Đánh giá hiện trạng và đề xuất giải pháp kiểm soát kim loại nặng trong môi trường và nguyên liệu tôm thẻ chân trắng (litopenaeus vannamei) nuôi tại khánh hòa

Hầu hết các trại nuôi đều nằm gần bờ biển và nước biển từ vùng nước ven bờ được sử dụng cho quá trình nuôi, tuy nhiên nguồn nước này thường bị ảnh hưởng bởi nhiều loại chất ô nhiễm do cá

BỘ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

ĐẶNG HOÀNG GIANG SAN

ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP KIỂM SOÁT KIM LOẠI NẶNG TRONG MÔI TRƯỜNG VÀ NGUYÊN

LIỆU TÔM THẺ CHÂN TRẮNG (Litopenaeus vannamei)

NUÔI TẠI KHÁNH HÒA

LUẬN VĂN THẠC SĨ

KHÁNH HÒA - 2015

BỘ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

ĐẶNG HOÀNG GIANG SAN

ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP KIỂM SOÁT KIM LOẠI NẶNG TRONG MÔI TRƯỜNG VÀ NGUYÊN

LIỆU TÔM THẺ CHÂN TRẮNG (Litopenaeus vannamei)

NUÔI TẠI KHÁNH HÒA

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Người hướng dẫn khoa học:

Chủ tịch hội đồng:

TS MAI THỊ TUYẾT NGA

Khoa sau đại học:

KHÁNH HÒA - 2015

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi, các số liệu, kết quả được trình bày trong luận văn là trung thực và chưa được công bố ở bất kỳ công trình nào

Tác giả luận văn

Đặng Hoàng Giang San

LỜI CẢM ƠN

Trước hết tôi xin gửi tới Ban Giám Hiệu Trường Đại học Nha Trang, Ban Chủ nhiệm Khoa Công nghệ thực phẩm sự kính trọng, niềm tự hào được học tập và nghiên cứu tại trường trong những năm qua

Để hoàn thành luận văn này tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy Tiến sỹ

Đỗ Văn Ninh đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ và truyền đạt những kiến thức, kinh nghiệm quý báu cho tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài

Xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo Khoa Công nghệ thực phẩm Trường Đại Học Nha Trang đã tận tình giảng dạy và truyền đạt kiến thức cho tôi trong suốt thời gian học tập của khóa học

Tôi cũng xin bày tỏ lòng biết ơn tới Viện Nghiên cứu Nuôi trồng Thủy sản III

đã ủng hộ, tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt qúa trình học tập và thực hiện luận văn này

Cuối cùng tôi vô cùng biết ơn những người thân trong gia đình đã luôn hỗ trợ, động viên tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn này

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN iii

LỜI CẢM ƠN iv

MỤC LỤC v

DANH MỤC KÝ HIỆU viii

DANH MỤC VIẾT TẮT ix

DANH MỤC BẢNG x

DANH MỤC HÌNH xi

TRÍCH YẾU LUẬN VĂN xii

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 4

1.1 Tổng quan kim loại nặng 4

1.1.1 Khái niệm và tính chất KLN 4

1.1.2 Nguồn phát sinh và tác hại của KLN 4

1.1.3 Ô nhiễm KLN và nguy cơ mất vệ sinh an toàn thực phẩm thủy sản 7

1.1.4 Giới thiệu về KLN Pb, Cd, Hg [15], [16], [39], [48] 8

1.1.5 Tình hình ô nhiễm KLN trên thế giới và ở Việt Nam 11

1.2 Tổng quan về tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) và khu vực nghiên cứu 21

1.2.1 Tổng quan tôm thẻ chân trắng 21

1.2.2 Tổng quan tỉnh Khánh Hòa [11][31] 25

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 28

2.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 28

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 28

2.1.2 Phạm vi nghiên cứu 28

2.2 Phương pháp nghiên cứu 29

2.2.1 Phương pháp thu thập thông tin 29

2.2.2 Phương pháp thu mẫu và bảo quản mẫu 29

2.2.3 Phương pháp phân tích kim loại nặng 30

2.2.4 Phương pháp đánh giá thực trạng ô nhiễm và khả năng tích tụ KLN trong môi trường và trên tôm thẻ chân trắng 32

2.2.5 Phương pháp xây dựng biện pháp kiểm soát KLN 33

2.2.6 Bố trí thí nghiệm tổng quát quá trình nghiên cứu 33

2.3 Thiết bị, dụng cụ, hóa chất sử dụng trong nghiên cứu 33

2.3.1 Thiết bị 33

2.3.2 Dụng cụ 34

2.3.3 Hóa chất 34

2.4 Phương pháp xử lý số liệu 35

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN 36

3.1 Đánh giá hiện trạng nuôi tôm thẻ chân trắng và môi trường tại các vùng nuôi tôm ở Khánh Hòa 36

3.1.1 Hiện trạng nuôi tôm thẻ chân trắng tại Khánh Hòa 36

3.1.2 Đánh giá hiện trạng môi trường tại Khánh Hòa 43

3.2 Đánh giá mức độ ô nhiễm KLN (Pb,Cd, Hg) trong môi trường nước và trầm tích biển ven bờ 45

3.2.1 Hàm lượng Pb, Cd và Hg trong nước biển ven bờ 45

3.2.2 Hàm lượng các KLN (Pb, Cd, Hg) trong trầm tích 49

3.3 Đánh giá hàm lượng KLN (Pb, Cd, Hg) trong môi trường ao nuôi tôm thẻ chân trắng 53

3.3.1 Hàm lượng KLN (Pb, Cd, Hg) trong nước ao nuôi tôm chân trắng 53

3.3.2 Hàm lượng Pb, Cd, Hg trong đất ao nuôi tôm thẻ chân trắng 57

3.4 Đánh giá hàm lượng KLN (Pb, Cd, Hg) trong mô cơ và trong thức ăn của tôm thẻ

chân trắng 59

3.4.1 Hàm lượng KLN (Pb, Cd, Hg) trong mô cơ của tôm thẻ chân trắng 59

3.4.2 Hàm lượng KLN (Pb, Cd, Hg) trong TACN 62

3.5 Đánh giá sự tích lũy của các KLN (Pb, Cd, Hg) trên tôm thẻ chân trắng nuôi tại Khánh Hòa 63

3.5.1 Đánh giá sự tích lũy của Pb, Cd, Hg trên tôm thẻ chân trắng 63

3.5.2 Đánh giá tương quan giữa hàm lượng KLN trong môi trường nước và cơ thịt tôm thẻ chân trắng 64

3.5.3 Đánh giá tương quan giữa hàm lượng KLN trong cơ thịt tôm thẻ chân trắng và TACN 66

3.6 Đề xuất một số giải pháp kiểm soát ô nhiễm KLN trong môi trường và nguyên liệu tôm thẻ chân trắng nuôi tại Khánh Hòa 69

3.6.1 Xác định các ưu tiên 69

3.6.2 Giải pháp quản lý 69

3.6.3 Giải pháp kỹ thuật 70

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 72

TÀI LIỆU THAM KHẢO 74 PHỤ LỤC

NN&PTNT : Nông nghiệp và phát triển nông thôn

VietGAP : Thực hành sản xuất nông nghiệp tốt

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Tác động môi trường của các KLN, nạo vét và ô nhiễm dầu đối với rạng san

hô, rừng ngập mặn và cỏ biển theo các tài liệu khoa học 14

Bảng 1.2 Hàm lượng các KLN trong trầm tích vùng cửa sông, ven biển Việt Nam theo các số liệu đã công bố 16

Bảng 1.3 Diện tích và sản lượng tôm sú, thẻ ở Việt Nam năm 2009 24

Bảng 1.4 Sản lượng tôm sú và tôm thẻ được nuôi tại các vùng miền Việt Nam 2009 24

Bảng 2.1 Phương pháp bảo quản mẫu 30

Bảng 3.1 Tình hình nuôi tôm thẻ chân trắng, tôm sú tại Khánh Hòa từ năm 2009-2013 36

Bảng 3.2 Cơ cấu diện tích nuôi tôm thẻ chân trắng và tôm sú của tỉnh Khánh Hòa từ 2009-2013 (%) 38

Bảng 3.3 Cơ cấu hình thức nuôi tôm thẻ chân trắng tại Khánh Hòa 2009-2013 39

Bảng 3.4 Tình hình nuôi tôm thẻ chân trắng tại các vùng nuôi năm 2013 41

Bảng 3.5 Các thông số chất lượng môi trường nước biển tại các khu vực khảo sát năm 2013 43

Bảng 3.6 Các thông số chất lượng môi trường trầm tích biển tại các khu vực khảo sát năm 2013 44

Bảng 3.7 Hàm lượng KLN (Pb, Cd, Hg) trong nước biển 45

Bảng 3.8 Hàm lượng các KLN (Pb, Cd, Hg) trong trầm tích 49

Bảng 3.9 Hàm lượng Pb, Cd, Hg trong nước ao nuôi tôm thẻ chân trắng 53

Bảng 3.10 Hàm lượng KLN trong đất ao nuôi .57

Bảng 3.11 Hàm lượng Pb, Cd, Hg trong cơ thịt tôm thẻ chân trắng 60

Bảng 3.12 Hàm lượng Pb, Cd, Hg trong TACN 62

Bảng 3.13 Hệ số tích tụ sinh học (BCF) trong nước và thức ăn trên cơ thịt tôm thẻ chân trắng 63

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Sơ đồ chuyển hóa Cd 10

Hình 1.2 Cơ chế lan truyền Hg 11

Hình 1.3 Hình ảnh về tôm thẻ chân trắng 22

Hình 2.1 Sơ đồ khu vực nghiên cứu 28

Hình 2.2 Sơ đồ tổng quát quá trình nghiên cứu 33

Hình 2.3 Thiết bị quang phổ hấp thụ nguyên tử PerkinElmer AAS 800 34

Hình 2.4 Hình ảnh dụng cụ thu mẫu nước và mẫu trầm tích 34

Hình 3.1 Biến động tổng diện tích tôm thẻ chân trắng và tôm sú của tỉnh Khánh Hòa 2009-2013 37

Hình 3.2 Biến động sản lượng tôm nước lợ của tỉnh Khánh Hòa 2009-2013 37

Hình 3.3 Hàm lượng Pb trong nước biển ven bờ 46

Hình 3.4 Hàm lượng Cd trong nước biển ven bờ 47

Hình 3.5 Hàm lượng Hg trong nước biển 48

Hình 3.6 Hàm lượng Pb trong trầm tích tại các khu vực nghiên cứu 50

Hình 3.7 Hàm lượng Cd trong trầm tích tại các khu vực nghiên cứu 51

Hình 3.8 Hàm lượng Hg trong trầm tích tại các khu vực nghiên cứu 52

Hình 3.9 Hàm lượng Pb trong nước ao nuôi tôm thẻ chân trắng 54

Hình 3.10 Hàm lượng Cd trong nước ao nuôi tôm thẻ chân trắng 55

Hình 3.11 Hàm lượng Hg trong nước ao nuôi tôm thẻ chân trắng 56

Hình 3.12 Hàm lượng Pb trong đất ao nuôi tôm thẻ chân trắng 58

Hình 3.13 Hàm lượng Cd trong đất ao nuôi tôm thẻ chân trắng 58

Hình 3.14 Hàm lượng trung bình Hg trong đất ao nuôi tôm thẻ chân trắng 59

Hình 3.15 Hàm lượng Pb trong cơ thịt tôm thẻ chân trắng 60

Hình 3.16 Hàm lượng của Pb trong cơ thịt tôm thẻ chân trắng 61

Hình 3.17 Tương quan giữa hàm lượng Pb trong nước và trong cơ thịt tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) nuôi tại Khánh Hòa 65

Hình 3.18 Tương quan giữa hàm lượng Cd trong nước và trong cơ thịt tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) nuôi tại Khánh Hòa 66

Hình 3.19 Tương quan giữa hàm lượng Cd trong thức ăn và trong cơ thịt tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) nuôi tại Khánh Hòa 67

Hình 3.20 Tương quan giữa hàm lượng Cd trong thức ăn và trong cơ thịt tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) nuôi tại Khánh Hòa 67

TRÍCH YẾU LUẬN VĂN

Tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) là đối tượng nuôi chủ lực tại nhiều địa phương ven biển ở nước ta Hầu hết các trại nuôi đều nằm gần bờ biển và nước biển từ vùng nước ven bờ được sử dụng cho quá trình nuôi, tuy nhiên nguồn nước này thường bị ảnh hưởng bởi nhiều loại chất ô nhiễm do các hoạt động của con người, trong đó tình trạng ô nhiễm kim loại nặng là vấn đề đáng quan tâm Một số kim loại nặng tồn tại ở dạng vết trong môi trường đất và nước, chúng có thể trở nên nguy hiểm bằng con đường tích lũy sinh học thông qua chuỗi thức ăn và phá hủy hệ sinh thái cũng như gây nguy hiễm đối với sức khỏe con người Hiện nay, vấn đề tích lũy kim loại nặng trong cơ thể tôm thẻ chân trắng không thể bỏ qua bởi dư lượng này đã được phát hiện và một số chỉ tiêu đã gần tới mức cho phép, do đó vấn đề kiểm soát dư lượng một số kim loại nặng độc hại trong môi trường và nguyên liệu tôm thẻ chân trắng trở nên cấp bách Được sự đồng ý của Hiệu trưởng trường Đại học Nha Trang cùng với sự hướng dẫn và giúp đỡ của thầy TS Đỗ Văn Ninh, tôi đã tiến hành nghiên cứu đề tài

“Đánh giá hiện trạng và đề xuất giải pháp kiểm soát kim loại nặng trong môi trường

và nguyên liệu tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) nuôi tại Khánh Hòa”

Mục tiêu nghiên cứu

Đánh giá hiện trạng ô nhiễm kim loại nặng trong môi trường biển ven bờ, ao nuôi và trong tôm thẻ chân trắng nuôi tại Khánh Hòa, từ đó đề xuất giải pháp kiểm soát kim loại nặng trong môi trường và trong nguyên liệu tôm thẻ chân trắng đáp ứng yêu cầu bảo vệ môi trường và an toàn vệ sinh thực phẩm

Nội dung nghiên cứu

- Đánh giá hiện trạng nuôi tôm thẻ, chất lượng nước và trầm tích đáy tại một số vùng nuôi tôm thẻ chân trắng của tỉnh Khánh Hòa

- Phân tích, đánh giá hàm lượng kim loại nặng (Pb, Cd, Hg) trong môi trường và nguyên liệu tôm thẻ chân trắng, từ đó đánh giá mối tương quan giữa hàm lượng các kim loại nặng trong tôm thẻ chân trắng với hàm lượng kim loại nặng trong môi trường thành phần

- Đề xuất một số giải pháp kiểm soát dư lượng kim loại nặng trong môi trường và nguyên liệu tôm thẻ chân trắng nuôi ở Khánh Hòa

Phương pháp nghiên cứu:

+ Thu thập thông tin thứ cấp từ các tài liệu, số liệu đã công bố trong và ngoài nước có liên quan đến nội dung nghiên cứu

+ Phương pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu: theo quy định của các tiêu chuẩn Việt

nam (TCVN)

+ Phương pháp phân tích hàm lượng kim loại nặng: Phân tích kim loại nặng bằng

phương pháp đo phổ hấp thụ nguyên tử (AAS: Absorption Spectrophotometric)

+ Phương pháp đánh giá: So sánh các giá trị thu thập được với giá trị giới hạn

của QCVN Đánh giá khả năng tích tụ kim loại nặng trên cơ thịt tôm thẻ chân trắng

bằng hệ số tích tụ sinh học

+ Phương pháp xây dựng biện pháp kiểm soát kim loại nặng: Các giải pháp được

xây dựng dựa trên các kết quả phân tích môi trường và phân tích các thành phần của

hệ thống nuôi

Kết quả nghiên cứu:

- Hiện trạng nuôi tôm thẻ, chất lượng nước và trầm tích đáy tại một số vùng nuôi

tôm thẻ chân trắng của tỉnh Khánh Hòa:

+ Diện tích nuôi tôm thẻ chân trắng ở Khánh Hòa đang có xu hướng giảm dần

nhưng sản lượng tôm nuôi có xu hướng tăng từ 2009-2013 Tôm thẻ chân trắng trở thành đối tượng nuôi chiếm ưu thế trong cơ cấu đối tượng tôm nuôi nước lợ của tỉnh Khánh Hòa

+ Chất lượng môi trường: Môi trường nước thường có hàm lượng oxy hòa tan thấp, COD cao hơn giá trị giới hạn cho phép theo QCVN 10:2008/BTNMT Trầm tích tại các khu vực khảo sát thường bị ô nhiễm chất hữu cơ và sulfua

- Hàm lượng kim loại nặng (Pb, Cd, Hg) trong môi trường biển ven bờ và trong

ao nuôi tôm thẻ chân trắng: Cả ba kim loại nặng trong các mẫu nước, trầm tích thu

thập được tại Hòa Diên, Tân Thủy, Tân Thành đều có hàm lượng thấp hơn so với giá trị giới hạn cho phép Tuy nhiên đã có biểu hiện tích lũy khá cao hàm lượng Cd trong trầm tích tại Tân Thủy và Tân Thành

- Hàm lượng kim loại nặng (Pb, Cd, Hg) trong cơ thịt tôm thẻ chân trắng và thức

ăn tôm: Hàm lượng kim loại nặng Pb, Cd đều thấp hơn giá trị giới hạn cho phép, hàm

lượng Hg hầu như không phát hiện trong các mẫu tôm Đối với TACN, Pb dao động từ 4,93-6,27 mg/kg (khối lượng khô), Cd dao động từ 1,29-2,00 mg/kg, Hg dao động từ 0,0062 – 0,0072 mg/kg

- Mối tương quan giữa hàm lượng kim loại nặng Pb, Cd, Hg trong cơ thịt tôm thẻ chân trắng và các thành phần môi trường: Hàm lượng Pb, Cd trong môi trường nước

và cơ thịt tôm thẻ chân trắng có tương quan thuận với mức độ tương quan “tương quan chặt” Hàm lượng Pb trong TACN và cơ thịt tôm thẻ có tương quan thuận với nhau nhưng chỉ ở mức “tương quan vừa”, hàm lượng Cd có mối tương quan thuận ở mức

“tương quan chặt” Đối với Hg, đề tài không tiến hành đánh giá tương quan do không phát hiện hàm lượng Hg trong hầu hết các mẫu tôm thẻ chân trắng

- Đề xuất giải pháp: Đề tài đã đề xuất được các giải pháp quản lý và giải pháp kỹ

thuật nhằm kiểm soát hàm lượng các kim loại nặng Pb, Cd, Hg trong môi trường và nguyên liệu tôm thẻ chân trắng

Từ khóa: Kim loại nặng, tôm thẻ chân trắng, trầm tích, tích tụ sinh học, Khánh Hòa

MỞ ĐẦU

Khánh Hòa là tỉnh thuộc khu vực Nam trung bộ có bờ biển dài hơn 200 km cùng nhiều đầm phá, vũng vịnh, hệ sinh thái đa dạng đã tạo cho Khánh Hòa nhiều tiềm năng về phát triển thủy sản, du lịch và cảng biển Đặc biệt, phát triển nuôi trồng và khai thác thủy sản ven bờ trong thời gian qua đã tạo sinh kế cho cộng đồng dân cư ven biển, góp phần giải quyết việc làm, xóa đói giảm nghèo và phát triển kinh tế của tỉnh Khánh Hòa [31] Bên cạnh những kết quả đạt được, trong quá trình phát triển, ngành thủy sản của tỉnh đã và đang đối mặt với nhiều vấn đề như sự cạnh tranh gay gắt trên thị trường quốc tế, các rào cản kỹ thuật về chất lượng vệ sinh an toàn thực phẩm hay những khó khăn từ thực tế sản xuất như thiếu hụt nguồn nguyên liệu cho chế biến xuất khẩu

Với lợi thế tự nhiên sẵn có, vùng ven biển Khánh Hòa đã và đang phát triển mạnh nghề nuôi trồng thủy sản ven biển, đặc biệt là phát triển nuôi tôm nước lợ với đối tượng nuôi chính là tôm thẻ chân trắng [36] Hầu hết các trại nuôi đều nằm gần bờ biển và nước biển từ vùng nước ven bờ được sử dụng cho quá trình nuôi, tuy nhiên nguồn nước này thường bị ảnh hưởng bởi nhiều loại chất ô nhiễm do các hoạt động của con người, trong đó tình trạng ô nhiễm kim loại nặng là vấn đề đáng quan tâm [17] Một số kim loại nặng tồn tại ở dạng vết trong môi trường đất và nước, chúng có thể trở nên nguy hiểm bằng con đường tích lũy sinh học thông qua chuỗi thức ăn và phá hủy hệ sinh thái cũng như gây nguy hiễm đối với sức khỏe con người [16] Tuy nhiên, việc phát triển nuôi trồng thủy sản trong thời gian qua chỉ quan tâm đến môi trường nuôi và bệnh thủy sản hơn là các chất KLN tích lũy trong thủy sản thương phẩm [44] Hiện nay, vấn đề tích lũy KLN trong cơ thể thủy sản không thể bỏ qua bởi

dư lượng này đã được phát hiện và một số chỉ tiêu đã gần tới mức cho phép Trong khi

đó, xuất khẩu thủy sản vào các thị trường lớn như Mỹ và EU lại kiểm soát rất nghiêm ngặt về chất lượng vệ sinh an toàn thực phẩm hoặc ngay cả khi tiêu thụ nôi địa thì vấn

đề này cũng rất được quan tâm [1] Do vậy, an toàn vệ sinh đối các mặt hàng thủy sản không chỉ dừng lại ở các nhà máy chế biến mà cần được mở rộng ra trên các lĩnh vực liên quan như vùng nuôi trồng, vùng đánh bắt , để có thể kiểm soát chặt chẽ các độc chất tiềm ẩn trong quá trình lưu thông từ con giống đến nguyên liệu, từ sản phẩm khai thác đến việc bảo quản và chế biến thương mại

Từ những thực tế trên cho thấy, vấn đề kiểm soát dư lượng một số kim loại nặng độc hại trong môi trường và nguyên liệu tôm thẻ chân trắng trở nên cấp bách Được sự đồng ý của Hiệu trưởng trường Đại học Nha Trang cùng với sự hướng dẫn và giúp đỡ

của thầy TS Đỗ Văn Ninh, tôi đã tiến hành nghiên cứu và thực hiện đề tài “Đánh giá

hiện trạng và đề xuất giải pháp kiểm soát KLN trong môi trường và nguyên liệu tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) nuôi tại Khánh Hòa”

Mục tiêu của đề tài

Đề tài được thực hiện nhằm đánh giá hiện trạng ô nhiễm KLN trong môi trường biển ven bờ, ao nuôi và trong tôm thẻ chân trắng nuôi tại Khánh Hòa, từ đó đề xuất giải pháp kiểm soát KLN trong môi trường và trong nguyên liệu tôm thẻ chân trắng đáp ứng yêu cầu bảo vệ môi trường và an toàn vệ sinh thực phẩm

Nội dung của đề tài:

1) Đánh giá hiện trạng nuôi tôm thẻ chân trắng, chất lượng nước và trầm tích đáy tại một số vùng nuôi trong tỉnh Khánh Hòa

2) Phân tích, đánh giá hàm lượng KLN (Pb, Cd, Hg) trong môi trường và nguyên liệu tôm thẻ chân trắng, từ đó đánh giá mối tương quan giữa hàm lượng các KLN trong tôm thẻ chân trắng với hàm lượng KLN trong môi trường thành phần

3) Đề xuất một số giải pháp kiểm soát dư lượng KLN trong môi trường và nguyên liệu tôm thẻ chân trắng nuôi ở Khánh Hòa

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài:

- Ý nghĩa khoa học của đề tài:

+ Kết quả nghiên cứu của đề tài là cơ sở khoa học đáng tin cậy về hiện trạng chất lượng môi trường nước và trầm tích tại khu vực nghiên cứu; là cơ sở để đánh giá ảnh hưởng của ô nhiễm môi trường đến sự tích lũy KLN trong nguyên liệu tôm thẻ

+ Thành công của đề tài góp phần trao đổi thông tin, dữ liệu với các ngành thuộc lĩnh vực bảo vệ môi trường, lĩnh vực nuôi trồng, khai thác và chế biến thương mại + Kết quả của đề tài có thể dùng làm tài liệu tham khảo về phương pháp luận trong nghiên cứu hoặc làm cơ sở để phát triển các nghiên cứu tiếp theo

và phát triển nuôi trồng thủy sản bền vững

KLN không bị phân hủy sinh học, 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 [70] Đối với con người, có khoảng 12 nguyên tố KLN gây độc như chì, thủy ngân, nhôm, arsenic, cadmium, nickel…Một số KLN được tìm thấy trong cơ thể và thiết yếu cho sức khỏe con người, chẳng hạn như sắt, kẽm, magnesium, cobalt, manganese, molybdenum và đồng, mặc dù với lượng rất ít nhưng nó hiện diện trong quá trình chuyển hóa Tuy nhiên, ở mức thừa của các nguyên tố thiết yếu có thể nguy hại đến đời sống của sinh vật Các nguyên tố kim loại còn lại là các nguyên tố không thiết yếu và có thể gây độc tính cao khi hiện diện trong cơ thể, tuy nhiên tính độc chỉ thể hiện khi chúng đi vào chuỗi thức ăn Các nguyên tố này bao gồm thủy ngân, nickel, chì, arsenic, cadmium, nhôm, platinum và đồng ở dạng ion kim loại Chúng đi vào cơ thể qua các con đường hấp thụ của cơ thể như hô hấp, tiêu hóa và qua da Nếu KLN đi vào cơ thể và tích lũy bên trong tế bào lớn hơn sự phân giải chúng thì chúng sẽ tăng dần và sự ngộ độc sẽ xuất hiện Do vậy, người ta bị ngộ độc không những với hàm lượng cao của KLN mà cả khi với hàm lượng thấp và thời gian kéo dài sẽ đạt đến hàm lượng gây độc [15], [48]

1.1.2 Nguồn phát sinh và tác hại của KLN

* Nguồn gốc phát sinh:

Trong tự nhiên, KLN đều có trong đất và nước, hàm lượng của chúng thường tăng cao do tác động của con người [16] Các KLN do tác động của con người là nguồn gây ô nhiễm KLN chủ yếu khi chúng đi vào môi trường đất và nước Các kim loại do hoạt động của con người như As, Cd, Cu, Pb, Ni và Zn thải ra ước tính là nhiều

hơn so với nguồn kim loại có trong tự nhiên, đặc biệt đối với chì 17 lần Nguồn KLN

đi vào đất và nước do tác động của con người bằng các con đường chủ yếu như bón phân, bã bùn cống, thuốc bảo vệ thực vật và các con đường phụ khác như khai khoáng

và kỹ nghệ hay lắng đọng từ không khí [15], [16]

Thủy quyển chiếm phần diện tích lớn hơn rất nhiều so với thạch quyển trên bề mặt trái đất và chúng được chia ra thành hồ, sông, vùng cửa sông ven biển, đại đương Các kim loại tồn tại trong thủy quyển dưới dạng hòa tan và các hạt lơ lửng hoặc ở dạng trầm tích Trầm tích ở sông, hồ, cửa sông là nguồn chính của KLN trong thủy quyển [24] Ở cửa sông, các KLN từ khí quyển và sông được tích tụ dẫn đến các phản ứng lý, hóa học xảy ra trước khi nó được cuốn ra ngoài đại dương Sự lắng đọng từ khí quyển, lọc qua đất, dòng chảy, xói mòn, và sự vỡ vụn của các khoáng trầm tích, tất cả

đã góp phần làm tăng nồng độ kim loại trong nguồn nước tự nhiên Các nguồn nhân tạo gồm có từ việc khai thác mỏ, luyện kim, đốt nhiên liệu hóa thạch, rác, từ dòng chảy từ đô thị, nông nghiệp, nước thải, Nồng độ kim loại được phát hiện ở sông thường lớn hơn ở đại dương bởi vì các nguồn xả thải chứa kim loại thường được đưa trực tiếp vào sông Các kim loại như Cd, Hg và Pb có liên quan chặt chẽ đến sự thay đổi về mật độ dân cư dọc theo sông và sự thay đổi dòng chảy theo mùa Một lượng lớn KLN gây ô nhiễm môi trường biển điều thông qua các cửa sông [58] Các KLN rất nguy hiểm đối với sinh vật thủy sinh bởi nó tồn tại ở các dạng hợp chất bền vững Nó rất khó mất đi bởi bất kỳ quá trình tự nhiên nào Các cation kim loại khác như Na, K,

và Fe tạo thành các muối hòa tan với Cl- , SO42- , NO3- , HCO3- và PO43- Các mức KLN trong nước ở các vùng cửa sông, bờ biển và trầm tích thay đổi lớn, phụ thuộc nguồn vào Rất nhiều nguồn nước vào vùng cửa sông là có nguồn gốc từ nước, khí quyển và đến 93% KLN đi vào cửa sông sẽ bị giữ lại [45]

Khí quyển là nhân tố phân bố chính của KLN vào đại dương Đặc biệt là chì, với 90% lượng chì trong đại dương là có nguồn gốc từ khí quyển Chì có trong nước của vùng North Pacific có mối liên hệ với quá trình giải phóng chì do sử dụng xe hơi và luyện kim KLN phổ biến được tìm thấy trong môi trường nước là đồng, kẽm, cadmium, thủy ngân và chì [16]

* Ảnh hưởng đến môi trường sinh thái:

Ô nhiễm môi trường do tính độc hại của KLN gây mất cân bằng sinh thái và làm suy giảm nhiều quần thể sinh vật đã được tìm thấy ở nhiều quốc gia trên thế giới

[15], [66] The Severn Estuary là một trong những con sông lớn nhất ở Anh, nó là nơi

ở và sinh sản của nhiều loài cá Nhiều thập kỉ qua, sông này đã phải hứng chịu nhiều ô nhiễm KLN như chì, cadimi và nhiều nguyên tố khác từ nhiều nguồn khác nhau [74] Những ảnh hưởng của ô nhiễm này có thể là một trong những nguyên nhân gây suy giảm quần thể cá Quần thể cá ở sông Severn Estuary đã gia tăng trở lại khi mức độ ô nhiễm môi trường nước giảm [68] 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 [56] Ô nhiễm kim loại ở một số dòng sông ở xứ Wales đã được biết đến từ đầu thế kỷ 19, đến đầu thế kỷ 20 một số trong số đó chỉ có các sinh vật không xương sống là có thể tồn tại, không có dấu hiệu nào của cá Mặc dù có những số liệu như vậy nhưng người ta vẫn không quan tâm cho đến khi có những sự cố về nhiễm độc Hg ở vịnh Minimata và sự

cố nhiễm độc Cd gây ra bệnh bệnh Itai-Itai, đều xảy ra ở Nhật [48]

Tính độc của kim loại ảnh hưởng đến môi trường thủy sinh trên diện rộng, từ sự làm giảm tối đa sự sinh trưởng đến việc làm chết sinh vật Nói chung, ở giai đoạn còn nhỏ của các sinh vật thủy sinh nhạy cảm với kim loại hơn so với giai đoạn trưởng thành Tuy nhiên, có một vài ngoại lệ đó là trứng của các loài cá nước ngọt không phải

là giai đoạn nhạy cảm nhất và ấu trùng côn trùng có sức chịu đựng với kim loại tốt hơn

so với giai đoạn trưởng thành

Việc giám sát các chất ô nhiễm đặc biệt là các KLN sẽ giúp tăng thêm sự hiểu biết về các tác dụng của các KLN trên các sinh vật biển Nhiều nghiên cứu đã được tiến hành đo nhiễm bẫn KLN tại các cửa sông và các vùng ven biển cho thấy có sự khác biệt, điều này là do nước ngọt khi tiếp giáp với ranh giới biển đã tạo điều kiện giảm thiểu các chất ô nhiễm [72] Ngoài ra, sự thay đổi độ mặn gây kết tủa và lắng tụ các chất nhiễm bẫn trong trầm tích, trong đó có KLN Một số điều kiện tự nhiên có thể làm tăng khả năng hòa tan và di động của các KLN trong đất là nguyên nhân gây ra hàm lượng KLN có nồng độ cao trong các vùng nước ở cửa sông Hiện tượng này có thể khuếch đại bằng việc gia tăng lượng nước thải và bùn trên các lưu vực sông, cửa sông ven biển [56] Phần lớn các loại thủy hải sản thường được nuôi và khai thác từ các vùng ven biển, vì vậy ô nhiễm vùng ven biển có tác động đáng kể đến kinh tế, xã hội [67]

* Tác hại đến sức khỏe con người:

Đối với con người, có khoảng 12 nguyên tố KLN gây độc như chì, thủy ngân, nhôm, arsenic, cadimium, nickel… Một số KLN được tìm thấy trong cơ thể và thiết

yếu cho sức khỏe con người, chẳng hạn như sắt, kẽm, magnesium, cobalt, manganese, molybdenum và đồng mặc dù với lượng rất ít nhưng nó hiện diện trong quá trình chuyển hóa [39] Tuy nhiên, ở mức thừa của các nguyên tố thiết yếu có thể nguy hại đến đời sống của sinh vật Các nguyên tố kim loại còn lại là các nguyên tố không thiết yếu và có thể gây độc tính cao khi hiện diện trong cơ thể, tuy nhiên tính độc chỉ thể hiện khi chúng đi vào chuỗi thức ăn Các nguyên tố này bao gồm thủy ngân, nickel, chì, arsenic, cadmium, nhôm, platinum và đồng ở dạng ion kim loại Chúng đi vào cơ thể qua các con đường hấp thụ của cơ thể như hô hấp, tiêu hóa và qua da Nếu KLN đi vào cơ thể và tích lũy bên trong tế bào lớn hơn sự phân giải chúng thì chúng sẽ tăng dần và sự ngộ độc sẽ xuất hiện Do vậy người ta bị ngộ độc không những với hàm lượng cao của KLN mà cả khi với hàm lượng thấp và thời gian kéo dài sẽ đạt đến hàm lượng gây độc [48]

KLN xâm nhập vào cơ thể người qua đường hô hấp, thức ăn hay hấp thụ qua da được tích tụ trong các mô theo thời gian sẽ đạt tới hàm lượng gây độc [39] Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng KLN có thể gây rối loạn hành vi của con người do tác động trực tiếp đến chức năng tư duy và thần kinh Gây độc cho các cơ quan trong cơ thể như máu, gan, thận, cơ quan sản xuất hoocmon, cơ quan sinh sản, hệ thần kinh, gây rối loạn chức năng sinh hóa trong cơ thể do đó làm tăng khả năng bị dị ứng, gây biến đổi gen Các KLN còn làm tăng độ axit trong máu, cơ thể sẽ rút canxi từ xương để duy trì pH thích hợp trong máu dẫn đến bệnh loãng xương [74], [75] Các nghiên cứu mới đây đã chỉ ra rằng hàm lượng nhỏ các KLN có thể gây độc hại cho sức khỏe con người nhưng chúng gây hậu quả khác nhau trên những con người cụ thể khác nhau [76]

1.1.3 Ô nhiễm KLN và nguy cơ mất vệ sinh an toàn thực phẩm thủy sản

Ô nhiễm KLN trong hệ sinh thái là vấn đề đáng quan tâm do bởi tính độc hại

và bền vững trong môi trường, một vài KLN ở dạng vết có thể trở nên nguy hiểm thông qua con đường tích lũy sinh học [14] KLN trong môi trường nước có thể tích lũy trong các chuỗi thức ăn và phá hủy hệ sinh thái cũng như gây nguy hiểm đối với sức khỏe con người [15] Các kim loại đi được vào trong cơ thể sinh vật nó phải được các cơ thể sinh vật ăn trực tiếp theo lối thực bào hoặc các kim loại đó phải ở dạng hòa tan trong nước Thông thường KLN trong môi trường nước được tìm thấy gồm hai nhóm chính Một nhóm bao gồm sắt, magiê, mangan, coban, kẽm và đồng, đây là nhóm rất cần thiết cho các chức năng sinh hóa của động vật KLN thuộc nhóm thứ hai

không có chức năng quan trọng trong con đường trao đổi chất ở động vật thủy sản Sự liên kết của kim loại với một phân tử hữu cơ ở dạng chelat có thể làm thay đổi các phản ứng hóa học và tính thấm của màng, do đó nó làm thay đổi khả hấp thu kim loại của sinh vật Các kim loại cũng được hấp thụ vào các hạt keo đất trong nước và do đó

nó làm ảnh hưởng đến sự hấp thụ kim loại của sinh vật

Trong các hệ thống nuôi trồng thủy sản, nồng độ KLN cao là độc hại đối với các đối tượng nuôi và tác dụng độc hại của KLN phụ thuộc vào các yếu tố khác nhau [21] Một số các KLN là tương đối độc hơn những kim loại khác, ví dụ như độc tính của cadmium, chì, đồng và kẽm đã được sắp xếp theo thứ tự như sau cadmium > chì > đồng > kẽm Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng, khi sinh vật sống trong môi trường bị ô nhiễm thì khả năng tích tụ các chất ô nhiễm trong cơ thể chúng là rất cao [25], [30] Nguyên nhân là do các sinh vật sống trong thủy vực có những khả năng thích ứng với các chất gây hại tự nhiên Khả năng tích tụ các chất độc hại của sinh vật gọi là tích lũy sinh học, đây là quá trình tích tụ các nguyên tố vi lượng và các chất ô nhiễm vào trong

cơ thể sinh vật thông qua sự hấp thụ bởi các sinh vật từ môi trường xung quanh mà chúng đang sống Hàm lượng KLN có trong môi trường có ảnh hưởng lớn đến sự tích lũy trong cơ thể của sinh vật, chúng xâm nhập vào cơ thể sinh vật chủ yếu qua các con đường sinh học như: tiêu hóa, hô hấp, Sự ảnh hưởng của môi trường lên các đối tượng sinh vật khác nhau là khác nhau vì mỗi sinh vật có đặc tính sinh thái riêng, cơ chế hấp thu và đào thải là khác nhau [15]

1.1.4 Giới thiệu về KLN Pb, Cd, Hg [15], [16], [39], [48]

* Chì (Pb): Chì là một kim loại mềm, nặng, độc hại và có thể tạo hình Chì là kim loại tương đối phổ biến, có màu trắng xanh khi mới cắt nhưng bắt đầu xỉn màu thành xám khi tiếp xúc với không khí Trong tự nhiên có nhiều trong khoáng vật chứa chì Trong khí quyển, chì tương đối giàu hơn so với các KLN khác Nguồn chính của chì phân tán trong không khí xuất phát từ đốt cháy các nhiên liệu xăng chì Cùng với các chất gây ô nhiễm khác, chì được loại khỏi khí quyển do các quá trình sa lắng khô và ướt Kết quả là bụi thành phố và đất bên đường ngày càng giàu chì với nồng độ điển hình cỡ vào khoảng 1000-4000 mg/kg ở những nơi có mật độ phương tiện giao thông cao

Tác hại của Pb đến sức khỏe con người: Không khí, nước và thực phẩm bị ô

Trong cơ thể người, chì trong máu liên kết với hồng cầu và tích tụ trong xương Khả năng loại bỏ chì ra khỏi cơ thể rất chậm chủ yếu qua nước tiểu Những biểu hiện của ngộ độc chì cấp tính như nhức đầu, tính dễ cáu, dễ bị kích thích và nhiều biểu hiện khác nhau liên quan đến hệ thần kinh Con người bị nhiễm độc chì lâu dài có thể bị giảm trí nhớ, giảm khả năng hiểu, giảm chỉ số IQ, xáo trộn khả năng tổng hợp hemoglobin có thể dẫn đến bệnh thiếu máu Chì cũng được biết là tác nhân gây ung thư phổi, dạ dày và u thần kinh đệm Nhiễm độc chì có thể gây tác hại đối với khả năng sinh sản, gây sẩy thai, làm suy thoái nòi giống [74]

* Cadimi (Cd): Cadimi là kim loại mềm, màu trắng xanh, dễ nóng chảy Cadimi được sử dụng chủ yếu để sản xuất các loại pin (đặc biệt là Ni – Cd), chế tạo hợp kim, làm chất ổn định trong plastic, làm điện cực ắc quy kiềm, sản xuất chất màu, lớp sơn phủ, các chất mạ kim loại (mạ vỏ ô tô, máy bay và tàu biển) Ngoài ra Cadimi còn có mặt trong phân bón và một số thuốc trừ sâu bởi độc tính để diệt nấm và côn trùng

Cadimi là nguyên tố rất độc Trong tự nhiên cadimi thường được tìm thấy trong các khoáng vật có chứa kẽm Nhiễm độc cadimi gây nên chứng bệnh giòn xương Ở nồng độ cao, cadimi gây đau thận, thiếu máu và phá huỷ tuỷ xương

Phần lớn cadimi thâm nhập vào cơ thể con người được giữ lại ở thận và được đào thải, còn một phần ít (khoảng 1%) được giữ lại trong thận, do cadimi liên kết với protein tạo thành metallotionein có ở thận Phần còn lại được giữ lại trong cơ thể và dần dần được tích lũy cùng với tuổi tác Khi lượng cadimi được tích trữ lớn, nó có thể thế chỗ ion Zn2+ trong các enzim quan trọng và gây ra rối loạn tiêu hoá và các chứng bệnh rối loạn chức năng thận, thiếu máu, tăng huyết áp, phá huỷ tuỷ sống, gây ung thư

Cadimi thâm nhập vào cơ thể chủ yếu qua con đường thực phẩm Theo nhiều nghiên cứu của các chuyên gia thì người hút thuốc lá cũng có nguy cơ nhiễm cadimi

Đã có nhiều bằng chứng cho thấy cadimi có thể gây ung thư qua đường hô hấp Tùy theo mức độ nhiễm độc mà có thể gây ung thư phổi, thủng vách ngăn mũi, đặc biệt có thể gây tổn thương tuyến thận dẫn đến protein tuyến niệu, ảnh hưởng đến nội tiết, máu, tim mạch Nhiễm độc cadimi xảy ra ở nhiều nơi trên thế giới, điển hình là Nhật Bản

Hình 1.1 Sơ đồ chuyển hóa Cd

* Thủy ngân (Hg): Thủy ngân hiện diện và tồn tại trong tự nhiên ở nhiều dạng khác nhau: kim loại, vô cơ và hữu cơ (metyl và etyl thủy ngân) Tất cả những dạng này

có tính độc khác nhau và có thể ảnh hưởng đến sức khoẻ con người Trong môi trường đất, dạng cation Hg2+hiện diện là phổ biến nhất Sự tích tụ thủy ngân trong đất có khuynh hướng tương quan với hàm lượng vật chất hữu cơ Khi thủy ngân kết hợp với các hợp chất hữu cơ và bị biến đổi bởi các vi khuẩn và vi sinh vật trong nước và trầm

tích hình thành các hợp chất khác, nhất là metyl thủy ngân rất độc, bền và tích tụ trong chuỗi thức ăn Trong môi trường biển, hệ vi sinh vật có thể chuyển nhiều hợp chất thủy ngân vô cơ thành metyl thủy ngân và hợp chất này dễ dàng phóng thích từ trầm tích vào nước, sau đó có thể tích tụ trong các sinh vật sống [58] Metyl thủy ngân độc hại đối với hệ thần kinh trung ương và ngoại vi Hít thở hơi thủy ngân có thể ảnh hưởng tổn hại đến hệ thần kinh, tiêu hóa, phổi, thận và có thể tử vong Các muối vô cơ của thủy ngân có thể phá hủy da, mắt, đường tiêu hóa và có thể gây ra sự tổn hại thận nếu hấp thụ [76]

Hình 1.2 Cơ chế lan truyền Hg 1.1.5 Tình hình ô nhiễm KLN trên thế giới và ở Việt Nam

1.1.5.1 Khái quát về ô nhiễm môi trường vùng biển ven bờ [12]

Vùng ven bờ là nơi tương tác giữa đất và biển, bao gồm các môi trường ven bờ cũng như vùng nước kế cận Các thành phần của nó bao gồm các vùng châu thổ, vùng đồng bằng ven biển, các vùng đất ngập nước, các bãi biển và cồn cát, các rạn san hô, các vùng rừng ngập mặn, đầm phá và các đặc trưng ven bờ khác Vùng ven bờ bao gồm sự đa dạng lớn về nơi ở và các hệ sinh thái (như vùng cửa sông, rạn san hô, thảm

cỏ biển, rừng ngập mặn, đầm phá, vũng biển, ) Các hệ sinh thái trên có các đặc điểm vốn có được mô tả như là các chức năng khi chú ý đến phạm vi hệ thống tài nguyên ven bờ Vùng ven bờ đảm bảo năng suất sơ cấp và năng suất thứ cấp để duy trì khu hệ động, thực vật; dự trữ trầm tích và các chất carbon hữu cơ để nâng cao năng suất sinh

Hg2+

CH3Hg+ Sinh vật nhỏ trôi nổi

học; liên kết các hệ sinh thái cần thiết để duy trì chuỗi thức ăn, tuyến di cư và gia tăng sản lượng Các hoạt động ở vùng ven bờ tại nhiều nước đã góp phần đáng kể vào GDP của kinh tế quốc gia Ví dụ như ở Sry Lanka, vùng ven bờ chiếm 24% diện tích đất của

cả nước nhưng đã đóng góp 40% GDP của quốc gia với 50% dân số sống ở đây Nhiều cộng đồng ở vùng Đông Nam Á phụ thuộc vào công nghiệp dầu lửa và tàu thuyền, du lịch ven bờ, nuôi trồng và khai thác thủy sản ven bờ….Ngoài ra, vùng ven bờ là nơi tập trung cao sự định cư của con người và là nơi thích hợp cho sự đô thị hoá Hầu hết các thành phố lớn của các nước vùng Đông Nam Á, cũng như các nước khác trên thế giới nằm ở vùng ven bờ

Ngày nay với tốc độ phát triển kinh tế mạnh mẽ, hoạt động sản xuất và sinh hoạt của con người đã tác động mạnh mẽ đến môi trường sinh thái ven biển theo hướng ngày một xấu đi Chất lượng nước ở các vùng ven biển có biểu hiện ô nhiễm, đặc biệt là tại một số vùng cửa sông và vùng ven biển nơi có các khu dân cư, đô thị tập trung, các cơ sở công nghiệp, các cảng biển Bên cạnh đó, vùng ven bờ là nơi tiếp nhận phần lớn các chất thải từ lục địa theo các dòng chảy sông suối, các chất thải từ các hoạt động trên vùng ven biển như khai thác và nuôi trồng thủy hải sản, hoạt động khai khoáng, bến cảng, khu neo đậu tàu thuyền, du lịch Sự ô nhiễm biển ven bờ rất đa dạng

và có thể kể đến những dạng sau:

Gia tăng nồng độ các chất gây ô nhiễm trong nước biển như dầu mỏ, các KLN, các chất hữu cơ, các hóa chất độc hại,

Gia tăng nồng độ các chất ô nhiễm tích tụ trong trầm tích đáy biển

Suy thoái hệ sinh thái biển như hệ sinh thái san hô, hệ sinh thái rừng ngập mặn, làm suy giảm trữ lượng các loài sinh vật biển và giảm đa dạng sinh học biển

Xuất hiện các hiện tượng như thủy triều đỏ, tích tụ các chất ô nhiễm trong các sinh vật biển và các sản vật lấy từ biển

Các nguồn gây ô nhiễm có thể do các hoạt động sau đây:

+ Hoạt động trong các khu dân cư, đô thị ven biển;

+ Hoạt động công nghiệp tập trung tại khu vực ven biển;

+ Hoạt động khai thác và nuôi trồng thủy sản;

+ Hoạt động giao thông vận tải và sự cố tràn dầu;

+ Khai thác khoáng sản;

+ Hoạt động du lịch và dịch vụ tại các khu du lịch và các khu nghỉ dưỡng ven biển

Ô nhiễm nước biển được xác định bởi một số thông số đặc trưng là chất rắn lơ lững, độ đục, hàm lượng nitrit, nitrat, phốtpho, KLN, hàm lượng dầu và chỉ số coliform Ở các vùng cửa sông ven biển, hiện tượng phù dưỡng hay còn gọi là ưu dưỡng thường xảy ra khi một số lượng lớn các chất dinh dưỡng nitơ, phốt pho (N, P) hoặc các chất hữu cơ thải vào trong nước làm cho hàm lượng ôxy trong nước bị giảm

đi, từ đó làm thay đổi thành phần động vật thuỷ vực Ở trạng thái tự nhiên hàm lượng

N và P khá thấp, nếu các chất dinh dưỡng này được thải vào nước với hàm lượng lớn

sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho số lượng lớn các loài tảo, vi khuẩn (cyanobacteria, aerobic bacteria) phát triển rất nhanh trong một thời gian ngắn Các sinh vật này tiêu thụ rất nhiều oxy, khi hàm lượng oxy thấp thì các vi sinh vật hiếu khí không thể phân huỷ các chất hữu cơ trong nước và như vậy hiện tượng ô nhiễm ngày càng nặng nề Mặc dù các chất ô nhiễm cũng có trong tự nhiên, nhưng các hoạt động kinh tế con người thải ra với số lượng lớn, trong đó có rất nhiều các chất độc hại như thuốc bảo vệ thực vật, KLN… thường tồn lưu rất lâu trong tự nhiên và có khả năng đi vào chuỗi thức ăn, tích lũy sinh học trong cơ thể sinh vật

Theo các số liệu quan trắc môi trường vùng ven biển, hàm lượng các chất rắn lơ lững, nitrit, nitrat, KLN (Zn), dầu, coliform đều cao hơn giá trị cho phép từ 1,5 đến 5 lần Các thông số khác như hàm lượng thuốc trừ sâu, thuốc bảo vệ thực vật và một số KLN khác (Cu, Pb, Cd, As, Hg) có giá trị thấp hơn giá trị cho phép Ô nhiễm vùng ven biển, đặc biệt là ô nhiễm KLN, dầu mỡ và hóa chất độc hại gây ảnh hưởng đến phát triển kinh tế biển Theo báo cáo hiện trạng môi trường Việt Nam năm 2003, chất lượng môi trường biển và vùng ven bờ tiếp tục bị suy giảm theo chiều hướng xấu Môi trường vùng nước ven bờ bị ô nhiễm dầu, kẽm và chất thải sinh hoạt Một số chỉ tiêu khác như chất rắn lơ lững, Si, nitrat, ammonia và photphate cũng ở mức đáng lo ngại Chất lượng trầm tích đáy biển, nơi cư trú của nhiều loài thủy hải sản cũng bị ô nhiễm các loại chất hữu cơ bền và KLN Cũng theo UNEP (1996), lượng chất thải này chỉ chiếm một phần nhỏ trong tổng lượng chất thải nhưng chúng đã tác động xấu đến con người thông qua sự chuyển hóa vật chất trong chuỗi thức ăn

Ô nhiễm biển ven bờ là một vấn đề đã được ghi nhận ở Việt Nam, các số liệu về quy mô ô nhiễm và cụ thể hơn là tác động của nó lại ít được biết đến (bảng 1.1) Đó là

thiếu sót lớn trong hiểu biết về hiện trạng các hệ sinh thái ven biển Việt Nam Ở khu vực vùng ven biển trước đây, ngành thủy sản rất phát triển với những bãi nghêu, sò phong phú và rừng ngập mặn tốt tươi với rất nhiều loài chim về cư trú Ngày nay, tại các vùng ven bờ đã xây dựng các khu công nghiệp, cảng biển phát triển nên tình trạng

ô nhiễm ngày càng gia tăng Việc thải các chất thải chưa qua xử lý xuống sông ngòi đã gây ô nhiễm nặng nề cho vùng ven bờ; các loài thủy sản đánh bắt được ở những vùng ven bờ bị ô nhiễm thường có mùi khó ngửi, đây có thể là hậu quả của việc ô nhiễm dầu

và hóa chất Một hoạt động gây ô nhiễm khác ở vùng ven bờ là nạo vét và khai hoang đất; hoạt động này đang diễn ra khắp nơi để đào sâu các khu neo đậu cho tàu thuyền địa phương đã gây thay đổi về lượng trầm tích lơ lững, thay đổi hệ sinh thái tại các khu vực kế cận, đặc biệt là hệ sinh thái san hô hay cỏ biển…

Bảng 1.1 Tác động môi trường của các KLN, nạo vét và ô nhiễm dầu đối với rạng

san hô, rừng ngập mặn và cỏ biển theo các tài liệu khoa học[12]

Hệ sinh thái KLN Nạo vét Ô nhiễm dầu

Rạn san hô Rửa quặng sắt làm suy

yếu chức năng sinh sản của san hô và tăng tỷ lệ chết của san hô con

Lắng đọng trầm tích tăng làm cho san hô chết từng phần và toàn bộ

Giảm tỷ lệ tăng trưởng của san hô

và tăng tỷ lệ chết của san hô con Rừng ngập

mặn

Cơ chế hấp thụ kim loại của lá cây tích lũy KLN không rõ ràng Hiện tượng rừng ngập mặn bị chết được ghi nhận ở các vùng lắng động kim loại nhưng điều này có thể do

rễ trần trên đất bị nghẹt thở hơn là do tác động trực tiếp của kim loại

Mặc dù rừng ngập mặn thường phát triển ở những vùng nước đục, bùn Tuy nhiên, chúng không chịu được khi bị phủ một lớp trầm tích dày lên rễ trần của mình

Ô nhiễm dầu làm rừng ngập mặn chết

do các rễ trần bị ngạt thở và các hệ động vật đáy sống bám rễ trần có tỷ lệ chết cao

Cỏ biển Cỏ biển được xem là kho

dự trữ KLN Mức trầm tích kim loại được phản ảnh qua rễ, lá và thân rễ

Sự tích lũy KLN dẫn đến giảm tăng trưởng và rối loạn sinh lý học của tế bào lá

Lắng đọng trầm tích làm giảm ánh sáng gây hạn chế tăng trưởng và sinh sản của cỏ biển

Nạo vét gây phá vỡ cấu trúc trầm tích

Ô nhiễm dầu làm chết các thảm cỏ biển ở các vùng biển nông và tất cả các hệ động vật liên quan

1.1.5.2 Tình hình ô nhiễm KLN trong trầm tích tại các vùng cửa sông, ven biển

trên thế giới và ở Việt Nam

Trên thế giới: Trong những năm gần đây, ô nhiễm kim loại ở môi trường biển đã gia tăng do dân số toàn cầu gia tăng và sự phát triển công nghiệp [54] Ô nhiễm KLN ở nhiều vùng cửa sông, vùng ven biển trên thế giới đã được biết từ lâu bởi tính độc hại

đe dọa đến sự sống của sinh vật thủy sinh, gây nguy cơ cho sức khỏe của con người Tại Úc, ô nhiễm Pb và Zn là một trong những điều đáng quan tâm do ảnh hưởng độc hại của chúng lên hệ sinh thái tại các cửa sông, với hàm lượng rất cao 1000μg/gPb,

2000 μg/gZn có thể tìm thấy trong các trầm tích bị ô nhiễm Ở Anh, hàm lượng chì vô

cơ trong trầm tích cửa sông biến động từ 25 μg/gtrong khu vực không bị ô nhiễm đến hơn 2700 μg/gở cửa sông Gannel nơi nhận chất thải từ việc khai thác mỏ chì [56] Hàm lượng của các hợp chất chì này có lẽ có nguồn gốc do sử dụng xăng dầu pha chì Hàm lượng Cd cũng được xác định ở Anh tại các cửa sông không bị ô nhiễm với hàm lượng 0.2 μg/g, tại các cửa sông bị ô nhiễm nặng hàm lượng này có thể lên đến 10 μg/g [56]

Hàm lượng KLN trong trầm tích tại vùng cửa sông, vùng ven biển trên thế giới nơi có rừng ngập mặn cũng đã được xác định từ ít bị ô nhiễm cho đến ô nhiễm nặng Hàm Pb trong trầm tích rừng ngập mặn Sai Keng, Hong Kong với hàm lượng 58,2 μg/g [71] Hàm lượng Pb và Cd trong trầm tích rừng ngập mặn Avicennia marina, vịnh Shenzhen với hàm lượng tương ứng 28,7 μg/g và 0,136 μg/gtương ứng [77]

Tại Việt Nam, các KLN được quan trắc ở tất cả các khu vực biển ven bờ và ngoài khơi Việt Nam là Cu, Zn, As, Cd, Pb, Hg và Zn Đối với vùng biển ven bờ, hàm lượng trung bình biến động trong khoảng 19,67- 60,83 (mg/l), cao hơn giới hạn cho phép đối với nước biển ven bờ dùng cho nuôi trồng thuỷ sản (TCCP 10 mg/l) Các giá trị cực đại quan trắc được ở các trạm Cửa Lục, Đồ Sơn, Sầm Sơn, Rạch Giá vượt quá giới hạn cho phép đối với nước biển ven bờ cho mọi mục đích sử dụng (TCCP 100 mg/l) Ở các khu vực ngoài khơi, hàm lượng Zn cũng khá cao, trong khoảng 1,0-78,95 mg/l Khu vực có hàm lượng cao là Côn Đảo và Cà Mau Hàm lượng kẽm trong nước biển vào mùa mưa lũ thấp hơn mùa khô Hàm lượng trung bình Cu dao động trong khoảng 4,00-11,68 mg/l, giá trị cực đại là 50,90 mg/l ở khu vực Phú Quý

Theo các số liệu quan trắc và nghiên cứu về KLN trong trầm tích biển ven bờ cho thấy, tại các cửa sông, ven biển nước ta đã có dấu hiệu tích tụ ô nhiễm các KLN trong trầm tích Kết quả thống kê hàm lượng các KLN trong trầm tích tại các vùng cửa sông, ven biển ở Việt Nam được thể hiện ở bảng 1.2

Bảng 1.2 Hàm lượng các KLN trong trầm tích vùng cửa sông, ven biển Việt Nam

theo các số liệu đã công bố Hàm lượng các KLN trong trầm tích

So với QCVN 43:2012/BTNMT, giá trị giới hạn cho phép về KLN đối với trầm tích nước mặn, lợ (tính theo khối lượng khô) như sau: đối với Pb là 112 mg/kg, đối với

Cd là 4,2 mg/kg, đối với Hg là 0,7 mg/kg Có thể nhận thấy nồng độ các KLN trong trầm tích ở nhiều vùng cửa sông và biển ven bờ ở nước ta còn rất thấp so với giá trị cho phép

1.1.5.3 Cơ chế tích lũy KLN ở các vùng cửa sông và ven biển

Chất ô nhiễm được chia làm nhiều loại theo các đặc trưng khác nhau Theo dạng tồn tại: chất ô nhiễm có thể là thể rắn, lỏng khí; theo bản chất: kim loại, hợp chất hóa học; theo nguồn gốc phát sinh: tự nhiên, nhân tạo (công nghiệp, nông nghiệp) Theo hành vi tác động và khả năng tích lũy trong môi trường, chất ô nhiễm được chia làm 2 nhóm lớn: chất ô nhiễm có ngưỡng và chất ô nhiễm không có ngưỡng

Tác động của chất ô nhiễm có ngưỡng trong môi trường tới sinh vật và con người chỉ biểu hiện khi nồng độ của chúng thấp hơn hoặc cao hơn các giá trị nào đó Trong khoảng hai mức nồng độ thấp và cao trên, không quan sát thấy tác động tiêu cực của chất ô nhiễm Thuộc về chất ô nhiễm có ngưỡng là các nguyên tố dinh dưỡng và hợp chất của chúng như: N, P, S, C, O, I, F, Fe, Ca, Mg,…Các nguyên tố trên trực tiếp tham gia vào các chu trình sinh lý, sinh hóa của cơ thể sinh vật, nên sự dư thừa hay thiếu hụt của chúng trong cơ thể sinh vật gây ra tác động tiêu cực đối với sinh vật Loại chất ô nhiễm này thường không tích lũy trong cơ thể sinh vật nhưng gây nên sự thay đổi thành phần và tính chất môi trường xung quanh, làm cho điều kiện sống của sinh vật thay đổi (phù dưỡng, thiểu dưỡng), thay đổi tỷ lệ các loài và cân bằng sinh thái của hệ sinh thái

Loại chất ô nhiễm không có ngưỡng có vai trò quan trọng trong nghiên cứu môi trường và ô nhiễm Đây là các nguyên tố không giữ vai trò dinh dưỡng quan trọng đối với sinh vật và con người Chúng đi vào chuỗi thức ăn của sinh vật và con người nhưng không tham gia trực tiếp vào chu trình sinh lý, sinh hóa của cơ thể sống Vì vậy chúng khó bị loại bỏ khỏi cơ thể sinh vật như các chất ô nhiễm có ngưỡng, nên thường tích lũy trong các cơ quan bài tiết, sinh hóa như gan, thận, mỡ động vật; rễ, củ, lá ở thực vật Sự tích lũy này cao dần theo thời gian trong từng cơ thể sinh vật và lũy tiến trong các bậc thức ăn của chuỗi hoặc lưới thức ăn Hệ số tích lũy chất ô nhiễm loại này

ở một bậc thức ăn trong chuỗi thức ăn khoảng 100 lần Thuộc về loại chất ô nhiễm không có ngưỡng là các nguyên tố KLN độc hại (Hg, As, Sb, Cd, Pb, Cr, Co, Mo,…),

các loại thuốc trừ sâu (DDT, DDE, Lindan,…), chất diệt cỏ và các hợp chất hóa học vô

cơ hay hữu cơ do con người tạo ra trong cuộc sống của mình Loại chất ô nhiễm không

có ngưỡng này cũng thường tích lũy trong môi trường và là đối tượng chủ yếu của các nghiên cứu về ô nhiễm môi trường khu vực ven biển

Kim loại nặng là chất ô nhiễm không có ngưỡng điễn hình, nồng độ tan trong nước của chúng rất thấp, thấp hơn nồng độ tương ứng của chúng trong huyền phù khoảng 100 lần Như vậy, phần lớn KLN được dòng chảy bề mặt và sông từ lục địa mang ra biển dưới dạng hấp thụ trên bề mặt các hạt huyền phù có thành phần chính là keo sét mang điện tích âm Dung tích hấp thụ KLN và trao đổi ion của các hạt keo sét thường khá lớn từ 3-150 mg đương lượng kim loại/100g sét Khi ra đến vùng của sông

và ven biển, do môi trường hóa lý của nước thay đổi từ axit và trung tính (pH=6-7) sang môi trường kiềm (pH=7,5-8,2), phần lớn các hạt keo sét mang KLN sẽ bị keo tụ

và lắng xuống thành trầm tích hạt mịn ở các vùng cửa sông, ven biển Khu vực phân

bố các hạt trầm tích hạt mịn và các hạt keo sét thường phân bố ở các vùng nước yên tĩnh và lặng sóng gần bờ KLN tích tụ trong trầm tích hạt mịn được các sinh vật sống đáy tiếp tục tích lũy theo chuỗi thức ăn trong các mô của cơ thể Như vậy, sự tích lũy KLN trong trầm tích và sinh vật vùng cửa sông ven biển là hai quá trình xảy ra đồng thời

và có quan hệ mật thiết với nhau [22]

Ngoài ra, hàm lượng của các KLN hoạt tính trong trầm tích bị chi phối bởi hàm lượng của chúng trong vật lơ lững Sau khi lắng đọng trong trầm tích, các KLN phải trải qua quá trình biểu sinh sớm và chính quá trình ngày có ảnh hưởng nhiều đến chất lượng môi trường nước Mặc khác, quá trình phân hủy chất hữu cơ và oxy hóa các sulfua trong vật lơ lững và trầm tích cũng có thể phóng thích một lượng nhất định các KLN vào môi trường nước Cường độ của các quá trình này phụ thuộc nhiều vào các điều kiện thủy văn Trong điều kiện phong phú oxy hòa tan (mùa mưa) các kim loại trong phần hữu cơ có thể được phóng thích một phần vào cột nước, các sulfua không tan cũng có thể chuyển sang dạng sunfat hòa tan Quá trình này chỉ làm thay đổi các dạng của kim loại trong nước mà không làm thay đổi hàm lượng của chúng Trái lại, trong điều kiện oxy hòa tan trong nước tầng đáy thấp (mùa hè, động lực biển yếu) sẽ chuyển các KLN trong phần khử sang dạng dễ tan và tham gia trở lại môi trường nước Đây là quá trình có vai trò quan trọng trong việc phóng thích các KLN đã lắng đọng

1.1.5.4 Tình hình nghiên cứu sự tích tụ Pb, Cd, Hg trong môi trường và động vật

thủy sản trên thế giới và ở Việt Nam

Trên thế giới, việc nghiên cứu kiểm soát hàm lượng KLN trong môi trường và trên động vật thủy sản được thực hiện ở nhiều nước, trên nhiều đối tượng và vùng biển khác nhau

Hầu hết các trang trại nuôi tôm trên thế giới được đặt gần bờ biển và nước từ các vùng ven biển được sử dụng để nuôi tôm Tuy nhiên, phần lớn nước ven biển thường bị ô nhiễm bởi nhiều loại chất ô nhiễm và các tác nhân gây bệnh cho con người

mà tác nhân chính là do các hoạt động của con người [67] Để giảm thiểu các tác động của ô nhiễm môi trường nước biển ven bờ và ô nhiễm KLN đến hệ sinh thái, đến nghề nuôi trồng thủy sản và con người tiêu thụ các sản phẩm này, nhiều nghiên cứu được thực hiện để giám sát và đã phát hiện sự phân bố của các KLN trong môi trường nước, trầm tích và động vật thủy sản Các nghiên cứu về ảnh hưởng của KLN đến động vật thủy sản cũng được quan tâm thực hiện, kết quả chỉ ra rằng KLN có thể gây ra sự thay đổi cấu trúc trong mang của nhiều sinh vật thủy sản và ảnh hưởng đến khả năng hấp thu oxy Năm 2005, Jui-Pin Wu, Hon-Cheng Chen nghiên cứu về metallothionein và

sự tích lũy KLN (Cd, Zn) trong tôm thẻ chân trắng trong điều kiện nuôi phòng thí nghiệm Kết quả cho thấy có sự tích lũy hàm lượng các KLN trong gan, tụy và mô cơ của tôm nuôi [67]

Một cuộc khảo sát sinh thái được Cheung KC, Wong MH thực hiện năm 2006

để xác định nồng độ các chất dinh dưỡng và KLN trong trầm tích và tích lũy sinh học

của các KLN trong cá và tôm, bao gồm cá rô phi (Oreochromis mossambicus x O

nilotica), cá đối xám (Mugil cephalus), tôm nuôi trong ao nuôi truyền thống tại khu

bảo tồn thiên nhiên Mai Po, Hong Kong Kết quả cho thấy các mẫu trầm tích thu thập

từ các vùng đất liền chứa hàm lượng chất dinh dưỡng cao hơn, cũng như kẽm (Zn), crom (Cr) Ngược lại đồng (Cu), niken (Ni) và cadmium (Cd) thấp hơn so với những mẫu thập từ các vùng đất ven biển Tất cả các kim loại nghiên cứu dường như tích tụ trong nội tạng cá và tôm đã được tìm thấy Cá rô phi và tôm thịt thu thập từ các ao nuôi đã bị ô nhiễm bởi Cr và Pb nhưng vẫn phù hợp cho người tiêu dùng [57]

Nghiên cứu được thực hiện năm 2011 bởi Rajkumar, John Milton và Arockia Rita về sự tích lũy một số KLN Cd, Cu, Pb, Zn trong tôm sú (Penaeus monodon), kết quả cho thấy KLN tích lũy trong tôm sú được sắp xếp theo thứ tự Cu>Zn>Pb>Cd [69]

Ngoài ra cũng có rất nhiều các nghiên cứu về sự tích lũy KLN trong cá, hầu, vẹm xanh…Điển hình như nghiên cứu của Javed.M, Usmani.N về tích lũy của KLN trong cá và một số vấn đề liên quan đến sức khỏe con người [66]; nghiên cứu của Muhammad Reza Cordova, Neviaty P Zamani, Fredinan Yulianda về hàm lượng KLN trong vẹm xanh ở Indonesia [65] Các kết quả điều cho thấy có sự hiện diện của các KLN trong các đối tượng nghiên cứu

Ở Việt Nam, trong những năm gần đây, ô nhiễm môi trường ven biển đã được quan tâm nghiên cứu Mạng lưới quan trắc Ngành Thủy Sản được thành lập từ năm

2002 với mục đích giám sát chất lượng nước phục vụ cho nuôi trồng thủy sản [42] Bên cạnh đó, vấn đề ô nhiễm KLN trong môi trường và sự tích lũy của chúng trong các đối tượng vật thủy sinh được các nhà khoa học quan tâm nghiên cứu [18], [25], [26], [29], [30] Tuy nhiên, các nghiên cứu thường chỉ chú trọng đến các đối tượng có khả năng tích lũy sinh học cao như nhuyễn thể hai mãnh vỏ để làm chỉ thị sinh học môi trường đánh giá mức độ ô nhiễm thủy vực mà chưa quan tâm nhiều đến vấn đề vệ sinh an toàn thực phẩm của nguyên liệu sau thu hoạch

Năm 2001, Ks.Đinh Văn Tiên (Sở thủy sản Bình Định) đã tiến hành điều tra, đánh giá và kiểm soát dư lượng một số chất độc hại ở môi trường và sản phẩm tôm sú tại Bình Định; kết quả chỉ ra rằng hàm lượng KLN đã phát hiện trong tôm sú thương phẩm, nguồn gây dư lượng các chất độc hại có thể từ môi trường hơn là từ thức ăn Tác giả cho rằng dư lượng KLN trong thịt tôm có thể từ nhiều nguồn: xăng dầu từ các tàu neo đậu tại bến, cảng, nước thải từ các vùng sản xuất nông nghiệp, các loại hoá chất dùng trong xử lý nước, cải tạo ao, diệt tạp…, đồng thời hàm lượng KLN trong thịt tôm cao hơn trong môi trường nuôi bởi khả năng tích lũy của chúng [44]

Năm 2005, Nguyễn Trọng Lực-Viện Nghiên cứu Nuôi trồng Thủy sản III đã nghiên cứu sự hiện diện của các KLN như As, Cd,Cu, Hg, Mn, Pb, Zn trong nước đất

ở một số vùng nuôi tôm tại Khánh Hòa và Ninh Thuận, kết quả cho thấy hàm lượng một số KLN trong mẫu nước tại Khánh Hòa dao động như sau: Pb (1,4 – 10,2 µg/L),

Hg (0,02-0,15 µg/L), Cd (0,36-2,70 µg/L); trong mẫu đất hàm lượng KLN di động Pb (0,13-0,67mg/kg), Hg (0,8.10-3-4,4.10-3 mg/kg), Cd (21,4 10-3 - 53,6.10-3 mg/kg) [28] Năm 2007, trong khuôn khổ đề tài khoa học nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến sự suy thoái môi trường và đề suất các giải pháp sử dụng đất và nước ở các vùng nuôi

đã một lần nữa khẳng định sự hiện diện của các kim loại này tại các vùng nuôi đang suy giảm năng suất tại Khánh Hòa và Ninh Thuận [41]

Năm 2008, nhóm nghiên cứu Phạm Kim Phương, Nguyễn Thị Dung, Chu Phạm Ngọc Sơn nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ Cd, Pb, As lên sự tích lũy và đào thải

của nghiêu (Meretrix lyrata) [35] Năm 2009, Nguyễn Văn Khánh và Phạm Văn Hiệp

đã nghiên cứu sự tích lũy Cd và Pb của loài hến (Corbicula sp.) vùng của sông ở thành

phố Đà Nẵng Kết quả cho thấy đối với Pb: 0,37 ± 0,23 – 0,51 ± 0,25 ppm (trọng lượng tươi) và Cd: 1,67 ± 1,35 – 2,10 ± 1,10 ppm [25]

Gần đây Ts Nguyễn Thuần Anh đã nghiên cứu hàm lượng thủy ngân trong các loài hải sản tiêu thụ phổ biến ở Nha trang với mục đích cung cấp những thông tin có giá trị cho việc đánh giá phơi nhiễm và đánh giá nguy cơ của người dân thành phố Nha Trang đối với thủy ngân do tiêu thụ các loài hải sản được tiêu dùng phổ biến Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng, hàm lượng thuỷ ngân trong các loài hải sản được tiêu dùng phổ biến ở các chợ của Nha Trang nằm trong khoảng 0,02-0,087 mg/kg và dưới giới hạn tối đa của qui định Việt Nam, Châu Âu và Codex [13], [14]

Chương trình giám sát dư lượng các chất độc hại trên thủy sản nuôi do Cục quản

lý chất lượng nông lâm và thủy sản thực hiện Kết quả giám sát tại khu vực miền Trung năm 2011 cho thấy, không có mẫu nào trong tổng số 50 mẫu tôm nuôi với 150 lượt được phân tích KLN vượt quá giới hạn cho phép Tuy nhiên đến năm 2012, trong tổng số 52 mẫu thủy sản nuôi với 156 lượt được phân tích KLN đã có 35/52 mẫu thủy sản phát hiện có KLN (Hg: 3,43- 286,6 ppb; Cd: 0,7 – 311,1 ppb; Pb: 6,0- 459,3 ppb) [10]

1.2 Tổng quan về tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) và khu vực nghiên cứu

1.2.1 Tổng quan tôm thẻ chân trắng

1.2.1.1 Sơ lược về tôm thẻ chân trắng [52]

Tôm chân trắng (Litopenaeus vannamei) cùng với tôm sú (P.monodon) là các

đối tượng nuôi quan trọng nhất của nghề nuôi tôm thế giới trong giai đoạn hiện nay Nhờ có giá trị dinh dưỡng rất cao, dễ nuôi, lớn nhanh và sản lượng lớn nên tôm chân trắng được nuôi phổ biến ở Tây Bán cầu không kém gì tôm sú ở Châu Á Bên cạnh tôm sú, tôm chân trắng đã và đang được người tiêu dùng ở các thị trường lớn ưa chuộng Mỹ là thị trường tiêu thụ tôm chân trắng lớn nhất, tiếp theo là thị trường Châu

Âu và Nhật Bản Tôm thẻ chân trắng được phân loại như sau:

- Ngành: Arthropoda (Chân khớp)

- Lớp: Crustacea (Giáp xác)

- Bộ: Decapoda (Mười chân)

- Họ: Penaeidae (Tôm he)

- Giống: Litopenaeus

- Loài: Litopenaeus vannamei hay Penaeus

vannamei (Boone, 1931)

Hình 1.3: Hình ảnh về tôm thẻ chân trắng

Tên tiếng Anh: White leg shrimp

Tên tiếng Việt: Tôm thẻ chân trắng hay tôm chân trắng

Nguồn gốc: Tôm thẻ chân trắng có nguồn gốc chủ yếu ở ven biển tây Thái Bình Dương, châu Mỹ, từ ven biển Mehico đến miền trung Peru, nhiều nhất ở biển gần Ecuado Đặc điểm sinh thái và tập tính sống: Tôm thẻ chân trắng sống ở vùng biển tự nhiên có các điểm sau: đáy cát, độ sâu 0-72m, nhiệt độ nước ổn định từ 25-320C, độ mặn từ 28-34, pH 7,7-8,3 Tôm trưởng thành phần lớn sống ở ven biển gần bờ, tôm con ưa sống ở các khu vực cửa sông giàu sinh vật và thức ăn Ban ngày tôm vùi mình

ở đáy, ban đêm mới bò đi kiếm ăn

Đặc điểm dinh dưỡng và khả năng tăng trưởng: Tôm thẻ chân trắng là loài ăn tạp, tôm ăn cả thức ăn có nguồn gốc động vật và thực vật Trong quá trình nuôi, người ta

nào cũng đầy thức ăn kể cả sau khi ăn vài giờ Chúng không chỉ ăn thức ăn do con người cung cấp mà còn ăn cả thức ăn tụ nhiên có sẵn trong ao như tảo, sinh vật phù du, sinh vật đáy Sau nhiều giờ cho ăn, thức ăn trong ruột tôm thường có màu đen hoặc tối

vì sắc tố từ tảo và các sinh vật đáy khác mà chúng ăn Thức ăn cho tôm thẻ chủ yếu gồm các thành phần: protein, lipit, gluxit, vitamin và muối khoáng….nhưng không đòi hỏi hàm lượng protein cao như tôm sú (40%) chỉ cần 30% là thích hợp

Tôm có tốc độ tăng trưởng nhanh, trong điều kiện nuôi với môi trường sinh thái phù hợp, tôm có khả năng đạt 8-10g trong 60-80 ngày, hay đạt 35-40g trong khoảng

180 ngày Tôm tăng trưởng nhanh hơn trong 60 ngày nuôi đầu, sau đó mức tăng trọng giảm dần theo thời gian nuôi

1.2.2.2 Tình hình nuôi tôm thẻ chân trắng trên thế giới [78], [79]

Tôm thẻ chân trắng được nuôi vào khoảng thập niên 80 Đến năm 1992, tôm thẻ

đã được nuôi phổ biến trên thế giới, nhưng chủ yếu tập trung ở các nước Nam Mỹ Trước năm 2000, nhiều nước Đông Nam Á đã tìm cách hạn chế phát triển tôm chân trắng do sợ lây bệnh cho tôm sú Nhưng sau đó, do lợi nhuận cao và những ưu điểm rõ rệt ở loài tôm này đã khiến người dân ở nhiều nước tiến hành nuôi tự phát Trước năm

2003, các nước có sản lượng tôm nuôi lớn nhất thế giới như Thái Lan, Trung Quốc, Inđônêxia, Ấn Độ chủ yếu nuôi tôm sú hay tôm bản địa Nhưng sau đó, đã tập trung phát triển mạnh đối tượng tôm chân trắng và sản lượng tôm thẻ chân trắng trên thế giới đạt khoảng 1 triệu tấn vào năm 2003 Đến năm 2004, tôm chân trắng dẫn đầu về sản lượng tôm nuôi, đóng góp trên 50% tổng sản lượng tôm nuôi trên thế giới Năm 2007, tôm chân trắng chiếm 75% tổng sản lượng tôm nuôi toàn cầu và là đối tượng nuôi chính ở ba nước châu Á (Thái Lan, Trung Quốc, Inđônêxia), ba nước này cũng chính

là những quốc gia dẫn đầu thế giới về nuôi tôm Trung Quốc có sản lượng tôm thẻ chân trắng cao nhất thế giới đạt khoảng 1,3 triệu tấn vào năm 2012 Hình thức nuôi chủ yếu là thâm canh và siêu thâm canh Dự kiến sản lượng tôm thẻ chân trắng đạt sản lượng khoảng 6 triệu tấn vào năm 2015

1.2.2.3 Tình hình nuôi tôm thẻ chân trắng và tiềm năng phát triển ở Việt Nam [78], [79]

Đầu những năm 2000, Việt Nam hạn chế phát triển nuôi tôm thẻ chân trắng vì có thể lây bệnh cho tôm sú Đến năm 2006, ngành thủy sản đã cho phép nuôi bổ sung tôm

chân trắng tại các tỉnh từ Quảng Ninh đến Bình Thuận, nhưng vẫn cấm nuôi tại khu vực Đồng Bằng Sông Cửu Long Đầu năm 2008, nhận thấy thị trường thế giới đang có

xu hướng tiêu thụ mạnh mặt hàng tôm thẻ chân trắng của Thái Lan, Trung Quốc… và sản phẩm tôm sú nuôi của Việt Nam bị cạnh tranh mạnh, hiệu quả sản xuất thấp do dịch bệnh Ngày 25/01/2008, Bộ NN&PTNT ban hành chỉ thị số 228/CT-BNN-NTTS

về việc phát triển nuôi tôm thẻ chân trắng tại các tỉnh phía Nam, từ đó việc sản xuất con giống và nuôi thương phẩm tôm thẻ chân trắng không ngừng tăng lên Nhiều địa phương trong cả nước đã phát triển nuôi tôm chân trắng nhằm đa dạng đối tượng nuôi Diện tích nuôi tôm sú dần được thay thế bằng nuôi tôm thẻ, do vậy sản lượng tôm thẻ chân trắng cũng dần tăng theo

Bảng 1.3 Diện tích và sản lượng tôm sú, thẻ ở Việt Nam năm 2009

Chỉ tiêu Tôm sú Tôm thẻ chân trắng

Năm 2012, cả nước có trên 185 cơ sở sản xuất giống tôm chân trắng, sản xuất được gần 30 tỷ con Số trại sản xuất tôm chân trắng và tôm sú chủ yếu tập trung tại các tỉnh Nam Trung Bộ, trong đó Ninh Thuận, Bình Thuận, Khánh Hoà và Phú Yên chiếm

khoảng 40% trong tổng số trại sản xuất giống tôm của cả nước (tương đương với 623 trại) Sản lượng giống tôm nước lợ ở khu vực này chiếm khoảng 70% tổng sản lượng giống tôm của cả nước Bên cạnh đó, các tỉnh Bạc Liêu, Cà Mau, Kiên Giang cũng là những địa phương sản xuất giống tôm chân trắng cung cấp lượng lớn tôm giống cho thị trường

Về nuôi thương phẩm: Từ một số mô hình nuôi thương phẩm thành công, tôm chân trắng đang ngày càng được các hộ nuôi trồng thuỷ sản quan tâm phát triển Năm

2012, trong khi diện tích thả giống tôm sú đạt 619,4 nghìn ha (giảm 7,1% so với năm 2011) và sản lượng thu hoạch 298,6 nghìn tấn (giảm 6,5% so với năm 2011); thì diện tích thả giống tôm chân trắng tăng15,5%, đạt xấp xỉ 38,2 nghìn ha; sản lượng thu hoạch tăng 3,2%, đạt 177,8 nghìn tấn Trong đó, diện tích nuôi tôm thẻ chân trắng tập trung chủ yếu ở vùng duyên hải miền Trung và Đồng bằng Sông Cửu Long, chiếm khoảng 94 % diện tích của cả nước

Theo tính toán của các chuyên gia thuỷ sản, chi phí sản xuất tôm chân trắng nguyên liệu thông thường chỉ bằng 0,4-0,5 chi phí sản xuất tôm sú Bên cạnh đó, tiềm năng đất đai, diện tích mặt nước phục vụ cho nghề nuôi tôm thẻ chân trắng ở nước ta rất lớn, với bờ biển dài 3.260 km và 290.000 ha diện tích bãi biển, mạng lưới sông ngòi chằng chịch Do vậy tiềm năng đầu tư phát triển tôm chân trắng ở nước ta là rất lớn và cần tích cực khai thác

1.2.3 Tổng quan tỉnh Khánh Hòa [11][31]

1.2.3.1 Vị trí địa lý

Khánh Hòa là một tỉnh duyên hải Nam Trung Bộ của nước ta, có phần lãnh thổ trên đất liền nhô ra xa nhất về phía biển Đông Phía Bắc giáp tỉnh Phú Yên, điểm cực bắc: 12052'15'' vĩ độ Bắc Phía Nam giáp tỉnh Ninh Thuận, điểm cực nam: 11042' 50''

vĩ độ Bắc Phía Tây giáp tỉnh Đăk Lắk, Lâm Đồng, điểm cực tây: 108040’33'' kinh độ Đông Phía Đông giáp Biển Đông, điểm cực đông: 109027’55'' kinh độ Đông; tại mũi Hòn Đôi trên bán đảo Hòn Gốm, huyện Vạn Ninh, cũng chính là điểm cực đông trên đất liền của nước Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam Ngoài phần lãnh thổ trên đất liền, tỉnh Khánh Hòa còn có vùng biển, vùng thềm lục địa, các đảo ven bờ và huyện đảo Trường Sa Bên trên phần đất liền và vùng lãnh hải là không phận của tỉnh Khánh Hòa Tỉnh Khánh Hòa có diện tích tự nhiên là 5.197km2 (kể cả hơn 200 đảo và quần đảo), đứng vào loại trung bình so với cả nước, trong đó, bờ biển dài 385km với nhiều

cửa lạch, đầm, vịnh, nhiều đảo và vùng biển rộng lớn; đặc biệt huyện đảo Trường Sa là nơi có vị trí kinh tế, an ninh quốc phòng trọng yếu

1.2.3.2 Bờ biển và biển ven bờ

Khánh Hòa là một trong những tỉnh có đường bờ biển dài và đẹp nhất Việt Nam Đường bờ biển kéo dài từ xã Đại Lãnh tới cuối vịnh Cam Ranh, có độ dài khoảng 385

km tính theo mép nước với nhiều cửa lạch, đầm, vịnh, cùng khoảng 200 đảo lớn, nhỏ ven bờ và các đảo san hô của quần đảo Trường Sa Khánh Hòa có 06 đầm và vịnh lớn, gồm: Đại Lãnh, vịnh Vân Phong, Hòn Khói, Đầm Nha Phu, vịnh Nha Trang và vịnh Cam Ranh

1.2.3.3 Sông ngòi

Sông ngòi ở Khánh Hòa nhìn chung ngắn và dốc, cả tỉnh có khoảng 40 con sông dài từ 10km trở lên, tạo thành một mạng lưới sông phân bố khá dày Hầu hết, các con sông đều bắt nguồn tại vùng núi phía Tây trong tỉnh và chảy xuống biển phía Đông Dọc bờ biển, cứ khoảng 5-7 km có một cửa sông Hai dòng sông lớn nhất tỉnh là Sông Cái (Nha Trang) và sông Dinh (Ninh Hòa)

+ Sông Cái Nha Trang có độ dài 79km, bắt nguồn từ hòn Gia Lê cao 1.812 m, chảy qua hai huyện Khánh Vĩnh, Diên Khánh, thành phố Nha Trang và đổ ra biển Khả năng thoát nước của sông Cái Nha Trang rất kém, nhất là trong mùa lũ, khi nước

ở nguồn dồn về nhanh, đột ngột kết hợp với triều cường rất dễ gây ra lũ lớn Sông Cái Nha Trang là dạng sông gây bất lợi cho sản xuất và môi sinh Tuy vậy, sông Cái Nha Trang có tiềm năng về thủy điện và là nguồn nước chủ yếu cung cấp cho sản xuất và đời sống của nhân dân trong vùng

+ Sông Cái Ninh Hòa (còn gọi là sông Dinh, sông Vĩnh An, sông Vĩnh Phú ) bắt nguồn từ vùng núi Chư H Mư (đỉnh cao 2.051m) thuộc dãy Vọng Phu Sông Cái Ninh Hòa có dạng nan quạt, với tổng diện tích lưu vực 985km2 , bao trùm toàn bộ huyện Ninh Hòa Sau khi chảy qua thị trấn Ninh Hòa, sông lại chia ra nhiều nhánh nhỏ như lạch Nga Hầu, lạch Nga Dã, lạch Ngòi Sau, lạch Cồn Ngao, rồi qua cứa Hà Liên đổ ra đầm Nha Phu Chính nhờ sự điều hòa của đầm Nha Phu mà triều mặn vào sông có giảm bớt Đây là dạng sông ít thuận lợi cho sản xuất và môi sinh Tuy nhiên sông Cái Ninh Hòa

có tiềm năng thủy điện lớn hơn sông Cái Nha Trang Thác Eakrôngru có công suất 22.000 kw điện, ở thượng lưu có hồ Đá Bàn, tưới tiêu cho 4.500ha Sông Cái Ninh

1.2.3.4 Khí hậu

Khánh Hòa nằm trong khu vực khí hậu nhiệt đới gió mùa Song khí hậu có những nét biến dạng độc đáo với các đặc điểm riêng biệt So với các tỉnh thành phía Bắc từ Đèo Cả trở ra và phía Nam từ Ghềnh Đá Bạc trở vào, khí hậu ở Khánh Hòa tương đối ôn hòa hơn Thường chỉ có 2 mùa rõ rệt là mùa mưa và mùa nắng Mùa mưa ngắn, từ khoảng giữa tháng 9 đến giữa tháng 12 dương lịch, tập trung vào tháng 10 và tháng 11, lượng mưa thường chiếm trên 50% lượng mưa trong năm Những tháng còn lại là mùa nắng, trung bình hàng năm có tới 2.600 giờ nắng Nhiệt độ trung bình hàng năm của Khánh Hòa cao khoảng 26,7°C riêng trên đỉnh núi Hòn Bà có khí hậu như Đà Lạt và Sa Pa Độ ẩm tương đối khoảng 80,5%

Từ tháng 1 đến tháng 8, có thể coi là mùa khô, thời tiết thay đổi dần Những tháng đầu mùa, trời mát, nhiệt độ từ 17-25°C, nhưng từ tháng 5 đến tháng 8 trời nóng nực, nhiệt độ có thể lên tới 34°C (ở Nha Trang) và 37-38°C (ở Cam Ranh) Tháng 9 đến tháng 12, được xem như mùa mưa, nhiệt độ thay đổi từ 20-27°C (ở Nha Trang) và 20-26°C (ở Cam Ranh) Khánh Hòa là vùng ít gió bão, tần số bão đổ bộ vào Khánh Hòa thấp chỉ có khoảng 0,82 cơn bão/năm so với 3,74 cơn bão/năm đổ bộ vào bờ biển nước ta, các trận bão được dự đoán sẽ đổ bộ vào Khánh Hòa trong những năm gần đây thường lệch hướng vào Nam hoặc tan ngay khi gần vào bờ Tuy vậy, do địa hình sông suối có độ dốc cao nên khi có bão kèm theo mưa lớn, làm nước dâng cao nhanh chóng, trong khi đó sóng bão và triều dâng lại cản đường nước rút ra biển, nên thường gây ra lũ lụt, tác hại đến sản xuất và đời sống của nhân dân

Từ những phân tích trên cho thấy, tỉnh Khánh Hòa có lợi thế về nuôi trồng thủy sản ven biển Tuy nhiên, hệ thống sông ngòi của tỉnh Khánh Hòa là các dạng sông ít thuận lợi cho sản xuất và môi sinh Các nhánh sông đổ ra biển mang theo các chất ô nhiễm từ lục địa, làm tăng nồng độ các chất ô nhiễm trong môi trường biển ven bờ, trong đó có hàm lượng các kim loại nặng