Tiểu luận Nguyên lý khoa học và công nghệ môi trường Nguyên lý bảo toàn độc chất trong chuỗi thức ăn

22 535 7
Tiểu luận Nguyên lý khoa học và công nghệ môi trường Nguyên lý bảo toàn độc chất trong chuỗi thức ăn

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Khoa Môi Trường - Tiểu Luận môn: NGUYÊN LÝ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG PHẦN: NGUYÊN LÝ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG Vấn đề: NGUYÊN LÝ BẢO TOÀN ĐỘC CHẤT TRONG CHUỖI THỨC ĂN GVHD: PGS TS Lưu Đức Hải Nhóm: 13 – Lớp K22 Cao học Môi trường Nguyễn Thị Thúy Lường Thị Thúy Nguyễn Thị Thu Vũ Thị Ngọc Thu Phan Thị Thanh Hảo Nguyễn Văn Hiếu HÀ NỘI, 2015 Bài tiểu luận môn: Nguyên lý Khoa học Công nghệ Môi trường MỤC LỤC Nhóm 13 – Lớp K22 Cao học Môi trường Bài tiểu luận môn: Nguyên lý Khoa học Công nghệ Môi trường DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH Nhóm 13 – Lớp K22 Cao học Môi trường Bài tiểu luận môn: Nguyên lý Khoa học Công nghệ Môi trường KHÁI NIỆM CHUỖI THỨC ĂN VÀ HIỆU SUẤT SINH THÁI 1.1 Chuỗi lưới thức ăn Chuỗi thức ăn dãy gồm nhiều loài sinh vật có quan hệ dinh dưỡng với nhau, loài đứng trước thức ăn loài đứng sau Mỗi loài coi mắt xích chuỗi, vừa sinh vật tiêu thụ mắt xích phía trước bị sinh vật mắt xích phía sau tiêu thụ Các chuỗi thức ăn có mắt xích chung tạo nên lưới thức ăn Các ví dụ chuỗi thức ăn lưới thức ăn: Nhóm 13 – Lớp K22 Cao học Môi trường Bài tiểu luận môn: Nguyên lý Khoa học Công nghệ Môi trường Hình Một số ví dụ chuỗi, lưới thức ăn Trong chuỗi thức ăn gồm có thành phần sinh học: Các nhân tố vô sinh (chất vô cơ, chất hữu cơ, chế độ khí hậu), Sinh vật sản xuất (các sinh vật tự dưỡng), Sinh vật tiêu thụ (các sinh vật dị dưỡng) sinh vật phân giải (vi sinh vật, nấm,…) Trong hệ sinh thái có hai loại chuỗi thức ăn: - Chuỗi thức ăn bắt đầu bằng sinh vật sản xuất: Các sinh vật sản xuất → Các sinh vật tiêu thụ → Các sinh vật phân giải Ví dụ: Cỏ → Thỏ → Cáo → Vi sinh vật phân giải - Chuỗi thức ăn bắt đầu bằng sản phẩm phân giải hữu cơ: Các sản phẩm hữu → Các sinh vật tiêu thụ → Các sinh vật phân giải Ví dụ: Mùn → giun đất → gà → Vi sinh vật phân giải 1.2 Hiệu suất sinh thái Hiệu suất sinh thái tỉ lệ phần trăm chuyển hóa lượng giữa bậc dinh dưỡng hệ sinh thái Cứ qua bậc đa số lượng mất đi, phần nhỏ sử dụng để làm sinh khối cuả cá thể Qua bậc dinh dưỡng, phần lớn lượng bị mất chuyển thành nhiệt sự hô hấp Cho nên hiệu suất sinh thái rất thấp Chuỗi thức ăn dài (có nhiều bậc dinh dưỡng) lượng nhận cuối chuỗi Nói cách khác, hiệu suất sử dụng bậc thức ăn trước trình chuyển hóa thành sinh khối sinh vật bậc rất thấp, nên chúng phải sử dụng số lượng rất sinh vật đứng trước chuỗi làm thức ăn trình sinh trưởng Hiệu suất sinh thái nhỏ 100% (chỉ khoảng 10% ) Ví dụ minh họa hiệu suất sinh thái: Nhóm 13 – Lớp K22 Cao học Môi trường Bài tiểu luận môn: Nguyên lý Khoa học Công nghệ Môi trường Hình Hiệu suất sinh thái Gọi H (%) hiệu suất sinh thái Q n lượng bậc dinh dưỡng cấp n; Q n+ bậc dinh dưỡng cấp n + Vậy H(%) = Qn+ 1/Qn x 100% Hiệu suất sinh thái thể qua: - Hiệu suất đồng hóa (trong bậc dinh dưỡng) = Đồng hóa (A)/Tiêu thụ (L) Hiệu suất tăng trưởng = Năng suất (P)/Tiêu thụ (L) Hiệu suất suất = Năng suất (P)/ Đồng hóa (A) Hiệu suất tiêu thụ = Tiêu thụ bậc dd n (Ln)/Năng suất bậc dd n-1 (Pn-1) Bảng Năng suất hiệu suất tiêu thụ số loại đồng cỏ điển hình Do thất thoát lượng qua bậc thức ăn nên chuỗi thức ăn thường không dài, thường quan 5, bậc dinh dưỡng chuỗi thức ăn cạn thường dài chuỗi thức ăn HST nước NGUYÊN LÝ BẢO TOÀN ĐỘC CHẤT TRONG CHUỖI THỨC ĂN Ngoại trừ tác dụng độc cục vùng tiếp xúc, chất độc gây thương tổn cho sinh vật hấp thụ qua da, đường tiêu hóa, hô hấp,…và cuối cùng tích tụ tế bào sinh vật Tại nơi này, chất độc gây phản ứng sinh hóa hay làm thay đổi phản ứng sinh hóa tế bào, làm cho số hoạt động sinh lý tế thay đổi, dẫn đến sự ảnh hưởng lên toàn thể sinh vật Nồng độ chất độc thể sinh vật phụ thuộc vào liều lượng tác động, nồng độ quan đích, thời gian tiếp xúc, phương thức xâm nhập, khả hấp thụ, phân bố, chuyển hóa tiết thể Sự ảnh hưởng dài lâu chất độc với mức độ khác dẫn đến sự thay đổi quần thể sinh vật, cộng đồng sinh vật nhiều nữa hệ sinh thái Nhóm 13 – Lớp K22 Cao học Môi trường Bài tiểu luận môn: Nguyên lý Khoa học Công nghệ Môi trường Để tìm hiểu trình phức tạp này, người ta dung những khái niệm sự di chuyển chất độc qua chuỗi dinh dưỡng ( food chain ), sự tích tụ chất độc thể sinh vật ( bioavailability),… Các chất độc môi trường rất đa dạng, phản ứng với tế bào rất phức tạp, trường hợp này, nhà nghiên cứu phải đưa những số tính toán đặc trưng hệ số cô đọng sinh học BCF (Bio-concentration factor), hệ số tích tụ sinh học BAF (Bio-accmultion factor0, hệ số khuyêch đại sinh học BMF (Bio-magnification factor),… Những gía trị chất độc khác khác giải thích chất độc tham gia vào trình tích tụ sinh học 2.1 Cơ chế độc chất xâm nhập vào thể Thông thường, độc chất qua màng tế bào theo bốn cách sau: * Khuếch tán thụ động - Xu hướng thiết lập nên sự cân bằng động nồng độ tồn hai bên màng tế bào - Xảy đối với phần lớn độc chất - Tỷ lệ hấp thụ phụ thuộc sự chênh lệch gradient nồng độ hai bên màng tính ưa béo độc chất - Các dạng độc chất không bị ion hóa hấp thụ cao so với dạng ion hóa, khả hòa tan tốt chất béo * Thấm lọc qua lỗ màng tế bào - Nhờ lực thủy tĩnh lực thẩm thấu, nước qua lỗ màng góp phần vận chuyển độc chất - Quá trình thấm lọc phụ thuộc kích thước lỗ màng phân tử độc chất * Vận chuyển tích cực - Không phụ thuộc vào gradient nồng độ hay gradient điện hóa, sử dụng lượng trình trao đổi chất tế bào - Dựa chế tạo phức giữa phân tử độc chất chất tải cao phân tử phía màng, sau phức khuếch tán qua phía bên màng đây, phân tử giải phóng, chất tải quay trở lại vị trí ban đầu trình lại tiếp tục chất tải bị bão hòa Nhóm 13 – Lớp K22 Cao học Môi trường Bài tiểu luận môn: Nguyên lý Khoa học Công nghệ Môi trường - Sự tạo phức định cấu trúc, hình thể, kích thước, điện tích phân tử độc chất tải Hiện tượng kìm hãm cạnh tranh xảy giữa những phân tử có đặc tính tương tự * Nội thấm bào Thực chất sự hấp thụ phân tử độc thực bào uống bào, chế quan trọng trình tiết độc chất có máu 2.2 Hành trình các độc chất thể Các độc chất, thông qua trình hấp thụ (qua da, hô hấp, tiêu hóa) vào thể, chúng phân bố theo máu đến quan khác Khi độc chất tiếp xúc với quan thể, việc tồn lưu, chúng chịu sự tác động ba trình sau: - - Chuyển hóa sinh học (biotransformation): Là trình thực quan giàu enzyme, chuyển hóa phân tử độc chất thành hợp chất khác, sản phẩm phân hủy thường (không phải trường hợp) có độc tính độc tính chất ban đầu Tuy nhiên không hiệu với độc chất bị biển đổi sinh học Đào thải: Là trình loại bỏ khỏi thể độc chất không tồn lưu hay chuyển hóa thể dễ dàng với chất có số tích lũy thấp Tạo phức chất giữa độc chất nơi nhận độc chất (receptor), độc chất tiếp xúc với quan tiêu điểm 2.2.1 Hấp thụ Ngoại trừ chất độc phá hoại cấu trúc tế bào (như acid, kiềm mạnh), hầu hết hóa chất độc độc tính điểm tiếp xúc với thể mà phải trải qua trình hập thụ Là trình chất độc thấm qua màng tế bào xâm nhập vào máu Việc hấp thụ xảy qua đường tiêu hóa, hô hấp, da Khi thể, chất độc phân bố cư trú số quan, biến đổi thành chất chuyển hóa tích lũy lại bị đào thải bên theo nhiều đường khác Màng tế bào gồm hai lớp phân tử dày: Lớp bên chủ yếu chứa thành phần mỡ lớp bên chứa protein Chỉ chất độc có cấu trúc hóa học tính chất vật lý phù hợp xuyên qua lớp màng tế bào Sau xuyên qua màng bảo vệ này, chất độc khuyêch tán vào tổ chức bên thể Nhóm 13 – Lớp K22 Cao học Môi trường Bài tiểu luận môn: Nguyên lý Khoa học Công nghệ Môi trường Quá trình hấp thụ qua đường tiêu hóa xảy suốt độ dài dày, ruột Tuy nhiên, khả hấp thụ phụ thuộc vào pH, thành phần thức ăn Nhiễm độc qua đường tiêu hóa xảy ăn, uống,… không hợp vệ sinh Các chất độc có thức ăn, nước uống vào đường tiêu hóa qua miệng, dày, ruột non, gan, qua đường tuần hoàn, đến phủ tạng gây nhiễm độc Trong trường hợp chất độc xâm nhập vào thể qua nhiều đường khả hấp thụ khác theo đường Con đường xâm nhập chất độc vào thể đóng vai trò quan trọng sự định độc tính số chất ô nhiễm 2.2.2 Phân bố Phân bố trình vận chuyển chất độc sau xâm nhập vào máu đến quan thể Sau số hóa chất bị chuyển hóa, số chất lại tích lũy số quan Việc phân bố chất độc thể phụ thuộc vào nhiều yếu tố: hấp phụ, khuyêch tán, khả tiếp nhận tổ chức thể, sự phân bố chất độc không đồng tổ chức quan Hấp phụ yếu tố quan trọng trình phân bố chất độc 2.2.3 Tích lũy sinh học chất độc thể Tích lũy sinh học (bio-accumulation) trình tích tụ nguyên tố vi lượng, chất ô nhiễm vào thể sinh vật thông qua sự hấp thụ sinh vật từ môi trường xung quanh mà chúng sống Việc tích lũy chất độc thường không xảy quan đối tượng tấn công chất độc mà quan có sự phù hợp cấu trúc tính chất lý hóa Quá trình tích lũy chất độc chế bảo vệ thể Tuy nhiên, sự tích lũy trở nên mức thể phải chịu tác động số yếu tố (stress, giảm mỡ,…) chất độc từ nơi tích lũy phóng thích gây tác hại đến thể Tác hại xảy nơi tích lũy chất độc (ví dụ kim loại nặng gây suy giảm chức thận) quan tiêu điểm Các yếu tố chủ yếu ảnh hưởng lên sự tích lũy sinh học: - Chất độc bền (khả phân hủy kém) số tích lũy sinh học lớn - Chất độc có khả hòa tan mỡ cao có số tích lũy sinh học cao Nhóm 13 – Lớp K22 Cao học Môi trường Bài tiểu luận môn: Nguyên lý Khoa học Công nghệ Môi trường - Các thể sinh vật khác có số tích lũy sinh học khác với cùng loại độc chất Các sinh vật có hàm lượng mỡ khả tích tụ sinh học chất độc 2.2.4 Sự khuyêch đại sinh học độc chất qua chuỗi dinh dưỡng Mọi thể sinh vật chịu ảnh hưởng độc chất Trong trình phát triển, chúng chịu ảnh hưởng trực tiếp độc chất gián tiếp qua chuỗi dinh dưỡng Phần lớn chất độc sinh vật đào thải ngoài, phần chất độc có khả tồn lưu thể sinh vật Theo chuỗi dinh dưỡng quy luật vật chủ - mồi, chất độc tồn lưu chuyển từ sinh vật sang sinh vật khác tích lũy bằng những hàm lượng độc tố cao theo bậc dinh dưỡng thời gian sinh sống Quá trình gọi khuyêch đại sinh học độc chất qua chuỗi dinh dưỡng Chuỗi dinh dưỡng (food chain) đường truyền lượng (chất dinh dưỡng) từ thể sinh vật đến thể sinh vật khác Nếu tồn thể sinh vật mắt xích chuỗi dinh dưỡng có chất độc, chất truyền sang cho sinh vật khác có bậc cao hơn, kế sau chuỗi dinh dưỡng Người ta gọi sự khuyêch đại sinh học tượng chất diện hệ sinh thái đạt đến nồng độ luôn lớn nồng độ mà phải có mắt xích chuỗi dinh dưỡng Hiện tượng khuyêch đại sinh học tạo độc chất tích tụ sinh học diện tồn dư rất nhiều mà lại phân hủy chậm Mỗi qua mức chuỗi dinh dưỡng, lượng tổng tồn dư chất ô nhiễm lại chuyển vào loài ăn mồi mức dinh dưỡng chất ô nhiễm thông thường tích tụ mô mỡ Do đó, nồng độ chất ô nhiễm sinh vật mức cùng chuỗi dinh dưỡng rất cao so với nồng độ gặp môi trường 2.2.5 Thải loại chất độc Các loại chất độc sau hấp thu phân bố thể, theo thời gian bị đào thải khỏi thể bằng nhiều cách: - Đào thải theo trình tự tự nhiên: đào thải qua đường hô hấp,đào thải qua đường tiêu hóa, đào thải qua nước bọt, đào thải qua sữa, đào thải qua da, đào thải qua thận,… - Đào thải tác dụng nhân tạo gây nôn, rửa dày, tháo thụt, uống tiêm thuốc giải độc Nhóm 13 – Lớp K22 Cao học Môi trường 10 Bài tiểu luận môn: Nguyên lý Khoa học Công nghệ Môi trường 2.3 Nguyên lý bảo toàn độc chất chuỗi thức ăn 2.3.1 Tích lũy sinh học – nguyên lý 2.24, 2.25 Chỉ có tính chất bền vững môi trường, chất không gây nên vấn đề cho môi trường Nếu chất xâm nhập vào bên thể sinh vật, không đem đến mối đe dọa Một hấp thu, chất độc bất kỳ hệ sinh thái thường không mất qua hô hấp tiết sinh vật bị biến chất sinh học hợp phần bình thường thức ăn mà tích lũy thể đến giới hạn gây độc Điều có nghĩa hệ số tinh chất độc thường cao hợp phần bình thường thức ăn VD: DDT, DDE, kim loại nặng,… Bảng tích lũy DDT số loài sinh vật Các mức dinh dưỡng Nồng độ DDT mg/kg chất khô Hệ số tích lũy Nước 0,000003 Thực vật 0,0005 116 Động vật 0,04 13.000 Cá nhỏ 0,5 167.000 Cá lớn 2,0 667.000 Chim ăn cá 25,0 8.500.000 Vị trí đầu tiên cho việc hấp thu bao gồm màng phổi, mang, đường ruột Da cấu trúc khác (vảy, lông mao, long vũ) có tác dụng bảo vệ thể Tuy nhiên, việc hấp thu số hóa chất qua da xảy Các hóa chất phải xuyên qua lớp đôi lipid màng để vào thể Tiềm tích lũy sinh học hóa chất có liên quan với sự hòa tan lipid chất Môi trường nước nơi mà chất có lực với lipid xuyên qua tấm chắn giữa môi trường vô sinh sinh vật Bởi sông, hồ đại dương bể lắng chất sinh vật thủy sinh chuyển lượng lớn nước xuyên qua màng hô hấp chúng (mang) cho phép tách lượng vừa đủ hóa chất từ nước.Thủy sinh vật tích lũy sinh học hóa chất có lực với lipid đạt đến nồng độ cao nồng độ chất có môi trường Bảng Sự tích lũy sinh học số độc chất cá Độc chất Nhóm 13 – Lớp K22 Cao học Môi trường Chỉ số tích lũy 11 Bài tiểu luận môn: Nguyên lý Khoa học Công nghệ Môi trường DDT TCDD Endrin Pentachlorobenzene Lepthophos Trichlorobenzene 127.000 39.000 6.800 5.000 750 183 Nguồn: LeBlanc, 1994, Environ Sci Technol., 28, 154-160 Nguồn: Nghiên cứu tích lũy kim loại nặng Cadmium (Cd) chì (Pb) loài hến (Corbicula sp.) vùng cửa sông thành phố Đà Nẵng Tạp chí khoa học công nghệ số (30).2009 Hình Sự tích lũy sinh học Cd (ppm)và chì (Pb) loài Hến * Các yếu tố ảnh hưởng đến tích lũy sinh học: - Tính bền vững môi trường độc chất Mức độ tích lũy chất môi trường xác định bằng nồng độ chất môi trường Chất gây ô nhiễm dễ dàng bị đào thải khỏi môi trường thường không sẵn sàng cho tích lũy sinh học - Tính tan lipid nhân tố định cho khả tích lũy sinh học chất Tuy nhiên, chất có lực với lipid thường có xu hướng ngấm vào đáy, làm cho chúng sẵn sàngcho việc tích lũy sinh học Ví dụ số chất dễ dàng bị hấp thu acid humiccó bùn đáy thường có khả tích lũy sinh học cá - Các thể sinh vật khác có số tích lũy sinh học khác với loại độc chất Các sinh vật có hàm lượng mỡ khả tích tụ sinh học độc chất * Sự tích lũy sinh học chuỗi thức ăn: Nhóm 13 – Lớp K22 Cao học Môi trường 12 Bài tiểu luận môn: Nguyên lý Khoa học Công nghệ Môi trường - Các hóa chất chuyển vào chuỗi thức ăn từ sinh vật đến động vật ăn thịt Đối với chất hòa tan lipid, sự vận chuyển dẫn đến việc tăng nồng độ hóa chất với mắc xích chuỗi thức ăn (phát tán sinh học) Một chất tích lũy sinh học nhân tố bất kể nguồn chất lây nhiễm nước hay thức ăn việc phát tán chất mức dinh dưỡng dẫn đến nồng độ cao chất mức cao chuỗi thức ăn - Điều cho thấy tích lũy sinh học độc chất điển hình từ nước môi trường nước từ thức ăn dường cá thể tích lũy độc chất ởcùng mức độ từ nguồn - Ví dụ: sự vận chuyển DDT chuỗi thức ănđã dẫn đến sự suy thoái nhiều quần thể chim ăn thịt Điều góp phần làm nên định cấm sử dụng chất diệt côn trùng * Khả gây độc - Tích lũy sinh học làm chậm trình biểu độc tính hóa chất Lúc đầuđộc chất tích lũy lipid, di chuyển đến mục tiêu.Khi lipid sử dụng hóa chất biểu độc tính.Ví dụ, độc chất tích lũy lipid thường di chuyển trình chuẩn bị cho sự sinh sản Sự mất lipid dẫn đến giải phóng độc chất hòa tan lipid làm cho chúng trở nên độc Hệ dẫn đến sự chết cá thểtrưởng thành chúng tiến đến sự thành thục để sinh sản - Các hóa chất hòa tan lipid chuyển cho hệ sau Ví dụ, lipid có lòng đỏ trứng sữa động vật có vú, có khả sự gây độc cho thếhệ sau mà hệ bố mẹ không bị nhiễm độc hóa chất 2.3.2 Quan hệ tích lũy sinh học phát triển sinh vật – nguyên lý 2.26 Bảng Giá trị phân tích giá trị tính toán hệ số tích lũy sinh học cá số hóa chất có khả chuyển hóa sinh học khác Chemical Khả chuyển hóa sinh học Chlordane PCB Mirex Thấp Thấp Thấp Nhóm 13 – Lớp K22 Cao học Môi trường 13 Hệ số tích lũy sinh học Dự đoán Xác định 47900 38000 36300 42600 21900 18200 Bài tiểu luận môn: Nguyên lý Khoa học Công nghệ Môi trường Pentachloro-phenol Tris(2,3-dibromopropyl)phosphate Cao Cao 4900 4570 780 Nguồn: Mackay, 1982 Environ Sci Technol.,16,274-278 Các độc chất tích lũy thể sinh vật, không những không đào thải gia tăng lượng trình sinh trưởng phát triển sinh vật tiêu thụ ngày nhiều thức ăn mặt tần số lượng, nên độc chất tích tụ ngày nhiều qua thời gian có mối quan hệ gần tuyến tính với kích thước khối lượng sinh vật (sinh khối sinh vật chuyển khối không hoàn toàn từ sinh vật bậc thức ăn trước lại kèm theo sự chuyển khối toàn vẹn độc chất) Theo Lê Huy Bá (giáo trình Độc học môi trường bản) thông thường sự tích lũy kim loại nặng thể loài động vật nhuyễn thể tỷ lệ thuận với kích thước khối lượng Một số trường hợp có sự thay đổi riêng, tùy thuộc đặc điểm loài Có những loài giai đoạn non chịu tác động mạnh tích lũy lớn kim loại nặng thể, có loài thời gian sống đào thải ngăn cản sự nhiễm độc kim loại nặng vào thể, thể trưởng thành khả tích lũy kim loại nặng giảm dần Theo nghiên cứu tích lũy kim loại nặng chì (Pb) Cadmium (Cd) loài sò lông (Anadara subcrenata Lischke) ngao dầu (Meretrix meretrix Linnaeus) vùng cửa sông, TP Đà Nẵng Phạm Thị Hồng Hà, Nguyễn Văn Khánh Lê Thị Quế (2008) Bảng Kim loại nặng Pb, Cd (µg/g : tính theo khối lượng tươi) tích lũy loài Sò lông (Anadara subcrenata L.) Ngao dầu (Meretrix meretrix L.) Nhóm 13 – Lớp K22 Cao học Môi trường 14 Bài tiểu luận môn: Nguyên lý Khoa học Công nghệ Môi trường Sò lông (Anadara subcrenata L.) Khu vực Pb (/g) Cd (µg/g) TB SD TB SD Cửa sông Hàn (n=4) 0,99 0,19a 0,23 0,02 a 15 – 35 (n=4) 0,78 0,13 a 0,16 0,03b 35 (n=4) 0,76 0,09 a 0,17 0,01 a 15 – 35 (n=4) 0,49 0,05 b 0,14 0,01 b [...]... trường 19 Bài tiểu luận môn: Nguyên lý Khoa học và Công nghệ Môi trường Hình 6 Sự gia tăng nồng độ độc chất trong chuỗi thức ăn sinh thái (1) là nồng độ độc chất trong môi trường nước Sự tích lũy sinh học độc chất từ cả môi trường nước và nguồn thức ăn Số có vòng tròn là nồng độ độc chất trong các cấu thành của chuỗi thức ăn; số đi kèm theo với mũi tên là nồng độ độc chất chuyển từ cấu thành này đến cấu...Bài tiểu luận môn: Nguyên lý Khoa học và Công nghệ Môi trường 2.3 Nguyên lý bảo toàn độc chất trong chuỗi thức ăn 2.3.1 Tích lũy sinh học – nguyên lý 2.24, 2.25 Chỉ có tính chất bền vững trong môi trường, thì các chất sẽ không gây nên vấn đề gì cho môi trường Nếu một chất không thể xâm nhập vào bên trong cơ thể của sinh vật, thì nó sẽ không đem đến... sinh học trong cá - Các cơ thể sinh vật khác nhau có chỉ số tích lũy sinh học khác nhau với cũng một loại độc chất Các sinh vật có hàm lượng mỡ ít hơn thì khả năng tích tụ sinh học các độc chất ít hơn * Sự tích lũy sinh học trong chuỗi thức ăn: Nhóm 13 – Lớp K22 Cao học Môi trường 12 Bài tiểu luận môn: Nguyên lý Khoa học và Công nghệ Môi trường - Các hóa chất có thể được chuyển vào chuỗi thức ăn. .. do thuốc có trong xác chuột Mèo mẹ bị ngộ độc Klerat, cho mèo con bú sữa, mèo con cũng bị chết vì thuốc Nhóm 13 – Lớp K22 Cao học Môi trường 17 Bài tiểu luận môn: Nguyên lý Khoa học và Công nghệ Môi trường Hình 5 Độc chất (DDT) tăng dần theo chuỗi thức ăn Một nghiên cứu điển hình mà các nhà khoa học Mỹ (G.M.Worster và P.A Isnacson) nghiên cứu từ những năm 1967 về sự khuếch đại sinh học của DDT... vừa đủ các hóa chất từ nước.Thủy sinh vật có thế tích lũy sinh học các hóa chất có ái lực với lipid và đạt đến nồng độ cao hơn nồng độ chất đó có trong môi trường Bảng 3 Sự tích lũy sinh học một số độc chất trong cá Độc chất Nhóm 13 – Lớp K22 Cao học Môi trường Chỉ số tích lũy 11 Bài tiểu luận môn: Nguyên lý Khoa học và Công nghệ Môi trường DDT TCDD Endrin Pentachlorobenzene Lepthophos Trichlorobenzene... Cao học Môi trường 21 Bài tiểu luận môn: Nguyên lý Khoa học và Công nghệ Môi trường TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Phạm Thị Hồng Hà, Nguyễn Văn Khánh và Lê Thị Quế - Nghiên cứu tích lũy kim loại nặng chì (Pb) và Cadmium (Cd) ở loài sò lông (Anadara subcrenata Lischke) và ngao dầu (Meretrix meretrix Linnaeus) vùng cửa sông, TP Đà Nẵng [2] Lưu Đức Hải, Bài giảng Nguyên lý Khoa học và Công nghệ Môi trường [3]... làm thức ăn - Biện pháp chính là xử lý hay giảm thiểu phát thải độc chất ra ngoài môi trường tại các nguồn ô nhiễm Nhóm 13 – Lớp K22 Cao học Môi trường 20 Bài tiểu luận môn: Nguyên lý Khoa học và Công nghệ Môi trường - Tuyên truyền, phổ biến về tác động của động chất, thay đổi tập quán dinh dưỡng của một số địa phương tại các vùng có tích lũy sinh học cao các độc chất Nhóm 13 – Lớp K22 Cao học Môi. .. 16 Bài tiểu luận môn: Nguyên lý Khoa học và Công nghệ Môi trường 2.3.3 Khuếch đại sinh học Mọi cơ thể sinh vật đều chịu ảnh hưởng của độc chất Trong quá trình phát triển, chúng có thể chịu ảnh hưởng trực tiếp của độc chất hoặc gián tiếp qua chuỗi dinh dưỡng Phần lớn các chất độc được sinh vật đào thải ra ngoài, một phần chất độc có khả năng tồn lưu trong cơ thể sinh vật Theo chuỗi thức ăn, các... DDT trong sinh vật… Xác định nguồn gốc ô nhiễm do đâu và hàm lượng của chúng: + Do chất thải từ hoạt động sản xuất công nghiệp + Dư lượng hóa chất bảo vệ thực vật sử dụng trong nông nghiệp…… - Xác định hành vi của độc chất ô nhiễm trong môi trường - Xác định chuỗi thức ăn (chuỗi di chuyển) cơ bản của độc chất trong hệ sinh thái Nhóm 13 – Lớp K22 Cao học Môi trường 19 Bài tiểu luận môn: Nguyên lý. .. – nguyên lý 2.26 Bảng 4 Giá trị phân tích và giá trị tính toán của hệ số tích lũy sinh học trong cá của một số hóa chất có khả năng chuyển hóa sinh học khác nhau Chemical Khả năng chuyển hóa sinh học Chlordane PCB Mirex Thấp Thấp Thấp Nhóm 13 – Lớp K22 Cao học Môi trường 13 Hệ số tích lũy sinh học Dự đoán Xác định 47900 38000 36300 42600 21900 18200 Bài tiểu luận môn: Nguyên lý Khoa học và Công

Ngày đăng: 25/10/2016, 12:48

Từ khóa liên quan

Mục lục

  • 1. KHÁI NIỆM CHUỖI THỨC ĂN VÀ HIỆU SUẤT SINH THÁI

    • 1.1. Chuỗi và lưới thức ăn

    • 1.2. Hiệu suất sinh thái

    • 2. NGUYÊN LÝ BẢO TOÀN ĐỘC CHẤT TRONG CHUỖI THỨC ĂN

    • Ngoại trừ các tác dụng độc cục bộ tại vùng tiếp xúc, một chất độc chỉ có thể gây ra thương tổn cho sinh vật khi nó được hấp thụ qua da, đường tiêu hóa, hô hấp,…và cuối cùng được tích tụ tại tế bào sinh vật. Tại nơi này, các chất độc gây ra các phản ứng sinh hóa hay làm thay đổi các phản ứng sinh hóa trong tế bào, làm cho một số hoạt động sinh lý tế nào thay đổi, dẫn đến sự ảnh hưởng lên toàn bộ cơ thể sinh vật.

    • Nồng độ của chất độc trong cơ thể sinh vật phụ thuộc vào liều lượng tác động, nồng độ trong các cơ quan đích, thời gian tiếp xúc, phương thức xâm nhập, cũng như khả năng hấp thụ, phân bố, chuyển hóa và bài tiết trong cơ thể. Sự ảnh hưởng dài lâu của một chất độc với các mức độ khác nhau có thể dẫn đến sự thay đổi của cả một quần thể sinh vật, cộng đồng sinh vật và nhiều hơn nữa là của cả hệ sinh thái.

    • Để tìm hiểu quá trình phức tạp này, người ta đã dung những khái niệm về sự di chuyển chất độc qua chuỗi dinh dưỡng ( food chain ), sự tích tụ các chất độc trong cơ thể sinh vật ( bioavailability),…

    • Các chất độc trong môi trường rất đa dạng, các phản ứng với tế bào cũng rất phức tạp, trong trường hợp này, các nhà nghiên cứu đã phải đưa ra những chỉ số tính toán đặc trưng như hệ số cô đọng sinh học BCF (Bio-concentration factor), hệ số tích tụ sinh học BAF (Bio-accmultion factor0, hệ số khuyêch đại sinh học BMF (Bio-magnification factor),… Những gía trị này của các chất độc khác nhau thì khác nhau nhưng nó giải thích được chất độc tham gia vào quá trình tích tụ sinh học như thế nào.

      • 2.1. Cơ chế độc chất xâm nhập vào cơ thể

      • 2.2. Hành trình của các độc chất trong cơ thể

      • 2.3. Nguyên lý bảo toàn độc chất trong chuỗi thức ăn

        • Các độc chất được tích lũy trong cơ thể sinh vật, không những không được đào thải và còn gia tăng về lượng do trong quá trình sinh trưởng và phát triển sinh vật tiêu thụ ngày càng nhiều thức ăn cả về mặt tần số và lượng, nên độc chất được tích tụ ngày một nhiều qua thời gian và có mối quan hệ gần như tuyến tính với kích thước và khối lượng của sinh vật (sinh khối của sinh vật được chuyển khối không hoàn toàn từ sinh vật ở bậc thức ăn trước nhưng lại kèm theo sự chuyển khối toàn vẹn của độc chất).

        • Theo Lê Huy Bá (giáo trình Độc học môi trường cơ bản) thông thường thì sự tích lũy kim loại nặng trong cơ thể các loài động vật nhuyễn thể tỷ lệ thuận với kích thước và khối lượng. Một số trường hợp có sự thay đổi riêng, tùy thuộc đặc điểm của từng loài. Có những loài trong giai đoạn còn non chịu tác động mạnh và tích lũy lớn kim loại nặng trong cơ thể, có loài trong thời gian sống có thể đào thải hoặc ngăn cản sự nhiễm độc kim loại nặng vào cơ thể, do đó cơ thể càng trưởng thành thì khả năng tích lũy kim loại nặng giảm dần.

        • Theo nghiên cứu tích lũy kim loại nặng chì (Pb) và Cadmium (Cd) ở loài sò lông (Anadara subcrenata Lischke) và ngao dầu (Meretrix meretrix Linnaeus) vùng cửa sông, TP. Đà Nẵng của Phạm Thị Hồng Hà, Nguyễn Văn Khánh và Lê Thị Quế (2008).

        • Khu vực

        • Sò lông (Anadara subcrenata L.)

        • Pb (/g)

        • TB SD

        • Cd (µg/g)

        • TB SD

        • Cửa sông Hàn

        • (n=4)

        • 15 – 35 (n=4)

Tài liệu cùng người dùng

Tài liệu liên quan