b. Hoạt chất Iprobenfos
3.4.4. Phương pháp tính tốn
a. Xử lý kết quả
Hoạt tính enzyme ChE:
HT= s v v v xP ExLxS xH AxC
29 Trong đĩ:
+ HT (hoạt tính): µmol/g/phút
+ A: Abs mẫu - Abs blank (Abs/phút)
+ Cv: thể tích cuvest hay tổng thể tích dung dịch đo (mL) = 3 mL + Hv: thể tích buffer sử dụng để nghiền mẫu
+ E: hệ số =13,6
+ L: chiều dài cuvet (cm) =1 cm
+ Sv: thể tích mẫu sau ly tâm lấy đo (mL) = 0,2 mL + Ps: trọng lượng mẫu lấy nghiền (g)
Tỷ lệ ức chế TLUC =100 – 100 ChEtbdc ChEs Trong đĩ: + TLUC: tỉ lệ ức ChE bị ức chế (%)
+ ChEs: là hoạt tính ChE đo được từng mẫu (µmol/g/phút)
+ ChEtbdc: là hoạt tính ChE trung bình của nghiệm thức đối chứng ở từng thời điểm (µmol/g/phút)
b. Xử lý số liệu
Các số liệu thơ về hoạt tính ChE và nồng độ Iprobenfos được kiểm tra tính đồng nhất của phương sai và phân phối chuẩn trước khi thực hiện các phép thống kê. Số liệu phân phối chuẩn sẽ được phân tích phương sai (ANOVA) và so sánh trung bình ChE các nghiệm thức với đối chứng bằng kiểm định Dunnett. So sánh khác biệt các chỉ tiêu ở các thời điểm trong cùng 1 nghiệm thức bằng kiểm định Duncan. Kiểm tra sự khác biệt nồng độ Iprobenfos giữa 2 nghiệm thức ruộng, mương ở từng thời điểm bằng kiểm định T Test thơng qua sử dụng IBM SPSS Statistics 20. Sai khác cĩ ý nghĩa thống kê ở mức 95% (p<0,05).
30
CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 4.1 Nhiệt độ, pH, DO và mực nước trong thời gian thí nghiệm a. Biến động nhiệt độ ở ruộng thí nghiệm
Nhiệt độ là một trong những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến đến sinh trưởng và phát triển của sinh vật. Trong thí nghiệm này, nhiệt độ biến động cao nhất và thấp nhất ở 3 nghiệm thức đối chứng, ruộng, mương nằm trong khoảng từ 28±0,090C đến 32±0,060C. Ở từng nghiệm thức cĩ sự chênh lệch nhiệt độ giữa hai buổi sáng và chiều ở tất cả các ngày đo, nhiệt độ buổi chiều luơn luơn cao hơn buổi sáng. Trung bình nhiệt độ ở ruộng đối chứng dao động thấp nhất và cao nhất trong khoảng từ 28,5±0,06 (buổi sáng 7 - 8 giờ) đến 32±0,060C (buổi chiều 14 - 15 giờ), chênh lệch 3,50C. Nhiệt độ ở ruộng giữa 2 buổi sáng, chiều dao động trong khoảng 28±0,090C đến 31,5±0,090C, chênh lệch 3,50C; trong khi đĩ ở mương bao dao động từ 27,8±0,17 đến 31,8±0,170C, chênh lệch 40C (Bảng 4.1).
Bảng 4.1: Nhiệt độ (0C) trong thời gian thí nghiệm
Thời gian
Đối chứng Ruộng Mương bao
Sáng Chiều Sáng Chiều Sáng Chiều
Trước phun 29,2±0,09 31,1±0,06 29,2±0,17 31,5±0,29 29±0,06 31±0,09 Ngày 1 29,5±0,06 31,1±0,13 29,1±0,07 30,9±0,07 29,2±0,09 31±0,03 Ngày 3 29,4±0,07 31,2±0,15 29,1±0,12 30,9±0,03 29,1±0,13 30,8±0,15 Ngày 5 29,8±0,17 32±0,06 29,3±0,17 31,2±0,17 29,8±0,17 31±0,09 Ngày 7 28,5±0,06 30,3±0,17 28±0,09 30,3±0,33 28,2±0,17 31,8±0,17 Ngày 14 29,1±0,12 30,6±0,42 28,8±0,17 31,2±0,44 27,8±0,17 31,1±0,21
(Số liệu trình bày trung bình ± SE, n=3)
Như vậy sự chênh lệch nhiệt độ sáng, chiều ở các nghiệm thức tương đối giống nhau, chênh lệch lệch khơng quá 40C. Bức xạ mặt trời là nguyên nhân chính ảnh hưởng đến sự tăng hay giảm nhiệt độ, buổi chiều mặt nước hấp thụ nhiều bức xạ từ mặt trời nên nhiệt độ cao hơn là buổi sáng, trong thời gian thí nghiệm mưa nắng thất thường đây cũng là nguyên nhân làm chênh lệch nhiệt độ trong thời gian thí nghiệm.
Sự biến động nhiệt độ chung của các ruộng lúa ở ĐBSCL cĩ thể nằm ở mức 24 - 250C vào lúc 6 - 7 giờ sáng và đạt 340C vào thời điểm 2 - 3 giờ chiều (Vromant
31
et al., 2001). Như vậy sự biến động nhiệt độ trên ruộng lúa thí nghiệm nằm trong khoảng biến động nhiệt độ chung của ruộng lúa ở ĐBSCL. Cá rơ đồng sinh trưởng tốt ở khoảng nhiệt độ từ 20 - 300C (Baensch and Riehl, 1982). Nhiệt độ dao động trên ruộng trong thời gian thí nghiệm cao hơn khoảng nhiệt độ thích hợp cho cá rơ đồng, đây cũng cĩ thể là nguyên nhân làm tăng độc tính hĩa chất đến cá.
Cá rơ đồng (Anabas testudineus) là lồi kiếm ăn chủ động, cá thường sống ở mương và lên ruộng để tìm thức ăn, sinh sản. Khi gặp nhiệt độ cao cộng với thuốc BVTV sẽ gây hại cho cá. Đa số sinh vật, khi nhiệt độ tăng lên sẽ tăng cường trao đổi chất (Liu et al., 2000; Quin et al., 1997). Sự tăng cường cường độ trao đổi chất này nếu xảy ra trong mơi trường cĩ tồn tại hĩa chất thì sẽ làm tăng độc tính của hĩa chất đĩ và làm tăng sự xâm nhập độc chất vào cơ thể (Murty, 1988) nên cĩ khả năng tăng cường độc tính của Iprobenfos lên cá rơ đồng trong thí nghiệm. Theo Ngơ Tố Linh (2008), sự chênh lệch nhiệt độ (4 -100C), cĩ thể ảnh hưởng đến hoạt tính ChE cá rơ trong điều kiện tiếp xúc với hĩa chất. Trong thí nghiệm này sự biến động nhiệt độ từng nghiệm thức khơng quá 40C, biến động này cĩ thể ảnh hưởng đến hoạt tính ChE của cá rơ đồng trong thí nghiệm. Từ đĩ cĩ thể thấy, khi phun thuốc BVTV trên ruộng lúa sẽ tiềm ẩn khả năng gây hại cho cá rơ. Nếu phun thuốc với liều lượng cao cĩ thể gây chết cá hoặc ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển về sau của cá rơ.
b. Biến động DO ở ruộng thí nghiệm
DO là một trong những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến sinh trưởng phát triển của sinh vật. Nhìn chung DO cĩ sự biến động ở tất cả các nghiệm thức nhưng biến động khơng cao.
DO trong suốt thời gian thí nghiệm tương đối thấp. Sự chênh lệch DO thấp nhất và cao nhất ở các nghiệm thức nằm trong khoảng từ 0,83±0,08 mg/L đến 2,7±0,14 mg/L. Ở nghiệm thức đối chứng DO dao động trong khoảng 0,83 ± 0,08 mg/L đến 2,2±0,15 mg/L; ở ruộng từ 0,82±0,05 mg/L đến 2,3±0,28 mg/L; DO ở mương dao động từ 1,1±0,1 mg/L đến 2,66±0,14 mg/L. Chênh lệch cao nhất khơng quá 1,56 mg/L (Bảng 4.2).
DO buổi chiều luơn luơn cao hơn là buổi sáng ở tất các các thời điểm đo. DO cĩ sự liên quan mật thiết đối với cường độ quang hợp của thủy sinh vật và sự khuếch tán từ khơng khí vào nước. Đối với thủy vực nước động, DO chủ yếu được cung cấp bời sự khuếch tán là chủ yếu; đối với thủy vực nước tĩnh, DO được cung cấp chủ yếu từ quá trình quang hợp của thực vật thủy sinh. Ở ruộng thí nghiệm, ban đêm chỉ cĩ quá trình hơ hấp của sinh vật xảy ra nên hàm lương oxy hịa tan vào buổi sáng là chưa cao. Lượng oxy mà thực vật thủy sinh và tảo quang hợp tạo ra do cường độ ánh sáng tăng được tích lũy dần dần và đạt cực đại vào buổi chiều, thêm
32
vào đĩ hiện tượng khuếch tán từ khơng khí vào nước nhờ vào giĩ làm cho DO buổi chiều luơn cao hơn buổi sáng.
Bảng 4.2: DO (mg/L) trong thời gian thí nghiệm
Thời gian
Đối chứng Ruộng Mương bao
Sáng Chiều Sáng Chiều Sáng Chiều
Trước phun 0,94±0,1 1,47±0,13 1,1±0,06 2,2±0,14 1,2±0,03 2,66±0,14 Ngày 1 1,4±0,09 1,54±0,11 1,2±0,22 1,53±0,12 1,2±0,1 1,68±0,08 Ngày 3 1,2±0,12 1,54±0,12 1,1±0,15 1,84±0,17 1,2±0,14 2,2±0,07 Ngày 5 0,94±0,1 2,2±0,15 1,3±0,09 2,3±0,28 1,2±0,16 2,7±0,14 Ngày 7 0,83±0,08 1,39±0,08 0,82±0,05 1,46±0,19 1,1±0,1 2,09±0,34 Ngày 14 0,96±0,06 1,7±0,1 0,91±0,05 1,2±0,29 1,3±0,08 2,46±0,2
(Số liệu trình bày trung bình ± SE, n=3)
Trong điều kiện bình thường, DO khơng làm ảnh hưởng đến hoạt tính ChE (Nguyễn Văn Cơng và ctv., 2006b) nhưng khi giảm DO xuống mức 1,7 - 2,6 mg/L kết hợp với tăng nhiệt độ từ 200C lên 300C thì giá trị LC50 - 96 giờ của thuốc profenofos lên cá Pimephales promelas giảm từ 333 mg/L xuống 21,5 mg/L (Bear
et al., 2002). Khi DO giảm xuống thấp sinh vật sẽ gia tăng khả năng trao đổi nước qua mang, tăng cường hơ hấp khí trời,...quá trình này cĩ thể làm tăng cường độc tính của hĩa chất đối với sinh vật (Jensen et al., 1993). Đối với lồi cá cĩ khả năng hơ hấp khí trời thì sự biến động DO khơng tác động đến hoạt tính ChE nhưng sự chênh lệch nhiệt độ lớn (40C - 100C) cĩ thể ảnh hưởng đến hoạt tính ChE trong điều kiện tiếp xúc với độc chất (Ngơ Tố Linh, 2008). Cá rơ đồng (Anabas testudineus) là lồi hơ hấp khí trời bắt buộc, trong điều kiện bình thường lấy oxy từ khơng khí từ 30 - 70% nhu cầu cơ thể (Reddy and Natarajan, 1971) nên cĩ thể sống được trong mơi trường DO thấp và cũng hạn chế được sự xâm nhập của độc chất vào cơ thể hơn là hơ hấp trong nước. Mặc khác, Iprobenfos cĩ tác động trực tiếp, vị độc, xơng hơi nên hoạt động hơ hấp khí trời của cá rơ đồng cũng cĩ khả năng tăng cường hàm lượng độc chất xâm nhập vào cơ thể vào những ngày đầu khi phun thuốc.
c. Biến động pH ở ruộng thí nghiệm
Kết quả theo dõi diễn biến pH cho thấy, pH trong suốt thời gian thí nghiệm luơn nhỏ hơn 7, pH tương đối ổn định trong suốt thời gian thí nghiệm ở cả hai buổi sáng, chiều và cả ở các nghiệm thức. Ở nghiệm thức đối chứng pH cao nhất và thấp
33
nhất lần lượt là 6,39±0,06 và 6,08±0,04 chênh lệch 0,31 đơn vị; đối với nghiệm thức ruộng pH chênh lệch trong khoảng 6,14±0,06 đến 6,42±0,05 chênh lệch 0,28 đơn vị; ở nghiệm thức mương pH giao động từ 6,18±0,12 đến 6,45±0,05 chênh lệch 0,27 đơn vị. Chênh lệch pH giữa các nghiệm thức trong cùng một nghiệm thức khơng quá 0,5 đơn vị. Số liệu pH khác biệt khơng cĩ ý nghĩa thống kê (p>0,05) giữa hai buổi sáng, chiều ở từng nghiệm thức (Bảng 4.3).
Bảng 4.3: pH trong thời gian thí nghiệm
Thời gian
Đối chứng Ruộng Mương bao
Sáng Chiều Sáng Chiều Sáng Chiều
Trước phun 6,31±0,04 6,39±0,06 6,33±0,08 6,42±0,05 6,37±0,13 6,45±0,05 Ngày 1 6,14±0,07 6,38±0,11 6,37±0,14 6,29±0,03 6,35±0,16 6,23±0,07 Ngày 3 6,24±0,11 6,34±0,06 6,18±0,06 6,14±0,06 6,22±0,07 6,25±0,07 Ngày 5 6,08±0,04 6,25±0,07 6,2±0,06 6,17±0,09 6,18±0,12 6,2±0,07 Ngày 7 6,2±0,06 6,24±0,02 6,2±0,02 6,25±0,02 6,2±0,02 6,42±0,15 Ngày 14 6,11±0,04 6,36±0,07 6,15±0,04 6,41±0,03 6,2±0,08 6,29±0,04
(Số liệu trình bày trung bình ± SE, n=3)
Đa phần độc tính của hĩa chất giảm khi pH tăng (Murty, 1988). Như Cyanide độc tính giảm khi pH bằng 8,5. Cĩ một số độc chất phụ thuộc vào pH, cịn lại số khác thì khơng (Phenol và chất hoạt động bề mặt Alkyl benzensunlfonate- ABS). Độc tính của thuốc diệt cỏ cĩ dinitrophenol giảm 5 lần khi pH tăng từ 6,9 đến 8. Điều này cĩ thể giải thích là do pH tăng sẽ làm giảm dạng khơng liên kết làm cho độc tính của 2 - 4 diclorophenol giảm đi. Như vậy cĩ thể thấy pH ảnh hưởng đến độc tính của thuốc. Theo kết quả nghiên cứu của Baensch and Riehl (1982) thì pH thích hợp cho sinh trưởng của cá rơ đồng nằm trong khoảng 6 - 8,5. Các giá trị pH trong thí nghiệm này nằm trong khoảng giới hạn thích hợp cho hoạt động sống của cá rơ đồng. Chênh lệch pH khơng cao giữa các nghiệm thức làm cho thí nghiệm cĩ tính đồng nhất cao.
d. Sự thay đổi độ sâu mực nước trong thời gian thí nghiệm
Nhìn chung độ sâu cĩ sự biến động trong suốt thời gian thí nghiệm. Mực nước ở nghiệm thức đối chứng tương đối ổn định dao động thấp nhất và cao nhất trong khoảng từ 11,1±1,1 cm đến 13,7±0,46 cm. Trong khi đĩ, ở nghiệm thức trên ruộng độ sâu cĩ sự biến động hơn từ 10,4±0,64 cm lên đến 23,4±2,04 cm chênh
34
lệch 13 cm; ở nghiệm thức mương bao, mực nước cĩ sự biến động cao nhất là 52,2±1,31 cm và thấp nhất là 40,3±4,21 cm chênh lệch 11,9 cm (Bảng 4.4). Ở ngày thứ 5 mực nước ở cả 2 nghiệm thức ruộng và mương đều cao hơn so với những ngày khác. Nguyên nhân của sự biến động mực nước này là do sự rị rỉ nước khi thủy triều dâng sẽ làm mực nước trong ruộng thí nghiệm tăng lên.
Bảng 4.4: Độ sâu mực nước (cm) trong thời gian thí nghiệm
Thời gian Đối chứng Ruộng Mương bao Trước phun 12,2±1,05 10,4±0,64 40,3±4,21 Ngày 1 11,1±1,1 12,1±0,31 43,3±2,4 Ngày 3 13,0±1,0 11,4±1,06 43,2±4,11 Ngày 5 11,4±0,98 23,4±2,04 52,2±1,31 Ngày 7 13,7±0,46 11,4±1,61 40,4±1,54 Ngày 14 13,3±0,23 11,4±0,96 43,0±0,79
(Số liệu trình bày trung bình ± SE, n=3)
Sự thay đổi mực nước trong thời gian thí nghiệm cĩ thể ảnh hưởng đến nồng độ hoạt chất Iprobenfos. Tại thời điểm phun thuốc BVTV, nếu mực nước trên ruộng cao sẽ pha lỗng nồng độ thuốc được phun từ đĩ độc tính của thuốc sẽ giảm đối với cá; ngược lại nếu mực nước trên ruộng thấp thì nồng độ thuốc sẽ cao và độc tính đối với sinh vật sẽ lớn. Khi mực nước dâng cao cá sẽ lên ruộng kiếm thức ăn và cá thường đẻ trứng vào những lúc mưa to, cá bố mẹ di cư ngược dịng lên đồng ruộng để tìm bãi bắt cặp và đẻ trứng (Mai Đình Yên, 1983) nên khả năng cá tiếp xúc với thuốc BVTV là rất cao. Do đĩ, cần chú ý đến vần đề này trong việc tránh tác động của thuốc đến cá.
4.2 Nồng độ Iprobenfos trong nước ở ruộng thí nghiệm
Đối với nghiệm thức đối chứng nồng độ Iprobenfos ở các vị trí đặt lồng cá đều dưới ngưỡng phát hiện (< 0,4 µg/L). Do đĩ các nghiệm thức ở ruộng đối chứng sẽ khơng chịu ảnh hưởng của hoạt chất Ipronbenfos trong suốt thời gian thí nghiệm. Trước khi phun thuốc KiSaiGon 50ND, nồng độ Ipronenfos phân tích được trong mẫu nước ở ruộng thí nghiệm nằm dưới ngưỡng phát hiện (<0,4 µg/L).
Nồng độ Iprobenfos ở 2 nghiệm thức ruộng và mương qua từng thời điểm cĩ sự chênh lệch. Sau 1 giờ phun thuốc thì nồng độ Iprobenfos trong nước phát hiện là 519±54 µg/L đối với nghiệm thức trên ruộng, trong khi đĩ nghiệm thức dưới mương là 107±21 µg/L thấp hơn 4,9 lần so với nghiệm thức trên ruộng, nồng độ Iprobenfos ở ruộng khác biệt cĩ ý nghĩa thống kê với nghiệm thức mương ở thời
35
điểm này (p<0,05) (Phụ lục 3.2). Nồng độ Iprobenfos ở ruộng và mương đều cĩ xu hưởng giảm theo thời gian từ ngày 1, các giá trị nồng độ ở ruộng và mương lần lượt là 272±37 µg/L, 173±28 µg/L vào ngày thứ 1; ở ngày 3 nồng độ Iprobenfos là 9,49±3,4 µg/L ở ruộng, 6,37±1,65 µg/L ở mương; tương tự ngày 7 nồng độ Iprobenfos là 2,23±0,52 µg/L, 2,87±0,22 µg/L; đến ngày thứ 14 sau khi phun thuốc nồng độ Iprobenfos nghiệm thức ruộng và mương là 1,48±0,76 µg/L và 0,91±0,04 µg/L. Ở các thời điểm 1, 3, 7, 14 ngày sau khi phun thuốc thì nồng độ Iprobenfos khơng cĩ sự khác biệt giữa 2 nghiệm thức ruộng và mương (p>0,05) (Phụ lục 3.2). Bảng 4.5: Nồng độ Iprobenfos (µg/L) trong thời gian thí nghiệm.
Nghiệm thức Thời gian Trước phun 1 giờ sau phun 1 ngày sau phun 3 ngày sau phun 7 ngày sau phun 14 ngày sau phun Ruộng < dl 519±54a 272±37b 9,49±3,4c 2,23±0,52c 1,48±0,76c Mương < dl 107±21B 173±28A 6,37±1,65C 2,87±0,22C 0,91±0,04C
(Số liệu trình bày trung bình ± SE, n=3)
Ở từng nghiệm thức, chữ cái giống nhau chỉ sự sai khác khơng cĩ ý nghĩa thống kê (p>0,05, Duncan Test). Ngưỡng phát hiện dl (<0,4 µg/L).
Ngày thứ 14 thì nồng độ Iprobenfos ở nghiệm thức trên ruộng là 1,48±0,76 µg/L và 0,91±0,04 µg/L đối với nghiệm thức dưới mương, nồng độ Iprobenfos phân tích được là rất thấp. 14 ngày sau khi phun là thời điểm dài để cĩ thể phân hủy thuốc Iprobenfos, tuy nhiên vẫn cịn một lượng nhỏ cịn tồn lưu trong nước. Đối với diazinon thì nồng độ giảm xuống dưới ngưỡng phát hiện (0,3 µg/L) trong 5 ngày sau khi phun thuốc (Nguyễn Văn Cơng, 2010), theo Võ Thị Yến Lam (2011) nồng độ fenobucard giảm xuống dưới ngưỡng phát hiện (0,05 µg/L) chỉ sau 1 ngày phun thuốc. Từ đĩ cĩ thể thấy được thời gian phân hủy hoạt chất Iprobenfos là tương đối dài so với những hoạt chất khác, đến thời điểm 14 ngày vẫn cịn phát hiện nồng độ Iprobenfos trong nước.
Cĩ thể thấy rõ rằng, nồng độ Iprobenfos ở nghiệm thức ruộng luơn cao hơn so với nghiệm thức mương và ở cả 2 nghiệm thức nồng độ cĩ xu hướng giảm dần theo thời gian thu mẫu về sau. Khi phun thuốc thì chỉ phun trên ruộng do đĩ nồng độ trên ruộng sẽ cao hơn ở dưới mương. Sự khuếch tán nồng độ trong khoảng thời gian này, từ ruộng xuống mương cũng khơng làm nồng độ dưới mương cao hơn trên ruộng vì mực nước dưới mương luơn luơn cao hơn so với mực nước trên ruộng (Bảng 4.4), do đĩ nồng độ Ipronenfos dưới mương sẽ bị pha lỗng hơn so với trên ruộng nên độc tính của thuốc sẽ giảm đối với các nghiệm thức dưới mương.
36
Trong thời gian thí nghiệm này, thời tiết khơng ổn định mưa nắng thất thường, cĩ sự rị rỉ nước từ ngồi kênh vào ruộng và ngược lại do đĩ sẽ một phần làm ảnh hưởng đến kết quả phân tích nồng độ Iprobenfos. Tuy nhiên, sự phân hủy Iprobenfos vẫn diễn ra theo xu hướng giảm dần theo thời gian, khoảng thời gian này nồng độ Iprobenfos đã giảm dần theo thời gian nên khả năng ảnh hưởng của độc