luận án tiến sĩ đánh giá hàm lượng thuốc trừ sâu clo hữu cơ trong nước, trầm tích, thủy sinh vật tại cửa sông sài gòn – đồng nai và thử nghiệm độc tính của DDTs lên phôi, ấu trùng hàu thái bình dương

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ - Nguyễn Xuân Tòng ĐÁNH GIÁ HÀM LƯỢNG THUỐC TRỪ SÂU CLO HỮU CƠ TRONG NƯỚC, TRẦM TÍCH, THỦY SINH VẬT TẠI CỬA SƠNG SÀI GỊN – ĐỒNG NAI VÀ THỬ NGHIỆM ĐỘC TÍNH CỦA DDTs LÊN PHƠI, ẤU TRÙNG HÀU THÁI BÌNH DƯƠNG, CÁ MEDAKA LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG Hà Nội – 2021 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ - Nguyễn Xuân Tòng ĐÁNH GIÁ HÀM LƯỢNG THUỐC TRỪ SÂU CLO HỮU CƠ TRONG NƯỚC, TRẦM TÍCH, THỦY SINH VẬT TẠI CỬA SƠNG SÀI GỊN – ĐỒNG NAI VÀ THỬ NGHIỆM ĐỘC TÍNH CỦA DDTs LÊN PHƠI, ẤU TRÙNG HÀU THÁI BÌNH DƯƠNG, CÁ MEDAKA Chuyên ngành: Kỹ thuật Môi trường Mã số: 52 03 20 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS Mai Hương PGS TS Dương Thị Thủy Hà Nội – 2021 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan nội dung luận án cơng trình nghiên cứu riêng tơi hướng dẫn khoa học TS Mai Hương PGS.TS Dương Thị Thủy Các số liệu kết nêu luận án trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tơi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực luận án cảm ơn, thông tin trích dẫn luận án rõ nguồn gốc Hà Nội, ngày tháng năm 2021 Nguyễn Xn Tịng LỜI CẢM ƠN Tơi xin bày tỏ lịng cảm ơn sâu sắc tới TS Mai Hương, Trường Đại học Khoa học Công nghệ Hà Nội PGS.TS Dương Thị Thủy, Viện Công nghệ Môi trường, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam, định hướng nghiên cứu, tận tình hướng dẫn, sửa luận án tạo điều kiện thuận lợi để tơi hồn thành Bản luận án Tơi xin cảm ơn phịng quản lý Đào tạo Viện Cơng nghệ Mơi trường, Học viện Khoa học Công nghệ -Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ tơi hồn thành thủ tục cần thiết trình làm nghiên cứu Trong q trình nghiên cứu hồn thành luận án, nhận giúp đỡ nhiệt tình q báu Viện Khoa học Cơng nghệ Quản lý Môi trường – Trường Đại học Cơng nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh, Viện Vệ sinh Dịch tể Trung ương, Trung tâm Công nghệ Sinh học Thành phố Hồ Chí Minh, Trung Tâm Kiểm Định Và Khảo Nghiệm Thuốc Bảo Vệ Thực Vật Phía Nam, Phịng Độc học Sinh thái - Đại học Liege - Vương Quốc Bỉ Tôi xin trân trọng cảm ơn Tôi xin chân thành cảm ơn nhà khoa học giúp đỡ, đóng góp nhiều ý kiến quý báu liên quan đến luận án đánh giá chất lượng luận án để luận án hồn thiện Cuối cùng, tơi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến người thân yêu gia đình, đồng nghiệp bạn bè quan tâm, động viên, ủng hộ giúp đỡ tơi q trình học tập nghiên cứu Tác giả luận án: Nguyễn Xuân Tòng i MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT iv DANH MỤC BẢNG vi DANH MỤC HÌNH ẢNH viii MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tổng quan hóa chất BVTV 1.1.1 Phân loại hóa chất BVTV 1.1.2 Một số nhóm hóa chất BVTV 1.1.3 Nguồn gốc hóa chất BVTV mơi trường 1.2 Tình hình nghiên cứu trạng tồn dư hóa chất BVTV, độc tính môi trường sinh thái thủy sinh 11 1.2.1 Tình hình nghiên cứu trạng sử dụng hóa chất BVTV giới 11 1.2.2 Tình hình nghiên cứu trạng sử dụng hóa chất BVTV Việt Nam 15 1.2.3 Độc tính hóa chất BVTV 19 1.3 Tổng quan hàu Thái Bình Dương (Crassostrea gigas), cá medaka (Oryzias latipes) ứng dụng đánh giá độc học sinh thái 25 1.3.1 Tổng quan hàu Thái Bình Dương (Crassostrea gigas) 25 1.3.2 Tổng quan cá medaka (Oryzias latipes) 26 1.3.3 Vai trò hàu Thái Bình Dương (Crassostrea giagas) cá medaka (Oryzias latipes) nghiên cứu độc học sinh thái 27 1.4 Tổng quan khu vực nghiên cứu 29 1.4.1 Đặc điểm tự nhiên 29 ii 1.4.2 Đặc điểm kinh tế xã hội 31 1.4.3 Đặc điểm môi trường 32 CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 34 2.1 Hóa chất, dụng cụ thiết bị thí nghiệm 34 2.1.1 Hóa chất 34 2.1.2 Dụng cụ, thiết bị 35 2.2 Địa điểm lấy mẫu 35 2.3 Các phương pháp lấy mẫu 40 2.3.1 Mẫu nước mặt 40 2.3.2 Mẫu trầm tích 40 2.3.3 Mẫu sinh vật 40 2.4 Phương pháp phân tích mẫu 41 2.4.1 Phân tích thơng số hóa lý 41 2.4.2 Xác định OCPs mẫu nước 41 2.4.3 Xác định OCPs mẫu trầm tích 41 2.4.4 Xác định OCPs mẫu sinh vật 43 2.5 Các phương pháp thử nghiệm phôi, ấu trùng hàu Thái Bình Dương cá medaka 43 2.5.1 Phôi, ấu trùng hàu Thái Bình Dương 43 2.5.2 Phôi, ấu trùng cá medaka 46 2.6 Các phương pháp đánh giá độc tính 48 2.6.1 Xác định LC50, EC50 tỷ lệ sống chết 48 2.6.2 Phương pháp phân tích qRT-PCR để đánh giá ảnh hưởng hóa chất BVTV đến cá medaka mức độ sinh học phân tử 48 2.6.3 Các phương pháp quan sát hình thái, cấu tạo tế bào 51 2.7 Xử lý thống kê số liệu 52 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ – THẢO LUẬN 55 iii 3.1 Phân nhóm địa điểm lấy mẫu 55 3.2 Hiện trạng OCPs nước trầm tích 56 3.2.1 Các thơng số hóa lý nước mặt trầm tích 56 3.2.2 Nồng độ OCPs nước 57 3.2.3 Nồng độ OCPs trầm tích 64 3.2.4 Mối liên hệ nồng độ OCPs nước trầm tích 72 3.2.5 Đánh giá nguồn gốc nhiễm OCP phân tích thành phần 76 3.3 OCPs cá nhuyễn thể hai mảnh vỏ 79 3.3.1 Nồng độ OCPs sinh vật theo loài 80 3.3.2 Nồng độ OCPs sinh vật theo không gian (vị trí) 93 3.3.3 Nguồn nhiễm OCPs sinh vật 95 3.4 Đánh giá độc tính DDTs 98 3.4.1 Độc tính DDTs đến sinh trưởng phôi, ấu trùng hàu Thái Bình Dương 98 3.4.2 Độc tính DDT đến sinh trưởng phơi cá medaka 117 3.4.3 Kết đánh giá hình thái, cấu trúc gan cá medaka 126 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 130 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ 132 TÀI LIỆU THAM KHẢO 133 PHỤ LỤC I iv DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt ADN ANOVA BAF BDL BR-VT BVTV CA DCM DDD DDE DDT DMSO EC EC50 GC/MS GC/ECD HCH KCN KPH LC50 LOEC LOQ NOEC OCP PCA/FA PE POP QCVN RT-PCR SE SEM TB TCVN TDS TEM TLTK TN&MT TOC TP HCM TSS WHO vi DANH MỤC BẢNG Bảng 1 Phân loại loại hóa chất BVTV Bảng Phân loại hóa chất BVTV nhóm clo hữu Bảng Ảnh hưởng số loại hóa chất BVTV phổ biến đến số sinh vật thủy sinh 28 Bảng Các sơng khu vực hạ lưu hệ thống sông Đồng Nai .30 Bảng Hỗn hợp chuẩn gốc OCPs 34 Bảng 2 Các hóa chất dùng phân tích 34 Bảng Đặc điểm vị trí lấy mẫu cửa sơng Sài Gịn – Đồng Nai 38 Bảng Kỹ thuật phân tích thơng số hóa lý mẫu nước mặt trầm tích 41 Bảng Bảng quy đổi hệ số Probit 48 Bảng Các cặp mồi phân tích Real-time PCR 50 Bảng Cài đặt quy trình phân tích phản ứng Real-time PCR .50 Bảng Chỉ tiêu lý – hóa nước thủy vực nghiên cứu 56 Bảng Chỉ tiêu lý – hóa trầm tích thủy vực nghiên cứu 57 Bảng 3 Nồng độ OCP (µg/L) nước hai mùa .58 Bảng Thành phần DDT (%) nước theo mùa .59 Bảng Thành phần HCHs (%) nước theo mùa .60 Bảng Nồng độ OCPs (µg/L) mẫu nước mặt thu thập từ nghiên cứu khu vực khác giới 60 Bảng Nồng độ OCPs (µg/L) nước hai nhóm 61 Bảng Thành phần tổng DDTs (%) nước theo nhóm 62 Bảng Thành phần HCHs (%) nước theo nhóm 63 Bảng 10 Nồng độ OCPs (µg/kg) trầm tích theo hai mùa .64 Bảng 11 Thành phần tổng DDTs (%) trầm tích theo mùa 65 Bảng 12 Thành phần tổng HCHs (%) trầm tích theo mùa .68 Bảng 3.13 Nồng độ OCPs (µg/kg) mẫu trầm tích thu thập từ khu vực khác giới 69 II Phụ lục Hàm lượng thơng số hóa lý nước Vị trí Mùa ST01 ST01 ST01 ST02 ST02 ST02 ST03 ST03 ST03 ST04 ST04 ST04 ST05 ST05 ST05 ST06 ST06 ST06 ST07 ST07 ST07 ST08 ST08 ST08 ST09 ST09 ST09 ST10 ST10 ST10 ST11 ST11 ST11 ST12 ST12 ST12 ST01 ST01 ST01 ST02 ST02 ST02 Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô III ST03 ST03 ST03 ST04 ST04 ST04 ST05 ST05 ST05 ST06 ST06 ST06 ST07 ST07 ST07 ST08 ST08 ST08 ST09 ST09 ST09 ST10 ST10 ST10 ST11 ST11 ST11 ST12 ST12 ST12 ST01 ST01 ST01 ST02 ST02 ST02 ST03 ST03 ST03 ST04 ST04 ST04 ST05 ST05 ST05 ST06 Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa IV ST06 ST06 ST07 ST07 ST07 ST08 ST08 ST08 ST09 ST09 ST09 ST10 ST10 ST10 ST11 ST11 ST11 ST12 ST12 ST12 ST01 ST01 ST01 ST02 ST02 ST02 ST03 ST03 ST03 ST04 ST04 ST04 ST05 ST05 ST05 ST06 ST06 ST06 ST07 ST07 ST07 ST08 ST08 ST08 ST09 ST09 Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa V ST09 ST10 ST10 ST10 ST11 ST11 ST11 ST12 ST12 ST12 Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Phụ lục Giá trị giới hạn thông số chất lượng nước mặt theo QCVN 08MT:2015/BTNMT TT Thông số pH BOD5 (20 C) COD Ơxy hịa tan (DO) Tổng chất rắn lơ lửng (TSS) Amoni (NH4 tính theo N) Clorua (Cl ) Florua (F ) Nitrit (NO2 tính theo N) 10 Nitrat (NO3 tính theo N) 11 Phosphat (PO4 tính theo P) 12 Xyanua (CN ) 13 Aldrin 14 Benzene hexachloride (BHC) 15 Dieldrin 16 + - - 3- - Tổng Dichloro diphenyl trichloroethane (DDTs) 17 18 Heptachlor & Heptachlorepoxide Tổng Phenol VI 19 20 Tổng dầu, mỡ (oils & grease) Tổng bon hữu (Total Organic Carbon, TOC) 21 Tổng hoạt độ phóng xạ 22 Tổng hoạt độ phóng xạ 23 Coliform 24 E Coli Phụ lục Hàm lượng thơng số hóa lý trầm tích Vị trí ST 01 ST 02 ST 03 ST 04 ST 05 ST 06 ST 07 ST 08 ST 09 ST 10 ST 11 ST 12 ST 01 ST 02 ST 03 ST 04 ST 05 ST 06 ST 07 ST 08 ST 09 ST 10 ST 11 ST 12 ST 01 ST 02 ST 03 ST 04 ST 05 ST 06 Mùa Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa VII ST 07 ST 08 ST 09 ST 10 ST 11 ST 12 ST 01 ST 02 ST 03 ST 04 ST 06 ST 05 ST 07 ST 08 ST 09 ST 10 ST 11 ST 12 Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Phụ lục Nồng độ OCPs (µg/L) nước phân theo mùa nhóm phân tích Vị trí ST 01 ST 02 ST 03 ST 04 ST 05 ST 06 ST 07 ST 08 ST 09 ST 10 ST 11 ST 12 ST 01 ST 02 ST 03 ST 04 ST 05 ST 06 ST 07 ST 08 ST 09 ST 10 Mùa Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô VIII ST 11 ST 12 ST 01 ST 02 ST 03 ST 04 ST 05 ST 06 ST 07 ST 08 ST 09 ST 10 ST 11 ST 12 ST 01 ST 02 ST 03 ST 04 ST 06 ST 05 ST 07 ST 08 ST 09 ST 10 ST 11 ST 12 Khô Khô Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Phụ lục Nồng độ OCPs (µg/kg) trầm tích phân theo mùa nhóm phân tích Vị trí ST 01 ST 02 ST 03 ST 04 ST 05 ST 06 ST 07 ST 08 ST 09 ST 10 ST 11 ST 12 ST 01 ST 02 Mùa Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô IX ST 03 ST 04 ST 05 ST 06 ST 07 ST 08 ST 09 ST 10 ST 11 ST 12 ST 01 ST 02 ST 03 ST 04 ST 05 ST 06 ST 07 ST 08 ST 09 ST 10 ST 11 ST 12 ST 01 ST 02 ST 03 ST 04 ST 06 ST 05 ST 07 ST 08 ST 09 ST 10 ST 11 ST 12 Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Khô Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Mưa Phụ lục Giá trị giới hạn thông số trầm tích theo QCVN 43:2017/BTNMT TT Thơng số Chlordane DDD DDE X DDT Dieldrin Endrin Heptachlor epoxide Lindan Tổng Polyclobiphenyl (PCB) 10 Dioxin Furan Phụ lục Thông số sinh học lồi cá nhuyễn thể hai mảnh vỏ Vị trí Tên loài ST1 Cá bống bớp ST5 Cá bống bớp ST6 ST7 ST8 ST9 ST10 ST11 ST1 Cá bống bớp Cá bống bớp Cá bống bớp Cá bống bớp Cá bống bớp Cá bống bớp Hàu ST5 Hàu ST6 ST7 ST8 ST9 ST10 Hàu Hàu Hàu Hàu Hàu ST11 Hàu ST1 ST5 Ngao Ngao ST6 Ngao ST7 ST8 ST9 ST10 ST11 Ngao Ngao Ngao Ngao Ngao ST1 Sò ST1 ST1 ST5 ST6 ST6 Sò Sò Sò Sò Sò ST7 ST7 ST8 ST9 ST10 ST11 ST11 ST1 ST5 ST6 ST7 ST8 ST9 ST10 ST11 ST1 ST5 ST6 ST6 ST7 ST7 ST7 ST8 ST8 ST9 ST9 ST10 ST11 Sò Sò Sò Sò Sò Sò Sò Trai Trai Trai Trai Trai Trai Trai Trai Vẹm Vẹm Vẹm Vẹm Vẹm Vẹm Vẹm Vẹm Vẹm Vẹm Vẹm Vẹm Vẹm Phụ lục Nồng độ OCPs (µg/kg) cá nhuyễn thể hai mảnh vỏ Vị Tên lồi trí ST1 Cá bống bớp ST5 Cá bống bớp ST6 ST7 ST8 ST9 ST10 ST11 ST1 Cá bống bớp Cá bống bớp Cá bống bớp Cá bống bớp Cá bống bớp Cá bống bớp Hàu ST5 Hàu ST6 Hàu ST7 Hàu XII ST8 ST9 ST10 ST11 ST1 ST5 ST6 ST7 ST8 ST9 ST10 ST11 ST1 ST1 ST1 ST5 ST6 ST6 ST7 ST7 ST8 ST9 ST10 ST11 ST11 ST1 ST5 ST6 ST7 ST8 ST9 ST10 ST11 ST1 ST5 ST6 ST6 ST7 ST7 ST7 ST8 ST8 ST9 Hàu Hàu Hàu Hàu Ngao Ngao Ngao Ngao Ngao Ngao Ngao Ngao Sò Sò Sò Sò Sò Sò Sò Sò Sò Sò Sò Sò Sò Trai Trai Trai Trai Trai Trai Trai Trai Vẹm Vẹm Vẹm Vẹm Vẹm Vẹm Vẹm Vẹm Vẹm Vẹm XIII ST9 ST10 ST11 Vẹm Vẹm Vẹm ... clo hữu nước, trầm tích, thủy sinh vật cửa sơng Sài Gịn – Đồng Nai thử nghiệm độc tính DDTs lên phơi, ấu trùng hàu Thái Bình Dương, cá medaka” lựa chọn thực vùng cửa sơng Sài Gịn – Đồng Nai hai... 2017 – 2018 ✓ Mục tiêu luận án Luận án có mục tiêu tổng thể là: Nghiên cứu, xác định dư lượng thuốc trừ sâu clo hữu nước, trầm tích, thủy sinh vật cửa sơng Sài Gịn – Đồng Nai đánh giá độc tính thuốc. .. TÍCH, THỦY SINH VẬT TẠI CỬA SƠNG SÀI GỊN – ĐỒNG NAI VÀ THỬ NGHIỆM ĐỘC TÍNH CỦA DDTs LÊN PHƠI, ẤU TRÙNG HÀU THÁI BÌNH DƯƠNG, CÁ MEDAKA Chuyên ngành: Kỹ thuật Môi trường Mã số: 52 03 20 LUẬN ÁN TIẾN