Nghiên cứu tính độc của kim loại pb đối với moina dubia trong hệ sinh thái nước ngọt hồ hà nội TT

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI -o0o PHẠM THỊ HỒNG NGHIÊN CỨU TÍNH ĐỘC CỦA KIM LOẠI Pb ĐỐI VỚI MOINA DUBIA TRONG HỆ SINH THÁI NƢỚC NGỌT HỒ HÀ NỘI Ngành: Kỹ thuật môi trƣờng Mã số : 9520320 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT MƠI TRƢỜNG Hà Nội – 2021 Cơng trình hồn thành Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS HOÀNG THỊ THU HƢƠNG TS ĐINH VĂN KHƢƠNG Phản biện 1: Phản biện 2: Phản biện 3: Luận án bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án tiến sĩ cấp Trường họp Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Vào hồi …… giờ, ngày … tháng … năm… Có thể tìm hiểu luận án thư viện: Thư viện Tạ Quang Bửu - Trường ĐHBK Hà Nội Thư viện Quốc gia Việt Nam DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN Hong Thi Pham, Khuong Van Dinh, Duc Tien Do, Ha Thi Thu Le, Thu Thi Ninh, Hoang Thi Thu-Huong (2020) Macro-zooplankton abundance in relation to metal accumulation and water quality in truc bach lake Vietnam Journal of Science and Technology, Vietnam Academic of Science and Technology, 58 (3A), pp 105-112 Pham, H T., Dinh, K V., Nguyen, C C., & Quoc, L B (2020) Changes in the Magnitude of the Individual and Combined Effects of Contaminants, Warming, and Predators on Tropical Cladocerans across 11 Generations Environmental Science & Technology, 54(23), 15287-15295 (Q1, IF2019:7.864) Pham Thi Hong, Le Thi Thu Ha , Nguyen Thi Thu Hien , Nguyen Thuy Chung, Nguyen Quang Hung, Nguyen Chi Cuong, Hoang Thi Thu Huong (2020) Combination impact of pH and temperature on the toxicity of lead on zooplankton in the context of global warming Vietnam Journal of Science and Technology, Vietnam Academic of Science and Technology, 58 (5A), pp 105-114 Pham, H T., Dinh, K V., & Hoang, T H T (2021) Reversible and irreversible transgenerational effects of metal exposure on nine generations of a tropical micro-crustacean Environmental Pollution, 116631 (Q1, IF2020: 6.792) Pham, H T., Vu, L D., Le, N C., & Hoang, T H T (2021) Application and Validation of a Biotic Ligand Model for Calculating Acute Toxicity of Lead to Moina Dubia in Lakes of Hanoi, Vietnam Environmental Science and Pollution Research DOI: 10.1007/s11356-021-16884-x (Q2, IF2020: 4.306) MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Trong thời đại phát triển cơng nghiệp, chì ứng dụng nhiều sản xuất trở thành chất ô nhiễm phổ biến môi trường, gây ảnh hưởng hệ sinh thái Ơ nhiễm chì hệ sinh thái thủy sinh giới Việt Nam ngày quan tâm tính độc tính phổ biến chúng mơi trường nước mặt Chì xâm nhập vào mơi trường nước, với nồng độ cao gây độc cấp tính gần vị trí xả thải trường hợp pha lỗng mơi trường chúng gây tác động mạn tính cho thể sinh vật Chì chất nhiễm khơng bị phân hủy sinh học, có thời gian tồn lại lâu mơi trường, có tính độc cao tích tụ cao thể sinh vật Một số nghiên cứu khẳng định nồng độ chì nước nhỏ, lượng chì tích trữ thể sinh vật cao gây tác động lớn tới đa dạng sinh học Độc tính chì gây tác động tăng trưởng sinh lý sinh vật, đột biến gen lâu dài dẫn đến suy giảm đa dạng sinh học hệ sinh thái thủy vực Tuy nhiên Việt Nam, nghiên cứu tính tốn ngưỡng tác động cấp tính chế ảnh hưởng mạn tính kim loại thể sinh vật hạn chế Các quy chuẩn kỹ thuật giới hạn nồng độ kim loại, đặc biệt chì mơi trường thường xây dựng nghiên cứu độc cấp tính loài thị nhạy cảm Việc xác định ngưỡng nồng độ chì dịng xả thải, hay nồng độ môi trường cần thực thơng qua chuỗi thực nghiệm phịng thí nghiệm thường nhiều thời gian kinh phí Trong độc tính kim loại chì phụ thuộc vào tính chất mơi trường nước, đặc biệt pH ion cạnh tranh ngưỡng xả thải quy định thường sử dụng giá trị ngưỡng cho tất vùng thủy vực dẫn đến quy định ngưỡng xả thải chưa thật xác Đây vấn đề mà nhà khoa học giới Việt Nam quan tâm nghiên cứu Việc xây dựng mơ hình tính tốn ngưỡng độc cấp tính kim loại mối liên hệ với đặc tính mơi trường trở thành vấn đề cấp thiết Cục môi trường Châu Mỹ Châu Âu phát triển thành hướng dẫn Ở Châu Á, nghiên cứu mơ hình liên kết phối tử sinh học (BLM) bắt đầu thực phần lớn điều chỉnh số liệu độc học mơ hình Châu Mĩ Châu Âu Các số liệu độc học loài sinh vật sống hệ sinh thái định tính xác mơ hình Tuy nhiên, số liệu độc học phục vụ cho phát triển mơ hình sinh vật địa Châu Á hạn chế Ở Việt Nam, nghiên cứu BLM hạn chế đặc biệt chưa có số liệu độc học phù hợp phục vụ cho phát triển mô hình lồi sinh vật phù du nhiệt đới Việt Nam Khi chì xâm nhập vào mơi trường bị mơi trường nước pha lỗng khiến cho nồng độ chúng giảm đáng kể thường thấp so với quy chuẩn cho phép Tuy nhiên ngưỡng cho phép, phần lớn chì có khả tích lũy cao thể sinh vật khả khuếch đại sinh học qua bậc thức ăn hệ sinh thái, gây tác hại mạn tính ảnh hưởng tới thể sinh vật hệ sinh thái Các sinh vật khác hệ sinh thái phơi nhiễm kim loại có khả chịu mức độ tác động khác chúng chế thích nghi khác chất ô nhiễm kim loại Việc nghiên cứu tác động tiềm tàng kim loại sinh vật nghiên cứu thích nghi kim loại phơi nhiễm mạn tính nhận quan tâm nhà nghiên cứu nước Ở Việt Nam, nghiên cứu mạn tính kim loại chì thường tập trung nghiên cứu tích lũy bước đầu có nghiên cứu tác động mạn tính tới sinh sản sinh vật Tuy nhiên nghiên cứu khôi phục tổn thương sau q trình phơi nhiễm mạn tính chủ đề với giới chưa thực Việt Nam Vì để góp phần hiểu rõ tác động cấp tính mạn tính kim loại sinh vật thủy sinh địa điều kiện Việt Nam, nhằm góp phần đưa giải pháp bảo vệ trì đa dạng sinh học thủy vực nước bối cảnh phát triển kinh tế - xã hội nay, đề tài “Nghiên cứu tính độc kim loại Pb Moina dubia hệ sinh thái nƣớc hồ Hà Nội” thực khuôn khổ nghiên cứu sinh Tiến sỹ ngành Kỹ thuật môi trường trường Đại học Bách khoa Hà Nội Mục tiêu nghiên cứu luận án Nghiên cứu thực nhằm mục tiêu cụ thể sau: - Nghiên cứu tác động cation mơi trường thủy vực tới ngưỡng độc cấp tính EC50 chì Moina dubia lồi động vật phù du đặc trưng với thủy vực nước hồ Hà Nội Trên sở phát triển thuật tốn mơ hình liên kết phối tử sinh học (BLM) phù hợp để tính tốn ngưỡng độc cấp tính chì đến Moina dubia điều kiện thủy vực nước hồ Hà Nội - Đánh giá ảnh hưởng độc tính mạn tính đến phát triển phục hổi tổn thương M dubia phơi nhiễm mạn tính với chì Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu a Đối tượng nghiên cứu - Chì kim loại phổ biến có độc tính mạn tính cấp tính rõ rệt sinh vật thủy sinh Chì sử dụng nhiều sống đại từ sản xuất đến sản phẩm tiêu dùng hoạt động giao thông, nông nghiệp trở thành tác nhân gây rủi ro cao tới hệ sinh thái thủy sinh - Đối tượng sinh vật Moina dubia: Là sinh vật địa phân bố rộng khắp thủy vực nước khu vực đồng Bắc bộ, đặc biệt thủy vực hồ tĩnh Đây sinh vật đóng vai trị quan trọng chuỗi lưới thức ăn hệ sinh thái thủy vực Moina dubia nằm nhóm động vật nhạy cảm kim loại ứng dụng thị cho ô nhiễm kim loại [8] b Phạm vi nghiên cứu - Khu vực nghiên cứu: Hồ Hà Nội bao gồm hồ nội thành hồ ngoại thành Các thủy vực khu vực thị có khả tiếp nhận Pb từ nguồn phát thải khác tích lũy hệ sinh thái hồ thời gian dài - Thời gian nghiên cứu: + Thời gian nghiên cứu trường: 1/2018 – 1/2019 5-12/2020 + Thời gian nghiên cứu phịng thí nghiệm: 6/2017 – 12/2020 Phƣơng pháp nghiên cứu luận án - Phương pháp lý thuyết: Thực nghiên cứu tổng quan vấn đề lựa chọn đối tượng nghiện cứu chì sinh vật thử nghiệm M dubia tổng quan phương pháp tiếp cận phát triển mơ hình BLM Nghiên cứu tổng quan vấn đề tác động mạn tính xu hướng nghiên cứu kim loại động vật - Phương pháp thực nghiệm: Quan trắc lấy mẫu trường theo theo tiêu chuẩn kỹ thuật Việt Nam Thế giới; thực nghiệm nghiên cứu độc học cấp tính thơng qua xác định EC50-24h kim loại đến sinh vật thử nghiệm phòng thí nghiệm Thực đánh giá ảnh hưởng mạn tính chì lên M dubia phịng thí nghiệm - Phương pháp kế thừa: Nghiên cứu kế thừa ngun lý tính tốn mơ hình BLM; Kế thừa phương pháp đánh giá ảnh hưởng độc mạn tính cấp tính kim loại sinh vật thử nghiệm - Phương pháp thống kê: Sử dụng thống kê T-test phần mềm SPSS 20 - Phương pháp mô hình hóa: Luận án ứng dụng mơ hình PHREEQC để tính tốn dạng tồn ngun tố dung dịch, phần mềm viết ngôn ngữ C mở đăng website cục khảo sát địa chất Hoa Kì (USGS) Phần giải thuật tính tốn giá trị EC50 mơ hình viết ngơn ngữ Python Nội dung nghiên cứu luận án Để đạt mục tiêu đề ra, nghiên cứu triển khai nội dung Nội dung 1: Xác định đặc điểm mơi trường, phân bố lồi sinh vật phù du hệ sinh thái thủy vực nước hồ Hà Nội Nội dung 2: Phân lập, nuôi cho sinh sản sinh vật thử nghiệm Triển khai thí nghiệm độc học nhằm thu số liệu độc học cấp tính chì sinh vật Moina dubia phục vụ phát triển mơ hình liên kết phối tử sinh học (BioLigand Model – BLM) điều kiện môi trường nước hồ Hà Nội Nội dung 3: Xác định hệ số mơ hình nhằm hồn thiện cơng thức mơ hình BLM tính tốn ngưỡng độc cấp tính kim loại Pb dựa vào tính chất mơi trường nước thủy vực nước hồ Hà Nội Nội dung 4: Đánh giá độc tính mạn tính Pb sinh vật Moina dubia liên quan đến ảnh hưởng đến sinh trưởng sinh sản sinh vật đánh giá khả phục hồi tính trạng sinh vật phơi nhiễm mạn tính chì thời gian dài Nh ng đ ng g p uận án Các đóng góp luận án bao gồm: Cung cấp số liệu độc học cấp tích chì phục vụ cho việc phát triển mơ hình liên kết phối tử sinh học Việt Nam Bộ số liệu phù hợp để giúp tính tốn nhanh ngưỡng độc cấp tính chì hệ sinh thái thủy vực hồ Hà Nội Đưa bước giải thuật toán học rõ ràng mơ hình BLM làm sở để phát triển nghiên cứu độc học cấp tích kim loại sử dụng mơ hình độc học BLM cho thủy vực Việt Nam Đánh giá nồng độ nhỏ nước, (tại ngưỡng khuyến cáo theo quy chuẩn QCVN), ảnh hưởng chì động vật tích lũy dần qua hệ biểu sau thời gian phơi nhiễm đủ dài Sinh vật khả thích nghi chống lại tác hại chì chúng phơi nhiễm chì đủ dài (sau hệ) ngh a hoa học v th c ti n Về ý nghĩa khoa học Luận án góp phần bổ sung sở khoa học nghiên cứu độc học mơi trường kim loại chì mơi trường nước thể qua: - Quy trình ứng dụng mơ hình liên kết phối tử sinh học BLM để tính tốn giá trị EC50 đặc trưng cho ngưỡng độc cấp tính kim loại nặng đến thủy sinh vật phù du môi trường nước đặc tính mơi trường khác - Phát triển phương thức đánh giá ngưỡng độc mạn tính kim loại đến sinh vật phù du nồng độ chì thấp điều kiện thực tế Về ý nghĩa thực tiễn - Đánh giá ngưỡng độc cấp tính tác động độc mạn tính Pb đến Moina dubia, mắt xích quan trọng chuỗi thức ăn cho phép đưa thông tin cụ thể làm sở cho việc đánh giá rủi ro xây dựng quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng môi trường - Luận án góp phần bước hồn thiện quy trình thực nghiệm mơ hình tính tốn áp dụng nghiên cứu tương lai độc học môi trường kim loại nặng khác đối tượng sinh vật nghiên cứu khác Cấu tr c uận án Luận án trình bày nội dung nghiên cứu, phản ánh nghiên cứu thực nghiệm lý thuyết nghiên cứu sinh Trình bầy sở lý luận, giả thuyết khoa học phương pháp nghiên cứu sử dụng luận án, kết thu Ngoài phần Mở đầu, Kết luận Kiến nghị, Luận án bố cục thành chương gồm: - Chƣơng Tổng quan vấn đề nghiên cứu - Chƣơng Phương pháp nghiên cứu - Chƣơng Kết nghiên cứu thảo luận CHƢƠNG TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Hiện trạng chất ƣợng nƣớc mặt khu v c Hà Nội 1.2 Vai trò động vật 1.3 Sinh vật thử nghiệm Moina dubia 1.3.1 S phù hợp Moina dubia sinh vật thử nghiệm M.dubia loài nằm họ Moina có nhạy cảm cao kim loại cho thị ô nhiễm kim loại Rất nhiều nghiên cứu lựa chọn Moina để nghiên cứu tác tác động độc tính kim loại hệ sinh thái thủy vực Điển Moina micrura Kurz sử dụng để làm đối tượng nghiên cứu ảnh hưởng tương tác nhiệt độ độ cứng lên độc cấp tính kim loại loài Năm 2019, tác giả Borase cộng sử dụng Moina macrocopa để nghiên cứu ảnh hưởng bạc nano tới kích thước cá thể loài Loài Moina macrocopa nhiều nghiên cứu độc học sử dụng đánh giá tác động độc tố kim loại đồng, chì kẽm sử dụng chúng làm thị để đánh giá rủi ro ô nhiễm kim loại nặng nước M dubia đối tượng sử dụng nghiên cứu độc học M.dubia tác giả Reichwaldt cộng sử dụng nghiên cứu độc học phản ứng với hydrogen peroxid Ngồi đặc điểm moina nói chung M dubia nói riêng nhạy cảm với kim loại, chúng cịn đặc biệt nhạy cảm với thuốc bảo vệ thực vật Vì nguồn nhiễm chứa kim loại hóa chất bảo vệ thực vật gây hại đến quần thể Moina nói chung làm ảnh hưởng tới trì đa dạng lồi chuỗi thức ăn Ngồi nước tẩy rửa, xà phịng, hóa chất gây hại cho phát triển moina Ở Việt Nam M dubia động vật tìm thấy phần lớn mẫu thu động vật nước Việt Nam M dubia phân bố rộng rãi lưu vực sông Mê Kông nguồn thức ăn cho loài cá son M dubia loài phân bố rộng khắp châu Á từ Thái Lan, Philipin, Indoesia, Việt Nam Srilanka M dubia khẳng định loài động vật phổ biến miền Bắc miền Nam Việt Nam có vai trị quan trọng hệ sinh thái miền Bắc Việt Nam Một số nghiên cứu trước khẳng định M dubia loài động vật phổ biến hồ hồ Hà Nội hồ Tây, hồ Hoàn Kiếm Trúc Bạch M dubia đối tượng nhiều nghiên cứu Việt Nam phân bố loài độc học Như vậy, M dubia loài động vật địa có phân bố khắp thủy vực nước Việt Nam có khả chịu khoảng chất hữu nước rộng M.dubia nằm nhóm moina nhóm sinh vật nhạy cảm với kim loại sử dụng nhiều thí nghiệm độc học nghiên cứu độc tính kim loại M.dubia đóng vai trị việc trì đa dạng lưới thức ăn, kiểm sốt phì dưỡng Vì lựa chọn M dubia nghiên cứu độc học kim loại tác động lên sinh vật sống thủy vực nước phù hợp đánh giá xác tác động đặc trưng thủy vực nhiệt đới 1.4 Nghiên cứu độc học Pb đến M dubia 1.4.1 Ch v tác động g độc Pb môi trƣờng nƣớc Trong số kim loại thuộc nhóm khơng cần thiết thể sinh vật, chì coi kim loại có độc tính cao sinh vật nghiên cứu thời gian dài Xã hội phát triển, chì sử dụng nhiều ngành công nghiệp công nghiệp sản xuất pin, công nghiệp đạn dược, công nghệ sơn, ngành in khai thác, luyện kim Ơ nhiễm chì khơng khí, đất, sau thời gian rửa trơi xuống thủy vực làm tăng nguy ô nhiễm chì thủy vực Nồng độ chì số dịng sơng Bangladesh nồng độ chì từ 17- 10180 μg / L Tại dịng sống sơng Honghu, Guchenghu and Taihu tai Trung Quốc, nồng độ chì trầm tích tích lũy cao vào khoảng 37,5-48,75 mg/kg Chì cho có hệ tích lũy thể sinh vật cao số kim loại không cần thiết với thể nồng độ chì mơi trường nước nhỏ chúng coi nguyên tố gây rủi ro cao hệ sinh thái thủy vực Nghiên cứu tác giả Severini cộng nồng độ chì nước có 2,15 ± 0,46 μg/L chì tích lũy thể động vật 13,52 ± 3,07 μg/g sinh khối khô [44] Một số nghiên cứu khác khẳng định, nồng độ chì nước thấp chì tích lũy cao thực vật khoảng 772μg Pb/g chất hữu cơ, nguyên nhân chì tích lũy lớn trầm tích Một số nghiên cứu Việt Nam rằng, chì gây rủi ro cao tới hệ sinh thái thủy vực Việt Nam kim loại tích lũy cao động vật lồi trai hến Ở Việt Nam, Nồng độ chì số dịng sơng ngoại thành Hà Nội ảnh hưởng xả nước thải chưa qua xử lý sông Tô Lịch sơng Kim Ngưu khoảng 100-220 µg/L cao giới hạn quy chuẩn nước mặt QCVN 08-2015 Một nghiên cứu khác nghiên cứu nồng độ chì tai sơng phía bắc gần khu vực khai thác mỏ, khu vực Thái Nguyên dùng cho tưới tiêu nơng nghiệp lên đến từ 93,4 đến 111,5 µg/L [50] Chì trở thành ngun tố kim loại có khả gây rủi ro cho hệ sinh thái đời sống đại Nhiều khu vực giới, đặc biệt quốc gia phát triển, nơi công nghiệp sản xuất tiêu dùng tăng trưởng mạnh, nhiễm kim loại chì ngày trở nên phổ biến Cơ chế gây độc chì sinh vật nghiên cứu nhiều mức độ thể mức ngưỡng độc phân tử Chì vào thể tích lũy số quan đích quan trọng thể thận, não, gan, động mạch chủ, phổi, lách xương Ở cấp độ phân tử, tùy thuộc vào thời gian tiếp xúc nồng độ tiếp xúc thể bị ảnh hưởng tới thay protein bị ảnh hưởng tới thành phần enzym thể sinh vật Nhiều nghiên cứu rằng, chì làm rối loạn chức protein cách liên kết nhóm thiol cystein dịch chuyển ion cạnh tranh với chất vận chuyển ion enzym khử kim loại Chì có đặc tính hóa học tương tự canxi nguyên tố có mặt thể, có khả thay canxi làm nhiệm vụ canxi thể Ngồi chì cịn ảnh hưởng tới kích thước thể, thời gian sinh trưởng tuổi thọ Daphnia magna Trước tác động chì tới thể sinh vật hệ sinh thái, cục bảo vệ môi trường Mĩ Trong cơng thức nồng độ ion tự Ca2+, Mg2+, Na , K+, H+ tính tốn theo mơ hình WHAM sở nồng độ chất môi trường đo đạc thực tế Các hệ số cần tương tác ion phối tử sinh học xác định nhờ thí nghiệm ảnh hưởng ion tới giá trị EC50 chì bao gồm: KHBL, KMgBL, KCaBL, KKBL, KNaBL.Để xác định hệ số cân ion phối tử, cần thí nghiệm phụ thuộc kim loại Mg2+, Ca2+, K+, Na+, H+ tới giá trị EC50 Các hệ số cân tương tác ion phối tử đặc trưng cho lồi Hệ số tích lũy kim loại chì tối đa gây chết 50% số cá thể ( ) hiệu chỉnh dựa số liệu thực tế 1.5.3 Nghiên cứu v ứng dụng BLM 1.6 Độc mạn tính im oại sinh vật Các nghiên cứu tác động mạn tính thường tiến hành với thí nghiệm quan trắc qua nhiều hệ sinh vật thử nghiệm bị phơi nhiễm đòi hỏi kỹ thuật quan trắc, phân tích số liệu dài đủ lớn Tác động mạn tính kim loại tích lũy tác động phơi nhiễm kim loại thời gian dài nồng độ kim loại thể vượt khả chịu đựng sinh vật Nhìn chung sinh vật sống nước có khả chịu đựng kim loại sinh vật cạn ảnh hưởng kim loại thời gian phơi nhiễm mạn tính bộc lộ sớm Một số nghiên cứu tác động kim loại tới sinh hóa thể sinh vật thủy sinh tập trung vào cấp độ phân tử tế bào + CHƢƠNG PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Hiện trạng ô nhi m v ph n bố động vật hệ sinh thái hồ H Nội 2.1.1 Phương pháp thu mẫu nước phân tích mẫu nước Thời gian thu mẫu gồm 12 đợt kéo dài từ tháng năm 2018 đến tháng năm 2020 Quá trình lấy mẫu tuân thủ theo hướng dẫn tiêu chuẩn ISO 17025 quy chuẩn TCVN 5994:1995 (ISO 5667-4:1987) chất lượng nước-lấy mẫu- hướng dẫn lấy mẫu nước hồ ao tự nhiên nhân tạo Phương pháp bảo quản mẫu nước (theo TCVN 66633:2008) 2.1.2 Phương pháp thu mẫu phân loại động vật Mẫu động vật thu trực tiếp hồ cách ngẫu nhiên cách mặt nước 0,5 m vào buổi sang Các động vật quan sát xác định dựa yếu tố dựa theo đặc điểm lồi theo hướng dẫn sách “động vật chí” tập sử dụng kính soi (Nikon, Japan, model: TMS-F) thị kính (× 40) Số lượng động vật tính 10 trung bình cộng số lần đếm mẫu tính thành số cá trể lít nước 2.2 Thuần h a sinh vật thử nghiệm 2.3 Phƣơng pháp tính tốn độc cấp tính chì ứng dụng mơ hinh BLM 2.3.1 Xác định ngưỡng độc cấp tính EC50 chì phịng thí nghiệm 2.3.2 Giải thuật tốn học mơ hình BLM Trong phần nghiên cứu phát triển giải mô hình tốn với chì M dubia sau: hình bước xây dựng mơ hình tốn De Schamphelaere cộng làm rõ quy trình phát triển mơ hình đồng Giả sử CCBL tổng bề mặt phối tử liên kết với kim loại, viết theo phương trình cân vật chất ta có phương trình sau: CCBL  [PbBL ]  [CaBL ]+[MgBL ]+[NaBL ]+[KBL ]+[HBL ] +BL (2.1) Trong : [PbBL ] , [CaBL ] , [MgBL ] , [NaBL ] , [KBL ] , [HBL ] nồng độ Pb2+, Ca2+, Mg2+, Na+, K+, H+ liên kết bề mặt phối tử (Biotic Ligand) Phương trình cân Pb2+ trường hợp có phối tử thời điểm cân bằng: K PbBL  [PbBL ] ( Pb2 ).[BL ] (2.2) ) hàm lượng ion tự Trong KPbBL số cân bằng, (Pb (mol/l) Tương tự phương trình cân với ion khác ta có: [CaBL ] KCaBL  (Ca 2 ).[BL ] (2.3) 2+ K MgBL  [MgBL ] (Mg 2 ).[BL ] (2.4) [NaBL0 ] K NaBL  (Na  ).[BL ] (2.5) 11 [KBL0 ] (K  ).[BL ] [HBL0 ] K HBL  ( H  ).[BL ] Thay (2.2)-(2.6) vào (2.1) ta có K KBL  (2.6) CCBL  K Pb ( Pb2 )[BL ]  KCa (Ca 2 )[BL ]  KMg (Mg 2 )[BL ]  K Na ( Na  )[BL ]  K K ( K  )[BL ]  K H ( K  )[BL ]  BL (2.7) Như vậy: CCBL   K PbBL ( Pb2 )  KCaBL (Ca 2 )  K MgBL (Mg 2 )  K NaBL ( Na  )  K KBL ( K  )  K HBL ( K  )  [BL ] (2.8) Giả sử tổng bề mặt phối tử liên kết với kim loại (CCBL) phụ thuộc vào loài tham gia thử nghiệm, tỉ số lượng chì bám dính bề mặt phối tử ( ) tính sau: f PbBL  [PbBL ] K PbBL ( Pb2 )[BL]  CCBL CCBL (2.9) f PbBL  [K PbBL ( Pb2 )] [PbBL ]  2 2 CCBL [1  K PbBL ( Pb )  KCaBL (Ca )  K MgBL (Mg 2 )  K NaBL (Na  )  K KBL (K  )  K HBL (H  )] (2.10) f PbBL f PbBL f PbBL  [1  K PbBL ( Pb 2 )  K CaBL (Ca 2 )  K MgBL (Mg 2 )  K NaBL (Na  )  K KBL (K  )  K HBL (H  )] [ K PbBL ( Pb 2 )]  1 1   K CaBL (Ca 2 )  K MgBL (Mg 2 )  K NaBL (Na  )  K KBL (K  )  K HBL (H  )] [ K PbBL ( Pb 2 )] (2.11) (2.12) 2 2     f PbBL  K CaBL (Ca )  K MgBL (Mg )  K NaBL (Na )  K KBL (K )  K HBL (H )]  (2.13) 2 f PbBL [ K PbBL ( Pb )] f PbBL [ K PbBL ( Pb 2 )]  (2.14)  f PbBL  K CaBL (Ca 2 )  K MgBL (Mg 2 )  K NaBL (Na  )  K KBL (K  )  K HBL (H  )] f PbBL ( Pb 2 )  (2.15) 2 2 (1  f PbBL ) K PbBL  K CaBL (Ca )  K MgBL (Mg )  K NaBL (Na  )  K KBL (K  )  K HBL (H  )] Pb 2  f PbBL [1  K CaBL (Ca 2 )  K MgBL (Mg 2 )  K NaBL (Na  )  K KBL (K  )  K HBL (H  )](2.16) (1  f PbBL ) K PbBL Trong mơ hình BLM việc xác định ảnh hưởng ngưỡng độc kim loại tính 50% lượng chì đính với phối tử (EC50) Khi 12 dựa vào phương trình ta có phương trình tổng q tính toán EC50 sau: EC50Pb  50 PbBL 50 PbBL f (1  f ).K PbBL 1  KCaBL (Ca 2 )  K MgBL (Mg 2 )  K NaBL (Na  )  K KBL (K  )  K HBL (H  ) (2.17) Trong EC50 làm lượng kim loại tự gây ngưỡng độc ảnh hưởng 50% số lượng sinh vât thử nghiệm bị bất động sau phơi nhiễm 24h 50% lượng chì lớn hấp phụ bề mặt phối tử Cơng thức tính giá trị EC50 hồn tồn tính xác định KPbBL, KCaBL, KMgBL, KNaBL, KKBL, KHBL, Đánh giá ảnh hưởng ion Ca2+ đến giá trị EC50 Từ phương trình (2.11) ta có: giá trị EC50 phụ thuộc vào giá trị nồng độ (Ca2+), (Mg2+), (Na+), (K+), (H+) Biến đổi phương trình (2.18) theo phương trình phụ thuộc giá trị EC50 (Ca2+) ta có EC50  50 PbBL 50 PbBL f (1  f ).K PbBL 1  KCaBL (Ca 2 )Ca  K MgBL ( Mg 2 )Ca  K NaBL ( Na  )Ca  K KBL ( K  )Ca  K HBL ( H  )Ca  (2.18) Phương trình (2.12) dạng phương trình hồi quy tuyến tính đơn giản y= ax+b a gọi hệ số góc b gọi độ chặn Mối quan hệ ion dung dịch theo công thức (2.18) biểu diễn theo theo hàm hồi quy tuyến tính đơn giản sau: Quan hệ ion (Ca2+) theo phương trình hồi quy: y=aCa * x+bCa Hệ số: 50 f PbBL bCa   K MgBL (Mg 2 )Ca  K NaBL (Na  )Ca  K KBL (K  )Ca  K HBL (H  )Ca 50 (1  f PbBL ).K PbBL   Độ dốc đường tính tính tính sau: 50 f PbBL KCaBL 50 (1  f PbBL ).K PbBL Trong (Mg2+)Ca , (Na+)Ca, (K+)Ca (H+)Ca nồng độ ion khác q trình thí nghiệm ảnh hưởng Ca2+ Hệ số góc: aCa  13 Bằng cách thực thí nghiệm mối liên hệ ion giá trị EC50 xác định hệ số phương trình tuyến tính y = ax+b Giả sử đặt: Thì ta có: Đặt { } Tương tự đánh giá ảnh hưởng ion khác Mg , Na , K+, H+ ta có: 2+ aMg bMg  1  K + K MgBL 2 ) Mg  K NaBL (Na  ) Mg  K KBL (K  ) Mg  K HBL (H  ) Mg  CaBL (Ca  RMg aNa K NaBL   RNa bNa 1  K MgBL (Mg 2 ) Na  KCaBL (Ca 2 ) Na  K KBL (K  ) Na  K HBL (H  ) Na  aK K KBL   RK bK 1  K MgBL (Mg 2 ) K  KCaBL (Ca 2 ) Na  K NaBL (K  ) K  K HBL (H  ) K  aH K HBL   RH bH 1  K MgBL (Mg 2 ) H  KCaBL (Ca 2 ) H  K NaBL (K  ) H  K NaBL (Na 2 ) H  Tổng hợp lại thu hệ phương trình sau: 1KCaBL  RCa (Mg)Ca K MgBL  RCa ( Na)Ca K NaBL  RCa ( K )Ca K KBL  RCa ( H )Ca K HBL   RCa R Mg (Ca) Mg KCaBL  1K MgBL  RMg ( Na) Mg K NaBL  RMg ( K ) Mg K KBL  RMg ( K ) Mg K HBL   RMg R Na (Ca) Na KCaBL  RNa ( Mg ) Na K MgBL  1K NaBL  RNa ( K ) Na K KBL  RNa ( H ) Na K HBL   RNa R K (Ca) K KCaBL  RK ( Mg ) K K MgBL  RK ( Na) K K NaBL  1K KBL  RK ( H ) K K HBL   RK R H (Ca) H K CaBL  RH ( Mg ) H K MgBL  RH ( Na) H K NaBL  RH ( K ) H K KBL  1K HBL   RH (2.19) Bằng cách giải hệ phương trình ẩn kết hợp với số liệu thí nghiệm ta tính số cân KMgBL, KCaBL, KNaBL, KHBLvà KKBL Trong (Mg)Ca (Na)Ca (K)ca(H)Calà ion thí nghiệm Ca; (Ca)Mg(Na)Mg(K)Mg(H)Mglà ion thí nghiệm Mg; (Ca)Na(Mg)Na(K)Na(H)Na ion thí nghiệm Na; (Ca)K(Mg)K(Na)K(H)Klà ion thí nghiệm K; (Ca)H (Mg)H (Na)H (K)H thí nghiệm pH Như vậy: Cơng thức tính tốn ngưỡng độc chì M.dubia thủy vực nghiên cứu phát triển sau: 14 EC50  50 f PbBL 1  KCaBL (Ca 2 )  K MgBL (Mg 2 )  K NaBL ( Na  )  K KBL ( K  )  K HBL ( H  ) 50 (1  f PbBL ).K PbBL Trong công thức này: - Nồng độ ion tự Ca2+, Mg2+, Na+, K+, H+ tính tốn theo mơ hình PHREEQC sở nồng độ chất môi trường đo đạc thực tế - Các hệ số cần tương tác ion phối tử sinh học xác định nhờ thí nghiệm ảnh hưởng ion tới giá trị EC50 chì bao gồm: KHBL, KMgBL, KCaBL, KKBL, KNaBL xác - định thực nghiệm phụ thuộc kim loại Mg2+, Ca2+, K+, Na+, H+ tới giá trị EC50 - Hệ số cân tương tác ion Pb phối tử đặc trưng cho loài M dubia KPbBL xác định thực nghiệm - Hệ số tích lũy kim loại chì tối đa gây chết 50% số cá thể hiệu chỉnh dựa số liệu thực tế Bảng 2.1 Các thơng số mơ hình BLM Loại thơng số Hằng số mơ hình Biến đầu vào Hệ số mơ hình Hằng số mơ hình - Thông số KCaBL KMgBL KNaBL KKBL KHBL Ca2+, Mg2+, Na+, K+, H+ thông số mặc định mô hình 50 f PbBL KPbBL Cách xác định Từ thí nghiệm ảnh hưởng Ca2+ đến EC50 Từ thí nghiệm ảnh hưởng Mg2+ đến EC50 Từ thí nghiệm ảnh hưởng Na+ đến EC50 Từ thí nghiệm ảnh hưởng K+ đến EC50 Từ thí nghiệm ảnh hưởng H+ đến EC50 Nồng độ ion thủy vực dạng ion tự do, đầu vào mơ hình – từ số liệu quan trắc trường Các thông số lại chất hữu cơ, anion Cl-, SO42- lấy thư viện mặc định mơ hình Hệ số tích lũy kim loại chì tối đa gây chết 50% số cá thể - Thông số hiệu chỉnh Dung lượng hấp phụ tối đa Xác định thực nghiệm Mơ hình BLM phát triển điều kiện hồ Hà Nội, thông số mô hình nghiên cứu khoảng giá trị mô tả bảng 2.2 Bảng 2.2 iều kiện biên giá trị áp d ng tính tốn Thông số Nhiệt độ (oC) Giá trị tối thiểu Giá trị tối đa 15 34 15 pH Hàm lượng chất hữu (mg/l) Ca2+ (mg/l) Mg2+ (mg/l) Na+ (mg/l) K+ (mg/l) Cl-(mg/l) Độ kiềm (mg/l) 7,0 8,0 15 3,36 50 115 2,9 7,5 71,2 70 2,28 23 30,6 250 11 130 2.3.3 Xác định ảnh hưởng nồng độ ion Ca2+, Mg2+, Na+, K+, H+ tới EC50 chì M dubia Hệ số KHBL, KMgBL, KCaBL, KKBL, KNaBL mơ hình xác định thơng qua thí nghiệm xác định ảnh hưởng EC50 tương ứng dung dịch Trong công thức (2.17) mục 2.3.2 giá trị EC50 chì tác động lên M dubia mơi trường có mặt yếu tố ion Ca2+ Mg2+, Na+, K+,H+ chịu ảnh hưởng Ca2+ Mg2+, Na+, K+,H+ Vậy để tìm giá trị Kion-BL ta cần phản xây dựng thí nghiệm tìm phương trình tuyến tính liên hệ EC50 ion từ tìm Kion-BL dựa vào hệ phương trình (2.19) mục 2.3.2 Ảnh hưởng H+ Ca2+ Mg2+, Na+, K+, độc cấp tính chì lên M dubia Mục đích thí nghiệm làm rõ tác động canxi, mage giá trị độc học cấp tính chì M.dubia M dubia chọn có độ tuổi nhỏ 24 tuổi Đối với thí nghiệm độc tính ảnh hưởng canxi tới độc cấp tính chì mơi trường thí nghiệm bao gồm: Đối với thí nghiệm ảnh hưởng pH, Caxi, Magie, Natri, Kali với giá trị độc cấp tính EC50 chì lên M dubia, mơi trường thí nghiệm bao gồm dung dịch với nồng độ chất Na+ 13,7 mg/L; Mg2+ 2,79 mg/L; K+ 13,6 mg/L, SO42 5,86 mg/L; Cl- 23,9 mg/L Đối với thí nghiệm kim loại ion kim loại thay đổi kim loại khác giữ nguyên mức nhỏ Ví dụ thí nghiệm Ca 2+ thành phần Ca 2+ thay đổi từ - 56 mg/l nghiệm thức caxi, pH trì 7-8,3 giữ nguyên ion khác mức nhỏ để không ảnh hưởng tới kết quả; Đối với nghiệm thức pH giá trị pH thay đổi từ 7-8.3 giữ nguyên thành phần ion khác; thí nghiệm Mg2+ ảnh hưởng đến chì thành phần Mg2+ thay đổi từ 2.99 – 71.2 mg/l; Na+ thay đổi từ 3.5 – 60.7 mg/l, pH = 7,5 ion khác giữ mức nhỏ nhất, nghiệm 16 thức natri; K+ thay đổi từ 1.85 – 2.29 mg/l pH trì 7,5 nghiệm thức ảnh hưởng Kali tới chì 2.3.4 Xác định dung ƣợng hấp phụ tối đa im oại bề mặt sinh vật Mục đích thí nghiệm xác định hệ số hấp phụ lớn chì hấp phụ bề mặt sinh vật thử nghiệm (KPbBL) dựa vào phương trình Langmuir điều kiện kim loại hấp phụ cân Xác định hệ số cân KMeBL 2.3.5 Phương pháp hiệu chỉnh mơ hình Trong mơ hình phát triển thực với M.dubia tác động chì hệ số KCaBL, KMgBL, KNaBL,KKBL, KHBL hệ số đặc trưng cho loài, giữ nguyên trình hiệu chỉnh Hằng số Khi 50 f PbBL điều chỉnh theo môi trường nước tự nhiên Thực thí nghiệm độc học nước tự nhiên để tìm giá trị EC50 chì theo quy trình mơ tả phần 2.3.3 để xác định giá trị EC50 thực nghiệm Cùng lúc đó, giá trị ion đo từ nước tự nhiên đưa vào phương trình để tính tốn, giá trị EC50 tính tốn (EC50tt) thu được so sánh với giá trị EC50 thực nghiệm (EC50tn) Sau tiến hành điều chỉnh giá trị mơ hình :Giá trị ban đầu: =0,39; Khoảng điều chỉnh: từ 0,25 đến 0,4; Bước điều chỉnh +/- 0,005; Điều kiện xác lập giá trị hiệu chỉnh: R2 đạt giá trị max Hình 2.1 Sơ đồ hiệu chỉnh mơ hình BLM 2.7 Nghiên cứu độc mạn tính im oại động vật Thí nghiệm sàng lọc Thí nghiệm sàng lọc vào nồng độ chì nước tự nhiên để tìm đươc nồng độ phơi nhiễm mạn tính Nồng độ lựa chọn 100 µg/L Phơi nhiễm mạn tính 17 Cá thể non M dubia ( < 24 tuổi) cho vào dung dịch chứa 40ml dung dịch dung dịch 100 µg/l Pb2+ Dung dịch phơi nhiễm 100 µg/l pha từ dung dịch chuẩn PbNO3 (purity > 98%, Merck, Germany) Mỗi thí nghiệm có độ lặp 10 lần Dung dịch phơi nhiễm thay ngày Từ hệ đến hệ khơng có khác thống kê Từ hệ thứ dung dịch phơi nhiễm 100 µg/L Pb2+ chia làm phần phần phơi nhiễm tiếp với dung dịch 100 µg/L Pb2+ phần ni trở lại với mơi trường nước khơng có chì Thí nghiệm thiết kế để kiểm chứng thích nghi M.dubia với mơi trường nhiễm kim loại chì 2.8 Xử lý số liệu thống kê T-test sử dụng thống kê với P-values < 0.01 coi giá trị khác biệt đáng kể Phần mềm thống kê sử dụng SPSS 6.0 model Phân tích root mean squared error sử dụng cho việc hiệu chỉnh thông số mơ hình Độ xác 80% CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 3.1 Tính chất nƣớc hồ t nhiên v tích ũ ch thể sinh vật 3.1.1 Tính chất nước hồ Hà Nội Tính chất thủy hóa hồ Hà Nội trượng quan trắc theo thời gian từ tháng 1/2018 đến tháng 2/2019 hồ nội thành hồ ngoại thành Hà Nội Giá trị pH tất hồ quan trắc nằm khoảng 7,3- 8,5 Nồng độ caxi trung bình nước hồ nằm khoảng 20,5 – 56,3 mg/l Nồng độ ion kali và natri trung bình hồ Hà Nội từ 1,97 – 2,29 mg/l 3,07 -50,4 mg/l Động vật hồ có kích thước hơn 200 µm (marco zooplankton) phân loại theo lồi Lồi động vật điển hình hệ sinh thái nước như: Moina Dubia có phần lớn hồ với khối lượng lớn, Daphnia Dubia có hồ ngoại thành tự nhiên, Cylopida copepod có hầu hết hồ, Calanoida copepod có hồ tự nhiên Thành phần động vật hồ tự nhiên cân bằng, tổng sinh khối đa dạng Thành phần động vật hồ nội thành chủ yếu M dubia Cylopida copepod 3.2 Ảnh hưởng môi trường nuôi tới sinh sản phát triển M.dubia 3.3 Độc cấp tính chì ứng dụng mơ hinh BLM 18 3.3.1 Ảnh hưởng điều kiện môi trường nước tới độ độc cấp tính chì tới M dubia Ảnh hưởng pH tới độc cấp tính chì lên M.dubia Khi phụ thuộc H+ giá trị EC50 chì tạo phương trình sau: [EC ]  1,8434*[H  ]  E  (3.1) 50Pb 2 Các hệ số sử dụng việc tính tốn mơ hình BLM Ảnh hưởng Ca2+ độc cấp tính chì lên M dubia Sự phụ thuộc Ca2+ dạng tan giá trị EC50 chì tạo phương 2 trình sau: EC50  E  5*[Ca ]  3E  (3.2) Hình 3.1 Ảnh hưởng H+ tới giá trị EC50-Pb2+ Ảnh hưởng Mg2+ tới độc cấp tính chì lên M dubia Ion magie (Mg2+) nguyên tố liên kết mạnh với gốc cacbonate cạnh tranh với kim loại hóa trị II bề mặt phối tử sinh vật Sự phụ thuộc Mg2+ giá trị EC50 chì tạo phương trình sau: [EC50 ]  0,0001*[Mg 2 ]  E  (3.3) Trong hệ số góc (slope) 0,0001 điểm giao trục tung (intercept) 2E-7 Ảnh hưởng nồng độ Na+ môi trường tới độc cấp tính chì lên M dubia Kết thí nghiệm ta tìm mối quan hệ nồng độ Na+ nồng độ Pb2+trực tiếp gây độc cho thể sinh vật Sự phụ thuộc Na+ giá trị EC50 chì tạo phương trình sau: [EC50 ]  4E  5*[Na  ]  E  (3.4) 3.3.3.4 Ảnh hưởng nồng độ K+ mơi trường tới độc cấp tính chì lên M dubia Như từ kết thí nghiệm ta tìm mối quan hệ nồng độ Na+ nồng độ Pb2+trực tiếp gây độc cho thể sinh vật Sự phụ thuộc K+ giá trị EC50 chì tạo phương trình sau: [EC50 ]  E  5*[K  ]  3E  (3.5) 3.3.2 Xác định hệ số hấp phụ lớn chì bề mặt M.dubia Xác định khối lượng cá thể M.dubia 19 Khối lượng ướt trung bình M.dubia xác định 0.0043±0.00012 mg/cá thể Xác định dung lượng hấp ph tối đa chì lên thể M.dubia Sau trình M.dubia hấp phụ chì lên bề mặt thể với pH 6,7; 6,5 Qmax = 1/5E-05 = 20000 µg/mg dung lượng hấp phụ cực đại KPbBL = 0.214 Mol/g Hình 3.2 Ảnh hưởng ion tới giá trị EC 50- Pb2+ 3.3.3 Tính tốn giá trị EC50 chì M dubia Cơng thức tính tốn ngưỡng độc cho vùng thủy vực chì M.dubia phát triển sau: EC50  50 PbBL 50 PbBL f (1  f ).K PbBL 1  KCaBL (Ca 2 )  K MgBL ( Mg 2 )  K NaBL ( Na  )  K KBL ( K  )  K HBL ( H  ) Ta có sau: RH = 900; RCa = 233; RMg = 500; RNa = 200; RK = 233 Thay vào phương trình (2.20) biến đổi ta có hệ phương trình ẩn phương trình sau: 1KCaBL  0,026 K MgBL  0,137 K NaBL  0,076 K KBL  0,077*10 4 K HBL  0, 233*103 0,038KCaBL  K MgBL  0, 298K NaBL  0,164 K KBL  0,16*10 4 K HBL  0,5*103 0,0226 KCaBL  0,0238K MgBL  1K NaBL  0,0116 K KBL  0,067*10 4 K HBL  0, 2*103 0,0216 KCaBL  0,069 K MgBL  0,14 K NaBL  1K KBL  0,078*104 K HBL  0, 23*10 0,078KCaBL  0,109 K MgBL  0,536 K NaBL  0,0567 K KBL  1K HBL  0.9*10 20 3 Giải phương trình ta có:KCaBL = 0,304*10 ;KMgBL = 0,630*10 ; KNaBL = 0,225*103;KKBL = 0,314*103;KHBL = 1,069*103 Hình 3.3 Mối quan hệ giá trị EC50 từ thí nghiệm với nước nhân tạo từ tính tốn mơ hình Hình 3.4 Mối quan hệ giá trị EC50 từ thực nghiệmvới nước tự nhiên EC50 từ tính tốn mơ hình sau hiệu chỉnh Mối quan hệ f R2 Để tăng giá trị R2 f hiệu chỉnh dải từ 0,24– 0,32 nước tự nhiên Hiệu chỉnh mô hình Kết phân tích T cho thấy giá trị EC50 thực nghiệm có mối tương quan đáng kể giá trị EC50 tính từ mơ hình (P-value = 0.0001) Khả dự đốn mơ hình hệ số dự đoán coeffecion derermination R2=79,16 % với nước nên nhân tạo Khi chỉnh mơ hình điều chỉnh hệ số = 0,34 (trong khoảng 0,27-0,37) Kết tính mơ hình sau điều chỉnh, với khả dự báo độ xác (coeffecient deterimation) 73,7% với nước hồ tự nhiên, điều chỉnh hệ số = 0,28 (trong khoảng 0,24-0,32) 3.4.4 Tác động mạn tính ch tới s phát triển thể của M.dubia Kết nghiên cứu cho thấy với hệ F1 phơi nhiễm chì 100 µg/L chiều dài, chiều rộng thể độ dài râu M.dubia sống môi trường khơng nhiễm chì (T-tests, P-values > 0.05) Chỉ đến thệ 4- F9 tiêu chiều dài thể, chiều dài râu, chiều rộng thể co khác biệt sống mơi trường khơng phơi nhiễm chì (T-test, P 0,05) Số để lứa, số lứa đẻ tổng số sinh 21 phơi nhiễm chì từ hệ F3-F9 giảm đáng kể so với sống môi trường không chất ô nhiễm (T-tests, P < 0,001) 3.4.6 Khả phục hồi ảnh hƣởng sau phơi nhi m Từ F3 đến F6 sau phơi nhiễm chì ni lại mơi trường nước khơng nhiễm có phản ứng phục hồi lại tổn thương cho chì tác động Từ F6 đến F9, số chiều dài, chiều rộng thể chiều dài độ dài râu chính, thời gian phát triển hồi phục M dubia nuôi lại môi trường không ô nhiễm (T-tests, P < 0,001) Hình 3.5 Ảnh hưởng chì tới thể hệ phơi nhiễm F1,2 F2 Trong kết cho thấy phơi nhiễm F1 va F2 tính trạng phơi nhiễm ni lại khơng có khác biệt với giá trị tính trạng mẫu trắng Kết khẳng định tích hũy tác động xảy phơi nhiễm chì theo thời gian dài Sự thích nghi xẩy hệ từ F3 đến F5, cò từ hệ từ F6 đến F9 sinh vật khả thích nghi phơi nhiễm chì 22 Hình 3.6 Tác động chì ph c hồi tổn thương phơi nhiễm chì 3.5 Đ ng g p nghiên cứu v o tr nh đánh giá rủi ro ô nhi m kim loại v đề xuất biện pháp kiểm sốt nhi m kim loại mơi trƣờng nƣớc Trong đánh giá rủi ro kim loại tùy mức độ đánh giá rủi ro mà thông tin chi tiết độc tính dạng tồn kim loại yêu cầu thu thập khác Kết hợp hướng dẫn kĩ thuật đánh giá rủi ro chất ô nhiễm theo TCVN IEC/ISO 31010:2013 khung đánh giá rủi ro kim loại Ủy ban Châu Âu hướng dẫn quy trình cụ thể đánh giá rủi ro trình bày sau: Thiết lập bối cảnh, nhận diện rủi ro, phân tích rủi ro, định mức rủi ro, xử lý rủi ro Như xét theo khung áp dụng đánh giá rủi ro kim loại mơi trường kết nghiên cứu tính tốn độc tính kim loại sinh vật thủy sinh dựa mơ hình phối tử BLM tích hợp vào bước phân tích rủi ro tác động kim loại Tại bước phân tích rủi ro tác động kim loại môi trường, để đánh giá xác tác động kim loại, nhiều mơ hình phát triển để tính tốn phân tích tác động trực tiếp gián tiếp kim loại tới môi trường Luấn án để xuất biện pháp kĩ thuật quản lý để giảm thiểu nguồn thải chứa chì vào thủy vực KẾT LUẬN- KIẾN NGHỊ Kết luận 1/ Bộ số liệu độc học nghiên cứu phù hợp với đánh giá ảnh hưởng ion kim loại mơi trường nước lên độc cấp tính chì lồi M dubia sống mơi trường nước hồ Hà Nội Các hệ số cân KCaBL = 0,304*103; KMgBL = 0,630*103 KNaBL = 0,225*103; KKBL = 0,314*103; KHBL = 1,069*103 đặc trưng tương tác ion Ca2+, Mg2+, Na+, K+, H+ ảnh hưởng lên tác động độc cấp tính chì lên sinh vật nhiệt đới M dubia Trong H+ có hệ số cân lớn có tác động lớn tới ngưỡng độc cấp tính chì Na+ K+ hai ngun tố có tác động đáng kể khơng thể bỏ qua nghiên cứu tác động tổng hợp kim loại môi trường nước tới độc cấp tính chì Trong hệ số cân Ca2+ Mg2+ hai nguyên tố cạnh tranh lớn hấp thu với chì bề mặt hấp phối tử giảm độc tính cấp tính chì 2/ Làm rõ phương pháp giải thuật tốn ứng dụng mơ hình BLM tính tốn xác ngưỡng độc cấp tính chì M dubia nước nhân tạo, ) Mơ hình áp dụng để tính tốn EC50 chì M dubia môi trường nước hồ Hà Nội đạt hệ số giải thích mơ hình (coeffecient deterimation) 73,7% với sai số 23 trung bình tương đối 13,6% Luận án đưa phương pháp hiệu f 50 chỉnh giá trị PbBL mức độ tích lũy Pb bề mặt phối tử để tăng độ nhạy mơ hình phù hợp với áp dụng cho tính tốn thủy vực nước cụ f 50 thể đưa phương pháp hiệu chỉnh giá trị PbBL mức độ tích lũy Pb bề mặt phối tử để tăng độ nhạy mơ hình phù hợp với áp dụng cho tính tốn thủy vực nước cụ thể /Nghiên cứu tác động mạn tính chì chứng tỏ chì với nồng độ nhỏ 100ug/L (là giới hạn xả thải nước thải công nghiệp) gây đến tác động đến q trình phát triển sinh sản sinh vật địa Moina dubia Các dấu hiệu giảm kích thước thể giảm chiều dài (giảm 13%), chiều rộng (giảm 15%), độ dài râu (giảm 20%) xuất từ thệ F6, F4, F7 sau phơi nhiễm mạn tính với chì Chì cịn làm giảm đáng kể số lứa đẻ (từ lứa lứa), số lứa đẻ (trung bình cịn giảm con) tổng số sinh Nghiên cứu cho thấy, sinh vật có khả phục hồi tổn thương sau trình phơi nhiễm ngắn với chì (từ hệ thứ 3) đưa lại nuôi môi trường nước không bị ô nhiễm Tuy nhiên sau thời gian phơi nhiễm dài từ F7, tổn thương khơng phục hồi sau nuôi lại môi trường khơng nhiễm Kiến nghị Mơ hình BLM cần tiếp tục nghiên cứu áp dụng sâu rộng để tính tốn giới hạn xả thải kim loại cho thủy vực cụ thể Các nghiên cứu hệ số liên kết độc học cần phát triển cho loài khác hệ sinh thái thủy vực nhiệt đới nhằm tính tốn xác ngưỡng chịu tải hệ sinh thái Cần tiếp tục nghiên cứu tác động tiềm tàng kim loại sinh vật nồng độ nhỏ để phục vụ cho việc đánh giá xác rủi ro kim loại sinh thái người 24 ... nhiễm kim loại Việc nghiên cứu tác động tiềm tàng kim loại sinh vật nghiên cứu thích nghi kim loại phơi nhiễm mạn tính nhận quan tâm nhà nghiên cứu nước Ở Việt Nam, nghiên cứu mạn tính kim loại. .. ? ?Nghiên cứu tính độc kim loại Pb Moina dubia hệ sinh thái nƣớc hồ Hà Nội? ?? thực khuôn khổ nghiên cứu sinh Tiến sỹ ngành Kỹ thuật môi trường trường Đại học Bách khoa Hà Nội Mục tiêu nghiên cứu luận... trường nước hồ Hà Nội Nội dung 3: Xác định hệ số mơ hình nhằm hồn thiện cơng thức mơ hình BLM tính tốn ngưỡng độc cấp tính kim loại Pb dựa vào tính chất mơi trường nước thủy vực nước hồ Hà Nội Nội