3.4.1. Độc tính của DDTs đến sinh trưởng của phôi, ấu trùng hàu Thái Bình Dương Bình Dương
3.4.1.1. Khảo sát trong môi trường nước
a) Ảnh hưởng của DDTs đến khả năng phân bào của phôi hàu Thái Bình Dương
Theo chu kỳ sinh lý bình thường của hàu, sau 2 giờ thụ tinh phôi sẽ thực hiện phân bào. Vì vậy để đánh giá độc tính của hóa chất BVTV, phôi hàu Thái Bình Dương (Crassostrea gigas) đã được phơi nhiễm với các nồng độ DDTs lần lượt là 0,1; 1; 10; 100 g/L (mẫu thử nghiệm) và 0 g/L (mẫu đối chứng). Sau 2 giờ phơi nhiễm trong môi trường nước biển nhân tạo, DDTs ảnh hưởng rất lớn đến khả năng phát triển của phôi hàu Thái Bình Dương (Hình 3.16). Tỷ lệ phôi chậm phát triển, chưa phân bào thay đổi tuyến tính theo sự tăng dần của nồng độ DDTs. Tỷ lệ phôi chậm phát triển tăng từ 28% đến 58% tương ứng với sự gia tăng nồng độ từ 0,1 đến 100 g/L so với mẫu đối chứng chỉ có 2% (p < 0,05). Kết quả này cho thấy, sau 2 giờ phơi nhiễm với DDTs, phôi hàu vẫn chưa đạt đến giai đoạn phân bào dù chỉ phơi nhiễm trong thời gian ngắn. Sự ngăn cản quá trình phân bào này cũng là nguyên nhân dẫn đến tử vong sau thời gian tiếp xúc 24 giờ.
Tỷ lệ phôi chưa phân bào (%) 70 a 60 a b 50 40 b 30 b c 20 10 c 0 0 0,1 1 10 100 Nồng độ (µg/L)
Hình 3. 16. Biểu đồ thể hiện tỷ lệ phân bào của phôi hàu Thái Bình Dương sau 2 giờ phơi nhiễm với DDTs trong môi trường nước biển nhân tạo
Nồng độ DDTs trong môi trường nước biển nhân tạo gây ảnh hưởng đến 50% (EC50) phôi hàu Thái Bình Dương được tính dựa trên tỷ lệ phôi hàu chậm phát triển thực tế tại các nồng độ thử nghiệm so với mẫu đối chứng. Kết quả thể hiện trong hình 3.17.
Hệ số Probit theo % phôi chậm phát triển 5.6 5.4 5.2 5.0 4.8 4.6 4.4 4.2 4.0 3.8 -2 Tỷ lệ phôi chậm phát triển Phương trình hồi quy
y = 4,3940 + 0,332x
R 2 = 0,996
-1 0 1 2 3 4
Logarit C
Hình 3. 17. Biểu đồ thể hiện phương trình hồi quy của tỷ lệ phôi chậm phát triển sau 2 giờ phơi nhiễm với DDTs trong nước (p < 0,0001)
Hình 3.17 cho thấy mối tương quan giữa hệ số probit chuyển đổi giữa tỷ lệ phôi chậm phát triển và logarit của các nồng độ thử nghiệm, với hệ số probit tăng tuyến tính theo logarit nồng độ thử nghiệm. Từ phương trình chuyển đổi hồi quy, các giá trị EC50, NOEC và LOEC về ảnh hưởng của DDTs đến việc làm chậm phát triển của phôi hàu được thiết lập và thể hiện trong Bảng 3.24.
Bảng 3. 24. Các giá trị giới hạn NOEC, LOEC và EC50 sau 2 giờ hàu Thái Bình Dương phơi nhiễm với DDTs trong nước
Giá trị NOEC EC50 LOEC
DDTs (µg/L) 0,00077 66,88 0,0093
DDTs trong môi trường nước đã tác động đến sự phát triển giai đoạn đầu của phôi hàu, khi tiếp xúc với nồng độ 66,88 g/L DDTs trong môi trường nước sẽ làm 50% phôi hàu chậm phát triển. Tại nồng độ 0,0093 g/L hay 0,00077 g/L cũng có thể gây chậm phát triển 10% và 5% phôi hàu tương ứng (Bảng 3.24).
b) Ảnh hưởng của DDTs đến khả năng sống sót của phôi hàu Thái Bình Dương
Các nghiên cứu về sự ảnh hưởng của hóa chất BVTV trong môi trường nước lên phôi, ấu trùng hai mảnh vỏ đã được nhiều tác giả nghiên cứu. Hầu hết các thử nghiệm đều lựa chọn nghiên cứu trong 24 giờ [87, 156], tuy nhiên các nghiên cứu chỉ
tập trung đánh giá ảnh hưởng của hóa chất BVTV metolachlor, irgarol lên giai đoạn hình chữ D của ấu trùng hàu Thái Bình Dương (Crassostrea gigas) [156] hay hóa chất 2,4 - D, hexazinon, phosmet lên sự tăng trường của nghêu (Mya arenaria) [87]. Dữ liệu về sự ảnh hưởng của hoá chất BVTV DDTs trong nước lên phôi, ấu trùng hàu Thái Bình Dương vẫn còn khá ít. Vì vậy để đánh giá ảnh hưởng của DDTs, phôi và ấu trùng hàu Thái Bình Dương đã được phơi nhiễm với các nồng độ DDTs tương ứng từ 0,1 –
100 g/L trong môi trường nước sau 24 giờ. Kết quả thể hiện ttrong Hình 3.18, cho thấy khả năng sống sót của phôi và ấu trùng hàu Thái Bình Dương là khá thấp. Tỷ lệ
tử vong thay đổi từ 44% đến 69% tương ứng với sự gia tăng nồng độ phơi nhiễm DDTs từ 0,1 đến 100 g/L so với mẫu đối chứng (0 g/L) chỉ có 3% (p < 0,05). Như vậy, sau
24 giờ phơi nhiễm với DDTs trong môi trường nước tỷ lệ phôi, ấu trùng tử vong tăng tuyến tính cùng với sự tăng nồng độ DDTs.
Tỷ lệ tử vong (%) 80 a a b 60 b c c d 40 20 d 0 0 0,1 1 10 100 Nồng độ (µg/L)
Hình 3. 18. Biểu đồ thể hiện tỷ lệ phần trăm phôi, ấu trùng tử vong (Mean ± SE) sau 24 giờ phơi nhiễm với DDT trong nước biển nhân tạo
LC50 của DDTs trong môi trường nước biển nhân tạo gây tử vong phôi và ấu trùng hàu Thái Bình Dương được tính dựa trên tỷ lệ phôi và ấu trùng hàu tử vong thực tế tại các nồng độ thử nghiệm so với mẫu đối chứng. Kết quả được thể hiện trong Hình 3.19.
Hệ số Probit theo % tử vong 6.0 5.8 5.6 5.4 5.2 5.0 4.8 4.6 4.4 4.2 -2 Hệ số tử vong Phương trình hồi quy
y = 4,788 + 0,334x
R 2 = 0,957
-1 0 1 2 3 4
Logarit C
Hình 3. 19. Biểu đồ thể hiện phương trình hồi quy của tử lệ phôi, ấu trùng tử vong sau 24 giờ phơi nhiễm với DDT trong nước (p < 0,001)
Hình 3.19 cho thấy mối tương quan giữa hệ số probit tỷ lệ phôi và ấu trùng tử vong với logarit các nồng độ thử nghiệm, hệ số probit tăng tuyến tính theo logarit nồng độ thử nghiệm. Từ phương trình chuyển đổi hồi quy, các giá trị LC50, NOEC, LOEC về ảnh hưởng của DDTs đến tỷ lệ tử vong của phôi và ấu trùng hàu được thiết lập và thể hiện trong Bảng 3.25.
Bảng 3. 25. Các giá trị giới hạn NOEC, LOEC và LC50 sau 24 giờ phơi nhiễm với DDTs trong nước
Giá trị NOEC LC50 LOEC
DDT (µg/L) 0,000057 4,62 0,00068
Kết quả trong Bảng 3.25 cho thấy DDTs trong môi trường nước đã tác động đến sự sống của phôi, ấu trùng hàu. Khi tiếp xúc với nồng độ 4,62 g/L DDTs trong môi trường nước sẽ gây tử vong 50% phôi và ấu trùng hàu. Tại nồng độ 0,00068 g/L hay 0,000057 g/L cũng có thể gây tử vong 10% và 5% phôi hàu tương ứng.
Tác động độc hại của các loại hoá chất BVTV đối với các loài động vật hai mảnh vỏ đã được một số tác giả nghiên cứu. Moreau và cộng sự đã sử dụng hoá chất BVTV metaldehyde để đánh giá các ảnh hưởng lên tế bào miễn dịch hemocyte trên hàu Thái Bình Dương (Crassostrea gigas) ở nồng độ 0,1 μg/L trong thời gian ngắn,
kết quả ghi nhận các tế bào miễn dịch hemocyte bị giảm sút [157]. Canty và cộng sự đã báo cáo chỉ số thực bào trong vẹm xanh (Mytilus edulis) bị giảm sút sau khi phơi nhiễm với 0,1 g/L hóa chất BVTV Azamethipos trong 24 giờ [158].
Sau 24 giờ thử nghiệm trong môi trường nước biển nhân tạo, LC50 trong nghiên cứu hiện tại được xử lý có giá trị là 4,62 µg/L. Kết quả này thấp hơn một số nghiên cứu về đánh giá độc tính của hóa chất BVTV trên một số loài nhuyễn thể hai mảnh vỏ khác như ngao (Mercenaria mercenaria) [86], vẹm xanh (Perna viridis) [159]. LC50 của một số loại hoá chất BVTV cùng nhóm với DDTs như aldrin, endrin, deildrin tác động lên phôi và ấu trùng của các loài nhuyễn thể hai mảnh vỏ khác đều cao hơn LC50 của DDT. Chung và cộng sự đã thử nghiệm độc tính 24 giờ của DDTs trong môi trường nước lên ấu trùng ngao (Mercenaria mercenaria) ở Bờ biển phía Đông của Hoa Kỳ ghi nhận giá trị LC50 là 610 µg/L. Điều này có thể do phôi và ấu trùng hàu Thái Bình Dương (Crassostrea gigas) nhạy cảm hơn ấu trùng ngao (Mercenaria mercenaria) với DDTs trong môi trường nước [86]. Do ấu trùng ngao sử dụng trong thử nghiệm của Chung và cộng sự đã có thời gian sinh trưởng dài ngày hơn nên các tế bào bên trong đã được phát triển đầy đủ hơn và có một lớp bảo vệ bên trong nên sự chống chịu cao hơn phôi hàu Thái Bình Dương vừa được thụ tinh, chưa được phát triển và chưa có lớp bảo vệ bên ngoài với độc chất nên độc chất dễ dàng xâm nhập vào bên trong hơn, làm tổn thương tế bào nhiều hơn [86]. Điều này cho thấy rằng, cùng là nhuyễn thể hai mảnh vỏ nhưng các loài khác nhau sẽ đáp ứng khác nhau với các hoá chất BVTV, do hình thức phơi nhiễm khác nhau (điều kiện thử nghiệm) và thời điểm phơi nhiễm khác nhau (độ tuổi của phôi hay ấu trùng sử dụng thử nghiệm mà nồng độ hóa chất BVTV có tác động gây hại cũng khác nhau) [159]. Davis và cộng sự sử dụng phôi và ấu trùng hàu Mỹ (Crassostrea virginica) phơi nhiễm với dieldrin và endrin sau 48 giờ đã xác định được 48h - LC50 là >10000 µg/L [160]. Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng, phôi và ấu trùng hàu Mỹ (Crassostrea virginica) nhạy cảm thấp hơn với dieldrin và endrin so với DDT. Tuy dieldrin và endrin đều thuộc nhóm hóa chất BVTV OCPs nhưng do độc tính mỗi loại hoá chất BVTV là khác nhau nên dù thời gian phơi nhiễm dài hơn, nồng độ endrin và dieldrin lớn hơn nồng độ DDTs tới 2000 lần thì mới gây tử vong 50% phôi, ấu trùng hàu Mỹ (Crassostrea virginica). Trong khi đó aldrin cũng được chính Davis và cộng sự cho phơi nhiễm với phôi và ấu trùng ngao (Mercenaria mercenaria) trong 48 giờ ghi nhận giá trị LC50 là 410 g/L. Điều này cho thấy, độc tính của DDTs cao
hơn aldrin, khi nồng độ aldrin gây độc lớn hơn nồng độ DDTs 82 lần mới gây tử vong 50% phôi và ấu trùng ngao [160].
Khi so sánh kết quả đánh giá độc tính của DDTs với các loại hoá chất BVTV khác như: endrin, dieldrin, aldrin và atrazine đều nhận thấy nồng độ gây độc của DDTs đều thấp hơn so với các hóa chất BVTV khác. Tuy nhiên, kết quả LC50 của DDTs trong nghiên cứu hiện tại lại phù hợp với nghiên cứu của Mai và cộng sự khi nghiên cứu về độc tính của metochlor lên phôi và ấu trùng hàu Thái Bình Dương sau 24 giờ với LC50 < 10 µg/L [65].
3.4.1.2. Khảo sát trong môi trường trầm tích
a) Ảnh hưởng của DDTs đến khả năng phân bào của phôi hàu Thái Bình Dương
Tương tự như trong môi trường nước, sau 2 giờ phơi nhiễm với các nồng độ
DDT khác nhau từ 0 mg/kg (mẫu đối chứng) đến 0,01; 0,05; 0,1; 0,5; 1; 5 mg/kg (mẫu thử nghiệm), phôi hàu Thái Bình Dương vẫn chưa đạt đến giai đoạn phân bào (Hình 3.20). Điều này cho thấy, DDTs gây ảnh hưởng đến khả năng phát triển của phôi không chỉ trong môi trường nước mà cả môi trường trầm tích. Kết quả trong Hình 3.20 cho thấy trong môi trường trầm tích, khả năng phát triển của phôi hàu giữa mẫu đối chứng và tất cả các mẫu thử nghiệm sau 2 giờ phơi nhiễm với DDTs có sự khác biệt đáng kể. Trong mẫu đối chứng tỷ lệ phôi chậm phát triển là 2%, ở các mẫu thử nghiệm tỷ lệ này tăng dần từ 18% đến 75% tuyến tính theo sự gia tăng nồng độ DDTs (từ 0,01 đến 5 mg/kg, p < 0,05). Kết quả này chỉ ra rằng, DDTs trong trầm tích cũng ảnh hưởng lớn đến khả năng phân bào và phát triển của phôi dù chỉ phơi nhiễm trong thời gian ngắn.
Tỷ lệ phôi chậm phát triển (%) 100 80 a 60 b b 40 c c d c d 20 d 0 0 0,01 0,05 0,1 0,5 1 5 Nồng độ (mg/kg)
Hình 3. 20. Biểu đồ thể hiện tỷ lệ phần trăm phôi chậm phát triển (Mean ± SE) sau 24 giờ phơi nhiễm với DDT trong trầm tích
Nồng độ DDTs trong môi trường trầm tích gây ảnh hưởng đến 50% (EC50) phôi hàu Thái Bình Dương được tính dựa trên tỷ lệ phôi hàu chậm phát triển thực tế tại các nồng độ thử nghiệm so với mẫu đối chứng. Kết quả thể hiện trong Hình 3.21.
Hệ số Probit theo % phôi chậm phát triển 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 Tỷ lệ phôi chậm phát triển Phương trình hồi quy
y = 4,9729 + 0,8166x
R2
= 0,98
-2 -101 Logarit C
Hình 3. 21. Biểu đồ thể hiện phương trình hồi quy của tỷ lệ phôi chậm phát triển sau 2 giờ phơi nhiễm với DDTs trong trầm tích (p < 0,0001)
Hình 3.21 cho thấy mối tương quan giữa hệ số probit chuyển đổi giữa tỷ lệ phôi chậm phát triển và logarit của các nồng độ thử nghiệm, với hệ số probit tăng tuyến tính theo logarit nồng độ thử nghiệm. Từ phương trình chuyển đổi hồi quy, các giá trị EC50, NOEC và LOEC về ảnh hưởng của DDTs đến việc làm chậm phát triển của phôi hàu được thiết lập và thể hiện trong Bảng 3.26.
Bảng 3. 26. Giá trị NOEC, LOEC và EC50 của DDTs trong trầm tích đối với sự chậm phát triển phôi hàu
Giá trị NOEC EC50 LOEC
DDTs (mg/kg) 0,01 1,1 0,029
Kết quả Bảng 3.26 cho thấy DDTs trong môi trường trầm tích đã tác động đáng kể đến sự phát triển giai đoạn đầu của phôi hàu. Khi tiếp xúc với nồng độ 1,1 mg/kg DDTs trong môi trường trầm tích sẽ làm 50% phôi hàu chậm phát triển. Tại nồng độ 0,01 hay 0,029 mg/kg cũng có thể gây chậm phát triển 5 và 10% phôi hàu tương ứng.
b) Ảnh hưởng của DDTs đến khả năng sống sót của phôi hàu Thái Bình Dương Tương tự như trong môi trường nước, tác động của hoá chất BVTV đến các loài
sinh vật thuỷ sinh đã được nhiều nghiên cứu thực hiện trước đây. Chung và cộng sự sử dụng ngao (Mercenaria mercenaria) để đánh giá các ảnh hưởng mãn tính của DDTs trong trầm tích sau thời gian phơi nhiễm 10 ngày [86]. Fathallah và cộng sự đánh giá ảnh hưởng của DDTs trong trầm tích lên tỷ lệ hình thành ấu trùng giai đoạn hình chữ D của ngao vỏ thảm có rãnh (Ruditapes decussatus) trong 24 giờ và tỷ lệ tử vong của ấu trùng sau 96 giờ thử nghiệm [84].
Sau 24 giờ phơi nhiễm với các nồng độ DDTs thay đổi từ 0,01 đến 5 mg/kg trong môi trường trầm tích, kết quả ghi nhận tỷ lệ phôi và ấu trùng tử vong có chiều hướng tăng theo sự gia tăng của nồng độ hóa chất BVTV DDTs. Tỷ lệ sống sót giảm mạnh sau 24 giờ phơi nhiễm và tỷ lệ nghịch với độ lớn nồng độ DDTs trong trầm tích. Tỷ lệ phôi, ấu trùng tử vong và sống sót sau 24 giờ phơi nhiễm được thể hiện trong biểu đồ Hình 3.22. Tỷ lệ tử vong của phôi, ấu trùng hàu trong mẫu đối chứng là khá thấp chỉ 3% so với các mẫu thử nghiệm ghi nhận giá trị tăng dần từ 27% đến 84% tương ứng với sự tăng nồng độ DDTs phơi nhiễm từ 0,01 đến 5 mg/kg (p < 0,05) (Hình 3.22).
Tỷ lệ tử vong (%) 100 a 80 a b b c 60 c d 40 d e e f 20 f 0 0,1 1 0 0,01 0,05 0,5 5 Nồng độ (mg/kg)
Hình 3. 22. Biểu đồ thể hiện tỷ lệ phần trăm phôi, ấu trùng tử vong (Mean ± SE) sau 24 giờ phơi nhiễm với DDT trong trầm tích
Nồng độ LC50 của DDTs trong môi trường trầm tích gây tử vong phôi và ấu trùng hàu Thái Bình Dương được tính dựa trên tỷ lệ phôi và ấu trùng hàu tử vong thực tế tại các nồng độ thử nghiệm so với mẫu đối chứng. Kết quả được thể hiện trong Hình 3.23.
Hệ số Probit theo % tử vong
6.5 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 Hệ số tỷ lệ tử vong Phương trình hồi quy
y = 5,4089 +0,7849x R2
= 0,9852
-2 -101 Logarit C
Hình 3. 23. Biểu đồ thể hiện phương trình hồi quy của tỷ lệ phôi và ấu trùng tử vong sau 24 giờ phơi nhiễm với DDTs trong trầm tích
Hình 3.23 cho thấy mối tương quan giữa hệ số probit tỷ lệ phôi và ấu trùng tử vong với logarit các nồng độ thử nghiệm, hệ số probit tăng tuyến tính theo logarit nồng
độ thử nghiệm. Từ phương trình chuyển đổi hồi quy, các giá trị LC50, NOEC, LOEC về ảnh hưởng của DDTs đến tỷ lệ tử vong của phôi và ấu trùng hàu được thiết lập và thể hiện trong Bảng 3.27.
Bảng 3. 27. Các giá trị NOEC, LOEC và LC50 của DDTs trong trầm tích đối với sự tử vong của phôi, ấu trùng hàu
Giá trị NOEC LC50 LOEC
DDTs (mg/kg) 0,0025 0,3 0,0071
Kết quả Bảng 3.27 cho thấy DDTs trong môi trường trầm tích đã tác động đáng