1.Đặt vấn đề (hiện trạng và tính cấp thiết của đề tài): Việt Nam đang trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước mạnh mẽ. Các khu công nghiệp (KCN) hình thành với số lượng ngày càng nhiều, quy mô ngày càng lớn, thu hút đầu tư trong và ngoài nước và mang lại cho đất nước nhiều lợi ích về kinh tế xã hội. Bên cạnh đó, nó cũng kéo theo sự phát thải lượng lớn các chất thải vào môi trường. Điều này gây những tác động nguy hại và những tiềm tàng cho môi trường cũng như sức khỏe con người. Hàng ngày có khoảng hơn một triệu m3 nước thải được sinh ra từ các khu công nghiệp, trong số đó chỉ có khoảng 30% là nước thải đã được qua xử lý (Bộ tài nguyên và môi trường, 2009). Do đặc thù của hoạt động sản xuất nên nước thải của một số nhà máy và khu công nghiệp có hàm lượng KLN rất cao, đây có thể là nguy cơ cao ảnh hưởng tới sự sinh trưởng và phát triển của các sinh vật sống trong môi trường bị tiếp nhận nguồn thải hàng ngày. Do đó mà việc đánh giá ảnh hưởng của các KLN tới sinh vật thủy sinh là rất cần thiết. Đánh giá rủi ro sinh thái là một công cụ đã được sử dụng rất thành công ở các nước trên thế giới trong công tác quản lý môi trường, tuy nhiên ở Việt Nam công cụ này còn rất mới mẻ (Lê Thị Hồng Trân, 2009). So với các công cụ đang sử dụng hiện nay, công cụ Đánh giá rủi ro sinh thái có ưu điểm là dễ sử dụng, tính linh hoạt cao, chỉ tiêu rõ ràng và cho kết quả minh bạch; đặc biệt đánh giá rủi ro cho kết quả tổng hợp thay vì xét các chỉ tiêu riêng như các công cụ khác (Lê thị Hồng Trân, 2009). Đây là công cụ có tính khả thi cao trong quản lý môi trường khi được áp dụng ở nước ta. Chính vì các lý do trên, đề tài: “Nghiên cứu, đánh giá rủi ro của kim loại nặng Pb và Cd trong nước đối với loài cá chép Cyprinus carpiro ở quy mô phòng thí nghiệm” được thực hiện nhằm thử nghiệm áp dụng phương pháp đánh giá rủi ro sinh thái của KLN tới sinh vật thủy sinh trong nước sông. 2. Tổng quan vấn đề nghiên cứu liên quan đến đề tài 2.1 Tổng quan về độc tính của Pb và Cd Kim loại nặng là những kim lọai có khối lượng riêng lớn hơn 5gcm3. Một số kim loại nặng có thể cần thiết cho sinh vật, chúng được xem là nguyên tố vi lượng. Một số không cần thiết cho sự sống, khi đi vào cơ thể sinh vật có thể không gây độc hại gì. Kim loại nặng gây độc hại với môi trường và cơ thể sinh vật khi hàm lượng của chúng vượt quá tiêu chuẩn cho phép. Chì (Pb): là nguyên tố có độc tính cao đối với sức khoẻ con người. Chì gây độc cho hệ thần kinh trung ương, hệ thần kinh ngoại biên, tác động lên hệ enzim có nhóm hoạt động chứa hyđro. Người bị nhiễm độc chì sẽ bị rối loạn bộ phận tạo huyết (tuỷ xương). Tuỳ theo mức độ nhiễm độc có thể bị đau bụng, đau khớp, viêm thận, cao huyết áp, tai biến não, nhiễm độc nặng có thể gây tử vong. Đặc tính nổi bật là sau khi xâm nhập vào cơ thể, chì ít bị đào thải mà tích tụ theo thời gian rồi mới gây độc. + Chì đi vào cơ thể con người qua nước uống, không khí và thức ăn bị nhiễm chì. + Chì tích tụ ở xương, kìm hãm quá trình chuyển hoá canxi bằng cách kìm hãm sự chuyển hoá vitamin D.
Mã hóa: HS/7.5.1/01/02/KH-QT TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI KHOA MÔI TRƯỜNG ĐỂ CƯƠNG NGHIÊN CỨU Tên đề tài: Nghiên cứu, đánh giá rủi ro kim loại nặng Pb Cd nước loài cá chép Cyprinus carpiro quy mô phòng thí nghiệm Nhóm sinh viên thực : Đỗ Thị Lụa Đỗ Thị Luyến Nguyễn Đức Quyết Nguyễn Thị Hồng Ngọc Lớp: ĐH4KM Giảng viên hướng dẫn: Trịnh Thị Thủy Tạ Thị Yến HÀ NỘI - 9/2016 Mã hóa: HS/7.5.1/01/02/KH-QT 1.Đặt vấn đề (hiện trạng tính cấp thiết đề tài): Việt Nam trình công nghiệp hóa, đại hóa đất nước mạnh mẽ Các khu công nghiệp (KCN) hình thành với số lượng ngày nhiều, quy mô ngày lớn, thu hút đầu tư nước mang lại cho đất nước nhiều lợi ích kinh tế - xã hội Bên cạnh đó, kéo theo phát thải lượng lớn chất thải vào môi trường Điều gây tác động nguy hại tiềm tàng cho môi trường sức khỏe người Hàng ngày có khoảng triệu m nước thải sinh từ khu công nghiệp, số có khoảng 30% nước thải qua xử lý (Bộ tài nguyên môi trường, 2009) Do đặc thù hoạt động sản xuất nên nước thải số nhà máy khu công nghiệp có hàm lượng KLN cao, nguy cao ảnh hưởng tới sinh trưởng phát triển sinh vật sống môi trường bị tiếp nhận nguồn thải hàng ngày Do mà việc đánh giá ảnh hưởng KLN tới sinh vật thủy sinh cần thiết Đánh giá rủi ro sinh thái công cụ sử dụng thành công nước giới công tác quản lý môi trường, nhiên Việt Nam công cụ mẻ (Lê Thị Hồng Trân, 2009) So với công cụ sử dụng nay, công cụ Đánh giá rủi ro sinh thái có ưu điểm dễ sử dụng, tính linh hoạt cao, tiêu rõ ràng cho kết minh bạch; đặc biệt đánh giá rủi ro cho kết tổng hợp thay xét tiêu riêng công cụ khác (Lê thị Hồng Trân, 2009) Đây công cụ có tính khả thi cao quản lý môi trường áp dụng nước ta Chính lý trên, đề tài: “Nghiên cứu, đánh giá rủi ro kim loại nặng Pb Cd nước loài cá chép Cyprinus carpiro quy mô phòng thí nghiệm” thực nhằm thử nghiệm áp dụng phương pháp đánh giá rủi ro sinh thái KLN tới sinh vật thủy sinh nước sông Tổng quan vấn đề nghiên cứu liên quan đến đề tài 2.1 Tổng quan độc tính Pb Cd Kim loại nặng kim lọai có khối lượng riêng lớn 5g/cm3 Một số kim loại nặng cần thiết cho sinh vật, chúng xem nguyên tố vi lượng Một số không cần thiết cho sống, vào thể sinh vật không gây độc hại Kim loại nặng gây độc hại với môi trường thể sinh vật hàm lượng chúng vượt tiêu chuẩn cho phép - Chì (Pb): nguyên tố có độc tính cao sức khoẻ người Chì gây độc cho hệ thần kinh trung ương, hệ thần kinh ngoại biên, tác động lên hệ enzim có nhóm hoạt động chứa hyđro Người bị nhiễm độc chì bị rối loạn phận tạo huyết (tuỷ xương) Tuỳ theo mức độ nhiễm độc bị đau bụng, đau khớp, viêm thận, cao Mã hóa: HS/7.5.1/01/02/KH-QT huyết áp, tai biến não, nhiễm độc nặng gây tử vong Đặc tính bật sau xâm nhập vào thể, chì bị đào thải mà tích tụ theo thời gian gây độc + Chì vào thể người qua nước uống, không khí thức ăn bị nhiễm chì + Chì tích tụ xương, kìm hãm trình chuyển hoá canxi cách kìm hãm chuyển hoá vitamin D + Tiêu chuẩn tối đa cho phép theo WHO nồng độ chì nước uống: £ 0,05 mg/ml - Cadimi kim loại sử dụng công nghiệp luyện kim, chế tạo đồ nhựa; hợp chất cađimi sử dụng để sản xuất pin + Cađimi xâm nhập vào thể người qua đường hô hấp, thực phẩm Theo nhiều nghiên cứu người hút thuốc có nguy bị nhiễm cađimi + Cađimi xâm nhập vào thể tích tụ thận xương; gây nhiễu hoạt động số enzim, gây tăng huyết áp, ung thư phổi, thủng vách ngăn mũi, làm rối loạn chức thận, phá huỷ tuỷ xương, gây ảnh hưởng đến nội tiết, máu, tim mạch + Tiêu chuẩn theo WHO cho nước uống £=0,003 mg/l Độc tính cuả kim loại nặng sinh vật gây tác động dải rộng, từ giảm nhẹ tốc độ sinh trưởng đến tử vong Nhiều kim loại nặng có vai trò quan trọng cho dinh dưỡng động vật thực vật Chúng đóng vai trò thiết yếu biến dưỡng mô phát triển Nhu cầu kim loại nặng sinh vật khác thay đổi khác mức vi lượng Sự cân đối nghiêm trọng dẫn đến tử vong, cân vượt qua mức cho phép làm cho sinh vật giảm sinh trưởng yếu ớt Một số kim loại nặng Pb, Cd gây độc nồng độ thường quan sát đất nước 2.2 Tổng quan đánh giá rủi ro sinh thái Theo UNEP, đánh giá rủi ro sinh thái xác định khả xuất tác động có hại đến hệ sinh thái định Theo Cơ quan bảo vệ môi trường Hoa Kỳ (EPA, 1998), đánh giá rủi ro sinh thái đánh giá khả gây tác động bất lợi cho hệ sinh thái phơi nhiễm với hay nhiều tác nhân Đánh giá rủi ro sinh thái cung cấp thông tin cho định môi trường để quản lý rủi ro Đánh giá rủi ro sinh thái bao gồm giai đoạn: thiết lập, phân tích nhận diện rủi ro Đánh giá rủi ro sinh thái gồm đánh giá mang tính định tính bao gồm đánh giá mang tính định lượng, định lượng rủi ro luôn điều khó làm Đánh giá rủi ro sinh thái dùng để dự đoán trước tác động bất lợi xảy tương lai đánh giá tác động gây tác nhân xảy trước Mã hóa: HS/7.5.1/01/02/KH-QT Đánh giá rủi ro sinh thái dùng để hỗ trợ cho hoạt động quản lý quy định vị trí đổ chất thải nguy hại, hóa chất công nghiệp hay thuốc trừ sâu dùng để quản lý lưu vực hệ sinh thái khác bị tác động tác nhân hóa chất phi hóa chất Đồng thời, Đánh giá rủi ro sinh thái sử dụng nhiều lĩnh vực để quản lý giảm thiểu rủi ro môi trường Phương pháp giúp giảm sai lệch trình đánh giá tác động phức tạp đến hệ sinh thái so với cách tiếp cận độc học sinh thái trước kia, chủ yếu phân tích, đánh giá ảnh hưởng có hại dựa thí nghiệm quan sát phòng thí nghiệm Việt Nam có công trình nghiên cứu số dự án triển khai có sử dụng phương pháp đánh giá rủi ro môi trường (ERA) đánh giá rủi ro sinh thái Năm 2004, khuôn khổ dự án quản lý tổng hợp vùng bờ thành phố Đà Nẵng, ủy ban nhân dân thành phố Chương trình hợp tác khu vực quản lý môi trường Biển Đông Á (PEMSEA) hỗ trợ Quỹ môi trường toàn cầu tiến hành đánh giá rủi ro môi trường khu vực vùng bờ Đà Nẵng Mục tiêu nghiên cứu + Đánh giá độc tính cấp tính KLN Pb Cd tới loài cá chép Cyprinus carpio + Mô tả rủi ro KLN tới loài cá chép Cyprinus carpio Địa điểm, thời gian đối tượng nghiên cứu - Địa điểm nghiên cứu: Phòng thí nghiệm - Thời gian nghiên cứu: Từ tháng 10 năm 2016 đến tháng năm 2017 - Đối tượng nghiên cứu: Dự kiến nước sông Hồng đoạn chảy qua quận Bắc Từ Liêm, thành phố Hà Nội loài cá chép Cyprinus carpio Nội dung nghiên cứu - Khảo sát khu vực nghiên cứu - Thử nghiệm độ độc cấp tính số kim loại nặng Pb, Cd loài cá chép Cyprinus carpio (xác định LC50 EC50) - Phân tích kim loại nặng tích lũy cá sau thời gian thử nghiệm - Mô tả rủi ro KLN nước sông loài cá chép Cyprinus carpio (định lượng qua thương số rủi ro ESQ, định tính qua EC50 LD50) Phương pháp luận phương pháp nghiên cứu 6.1 Phương pháp điều tra khảo sát thực địa, thu thập số liệu thứ cấp: Tiến hành khảo sát chất lượng nước sông dùng làm thử nghiệm độc tính Thu thập tài liệu liên quan đến độc tính KLN, rủi ro môi trường, rủi ro sinh thái liên quan tới khu vực đối tượng nghiên cứu 6.2 Phương pháp thực nghiệm: Mã hóa: HS/7.5.1/01/02/KH-QT - Thực nghiệm xác định EC50 Pb Cd tới loài cá chép Cyprinus Carpio - Thực nghiệm xác định LD50 Pb Cd tới loài cá chép Cyprinus Carpio 6.3 Phương pháp mô tả rủi ro: Mô tả đặc trưng rủi ro thực thông qua xác định thương số rủi ro tiềm thiệt hại gây rủi ro Đánh giá thương số rủi ro ESQ thực hướng dẫn Cơ quan bảo vệ môi trường Hoa Kỳ (US.EPA, 1999) ESQ = EFL/TRD EFL: Liều lượng tích lũy thể TRD: Lượng tham chiếu Bảng 3.1: Bảng đánh giá mức độ rủi ro ESQ Mức rủi ro Rủi ro cao Rủi ro trung bình Rủi ro thấp ESQ 0,1 – 0,01 – 0,1 6.4 Phương pháp xử lý số liệu: Các số liệu thu thập nghiên cứu xử lý phần mềm excel Dự kiến kết nghiên cứu: 7.1 Ý nghĩa khoa học - Đóng góp mặt lý luận cho việc giải thích mối tương quan hàm lượng kim loại nặng nước tác động lên loài sinh vật thủy sinh Thông qua đánh giá rủi ro sinh thái kim loại nặng nước sông tới loài thủy sinh - Cung cấp sở khoa học đánh giá rủi ro sinh thái để định hướng nuôi trồng thủy sản 7.2 Ý nghĩa thực tiễn Kết nghiên cứu bước đầu đánh giá mức độ gây độc số kim loại (Pb, Cd, Hg) loài cá chép Cyprinus carpio - mắt xích quan trọng chuỗi thức ăn 7.3 Đề mục kết nghiên cứu + Báo cáo tổng kết đề tài Kế hoạch thực Bảng kế hoạch thực đề tài nghiên cứu khoa học Mã hóa: HS/7.5.1/01/02/KH-QT Tháng Nội dung STT Lựa chọn đề tài xây dựng đề tài nghiên cứu khoa học Báo cáo thông qua đề cương nghiên cứu 10 11 12 X X X X X X X Tổ chức nghiên cứu khuôn khổ đề cương phê duyệt Viết báo cáo X Báo cáo kết nghiên cứu X trước hội đồng Phân chia trách nhiệm thành viên nhóm 10 Tài liệu tham khảo Bộ Tài nguyên Môi trường (2008) QCVN 08-2008 BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng nước mặt Lê Thị Hồng Trân (2008), Đánh giá rủ ro môi trường, nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Lê Thị Hồng Trân (2008), Đánh giá rủi ro sức khoẻ rủi ro sinh thái, NXB Khoa học Kỹ thuật Anita Singhh, Rajesh kumar Sharma, Madhoolika Agrawal Fiona M Marshall (2010), Risk assessment of heavy metal toxicity through contaminated vegetables from waste water irrigated area of Varanasi, India, India International Journal of Environmental and Rural Development (2010), Ecologital risk assessment of using swine wastewater for agriculture, Tokyo University of Agriculture, Tokyo, Janpan US EPA 1998, Guidelines for Ecological Risk Assessment, EPA/630/R-95/002F, Mã hóa: HS/7.5.1/01/02/KH-QT Risk Assessment Forum, Washington, DC, USA US EPA, Integrated Risk Information System (IRIS), http://www.epa.gov/iris/ US.EPA, Risk assessment, http://www.epa.gov/risk_assessment/basicinformation.htm 18/5/2015 Chủ nhật ngày ... Environmental and Rural Development (2010), Ecologital risk assessment of using swine wastewater for agriculture, Tokyo University of Agriculture, Tokyo, Janpan US EPA 1998, Guidelines for Ecological... đánh giá rủi ro sinh thái Năm 2004, khuôn khổ dự án quản lý tổng hợp vùng bờ thành phố Đà Nẵng, ủy ban nhân dân thành phố Chương trình hợp tác khu vực quản lý môi trường Biển Đông Á (PEMSEA) hỗ trợ