu bảng Tên bảng Trang 2.1. Dãy nồng độ NaOCl (mg/L) trong thí nghiệm thăm dò 26 2.2. Kí hiệu các lô thí nghiệm 27 3.1. Tỷ lệ cá chết ở các nồng độ NaOCl trong thí nghiệm thăm dò 28 3.2. Nhiệt độ trong thí nghiệm LC 50 ( o C) 29 3.3. Nồng độ oxy hòa tan trong thí nghiệm LC 50 (mg/L) 30 3.4. pH trong thí nghiệm LC 50 30 3.5. Tỷ lệ cá Ngựa vằn chết theo nồng độ NaOCl và giá trị LC 50 33 3.6. Tỷ lệ cá Tứ vân chết theo nồng độ NaOCl và giá trị LC 50 35 3.7. Tỷ lệ cá Hòa lan chết theo nồng độ NaOCl và giá trị LC 50 36 DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ Số hiệu hình ảnh Tên hình ảnh Trang 2.1. Cá Ngựa vằn (Danio rerio - Hamiton, 1822) 20 2.2. Cá Tứ vân (Puntius tetrazona - Bleeker, 1855) 21 2.3. Cá Hòa lan (Xiphophorus spp.) 22 2.4. Bố trí thí nghiệm thăm dò của cá Ngựa vằn 25 2.5. Bố trí thí nghiệm xác định LC 50 của cá Ngựa vằn 26 3.1. Cá Ngựa vằn trong thí nghiệm 32 3.2. Biểu đồ đường cong phần trăm cá Ngựa vằn chết phụ thuộc vào nồng độ NaOCl trong 24h 33 3.3. Cá Tứ vân trong thí nghiệm 34 3.4. Biểu đồ đường cong phần trăm cá Tứ vân chết phụ thuộc vào nồng độ NaOCl trong 24h 35 3.5. Cá Hòa lan trong thí nghiệm 36 3.6. Biểu đồ đường cong phần trăm cá Hòa lan chết phụ thuộc vào nồng độ NaOCl trong 24h 37 1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Hiện nay, nước ta đang trong thời kỳ công nghiệp hóa, hiện đại hóa, mặc dù các cấp đã có nhiều cố gắng trong việc thực hiện chính sách và pháp luật về bảo vệ môi trường, nhưng tình trạng ô nhiễm môi trường nước do chất hóa học ngày càng gia tăng làm ảnh hưởng đến đời sống của người dân. Do đó, việc đánh giá, giám sát tình trạng ô nhiễm một cách nhanh chóng để có thể đưa ra những cảnh báo sớm và ngăn chặn kịp thời các sự cố là rất cần thiết. Trong khi đó, các phương pháp giám sát ô nhiễm bằng hóa – lý thì chính xác nhưng mất nhiều thời gian và phải được thực hiện liên tục với tần suất lớn mới xác định được nguyên nhân ô nhiễm, dẫn đến phản ứng của cơ quan quản lý là quá muộn trong các trường hợp bị đầu độc, cố ý phá hoại hay sự cố môi trường khẩn cấp. Trái lại, phương pháp sinh vật cảnh báo khắc phục được một số hạn chế của phương pháp trên. Phương pháp sinh vật cảnh báo dựa trên sự thay đổi hành vi bình thường của sinh vật do ảnh hưởng của sự phơi nhiễm chất độc ở nồng độ thấp, mà không đủ để giết chết sinh vật. Vì ô nhiễm môi trường trong các hệ sinh thái tự nhiên thường xảy ra ở nồng độ thấp hơn nồng độ gây chết, nhưng về lâu dài vẫn có thể gây tác hại cho hệ sinh thái. Do đó việc đầu tiên là phải đánh giá độc tính sinh học bằng thử nghiệm độc tính cấp tính, nhằm xác định được nồng độ gây chết 50% sinh vật thử nghiệm (LC 50 ) từ đó đánh giá được mức độ nhạy cảm của sinh vật đối với hóa chất, để tìm ra loài thích hợp cho hệ thống cảnh báo bằng sinh vật [23]. Trong các sinh vật dùng để giám sát ô nhiễm môi trường thường gặp thì loài nhạy cảm nhất là tảo, sau đó là Daphnia và cá [30]. Thêm vào đó, nước ta có nguồn cá nước ngọt rất đa dạng [9], đồng thời cá là loài có kích thước lớn hơn nhiều so với tảo và Daphnia nên dễ dàng cho việc quan sát hành vi, mà [...]... trên một số loài cá sử dụng làm sinh vật cảnh báo sớm ô nhiễm môi trường nước. ” nhằm bước đầu nghiên cứu, lựa chọn những loài cá tại Việt Nam và đánh giá sự nhạy cảm của chúng đối với độc chất để sử dụng làm sinh vật cảnh báo sớm ô nhiễm nguồn nước 2 Mục tiêu đề tài 2.1 Mục tiêu tổng quát Nghiên cứu tuyển chọn các loài cá có thể sử dụng để cảnh báo sớm ô nhiễm môi trường nước 2.2 Mục tiêu cụ thể Xác... chất trong mô của chúng; (5) Các sinh vật thử nghiệm là các sinh vật chọn lọc đôi khi có thể được sử dụng như là các chất trong thí nghiệm để xác định sự hiện diện hoặc nồng độ các chất ô nhiễm [7] Vậy sinh vật cảnh báo là những sinh vật mẫn cảm, có những biểu hiện phản ứng có thể đo được đối với ô nhiễm và do đó hoạt động như một chỉ thị cảnh báo sớm về sự có mặt các chất ô nhiễm trong môi trường Ví... về sử dụng các loài cá như cá Ngựa vằn (Brachydanio rerio) , Hòa lan (Xiphophorus maculatus), cá medaka (Oryzias 12 latipes), cá hồi lớn, cá Tứ vân (Tiger barb) và một số loài cá cảnh thương mại địa phương khác làm sinh vật cảnh báo sớm ô nhiễm nhờ các thử nghiệm độc tính cấp tính đối với 48 loại nước thải công nghiệp khác nhau trên địa bàn nước Trung Quốc Kết quả cho thấy rằng trong các trường hợp thử. .. điều kiện môi trường không thích hợp có thể sử dụng như là công cụ cảnh báo sớm; (2) Như một công cụ thăm dò là những loài xuất hiện tự nhiên trong môi trường có thể dùng đo đạc sự phản ứng và thích nghi đối với sự thay đổi của môi trường; (3) Như một công cụ khai thác là các loài có thể chỉ thị cho sự xáo trộn hay ô nhiễm môi trường; (4) Như một công cụ tích lũy sinh học là các loài tích lũy sinh học... sinh vật thử nghiệm (LC50) 2.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.4.1 Phương pháp hồi cứu tài liệu Thu thập và tổng hợp thông tin từ các nguồn tài liệu về sinh vật cảnh báo, phương pháp thử nghiệm độc học cấp tính, phương pháp giám sát sinh học, hệ thống cảnh báo sớm ô nhiễm nguồn nước dựa trên hành vi phản ứng của sinh vật và các nghiên cứu về các loài cá được sử dụng trong thử nghiệm 2.4.2 Phương pháp thí nghiệm. .. sử dụng sinh vật rẻ tiền có sẵn tại địa phương để giám sát nhằm tăng cường đánh giá nhanh hơn và thường xuyên hơn [42] Nhưng ở Việt Nam hiện vẫn chưa có một nghiên cứu nào về hệ thống sử dụng sinh vật cảnh báo sớm ô nhiễm nguồn nước Xuất phát từ cơ sở lý luận và thực tiễn trên tôi tiến hành chọn đề tài: Thử nghiệm độc tính xác định giá trị LC50 của Natri hypoclorit (NaOCl) trên một số loài cá sử dụng. .. BÁO 1.2.1 Sinh vật cảnh báo là gì? Sinh vật chỉ thị là loài mẫn cảm với điều kiện sinh lý và sinh hóa, nghĩa là chúng hoặc hiện diện hoặc có những phản ứng khác thường hoặc thay đổi số lượng cá thể các loài chỉ thị, do môi trường bị ô nhiễm hay môi trường sống bị xáo trộn Các sinh vật chỉ thị môi trường khác nhau có thể xếp thành các nhóm theo những tiêu chí như: (1) Tính nhạy cảm là các loài mẫn cảm... do đó cung cấp cơ hội quý giá để cảnh báo sớm cho sự can thiệp của quản lý tình trạng khẩn cấp [43] Dựa trên những nghiên cứu độc tính đó các nhà khoa học còn phát hiện ra được một hướng nghiên cứu phương pháp giám sát nguồn nước dựa vào hành vi của sinh vật trong các môi trường có ngưỡng độc tính dưới ngưỡng nồng độ gây chết Đánh giá độc tính thường được sử dụng thử nghiệm độc tính cấp tính vì nó... gây ô nhiễm [7] Những sinh vật này được gọi là sinh vật chỉ thị ô nhiễm Trong hệ thống BEWS, sinh vật cảnh báo là cảm biến chính – có chức năng cung cấp những dấu hiệu để cảnh báo sớm sự biến động môi trường Để ghi nhận những phản ứng nhanh chóng, chức năng sinh lí hay hành vi của sinh vật sẽ được sử dụng như là những thông số đáp ứng Những thông số này phải phản ánh được sự thay đổi điều kiện môi trường, ... khả năng phát hiện ô nhiễm như các loài được thuần dưỡng trong phòng thí nghiệm, và trong khi các thử nghiệm thay thế cá có sự nhạy cảm hơn và chi phí rẻ hơn so với thử nghiệm tiêu chuẩn Do đó, các thử nghiệm giám sát trong tương lai có thể sử dụng các loài cá cảnh thị trường địa phương như là một nguồn sinh vật cảnh báo, bằng cách này có thể hạn chế kinh phí sử dụng nhữn nguồn vật liệu có sẵn, dễ . PHẠM KHOA SINH – MÔI TRƯỜNG TRẦN THỊ HUỆ THỬ NGHIỆM ĐỘC TÍNH CẤP TÍNH CỦA NATRI HYPOCLORIT (NaOCl) TRÊN MỘT SỐ LOÀI CÁ SỬ DỤNG LÀM SINH VẬT CẢNH BÁO SỚM Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG. PHẠM KHOA SINH – MÔI TRƯỜNG TRẦN THỊ HUỆ THỬ NGHIỆM ĐỘC TÍNH CẤP TÍNH CỦA NATRI HYPOCLORIT (NaOCl) TRÊN MỘT SỐ LOÀI CÁ SỬ DỤNG LÀM SINH VẬT CẢNH BÁO SỚM Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG. các thí nghiệm cấp tính của một loài lên hóa chất hay nước thải sau xử lý. Các thử nghiệm nằm trong khoảng từ một vài phút đến nhiều giờ và đôi khi là 2 đến 4 ngày. Một vài thử nghiệm độc cấp