CHƢƠNG 3 : KẾT QUẢ VÀ THẢO UẬN
3.1. Phân tích và đánh giá nồng độ kim loại nặng tích tụ trong cá
3.1.1. Biến động của sự tích lũy kim loại nặng trong các mơ phân tích theo mùa
Kết quả bảng 3.1 và 3.2 đã cho thấy nồng độ kim loại nặng tích tụ trong các mơ nghiên cứu của cá chép và cá rô phi ở LVS Nhuệ - Đáy khá cao và có biến động theo mùa. Nồng độ Cu, Zn, Pb, Cd trong tất cả các cơ quan (mang, gan, thận) đều cao hơn nhiều so với tiêu chuẩn quốc tế về giới hạn nồng độ kim loại nặng tích tụ trong sản phẩm có thể tiêu thụ (UNEP và WHO). Cụ thể các giới hạn đã được đưa ra như sau: Pb là 0,29 ppm, Zn là 5,0 ppm, Cu là 0,5 ppm và Cd là 0,05 ppm [58, 61]. Ngoài ra, các trường hợp đủ tiêu chuẩn khá ít ỏi và đều là nồng độ Cd trong mang trong ba mùa, mùa thu, mùa đông và mùa xuân ở cả hai lồi cá chép và cá rơ phi (0,009±0,002, 0,004±0,0014, 0,006±0,003 ở cá chép và 0,009±0,002, 0,003±0,0005, 0,004±0,002 ở cá rô phi tương ứng) (bảng 3.1, 3.2).
Ở tất cả các mẫu mơ (mang, gan, thận), Zn có nồng độ cao nhất, theo sau lần lượt là Cu, Pb và thấp nhất là Cd. Zn và Cu đều là các kim loại thiết yếu, trái ngược với Cd và Pb, do đó chúng được tích lũy với nồng độ cao hơn trong ba loại mô của cá chép và cá rô phi. Kết quả là này phù hợp với các điều tra sự tích tụ Zn, Cu, Pb, Cd của các nghiên cứu trước đây ở Esox lucius và Arassius auratus tại
biển Caspian. Trong số các cơ quan nghiên cứu, gan và thận là hai cơ quan có xu hướng tích tụ kim loại nặng nhiều hơn cả (bảng 3.1, 3.2).
Ở cá chép: Trong bốn mùa thu thập mẫu, mùa hè là mùa có sự tích tụ nồng độ kim loại nặng cao hơn hẳn so với ba mùa còn lại. Cụ thể, vào mùa hè, nồng độ Cu trong mang, gan, thận cao hơn các giá trị tương ứng ở ba mùa trước đó; nồng độ Pb tích tụ ở gan cũng đạt giá trị cao nhất so với nồng độ này ở mẫu gan thu vào ba mùa trước đó. Đặc biệt, nồng độ Cd tích tụ trong cả 3 cơ quan với các giá trị cao nhất vào mùa hè. Xu hướng tích tụ: Cu tập trung cao nhất ở gan (mùa đông), Zn ở mang (mùa xuân), Pb ở thận (mùa xuân), Cd ở thận (mùa hè).
25
Bảng 3.1: Nồng độ của đồng, kẽm, cadmium, chì (ppm hay mg/kg) trong các cơ quan khác nhau của cá chép thu thập từ lƣu vực sông Nhuệ - Đáy trong bốn mùa thu mẫu (giá trị trung bình + SEM)
Thu Đông Xuân Hè
Zn (ppm) Mang 151±29,2 200±22,9 227±29,2 183±22,7 Gan 88±15,7 108,9±13,2 140±39,2 111±15,8 Thận 190±40,4 236±35 303±71,5 270±40,5 Cu (ppm) Mang 1,5±0,15 2,1±0,44 1,7±0,2 3,5±0,21 Gan 12±2,6 23,9±5,3 9,8±3,4 18,7±1,9 Thận 4±0,42 5,2±0,87 6,2±1,5 14,1±1,9 Cd (ppm) Mang 0,009±0,002 0,004±0,001 0,006±0,003 0,09±0,009 Gan 0,05±0,03 0,04±0,0098 0,1±0,04 0,14±0,017 Thận 0,16±0,07 0,2±0,05 0,22±0,07 0,5±0,065 Pb (ppm) Mang 0,5±0,09 0,48±0,1 0,73±0,11 0,67±0,11 Gan 0,34±0,09 0,31±0,08 0,36±0,05 0,81±0,06 Thận 0,51±0,13 0,33±0,05 2,3±0,96 1,6±0,24
Ở cá rô phi: Nồng độ kim loại nặng cao nhất cũng chủ yếu tập trung vào mùa hè như ở cá chép, ngoại trừ nồng độ Zn (tích tụ nhiều hơn cả vào mùa đơng, bảng 3.2). Tuy nhiên, những biến đổi đáng kể về nồng độ kim loại nặng tích tụ ở cá rô phi bắt đầu sớm hơn cá chép, từ đầu mùa đông, nồng độ của đa số kim loại nặng đã tăng rất đáng kể. Có thể thấy, nồng độ kim loại nặng tích tụ vào mùa thu thấp hơn hẳn so với ba mùa cịn lại (bảng 3.2). Trong đó: Cu tập trung cao nhất ở gan tương tự như kết quả ở cá chép nhưng không phải vào mùa đông mà vào mùa xuân, Cd tập trung cao nhất ở thận (mùa hè), tương tự như ở cá chép; còn hai kim loại Zn và Pb, Zn cao nhất ở thận (mùa đông), Pb ở thận (mùa hè).
* So sánh sự tích tụ KLN giữa 2 lồi cá theo mùa: Có hai sự khác nhau rõ rệt về nồng độ kim loại nặng tích tụ giữa cá chép và cá rô phi. Trước tiên, phải kể đến nồng độ Zn rất cao ở mang, gan, thận cá chép so với cá rô phi. Thứ hai, khi xem xét nồng độ Cu tích tụ tại gan của hai loài cá nghiên cứu, Cu trong gan cá rơ phi có xu hướng tích tụ cao hơn rất nhiều so với nồng độ này trong các mô khác (bảng 3.1, 3.2).
Bảng 3.2: Nồng độ của đồng, kẽm, cadmium, chì (mg/kg) trong các cơ quan khác nhau của cá rô phi thu thập từ lƣu vực sông Nhuệ - Đáy trong bốn mùa lấy mẫu (giá trị trung
bình + SEM)
Thu Đơng Xn Hè
Zn (ppm) Mang 27,2±2,3 52±11,4 30,3±4,4 28,2±1,6 Gan 31,6±2,8 58,5±13,6 33,6±4,5 41,5±4,7 Thận 76,8±22,9 107±21,3 45,2±4,3 97,7±27,5 Cu (ppm) Mang 1,7±0,29 2,4±0,51 2,2±0,18 4,1±0,56 Gan 79,7±17,8 101±10,2 191±36,8 100±13,4 Thận 9±2,9 6,5±0,98 5±0,55 15,7±3,3 Cd (ppm) Mang 0,009±0,002 0,003±0,0005 0,004±0,002 0,07±0,007 Gan 0,09±0,017 0,17±0,03 0,242±0,06 0,28±0,04 Thận 0,28±0,08 0,27±0,07 0,35±0,07 0,55±0,16 Pb (ppm) Mang 0,61±0,08 0,38±0,08 0,81±0,18 0,77±0,15 Gan 0,52±0,1 0,63±0,14 0,87±0,14 1,6±0,27 Thận 1,2±0,28 0,72±0,16 1,2±0,28 1,9±0,44
3.1.2. Sự tích lũy kim loại nặng trong các mơ phân tích theo mặt cắt
Bảng 3.3 và 3.4 đã cho thấy một kết quả tương tự như khi xét sự tích lũy kim loại nặng trong các mơ phân tích trong 4 mùa, hầu hết nồng độ Cu, Zn, Pb, Cd trong tất cả các cơ quan (mang, gan, thận) đều cao hơn nhiều so với tiêu chuẩn quốc tế về giới hạn nồng độ kim loại nặng tích tụ trong sản phẩm có thể tiêu thụ (theo UNEP và WHO). Trừ các trường hợp đủ tiêu chuẩn như: Ở cá chép, Cd trong mang ở mặt cắt 2, 3, 5 (0,030±0,034, 0,0415±0,054 và 0,033±0,043 tương ứng), trong gan ở mặt cắt 2 (0,039±0,035) (bảng 3.3). Ở cá rơ phi, chỉ có nồng độ Cd trong mang cả bốn mặt cắt là không quá giới hạn cho phép (bảng 3.4).
Ở mặt cắt 1, trên sơng Hồng số liệu thu được ít (2 mẫu cá chép, 1 mẫu cá rô phi, tổng các mẫu đối chứng là 9 mẫu cả mang, gan và thận) nên số liệu không đủ điều kiện để trình bày như các kết quả trong bảng số liệu. Tuy nhiên, nồng độ kim loại nặng tích tụ trong mang, gan và thận cá đối chứng thu thập từ mặt cắt 1 cũng cao không kém các mẫu thu thập từ sông Nhuệ - Đáy.
27
Đa số các mẫu mơ thu thập (mang, gan, thận) có nồng độ Zn cao nhất, tiếp theo là Cu, Pb và thấp nhất là Cd. Ngoại trừ trường hợp gan cá rô phi ở cả bốn mặt cắt (mặt cắt 2, 3, 4, 5) đều có nồng độ Cu tích tụ ở mức cao nhất (cao hơn rất nhiều nồng độ Zn) là một trường hợp cá biệt cần được lưu tâm. Sự khác biệt giữa nồng độ các kim loại nặng tích tụ trong mang, gan, thận giữa các mặt cắt không thực sự rõ ràng, ngoại trừ một số trường hợp ngoại lệ như sau:
Ở cá chép, các mẫu thu thập tại mặt cắt 2 và 3 có nồng độ Cu trong gan cao hơn hẳn hai mặt cắt 3 và 4. Ngoài ra, ở mặt cắt 4, nồng độ Zn trong gan, thận thấp hơn nhiều so với ở mang, và với các mặt cắt còn lại (bảng 3.3).
Ở cá rô phi, mặt cắt 2 và mặt cắt 3 có nồng độ Pb (ở gan, thận), Cd (ở mang, gan và thận) cao hơn hẳn hai mặt cắt còn lại (bảng 3.4).
* Xu hướng tích tụ: Trong nghiên cứu này, ở cả cá chép và cá rơ phi, Cu tích tụ nhiều nhất ở gan (mặt cắt 3); thận có xu hướng tích tụ nhiều Cd hơn các cơ quan khác ở cả hai loài cá và trên tất cả các mặt cắt (bảng 3.3 và bảng 3.4). Tuy nhiên, giá trị cao nhất quan sát thấy tại mặt cắt 5 đối với cá chép, mặt cắt 2 và 3 đối với cá rô phi. Nồng độ cao nhất của Cu trong gan có thể là do sự tương tác của Cu với metallothionein trong gan, đóng vai trị như một cơ chế giải độc ở cá [40]. Tuy nhiên ở cá chép, Zn tích tụ nhiều nhất ở mang, kết quả này phù hợp với những nghiên cứu trước đó [44.]; Pb tích tụ nhiều ở cả trong gan và thận. Cịn ở cá rơ phi, cả Zn và Cd đều tích tụ nhiều ở thận, chứ khơng phải ở gan và mang (bảng 3.4).
* So sánh sự tích tụ KLN giữa 2 lồi cá theo mặt cắt: Ở cá rô phi, nồng độ Cu trong gan cá ở tất cả các mặt cắt đều cao hơn rất nhiều so với nồng độ Cu trong gan cá chép; nồng độ Pb trong gan và thận cũng cao hơn so với cá chép ở mặt cắt 2 và 3; nồng độ Cd trong gan cũng có xu hướng cao hơn ở cá chép, đặc biệt là tại mặt cắt 2, 3 và 5. Tuy nhiên, ở mang, gan, thận cá chép, nồng độ Zn luôn cao hơn so với ở mang, gan, thận rô phi ở tất cả các mặt cắt (bảng 3.3 và bảng 3.4).
Bảng 3. 3: Nồng độ của đồng, kẽm, cadmium, chì (mg/kg ww) trong các cơ quan khác nhau của cá chép thu thập từ các mặt cắt khác nhau của lƣu vực sông Nhuệ - Đáy trong bốn
mùa lấy mẫu (giá trị trung bình ± SEM)
KLN Mô nghiên cứu MC 2 MC 3 MC 4 MC 5
Cu (ppm) Mang 3,08 ±0,9 2,67±1,230 2,5±1,5 2,8±1,7 Gan 12,8±8,4 17,7±4,9 1,5±1,27 4,5=±1,7 Thận 9,2±4,3 4,5±1,5 5,17±2,2 3,85±0,9 Zn (ppm) Mang 204,1±68,9 204,7±69,7 238,9±35,9 233,7±71,9 Gan 168±21,78 126,3±30,62 62,9±27,5 194,7±85 Thận 171,5±44,5 233,06±68,4 50,4±42,8 267,42±67,3 Pb (ppm) Mang 0,4±0,27 0,5±,31 0,34±0,21 0,6±0,28 Gan 0,5±0,2 0,5±0,3 0,3±0,2 0,33±0,2 Thận 0,3±0,2 0,38±0,17 0,44±0,3 0,37±0,21 Cd (ppm) Mang 0,03±0,03 0,04±0,05 0,1±0,2 0,03±0,04 Gan 0,04±0,035 0,08±0,07 0,1±0,18 0,08±0,07 Thận 0,16±0,210 0,2±0,26 0,18±0,2 0,3±0,28
29
Bảng 3. 4: Nồng độ của đồng, kẽm, cadmium, chì (mg / kg ww) trong các cơ quan khác nhau của cá rô phi thu thập từ các mặt cắt khác nhau của lƣu vực sông Nhuệ - Đáy trong
bốn mùa lấy mẫu (giá trị trung bình ± SEM)
KLN Mơ nghiên cứu MC 2 MC 3 MC 4 MC 5
Cu (ppm) Mang 2,52±0,95 2,46±1,04 2,39±1,07 2,84±1,33 Gan 121,43±29,63 143,21±46,05 137,78±55,6 95,91±32,13 Thận 5,48±1,77 3,24±1,08 6,53±2,40 8,13±3,70 Zn (ppm) Mang 37,37±12,46 25,45±8,83 31,48±10,53 27,06±8,37 Gan 34,45±12,21 43,50±20,23 33,16±6,80 26,40±2,17 Thận 86,10±32,26 35,50±8,90 45,07±14,32 55,52±22,14 Pb (ppm) Mang 0,51±0,24 0,39±0,17 0,45±0,27 0,64±0,78 Gan 0,70±0,47 0,89±0,43 0,41±0,27 0,41±0,26 Thận 0,92±0,38 0,43±0,21 0,61±0,52 1,05±0,64 Cd (ppm) Mang 0,05±0,05 0,05±0,07 0,02±0,02 0,03±0,06 Gan 0,25±0,24 0,24±0,20 0,14±0,09 0,13±0,11 Thận 0,35±0,32 0,28±0,23 0,18±0,15 0,22±0,18
3.2. Sự thay đổi của nồng độ protein - nguồn năng lƣợng dự trữ trong cơ thể cá
3.2.1. Theo mùa
Theo kết quả nghiên cứu, tất cả các mẫu thu thập được của cả hai loài cá chép và cá rô phi từ lưu vực sông Nhuệ - Đáy đều có nồng độ protein giảm rõ rệt vào mùa thu và mùa đơng (p<0,0001, hình 3.1), điều này đã được chỉ ra trong những nghiên cứu trước đây, khi sống trong môi trường thiếu thức ăn, nhiệt độ thấp, sinh vật sẽ thích nghi bằng cách sử dụng nguồn năng lượng dự trữ để tồn tại. Trong suốt hai mùa này, protein dự trữ có là một nguồn cung cấp dinh dưỡng và năng lượng quan trọng để duy trì các quá trình trao đổi chất trong cơ thể cá. Bên cạnh đó, nguyên nhân của sự suy giảm protein này cịn có thể là do những thay đổi trong chất lượng nước do việc xả các chất thải chứa nhiều loại kim loại nặng từ các ngành công, nông nghiệp đã đổ vào sông Nhuệ - Đáy.
Tuy nhiên, sang mùa xuân nồng độ protein tăng lên một cách đáng kể so với mùa thu và đông, đặc biệt là trong gan và thận của cả hai loài cá nghiên cứu
(p<0,0001) và kết quả trong mùa hè tuy có xu hướng cao hơn so với mùa xuân nhưng khơng có sự sai khác về mặt thống kê (p>0,05, hình 3.1), ngoại trừ nồng độ ở mang cá chép cao hơn trong mùa hè so với mùa xuân (p<0,05). Như vậy, nhìn chung nồng độ protein trong cả hai lồi cá đều có khuynh hướng cao vào mùa xuân, hè và thấp vào mùa thu và mùa đông.
Đặc biệt, khi so sánh theo từng mô nghiên cứu cho thấy có sự sai khác rõ rệt về nồng độ protein trong mùa xuân và mùa hè (p<0,01, bảng 3.5) đối với cả hai lồi cá. Trong đó, nồng độ protein trong mang thấp hơn hẳn so với trong gan và thận (p<0,01, bảng 3.5). Trong mùa thu và mùa đơng, khơng có sự sai khác về nồng độ protein giữa các mô của cá chép (p>0,05) nhưng ở cá rô phi, nồng độ protein trong gan cao hơn các mô khác trong mùa đơng một cách có ý nghĩa về mặt thống kê (p<0,05, bảng 3.6, hình 3.1).
Hình 3.1: Sự biến động nồng độ protein ở cá chép và cá rô phi theo mùa
Như vậy, trong tất cả các mùa thu mẫu, sự chênh lệch về nồng độ protein không chỉ được thấy ở mùa xuân và mùa hè như ở cá chép, mà cịn cả vào mùa đơng ở cá rơ phi (p<0,05, bảng 3.5). Trong đó, mùa xuân là mùa có sự chênh lệch đáng kể nhất về nồng độ protein giữa các mô nghiên cứu với nồng độ protein ở gan cao hơn hẳn ở mang và thận (p<0,0001, hình 3.1).
Khi so sánh nồng độ protein giữa cá chép và cá rơ phi ta thấy nhìn chung 0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 70.00
Thu Đông Xuân Hè
nồng đ ộ pro te in m g/g Mang-cá chép Gan-cá chép Thận-cá chép
31
khơng có sự sai khác nhiều. Tuy nhiên, trong mùa thu và mùa đông, nồng độ protein trong thận cá rô phi cao hơn so với cá chép (p<0,05, hình 3.1).
3.2.2. Theo mặt cắt
Kiểm tra Student-Man-Keuls cho thấy sự thay đổi nồng độ protein theo mặt cắt ở cả cá chép và cá rơ phi hầu như khơng có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê (p>0,05, hình 3.2), đặc biệt là giữa các mặt cắt 2, 3, 4 và 5. Tuy nhiên, nồng độ protein trong gan cá chép và trong gan, thận cá rơ phí ở mặt cắt 1 cao hơn mặt cắt khác một cách có ý nghĩa (p<0,05, hình 3.2).
Tương tự như vậy, khi xem xét sự thay đổi nồng độ protein giữa các cơ quan ở hai loài cá trên từng mặt cắt, khơng có sự khác biệt đáng kể nào được ghi nhận trên cá chép (p>0,05, hình 3.2). Tuy nhiên, đối với cá rơ phi quan sát thấy nồng độ protein của gan và thận cao hơn hẳn của mang tại mặt cắt 1. Ngoài ra, tại mặt cắt 3 cũng ghi nhận nồng độ protein ở thận cá rô phi cao hơn đáng kể so với ở mang (p<0,05).
Hình 3.2: Sự biến động nồng độ protein ở cá chép và cá rô phi theo mặt cắt
Khi so sánh nồng độ protein giữa hai loài cá ta thấy nhìn chung khơng có sự khác biệt về mặt thống kê (p>0,05), chỉ có nồng độ protein trong thận cá rô phi ở tất cả các mặt cắt có xu hướng cao hơn trong thận cá chép, tuy nhiên khơng có sai khác về mắt thống kê (p>0,05, hình 3.2). 0.000 20.000 40.000 60.000 80.000 100.000 120.000 140.000 MC 1 MC 2 MC 3 MC 4 MC 5 n ồ n g độ p ro te in m g/ g Mang-cá chép Gan-cá chép Thận-cá chép
3.3. Sự biến động của hoạt tính enzyme GST tính trên 1 g trọng lƣợng tƣơi lƣợng tƣơi
3.3.1. Theo mùa
Hoạt tính GST theo mùa ở tất cả các loại mô nghiên cứu (mang, gan, thận) thể hiện một sự khác biệt đáng kể ở cả cá chép (p<0,05) và đặc biệt là ở cá rô phi (p<0,0001, hình 3.3). Trong đó, mùa xuân có nồng độ GST cao hơn cả. Kiểm định Student - Newman - Keuls cho thấy ở cá chép, nồng độ GST mang mùa xuân cao hơn rất nhiều so với các mùa khác (p<0,0001, hình 3.3, bảng 3.6). Nồng độ GST tại gan có xu hướng cao hơn cả. Cũng như cá chép, ở cá rơ phi, hoạt tính GST trong tất cả ba loại mô nghiên cứu được thu trong mùa xuân cao hơn rất nhiều so với tất cả các mùa khác trong năm (p<0,0001, hình 3.3), giữa mùa thu, mùa đơng và mùa hè khơng có sự khác biệt về hoạt tính GST (p>0,05). Đặc biệt, nồng độ GST ở gan cá rô phi cao hơn khoảng 2,5 lần so với GST ở mang, thận và cao hơn nhiều so với các giá trị này tại cả ba mô của cá chép.
Hình 3.3: Sự biến động của nồng độ GST tính trên 1 g trọng lƣợng tƣơi ở cá chép và cá rô phi theo mùa
3.3.2. Theo mặt cắt
Biến động của hoạt tính GST theo mặt cắt ở tất cả các mô nghiên cứu của cả cá chép và cá rô phi đều không đáng kể (p>0,05, hình 3.4). Tuy nhiên, mơ gan và
0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 40.00 45.00 50.00
Thu Đông Xuân Hè
n ồ n g độ G