1.4.1. Đặc điểm sinh học của ngao
Ngao là loại động vật thân mềm hai mảnh vỏ có tên khoa học là Meretrix lyrata thuộc họ Veneridae, chuyên sống ở vùng nƣớc ven biển có độ mặn cao, nhiều đất cát sỏi, phân bố khá phổ biến ở vùng biển nhiệt đới hoặc cận nhiệt đới.
Cấu tạo giải phẫu của ngao nói chung đƣợc Michael M. Helm nghiên cứu khá toàn diện vào năm 2004 [30]. Ngao đƣợc cấu tạo bởi hai mảnh vỏ đều nhau. Vỏ chủ yếu đƣợc tạo thành từ 3 lớp canxi cacbonat: trong cùng là lớp xà cừ, ở giữa là có hình lăng trụ, tán sắc, là thành phần chính cấu tạo nên vỏ, ngồi cùng là lớp sừng (iostracum layer).
Hình 3. Cấu tạo vỏ và các bộ phận của ngao
Ngao khơng có phần đầu và đi rõ ràng. Tuy nhiên, trong hệ thống phân loại có thể dùng các thuật ngữ giống nhƣ các động vật khác để mô tả. Các bộ phận trong
ngao đƣợc mơ tả ở hình 3, bao gồm: vùng đỉnh vỏ, cơ khép vỏ, mang, hệ tiêu hóa (dạ dày), buồng trứng, ống siphon (hút và thải), chân và lớp màng áo.
Vùng đỉnh vỏ: Vị trí để hai vỏ khớp với nhau gọi là mặt lƣng của động vật, phía
đối diện là vùng mép bụng. Ngao có hai ống siphon rõ ràng, chân ở phía trƣớc, vị trí đối diện và hai ống siphon ở vùng phía sau.
Phần thịt mềm của ngao đƣợc bao bọc bởi màng áo, nó đƣợc cấu tạo bao bọc bởi hai lớp cơ mỏng, dày nhất là phần rìa. Hai nửa của màng áo đƣợc đính vào vỏ từ vùng lƣng tới đƣờng mép áo. Chức năng chính của màng áo là tiết ra vỏ, tuy nhiên chúng cịn có chức năng khác nữa, đó là chức năng cảm giác và có thể điều khiển việc đóng kín vỏ khi gặp điều kiện bất lợi về mơi trƣờng. Ngồi ra, màng áo cịn có thể điều khiển lƣợng nƣớc vào xoang cơ thể và hô hấp.
Cơ khép vỏ: có hai vị trí đính cơ khép vỏ nằm ở gần vùng trƣớc và sau của vỏ.
Cơ khép vỏ có vai trị ngƣợc lại với dây chằng và bản lề, chúng làm mở vỏ, trong khi cơ đƣợc nghỉ ngơi.
Mang: các mang nổi lên, lá mang rộng, đóng vai trị vừa là cơ quan thực hiện
chức năng hô hấp, vừa lọc thức ăn trong nƣớc. Hai phần của mang (lá mang) nằm ở hai bên của cơ thể, vị trí cuối cùng ở phía trƣớc, hai bên nắp, xung quanh miệng và chuyển thức ăn trực tiếp vào miệng.
Chân: Ngao có cấu tạo một chân phát triển, chức năng để đào xuống nền đáy và
cố định cơ thể vào trong nền đáy. Đây là đặc điểm đặc trƣng của lồi, bởi vì ở các lồi khác: scallop, vẹm, hàu… chân bị tiêu giảm hoặc có thể có ít chức năng.
Hệ thống tiêu hoá: Hệ thống mang lớn lọc thức ăn từ nƣớc rồi chuyển thẳng tới
xúc tu, nằm ở xung quanh miệng, thức ăn đƣợc làm mềm rồi chuyển vào trong miệng. Ngao có thể lựa chọn, lọc thức ăn trong nƣớc, viên và nén thức ăn với chất nhầy, đƣa vào miệng rồi đƣợc đẩy ra vùng xúc tu và thải ra khỏi cơ thể giống nhƣ “phân giả” (pseudofaeces). Có một ống thực quản ngắn dẫn từ miệng tới dạ dày. Dạ dày đƣợc bao quanh toàn bộ bởi tuyến tiêu hoá, gồm hai đƣờng. Một đƣờng dẫn từ dạ dày tới đám
dày tới một túi kín, giống nhƣ ống sạch, khá trong, chứa các màng nhầy protêin, tiết ra các enzym tiêu hoá để chuyển hố tinh bột thành đƣờng có thể tiêu hố đƣợc.
Hệ thống tuần hoàn: Tim nằm ở một túi trong suốt, màng ngoài tim gần với cơ
khép vỏ. Tim có hai ngăn khơng đều nhau: tâm thất và tâm nhĩ. Các động mạch chủ trƣớc và động mạch chủ sau xuất phát từ tâm thất vận chuyển máu tới các cơ quan trong cơ thể. Hệ thống thần kinh là một chuỗi xoang bao mỏng, không rõ ràng dẫn máu trở về tim.
1.4.2. Sự phân bố của ngao
Ngao thích sống ở bãi triều trên vùng biển cạn. Chất đáy nơi ngao phân bố là cát pha bùn (tỷ lệ cát thích hợp là 60 - 70%) hay sống vùi trong đáy cát bùn của vùng triều, chủ yếu ở dải triều giữa và dƣới triều, nơi có nền đáy là cát và cát pha bùn (20% bùn và 80% cát), có thể nằm ngay trên bề mặt đáy hoặc cũng có thể gặp ở độ sâu 4m. Nếu nền đáy có nhiều bùn ngao dễ bị vùi lấp, nhƣng nếu cát q nhiều ngao khơng sống đƣợc vì khơ, nóng. Ngao là lồi sống vùi, chân phát triển hình lƣỡi rìu để đào cát vùi mình. Khi hơ hấp và bắt mồi ngao thò vòi nƣớc (siphon) lên mặt bãi hình thành một lỗ hình bầu dục trên mặt cát. Vòi của ngao ngắn nên ngao khơng thể chui sâu nhƣ các lồi khác.
Ngao thƣờng phân bố ở vùng có biên độ dao động về độ muối (0 – 340/00) và nhiệt độ
cao (15 – 320C). Đây thƣờng là các vùng nƣớc lợ ở cửa sông và các vùng ven biển.
Ở Việt Nam, ngao thƣờng phân bố nhiều ở vùng ven biển phía Nam, nhƣng do đặc tính dễ sinh trƣởng, thích nghi mơi trƣờng tốt nên ngao đƣợc lấy giống ni ở cả các tỉnh phía Bắc, gồm ba vựa ni lớn là Quảng Ninh, Thái Bình và Nam Định. Một số loài ngao thƣờng gặp ở Việt Nam là ngao Bến Tre, ngao dầu, ngao vân…
1.4.3. Chế độ dinh dƣỡng
Ngao là động vật khơng có khả năng chủ động săn mồi và chọn lọc thức ăn, 90% thức ăn là mùn bã hữu cơ, còn lại là sinh vật phù du-chủ yếu là tảo silic, tảo giáp, tảo lam, tảo lục và tảo kim. Ngao ăn và tăng trƣởng mạnh từ tháng thứ hai đến tháng thứ năm. Mƣa lũ làm giảm độ mặn, khiến ngao ít ăn và chậm lớn. Các tháng mùa mƣa
lũ và sau mùa lũ có độ muối nhạt, chúng phải ngậm vỏ, khơng ăn một thời gian dài trong ngày.
Trong ống tiêu hố của ngao thấy: mùn bã hữu cơ 75-90%, cịn lại là sinh vật phù du chủ yếu là tảo Silic phù du: Bacillariopyceae (90-95%), tảo giáp Dinophyceae (3,3-6,6%), tảo lam, tảo lục, tảo kim mỗi loại từ 0,8-1,0% [2].
Đặc điểm sinh trƣởng và chế độ dinh dƣỡng của ngao khiến chúng trở thành đối tƣợng dễ bị hấp thụ các độc chất từ môi trƣờng vào cơ thể, đặc biệt là kim loại. Tại các vùng tiếp giáp bờ biển, tài nguyên than dồi dào và kinh tế phát triển nhƣ Quảng Ninh thì nguy cơ đó lại càng bức thiết. Mức độ nhiễm độc của ngao có thể phụ thuộc vào hàm lƣợng độc chất, thời kỳ sinh trƣởng của ngao cũng nhƣ các yếu tố môi trƣờng ảnh hƣởng đến sự chuyển hóa hấp thu độc chất vào trong cơ thể.
CHƢƠNG 2.
ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Đối tƣợng và nội dung nghiên cứu
2.1.1. Đối tƣợng và khu vực nghiên cứu 2.1.1.1. Đối tƣợng nghiên cứu 2.1.1.1. Đối tƣợng nghiên cứu
Đối tƣợng nghiên cứu của luận văn bao gồm:
- Metyl thủy ngân trong ngao
- Thủy ngân, tổng cacbon hữu cơ, tổng nitơ trong trầm tích
Mục tiêu nghiên cứu của luận văn là xây dựng phƣơng pháp xác định hàm lƣợng metyl thủy ngân trong ngao nói riêng và động vật hai mảnh vỏ nói chung bằng phƣơng pháp sắc ký khí (GC) gắn với detectơ cộng kết điện tử (ECD). Phƣơng pháp phân tích đã xây dựng đƣợc áp dụng để khảo sát hàm lƣợng metyl thủy ngân tích lũy trong ngao ni, từ đó bƣớc đầu tìm hiểu mối tƣơng quan giữa metyl thủy ngân trong ngao với thủy ngân, cacbon hữu cơ tổng, nitơ tổng trong môi trƣờng.
Mẫu khảo sát đƣợc lấy tại vùng nƣớc ven bờ ở bãi ngao xã đảo Hoàng Tân, huyện Yên Hƣng và tại Khu Đồn điền, phƣờng Hà Khẩu, thành phố Hạ Long tỉnh Quảng Ninh.
2.1.1.2. Khu vực nghiên cứu
Quảng Ninh là một trong ba vựa nuôi ngao lớn ở miền Bắc. Với điều kiện tự nhiên thuận lợi, bên cạnh ngao, ngành nuôi trồng thủy hải sản tại Quảng Ninh cũng rất phát triển với các loại vẹm, tu hài, sá sung, hàu, tôm cua… với giá trị kinh tế cao, đem lại nguồn lợi lớn cho bà con.
Quảng Ninh là một tỉnh ở địa đầu đông bắc nƣớc ta, phía tây tựa lƣng vào núi rừng trùng điệp, phía đơng nghiêng xuống nửa phần đầu vịnh Bắc Bộ với bờ biển khúc khuỷu nhiều cửa sông và nhiều đảo nhỏ. Khí hậu ở Quảng Ninh thuộc kiểu khí hậu vùng ven biển, mỗi năm có 2 mùa rõ rệt, mùa đơng từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau,
bố không đều theo hai mùa. Mùa hè, mƣa từ tháng 5 đến tháng 10. Mùa đơng là mùa khơ, ít mƣa, từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau.
Ở các cửa sơng, các q trình sơng và biển bồi lắng phù sa tạo nên các dạng địa hình đa dạng với những cánh đồng và bãi triều thấp, rộng, hệ thống lạch triều dày đặc... tạo điều kiện thuận lợi cho nuôi trồng thuỷ sản. Thuỷ triều mang tính chất nhật triều thuần nhất, hầu hết số ngày trong tháng là nhật triều. Độ lớn thuỷ triều trong kỳ nƣớc cƣờng giao động trong khoảng 2,6 - 3,6 m; trong kỳ nƣớc ròng xấp xỉ 0,5 - 1,0 m.
Nhiệt độ của nƣớc biển trung bình tồn năm khá ấm, đạt xấp xỉ 24,60C. Vùng ven biển
có độ cao trung bình từ 0,5 m đến 5 m, nƣớc ngập mặn xâm nhập vào vùng cửa sơng khá xa. Độ mặn trung bình tại các cửa sơng và vùng ven bờ khá cao, hàng năm dao
động trong khoảng 28-330/00. Độ mặn trong vịnh lớn hơn và đồng nhất hơn các vùng
ven bờ, độ mặn giữa các tháng trong năm không chênh lệch nhau nhiều. Do đó, điều kiện tự nhiên tại Quảng Ninh thích hợp cho sự phát triển thuận lợi của các loài nhuyễn thể hai mảnh vỏ trong đó có ngao, tập trung chủ yếu ở các vùng ven bờ nhƣ Hoàng Tân, Khu Đồn Điền, Hải Hà…
Tuy nhiên, bên cạnh các điều kiện thuận lợi đó Quảng Ninh tiềm ẩn nhiều nguy cơ ô nhiễm. Về tài nguyên, Quảng Ninh có nguồn tài nguyên thiên nhiên dồi dào, đặc biệt là nguồn tài nguyên than với trữ lƣợng trên 3,3 tỷ tấn than đá và than antraxit, chiếm khoảng 90% trữ lƣợng than trên tồn Việt Nam. Nhiều khu cơng nghiệp vừa và nhỏ đƣợc xây dựng hàng loạt nhƣ khu công nghiệp Việt Hƣng, Đơng Mai, Hồnh Bồ… tiếp tục mở rộng và phát triển. Hoạt động ở cảng biển, tàu bè và du lịch cũng đƣợc đầu tƣ nở rộ. Hoạt động khai thác quặng và các hoạt động cơng nghiệp lớn ở Quảng Ninh trong q trình sử dụng than đá làm nhiên liệu đã thải vào môi trƣờng một lƣợng đáng kể thủy ngân. Thêm vào đó lƣợng lớn hợp chất lƣu huỳnh trong than và các sản phẩm từ than trong q trình đốt có liên kết tƣơng đối bền với thủy ngân hữu cơ, làm tăng khả năng lƣu giữ và di chuyển thủy ngân trong môi trƣờng. Đây là mối nguy cơ lớn dẫn đến ô nhiễm metyl thủy ngân trong trầm tích và sinh vật mà trong đó ngao là đối
Mẫu nghiên cứu đƣợc lấy tại hai bãi ni ngao nằm ở xã đảo Hồng Tân, huyện Yên Hƣng và Khu Đồn Điền, phƣờng Hà Khẩu, thành phố Hạ Long, thuộc tỉnh Quảng Ninh. Hai bãi nuôi ngao tại Hoàng Tân và Khu Đồn Điền ở Quảng Ninh tuy đều cách khá xa các khu công nghiệp trong vùng nhƣng lại nằm ở cuối dòng chảy của các con sông và vẫn chịu những tác động không nhỏ từ mơi trƣờng.
Hình 4. Vị trí khu vực lấy mẫu nghiên cứu thuộc thành phố Hạ Long, tỉnh Quảng Ninh
Xã đảo Hoàng Tân thuộc huyện Yên Hƣng là một trong các xã đƣợc đầu tƣ dự án nuôi trồng thủy hải sản với tiềm năng kinh tế lớn, nằm cách thành phố Hạ Long 60 km, cách Cát Hải, Hải Phịng về phía nam khoảng 20 km. Nguồn tài nguyên trên đảo
hạn chế về cả số lƣợng và chất lƣợng, chủ yếu là đá vôi với trữ lƣợng trên 1 triệu m3.
Đất đai chủ yếu là đất mặn và đất cát hầu hết đều đã đƣợc khai thác sử dụng cho nuôi trồng thủy hải sản, chỉ cịn rất ít đất hoang và ngập mặn. Bờ biển có đặc điểm địa mạo
tích tụ sơng – biển, có nhiều cửa sơng, đáy biển kiểu delta nơng, độ nghiêng nhỏ, trong đó có một số lạch sâu là các lịng sơng cũ. Vịnh tƣơng đối kín sóng gió do đƣợc che chắn bởi một số đảo nhỏ, yên tĩnh, thuận lợi cho sự lắng đọng các trầm tích hạt mịn [12]. Kinh tế trong vùng chủ yếu ngành nghề nuôi trồng thủy sản và lĩnh vực nông nghiệp. Bãi ngao nằm cách khá xa khu công nghiệp Đầm Nhà Mạc ở huyện Yên Hƣng nằm sâu trong đất liền.
Khu Đồn Điền thuộc phƣờng Hà Khẩu, thành phố Hạ Long, nằm ngay cạnh quốc lộ 18, nằm cách trung tâm thành phố Hạ Long khoảng 8 km. Khu vực này mới đƣợc ngƣời dân đƣa vào khai thác nuôi trồng thủy hải sản trong thời gian gần đây, bao gồm các loại tơm, hàu, ngao, sị… Đất ở vùng ni ngao chủ yếu là cát bùn pha lẫn đất cát. Khu vực này nằm cách khu công nghiệp Việt Hƣng khoảng 15 km. Đây là khu cơng nghiệp phát triển về lĩnh vực đóng tàu, sản xuất vật liệu xây dựng và các ngành công nghiệp khác.
Bãi ngao tại xã đảo Hoàng Tân nằm ven vịnh, khá xa khu dân cƣ và
trung tâm huyện, có tọa độ 20092’23” vĩ
độ bắc và 106092’83” kinh độ đông. Cả
bãi nuôi ngao rộng khoảng 7 ha, nằm thoai thoải, hình 5.
Bãi ngao tại khu Đồn Điền nằm ngay cạnh quốc lộ 18, cách cổng chào vào đảo Tuần Châu về phía tây khoảng
5km, tọa độ địa lý 20095’44” vĩ độ bắc
và 106095’66” kinh độ đông. Bãi rộng khoảng 10ha.
Hình 5. Bãi ni ngao ở xã đảo Hoàng Tân Hoàng Tân
Tiến hành lấy mẫu vào 2 đợt đại diện cho hai mùa trong năm: mùa khô lấy mẫu đợt 1 vào tháng 5 năm 2012; và mùa mƣa lấy mẫu đợt 2 vào tháng 11 năm 2012.
Mẫu đƣợc thu thập tại các bãi nuôi ngao tại hai địa điểm trên, mỗi điểm lấy 7 mẫu. Tại Hoàng Tân lấy dọc theo bờ biển theo hƣớng nam. Tại Khu Đồn điền lấy dọc theo bờ biển về phía tây. Cơng việc lấy mẫu đƣợc tiến hành ngay khi nƣớc triều rút, vị trí lấy mẫu ở khoảng cách 30 m – 40 m so với mực nƣớc biển lúc cao nhất, các vị trí nằm cách nhau 100 m. Mỗi vị trí lấy một mẫu ngao và một mẫu trầm tích, ở độ sâu 0 cm – 5 cm so với bề mặt trầm tích.
Các mẫu lấy tại khu vực xã đảo Hoàng Tân đợt 1 vào tháng 5 đƣợc ký hiệu lần lƣợt theo các vị trí liền kề nhau là 5-HT1, 5-HT2, 5-HT3, 5-HT4, 5-HT5, 5-HT6, 5- HT7, đợt 2 vào tháng 11 ký hiệu là 11-HT1,11-HT2, 11-HT3, 11-HT4, 11-HT5, 11- HT6, 11-HT7. Các mẫu lấy tại Khu Đồn Điền đợt 1 vào tháng 5 đƣợc ký hiệu lần lƣợt theo các vị trí nối tiếp nhau là 5-Đ1, 5-Đ2, 5-Đ3, 5-Đ4, 5-Đ5, 5-Đ6, 5-Đ7, đợt 2 vào tháng 11 ký hiệu là 11-Đ1, 11-Đ2, 11-Đ3, 11-Đ4, 11-Đ5, 11-Đ6, 11-Đ7.
Trong đợt 2 lấy mẫu, tiến hành khảo sát đồng thời hàm lƣợng metyl thủy ngân trong ngao tại hai bãi ni theo kích thƣớc và khối lƣợng khác nhau. Tại mỗi vị trí lấy mẫu, ngao đƣợc thu thập và phân loại theo kích thƣớc thành hai nhóm: nhóm kích thƣớc vừa và nhóm kích thƣớc lớn.
Mẫu ngao và trầm tích đƣợc lấy đựng trong túi nhựa kín và bảo quản trong
thùng đựng mẫu lạnh 40
C. Mẫu đƣợc chuyển về phịng thí nghiệm và bảo quản ở 40C
cho tới khi phân tích.
2.1.2. Nội dung nghiên cứu
Các nội dung nghiên cứu của luận văn bao gồm:
- Xây dựng quy trình xử lý mẫu và tách chiết metyl thủy ngân từ ngao.
- Xây dựng điều kiện phân tích theo phƣơng pháp sắc ký khí detectơ cộng kết
điện tử (GC/ECD) để xác định metyl thủy ngân.
- Áp dụng phƣơng pháp đã xây dựng để xác định metyl thủy ngân trong mẫu
- Xem xét mối tƣơng quan giữa hàm lƣợng metyl thủy ngân trong ngao với