Ảnh hưởng của chất tráng phủ trên bề mặt plastic trên vi giáp xác

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA o0o LÊ THỊ PHƯƠNG DUNG ẢNH HƯỞNG CỦA CHẤT TRÁNG PHỦ TRÊN BỀ MẶT PLASTIC LÊN VI GIÁP XÁC Chuyên ngành: Quản lý Tài nguyên Môi trường Mã số: 60850101 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP.HCM, THÁNG 01 NĂM 2020 Cơng trình hồn thành tại: Trường Đại học Bách Khoa-ĐHQG TP.HCM Cán hướng dẫn khoa học: PGS TS Đào Thanh Sơn Cán chấm nhận xét 1: PGS TS Lê Trình Cán chấm nhận xét 2: PGS TS Lê Hoàng Nghiêm Luận văn thạc sĩ bảo vệ trường Đại học Bách khoa, ĐHQG TP.HCM Ngày 06 tháng 01 năm 2020 Thành phần hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: PGS.TS Võ Lê Phú PGS TS Lê Trình PGS TS Lê Hoàng Nghiêm PGS TS Chế Đình Lý TS Hà Dương Xuân Bảo Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá luận văn Trưởng Khoa CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc - NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Họ tên học viên: Lê Thị Phương Dung MSHV: 1770242 Ngày, tháng, năm sinh: 05/08/1994 Nơi sinh: Bình Phước Chuyên: Quản lý Tài nguyên Môi trường Mã số: 60850101 Tên đề tài: Ảnh hưởng chất tráng phủ bề mặt plastic lên vi giáp xác Nhiệm vụ: - Nuôi, theo dõi phát triển Daphnia magna PTN; - Thực thí nghiệm phơi nhiễm Daphnia magna với dịch chiết plastic phthalate; - Xử lý số liệu thống kê viết luận văn Ngày giao đề tài: 11/02/2019 Ngày hoàn thành đề tài: 12/12/2019 Họ tên người hướng dẫn: PGS TS Đào Thanh Sơn Nội dung yêu cầu LVTN thông qua môn CÁN BỘ HƯỚNG DẪN TP.HCM, Ngày …… tháng …… năm 2020 CHỦ NHIỆM BỘ MÔN TRƯỞNG KHOA LỜI CẢM ƠN Đề tài “Ảnh hưởng chất tráng phủ bề mặt plastic lên vi giáp xác” thực Module Độc học sinh thái, Phịng thí nghiệm Phân tích Mơi trường, Khoa Mơi trường Tài nguyên, ĐH Bách Khoa TP HCM Đề tài tài trợ từ Quỹ Phát triển Khoa học Công nghệ Quốc gia (NAFOSTED), mã số: 106.99-2019.39 Để hoàn thành đề tài tốt nghiệp “Ảnh hưởng chất tráng phủ bề mặt plastic lên vi giáp xác”, em nhận nhiều hỗ trợ giúp đỡ Đầu tiên em xin gởi lời cảm ơn đến Quý thầy, giáo trường Đại học Bách Khoa nói chung Khoa Mơi trường Tài ngun nói riêng, tận tình giảng dạy, truyền đạt cho em kiến thức kinh nghiệm quý báu thời gian học tập trường Đặc biệt, em xin gởi lời cảm ơn sâu sắc đến Thầy, PGS TS Đào Thanh Sơn Thầy trực tiếp hướng dẫn, tận tình bảo, cung cấp cho em nhiều kiến thức, tài liệu lời khun hữu ích q trình em làm luận văn tốt nghiệp hoàn thành báo cáo Trong trình học tập với Thầy, em tiếp thu nhiều kinh nghiệm phương pháp tinh thần làm việc nghiêm túc, hiệu Đây điều cần thiết cho em trình học tập làm việc sau Em xin cảm ơn Chị, ThS Võ Thị Mỹ Chi tất anh, chị, bạn Module Độc học sinh thái nhiệt tình giúp đỡ tạo điều kiện tốt để em hồn thành tốt nội dung nghiên cứu Sau cùng, em xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè bên cạnh động viên, góp ý cho em suốt q trình hồn thành luận văn tốt nghiệp Trong q trình làm báo cáo, khả lý luận kiến thức hạn chế nên báo cáo khơng tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận góp ý q Thầy, Cơ để em có thêm kinh nghiệm chuẩn bị cho q trình làm việc sau TP Hồ Chí Minh, tháng 12/2019 Học viên thực Lê Thị Phương Dung TÓM TẮT Ngày nay, với tiện ích sản phẩm nhựa mang lại, nhu cầu sử dụng chúng không ngừng gia tăng kéo theo phát sinh lượng lớn rác thải nhựa không qua xử lý thải trực tiếp môi trường Phát thải nhựa mối quan ngại lớn giới khả tồn bền mơi trường chúng Bên cạnh đó, hợp chất dùng q trình sản xuất nhựa vào môi trường, sinh vật người, gây tác hại nghiêm trọng khó lường Trong luận văn này, ảnh hưởng mãn tính (1) phụ gia nhựa, chất phthalate (2) hai loại nước rỉ nhựa (plastic leachates) từ hộp xốp đựng thực phẩm màng (film) bọc thực phẩm lên sống sót sức sinh sản vi giáp xác Daphnia magna nghiên cứu điều kiện phịng thí nghiệm Đối với thí nghiệm phơi nhiễm phthalate, D magna phơi nhiễm qua hệ (viết tắt F0, F1 F2) Trong hệ F0, D magna phơi nhiễm với phthalate (P) có nồng độ (đối chứng, viết tắt C), 5, 50 500 µg P/L (viết tắt P5, P50 P500) Trong hệ F1, non D magna từ C tiếp tục ni mơi trường khơng có phthalate (viết tắt C-C); đó, non từ lơ P500, tách thành nhóm (i) nhóm ni mơi trường khơng có phthalate (viết tắt PC) (ii) nhóm mơi trường có chứa 500 µg P/L (viết tắt P-P) Tương tự, hệ F2, non D magna từ C-C tiếp tục nuôi môi trường phthalate (viết tắt C-C-C); non từ lơ P-P, tiếp tục tách thành nhóm (i) nhóm ni mơi trường khơng có phthalate (viết tắt P-P-C) (ii) nhóm mơi trường có chứa 500 µg P/L (viết tắt P-P-P) Trong thí nghiệm với nước rỉ nhựa, D magna phơi nhiễm qua hệ (viết tắt F0 F1) Trong hệ thứ (F0), D magna phơi nhiễm với nước rỉ từ nhựa (viết tắt L) có nồng độ (đối chứng, viết tắt C), 10, 100 1000 mg nhựa/L (viết tắt L10, L100 L1000) Trong hệ thứ (F1), non D magna từ lô C tiếp tục nuôi môi trường khơng có nước rỉ nhựa (viết tắt C-C); đó, non từ lơ L1000 tách thành nhóm (i) nhóm ni mơi trường khơng có nước rỉ nhựa (viết tắt L-C) (ii) nhóm mơi trường có nước rỉ nhựa giống hệ trước (viết tắt L-L) Kết từ thí nghiệm phơi nhiễm phthalate cho thấy, hệ (F0) thứ (F1) thí nghiệm, sức sống D magna không khác biệt mặt thống kê lô đối chứng lô phơi nhiễm nồng độ 5; 50 500 µg P/L Tuy nhiên, phthalate lại kích thích sinh sản D magna, cụ thể, tỉ lệ số non lô phơi nhiễm hệ F0 cao so với đối chứng (P5 = 143%; P50 = 189%; P500 = 112%, so với đối chứng) F1 (P-C = 108%; P-P = 127%, so với đối chứng) Ở hệ thứ (F2), tác động phthalate lên sinh vật ghi nhận nghiêm trọng Cụ thể, so với đối chứng, tỷ lệ sống sót D magna hai lơ phơi nhiễm P-P-C P-P-P chiếm 50 45%, tỷ lệ tổng non sinh chiếm tương ứng 53 55% so với đối chứng (C-C-C) Trong thí nghiệm phơi nhiễm với nước rỉ nhựa, hệ phơi nhiễm (F0 F1) D magna nồng độ 10; 100 1000 mg/L không ghi nhận ảnh hưởng đáng kể lên sức sống D magna so với đối chứng Tuy nhiên, tỷ lệ sinh sản D magna phơi nhiễm với nước rỉ nhựa F0 F1 có khác biệt so với lơ đối chứng điều kiện Cụ thể hệ F0 so với đối chứng, tỷ lệ sinh sản (tổng số non sinh ra) D magna lô phơi nhiễm với nước rỉ từ hộp xốp đựng thực phẩm 121; 115 106% tương ứng với nồng độ 10; 100 1000 mg/L Tỷ lệ nồng độ tương ứng thí nghiệm phơi nhiễm với nước rỉ từ màng (film) bọc thực phẩm, so với đối chứng, 85; 118 113% Trong thí nghiệm hệ thứ (F1), so với đối chứng, tỷ lệ sinh sản D magna thí nghiệm với nước rỉ từ hộp xốp đựng thực phẩm lô L-C C-C 121 136%, tỷ lệ thí nghiệm với dịch chiết màng bọc thực phẩm 136 125% Như vậy, nước rỉ từ nhựa (hộp xốp, màng bọc thực phẩm) nồng độ thí nghiệm, khơng có ảnh hưởng xấu lên sức sống D magna, gây kích thích sinh sản hệ sinh vật phơi nhiễm Từ kết trên, cho thấy rằng, ảnh hưởng nước rỉ từ nhựa phthalate lên D magna chủ yếu mặt sinh sản, ảnh hưởng thể rõ rệt qua nhiều hệ Sự phơi nhiễm mãn tính qua nhiều hệ với phthalate nồng độ đủ cao dẫn đến suy giảm nghiêm trọng quần xã động vật phù du Điều dẫn đến hệ việc cân nghiêm trọng hệ sinh thái thủy vực, suy giảm đa dạng sinh học tài nguyên sinh vật Nên có nghiên cứu liên quan phthalate thủy sinh vật trường để có sở khoa học thực tiễn mạnh hơn, phục vụ công tác quản lý chất lượng môi trường nước tài nguyên sinh vật SUMMARY Recently, due to the benefits of plastic procducts, the demand for plastics has been increasing resulting in the huge amount of plastic waste has been discharged directly into the natural environment Plastic emission is one of the major concerns worldwide due to long resistence of plastic in natural environment In addition, plastic additives utilized in plastic manufacturing could leach into the environment, organisms and humans, causing serious and unpredictable impacts In the current thesis, the chronic effects of (1) plastic additives, phthalates and (2) two types of plastic leachate from foarm box and plastic wrap, on the survival and reproduction of microcrustacean Daphnia magna was studied under laboratory conditions In the phthalate exposed experiment, D magna was exposed across three generations (F0, F1 and F2) In the first generation (F0), D magna was raised in control (C, toxin free medium) or in medium containing phthalate (P) at three distinct concentrations of 5, 50 and 500 µg/L, (abbreviated as P5, P50 and P500, respectively) In the second generation (F1), the offspring from the F0 control were raised in phthalate free medium (called C-C) Meanwhile, the offspring from the P500 were split into two groups: (i) the first group was raised in phthalate free medium (called P-C), and (ii) the second group was raised in medium containing phthalate at concentrations 500 µg/L (called P-P) Similarly, in the third generation (F2), the offspring from the C-C were raised in the medium without phthalate (called C-C-C), the offspring from the P-P were split into two groups: (i) the first group was raised in phthalate free medium (called P-P-C), and (ii) the second group was raised in medium containing phthalate at concentrations 500 µg/L (called P-P-P) In the plastic leachate exposed experiments, D magna was tested across two generations (F0 and F1) In the first generation (F0), D magna was exposed to leachate from plastic (L) with concentrations of (control, called C), 10, 100 and 1000 mg/L (abbreviated as L10, L100 and L1000) In the second generation (F1), the offspring from C were incubated in the medium without plastic leachate (called C-C) Meanwhile, the offspring from 1000 mg/L group were split into groups (i) group was raised in medium without plastic leachate (called L-C), and (ii) group was raised in medium containing plastic leachate at the concentration of 1000 mg/L (called L-L) Results from the phthalate experiment showed that, in the first (F0) and the second (F1) generations of the experiment, the survival of D magna in batches exposed at concentrations 5, 50 and 500 µg /L was not different from the control However, phthalate stimulated the reproduction of D magna In detail, the total offspring in exposures were higher than that in control, in F0 (P5/C = 143%; P50/C = 189%; P500/C = 112%); and in F1 (PC/C-C = 108%; PP/C-C = 127%) In the third generation (F2), the effect of phthalates on D magna was severely recorded Specifically, the survival rate of D magna in P-P-C and P-P-P exposures was 50 and 45%, respectively, and the ratio of total offspring of P-P-C and P-P-P was also 53 and 55%, respectively, compared to the control (C-C-C) In the experiments of exposure to leachate, survivorship of D magna (in F0 and F1) incubated at concentrations of leachate from 10, 100 and 1000 mg/L was not significantly changed compared to control However, the reproductive rate of D magna in leachate exposures in both F0 and F1 differed from the control group under the same conditions Briefly, in the first generation (F0) compared to the control, the reproductive rate (the total offspring) of D magna exposed to food-box leachate of 10, 100 and 1000 mg/L was 121, 115 and 106%, respectively This ratios at the respective concentrations in the exposure to leachate from plastic wrap, compared to the control, was 85, 118 and 113% In the second generation experiment (F1), compared to the control, the reproduction rate of D magna in the experiment with leachate from foarm box, the L-C and C-C, was 121 and 136%, respectively This ratios in experiment with foarm box extract were 136 and 125% Thus, the leachate from plastic (foam box, plastic wrap) at the experimental concentrations did not adversely affect the survival of D magna, but stimulated the reproduction of exposed organisms in both generations From the above results, it can be seen that the effect of leachate from plastic leachate and phthalate on D magna is clearly reproductive, and the effect could be evidenced over several generations Chronic exposures across several generations at sufficiently high concentrations of phthalate could lead to a severe depletion of zooplankton population This then could be consequently to serious imbalance in the aquatic ecosystem, and the reduction of biodiversity and biological resources There should be studies related to phthalate and aquatic organisms in the field in order to have a stronger practical scientific basis, serving the management of water environment quality and biological resources SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM PHƠI NHIỄM DAPHNIA MAGNA VỚI PHTHALATE THẾ HỆ ĐẦU TIÊN (F0) Sức sống: Ngày thí nghiệm Ngày Ngày Ngày Ngày Ngày Ngày Ngày Ngày Ngày Ngày Ngày 10 Ngày 11 Ngày 12 Ngày 13 Ngày 14 Ngày 15 Ngày 16 Ngày 17 Ngày 18 Ngày 19 Ngày 20 Ngày 21 Control 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 Nồng độ phơi nhiễm 5μg/L 50μg/L 20 20 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 19 500μg/L 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 Sức sinh sản: Ngày thí nghiệm Ngày Ngày Ngày Ngày Ngày Ngày Ngày Ngày Ngày Ngày Ngày 10 Control 0 0 0 38 17 45 18 Nồng độ phơi nhiễm 5μg/L 50μg/L 0 0 0 0 0 0 83 38 24 126 108 36 166 500μg/L 0 0 0 70 90 Ngày 11 Ngày 12 Ngày 13 Ngày 14 Ngày 15 Ngày 16 Ngày 17 Ngày 18 Ngày 19 Ngày 20 Ngày 21 Tổng cộng 81 25 44 22 13 78 27 49 51 34 545 86 45 18 67 18 45 85 115 23 29 779 27 55 83 28 121 28 65 60 52 124 31 1031 10 88 24 121 81 25 13 81 612 SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM PHƠI NHIỄM DAPHNIA MAGNA VỚI PHTHALATE THẾ HỆ THỨ NHẤT (F1) Sức sống: Ngày thí nghiệm Ngày Ngày Ngày Ngày Ngày Ngày Ngày Ngày Ngày Ngày Ngày 10 Ngày 11 Ngày 12 Ngày 13 Ngày 14 Ngày 15 Ngày 16 Ngày 17 Ngày 18 Ngày 19 Ngày 20 Ngày 21 Nồng độ phơi nhiễm Control 20 20 20 20 20 20 20 20 20 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 500μg/L - control 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 500 - 500μg/L 20 20 20 18 18 18 18 18 18 18 17 17 17 17 17 17 17 17 17 17 17 17 Sức sinh sản: Ngày thí nghiệm Ngày Ngày Ngày Ngày Ngày Ngày Ngày Ngày Ngày Ngày Ngày 10 Nồng độ phơi nhiễm Control 500μg/L - control 500 - 500μg/L 0 0 0 58 25 29 56 37 0 0 0 50 79 74 35 0 0 0 44 76 81 78 Ngày 11 Ngày 12 Ngày 13 Ngày 14 Ngày 15 Ngày 16 Ngày 17 Ngày 18 Ngày 19 Ngày 20 Ngày 21 Tổng cộng 34 45 45 48 20 34 29 29 36 89 82 696 53 83 50 34 35 42 33 102 72 752 66 63 26 77 10 41 64 73 147 29 883 SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM PHƠI NHIỄM DAPHNIA MAGNA VỚI PHTHALATE THẾ HỆ THỨ HAI (F2) Sức sống: Ngày thí nghiệm Ngày Ngày Ngày Ngày Ngày Ngày Ngày Ngày Ngày Ngày Ngày 10 Ngày 11 Ngày 12 Ngày 13 Ngày 14 Ngày 15 Ngày 16 Ngày 17 Ngày 18 Ngày 19 Ngày 20 Ngày 21 Nồng độ phơi nhiễm Control 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 500μg/L - control 20 16 14 13 13 13 13 13 13 12 12 12 11 10 10 10 10 10 10 10 10 10 500 - 500μg/L 20 19 16 14 12 12 12 12 12 12 12 12 10 9 9 9 9 Sức sinh sản: Ngày thí nghiệm Ngày Ngày Ngày Ngày Ngày Ngày Ngày Ngày Ngày Nồng độ phơi nhiễm Control 0 0 0 74 21 500μg/L - control 0 0 0 0 54 500 - 500μg/L 0 0 0 15 15 Ngày Ngày 10 Ngày 11 Ngày 12 Ngày 13 Ngày 14 Ngày 15 Ngày 16 Ngày 17 Ngày 18 Ngày 19 Ngày 20 Ngày 21 Tổng cộng 22 189 125 22 218 88 84 22 19 884 21 27 100 84 17 39 14 53 23 32 469 26 33 36 58 48 25 16 59 24 49 10 23 51 488 Environmental Sciences | Ecology Doi: 10.31276/VJSTE.61(4).64-69 Transgenerational effects of the plasticizer di-2-ethylhexyl phthalate on survival, growth, and reproduction of Daphnia magna Thi-Phuong-Dung Le1*, Van-Tai Nguyen1, Thi-My-Chi Vo1, Nghia-Hiep Bui2, Thanh-Son Dao1 University of Technology, Vietnam National University, Ho Chi Minh city Department of Environmental Engineering, Dayeh University, Taiwan Received September 2019; accepted 21 November 2019 Abstract: In this study, we conducted a chronic toxicity assessment of di-2-ethylhexyl phthalate (DEHP) on the life history traits of Daphnia magna across three generations In the first generation, the neonates (called F0 Daphnia) were raised in a control environment (C, toxin-free medium) or in a medium containing DEHP at three concentrations 5, 50, and 500 µgl-1, abbreviated as P5, P50, and P500, respectively The offspring from the F0 control (called F1 Daphnia) were raised in toxin-free medium (denoted as C-C) However, the offspring from the P500 exposure were split into two groups: (i) the first group was raised in a toxin-free, control medium (denoted as P-C) and (ii) the second group was raised again in a medium containing 500 µgl-1 DEHP (denoted as P-P) The offspring from the F1 (called F2 Daphnia) were split again and treated in the same manner as F1, resulting in C-C-C, P-P-C, and P-P-P The exposure time for each generation (F0, F1, F2) was 21 days The survival and reproduction of D magna over the three generations (F0, F1 and F2) were recorded daily during the 21 days of incubation The body length of the animals in the F0 was measured by the end of incubation The results showed that the survival rate of D magna in the control and DEHP treatments was similar, while the DEHP strongly enhanced the reproduction of D magna in the F0 and F1 generations However, in the F2 generation, the survival rate for P-P-C and P-P-P was only 45-50% compared to the control Consequently a much lower accumulative neonate proportion in DEHP treatment was found, around 50% compared to the control The reduction in survivorship and reproduction of D magna in the F2 generation and the smaller body length of the P500 treatment is a consequence of energy cost and trade-off under the chronic effects of DHEP The results revealed that the population development of the microcrustacean may lead to an extinction upon continuous exposure to high phthalate concentrations in natural water bodies In situ monitoring on phthalates and zooplankton in aquatic ecosystems is suggested Keywords: chronic effects, life traits, micro-crustacean, plastic additives Classification number: 5.1 Introduction Global production of plastic materials has increased twenty-fold over the last fifty years, exceeding 300 million tonnes in 2015 [1] Worldwide, a great amount of plastic waste is left unmanaged [2] and, more seriously, less than 5% of discarded plastic materials has been recovered [3] Consequently, the continuous increase of plastic use over time has negative effects on the environment, especially water bodies Plastics are known to contain a great number of additives, e.g., bisphenol A and phthalates, among others Phthalates and their isoforms are among the most commonly used solvents in various industrial and consumer products, and the global production of phthalates is estimated to be between and million tons annually [4] The existence of phthalates in the environment has been reported by many countries such as Finland, Denmark, Germany, Japan, China, Thailand, Poland, Sweden, and Italy [5] While bisphenol A is known as both an oestrogen agonist and an androgen antagonist, impacting both reproduction and development in crustaceans and insects, phthalates have been shown to cause molecular and whole-organism effects in vertebrates and invertebrates [6] Besides, phthalates desorbed from plastic have been known to accumulate in the gut of organisms resulting in disorder of biological processes such as endocrine disruption and behavioural alterations [7] *Corresponding author: Email: phuongdungbp94@gmail.com 64 Vietnam Journal of Science, Technology and Engineering DECEMBER 2019 • Vol.61 Number Environmental Sciences | Ecology Zooplankton have a central position in the food chain of aquatic ecosystems Chemical substances leaching from many plastic products were shown to cause acute toxic effects (immobility) for Daphnia magna, with the 48 h-EC50 of leachates ranging from to 80 g plastic material per L [8] Giraudo, et al (2015) found that the plasticizer Tris (2-butoxyethyl) phosphate (TBOEP) caused the mortality of 50% of the test D magna within a 48 h exposure at a concentration of around 147 mgl-1 [9] So far, there have only been a few investigations on the effects of plastic additives on freshwater micro-crustaceans such as D magna Plastic additives have also impacted gene transcription related to proteolysis, protein synthesis, and energy metabolism in D magna The plasticizer di-2-ethylhexyl phthalate (DEHP) at the concentration of 811 µgl-1, significantly reduced the survivorship in D magna after 21 days of treatment [10] However, the same authors observed an impairment by DEHP exposure on genetic (RNA, DNA) and biochemical levels and hydrocarbon storage of the animal at a lower concentration, 158 µgl-1, within days of incubation Recently, Wang, et al (2018) found that DEHP strongly influenced on the antioxidant and biotransformation enzyme activities in D magna [11] TBOEP at low concentration (10 µgl-1) resulted in the reduction of body size (width and length), reproduction, and moulting in D magna over three generational exposures [12] Although the toxicity of plastic microspheres to several aquatic organisms has been tested and reported, the detrimental impacts of plastics and plasticizers on aquatic animals are underestimated [13] The responses of aquatic animals and, in particular, zooplankton to microplastics and plastic additives upon long-term exposures are not yet fully understood [7, 14] Therefore, in this study, we assessed the effects of DEHP at a concentration range of 5-500 µgl-1 on the life history traits of D magna across three generations in laboratory conditions Materials and methods The Daphnia magna (from Micro BioTest, Belgium) was raised in an ISO medium [15] and fed ad libitum with the live green alga Chlorella sp and YTC, a rich nutrient mixture [16] The alga Chlorella was cultured in a Z8 medium [17] The animals were incubated under laboratory conditions at a temperature of 25±10C, light intensity of less than 1000 Lux, and a photo regime of 14 h light: 10 h dark [15, 18] Di-2-ethylhexyl phthalate (DEHP, 99.5%), dissolved in MeOH at a concentration of 1000 mgl-1 (Aldrich Sigma), was used for the experiment The stock was kept at 40C prior to the test implementation The experimental set up was conducted according to Dao, et al (2010) and APHA (2012) with a minor modification [15, 18] Briefly, the neonates of D magna ( 158 µgl-1), which was reported elsewhere [10] The reproduction of DEHP-treated D magna in the F1 generation of our study was still a little higher than that of control Phthalates and their isoforms are known to cause impairment of the reproduction of fish and aquatic mammals, including problems with fertility [5] However, our results indicated oestrogen-like effects of the DEHP, i.e a reproduction stimulation, on D magna, as reported elsewhere [4] It is likely that different species would have different responses to the same pollutants Therefore, more investigations of this subject using phthalates are recommended to clarify the observed reproduction stimulation In the third generational exposure, F2, we found the total offspring in the pre-DEHP treated D magna remarkably Fig Total neonates relative to control in the first (A), the second (B), and the third (C generations of Daphnia magna exposed to DEHP Abbreviations as in the Fig DECEMBER 2019 • Vol.61 Number Vietnam Journal of Science, Technology and Engineering 67 Environmental Sciences | Ecology Effects of DEHP on body length of Daphnia magna The body length of the mother D magna at the age of 21 days in the control, P5, and P50 were similar, and ranged between 2883 and 2884 mm However, the body length of the animal in the P500 exposure was 2580 mm, which is significantly shorter than that of the control (p=0.004, Kruskal-Wallis test; Fig 4) The similar body length measured of the D magna in the control, µgl-1, and 50 µgl-1 DEHP concentrations in this study is in line with the previous observation by Giraudo, et al., (2015, 2017) testing with TBEOP [9, 12] However, in an exposure to a higher DEHP concentration (500 µgl-1), the D magna was smaller size than in the control (Fig 4), which is in line with a previous investigation of Seyoum and Pradhan (2019) [4] The authors recorded a reduction of body length in D magna exposed to around 390 µgl-1 of DEHP over the period of 14 days [4] As previously mentioned, phthalates could impair aquatic animals at the genetic, cellular, tissue, and individual levels [7] In the treatment with DEHP, it is believed that D magna would be affected by the chemical The animal could maintain their normal activities and deal with the biochemical and physiological alterations inside its body [10] Then, the animal needs to balance its total energy for all of its life processes Therefore, exposure to high concentrations of DEHP would lead to an energy cost in the D magna that results in a trade-off between its growth and other activities Maybe at low DEHP treatments (e.g and 50 µgl-1), the D magna could balance all processes and it could grow normally However, at a higher chemical level incubation (500 µgl-1), the animal has to face a trade-off that consequently slows down its development, hence, growing to smaller size than usual Conclusions This study, from the best of our knowledge, is the first to assess the effects of DEHP on the life history traits of D magna across three generations Survivorship of the animal exposed to the chemical was slightly reduced in the first and second generations However, a high mortality proportion of 45-50% occurred in the DEHP exposures in the third generation Acting as an endocrine disrupting compound, DEHP strongly stimulated the reproduction of D magna in the first two generations (F0 and F1) However, the total accumulative offspring of D magna was significantly reduced in the F2 generation, which is closely related to the survival rate of the pre-DEHP exposed mother D magna This shows that the population development of microcrustacean may lead to an extinction upon continuous exposure to high phthalate concentrations in natural water bodies The reduction in survivorship and reproduction of D magna in the third generation and the smaller body length of the D magna in the 500 µgl-1 DEHP treatment should be a consequence of energy cost and trade-off due to chronic effects of the chemical Phthalates have been widely found in natural environment, but their toxicity to tropical aquatic animals has not been fully understood Therefore, further investigations on the occurrence, distribution, and fate of phthalates, as well as their detrimental impacts on aquatic ecosystems, are highly suggested ACKNOWLEDGEMENTS This research is funded by Vietnam National Foundation for Science and Technology Development (NAFOSTED) under grant number 106.99-2019.39, and under the framework of the Jeunes Équipes Associées l’IRD Program (JEAI) supported by The French National Research Institute for Sustainable Development (IRD) The authors declare that there is no conflict of interest regarding the publication of this article REFERENCES [1] G Suaria, C.G Avio, A Mineo, G.L Lattin, M.G Magaldi, G Belmonte, S Aliani (2016), “The Mediterranean plastic soup: synthetic polymers in Mediterranean surface waters”, Scientific Report, 6, pp.37551 [2] J.R Jambeck, R Geyer, C Wilcox, T.R Siegler, M Perryman, A Andrady, R Narayan, K.L Law (2015), “Plastic waste inputs from land into the ocean”, Science, 347, pp.768-771 Fig Body length of the first generation of Daphnia magna exposed to DEHP at different concentrations The asterisk indicates a significant difference of the body length between control and exposure (p=0.004, Kruskal-Wallis test) Abbreviations are the same as in Fig 68 Vietnam Journal of Science, Technology and Engineering [3] H.S Auta, C.U Emenike, S.H Fauziah (2017), “Distribution and importance of microplastics in the marine environment a review of the sources, fate, effects and potential solutions”, Environmental International, 102, pp.165-176 [4] A Seyoum, A Pradhan (2019), “Effects of phthalates on development, reproduction, fat metabolism and life span in Daphnia DECEMBER 2019 • Vol.61 Number Environmental Sciences | Ecology magna”, Science of the Total Environment, 654, pp.969-977 Toxicology, 75, pp.145-156 [5] P Wowkonowicz, M Kijenska (2017), “Phthalate release in leachate from municipal lanfills of central Poland”, PloS ONE, 12(3), e0174986 [12] M Giraudo, M Dube, M Lepine, P Gagnon, M Douville, M Houde (2017), “Multigenerational effects evaluation of the flame retardant tris (2-butoxyethyl) phosphate (TBOEP) using Daphnia magna”, Aquatic Toxicology, 190, pp.142-149 [6] M Cole, P Lindeque, C Halsband, T.S Galloway (2011), “Microplastics as contaminants in the marine environment: a review”, Marine Pollution Bulletin, 62, pp.2588-2597 [7] W.C Li, H.F Ste, L Fok (2016), “Plastic waste in the marine environment: a review of sources, occurrence and effects”, Science of the Total Environment, 566-567, pp.333-349 [8] D Lithner, J Damberg, G Dave, A Larsson (2009), “Leachates from plastic consumer products - screening for toxicity with Daphnia magna”, Chemosphere, 74, pp.1195-1200 [9] M Giraudo, M Douville, M Houde (2015), “Chronic toxicity evaluation of the flame retardant tris (2-butoxyethyl) phosphate (TBOEP) using Daphnia magna transcriptomic response”, Chemosphere, 132, pp.159-165 [10] C.O Knowles, M.J McKee, D.U Palawski (1987), “Chronic effects of Di-2-ethylhexyl phthalate on biochemical composition, survival and reproduction of Daphnia magna”, Environmental Toxicology and Chemistry, 6, pp.201-208 [11] Y Wang, T Wang, Y Ban, C Shen, Q Shen, X Chai, W Zhao, J Wei (2018) “Di-(2-ethylhexyl) phthalate exposure modulates antioxidant enzyme activity and gen expression in juvenile and adult Daphnia magna”, Archives of Environmental Contamination and [13] Y Chae, Y.J An (2017), “Effects of micro-and nanoplastics on aquatic ecosystems: current research trends and perspectives”, Marine Pollution Bulletin, 142, pp.624-632 [14] D Eerkes-Medrano, R.C Thompson, D.C Aldridge (2015), “Microplastics in freshwater systems: a review of the emerging threats, identification of knowledge gaps and prioritisation of research needs”, Water Research, 75, pp.63-82 [15] T.S Dao, L.C Do-Hong, C Wiegand (2010), “Chronic effects of cyanobacterial toxins on Daphnia magna and their offspring”, Toxicon, 55, pp 1244-1254 [16] US Environmental Protection Agency (US EPA) (2002), Methods for measuring the acute toxicity of effluents and receiving waters to freshwater and marine organisms, 5th ed, EPA821-R02-012, Office of Water, Washington, DC [17] J Kotai (1972), “Instructions for preparation of modified nutrient solution Z8 for Algae”, Norwegian Institute for Water Research, p.5, Blindern, Oslo [18] American Public Health Association (APHA) (2012), Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 22nd edition, Washington DC DECEMBER 2019 • Vol.61 Number Vietnam Journal of Science, Technology and Engineering 69 Tóm tắt tham gia hội nghị CAREES 2019: Nghiên cứu lĩnh vực khoa học trái đất môi trường, Quỹ Phát triển Khoa học Công nghệ Quốc gia (Nafosted) phối hợp với Viện Địa lý Tài nguyên TP Hồ Chí Minh – Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam, tổ chức ngày 29/11/2019 Bài trình bày (Oral presentation) giới thiệu hội thảo VI NHỰA: NHỮNG VẤN ĐỀ VỀ MÔI TRƯỜNG, SINH THÁI VÀ SỨC KHỎE CON NGƯỜI Lê Thị Phương Dung1, Võ Thị Mỹ Chi2, Nguyễn Văn Tài3, Thương Quốc Thịnh4, Đào Thanh Sơn5 Trường ĐH Bách Khoa, ĐH Quốc gia Tp Hồ Chí Minh, phuongdungbp94@gmail.com; 2vtmchi91@gmail.com; 3tai.nv96@gmail.com; 1652576@hcmut.edu.vn; 5dao.son@hcmut.edu.vn TÓM TẮT Với ưu điểm gọn nhẹ, độ bền cao, dễ sử dụng, nên suốt kỉ qua, sản lượng lượng tiêu dùng nhựa gia tăng nhanh chóng tồn giới Tuy nhiên, hầu hết sản phẩm nhựa sử dụng lần, điều dẫn đến phát thải vi nhựa vào môi trường nhiều số lượng đa dạng chủng loại Ô nhiễm vi nhựa nhận định vấn đề môi trường nghiêm trọng diện chúng với số lượng lớn nơi (trong môi trường đất, nước không khí) ảnh hưởng tiêu cực đến mơi trường, sinh thái sức khỏe người Chính vậy, nghiên cứu tiến hành nhằm mục đích cung cấp cách đầy đủ tổng quan thông tin nguồn gốc, phát thải, phân bố tác động vi nhựa lên hệ sinh thái người, giúp cho nhà khoa học quan chức xác định rõ vấn đề thử thách cần giải cho tốn nhiễm vi nhựa Từ khóa: vi nhựa, tác động tiêu cực, môi trường, sinh thái, sức khỏe người Responses of the cladoceran, Daphnia magna, upon exposures to plasticizers Thi-Phuong-Dung Le1, Van-Tai Nguyen1, Manh-Ha Bui2, Thi-My-Chi Vo1, Thanh-Luu Pham3, Le-Thuy-Chung Kieu1, Thanh-Son Dao1 1Hochiminh City University of Technology, VNU-HCM, 268 Ly Thuong Kiet Street, District 10, Hochiminh City, Vietnam 2Saigon University, 273 An Duong Vuong Street, District 5, Hochiminh City, Vietnam 3Institute of Tropical Biology, VAST, 85 Tran Quoc Toan Street, District 3, Hochiminh City, Vietnam INTRODUCTION Worldwide, a great amount of plastic waste was un-managed (Jambeck et al., 2015) Seriously, less than 5% of emitted plastic materials has been recovered (Auta et al., 2017), consequently the continuous increase of plastics over time in the environment, especially water bodies However, toxicity of plastics and plasticizers to aquatic organisms is underestimated This study aimed to evaluate the effects of four distinct kinds of single use plastic leachates (waste bag, raincoat, plastic wrap and foarm box) at the concentrations ranging from - 1000 mg/L and the plasticizer phthalate at the concentrations ranging from 500 µg/L on the survival and reproduction of the model animal for toxicity tests, Daphnia magna, accross three generations MATERIALS & METHODS Materials Phthalate exposures 100 90 C 80 Survival rate (%) ▪ D magna (Fig 1) from MicroBio Test (Belgium) has been cultured in the medium called ISO (OECD, 1998) under the laboratorial conditions (at 25 ± 1oC and a photoperiod of 14h light: 10h dark at a light intensity of around 1000 Lux) (APHA, 2012) The organisms have been fed with a mixture of green alga (Chlorella sp.) and YTC (yeast, cerrophyl and trout chow digestion; US EPA, 2002) ▪ Four different of single use plastic materials (waste bag, raincoat, plastic wrap and foarm box; Fig 2) were cut into small pieces and 50 g of plastic was placed in a glass bottle containing liter of distilled water The bottle was then placed out door under sun light for 15 days (Lithner et al., 2009) ▪ Di-2-ethylhexyl phthalate (DEHP, 99.5%; Aldrich Sigma) dissolved in MeOH at the concentration of 1000 mg/L was used for the experiment The stock was kept at 4ºC prior to the test implementation 100 P5 P50 P500 (a) 101112131415161718192021 75 C-C 50 100 P-C P-P (b) 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 75 50 25 Figure - Adult D magna (scale bar = mm) C-C-C 0 P-P-C P-P-P 12 15 18 (c) Reporudction relative to the control (%) RESULTS & DISCUSSION 200 150 100 50 (a) C P5 (b) (c) (d) Figure (Left) – Plastic materials were utilized in the current study; waste bag (a), raincoat (b), plastic wrap (c) and foarm box (d) P500 150 100 50 (b) C-C P-C P-P 100 50 (c) C-C-C 21 Exposure time (days) (a) P50 P-P-C P-P-P Exposures Figure – Survival and reproduction of D magna upon exposure to plastic leachates accross two generations Abbreviations as in the figure Figure – Survival and reproduction of D magna upon exposure to phthalate accross three generations Abbreviations as in the figure Plastic leachates exposures 150 100 Experimental set up C P5 µg/L P50 50 µg/L Plastic leachates exposures P500 500 µg/L C L10 10 mg/L L100 100 mg/L 90 50 85 L1000 1000 mg/L C L10 L100 L1000 (a) 80 100 F2 C-C C-C P-C P-P-C 95 C-C For only plastic wrap and foarm box L-C L-L 1000 mg/L P-P-P 500 µg/L Figure – Experimental set up C, C-C, and C-C-C, Daphnia in F0, F1 and F2, respectively, raised in toxic free medium; P5, P50 and P500, Daphnia in F0 raised in 5, 50 and 500 µg/L of DEHP, respectively; P-C and P-P-C, Daphnia from DEHP exposed mothers in F0 and F1, respectively, raised in non-toxic medium; P-P and P-P-P, Daphnia from DEHP exposed mothers in F0 and F1, respectively, raised in toxic medium (500 µg DEHP/L) L10, L100 and L1000, Daphnia in F0 raised in 10, 100 and 1000 mg/L of each kind of plastic leachates, respectively; L-C and L-L, Daphnia from plastic leachates (only plastic wrap and foarm box) exposed mothers in F0, respectively, continuously raised in the medium containing 1000 mg/L of the respective leachate In each treatment: - neonates (