Đánh giá tích lũy Hg, As ở một số loài nhuyễn thể hai mảnh vỏ khu vực Đông Bắc Bộ và đề xuất giải pháp sử dụng an toàn thực

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - ĐINH THỊ NGA ĐÁNH GIÁ TÍCH LŨY HG, AS Ở MỘT SỐ LOÀI NHUYỄN THỂ HAI MẢNH VỎ KHU VỰC ĐÔNG BẮC BỘ VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP SỬ DỤNG AN TOÀN THỰC PHẨM LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG Hà Nội – Năm 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - Đinh Thị Nga ĐÁNH GIÁ TÍCH LŨY HG, AS Ở MỘT SỐ LỒI NHUYỄN THỂ HAI MẢNH VỎ KHU VỰC ĐÔNG BẮC BỘ VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP SỬ DỤNG AN TOÀN THỰC PHẨM Chuyên ngành: Kỹ thuật Môi trường LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS Văn Diệu Anh Hà Nội – Năm 2017 LỜI CAM ĐOAN Tôi Đinh Thị Nga, xin cam đoan rằng: Đề tài luận văn thạc sỹ “Đánh giá tích lũy Hg, As số loài nhuyễn thể hai mảnh vỏ khu vực Đông Bắc Bộ đề xuất giải pháp sử dụng an tồn thực phẩm” tơi thực với số liệu cung cấp từ đề tài 2016-2017 “Đánh giá ảnh hưởng số yếu tố môi trường đến việc nuôi hản sản khu vực Đông Bắc Bộ” TS Lê Xuân Sinh – Trưởng phịng Hóa Mơi trường biển – Viện Tài ngun & Môi trường biển làm chủ nhiệm đồng ý chủ nhiệm đề tài Đề tài thực với hướng dẫn TS Văn Diệu Anh – Viện Khoa học Công nghệ Môi trường – Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Các liệu nghiên cứu luận văn trung thực, tài liệu trích dẫn luận văn có nguồn gốc rõ ràng Tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm nội dung mà tơi trình bày luận văn Hà Nội, ngày 24 tháng 05 năm 2017 Tác giả luận văn Đinh Thị Nga i LỜI CẢM ƠN Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban giám hiệu, thày giáo, cô giáo Viện Khoa học Công nghệ Môi trường – Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội truyền dạy cho tơi kiến thức bổ ích tạo điều kiện thuận lợi suốt trình học tập để hồn thành khóa học Để hồn thành luận văn này, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới cô giáo TS Văn Diệu Anh – người trực tiếp hướng dẫn ln tận tình giúp đỡ tơi suốt q trình làm Luận văn Tơi xin gửi lời cảm ơn tới Phịng Hóa mơi trường biển – Viện Tài nguyên & Môi trường biển, đặc biệt TS Lê Xuân Sinh – Trưởng phòng tạo điều kiện giúp đỡ tơi q trình tìm hiểu thu thập tài liệu giúp tơi hồn thành Luận văn tốt nghiệp Tôi xin cảm ơn tới quan, đơn vị, cá nhân giúp đỡ tơi q trình điều tra, thu thập tài liệu phục vụ đề tài Hải Phòng, ngày 24 tháng 05 năm 2017 Học viên Đinh Thị Nga ii MỤC LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT v DANH SÁCH CÁC BẢNG .vi DANH SÁCH CÁC HÌNH vii MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1.Tổng quan chung As, Hg 1.1.1 Đặc tính As, Hg 1.1.2 Các dạng tồn As, Hg môi trường 1.1.3 Các tác động As Hg môi trường 1.2 Tình hình nghiên cứu tích lũy kim loại nặng sinh vật nước giới .10 1.2.1 Tình hình nghiên cứu giới 10 1.2.2 Tình hình nghiên cứu nước 12 CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 16 2.1 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 16 2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 16 2.1.2 Phạm vi nghiên cứu 20 2.2 Phương pháp nghiên cứu 25 2.2.1 Phương pháp lấy mẫu bảo quản mẫu 25 2.2.2 Phương pháp xử lý mẫu 26 2.2.3 Phương pháp phân tích As, Hg 29 2.2.4 Phương pháp đánh giá tích lũy sinh học thông qua hệ số BAF, BSAF 29 2.2.5 Phương pháp xác định mức độ tiêu thụ thực phẩm an toàn 30 CHƯƠNG ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG TÍCH LŨY THỦY NGÂN, ASEN Ở MỘT SỐ LOÀI NHUYỄN THỂ HAI MẢNH VỎ 31 3.1 Hiện trạng môi trường khu vực nghiên cứu 31 3.1.1 Thông số chất lượng nước 31 3.1.2 Nồng độ asen, thủy ngân môi trường nước 32 iii 3.1.3 Nồng độ asen, thủy ngân trầm tích 33 3.2 Hàm lượng As, Hg loài nhuyễn thể hai mảnh vỏ 35 3.2.1 Hàm lượng asen, thủy ngân mẫu tu hài 36 3.2.2 Hàm lượng asen, thủy ngân mẫu ngán 389 3.2.3 Hàm lượng asen, thủy ngân mẫu ngao trắng 41 3.3 Đánh giá mối quan hệ mức độ tích lũy As, Hg sinh vật nồng độ As, Hg môi trường 44 3.3.1 Xác định mối quan hệ độc chất mô sinh vật môi trường nước 44 3.3.2 Xác định mối quan hệ độc chất mô sinh vật mơi trường trầm tích 45 CHƯƠNG CÁC GIẢI PHÁP ĐỀ XUẤT SỬ DỤNG AN TOÀN THỰC PHẨM 47 4.1 Cở sở đề xuất sử dụng an toàn thực phẩm 47 4.2 Khuyến cáo mức độ sử dụng thực phẩm 50 4.2.1 Khuyến cáo mức độ sử dụng tu hài làm thực phẩm 50 4.2.2 Khuyến cáo mức độ sử dụng ngán làm thực phẩm 51 4.2.3 Khuyến cáo mức độ sử dụng ngao trắng làm thực phẩm 51 KẾT LUẬN 53 KHUYẾN NGHỊ………………………………………………………………….55 TÀI LIỆU THAM KHẢO………………….…………………………………….56 iv DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ADI : (AcceptedDailyIntake)-Lượng ăn vào hàng ngày chấp nhận BAF : (Bio Accumulation Factor) - Hệ số tích lũy sinh học BSAF : (Biota-sendiment accumulation factor) Hệ số tích lũy sinh học trầm tích BOD : (Biochemical oxygen Demand) Nhu cầu oxy sinh hóa BYT : Bộ Y Tế COD : (Chemical Oxygen Demand) Nhu cầu oxy hóa học DO : (Dissolved Oxygen) Lượng oxy hòa tan EPA (USA) : (Environmental Protection Agency) Cục bảo vệ môi trường Mỹ EU : (European Union) Liên minh châu Âu FAO : (Food and Agricultrue Organization) Tổ chức lương thực quốc tế GC : (Gas Chromatography) Sắc ký khí HPLC : (High Performance Liquid Chromatography) Sắc ký lỏng hiệu cao IARC : (International Agency for Research on Cancer) Cơ quan nghiên cứu quốc tế ung thư KLN : Kim loại nặng PCB : Polyclobiphenyl POPs : (Persistant Organic Pollutants) Các hợp chất hữu bền vững môi trường PTWI : (Provisional tolerable weekly intake) Lượng ăn vào hàng tuần chấp nhận tạm thời TB : Trung bình TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam TSS : (Total Suspended Solids) Tổng chất rắn lơ lửng WHO : (World Heath Organization) Tổ chức y tế giới WTO : (World Trade Organization) Tổ chức thương mại quốc tế v DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng 1.1.Tổng hợp nghiên cứu tích lũy kim loại nặng loài hai mảnh vỏ Việt Nam 12 Bảng 2.1 Phân chia mẫu tu hài theo kích thước .27 Bảng 2.2 Phân chia mẫu ngán theo kích thước 28 Bảng 2.3 Phân chia mẫu ngao trắng theo kích thước .28 Bảng 3.1 Hệ số tích lũy BAF As, Hg loài sinh vật nghiên cứu 44 Bảng 3.2 Hệ số tích lũy sinh học BSAF sinh vật nghiên cứu .45 Bảng 3.3 So sánh hệ số BAF hệ số BSAF 46 Bảng 4.1 Hệ số ADI tiêu chuẩn độc chất theo quy chuẩn an toàn thực phẩm 48 Bảng 4.2.Mức độ sử dụng thực phẩm đảm bảo tránh tích lũy Hg ngườicó thể khối 60 kg 49 Bảng 4.3 Mức độ sử dụng thực phẩm đảm bảo tránh tích lũy As 49 người khối 60 kg 49 Bảng 4.4 Mức độ sử dụng tu hài đảm bảo tránh tích lũy độc chất người khối 60 kg .50 Bảng 4.5 Mức độ sử dụng ngán đảm bảo tránh tích lũy độc chất người khối 60 kg .51 Bảng 4.6 Mức độ sử dụng ngao trắng đảm bảo tránh tích lũy độc chất người khối 60 kg 52 vi DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 1.1.Sơ đồ nguồn tích tụ thủy ngân loài nhuyễn thể mảnh vỏ Hình 1.2.Vịng tuần hồn thuỷ ngân mơi trường [27] .9 Hình 2.1.Sơ đồ phân bố loài tu hài 17 Hình 2.2 Sơ đồ phân bố loài ngán .18 Hình 2.3 Biến động diện tích ni ngao khu vực cửa sông Bạch Đằng [9] 20 Hình 2.4.Sơ đồ thu mẫu khu vực nghiên cứu .21 Hình 2.5.Cácdịng thải từ lục địa đưa biển ven bờ Đông bắc Bắc Bộ 23 Hình 2.6.Các kích thước cần đo loài nhuyễn thể hai mảnh vỏ 27 Hình 2.7 Thước Panmer 27 Hình 2.8.Thiết bị khô lạnh 29 Hình 3.1 Nồng độ As mơi trường nước vị trí thu mẫu 32 Hình 3.1 Nồng độ Hg mơi trường nước vị trí thu mẫu .33 Hình 3.3.Hàm lượng As mơi trường trầm tích vị trí thu mẫu 34 Hình 3.4 Hàm lượng Hg mơi trường trầm tích vị trí thu mẫu .35 Hình 3.5 Biến thiên mức độ tích lũy asen tu hài theo thời gian thu mẫu theo kích thước 37 Hình 3.6.Biến thiên mức độ tích lũy thủy ngân tu hài theo thời gian thu mẫu theo kích thước .38 Hình 3.7.Biến thiên mức độ tích lũy asen ngán theo thời gian thu mẫu theo kích thước 40 Hình 3.8.Biến thiên mức độ tích lũy thủy ngân ngán theo thời gian thu mẫu theo kích thước 41 Hình 3.9 Biến thiên mức độ tích lũy asen ngao trắng theo thời gian thu mẫu theo kích thước .42 Hình 3.10 Biến thiên mức độ tích lũy thủy ngân ngao trắng theo thời gian thu mẫu theo kích thước .43 vii MỞ ĐẦU Xã hội phát triển, cơng nghiệp hóa nhanh tỷ lệ chất thải độc hại từ sản xuất công nghiệp ảnh hưởng bất lợi từ hoạt động người tác động vào môi trường tăng nhanh Các chất độc hại sinh rò rỉ từ trình sản xuất, vận chuyển lưu trữ chất độc Các loại nhiễm hóa học sinh từ q trình sản xuất cơng nghiệp khai thác q mức tài nguyên thiên nhiên ngày làm nguy hại cho sinh quyển.Các tác động ảnh hưởng đến loài người mà sinh vật sống trái đất Các độc chất tích lũy sinh học qua chuỗi thức ăn vào thể người Chúng gây biến đổi, tồn lưu tác động đến sức khỏe người Trong mơi trường biển ven bờ, nhóm động vật nhuyễn thể sống tầng đáy nhà khoa học nước chọn làm đối tượng nghiên cứu độc chất thể chúng chúng có khả tích lũy sinh học cao, di chuyển nhiều, ăn lọc mùn bã hữu cơ,… Điều kèm với nguy an toàn cho người sử dụng chúng làm thực phẩm Hiện nay, hầu phát triển có tiêu chuẩn an tồn việc tiêu thụ thủy sản nói chung nhóm động vật nhuyễn thể nói riêng Ni trồng thủy hải sản nước ta ngày có xu hướng phát triển mạnh, Mỹ bỏ lệnh cấm vận kiện Việt Nam trở thành thành viên 150 tổ chức thương mại giới (WTO), mở cho Việt Nam tiềm xuất lớn, đặc biệt thủy hải sản Một mặt hàng thủy hải sản sản xuất thị trường giới ưa chuộng nhuyễn thể hai mảnh vỏ Các sản phẩm thủy hải sản, có lồi nhuyễn thể hai mảnh vỏ có giá trị kinh tế cao, thường xuyên sử dụng người tiêu dùng quan tâm chất lượngan toàn thực phẩm.Tuy nhiên, Việt Nam nghiên cứu tích lũy chất nhiễm có tính độc loài thủy hải sản phân bố tự nhiên ni vùng biển ven bờ cịn thiếu mức độ nghiên cứu lý thuyết.Trong đó, khu vực Đơng Bắc Bộ có hệ động vật nhuyễn thể phong phú đa dạng Các nghiên cứu chất lượng thực phẩm với lồi hải sản có giá trị kinh tế cao (tu hài ngán) hải sản thường xuyên sử dụng ngao trắng bỏ ngỏ nên Bảng Nồng độ As, Hgtrong môi trường nước khu vực thu mẫu STT Thông số Tháng KV thu mẫu Tu hài KV mẫu ngán (Vịnh Lan Hạ, Cát Bà) (Hồng Tân, Quảng (µg/l) Ninh) (µg/l) Khoảng TB Khoảng T7 1,75 ÷ 2,05 1,90 3,30÷3,89 T12 1,70÷ 2,00 1,90 3,30÷3,90 T7 0,17 ÷ 0,20 0,19 0,29÷0,35 As KV mẫu ngao QCVN trắng 10-MT: (xã Đồng Bài, Cát 2015/B Hải) TNMT (µg/l) cho nước biển TB Khoảng TB ven bờ (µg/l) 3,30÷3,8 3,60 3,70 20 3,40÷4,0 3,60 3,70 0,32 Hg T12 0,17 ÷ 0,20 0,30÷0,34 0,19 0,32 0,28÷0,3 0,28÷0,3 0,33 0,33 Bảng Hàm lượng As, Hg trầm tích khu vực thu mẫu ST Thông T số Tháng T7 Khoảng TB 0,0076÷0,5 0,25 As T12 T7 KV thu mẫu tu hài (Vịnh Lan Hạ, Cát Bà) (mg/kg) Hg T12 0,0076÷0,5 0,0015 ÷ 0,0045 0,0015 ÷0,0045 0,25 0,003 0,003 KV mẫu ngán (Hồng Tân, Quảng Ninh) (mg/kg) Khoảng 3,88÷8,2 3,80÷8,2 1,41÷1,9 1,41÷1,9 TB 6,07 6,00 1,70 1,70 KV mẫu ngao trắng (xã Đồng Bài, Cát Hải) (mg/kg) Khoảng TB 2,88÷5,2 2,88÷5,2 0,91÷1,1 0,92÷1,0 QCVN 43:2012/B TNTM (mg/ kg) 4,07 41,6 4,07 1,01 0,7 1,00 PHỤ LỤC II HÀM LƯỢNG ASEN, THỦY NGÂN TRONG CÁC LOÀI NHUYỄN THỂ HAI MẢNH VỎ Bảng Hàm lượng As, Hg tu hài theo hai đợt thu mẫu STT Chiều dài (mm) Khối lượng TB (g)/ cá thể Hàm lượng As tu hài (mg/kg) Hàm lượng Hg (mg/kg) Tháng Tháng 12 Tháng Tháng 12 Nhóm 60-65 28,95 0,11 0,10 - - Nhóm 66-70 37,26 0,10 0,12 0,022 0,025 Nhóm 71-75 42,97 0,13 0,10 0,029 - Nhóm 76-80 57,94 0,11 0,12 - 0,030 Nhóm 81-85 67,87 0,11 0,10 0,030 0,033 Ghichú: “-“ không phát Bảng Hàm lượng As, Hg loài ngán theo hai đợt thu mẫu Chiều dài Khối lượng (mm) TB (g)/ cáthể Nhóm 41-45 Nhóm STT Hàm lượng As Hàm lượng Hg (mg/kg) (mg/kg) Tháng Tháng 12 Tháng Tháng 12 22,0 0,27 0,33 0,12 0,12 46-50 27,9 0,43 0,31 0,21 0,21 Nhóm 51-55 36,1 0,66 0,78 0,18 0,18 Nhóm 56-60 53,9 1,67 1,51 0,34 0,12 Nhóm 61-65 85,3 2,91 0,93 0,55 0,32 Bảng 3.Hàm lượng As, Hg loài ngao trắng theo hai đợt thu mẫu Hàm lượng As Hàm lượng Hg (mg/kg) (mg/kg) Chiều dài Khối lượng (mm) TB (g)/ cáthể Nhóm 25-30 13,37 0,11 Nhóm 31-35 14,24 0,12 STT Tháng Tháng 12 Tháng Tháng 12 0,16 0,09 0,11 0,19 0,11 0,11 PHỤ LỤC III ẢNH KHẢO SÁT VÀ PHÂN TÍCH MẪU Lồng ni tu hài Thu mẫu tu hài bè Thu mẫu tu hài bãi triều Thu mẫu ngao trắng Cát Hải Đo kích thước tu hài Phân tách ruột vỏ tu hài Phân tách thịt dày tu hài Xay nghiền mẫu Mẫu vật khơ lạnh trước phân tích độc tố Ngán Dụng cụ bắt ngán Phân tách ngán Phân tích KLN thiết bị HVG+AAS Bomb phá mẫu sinh vật, trầm tích Dụng cụ tiểu phẫu mẫu sinh vật Phụ lục IV Cách tính mức độ an toàn thực phẩm Mức độ tiêu thụ thực phẩm = ADI/ ((BAF) x Quychuẩn MT)) Mức độ sử dụng thực phẩm an toàn với Hg ADI BAF Tiêu Mức tiêu thụ Mức tiêu thụ chuẩn ngày ngàyvới (µg/l) (kg/kg) người 60kg (kg) Mức tiêu thụ ngàyđốivới người 60kg (g) Tu hài 0,71 166 1,00 0,0043 0,258 258 Ngán 0,71 1359 1,00 0,0005 0,030 30 Ngao trắng 0,71 333 1,00 0,0021 0,126 126 10 Số cá thể tu hài tiêu thụ Tu hài Kích thước Khối lượng (mm) trung bình (g) Mô (g)* Mức tiêu thụ trong với người 60kg (g) người 60kg an toàn với Hg Loại1 60-65 28,95 17,37 258 15 Loại2 66-70 37,26 22,36 258 12 Loại 71-75 42,97 25,78 258 10 Loại 76-80 57,94 34,76 258 Loại 81-85 67,87 40,72 258 *: Tỷ lệ mô/cá thể tu hài 0,6/1 11 Số cá thể Mức tiêu thụ ngán tiêu thụ ngày với người 60kg ngày người 60kg an (g) toàn với Hg 10,54 30 27,9 13,40 30 51-55 36,1 17,35 30 Loại 56-60 53,9 25,87 30 Loại 61-65 85,3 40,97 30 Kích thước Khối lượng trung (mm) bình (g) Loại 41-45 22,0 Loại 46-50 Loại Ngán Mô (g)** **: Tỷlệmô/cá thể ngán 0,48/1 Ngao Kích thước Khối lượng trắng (mm) trung bình (g) Mức tiêu thụ Mô (g)*** ngày với người 60kg (g) Số cá thể ngao trắng tiêu thụ ngày người 60kg an toàn với Hg Mẫu 25-30 13,37 4,54 126 28 Mẫu 31-35 14,24 4,84 126 26 ***: Tỷ lệ mô/cá thể ngao trắng 0,34/1 12 Mức độ sử dụng thực phẩm an toàn với As Mức tiêu thụ ADI BAF Tiêu Mức tiêu chuẩn thụ/ngày (kg) Mức tiêu thụ ngày đối ngày với với người 60kg người 60kg (g) (g) an toàn với As Tuhài 2,14 61 20 0.0018 0.107 107 Ngán 2.14 533 20 0.0002 0.012 12 Ngao trắng 2.14 42 20 0.0025 0.150 150 13 Tu hài Kích thước Khối lượng trung (mm) bình (g) Mức tiêu thụ Mơ (g)* ngày với người 60kg (g) Số cá thể tu hài tiêu thụ ngày người 60kg an toàn với As Mẫu 60-65 28.95 17.37 107 Mẫu 66-70 37.26 22.36 107 Mẫu 71-75 42.97 25.78 107 Mẫu 75-80 57.94 34.76 107 Mẫu 81-85 67.87 40.72 107 *: Tỷ lệ mô/cá thể tu hài 0,6/1 14 Số cá thể Ngán Kích thước Khối lượng trung (mm) bình (g) Mơ (g)** Mức tiêu thụ ngán tiêu thụ ngày với người 60kg ngày (g) người 60kg an toàn với As Mẫu 41-45 22.0 10.54 12 Mẫu 46-50 27.9 13.40 12 Mẫu 51-55 36.1 17.35 12 Mẫu 56-60 53.9 25.87 12 Mẫu 61-65 85.3 40.97 12 **: Tỷ lệ mô/cá thể ngán 0,48 / 15 Số cá thể ngao trắng Ngao trắng Kích thước Khối lượng trung Số cá (mm) bình (g) thể/kg Mức tiêu thụ Mơ(g)*** ngày với người 60kg (g) tiêu thụ ngày người 60kg an toàn với As Mẫu 30-31 13,37 75 4,54 150 33 Mẫu 31-35 14,24 70 4,84 150 31 ***: Tỷ lệ mô/cá thể ngao trắng 0,34/1 16 ... đoan rằng: Đề tài luận văn thạc sỹ ? ?Đánh giá tích lũy Hg, As số loài nhuyễn thể hai mảnh vỏ khu vực Đông Bắc Bộ đề xuất giải pháp sử dụng an tồn thực phẩm” tơi thực với số liệu cung cấp từ đề. .. triển khai nghiên cứu tích lũy độc chất lồi sinh vật Luận văn:? ?Đánh giá tích lũy Hg, As số loài nhuyễn thể hai mảnh vỏ khu vực Đông Bắc Bộ đề xuất giải pháp sử dụng an toàn thực phẩm”được thực. ..BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - Đinh Thị Nga ĐÁNH GIÁ TÍCH LŨY HG, AS Ở MỘT SỐ LOÀI NHUYỄN THỂ HAI MẢNH VỎ KHU VỰC ĐÔNG BẮC BỘ VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP