Đang tải... (xem toàn văn)
Tiểu luận Nguyên lý khoa học và công nghệ môi trường: Nguyên lý bảo toàn độc chất trong chuỗi thức ăn trình bày về khái niệm chuỗi thức ăn và hiệu suất sinh thái, nguyên lý bảo toàn độc chất trong chuỗi thức ăn, biện pháp phòng ngừa tích lũy độc chất. Để nắm vững nội dung chi tiết tiểu luận mời các bạn cùng tham khảo tài liệu.
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Khoa Môi Trường - Tiểu Luận môn: NGUN LÝ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ MƠI TRƯỜNG PHẦN: NGUN LÝ KHOA HỌC MƠI TRƯỜNG Vấn đề: NGUN LÝ BẢO TỒN ĐỘC CHẤT TRONG CHUỖI THỨC ĂN HÀ NỘI, 2015 Bài tiểu luận mơn: Ngun lý Khoa học và Cơng nghệ Mơi trường MỤC LỤC Nhóm 13 – Lớp K22 Cao học Mơi trường Bài tiểu luận mơn: Ngun lý Khoa học và Cơng nghệ Mơi trường DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH Nhóm 13 – Lớp K22 Cao học Mơi trường Bài tiểu luận mơn: Ngun lý Khoa học và Cơng nghệ Mơi trường 1. KHAI NIÊM CHI TH ́ ̣ ̃ ƯC ĂN VA HIÊU ST SINH THAI ́ ̀ ̣ ́ ́ 1.1. Chuỗi và lưới thức ăn Chuỗi thức ăn là một dãy gồm nhiều lồi sinh vật có quan hệ dinh dưỡng với nhau, lồi đứng trước là thức ăn của lồi đứng sau. Mỗi lồi được coi là một mắt xích trong chuỗi, vừa là sinh vật tiêu thụ mắt xích phía trước nhưng cũng bị sinh vật mắt xích phía sau tiêu thụ. Các chuỗi thức ăn co m ́ ắt xích chung tạo nên lưới thức ăn Cac vi du vê chi th ́ ́ ̣ ̀ ̃ ức ăn va l ̀ ưới thưc ăn: ́ Nhóm 13 – Lớp K22 Cao học Mơi trường 5 Bài tiểu luận mơn: Ngun lý Khoa học và Cơng nghệ Mơi trường Hình 1. Một số ví dụ về chuỗi, lưới thức ăn Trong chuôi th ̃ ưc ăn gôm co 4 thanh phân sinh hoc: Cac nhân tô vô sinh (chât vô ́ ̀ ́ ̀ ̀ ̣ ́ ́ ́ cơ, chât h ́ ưu c ̃ ơ, chê đô khi hâu), Sinh vât san xuât (cac sinh vât t ́ ̣ ́ ̣ ̣ ̉ ́ ́ ̣ ự dưỡng), Sinh vât tiêu ̣ thu (cac sinh vât di d ̣ ́ ̣ ̣ ương) va sinh vât phân giai (vi sinh vât, nâm,…) ̃ ̀ ̣ ̉ ̣ ́ Trong hệ sinh thái có hai loại chuỗi thức ăn: Chi th ̃ ưc ăn băt đâu băng sinh vât san xt: Các sinh v ́ ́ ̀ ̀ ̣ ̉ ́ ật san xuât ̉ ́ → Các sinh vât tiêu thu ̣ ̣ → Cac sinh vât phân giai ́ ̣ ̉ Vi du: Co ́ ̣ ̉ → Tho ̉ → Cao ́ → Vi sinh vât phân giai ̣ ̉ Chuỗi thức ăn băt đâu băng san phâm phân giai h ́ ̀ ̀ ̉ ̉ ̉ ưu c ̃ ơ: Các san phâm h ̉ ̉ ữu cơ → Cac sinh vât tiêu thu ́ ̣ ̣ → Cac sinh vât phân giai. ́ ̣ ̉ Ví dụ: Mun ̀ → giun đât ́ → ga ̀→ Vi sinh vât phân giai ̣ ̉ 1.2. Hiệu suất sinh thaí Hiệu suất sinh thái là tỉ lệ phần trăm chuyển hóa năng lượng giữa các bậc dinh dưỡng trong hệ sinh thái. Cứ qua mỗi bậc thì đa số năng lượng mất đi, chỉ một phần nhỏ được sử dụng để làm sinh khối cuả cá thể. Qua mỗi bậc dinh dưỡng, phần lớn năng lượng bị mất đi Nhóm 13 – Lớp K22 Cao học Mơi trường 6 Bài tiểu luận mơn: Ngun lý Khoa học và Cơng nghệ Mơi trường do chuyển thành nhiệt trong sự hơ hấp. Cho nên hiêu st sinh thái là r ̣ ́ ất thấp. Chuỗi thức ăn càng dài (có nhiều bậc dinh dưỡng) thì năng lượng nhận ở cuối chuỗi càng ít Nói một cách khác, hiệu suất sử dụng bậc thức ăn trước trong q trình chuyển hóa thành sinh khối của sinh vật bậc tiếp theo là rất thấp, nên chúng phải sử dụng một số lượng rất hơn sinh vật đứng trước nó trong chuỗi làm thức ăn trong q trình sinh trưởng Hiệu suất sinh thái ln nhỏ hơn 100% (chỉ khoảng 10% ). Vi du minh hoa vê hiêu st sinh thai: ́ ̣ ̣ ̀ ̣ ́ ́ Hình 2. Hiệu suất sinh thái Gọi H (%) là hiệu suất sinh thái Qn là năng lượng ở bậc dinh dưỡng cấp n; Qn+ 1 là bậc dinh dưỡng cấp n + 1. Vây H(%) = Q ̣ n+ 1/Qn x 100% Hiêu suât sinh thái có th ̣ ́ ể được thể hiện qua: - Hiêu suât đ ̣ ́ ồng hóa (trong một bậc dinh dưỡng) = Đồng hóa (A)/Tiêu thụ (L) - Hiêu suât tăng tr ̣ ́ ưởng = Năng suất (P)/Tiêu thụ (L) - Hiêu suât năng su ̣ ́ ất = Năng suất (P)/ Đồng hóa (A) - Hiêu st tiêu th ̣ ́ ụ = Tiêu thụ ở bậc dd n (Ln)/Năng suất ở bậc dd n1 (Pn1) Bảng 1. Năng suất và hiệu suất tiêu thụ của một số loại đồng cỏ điển hình Nhóm 13 – Lớp K22 Cao học Mơi trường 7 Bài tiểu luận mơn: Ngun lý Khoa học và Cơng nghệ Mơi trường Do thất thốt năng lượng qua các bậc thức ăn nên chuỗi thức ăn thường khơng dài, thường chỉ quan 5, 6 bậc dinh dưỡng và chuỗi thức ăn trên cạn thường dài hơn chuỗi thức ăn trong HST nước 2. NGUN LÝ BẢO TỒN 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, hơ 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 tồn 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 q 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 mơi 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 tốn đặc trưng như hệ số cơ đọng sinh học BCF (Bioconcentration factor), hệ số tích tụ sinh học BAF (Bioaccmultion factor0, hệ số khuyêch đại sinh học BMF (Bio Nhóm 13 – Lớp K22 Cao học Mơi trường 8 Bài tiểu luận mơn: Ngun lý Khoa học và Cơng nghệ Mơi trường 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 q trình tích tụ sinh học như thế nào 2.1. Cơ chế độc chất xâm nhập vào cơ thể Thơng thường, một độc chất đi qua màng tế bào theo bốn cách sau: * Khuếch tán thụ động Xu hướng thiết lập nên sự cân bằng động về nồng độ tồn tại hai bên màng tế bào Xảy ra đối với phần lớn các độc chất Tỷ lệ hấp thụ phụ thuộc sự chênh lệch gradient nồng độ ở hai bên màng và tính ưa béo của độc chất Các dạng độc chất khơng bị ion hóa có thể được hấp thụ cao hơn so với các dạng ion hóa, do khả năng hòa tan tốt hơn trong chất béo * Thấm lọc qua lỗ trên màng tế bào Nhờ lực thủy tĩnh hoặc lực thẩm thấu, khi nước đi qua các lỗ trên màng sẽ góp phần vận chuyển các độc chất Q trình thấm lọc phụ thuộc kích thước của lỗ trên màng và của các phân tử độc chất * Vận chuyển tích cực Khơng phụ thuộc vào gradient nồng độ hay gradient điện hóa, sử dụng năng lượng của q trình trao đổi chất trong tế bào Dựa trên cơ chế tạo phức giữa phân tử độc chất và chất tải cao phân tử tại một phía của màng, sau đó phức có thể khuếch tán qua phía bên kia của màng và tại đây, phân tử sẽ được giải phóng, còn chất tải quay trở lại vị trí ban đầu và q trình lại được tiếp tục cho đến khi chất tải bị bão hòa Sự tạo phức được quyết định bởi cấu trúc, hình thể, kích thước, điện tích của phân tử độc và chất tải. Hiện tượng kìm hãm và cạnh tranh cũng có thể xảy ra giữa những phân tử có đặc tính tương tự nhau * Nội thấm bào Nhóm 13 – Lớp K22 Cao học Mơi trường 9 Bài tiểu luận mơn: Ngun lý Khoa học và Cơng nghệ Mơi trường Thực chất là sự hấp thụ các phân tử độc bởi thực bào hoặc uống bào, đây là cơ chế quan trọng của q trình bài tiết các độc chất có trong máu 2.2. Hành trình của các độc chất trong cơ thể Các độc chất, thơng qua q trình hấp thụ (qua da, hơ hấp, tiêu hóa) đi vào cơ thể, tại đây chúng được phân bố theo máu đến các cơ quan khác nhau. Khi độc chất tiếp xúc với các cơ quan trong cơ thể, ngồi việc tồn lưu, chúng còn có thể chịu sự tác động của ba q trình sau: - Chuyển hóa sinh học (biotransformation): Là q trình thực hiện bởi các cơ quan giàu enzyme, chuyển hóa phân tử độc chất thành các hợp chất khác, các sản phẩm phân hủy này thường (khơng phải trong mọi trường hợp) có độc tính kém hơn độc tính của chất ban đầu. Tuy nhiên nó khơng hiệu quả với các độc chất ít bị biển đổi sinh học - Đào thải: Là q trình loại bỏ khỏi cơ thể các độc chất khơng được tồn lưu hay chuyển hóa trong cơ thể và chỉ dễ dàng với các chất có chỉ số tích lũy thấp - Tạo các phức chất giữa độc chất và nơi nhận độc chất (receptor), khi độc chất tiếp xúc với cơ quan tiêu điểm 2.2.1. Hấp thụ Ngoại trừ các chất độc phá hoại cấu trúc tế bào (như acid, kiềm mạnh), hầu hết các hóa chất độc khơng thể hiện độc tính ngay tại điểm tiếp xúc với cơ thể mà phải trải qua q trình hập thụ Là q trình chất độc thấm qua màng tế bào và xâm nhập vào máu. Việc hấp thụ có thể xảy ra qua đường tiêu hóa, hơ hấp, da. Khi trong cơ thể, chất độc được phân bố và cư trú một số cơ quan, biến đổi thành các chất chuyển hóa rồi tích lũy lại hoặc bị đào thải ra bên ngồi theo nhiều con đường khác nhau Màng tế bào gồm hai lớp phân tử dày: Lớp bên trong chủ yếu chứa thành phần mỡ và lớp bên ngồi chứa protein. Chỉ các chất độc có cấu trúc hóa học và tính chất vật lý phù hợp mới có thể xun qua lớp màng tế bào. Sau khi xun qua màng bảo vệ này, chất độc khuch tán vào các tổ chức bên trong cơ thể Q trình hấp thụ qua đường tiêu hóa có thể xảy ra trong suốt độ dài của dạ dày, ruột. Tuy nhiên, khả năng hấp thụ phụ thuộc vào pH, thành phần thức ăn. Nhiễm Nhóm 13 – Lớp K22 Cao học Mơi trường 10 Bài tiểu luận mơn: Ngun lý Khoa học và Cơng nghệ Mơi trường độc qua đường tiêu hóa xảy ra khi ăn, uống,… khơng hợp vệ sinh. Các chất độc có trong thức ăn, nước uống vào đường tiêu hóa qua miệng, dạ dày, ruột non, gan, qua đường tuần hồn, đến các phủ tạng và gây nhiễm độc Trong trường hợp chất độc có thể xâm nhập vào cơ thể qua nhiều đường thì khả năng hấp thụ sẽ khác nhau theo mỗi đường. Con đường xâm nhập chất độc vào thể cũng đóng vai trò quan trọng trong sự quyết định độc tính của một số chất ơ nhiễm 2.2.2. Phân bố Phân bố là q trình vận chuyển chất độc sau khi đã xâm nhập vào máu đến các cơ quan trong cơ thể. Sau đó một số hóa chất có thể bị chuyển hóa, một số chất lại có thể tích lũy trong một số cơ quan Việc phân bố chất độc trong cơ thể phụ thuộc vào nhiều yếu tố: hấp phụ, khuch tán, khả năng tiếp nhận của tổ chức cơ thể, do vậy sự phân bố chất độc khơng đồng đều ở các tổ chức cơ quan. Hấp phụ là yếu tố quan trọng trong q trình phân bố chất độc 2.2.3. Tích lũy sinh học của chất độc trong cơ thể Tích lũy sinh học (bioaccumulation) là q trình tích tụ các ngun tố vi lượng, các chất ơ nhiễm vào trong cơ thể sinh vật thơng qua sự hấp thụ bởi các sinh vật từ mơi trường xung quanh mà chúng đang sống Việc tích lũy chất độc thường khơng xảy ra ngay tại các cơ quan đối tượng tấn cơng của chất độc mà tại các cơ quan có sự phù hợp về cấu trúc và tính chất lý hóa Q trình tích lũy chất độc là một trong các cơ chế bảo vệ của cơ thể. Tuy nhiên, khi tích lũy trở nên q mức hoặc khi cơ thể phải chịu tác động của một số yếu tố (stress, giảm mỡ,…) chất độc từ nơi tích lũy sẽ được phóng thích và gây tác hại đến thể. Tác hại này có thể xảy ra tại nơi tích lũy chất độc (ví dụ các kim loại nặng gây suy giảm chức năng của thận) hoặc ở các cơ quan tiêu điểm Các yếu tố chủ yếu ảnh hưởng lên sự tích lũy sinh học: Chất độc càng bền (khả năng phân hủy kém) thì chỉ số tích lũy sinh học càng lớn Chất độc có khả năng hòa tan trong mỡ cao sẽ có chỉ số tích lũy sinh học cao Nhóm 13 – Lớp K22 Cao học Mơi trường 11 Bài tiểu luận mơn: Ngun lý Khoa học và Cơng nghệ Mơi trường Các cơ thể sinh vật khác nhau có chỉ số tích lũy sinh học khác nhau với cùng một loại độc chất. Các sinh vật có hàm lượng mỡ ít hơn thì khả năng tích tụ sinh học các chất độc ít hơn 2.2.4. Sự khuch đại sinh học của độc chất qua chuỗi dinh dưỡng Mọi cơ thể sinh vật đều chịu ảnh hưởng của độc chất. Trong q 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 ngồi, một phần chất độc có khả năng tồn lưu trong cơ thể sinh vật. Theo chuỗi dinh dưỡng và quy luật vật chủ con mồi, các chất độc tồn lưu đó có thể được chuyển từ sinh vật này sang sinh vật khác và được tích lũy bằng những hàm lượng độc tố cao hơn theo bậc dinh dưỡng và thời gian sinh sống. Q trình này được gọi là khuch đại sinh học của độc chất qua chuỗi dinh dưỡng Chuỗi dinh dưỡng (food chain) con đường truyền năng lượng (chất dinh dưỡng) từ cơ thể sinh vật này đến cơ thể sinh vật khác. Nếu tồn tại cơ thể sinh vật của một mắt xích trong chuỗi dinh dưỡng nào đó có chất độc, chất này sẽ truyền sang cho sinh vật khác có bậc cao hơn, kế sau nó trong chuỗi dinh dưỡng Người ta gọi sự khuch đại sinh học là hiện tượng một chất hiện diện trong hệ sinh thái đạt đến một nồng độ ln ln lớn hơn nồng độ mà nó phải có trong mắt xích của chuỗi dinh dưỡng Hiện tượng khuch đại sinh học được tạo ra khi độc chất tích tụ sinh học hiện diện tồn dư rất nhiều mà lại phân hủy chậm. Mỗi khi đi qua một mức trong chuỗi dinh dưỡng, lượng tổng tồn dư của chất ơ nhiễm lại được chuyển vào lồi ăn mồi ở mức dinh dưỡng trên đó và như thế chất ơ nhiễm thơng thường có thể được tích tụ trong các mơ mỡ. Do đó, nồng độ chất ơ nhiễm này trong sinh vật ở mức trên cùng của chuỗi dinh dưỡng có thể rất cao so với nồng độ gặp trong mơi trường 2.2.5. Thải loại chất độc Các loại chất độc sau khi hấp thu và phân bố trong cơ thể, theo thời gian đều bị đào thải ra khỏi cơ thể bằng nhiều cách: Đào thải theo trình tự tự nhiên: đào thải qua đường hơ hấp,đào thải qua đường tiêu hóa, đào thải qua nước bọt, đào thải qua sữa, đào thải qua da, đào thải qua thận,… Nhóm 13 – Lớp K22 Cao học Mơi trường 12 Bài tiểu luận mơn: Ngun lý Khoa học và Cơng nghệ Mơi trường Đào thải do tác dụng nhân tạo như gây nơn, rửa dạ dày, tháo thụt, uống hoặc tiêm thuốc giải độc 2.3. Ngun lý bảo tồn độc chất trong chuỗi thức ăn 2.3.1. Tích lũy sinh học – ngun lý 2.24, 2.25 Chỉ có tính chất bền vững trong mơi trường, thì các chất sẽ khơng gây nên vấn đề gì cho mơi trường. Nếu một chất khơng thể xâm nhập vào bên trong cơ thể của sinh vật, thì nó sẽ khơng đem đến mối đe dọa nào. Một khi đã được hấp thu, mọi chất độc bất kỳ trong hệ sinh thái thường khơng mất đi qua hơ hấp và bài tiết của sinh vật vì nó ít bị biến chất sinh học hơn các hợp phần bình thường trong thức ăn mà được tích lũy trong cơ thể đến giới hạn có thể gây độc. Điều này có nghĩa là hệ số tinh của chất độc thường cao hơn các hợp phần bình thường trong thức ăn VD: DDT, DDE, kim loại nặng,… Bảng 2. sự tích lũy DDT trong một số lồi sinh vật Các mức dinh dưỡng Nồng độ DDT mg/kg chất khơ Hệ số tích lũy 0,000003 Thực vật nổi 0,0005 116 Động vật nổi 0,04 13.000 Cá nhỏ 0,5 167.000 Cá lớn 2,0 667.000 Chim ăn cá 25,0 8.500.000 Nước Vị trí đầu tiên cho việc hấp thu bao gồm màng phổi, mang, đường ruột. Da và các cấu trúc khác (vảy, lơng mao, long vũ) có tác dụng bảo vệ cơ thể. Tuy nhiên, việc Nhóm 13 – Lớp K22 Cao học Mơi trường 13 Bài tiểu luận mơn: Ngun lý Khoa học và Cơng nghệ Mơi trường hấp thu một số hóa chất qua da có thể xảy ra. Các hóa chất phải xun qua lớp đơi lipid của màng để đi vào trong cơ thể Tiềm năng tích lũy sinh học các hóa chất có liên quan với sự hòa tan trong lipid của các chất. Mơi trường nước là nơi mà tại đó các chất có ái lực với lipid xun qua tấm chắn giữa mơi trường vơ sinh và sinh vật. Bởi vì sơng, hồ và đại dương như là các bể lắng các chất và sinh vật thủy sinh chuyển một lượng lớn nước xun qua màng hơ hấp của chúng (mang) cho phép tách một lượng 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 mơi trường Bảng 3. Sự tích lũy sinh học một số độc chất trong cá Độc chất Chỉ số tích lũy DDT 127.000 TCDD 39.000 Endrin 6.800 Pentachlorobenzene 5.000 Lepthophos 750 Trichlorobenzene 183 Nguồn: LeBlanc, 1994, Environ. Sci. Technol., 28, 154160 Nhóm 13 – Lớp K22 Cao học Mơi trường 14 Bài tiểu luận mơn: Ngun lý Khoa học và Cơng nghệ Mơi trường Nguồn: Nghiên cứu sự tích lũy kim loại nặng Cadmium (Cd) và chì (Pb) của lồi hến (Corbicula sp.) vùng cửa sơng ở thành phố Đà Nẵng. Tạp chí khoa học cơng nghệ số 1 (30).2009 Hình 3. Sự tích lũy sinh học Cd (ppm)và chì (Pb) trong lồi Hến * Các yếu tố ảnh hưởng đến sự tích lũy sinh học: Tính bền vững trong mơi trường của độc chất. Mức độ tích lũy của một chất trong mơi trường được xác định bằng nồng độ của chất đó trong mơi trường. Chất gây ơ nhiễm dễ dàng bị đào thải ra khỏi mơi trường thì thường khơng sẵn sàng cho tích lũy sinh học Tính tan trong lipid là một nhân tố quyết định cho khả năng tích lũy sinh học của một chất. Tuy nhiên, các chất có ái lực với lipid thường có xu hướng ngấm vào trong nền đáy, vì thế làm cho chúng ít sẵn sàngcho việc tích lũy sinh học. Ví dụ một số chất dễ dàng bị hấp thu bởi acid humiccó trong bùn đáy thì thường ít có khả năng tích lũy 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: Các hóa chất có thể được chuyển vào chuỗi thức ăn từ sinh vật đến động vật ăn thịt. Đối với các chất hòa tan trong lipid, thì sự vận chuyển này có thể dẫn đến việc tăng nồng độ hóa chất với mỗi mắc xích tiếp theo trong chuỗi thức ăn (phát tán sinh học). Một chất có thể tích lũy sinh học bởi một nhân tố của bất kể nguồn chất lây nhiễm là nước hay thức ăn thì việc phát tán các chất mỗi mức dinh dưỡng sẽ dẫn đến nồng độ cao hơn của chất đó trong mức cao của chuỗi thức ăn Nhóm 13 – Lớp K22 Cao học Mơi trường 15 Bài tiểu luận mơn: Ngun lý Khoa học và Cơng nghệ Mơi trường Điều đó cho thấy tích lũy sinh học độc chất điển hình từ nước mơi trường nước hơn là từ thức ăn và dường như khơng có một cá thể nào tích lũy độc chất ởcùng một mức độ từ cả 2 nguồn. Ví dụ: sự vận chuyển DDT trong chuỗi thức ănđã dẫn đến sự suy thối nhiều quần thể chim ăn thịt. Điều này đã góp phần làm nên một quyết định là cấm sử dụng chất diệt cơn trùng này * Khả năng gây độc Tích lũy sinh học làm chậm q trình biểu hiện độc tính của hóa chất. Lúc đầuđộc chất được tích lũy trong lipid, nhưng vẫn di chuyển đến mục tiêu.Khi lipid được sử dụng thì hóa chất này mới biểu hiện độc tính.Ví dụ, độc chất tích lũy trong lipid thường được di chuyển trong q trình chuẩn bị cho sự sinh sản. Sự mất lipid có thể dẫn đến giải phóng các độc chất hòa tan trong lipid và làm cho chúng trở nên độc. Hệ quả này có thể dẫn đến sự chết của các cá thểtrưởng thành khi chúng tiến đến sự thành thục để sinh sản Các hóa chất hòa tan trong lipid cũng có thể được chuyển cho các thế hệ sau. Ví dụ, lipid có trong lòng đỏ của trứng hoặc trong sữa động vật có vú, có khả năng sự gây độc cho các thếhệ sau mà thế hệ bố mẹ khơng bị nhiễm độc bởi các hóa chất này 2.3.2. Quan hệ của tích lũy sinh học và sự phát triển của sinh vật – ngun lý 2.26 Bảng 4. Giá trị phân tích và giá trị tính tốn 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 Hệ số tích lũy sinh học Dự đốn Xác định Chlordane Thấp 47900 38000 PCB Thấp 36300 42600 Nhóm 13 – Lớp K22 Cao học Mơi trường 16 Bài tiểu luận mơn: Ngun lý Khoa học và Cơng nghệ Mơi trường Mirex Thấp 21900 18200 Pentachlorophenol Cao 4900 780 Tris(2,3dibromo propyl)phosphate Cao 4570 Nguồn: Mackay, 1982. Environ. Sci. Technol.,16,274278 Các độc chất được tích lũy trong cơ thể sinh vật, khơng những khơng được đào thải và còn gia tăng về lượng do trong q 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 khơng hồn tồn từ sinh vật bậc thức ăn trước nhưng lại kèm theo sự chuyển khối tồn vẹn của độc chất) Theo Lê Huy Bá (giáo trình Độc học mơi trường cơ bản) thơng thường thì sự tích lũy kim loại nặng trong cơ thể các lồi 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 lồi. Có những lồi trong giai đoạn còn non chịu tác động mạnh và tích lũy lớn kim loại nặng trong cơ thể, có lồi 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 lồi sò lơng (Anadara subcrenata Lischke) và ngao dầu (Meretrix meretrix Linnaeus) vùng cửa sơng, TP. Đà Nẵng của Phạm Thị Hồng Hà, Nguyễn Văn Khánh và Lê Thị Quế (2008) Nhóm 13 – Lớp K22 Cao học Mơi trường 17 Bài tiểu luận mơn: Ngun lý Khoa học và Cơng nghệ Mơi trường Bảng 5. Kim loại nặng Pb, Cd (µg/g : tính theo khối lượng tươi) tích lũy ở lồi Sò lơng (Anadara subcrenata L.) và Ngao dầu (Meretrix meretrix L.) Sò lơng (Anadara subcrenata L.) Khu vực Cửa sơng Hàn Cửa sơng Cu Đê Cửa sơng Hàn Cửa sơng Cu Đê Pb (/g) Cd (µg/g) TB SD TB SD (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