SỰ Ô NHIỄM THUỶ NGÂN TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA NÓ Nguyễn Nguyễn Trần Nhẫn Tánh Gi Giới ới thiệu: Ngày nay, nhiễm mơi trường vấn đề nóng bỏng xúc thời đại Trong đó, nhiễm nguồn nước năm tới nghiêm trọng Ngun nhân chủ yếu tự nhiên người Nhằm cung cấp thơng tin nhiễm này, đặc biệt nhiễm thủy ngân mơi trường nước, chun đề thực Sự Sự nhiễm thủy ngân mơi trường trường nư nước: Ở đại dương xa đất liền, thủy ngân tích lũy cá biển, chim thú ăn cá Ở khu vực gần bờ biển Bắc Mỹ, có lồi cá tích lũy thủy ngân với nồng độ cao cá kiếm ðại Tây Dương (Xiphias gladius), cá cờ xanh Thái Bình Dương (Makaia ampla), cá ngừ vằn (Euthynnus pelamis), cá bơn ðại Tây Dương Thái Bình Dương (Hipoglossus Hipoglossus H stenolepis), cá nhám Thái Bình Dương (Squalus spp.) cá loại cá nhám khác Tất lồi tích lũy Thủy ngân từ nồng độ vết nước [xấp xỉ 45 kg) Cá ngừ Thunnus Thynus (>14 kg) Cá ngừ vàng Neothunnus albacora (>32 kg) Cá ngừ Euthynnus pelamis (>4 kg) Cá nhám ðại Tây Dương Cá nhám Thái Bình Dương Cá bơn Thái Bình Dương (>45 kg) Cá bơn ðại Tây Dương (>45 kg) 1,08 0,89 0,62 0,21 0,41 0,70 0,42 0,80 Sự nhiễm độc thủy ngân cá đại dương tự nhiên khơng tượng lạ Chẳng hạn, khơng có khác biệt nhiễm độc Thủy ngân cá ngừ Thông tin khoa học Số 14 ðại học An Giang 09/2003 mẫu cá tàng trữ bảo tàng thu thập năm 1878 1909 (G E Miller cộng sự, 1972), hay diện Thủy ngân lơng chim biển trước 1930 sau 1980 thu mẫu đảo ðơng bắc ðại Tây Dương (Thompson cộng sự, 1972) Trong lồi cá biển, có khuynh hướng tích lũy Thủy ngân với nồng độ lớn lồi cá lớn già Chẳng hạn, mẫu 224 cá kiếm ðại Tây Dương, nồng độ Thủy ngân trung bình động vật nhỏ 23 kg 0,55 ppm, 23 45 kg 0,86 pm, nặng 45 kg 1,1 ppm (Armstrong, 1979) ðối với vài lồi cá, phần nhỏ tổng thủy ngân diện hợp chất độc chun biệt mêtyl thủy ngân ðiều có lẽ phản ứng khử mêtyl thích nghi quan trọng làm giảm độc tích thủy ngân Bởi mêtyl thủy ngân dạng mà hầu hết thủy ngân thật hấp thu từ mơi trường nước (Rivers cộng sự, 1972; Bryan, 1976) Thêm vào đó, nồng độ Selen có khuynh hướng làm thay đổi tỷ lệ thủy ngân lồi cá cách trực tiếp Có lẽ Selen có khả làm giảm độc tính Thủy ngân cá động vật ăn cá (Ganther cộng sự, 1972; Koeman cộng sự, 1973; Ganther Sundi, 1974) Các nồng độ thủy ngân cao tìm thấy động vật biển ăn cá nằm đỉnh lưới thức ăn (Gaskin cộng sự, 1972; Buhler cộng sự, 1975; Jones cộng sự, 1975; Smith Armstrong, 1978; Armstrong, 1979) Nồng độ thủy ngân hải cẩu trưởng thành (Phoca groenlandica) ðại Tây Dương Canada trung bình 0,34 ppm 5,1 ppm thận, đó, rái cá có nồng độ thủy ngân tương ứng 0,29 0,73 ppm (Armstrong, 1979) Từ khi, nồng độ nhỏ 10% tổng thủy ngân thận hải cẩu 49 diện dạng mêtyl thủy ngân có độc tính cao, khử mêtyl chế để khử độc tính (Armstrong, 1979) Sự phân tích lơng vài chim ăn cá ven biển Peru cho thấy nồng độ nhỏ nhiều nồng độ thủy ngân 5-10 ppm tìm thấy lồi nhạn biển (Stena spp.) đảo Long, New York, nơi mà nhiễm người yếu tố quan trọng có liên quan đến diện thủy ngân mơi trường (Bảng 2) (Grochfeld, 1980).Bảng Nồng độ thủy ngân lơng số chim ăn cá ven biển Peru (Gochfeld, 1980) Lồi Nồng độ (ppm) Nhạn biển Inca (Larostena inca) Chim cốc chân đỏ (Plalacrocorax gougaincilli) Chim báo bão nâu đen (Pufinus griseu) 0,72 Các nồng độ cao thủy ngân tìm thấy lơng chim biển ăn cá Bắc ðại Tây Dương, với nồng độ trung bình 1-2 ppm hải âu (Fulmarus glacialis), mống biển (Rissa tridactyla), chim biển Alca (Alca torda) ppm chim hải âu (Fratercula arctica) ppm Cathacta kua (Thompson cộng sự, 1991) Trong vài hệ sinh thái nước hẻo lánh hồ có liên quan, qua khảo sát hàm lượng thủy ngân cá cho thấy nhiễm thủy có nguồn gốc tự nhiên Chẳng hạn, nồng độ thủy ngân vượt q 0,5 ppm/ trọng lượng thịt đo đạc phổ biến lồi cá lấy từ hồ hẻo lánh nhiều nơi Canada (Mckay, 1985) Về ¾ số 1500 hồ quan trắc Ontario cho thấy có vài lồi cá có nồng độ thủy ngân vượt q 0,5 ppm/ trọng lượng thịt (Gilmocer Henry, 191) ðặc biệt hồ hẻo lánh nằm Bắc Manitoba, nồng độ trung bình thủy ngân ppm/trọng lượng thịt (2ppm f.w) số mẫu bao gồm 53 cá chó phía bắc (Esox lucius) và, đó, có cá có nồng độ ppm f.w (Mckay, 1985) Một cách tổng qt, lồi cá nước động vật ăn mồi nằm đỉnh lưới thức ăn có nồng độ thủy ngân cao và, lồi, lớn già có xu hướng bị nhiễm độc nhiều (MacGrimmon cộng sự, 1983; Mckay, 1985; Gieb cộng sự, 1990; Spry Wiener, 1991) Hầu tất (95-99%) cá này, thủy Thông tin khoa học ðại học An Giang Số 14 09/2003 ngân diện dạng mêtyl thủy ngân (Grieb cộng sự, 1990; Spry Wiener, 1991) Bởi xuất thường xun thủy ngân với nồng độ cao cá nhiều vùng nên vài quyền địa phương sau quan trắc thường xun nhiễm độc đưa khuyến cáo hạn chế tiêu thụ loại cá đánh bắt nguồn nước có vấn đề vùng Ở Thụy ðiển, có khoảng 250 hồ nằm sách “đen” hạn chế tiêu thụ cá có 9400 hồ khác trở nên tình trạng Trong Ontario với khoảng 1200 hồ có hạn chế tiêu thụ cá (Spry Wiener, 1991) Vài lồi động vật hoang dã ăn cá bị ảnh hưởng thủy ngân thức ăn chúng (Scheuhammer, 1987, 1991) Việc ni thành cơng lồi chim bắt cá (Gavia immer) hồ hẻo lánh tây bắc Ontario bác bỏ ảnh hưởng nồng độ 0,3-0,4ppm thức ăn chúng (Barr, 1986) Tuy nhiên, với nồng độ thủy ngân cao thức ăn, lồi bị ảnh hưởng Sự tích tụ thủy ngân cá hồ hẻo lánh tăng thêm hồ mang tính acid, điều kiện thuận lợi cho việc sản xuất mêtyl thủy ngân sinh học trầm tích yếm khí (Winfrey Rudd, 1990; Wiener cộng sự, 1990; Scheuhammer, 1991) Trong hồ acid kém, thuận lợi cho hình thành dimêtyl thủy ngân, chất tích tụ sinh học nhiều có khuynh hướng chuyển đổi từ pha nước sang pha khí (Winrey Rudd, 1990), hình thành ngun tố thủy ngân nước (Gilmour Henry, 1991) Ở hồ hẻo lánh, nguồn phát thải thủy ngân chủ yếu từ khí hơn, đó, phát thải nhân tạo chủ yếu nguồn thủy ngân từ tự nhiên đất, thủy vực trầm tích Hồ Harp hồ nhỏ (71 ha) thiếu dinh dưỡng nằm vùng trung tâm phí nam Ontario có liên quan đến nguồn phát thải thủy ngân các nhà máy luyện kim, nhà máy lượng ngành cơng nghiệp khác Các nghiên cứu cho thấy khoảng 57% nguồn thủy ngân hồ có đầu vào từ khí (Mierler, 1990) Sự tích tụ thủy ngân tăng thêm hồ chứa nước hình thành Trong trường hợp này, thủy ngân chuyển hóa trầm tích yếm khí sau tích tụ sinh 50 học cá động vật khác (Bodaly cộng sự, 1984; Strange cộng sự, 1991) Kết Kết luận: Thủy ngân tích tụ mơi trường nước cách tự nhiên Nhất hồ hẻo lánh có độ acid cao Nguồn thủy ngân tích tụ thể động vật chủ yếu dạng metyl thủy ngân q trình tích tụ thủy ngân lồi động vật thơng qua lưới thức ăn Ở lồi khác trọng lượng thể khác lượng thủy ngân tích tụ khác có khuynh hướng tích tụ thủy ngân nhiều già có trọng lượng thể lớn ðối với lồi đỉnh lưới thức ăn có lượng thủy ngân tích tụ thể cao Sự tích tụ thủy ngân mơi trường nước, hồ hẻo lánh, chủ yếu từ khí qua khuếch tán thủy ngân từ nhà máy cơng nghiệp Nói chung, q trình tích tụ thủy ngân ảnh hưởng thủy ngân đến hệ sinh thái q trình thủy ngân tích tụ mơi trường nước dạng trầm tích yếm khí tích tụ sinh học cá động vật khác Tài liệu liệu tham khảo: Armstrong, F.A.J (1979) Mercury in the aquatic environment In: “Effects of mercury in Canadian Environment”, NRCC No 16739, pp 84-100 Associate committee on scientific criteria for environmental quality, national research council of Canada, Ottawa, Ont Barr, J E (1986) “Populations dynamics of the common loon (Gavia immer) Associates with mercury-contaminated waters in northwestern Ontario” Occas Pap No 56 Canadian Wildlife Service, Ottawa, Ont Bodaly, K A, R E Hecky, and R J P Fudge (1984) Increases in fish mercury levels in lakes flooded by the Churchill River deversion, northern Manitoba Can J Fish Aqua Sci 41, 682-691 Bryan, G W (1976) Some aspects of heavy metal tolenance in aquatic organisms In “Effects of pollutants on aquatic organism” 7-34 Cambridge Uni Press, London and New York Buhler, D R., R R Claeys, and B R Mate (1978) Heavy metal and chlorinated hydrocarbon Zalopus residues in California sealions californianus J Fish Res Board Can 32, 23912397 Ganther, H E., and M L Sundi (1974) Effect of tuna and selenium on the toxicity of methylmercury: aprogress report J, Food Sci 39 1-5 Ganther, H E, C Goudie, M L Sundi, M J Kopecky, P Wagner, S Oh, and W G Hockstra (1972) Selenium: relation to descreased toxicity of methylmercury added to diets containing tuna Science 175 1122-1124 Thông tin khoa học ðại học An Giang Số 14 09/2003 Gaskin, D E., K Ishida, and R Frank (1972) Mercury in narbour porpoises (Phoecena phoecena) in the Bay of Fundy region J Fish Res Board Can 29, 1644-1646 Gochfeld, M (19980) Mercury levels in some sceabirds of the Humboldt Current, Peru Environ Pollut 22, 197-205 Jones, D., K Ronald, P M Levigne, K Frank, M Holdrinet, and J F Uthe (1975) Organochlorine and mercury residues in the harp seal (Pagophilus groenlandicus) Sci Total Environ.5, 181-195 MacGrimmon, H R., C D Wren, and B L Gots (1983) Mercury uptake by lake trout , Salvelinus namaycush, relative to age, sex, growth, and diet in Tadenade Lake with comparative data from other Canadian Shield Lakes Can J Fish Aquat Sci 40, 114-120 McKay, C (1985) “Freshwater fish contamination in Canadian water” Unpublished report Chemical Hazards Devision, Fish Habitat Management Branch, Department of Fisheries and Oceans, Ottawa, Ont Mierler, G (1990) Aqueous inputs of mercury to Precambrian Shield Lakes in Ontario Environ Contam Chem 843-851 Miller, G E., P M Grant, Kishore, F J R Steinbruger , F S Rowland, and V P Guinn (1972) Mercury concentrations in museum speciments of tuna and swordfish Science 175, 1121-1122 Rivers, J B., J E Pearson and C D Schultz (1972) Total and organic mercury inmarine fish Bull Environ Contam Toxicol 8, 257-266 Scheuhammer, A M (1991) Evolution of phosphorous limitation in lakes: Natural mechanisms compensate for deficiencies of nitrogen and carbon in eutrophied lakes Science 195, 260-262 Scheuhammer, A M (1987) The chronic toxicity of aluminium, cadmium, mercury, and lead to birds: a review Environ Pullut 46, 263-295 Spry, D J, and J G Wiener (1991) Metal bioavailability and toxicity to fish in low-alkalinity lakes: A critical review Environ Pollut 71, 243304 Strange, N E., R A Bodaly, and R J P Fudge (1991) “Mercury concentrations of fish in southern Indian Lake and Issett Lake, Mnitoba, 1975-1998: the effect of lake impoudment and Churchill River diversion,” Can Tech Fish Aquat Sci 1824 Department of Fisheries and Oceans, Winipeg, Manitoba Wiener, J G, W F Fitzgeralt, G J Watras, and R G Rada (1990) Partioning and bioavailability of mercury in an experimentally acidified Wisconsin Lake Environ Toxicol Chem 9, 909-918 Winfrey, M R, and J W M Rudd (1990) Environmental factors affecting the formation of methylmercury in low pH lakes Environ Contam Chem 9, 853-869 51 ... yếu từ khí qua khuếch tán thủy ngân từ nhà máy công nghiệp Nói chung, trình tích tụ thủy ngân ảnh hưởng thủy ngân ñến hệ sinh thái trình thủy ngân tích tụ môi trường nước dạng trầm tích yếm khí... khuynh hướng tích tụ thủy ngân nhiều ñối với già có trọng lượng thể lớn ðối với loài ñỉnh lưới thức ăn có lượng thủy ngân tích tụ thể cao Sự tích tụ thủy ngân môi trường nước, hồ hẻo lánh, chủ... (Thompson cộng sự, 1991) Trong vài hệ sinh thái nước hẻo lánh hồ có liên quan, qua khảo sát hàm lượng thủy ngân cá cho thấy ô nhiễm thủy có nguồn gốc tự nhiên Chẳng hạn, nồng ñộ thủy ngân vượt 0,5