Nghiên cứu thử nghiệm độc tính sinh thái của carbendazim trên loài giun quế (perionyx excavatus perrier, 1872)

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KHOA SINH MÔI TRƢỜNG - - NGUYỄN THỊ PHÚC Nghiên cứu thử nghiệm độc tính sinh thái Carbendazim lồi giun Quế (Perionyx excavatus Perrier, 1872) KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KHOA SINH MÔI TRƢỜNG - - NGUYỄN THỊ PHÚC Nghiên cứu thử nghiệm độc tính sinh thái Carbendazim loài giun Quế (Perionyx excavatus Perrier, 1872) Ngành: Quản lí Tài ngun Mơi trƣờng Cán hƣớng dẫn: ThS Đoạn Chí Cƣờng Đà nẵng, tháng năm 2017 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chƣa đƣợc công bố cơng trình khác Tác giả khóa luận Nguyễn Thị Phúc LỜI CẢM ƠN Để hồn thành khóa luận tốt nghiệp tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến thầy Nguyễn Văn Khánh Đoạn Chí Cƣờng tận tình hƣớng dẫn cho tơi suốt thời gian qua Tôi xin cảm ơn bạn nhóm đề tài hỗ trợ hồn thành nghiên cứu Đồng thời tơi xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo khoa Sinh-Môi trƣờng, trƣờng Đại học Sƣ Phạm, Đại học Đà Nẵng tạo điều kiện để tơi hồn thành khóa luận Đà Nẵng, tháng năm 2017 Sinh viên: Nguyễn Thị Phúc MỤC LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH ẢNH VÀ BIỂU ĐỒ MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu đề tài 2.1 Mục tiêu tổng quát 2.2 Mục tiêu cụ thể Ý nghĩa khoa học đề tài CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tổng quan tình hình ô nhiễm hóa chất BVTV 1.1.1 Tổng quan ô nhiễm thuốc BVTV giới 1.1.2 Tình hình nhiễm TBVTV nƣớc 1.2 Tình hình nghiên cứu sinh vật thị 1.2.1 Giới thiệu sinh vật thị 1.2.2 Tình hình nghiên cứu sinh vật thị giới 10 1.2.3 Tình hình nghiên cứu Việt Nam 12 1.3 Tổng quan đối tƣợng nghiên cứu 13 1.3.1 Loài giun nghiên cứu 13 1.3.2 Hóa chất nghiên cứu 15 2.1 Đối tƣợng nghiên cứu 16 2.1.1 Giun Quế (Perionyx excavatus) 16 2.1.2 Thuốc diệt nấm Carbendazim 16 2.2 Phạm vi nghiên cứu 16 2.3 Nội dung nghiên cứu 16 2.4 Phƣơng pháp nghiên cứu 16 2.4.1 Phƣơng pháp thu thập tổng hợp tài liệu 16 2.4.2 Phƣơng pháp nuôi giun sinh sản điều kiện thí nghiệm 17 2.4.3 Phƣơng pháp thí nghiệm 17 2.4.4 Phƣơng pháp xử lý số liệu 19 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 20 3.1 Kết thí nghiệm thăm dò 20 3.2 Tỷ lệ chết giun thời gian tuần thử nghiệm thức 21 3.3 Tỷ lệ sinh trƣởng giun giá trị EC50 sinh trƣởng 22 3.3.1 Tỷ lê sinh trƣởng 22 3.3.2 Giá trị EC50 sinh trƣởng 24 3.4 Tỷ lệ sinh sản giun Quế EC50 sinh sản 25 CHƢƠNG 4: KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ 28 TÀI LIỆU THAM KHẢO 29 PHỤ LỤC 32 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT OECD Tổ chức hợp tác phát triển kinh tế (Organization for Economic Cooperation and Development) EC50 Nồng độ ức chế sinh trƣởng 50% sinh vật thực nghiệm (Effective concentration 50%) LC50 Nồng độ gây chết 50% sinh vật thực nghiệm TBVTV Thuốc bảo vệ thực vật TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam BTNMT Bộ Tài nguyên Môi Trƣờng IWMI Viện Quản lý Nƣớc Quốc tế (International Water Management Institute) DANH MỤC BẢNG Số hiệu bảng Tên bảng Số trang 3.1 Tỷ lệ giun chết thay đổi trọng lƣợng thử nghiệm thăm dò độc chất Carbendazim 20 3.2 Tỷ lệ Giun Quế chết theo nồng độ Carbendazim 21 DANH MỤC HÌNH ẢNH VÀ BIỂU ĐỒ Số hiệu Tên Hình ảnh, Biểu đồ Số trang 1.1 Giun quế (Perionyx excavatus Perrier, 1872) 13 3.1 Biểu đồ thể tƣơng quan phần trăm Giun Quế chết phụ thuộc vào nồng độ Carbendazim tuần 21 3.2 Biểu đồ biểu tỷ lệ sinh trƣởng giun Quế 22 3.3 Hình ảnh giun sau tuần thử nghiệm mẫu đối chứng 23 (trái) mẫu nồng độ 1,25 mg/kg 3.4 Mối quan hệ tƣơng quan % tăng trƣởng nồng độ carbendazim 24 3.5 Biểu đồ thể phần trăm ức chế sinh trƣởng giun Quế với nồng độ thông qua đồ thị logarit 24 3.6 Số lƣợng son non thu đƣợc sau tuần thử nghiệm 25 3.7 Kích thƣớc giun non so với giun trƣởng thành mẫu đối chứng 26 3.8 Biểu đồ % ức chế sinh sản theo số lƣợng non 26 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Theo tính tốn chun gia, thập kỷ 70, 80, 90 kỷ 20, thuốc BVTV góp phần bảo vệ tăng suất khoảng 20 - 30% loại trồng chủ yếu nhƣ lƣơng thực, rau, hoa [11] Tuy nhiên, bên cạnh lợi ích bảo vệ trồng gia tăng sản lƣợng, thuốc trừ sâu mang tới hiểm họa ô nhiễm môi trƣờng nghiêm trọng Dƣ lƣợng thuốc BVTV tồn dƣ môi trƣờng gây nhiều tác động tiêu cực sức khỏe hệ sinh thái xung quanh Hiện khơng có hệ thống để xác định tính chất nhiễm đất thuốc trừ sâu tƣơng tự nhƣ phƣơng pháp đƣợc sử dụng để giám sát nhiễm nƣớc khơng khí Ơ nhiễm lâu dài khoáng chất tồn "dƣ lƣợng hóa chất" (khơng thể chiết xuất phƣơng pháp phân tích) đặt vấn đề nguy rủi ro cho môi trƣờng thời gian dài, đất nông nghiệp thƣờng đƣợc tái bổ sung hóa chất thuốc bảo vệ thực vật mùa vụ [6] Chính việc tìm công cụ giám sát ô nhiễm thời gian dài cấp thiết Trong năm gần đây, loài giun đất đƣợc nghiên cứu sử dụng nhƣ đối tƣợng quan trắc chất lƣợng môi trƣờng đất bổ trợ cho phƣơng pháp lý hóa mang lại hiệu cao [1] Một số nghiên cứu giới nghiên cứu ảnh hƣởng thuốc BVTV lên loài giun đƣa chứng quan trọng để sử dụng giun đất nhƣ công cụ giám sát ô nhiễm môi trƣờng đất [17, 33, 40] Tại Việt Nam, nhiều nhà khoa học thực nghiên cứu thành phần lồi, mức độ tích lũy kim loại nặng giun đất Tuy nhiên, nghiên cứu thử nghiệm độc học lên giun chƣa có nhiều đánh giá cụ thể mức độ ảnh hƣởng độc chất lên giun Carbendazim chuyển hóa benomyl đƣợc sử dụng rộng rãi nhƣ loại thuốc diệt nấm sử dụng phổ biến nhiều loại nơng sản khác Vì vậy, việc nghiên cứu đặc điểm thích nghi lồi Giun Quế (Perionyx excavatus) với chất độc carbendazim tạo sở cho việc ứng dụng phƣơng pháp sinh vật thị vào quy trình giám sát nhiễm mơi trƣờng đất thực tiễn Xuất phát từ sở lý luận thực tiễn tiến hành chọn đề tài: “Nghiên cứu thử nghiệm độc tính sinh thái Carbendazim loài giun Quế (Perionyx excavatus Perrier, 1872).” 18 cứu Dãy nồng độ đƣợc chọn dựa số nghiên cứu trƣớc có liên quan đến lồi giun đất độc chất carbendazim Thí nghiệm đƣợc tiến hành 10 dãy nồng độ (0,25; 0,3125; 0,5; 0,625; 1,25; 2,5; 5; 10; 15; 20 mg/kg), nồng độ lặp lại lần Mơi trƣờng thí nghiệm thăm dị dựa thành phần mơi trƣờng thử nghiệm trƣớc Quy trình thí nghiệm đƣợc thực theo hƣớng dẫn 222 OECD TCVN 6859-2001 [1, 22] 28 ngày để xác định mức độ sinh trƣởng loài giun chịu tác động độc chất thử nghiệm Mẫu thử nghiệm đƣợc thể buồng nuôi giun điều kiện nhiệt độ 26 ± 3˚C, nguồn sáng (đèn led) có chu kỳ sáng tối 12 Số lƣợng trọng lƣợng giun phải đƣợc xác định trƣớc đƣa vào môi trƣờng thử nghiệm Sau 28 ngày, giun đƣợc đƣa khỏi môi trƣờng để đếm lại số lƣợng xác định trọng lƣợng thay đổi thời gian đầu cuối thí nghiệm Thực tính phần trăm tỷ lệ giun chết phần trăm sinh trƣởng nồng độ theo cơng thức Cơng thức tính % tỷ lệ giun chết: Cơng thức tính % tăng trƣởng: Trong đó: M2 khối lƣợng trung bình sau tuần thử nghiệm (g) M1 khối lƣợng trung bình ban đầu (g) b) Thí nghiệm thức Thí nghiệm đƣợc bố trí theo kiểu hồn tồn ngẫu nhiên CRD (Completely Randomised Design) với nồng độ đƣợc xác định từ thí nghiệm thăm dị, tiến hành thử nghiệm với dãy nồng độ carbendazim (0,3125; 0,625; 1,25; 2,5; 5; 10 mg/kg) mẫu đối chứng Với nồng độ lặp lại lô, lô đƣa vào thử nghiệm 10 cá thể giun trƣởng thành đủ tháng 19 Duy trì điều kiện nhiệt độ ổn định 26 ± 3˚C chu kỳ sáng tối 12 liên tục khoảng thời gian thí nghiệm Độ ẩm, pH đƣợc đo lúc bắt đầu thí nghiệm để đảm bảo điều kiện ổn định tất mẫu thí nghiệm Yếu tố đƣợc đo máy đo pH đất 300A Thí nghiệm đƣợc thực theo hƣớng dẫn 222 OECD (Organization for Economic Cooperation and Development) [23] TCVN 6859-2001 [3] ảnh hƣởng chất nhiễm lên lồi giun đất Sau tuần đầu tiên, giun đƣợc đƣa khỏi môi trƣờng để đếm lại số lƣợng xác định trọng lƣợng thay đổi thời gian đầu cuối thí nghiệm Tiếp tục nuôi lô môi trƣờng thêm tuần, sau tiến hành số non đƣợc sinh trình thử nghiệm 2.4.4 Phƣơng pháp xử lý số liệu Số liệu đƣợc xử lý phƣơng pháp thống kê So sánh giá trị trung bình phƣơng pháp phân tích phƣơng sai (ANOVA), kiểm tra Tukey’s (α = 0,05) phần mềm SPSS phân tích tƣơng quan hồi qui phần mềm Microsoft Excel 20 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Kết thí nghiệm thăm dị Thí nghiệm thăm dị đƣợc tiến hành để xác định tƣơng đối ngƣỡng ức chế tốc độ sinh trƣởng tham số trọng lƣợng giun Quế với Carbendazim Thí nghiệm đƣợc thực dãy nồng độ mẫu đối chứng Dãy nồng độ đƣợc lựa chọn dựa khuyến cáo TCVN 6859-2001 [3] khoảng nồng độ số nghiên cứu thử nghiệm độc học loài giun khác trƣớc [8, 10, 28] Sau tuần thử nghiệm, kết khảo sát ban đầu tỷ lệ tử vong thay đổi trọng lƣợng giun Quế sau tuần thăm dò đƣợc thể Bảng 3.1 Bảng 3.1 : Tỷ lệ giun chết thay đổi trọng lƣợng thử nghiệm thăm dò độc chất Carbendazim Nồng độ Carbendazim Tỷ lệ tử vong Trọng lƣợng (mg/kg) (%) Ban đầu (g) Kết thúc (g) Đối chứng 1,0 ± 0,12 2,9 ± 0,54 0,3125 8,2 ± 2,1 1,0 ± 0,14 1,8 ± 0,32 0,5 17,5 ± 3,5 1,1 ± 0,09 1,6 ± 0,45 0,625 21 ± 5,4 0,9 ± 0,1 1,5 ± 0,49 1,25 34,2 ± 6,3 1,0 ± 0,34 1,3 ± 0,32 2,5 36,7 ± 6,7 0,9 ± 0,21 1,0 ± 0,23 42,8 ± 5,3 1,0 ± 0,22 1,0 ± 0,24 10 62,8 ± 4,2 1,0 ± 0,32 0,6 ± 0,012 15 100 1,1 ± 0,18 20 100 0,9 ± 0,11 Nghiên cứu nhằm đánh giá rủi ro lâu dài chất ô nhiễm lên sinh trƣởng sinh sản loài giun Quế (Perionyx excavates) Vì vậy, nồng độ quan sát khơng nhằm mục đích xác định nồng độ gây chết hồn tồn 100% cá thể giun Kết thăm dò nồng độ ban đầu cho thấy từ nồng độ 15 mg/kg, tỷ lệ tử vong giun Quế lên tới 100% nhƣ nồng độ cao từ 15mg/kg trở lên không phù hợp đề thực đánh giá tác động lâu dài đến sinh trƣởng sinh sản loài giun Quế Ở dãy nồng độ từ 0,3125 đến 10 mg/kg thấy đƣợc tỷ lệ giun chết tăng dần theo tăng lên nồng độ độc chất 21 Do vậy, thí nghiệm chọn dãy nồng độ nằm khoảng từ 0,3125 đến 10 mg/kg để tiến hành xác định ảnh hƣởng lâu dài Carbendazim lên sinh trƣởng sinh sản loài giun Quế 3.2 Tỷ lệ chết giun thời gian tuần thử nghiệm thức Thử nghiệm ảnh hƣởng carbendazim lên khả sinh trƣởng loài giun Quế Nồng độ thử nghiệm khơng gây chết hồn tồn 100% cá thể giun lô thử nghiệm Tuy nhiên, quan sát thấy ảnh hƣởng độc chất carbendazim lên giun khiến tỷ lệ tử vong tăng dần theo mức độ tăng lên nồng độ độc chất carbendazim đƣợc thể Bảng 3.2 Bảng 3.2 Tỷ lệ Giun Quế chết theo nồng độ Carbendazim Nồng độ (mg/kg) % Tử vong 0 0,3125 7,5 0,625 20 1,25 37,5 2,5 35 40 10 62,5 Sau tuần tiếp xúc với chất thử nghiệm, tỷ lệ chết mẫu đối chứng 0% nằm khoảng cho phép tiêu chuẩn ≤ 10% [3] Theo phân tích ANOVA, mẫu đối chứng có khác biệt đáng kể so với mẫu lại (α = 0,05) Tại nồng độ carbedazim thấp (0,3125mg/kg) tỷ lệ tử vong giun 7,5% tăng lên theo nồng độ độc chất carbendazim môi trƣờng lên cao nồng độ 10 mg/kg với tỷ lệ chết khoảng 62,5% Nhìn chung, tỷ lệ giun chết (%) có tƣơng quan chặt (r = 0,802) với nồng độ độc chất carbendazim mơi trƣờng đƣợc thể hình 3.1 70 % Tỷ lệ tử vong 60 50 40 y = 13.706ln(x) + 25.942 R² = 0.8977 LC50 = 5,79 mg/kg 30 20 10 0 Nồng độ Carbendazim 10 12 Hình 3.1 Biểu đồ thể tƣơng quan phần trăm Giun Quế chết phụ thuộc vào nồng độ Carbendazim tuần 22 Sau tính tốn, nồng độ gây chết 50% số cá thể thử nghiệm LC50 5,79 kg/mg So sánh với nghiên cứu Van Gestel cộng (1992) thử nghiệm độc tính carbendazim lồi Eiseniu andrei 21 ngày theo hƣớng dẫn OECD LC50 loài giun Eiseniu andrei 5,7 mg/kg [14], kết khơng khác biệt với LC50 lồi giun Quế thử nghiệm điều kiện thử nghiệm dài (28 ngày) Trong thử nghiệm khác Vonk cộng (1986), nồng độ gây chết LC50 đƣợc tìm thấy lồi Eiseniu Andrei 9,3 mg/kg [27] thời gian 28 ngày thử nghiệm, thử nghiệm LC50 loài Eiseniu andrei cao gấp 1,6 lần so với thử nghiệm LC50 loài giun Quế Tuy nhiên chƣa thể kết luận xác mức độ nhạy cảm hai loài giun Eiseniu andrei loài giun Quế Bởi vì, độ nhạy cảm giun với độc chất ô nhiễm phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác (pH, độ ẩm, nhiệt độ, ánh sáng, thành phần đất…) [25] 3.3 Tỷ lệ sinh trƣởng giun giá trị EC50 sinh trƣởng 3.3.1 Tỷ lê sinh trƣởng Để đánh giá mức độ ảnh hƣởng độc chất Carbendazim lên sinh trƣởng giun Quế, tiến hành cho giun tiếp xúc với giun Quế tuần Sau tuần thử nghiệm, kết cho thấy có thay đổi trọng lƣợng mẫu đối chứng có khác có ý nghĩa so với nhóm cịn lại (α = 0,05) Mức độ sinh trƣởng giun Quế nồng độ độc khác sau thời gian tuần thử nghiệm đƣợc thể rõ Hình 3.2 140 120 100 80 60 40 20 -20 -40 Hình 3.2 Biểu đồ biểu tỷ lệ sinh trƣởng giun Quế Qua biểu đồ cho thấy mức độ sinh trƣởng Giun Quế có mối tƣơng quan nghịch với nồng độ độc chất tồn môi trƣờng thử nghiệm Tỷ lệ sinh trƣởng 23 mẫu giun giảm đáng kể (α = 0.05) theo gia tăng nồng độ carbedazim Cụ thể, mẫu đối chứng tỷ lệ sinh trƣởng 124,24%, mẫu thử nghiệm có tỷ lệ sinh trƣởng giảm dần tỷ lệ sinh trƣởng âm (-5,56%) Theo nhƣ quan sát, mẫu đối chứng, giun sinh trƣởng tốt kích thƣớc đồng đều, da có màu nâu đỏ lớp nhầy bên bảo vệ tốt cho giun Tại nồng độ thử nghiệm cao 10mg/kg cá thể giun Quế cịn sót lại có kích thƣớc khơng đồng đều, thích nghi với chất nhiễm kích thƣớc nhỏ so với thời điểm đƣa giun vào thử nghiệm, da giun bị dính bẩn mơi trƣờng bên ngồi,lớp chất nhầy bên ngồi khơng cịn hoạt động tốt gây khó khăn hơ hấp nhƣ kiếm thức ăn giun khiến cho giun nồng độ đạt mức sinh trƣởng âm (-5,56%) Nguyên nhân điều giải thích nhờ chế tự giải độc lồi giun, cá thể giun sống điều kiện ô nhiễm sử dụng nhiều lƣợng cho trình giải độc tỷ lệ sinh trƣởng mẫu tiếp xúc với nồng độ chất độc cao mức sinh trƣởng thấp [15] Hình 3.3 Hình ảnh giun sau tuần thử nghiệm mẫu đối chứng (trái) mẫu nồng độ 1,25 mg/kg (phải) Kết phân tích tƣơng quan cho thấy hệ số tƣơng quan hàm lƣợng độc chất với tỉ lệ giun chết r = - 0,86, điều thể mức độ tƣơng quan nghịch chặt tỷ lệ sinh trƣởng nồng độ độc chất Hình 3.4 Biểu thị tƣơng quan nồng độc với tỉ lệ sinh trƣởng giun Quế tiếp xúc với nồng độ carbendazim tăng dần Có thể nói rằng, tỷ lệ sinh trƣởng giun Quế giảm dần tăng nồng độ độc chất môi trƣờng % tăng trƣởng 24 80 70 60 50 40 30 20 10 -10 y = -21.11ln(x) + 50.991 R² = 0.9445 Nồng độ carbendazim 10 12 Hình 3.4 Mối quan hệ tƣơng quan % tăng trƣởng nồng độ carbendazim 3.3.2 Giá trị EC50 sinh trƣởng Sau thử nghiệm, Từ kết thu đƣợc từ tỷ lệ sinh trƣởng giun Quế, thiết lập đƣợc phƣơng trình Logarit phần trăm ức chế sinh trƣởng nồng độ, từ tính đƣợc ngƣỡng nồng độ gây ức chế sinh trƣởng 50% sinh vật thử nghiệm (EC50 ) Kết tính tốn đƣợc, giá trị EC50 dựa mức độ sinh trƣởng khối lƣợng giun 1,12 mg/kg % Ức chế tăng trƣởng 120 100 80 y = 21.2ln(x) + 48.584 R² = 0.939 60 40 20 EC50 = 1,12 mg/kg 0 Nồng độ Carbendazim 10 12 Hình 3.5 Biểu đồ thể phần trăm ức chế sinh trƣởng giun Quế với nồng độ thông qua đồ thị logarit So sánh với nghiên cứu trƣớc đây, mức độ ảnh hƣởng carbendazim lên loài giun quế thấp so với loài nghiên cứu trƣớc Nguyên nhân 25 nhạy cảm loài khác độc chất ảnh hƣởng carbendazim lên giun bị tác động nhiệt độ bên Nghiên cứu ảnh hƣởng nhiệt độ đến tác động loại thuốc trừ sâu đến giun cho biết mức độ tác động carbendazim thấp điều kiện nhiệt độ nhiệt đới vào khoảng 26˚C [25] 3.4 Tỷ lệ sinh sản giun Quế EC50 sinh sản Giun quế non đƣợc đếm cách đặt vào lọ thử nghiệm vào nồi cách thuỷ, nhiệt độ 50˚C đến 60˚C Sau khoảng 20 phút giun xuất bề mặt chất dễ dàng tách chúng đếm [3] Số lƣợng giun sau tuần thử nghiệm đƣợc thể hình 3.5 Số lƣợng giun sau thử nghiệm Sau tuần thử nghiệm số lƣợng giun mẫu đối chứng đạt 39,25 ± 2,7, nồng độ khác số lƣợng giun giảm dần theo nồng độ từ 0,3125 – 2,25 mg/kg (25 ± 1,83; 21,25 ± 1,7; 11,5 ± 1,29; 2,25 ± 1,26 ), đến nồng độ mg/kg trở lên ảnh hƣởng độc chất gây ức chế hoàn toàn sinh sản giun Quế Theo phân tích ANOVA, số lƣợng non sinh có sai khác có ý nghĩa nhóm nồng độ (α = 0,05) Từ kết chúng Số non tơi phân tích đƣợc có sai khác đáng kể nồng độ khác (p < 0,01) 45 40 35 30 25 20 15 10 Hình 3.6 Số lƣợng son non thu đƣợc sau tuần thử nghiệm Ở mẫu đối chứng, non sinh phát triển bình thƣờng, phản ứng nhạy với kích thích từ bên ngồi, độ nhầy bao phủ tốt, giun có màu nâu đỏ Ở mẫu chứa độc chất carbendazim, giun sinh có kích thƣớc nhỏ, phản ứng với tác động bên Tại nồng độ 2,5 mg/kg, theo quan sát thấy kích thƣớc giun nửa so với mẫu đối chứng 26 Hình 3.7 Kích thƣớc giun non so với giun trƣởng thành mẫu đối chứng Từ số kết thu đƣợc, chúng tơi thiết lập đƣợc phƣơng trình Logarit phần trăm ức chế sinh sản, từ tính đƣợc ngƣỡng nồng độ gây ức chế sinh sản 50% cho sinh vật thử nghiệm Từ phƣơng trình thu đƣợc kết nồng độ gây ức chế sinh sản 50% 0,54 mg/kg (Hình 3.8) 120 % Ức chế sinh sản 100 80 y = 20.794ln(x) + 62.676 R² = 0.9123 60 40 EC50 = 0,54 mg/kg 20 0 Nồng độ Carbendazim 10 12 Hình 3.8 Biểu đồ % ức chế sinh sản theo số lƣợng non Các nghiên cứu ảnh hƣởng carbendazim đến sinh sản loài giun đất đƣợc nghiên cứu rộng rãi giới Mặc dù, nhiều nghiên cứu sử dụng đất nhân tạo theo hƣớng dẫn OECD (Van Gestel cộng sự, 1992; Ellis cộng sự, 2007; Garcia cộng sự, 2008) Trong nghiên cứu này, độc tính quan sát đƣợc đạt giá trị EC50 0,54 mg/kg So sánh với nhiều nghiên cứu khác ảnh hƣởng độc chất carbedazim lên lồi Eiseniu andrei giá trị EC50 có chênh lệch rõ rệt Theo nghiên cứu Vonk (1986) cho biết nồng độ cao chất thử mà khơng quan sát thấy hiệu ứng ảnh hƣởng đến sinh sản loài Eiseniu andrei NOEC 2mg/kg [27], nồng độ vƣợt qua giá trị EC50 nhận thấy loài giun Quế Các giá trị độc tính đƣợc báo cáo Van Gestel cộng (1992) 27 thử nghiệm độc tính carbendazim lồi Eiseniu andrei cho kết NOEC 0,6 mg/g EC50 2,9 mg/kg [14] Một nghiên cứu khác Garcia cộng (2008) xác định đƣợc giá trị NOEC 0,1 mg/kg EC50 2,8 mg/kg [13] Trong đó, theo nghiên cứu khác đƣợc báo cáo Sonia Chelinho (2013) cho biết giá trị NOEC < 0,58 EC50 = 0,89mg/kg [8] Các kết nghiên cứu có sai khác đáng kể thử nghiệm lồi loại hóa chất thử nghiệm Nguyên nhân đƣợc giải thích khác biệt lô OECD nguồn thành phần đất khác nhau, đặc biệt than bùn, mẫu đất nhân tạo phịng thí nghiệm khác khơng có tƣơng đồng [8] Ngồi ảnh hƣởng nhiệt độ tác động khơng nhỏ đến nhạy cảm lồi với chất độc nhiễm [25] Chính vậy, mức độ nhạy cảm hai lồi giun đất khơng thể so sánh không thực điều kiện môi trƣờng đồng nhiệt độ ổn định phòng thí nghiệm 28 CHƢƠNG 4: KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN 1) Qua nghiên cứu độc tính mãn tính carbendazim cho thấy giun Quế (Perionyx excavatus) nhạy cảm loại chất nhiễm hóa học từ thuốc bảo vệ thực vật Giun Quế nhạy cảm loài Eiseniu andrei điều kiện nhiệt độ 26˚C thuốc diệt nấm carbendazim 2) Thí nghiệm xác định đƣợc số LC50 sau 28 ngày giun Quế 5,79mg/kg; số ức chế sinh trƣởng 50% EC50 sinh trƣởng 1,12 mg/kg; số ức chế sinh sản 50% EC50 sinh sản 0,54 mg/kg Ở nồng độ carbendazim cao, giun Quế thiếu lớp nhầy bảo vệ thể, di chuyển chậm chạp, phản ứng với tác động từ bên 3) Giun Quế có tƣơng quan tốt nồng độ chất ô nhiễm số ức chế sinh sản chất ô nhiễm nồng độ thấp Do đó, giun Quế sử dụng để làm sinh vật cảnh báo rủi ro từ ô nhiễm môi trƣờng đất thời gian dài KIẾN NGHỊ 1) Nghiên cứu bƣớc đầu thông số ảnh hƣởng đánh giá độ nhạy cảm loài giun Quế độc chất carbendazim qua thông số LC50, EC50 nhƣng chƣa đánh giá đƣợc tác động yếu tố môi trƣờng nhƣ pH nhiệt độ đến kết đo đƣợc 2) Nghiên cứu tập trung đánh giá tác động dài lâu đến loài giun Quế Chính vậy, nên có nghiên cứu để đánh giá nhanh chất lƣợng môi trƣờng đất Mở rộng nghiên cứu đến nhiều loài sinh vật thị khác nhau, thức nghiên cứu đánh giá ảnh hƣởng môi trƣờng (nhiệt độ, độ ẩm, pH,…) đến tác động độc chất lên loài thị 29 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu Tiếng Việt Lê Văn Khoa, Nguyễn Xuân Quýnh, Nguyễn Quốc Việt (2007), Chỉ Thị Sinh Học Môi Trường NXB Giáo dục Bộ Tài ngun Mơi trƣờng (2015) “Hiện Trạng Ơ Nhiễm Mơi Trường Do Hóa Chất Bảo vệ Thực Vật Tồn Lưu Thuộc Nhóm Chất Hữu Cơ Khó Phân Hủy Tại Việt Nam.” Bộ Tài nguyên Môi trƣờng (2001), “TCVN6859-2-2001 Tiêu Chuẩn Việt Nam Chất Lượng Đất - Ảnh Hưởng Của Các Chất Ô Nhiễm Lên Giun Đất (Eisenoa Fetida) - Phần 2: Xác Định Ảnh Hưởng Đối Với Sự Sinh Sản.” Nguyễn Văn Khánh, Võ Văn, and Ngô Thị Thúy An Minh, Phạm Thị Hồng Hà, Vũ Thị Phƣơng Anh (2012), “Khả Năng Sử Dụng Chỉ Số Đa Dạng Của Giun Đất Làm Chỉ Thị Đánh Giá Chất Lượng Đất Canh Tác Rau Ở Thành Phố Đà Nẵng.” Phạm Thị Hồng Hà, Nguyễn Văn Khánh, Lê Thị Hiếu Giang, and Thị Hiếu Giang Lê (2011), Đánh Giá Hàm Lượng Cd Pb Tích Lũy Trong Mơi Trường Đất Trong Các Lồi Giun Đất (Giống Pheretima)ở Khu Cơng Nghiệp Hịa Khánh, Thành Phố Đà Nẵng Tài liệu tiếng anh Annonymous (2005), “Agriculture and the Environment Reducing the Use of Pesticides and Limiting Their Environmental Impact.” Collective Scientific Expert Report INRA - CEMAGREF Pesticides, (December): 58 p Boudina, et al (2003), “Photochemical Behaviour of Carbendazim in Aqueous Solution.” Chemosphere 50(5): 649–55 Chelinho, Sonia et al, “Toxicity of Phenmedipham and Carbendazim to Enchytraeus Crypticus and Eisenia Andrei (Oligochaeta) in Mediterranean Soils.” Duong, Duc Hieu et al (2014), “Nematode Communities Act as Bio-Indicator of Status and Processes of an Agricultural Soil Ecosystem in Thanh An, Binh Phuoc Province.” 10 Edwards, Ca, J Dominguez, and Ef Neuhauser (1998), “Growth and Reproduction of Perionyx Excavatus (Perr.)(Megascolecidae) as Factors in Organic Waste Management.” Biology and Fertility of Soils 70: 155–61 30 11 Van Emden, H F (Helmut Fritz), and David B Peakall (1996), Beyond Silent Spring : Integrated Pest Management and Chemical Safety Chapman & Hall 12 Feng Xue Li Jian Teng Yanguo Wang Jinsheng (2011) “Residues and health risk assessment of organochlorine pesticides in soils on the shore of songhua river in jilin city,china", Environmental Chemistry 13 Garcia, Marcos, Jörg Römbke, Marcus Torres de Brito, and Adam Scheffczyk (2008), “Effects of Three Pesticides on the Avoidance Behavior of Earthworms in Laboratory Tests Performed under Temperate and Tropical Conditions.” Environmental Pollution 153(2): 450–56 14 Van Gestel, C.A.M et al (1992), “Comparison of Sublethal and Lethal Criteria for Nine Different Chemicals in Standardized Toxicity Tests Using the Earthworm Eisenia Andrei.” Ecotoxicology and Environmental Safety 23(2): 206–20 15 Givaudan, Nicolas et al (2014) “Acclimation of Earthworms to Chemicals in Anthropogenic Landscapes, Physiological Mechanisms and Soil Ecological Implications.” Soil Biology and Biochemistry 73: 49–58 16 Grube, Arthur, David Donaldson, Timothy Kiely, and La Wu (2006), “Pesticide Industry Sales and Usage Report: 2006 and 2007 Market Estimates.” 17 Hoai, Pham Manh et al (2011), “Pesticide Pollution in Agricultural Areas of Northern Vietnam: Case Study in Hoang Liet and Minh Dai Communes.” Environmental Pollution 159(12): 3344–50 18 Karr, James R (1981), “Assessment of Biotic Integrity Using Fish Communities.” Fisheries 6(6): 21–27 19 KISHIMBA, M et al (2004), “The Status of Pesticide Pollution in Tanzania.” Talanta 64(1): 48–53 20 Krebs, John R., Jeremy D Wilson, Richard B Bradbury, and Gavin M Siriwardena (1999), “The Second Silent Spring?” Nature 400(6745): 611–12 21 Lamers, Marc et al (2011), “Pesticide Pollution in Surface- and Groundwater by Paddy Rice Cultivation: A Case Study from Northern Vietnam.” CLEAN Soil, Air, Water 39(4): 356–61 22 Nielsen, EG, and LK Lee (1987), “The Magnitude and Costs of Groundwater Contamination from Agricultural Chemicals.” Econ Res Ser A National Perspective, 23 OECD (2004), “OECD 222- Earthworm Reproduction Test (Eisenia Fetida/ 31 Eisenia Andrei).” OECD Guidelines for the Testing of Chemicals (April): 1–18 24 Robidoux, Pierre Yves et al (2000) “Chronic Toxicity of Energetic Compounds in Soil Determined Using the Earthworm ( Eisenia Andrei ) Reproduction Test.” Environmental Toxicology and Chemistry 19(7): 1764–73 25 De Silva, P Mangala C S, Asoka Pathiratne, and Cornelis A M van Gestel (2009), “Influence of Temperature and Soil Type on the Toxicity of Three Pesticides to Eisenia Andrei.” Chemosphere 76(10): 1410–15 26 Toan, Pham Van et al (2013), “Pesticide Management and Their Residues in Sediments and Surface and Drinking Water in the Mekong Delta, Vietnam.” Science of The Total Environment 452: 28–39 27 Vonk, J W., D M M Adema, and D Barug (1986), “Comparison of the Effects of Several Chemicals on Microorganisms, Higher Plants and Earthworms.” In Contaminated Soil, Dordrecht: Springer Netherlands, 191– 202 28 Vos, Joseph G et al (2000), “Health Effects of Endocrine-Disrupting Chemicals on Wildlife, with Special Reference to the European Situation.” Critical Reviews in Toxicology 30(1): 71–133 29 Yasmin, Shahla, and Doris D’Souza (2010), “Effects of Pesticides on the Growth and Reproduction of Earthworm: A Review.” Applied and Environmental Soil Science 2010: 1–9 30 Yasmin, Shahla, and Doris D'Souza (2007), “Effect of Pesticides on the Reproductive Output of Eisenia Fetida.” Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology 79(5): 529–32 31 Zhang, Wenjun, Fubin Jiang, and Jianfeng Ou (2011) “Global Pesticide Consumption and Pollution : With China as a Focus.” Proceedings of the International Academy of Ecology and Environmental Sciences 1(2): 125–44 32 PHỤ LỤC Phụ lục 1: Một số hình ảnh trình nghiên cứu Hình Quá trình cân giun phịng thí nghiệm Hình Giá để lơ thí nghiệm Hình Q trình cân mơi trƣờng Phụ lục 2: Một số bảng nghiên cứu Bảng phân tích tƣơng quan tỷ lệ tăng trƣởng nồng độ carbendazim nong %tangtruongtb nong %tangtruongtb 0.858223 Bảng phân tích tƣơng quan tỷ lệ tử vong nồng độ carbendazim nong nong % chet 0.80204 % chet ... ? ?Nghiên cứu thử nghiệm độc tính sinh thái Carbendazim lồi giun Quế (Perionyx excavatus Perrier, 1872). ” Mục tiêu đề tài 2.1 Mục tiêu tổng quát Xây dựng đƣợc quy trình ni thử nghiệm độc chất Carbendazim. .. tới loài giun Quế 16 CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Đối tƣợng nghiên cứu 2.1 2.1.1 Giun Quế (Perionyx excavatus) Giun Quế (Perionyx excavatus) đƣợc mua trại giun Quế Quế... TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KHOA SINH MÔI TRƢỜNG - - NGUYỄN THỊ PHÚC Nghiên cứu thử nghiệm độc tính sinh thái Carbendazim loài giun Quế (Perionyx excavatus Perrier, 1872) Ngành: Quản lí Tài ngun