1 p,p’ - DDT 8 γ – HCH (Lindan) 2 o,p’ - DDT 9 Heptachlor 3 DDD 10 Aldrin 4 DDE 11 Dieldrin 5 α–HCH 12 Endrin 6 β–HCH 13 Endosulfan 7 δ–HCH
Đây là dung dịch chuẩn thường (Native solution standard) được dùng để pha các dung dịch chuẩn làm việc có nồng độ thấp hơn, sử dụng để xác định giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng của thiết bị; xác định độ ổn định của tín hiệu; xây dựng đường chuẩn để định lượng và kiểm tra độ chệch của đường chuẩn ở các mẻ phân tích khác nhau. Các hóa chất khác dùng trong q trình thực nghiệm của đề tài được liệt kê trong Bảng 2.2 và một số hóa chất khác dùng cho nghiên cứu này đều có độ tinh khiết > 99,99%, có nguồn gốc từ hãng Merck (Đức) hoặc Sigma - Aldrich (Mỹ). Bảng 2. 2. Các hóa chất dùng trong phân tích
Hóa chất Thơng tin
Khí mang: Heli, độ tinh khiết 99,9995% Chất khí Khí make-up: Khí nitơ, tinh khiết 99,9995%
Khí cơ đuổi dung mơi: Nitơ, độ tinh khiết 99,99%
Dung môi Axeton, n-hexan, Diclometan (DCM), isooctan, etyl axetat (Merk, tinh khiết cho phân tích lượng vết chất hữu cơ)
Hóa chất Thơng tin
Phoi đồng Phoi đồng được hoạt hóa bằng dung dịch HCl lỗng, sau đó được rửa bằng nước cất, axeton và n-hexan
Chất hấp phụ Silicagel: kích thước 70-230 mesh được hoạt hóa
Florisil: kích thước hạt từ 60-200 mesh được hoạt hóa nhiệt Nước cất Nước cất 1 lần, nước cất 2 lần
Muối Na2SO4 độ tinh khiết 99,99%, NaCl (khan) độ tinh khiết 99,99%
Axit, kiềm H2SO4 đặc độ tinh khiết 99,99%, NaOH độ tinh khiết 99,99% Màng parafilm, phoi nhôm, giấy lọc, bông thủy tinh,..
2.1.2. Dụng cụ, thiết bị
Thiết bị sắc kí khí Varian GC–450, Detector bẫy electron (ECD), cột mao quản CP-SIL 5 CB, chiều dài 25m, đường kính trong 0,25mm, bề dày pha tĩnh 0,4 m.
Thiết bị sắc ký khí GC Agilent 8790B ghép nối khối phổ Agilent 5977, cột Rtx–1614, pha tĩnh Poly (5% diphenyl, 95% dimethyl siloxan), kích thước 15m × 0,25mm ì 0,10 àm.
Cân phân tích (độ chính xác 0,1mg).
Bộ siêu âm để rửa dụng cụ, siêu âm mẫu: S30 Elmasonic. Bộ chiết Soxhlet Gerald
Bộ cô cất chân không: STRIKE 202 của hãng STEROGIASS. Bộ cơ khí Nitơ.
Bơm tiêm Hamilton 10 l vạch chia 0,2 l, 100 l vạch chia 1 l. Các dụng cụ thủy tinh thông thường và dụng cụ, vật liệu phụ trợ khác.
2.2. Địa điểm lấy mẫu
Các vị trí lấy mẫu được lựa chọn trên cơ sở khảo sát thực tế, bản đồ địa giới khu vực tiếp giáp với cửa sơng Sài Gịn – Đồng Nai (tính theo tọa độ) và được chọn để đại diện cho khu vực nghiên cứu như trong Hình 2.1, 2.2 và Bảng 2.3. Các mẫu nước, trầm tích và sinh vật được thu thập ở cửa sơng Sài Gịn – Đồng Nai, mỗi vị trí lấy 1 lần vào mùa khơ (tháng 2) và 1 lần mùa mưa (tháng 6) năm 2017 và 2018.
Hệ thống sông tiếp nhận nguồn nước thải từ các tỉnh Đồng Nai, Bình Dương và TP HCM với tổng diện tích khoảng 38.600 km2. Có 02 nhánh chính là sơng Sồi Rạp và sơng Lịng Tàu cùng tiếp nhận lượng nước từ hệ thống sơng này. Hơn nữa, có
2 nhánh sơng là Vàm Cỏ (nhánh 1) và Thị Vải (nhánh 2) được kết nối với nhánh chính và bổ sung thêm nước cho hệ thống sơng. Khu vực nghiên cứu có 02 mùa rõ rệt là mùa khô và mùa mưa với tổng lượng mưa hàng năm từ 1700 – 2800 mm. Hệ thống sơng Sài Gịn - Đồng Nai có chức năng cung cấp nước sinh hoạt cho gần 20 triệu người sống dọc theo lưu vực. Tuy nhiên, các hoạt động phát thải trên cạn đã làm chất lượng nước trong khu vực này bị suy giảm tác động đến chất lượng trầm tích và sinh vật thủy sinh tại cửa sơng, từ đó gây ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe con người. Vì vậy việc đánh giá ơ nhiễm tại cửa sơng Sài Gịn – Đồng Nai là điều cần thiết và cấp bách hiện nay.
Hình 2. 2. Bản đồ mơ tả các vị trí lấy mẫu sinh vậtBảng 2. 3. Đặc điểm vị trí lấy mẫu ở cửa sơng Sài Gịn – Đồng Nai Bảng 2. 3. Đặc điểm vị trí lấy mẫu ở cửa sơng Sài Gịn – Đồng Nai
TT Tên điểm quan Ký Tọa độ địa lý Mơ tả vị trí quan trắc
trắc hiệu
X Y
1 Phà Cần Giuộc ST 02 601.116 1.173.128 Vị trí quan trắc nằm gần chợ Cần
(chợ Cần Giuộc) Giuộc.
Hợp lưu rạch Mồng Vị trí quan trắc tại ngã 3 sơng
2 Gà- sông Rạch Giá ST 03 600.414 1.169.526
Cần Giuộc- rạch Mồng Gà. (Long An)
Cầu Thủ Bộ (Long Vị trí quan trắc gần chân cầu Thủ
3 ST 04 598.296 1.165.714 Bộ, cách chân cầu khoảng 100m
An)
dưới hạ nguồn.
Hợp lưu kênh Vị trí quan trắc nằm ở ngã 3 kênh
Nước Mặn và sông Cần Giuộc, Nước Mặn - sông
4 ST 05 600.356 1.161.029 khu vực này dân cư sống khá
Cần Giuộc (Long
đơng đúc và có 01 bến phà nối 02 An)
huyện Cần Giuộc và Cần Đước.
Phà Bình Khánh Khu vực phà Bình Khánh tập
5 ST 06 trung nhiều dân cư, các hoạt động
(TP HCM) 106.77167 10.66972
Sơng Sồi Rạp- Vị trí gần sơng có khu nghiệp
6 KCN Hiệp Phước ST 01 10.61972
106.77083 phát triển mạnh.
(TP HCM)
Sơng Lịng Tàu- Nơi tập trung dân cư và chảy
7 Tam thôn Hiệp (TP ST 07 106.84556 10.62167 quanh co cắt ngang rừng Sác
HCM) trước khi đổ ra biển Đông.
Nơi hợp lưu các con sông Ngã
Vịnh Gành Rái Bảy, Đồng Tranh, sông Thị Vải,
8 ST 12 10.435 sông Dinh và bán đảo Vũng Tàu,
(Đồng Nai) 107.00222
tập trung nhiều trại nuôi trồng thủy hải sản.
Hợp lưu thành hệ thống sông
Hợp lưu suối Cả và riêng biệt nằm trên bờ trái sông
Đồng Nai và đổ ra biển tại vịnh
9 sông Thị Vải ST 08 106.5831 10.4231
Gành Rái, hạ lưu sông Thị Vải (Đồng Nai)
chịu ảnh hưởng của thủy triều và gần xưởng Vedan.
Giáp ranh giữa Đồng Nai và Bà Rịa - Vũng Tàu, gần công ty
10 Cảng Gò Dầu ST 09 10.66139 TNHH nhựa và hóa chất TPC
(Đồng Nai) 107.01694 Vina, nhà máy supe phốt phát
Long Thành và nhà máy xử lý nước thải KCN Gị Dầu.
Là cảng nước sâu nằm trên sơng
11 Cảng Phú Mỹ ST 10 0.58528 Thị Vải, nơi có các khu cơng
(Đồng Nai) 107.02611 nghiệp và giao thơng thủy sầm
uất.
Vị trí quan trắc nằm ở ngã ba
Ngã ba sơng Gị Da sơng Gị Da - sông Cái Mép -
12 và sông Cái Mép ST 11 107.01222 10.52361 sông Thị Vải chạy dọc theo hai
(Đồng Nai) bờ sông Gị Da, gần các khu cơng
2.3. Các phương pháp lấy mẫu
2.3.1. Mẫu nước mặt
Tổng cộng có 48 mẫu nước được lấy từ 12 vị trí trong hai mùa mưa và khô năm 2017 và 2018 tại cửa sơng Sài Gịn – Đồng Nai và các nhánh sơng (Hình 2.1). Các mẫu được thu thập vào thời điểm triều thấp (9 giờ sáng) và triều cao (3 giờ chiều) của sông. Các mẫu nước mặt được thu thập, bảo quản và xử lý theo TCVN [72, 73] và báo cáo của Quadir và cộng sự [74], sử dụng dụng cụ lấy mẫu Van Dorn, cách mặt nước 0 – 50 cm, cho vào chai thủy tinh sạch 5 lít với nắp vặn bằng nhựa PTFE. Các chai lấy mẫu được rửa trước bằng dung môi hữu cơ (Methanol) trước khi lấy mẫu. Các mẫu được bảo quản lạnh sau khi lấy, được chuyển trực tiếp đến phịng thí nghiệm và lưu trữ ở – 40C cho đến khi phân tích. Triều thấp 9 giờ sáng, 3 giờ chiều triều cao
2.3.2. Mẫu trầm tích
Với 48 mẫu trầm tích bề mặt từ 12 vị trí lấy mẫu (Hình 2.1) vào thời điểm triều thấp (9 giờ sáng) và triều cao (3 giờ chiều) và được thu thập bằng cuốc bùn Peterson
ở độ sâu 0 – 10 cm, trộn đều, tiến hành bao gói cẩn thận bằng giấy nhơm và cho vào túi nhựa, mỗi mẫu ~ 2 kg. Tất cả mẫu được lưu ngay lập tức vào thùng đá ở 40C và được chuyển đến phịng thí nghiệm lưu trữ ở –200C cho đến khi phân tích [75].
2.3.3. Mẫu sinh vật
Các mẫu cá và nhuyễn thể hai mảnh vỏ được thu thập cùng một loài, nguồn gốc, thời điểm và số lượng cá thể phù hợp với đại diện của lồi tương ứng tại 8 vị trí lấy mẫu (Hình 2.2), tổng có 58 mẫu. Các mẫu sinh vật được thu thập vào thời điểm triều thấp (9 giờ sáng) và triều cao (3 giờ chiều) của sông. Theo phương pháp được báo cáo bởi Qadir và cộng sự [76], các mẫu cá và nhuyễn thể hai mảnh vỏ sau khi thu thập được đóng gói, dán nhãn trong các túi PE riêng biệt, đặt trong thùng đá và vận chuyển đến phịng thí nghiệm trong vịng 12 giờ nhằm mục đích xác định và phân tích đặc điểm sinh học (hàm lượng lipit, tuổi, khối lượng và kích thước). Tất cả các mẫu cá được kiểm tra tại hiện trường và trong phịng thí nghiệm trên cơ sở đặc điểm hình thái theo hướng dẫn khu vực. Sau khi kiểm tra tất cả được bọc giấy nhơm, đóng gói trong giấy nhựa và ngay lập tức được đông lạnh ở –200C cho đến khi phân tích.
2.4. Phương pháp phân tích mẫu
2.4.1. Phân tích các thơng số hóa lý
Bảng 2. 4. Kỹ thuật phân tích các thơng số hóa lý mẫu nước mặt và trầm tích
Nền mẫu Thơng số hóa lý Kỹ thuật phân tích TLTK
pH, độ dẫn điện
(EC), tổng chất rắn Hydrolab Model (Multi Set 430iWTW)
Nước mặt hòa tan (TDS), nhiệt [77] độ
Độ đục Đĩa Secchi (đường kính 30 cm)
Lắc 10 g trầm tích khơ trong 25 mL nước
pH cất 10 phút. Lắng 10 phút, đo bằng máy [78]
pH điện tử (HI 8424, HANNA Instruments, Sarmeola di Rubano PD, Ý)
Trầm tích Tổng cacbon hữu cơ Máy phân tích tổng cacbon (Multi C/N [79]
(TOC) 3000, Analytik Jena AG, Jena, Đức)
Máy phân tích kích thước hạt laser
Kích thước hạt Microtrac S3500 (Microtrac Inc., [80] Montgomeryville, PA, Hoa Kỳ)
2.4.2. Xác định OCPs trong mẫu nước
Phương pháp chiết lỏng – lỏng được sử dụng để xác định dư lượng OCPs trong các mẫu nước theo quy trình được mơ tả bởi Pandit và cộng sự [81] và được thực hiện tại phịng thí nghiệm Viện Khoa học Công nghệ và Quản lý Môi trường- Trường ĐH Công Nghiệp TP HCM và Trung tâm Kiểm định thuốc bảo vệ thực vật phía Nam, TP HCM. Với 50 mL thể tích n–hexan được đưa vào phễu tách 2 lít chứa 1 lít nước cất và được lắc thủ cơng trong 5 phút và để lắng. Sau khi chiết tách hoàn toàn, pha hữu cơ được dẫn lưu vào bình nón 250 mL, trong khi pha nước được chiết lại hai lần với 50 mL n–hexan. Ba pha hữu cơ chiết xuất được kết hợp và sấy khô bằng cách đi qua một phễu thủy tinh chứa natri sulfat khan. Phần hữu cơ được cô đặc bằng thiết bị cô quay chân không [81].
2.4.3. Xác định OCPs trong mẫu trầm tích
Quy trình xử lý mẫu trầm tích được khảo sát và xây dựng dựa trên sự tham khảo quy trình kỹ thuật của EPA (EPA 608, EPA 8082, EPA 8081b, EPA 1614) và
cơng trình nghiên cứu được cơng bố [27] nhằm phù hợp với điều kiện nghiên cứu hiện tại. Phương pháp chiết Soxhlet được sử dụng rộng rãi hơn để chiết OCPs ra khỏi các đối tượng mẫu do độ thu hồi tốt, hiệu suất chiết cao. Do vậy, trong luận án này, kỹ thuật chiết được lựa chọn là kỹ thuật chiết Soxhlet với dịng dung mơi hồi lưu liên tục qua mẫu trong nhiều giờ. Nghiên cứu đã tiến hành khảo sát một số điều kiện chiết và xử lý mẫu để tối ưu quy trình phân tích tại Phịng thí nghiệm Viện Khoa học Cơng nghệ và Quản lý môi trường – Trường ĐH Công Nghiệp TP HCM; và Trung tâm kiểm định thuốc bảo vệ thực vật phía Nam, TP HCM, quy trình xử lý mẫu trầm tích cho phân tích OCPs được tóm tắt tại sơ đồ Hình 2.3. Theo quy trình này, mẫu trầm tích khơ được chiết Soxhlet với 300 mL hỗn hợp n–Hexan:axeton (1:1) trong thời gian 16 giờ. Dịch chiết sẽ được cô đặc và định mức về 10 mL.
5mL dịch chiết được làm sạch trên cột nhồi florisil đã hoạt hóa (Cột chiết có chiều dài 40 cm và đường kính 2 cm). Q trình rửa giải bằng 120 mL hỗn hợp n- hexan:DCM (4:1) để thu OCPs. Dịch chiết sẽ được cô đặc và rửa loại chất màu và mùn bằng axit (nếu cần). Cuối cùng dịch chiết được cô về 1mL và chuyển vào lọ đựng mẫu, tiến hành phân tích OCPs trên thiết bị GC/ECD.
2.4.4. Xác định OCPs trong mẫu sinh vật
Quy trình xử lý mẫu sinh vật cho phân tích OCPs tương đối giống với quy trình xử lý mẫu trầm tích [27] (Hình 2.3). Tuy nhiên, trong mẫu sinh vật, hàm lượng lipit thường lớn nên quá trình rửa mẫu bằng axit sulfuric đặc được lặp lại nhiều lần hơn (5 lần). Đồng thời, với mẫu sinh vật, không cần thêm phoi đồng để loại bỏ các hợp chất sunfua. Các mẫu cá và nhuyễn thể hai mảnh vỏ được phân tích tại Viện Khoa học Cơng nghệ và Quản lý Môi trường – Trường ĐH Công Nghiệp TP HCM và Phịng thí nghiệm Độc học sinh thái – Trường ĐH Liege, Vương Quốc Bỉ.
2.5. Các phương pháp thử nghiệm trên phơi, ấu trùng hàu Thái Bình Dương và cá medaka
2.5.1. Phơi, ấu trùng hàu Thái Bình Dương
2.5.1.1. Chuẩn bị mẫu trầm tích và ấu trùng hàu Thái Bình Dương
Trầm tích tại cửa sơng Sồi Rạp được lấy theo Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 6663-19:2015 (ISO 5667-19:2004) về Chất lượng nước - Lấy mẫu - Phần 19: Hướng dẫn lấy mẫu trầm tích biển [82].
Phơi và ấu trùng hàu Thái Bình Dương (Crassostrea gigas) được ni ở Trung tâm Quốc gia Giống Hải sản Nam Bộ (BR-VT) trong môi trường nước biển nhân tạo, thành phần môi trường pha theo quy trình của BS ISO 17244 Chất lượng nước - Chỉ thị sinh học về độc tính tiềm ẩn trong mơi trường nước - Xác định [83].
2.5.1.2. Bố trí thí nghiệm bổ sung và tách chiết DDT trong trầm tích
Mẫu trầm tích sạch được lấy tại cửa sơng Sồi Rạp có toạ độ 10°25'56,2"N và 106°46'48,1"E, sau khi mang về phịng thí nghiệm được rửa bằng nước biển nhân tạo nhằm loại bỏ bớt một số tạp chất trước khi sử dụng để bổ sung và tách chiết. Các bước bổ sung và tách chiết DDT trong trầm tích được chuẩn bị theo quy trình của Fathallah [84].
DDT được bổ sung vào trầm tích lần lượt với hàm lượng 0,01; 0,05; 0,1; 0,5; 1 và 5 (mg/kg) tương đương với thể tích DDT 100 ppm bổ sung 2; 10; 20; 50; 200; 1000 (µg/L). Quy trình thực nghiệm thể hiện trong Hình 2.4 dưới đây:
Hình 2. 4. Sơ đồ tổng hợp các bước bổ sung và rửa giải trầm tích2.5.1.3. Phương pháp thực nghiệm sinh học 2.5.1.3. Phương pháp thực nghiệm sinh học
Thử nghiệm sinh học trên phôi, ấu trùng hàu Thái Bình Dương được tiến hành
đánh giá EC50 nhằm phát hiện ngưỡng 50% cá thể chưa phân bào; và LC50 nhằm phát hiện ngưỡng nồng độ gây tử vong 50% cá thể hàu thử nghiệm.
Thí nghiệm sinh học trên hàu Thái Bình Dương ni ở Trung tâm Quốc gia Giống Hải sản Nam Bộ (BR-VT) được thực hiện theo quy trình của Levertt và Thain [85] tham khảo thêm một số quy trình trước đây trên một số lồi nhuyễn thể hai mảnh vỏ và nhím biển của Chung và cộng sự [86] và Lindsay và cộng sự [87]. Quy trình
Hình 2. 6. Sơ đồ thử nghiệm sinh học trên hàu Thái Bình Dương
2.5.2. Phơi, ấu trùng cá medaka
2.5.2.1. Chuẩn bị cá và phôi cá
Trong phạm vi luận án, cá medaka (O. latipes) được lấy giống từ Trung tâm Công nghệ Sinh học Thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam đã được sử dụng để đánh giá độc tính của DDT đến sự phát triển của phơi cá. Cá medaka được ni duy trì ở điều kiện nhiệt độ 280C ± 100C, pH: 6,5, độ cứng tổng: 13 mgCaCO3/L, độ kiềm tổng: 0,1 (mgCaCO3/L) và chu kì quang là 14 giờ sáng:10 giờ tối. Nước bể nuôi được lọc liên tục để đảm bảo độ sạch. Cá được cho ăn bằng sản phẩm thương mại bán sẵn cho cá cảnh 1-2 lần/ngày và được bổ sung bằng thức ăn tươi là bobo.
Ngừng cho cá ăn trong khoảng nửa ngày trước khi tiến hành ghép đôi để phối cá. Sau đó, tạo một vách ngăn giữa bể phối để tách riêng cá đực và cá cái theo tỉ lệ 1: 1 vào cuối chu kì sáng và tháo vách ngăn để cá phối với nhau.
Sau 30 phút cho phối, tồn bộ phơi được thu sang cốc thủy tinh 1000 ml và tiến hành loại bỏ các phôi không được thụ tinh. Các phôi tốt được thu nhận vào các