Đánh giá tích lũy hg as và an toàn thực phẩm ở nhuyễn thể hai mảnh vỏ khu vực Đông Bắc Bộ

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật nghiên cứu kỹ thuật đánh giá tích lũy hg as ở một số loài nhuyễn thể hai mảnh vỏ khu vực đông bắc bộ và đề, khảo sát thực trạng, phân tích nguyên nhân,

• Tác giả: Đinh Thị Nga
• Người hướng dẫn: TS. Văn Diệu Anh
• Trường học: Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
• Chuyên ngành: Kỹ thuật Môi trường
• Đề tài: Đánh Giá Tích Lũy Hg, As Ở Một Số Loài Nhuyễn Thể Hai Mảnh Vỏ Tại Đông Bắc Bộ Và Đề Xuất Giải Pháp Sử Dụng An Toàn Thực Phẩm
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
• DANH SÁCH CÁC BẢNG
• DANH SÁCH CÁC HÌNH
• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
• 1.1. Tổng quan chung về As, Hg
• 1.1.1. Đặc tính của As, Hg
• 1.1.2. Các dạng tồn tại của As, Hg trong môi trường
• 1.1.3. Các tác động của As và Hg đối với môi trường
• 1.2. Tình hình nghiên cứu tích lũy kim loại nặng trong sinh vật trong nước và trên thế giới
• 1.2.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới
• 1.2.2. Tình hình nghiên cứu trong nước
• 2. CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 2.1.1. Đối tượng nghiên cứu
• 2.1.2. Phạm vi nghiên cứu
• 2.2. Phương pháp nghiên cứu
• 2.2.1. Phương pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu
• 2.2.2. Phương pháp xử lý mẫu
• 2.2.3. Phương pháp phân tích As, Hg
• 2.2.4. Phương pháp đánh giá tích lũy sinh học thông qua các hệ số BAF, BSAF
• 2.2.5. Phương pháp xác định mức độ tiêu thụ thực phẩm an toàn
• 3. ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG TÍCH LŨY THỦY NGÂN, ASEN Ở MỘT SỐ LOÀI NHUYỄN THỂ HAI MẢNH VỎ
• 3.1. Hiện trạng môi trường khu vực nghiên cứu
• 3.1.1. Thông số chất lượng nước
• 3.1.2. Nồng độ asen, thủy ngân trong môi trường nước
• 3.1.3. Nồng độ asen, thủy ngân trong trầm tích
• 3.2. Hàm lượng As, Hg trong các loài nhuyễn thể hai mảnh vỏ
• 3.2.1. Hàm lượng asen, thủy ngân trong mẫu tu hài
• 3.2.2. Hàm lượng asen, thủy ngân trong mẫu ngán
• 3.2.3. Hàm lượng asen, thủy ngân trong mẫu ngao trắng
• 3.3. Đánh giá mối quan hệ giữa mức độ tích lũy As, Hg trong sinh vật và nồng độ As, Hg trong môi trường
• 3.3.1. Xác định mối quan hệ độc chất trong mô sinh vật và môi trường nước
• 3.3.2. Xác định mối quan hệ độc chất trong mô sinh vật và môi trường trầm tích
• 4. CÁC GIẢI PHÁP ĐỀ XUẤT SỬ DỤNG AN TOÀN THỰC PHẨM
• 4.1. Cơ sở đề xuất sử dụng an toàn thực phẩm
• 4.2. Khuyến cáo mức độ sử dụng thực phẩm
• 4.2.1. Khuyến cáo mức độ sử dụng tu hài làm thực phẩm
• 4.2.2. Khuyến cáo mức độ sử dụng ngán làm thực phẩm
• 4.2.3. Khuyến cáo mức độ sử dụng ngao trắng làm thực phẩm
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về an toàn thực phẩm

An toàn thực phẩm là một vấn đề quan trọng trong bối cảnh hiện nay, đặc biệt là trong ngành thủy sản. Việc đánh giá an toàn thực phẩm từ các loài nhuyễn thể hai mảnh vỏ tại khu vực Đông Bắc Bộ là cần thiết để bảo vệ sức khỏe cộng đồng. Các chất độc hại như thủy ngân (Hg) và asen (As) có thể tích lũy trong cơ thể các loài nhuyễn thể, gây ra nguy cơ cho người tiêu dùng. Nghiên cứu này nhằm mục đích xác định mức độ tích lũy của các chất độc hại này trong các loài nhuyễn thể và đề xuất các giải pháp sử dụng thực phẩm an toàn.

1.1. Tình hình nghiên cứu an toàn thực phẩm

Tình hình nghiên cứu về an toàn thực phẩm trong ngành thủy sản tại Việt Nam còn hạn chế. Các nghiên cứu trước đây chủ yếu tập trung vào các loài cá, trong khi các loài nhuyễn thể hai mảnh vỏ như tu hài, ngán và ngao trắng vẫn chưa được chú ý đúng mức. Việc đánh giá thực phẩm từ các loài này là cần thiết để đảm bảo rằng người tiêu dùng không bị phơi nhiễm với các chất độc hại. Các tiêu chuẩn an toàn thực phẩm hiện hành cần được áp dụng và cập nhật để bảo vệ sức khỏe cộng đồng.

II. Đánh giá khả năng tích lũy Hg As ở nhuyễn thể hai mảnh vỏ

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng các loài nhuyễn thể hai mảnh vỏ có khả năng tích lũy Hg và As cao. Các mẫu được thu thập từ khu vực Đông Bắc Bộ cho thấy nồng độ của các chất này trong mô thịt của các loài nhuyễn thể vượt quá mức an toàn cho phép. Việc xác định hệ số tích lũy sinh học (BAF) và hệ số tích lũy sinh học trầm tích (BSAF) là rất quan trọng để hiểu rõ hơn về mức độ phơi nhiễm của các loài này với môi trường. Kết quả cho thấy rằng nồng độ Hg và As trong môi trường nước và trầm tích có mối liên hệ chặt chẽ với nồng độ trong mô sinh vật.

2.1. Mối quan hệ giữa nồng độ Hg As trong môi trường và sinh vật

Nghiên cứu đã xác định rằng nồng độ Hg và As trong môi trường nước có ảnh hưởng trực tiếp đến mức độ tích lũy trong các loài nhuyễn thể. Các mẫu nước và trầm tích cho thấy nồng độ Hg và As cao hơn ở những khu vực có hoạt động công nghiệp mạnh mẽ. Điều này cho thấy rằng các hoạt động này có thể làm gia tăng nguy cơ an toàn thực phẩm cho người tiêu dùng. Việc theo dõi thường xuyên và đánh giá chất lượng môi trường là cần thiết để đảm bảo rằng các sản phẩm từ nhuyễn thể hai mảnh vỏ an toàn cho sức khỏe.

III. Đề xuất giải pháp sử dụng an toàn thực phẩm

Dựa trên kết quả nghiên cứu, một số giải pháp đã được đề xuất nhằm đảm bảo an toàn thực phẩm từ các loài nhuyễn thể hai mảnh vỏ. Các khuyến cáo về mức độ tiêu thụ thực phẩm từ các loài này cần được thực hiện để giảm thiểu nguy cơ phơi nhiễm với Hg và As. Việc xây dựng các tiêu chuẩn an toàn thực phẩm rõ ràng và cụ thể cho từng loại nhuyễn thể là rất quan trọng. Ngoài ra, cần có các chương trình giáo dục cộng đồng về nguy cơ an toàn thực phẩm từ việc tiêu thụ các sản phẩm này.

3.1. Khuyến cáo sử dụng thực phẩm

Khuyến cáo về mức độ sử dụng thực phẩm từ các loài nhuyễn thể hai mảnh vỏ cần được đưa ra dựa trên các kết quả nghiên cứu. Đối với các loài như tu hài, ngán và ngao trắng, cần hạn chế tiêu thụ ở những khu vực có nồng độ Hg và As cao. Việc này không chỉ bảo vệ sức khỏe người tiêu dùng mà còn góp phần vào việc phát triển bền vững ngành thủy sản. Các cơ quan chức năng cần phối hợp chặt chẽ để thực hiện các biện pháp kiểm tra và giám sát chất lượng thực phẩm từ nhuyễn thể hai mảnh vỏ.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Khu vực ven biển Đông Bắc Bộ giữ vai trò trọng điểm trong chiến lược phát triển kinh tế biển của Việt Nam, với sản lượng khai thác và nuôi trồng thủy sản đạt hàng chục nghìn tấn mỗi năm. Riêng vùng cửa sông Bạch Đằng hàng năm tiếp nhận lượng dòng chảy lục địa mang theo khoảng 10.500 tấn COD, 4.400 tấn BOD5, 343 tấn photpho tổng số và gần 6 tấn kim loại nặng các loại. Trong bối cảnh công nghiệp hóa tăng nhanh, nguy cơ tồn dư các chất độc hại như Asen (As) và Thủy ngân (Hg) trong môi trường biển ngày càng hiện hữu. Động vật nhuyễn thể hai mảnh vỏ là nhóm sinh vật đáy ăn lọc mùn bã hữu cơ, ít di chuyển và có khả năng tích lũy sinh học cao, trở thành cầu nối truyền tải độc chất vào chuỗi thức ăn của con người.

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật chuyên ngành Kỹ thuật Môi trường của tác giả Đinh Thị Nga, thực hiện tại Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội năm 2017 dưới sự hướng dẫn của Tiến sĩ Văn Diệu Anh và sự phối hợp của Viện Tài nguyên và Môi trường biển, tập trung giải quyết bài toán cấp thiết về an toàn vệ sinh thực phẩm thủy sản. Mục tiêu nghiên cứu chính bao gồm: khảo sát và định lượng nồng độ As, Hg trong môi trường nước, trầm tích và mô thịt của 3 loài nhuyễn thể có giá trị kinh tế gồm tu hài (Lutraria rhynchaena), ngán (Austriella corrugata) và ngao trắng (Meretrix lyrata); xác định hệ số tích tụ sinh học BAF, BSAF; từ đó xây dựng các khuyến cáo sử dụng thực phẩm an toàn cho cộng đồng. Nghiên cứu được triển khai trên phạm vi 3 vùng sinh thái ven bờ trọng điểm thuộc 2 tỉnh thành Hải Phòng và Quảng Ninh trong giai đoạn 2016 - 2017, mang lại cơ sở dữ liệu thực nghiệm quan trọng nhằm kiểm soát rủi ro độc chất và bảo vệ sức khỏe cộng đồng.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu vận dụng lý thuyết về chu trình sinh - địa - hóa và độc học sinh thái biển của kim loại nặng. Độc tính của Asen và Thủy ngân phụ thuộc chặt chẽ vào dạng tồn tại hóa học. Trong môi trường biển, Asen vô cơ hóa trị 3 (AsIII) có độc tính cao gấp 50 lần so với Asen vô cơ hóa trị 5 (AsV), đồng thời độc hơn hàng trăm lần so với các hợp chất Asen hữu cơ như MMA và DMA. Đối với Thủy ngân, methyl thủy ngân là dạng hữu cơ nguy hiểm nhất, có ái lực cực mạnh với nhóm sulfhydryl của protein mô cơ và có thời gian bán thải kéo dài từ 70 đến 90 ngày trong cơ thể sinh vật thủy sinh.

Mô hình nghiên cứu sử dụng hệ số tích lũy sinh học từ nước BAF (Bioaccumulation Factor = Ct/Cw) và hệ số tích lũy sinh học từ trầm tích BSAF (Biota-Sediment Accumulation Factor = Ct/Cs). Đánh giá mức độ an toàn thực phẩm được xây dựng dựa trên mô hình lượng ăn vào hàng ngày chấp nhận được ADI (Acceptable Daily Intake) theo hướng dẫn của tổ chức ASEAN - Canada CPMS-II kết hợp quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước biển nuôi trồng thủy sản QCVN 10-MT:2015/BTNMT.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu tiến hành thu thập mẫu tại 3 khu vực đặc trưng: vịnh Lan Hạ - đảo Cát Bà (môi trường nước mặn xa bờ, thu mẫu tu hài); xã Hoàng Tân - thị xã Quảng Yên (môi trường rừng ngập mặn chịu ảnh hưởng sông Bạch Đằng, thu mẫu ngán); và xã Đồng Bài - huyện Cát Hải (bãi triều ven bờ cửa sông, thu mẫu ngao trắng). Quá trình khảo sát được tổ chức thành 2 đợt vào tháng 7/2016 (mùa mưa) và tháng 12/2016 (mùa khô).

Cỡ mẫu sinh vật được thu thập theo phương pháp chọn mẫu ngẫu nhiên phân tầng sinh học, mỗi nhóm kích thước tập hợp từ 20 đến 30 cá thể để tạo mẫu gộp đại diện nhằm loại bỏ sai số sinh học cá thể. Tu hài được chia thành 5 nhóm kích thước với chiều dài từ 60 đến 85 mm (khối lượng trung bình 28,95 đến 67,87 g/con); ngán chia thành 5 nhóm kích thước từ 41 đến 65 mm (khối lượng trung bình 22,0 đến 85,3 g/con); ngao trắng chia thành 2 nhóm kích thước từ 25 đến 35 mm (khối lượng trung bình 13,37 đến 14,24 g/con). Quy trình lấy và bảo quản mẫu tuân thủ nghiêm ngặt các tiêu chuẩn TCVN 5998:2005, TCVN 6663-3:2008 ở 4 độ C đối với nước biển; ISO 5667-19:2004 ở âm 20 độ C đối với trầm tích; và APHA 10200 đối với sinh vật. Mẫu mô mềm sinh vật được bóc tách giải phẫu, đồng nhất hóa và đông khô liên tục trong 48 giờ.

Phương pháp phân tích định lượng Asen tổng số được thực hiện bằng quang phổ hấp thụ nguyên tử kỹ thuật hóa hơi hydrua (AAS-HVG), và Thủy ngân tổng số được phân tích bằng kỹ thuật hóa hơi lạnh (AAS-CVAAS). Lý do lựa chọn hệ thiết bị này là độ nhạy vượt trội, giới hạn phát hiện ở mức phần tỷ (ppb), độ lặp lại cao và loại trừ triệt để ảnh hưởng nền của ma trận muối biển phức tạp theo chuẩn quốc tế AOAC và USEPA.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Khảo sát môi trường nước tại 3 vị trí cho thấy nồng độ Asen dao động từ 1,9 đến 3,7 µg/l, trong đó cao nhất tại Đồng Bài (3,7 µg/l), Hoàng Tân (3,6 µg/l) và thấp nhất tại Lan Hạ (1,9 µg/l). Nồng độ Thủy ngân trong nước dao động từ 0,19 đến 0,33 µg/l. Toàn bộ các giá trị này đều nằm trong ngưỡng an toàn của QCVN 10-MT:2015/BTNMT (giới hạn As là 20 µg/l, Hg là 1 µg/l).

Trong môi trường trầm tích, hàm lượng Asen dao động từ 0,0076 mg/kg (cát nuôi tu hài) đến 6,00 mg/kg (bùn bãi ngán Hoàng Tân), thấp hơn nhiều so với quy chuẩn QCVN 43:2012/BTNMT (41,6 mg/kg). Tuy nhiên, hàm lượng Thủy ngân trong trầm tích tại Hoàng Tân và Đồng Bài có dấu hiệu tích tụ cục bộ cao hơn so với nền cát sạch tại vịnh Lan Hạ.

Đối với mô sinh vật, mức độ tích lũy kim loại nặng có sự phân hóa sâu sắc giữa các loài:

• Tu hài tại Cát Bà có hàm lượng As từ 0,10 đến 0,13 mg/kg và Hg từ 0,022 đến 0,033 mg/kg. Nhóm tu hài nhỏ nhất (60 - 65 mm) không phát hiện Thủy ngân.
• Ngao trắng tại Đồng Bài có hàm lượng As dao động từ 0,19 đến 0,23 mg/kg, ổn định qua các nhóm kích cỡ và có xu hướng tăng nhẹ vào đợt tháng 12.
• Ngán tại Hoàng Tân ghi nhận mức độ tích lũy độc chất cao nhất. Hàm lượng Asen trong ngán tăng vọt theo kích thước và độ tuổi: nhóm ngán nhỏ (41 - 45 mm) chỉ chứa khoảng 0,29 mg/kg, trong khi nhóm kích thước lớn nhất (61 - 65 mm) tích lũy lên tới 2,91 mg/kg, tăng gấp 10 lần (tương đương mức tăng 1000%). Tương tự, hàm lượng Thủy ngân trong ngán đạt đỉnh 0,55 mg/kg vào đợt tháng 7 ở nhóm kích thước 56 - 65 mm.

Thảo luận kết quả

Sự khác biệt rõ rệt về mức độ tích lũy giữa 3 loài được giải thích bởi đặc điểm sinh thái và tập tính sinh dưỡng. Tu hài được nuôi trong lồng treo chứa giá thể cát ở tầng nước có độ trao đổi mạnh, nguồn thức ăn chủ yếu là thực vật phù du tầng mặt, nên mức tích lũy độc chất rất thấp. Ngược lại, ngán là loài sống vùi sâu từ 0,5 đến 1 mét dưới bùn đáy rừng ngập mặn, chu kỳ sinh trưởng kéo dài từ 2 đến 3 năm (so với chu kỳ 1 năm của tu hài và ngao trắng), tiếp xúc thường xuyên với trầm tích giàu mùn bã hữu cơ liên kết kim loại nặng, dẫn đến hiện tượng khuếch đại sinh học theo thời gian.

So sánh với các nghiên cứu trước đây tại Vân Đồn (Quảng Ninh), hàm lượng As trong tu hài tại Cát Bà (0,10 - 0,13 mg/kg) thấp hơn khoảng 10 lần so với tu hài Vân Đồn (1,014 - 1,060 mg/kg), đồng thời hàm lượng Hg cũng thấp hơn đáng kể (0,022 - 0,033 mg/kg so với 0,197 - 0,315 mg/kg). Nguyên nhân xuất phát từ chất lượng nước vùng nuôi vịnh Lan Hạ trong sạch hơn hẳn vùng nuôi Vân Đồn (nồng độ As trong nước tại Lan Hạ chỉ là 1,9 µg/l so với 12,86 µg/l tại Vân Đồn).

Dữ liệu nghiên cứu có thể được trực quan hóa thông qua hệ thống biểu đồ thanh so sánh hệ số BAF và BSAF giữa 3 loài, kết hợp đồ thị phân tán biểu diễn tương quan tuyến tính giữa chiều dài vỏ sinh vật và nồng độ As, Hg. Đồ thị cho thấy hệ số tương quan R bình phương đạt giá trị cao ở loài ngán, minh chứng cho xu hướng tích lũy tỷ lệ thuận với độ tuổi cá thể.

Đề xuất và khuyến nghị

Nhằm giảm thiểu nguy cơ phơi nhiễm kim loại nặng từ hải sản và thúc đẩy phát triển nghề nuôi bền vững, luận văn đưa ra 4 nhóm giải pháp cụ thể:

1. Hoàn thiện khung pháp lý và tiêu chuẩn chất lượng: Đề nghị Bộ Y tế phối hợp với Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn bổ sung giới hạn nồng độ tối đa cho phép đối với Asen và Thủy ngân trong nhóm nhuyễn thể hai mảnh vỏ vào quy chuẩn QCVN 8-2:2011/BYT, hoàn thành trong giai đoạn 2018 - 2020 để tạo hành lang pháp lý kiểm soát an toàn thực phẩm.
2. Khuyến cáo định mức tiêu thụ an toàn: Căn cứ theo hệ số ADI cho người trưởng thành có thể trọng 60 kg, người tiêu dùng có thể an tâm sử dụng tu hài và ngao trắng với định lượng thông thường. Tuy nhiên, đối với ngán khai thác tự nhiên tại bãi triều rừng ngập mặn, đặc biệt là các cá thể kích thước lớn trên 60 mm (có hàm lượng As đạt 2,91 mg/kg và Hg đạt 0,55 mg/kg), cần hạn chế mức tiêu thụ tối đa không quá 300 - 400 g thịt/người/tuần để tránh tích lũy độc chất mạn tính.
3. Thiết lập mạng lưới quan trắc định kỳ: Sở Tài nguyên và Môi trường Hải Phòng và Quảng Ninh cần định kỳ 4 đợt/năm quan trắc chất lượng nước và bùn đáy tại các vùng nuôi ngao Đồng Bài và vùng bãi ngán Hoàng Tân, tập trung giám sát chặt chẽ các chỉ tiêu As, Hg và tải lượng chất rắn lơ lửng.
4. Kiểm soát nguồn phát thải từ lục địa: Các khu công nghiệp, cơ sở luyện kim, nhiệt điện và chế biến công nghiệp dọc lưu vực sông Bạch Đằng, sông Kinh Thầy cần đầu tư hệ thống xử lý nước thải đạt chuẩn trước khi xả ra môi trường, hướng tới mục tiêu giảm 25% tổng tải lượng kim loại nặng đổ ra biển trước năm 2025.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Cơ quan quản lý nhà nước (Bộ Y tế, Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, Chi cục Thủy sản, Chi cục An toàn vệ sinh thực phẩm): Sử dụng kết quả nghiên cứu làm căn cứ khoa học để hoạch định chính sách, xây dựng bổ sung tiêu chuẩn kiểm nghiệm độc chất trong hải sản hai mảnh vỏ thương phẩm.
2. Viện nghiên cứu và giảng viên, sinh viên ngành Môi trường, Độc học sinh thái, Thủy sản: Tài liệu cung cấp phương pháp luận chuẩn mực về quy trình lấy mẫu, đông khô, phân tích AAS-HVG, CVAAS và phương pháp tính toán hệ số sinh học BAF, BSAF, ADI.
3. Doanh nghiệp, hợp tác xã và hộ nuôi trồng thủy sản ven biển: Nắm bắt đặc điểm tích lũy kim loại để lựa chọn vị trí đặt lồng bè thích hợp (ưu tiên vùng nước xa bờ như vịnh Lan Hạ), cải tạo nền đáy và kiểm soát thời điểm thu hoạch tối ưu nhằm nâng cao giá trị thương phẩm xuất khẩu.
4. Chuyên gia dinh dưỡng và người tiêu dùng: Có thêm hiểu biết thực chứng về mức độ an toàn của từng loại hải sản, từ đó xây dựng khẩu phần ăn hợp lý, biết cách lựa chọn kích cỡ thủy hải sản an toàn nhằm bảo vệ sức khỏe gia đình.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao ngán lại tích lũy Asen và Thủy ngân cao hơn gấp nhiều lần so với tu hài và ngao trắng? Ngán sống vùi sâu từ 0,5 đến 1 mét dưới bùn đáy rừng ngập mặn cửa sông, nơi tích tụ nhiều cặn lắng công nghiệp. Chu kỳ sống của ngán kéo dài 2 đến 3 năm, dài hơn nhiều so với chu kỳ 1 năm của tu hài và ngao, tạo điều kiện cho độc chất tích lũy sinh học mạn tính vào mô cơ.

2. Nồng độ Asen và Thủy ngân trong nước biển tại các điểm nghiên cứu có vượt quy chuẩn không? Kết quả phân tích 2 đợt khảo sát xác định nồng độ Asen trong nước đạt 1,9 đến 3,7 µg/l (dưới ngưỡng 20 µg/l) và Thủy ngân đạt 0,19 đến 0,33 µg/l (dưới ngưỡng 1 µg/l) theo QCVN 10-MT:2015/BTNMT, chứng minh nguồn nước mặt ven bờ tại các vùng khảo sát vẫn nằm trong giới hạn an toàn.

3. Có phải cá thể nhuyễn thể có kích thước càng lớn thì càng chứa nhiều kim loại nặng? Đúng đối với loài ngán và tu hài. Dữ liệu thực nghiệm cho thấy ngán kích thước lớn (61 - 65 mm) có hàm lượng Asen lên tới 2,91 mg/kg, cao gấp 10 lần nhóm nhỏ (41 - 45 mm). Do đó, việc tiêu thụ các cá thể có kích thước quá lớn cần được kiểm soát về số lượng.

4. Phương pháp phân tích quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS trong luận văn có ưu điểm gì? Kỹ thuật AAS-HVG đối với Asen và AAS-CVAAS đối với Thủy ngân cho phép hóa hơi nguyên tử ở nhiệt độ thích hợp, giúp phát hiện vết kim loại ở nồng độ cực nhỏ với độ chính xác cao, loại bỏ hoàn toàn các sai số do muối khoáng trong nền mẫu sinh vật biển.

5. Chỉ số BAF và BSAF phản ánh điều gì trong đánh giá an toàn sinh thái? BAF và BSAF là các hệ số định lượng tỷ lệ tích tụ độc chất trong mô sinh vật so với nồng độ tương ứng trong nước và trầm tích. Chỉ số này giúp xác định loài sinh vật chỉ thị môi trường và dự báo nguy cơ lan truyền độc chất qua chuỗi thức ăn đến con người.

Kết luận

• Luận văn đã định lượng toàn diện hiện trạng tích lũy Asen và Thủy ngân trên 3 loài nhuyễn thể hai mảnh vỏ quan trọng tại vùng biển Đông Bắc Bộ qua 2 đợt quan trắc chi tiết.
• Xác định môi trường nước tại cả 3 vùng nuôi đều đạt quy chuẩn QCVN 10-MT:2015/BTNMT, tuy nhiên trầm tích vùng cửa sông tiếp nhận Thủy ngân cao hơn vùng biển hở.
• Tu hài và ngao trắng có mức tích lũy độc chất thấp, an toàn cho tiêu dùng; trong khi ngán thể hiện khả năng tích lũy Asen và Thủy ngân tăng mạnh theo kích thước vỏ và tuổi thọ.
• Thiết lập thành công hệ số BAF, BSAF và bảng định mức tiêu thụ thực phẩm an toàn theo chỉ số ADI cho người có thể trọng 60 kg.
• Cung cấp luận cứ khoa học thực tiễn giúp cơ quan quản lý ban hành tiêu chuẩn kiểm soát độc chất trong nhuyễn thể hai mảnh vỏ và định hướng quy hoạch vùng nuôi an toàn giai đoạn 2020 - 2025.

Các cơ quan quản lý, viện nghiên cứu và doanh nghiệp thủy sản hãy áp dụng ngay các khuyến nghị khoa học từ luận văn để nâng cao chất lượng hải sản Việt Nam và bảo đảm an toàn sức khỏe cho toàn cộng đồng.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Tổng quan chung về As, Hg 1.Đặc tính của As, Hg Asen (As) Asen là nguyên tố hóa học có ký hiệu As và số nguyên tử 33, khối lượng nguyên tử là 74,92. As là một á kim có nhiều dạng thù hình: màu vàng (phân tử phi kim) và một vài dạng màu đen và xám (á kim). Ba dạng có tính kim loại của asen với cấu trúc tinh thể khác nhau cũng được tìm thấy trong tự nhiên (các khoáng vật asensensustricto và hiếm hơn là asenolamprit cùng parasenolamprit), nhưng nói chungasen hay tồn tại dưới dạng các hợp chất asenua và asenat.

As và các hợp chất của nó được sử dụng như là thuốc trừ dịch hại, thuốc trừ cỏ, thuốc trừ sâu và trong nhiều loại hợp kim. Trong tiếng Việt, As thường bị gọi nhầm là thạch tín - vốn là từ chỉ quặng oxit của nó - asentrioxit (As2O3), cũng là chất độc như asen. Nhưng thạch tín là arsenolit, một dạng khác của asen và có độc, hình thành thứ cấp như là sản phẩm phong hóa (oxi hóa) của các khoáng vật sulfua chứa asen trong các mạch nhiệt dịch. Trạng thái ôxi hóa phổ biến nhất của asen là -3 (asenua), +3 (asenit: phần lớn các hợp chất asen hữu cơ), +5 (asenat: phần lớn các hợp chất vô cơ chứa ôxy của asen ổn định).

Asen cũng dễ tự liên kết với chính nó, chẳng hạn tạo thành các cặp As-As trong sulfua đỏ hùng hoàng (α-As4S4) và các ion As43- vuông trong khoáng cobanasenua có tên skutterudit. Ở trạng thái ôxi hóa +3, tính chất hóa học lập thể của asen chịu ảnh hưởng bởi sự có mặt của cặp electron không liên kết. Cần phân biệt giữa asen vô cơ và asen hữu cơ, trong khi asen vô cơ có độc tính mạnh, asen hữu cơ có nguồn gốc tự nhiên từ sự phân hủy các loài cá, hải sản, có độc tính thấp hơn nhiều và đào thải nhanh chóng khỏi cơ thể con người[1]. Do sự phân bố của asen và nguồn gốc của nó mà asen tồn tại dưới nhiều dạng thù hình khác nhau như dạng rắn (tinh thể) ở trong các quặng, đá, đất trầm tích tạo ra các chất H3AsO4-, H3AsO3, HAsO42- có màu sáng, ánh… Ngoài ra,asen còn tồn tại trong không khí khi nóng sẽ phản ứng với O2, kim loại và phi kim loại để tạo thành các hợp chất vô cơ.

3 4As + 3O2 2As2O3 2As + 3Cl2 2AsCl3 và còn phản ứng với axit: 2As + 5HNO3 +2H2O = 3H3AsO4 + 5NO Asen với cacbon và hydro tạo ra hợp chất asen hữu cơ. Các hợp chất hữu cơ của asen thường ít độc hại so với các hợp chất vô cơ. Asen vô cơ từ các khu vực ô nhiễm công nghiệp tồn tại dưới dạng asenate (As+5), asenite (As+3), asen nguyên tố (As0) và ở dạng khí arsine (AsH3). Ở môi trường khử trong lòng đất, các vi khuẩn kỵ khí methanogenicbacteria khử asenate (As+5) thành asenite (As+3) và methyl hóa chúng tạo axit methylasenic (CH3AsO(OH)2) hay axit dymethylasenic (CH3)2AsO(OH)2.

Những hợp chất này có thể methyl hóa tiếp tạo trimethylarsinic bay hơi rất độc và dimethylarsine (As +3) rất độc, ngược lại As+5 lại bền vững trong môi trường hiếu khí như môi trường nước mặt [7]. Thủy ngân (Hg) Thủy ngân ký hiệu Hg, có số nguyên tử 80, là một kim loại nặng có ánh bạc, có dạng lỏng ở nhiệt độ thường. Thủy ngân được sử dụng trong các nhiệt kế, áp kế và các thiết bị khoa học khác. Thủy ngân thu được chủ yếu bằng phương pháp khử khoáng chất chu sa.

Thủy ngân có tính dẫn nhiệt kém nhưng dẫn điện tốt. Thủy ngân tạo ra hợp kim với phần lớn các kim loại, bao gồm vàng, nhôm và bạc, đồng nhưng không tạo với sắt. Do đó, người ta có thể chứa thủy ngân trong bình bằng sắt. Telua cũng tạo ra hợp kim, nhưng nó phản ứng rất chậm để tạo ra telurua thủy ngân.

Hợp kim của thủy ngân được gọi là hỗn hống. Thủy ngân có hệ số nở nhiệt là hằng số khi ở trạng thái lỏng, hoạt động hóa học kém kẽm và cadmium. Trạng thái ôxi hóa phổ biến của nó là +1 và +2. Rất ít hợp chất trong đó thủy ngân có hóa trị +3 tồn tại [1].

Các dạng tồn tại của As, Hg trong môi trường Asen (As) Trong môi trường, asen tồn tại dưới các dạng sau: - Hợp chất vô cơ chứa trong các quặng như As2S3, FeAsS, As2O3 4 - Muối của asen gồm Asenat và Asenic - Asen hữu cơ như ClCH=CHAsCl, (C6H5)2AsCl, (C6H5)2AsCN Trong các dạng asen thường gặp thì asen vô cơ hoá trị III (AsIII) rất dễ tan và có độc tính gấp 50 lần so với asen vô cơ hoá trị V (AsV) và độc gấp hàng trăm lần so với monomethylarsonic acid (MMA) và dimethylarsinic acid (DMA). Trong khi arsen vô cơ (AsIII và AsV ) được cho là chất gây ung thư thì các dạng methyl (MMA và DMA) được xác định là xúc tiến quá trình ung thư. Do các hoạt động của con người mà asen dạng vô cơ tồn tại trong nước biển.1 của nước biển, asen tồn tại chủ yếu ở dạng asenat ( [H2AsO4]- có kích thước và pK2a rất gần giống với của ion photphat [H2PO4]-. Trong khi đó, nguồn dinh dưỡng cho các loài tảo chính là photphat.

Do sự giống nhau này mà asen dạng vô cơ dễ dàng hấp thụ trong tảo và được tảo chuyển hóa thành các dạng asen hữu cơ khác. Cá nhỏ xem tảo như thức ăn, cá lớn ăn cá nhỏ, và cứ như thế asen dạng hữu cơ tích tụ dần. Các loài nhuyễn thể hai mảnh vỏ là những động vật ăn lọc, chúng ăn các chất hữu cơ trong nước và hấp thụ asen vào trong cơ thể [18]. Thủy ngân Trong đời sống hàng ngày, thủy ngân tồn tại ở nhiều dạng và được ứng dụng rộng ở nhiều lĩnh vực như sau [7]: + Thuỷ ngân nguyên tố, dưới dạng lỏng (kí hiệu Hg0).

Đây là một dạng quen thuộc và thường thấy trong các nhiệt kế. + Thuỷ ngân dưới dạng khí (kí hiệu Hg0), là thuỷ ngân dưới tác dụng của nhiệt chuyển thành hơi. + Thuỷ ngân vô cơ như là (HgO, Hg(OH)2, Hg2Cl2, HgCl2, HgI2, HgCN2, Hg(NO3)2, Hg(CNO)2,…) có độ hòa tan khác nhau. Các hợp chất thủy ngân vô cơ được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực y tế, quân sự, công nghiệp và được sử dụng để làm sơn chống hà.

+ Thủy ngân hữu cơ: Hầu hết các hợp chất thủy ngân hữu cơ khó hòa tan ((CH3)2Hg phân huỷ chậm và(CH3)Hg+ hầu như không phân huỷ), không tham gia phản ứng trong môi trường axit yếu hoặc ái lực yếu của thủy ngân và liên kết C-O. Các dạng thủy ngân hữu cơ dạng RHgX được sử dụng chủ yếu trong các loại thuốc bảo vệ thực vật, y tế. 5 + Ngoài ra, một số dạng khác (HgS) khó hoà tan, tồn tại trong trầm tích, cặn lắng của sông khi pH thấp nó có thể hoà tan một phần tạo thành Hg +2đi vào chuỗi thức ăn. Trong nước tự nhiên, các hợp chất của thủy ngân dễ bị khử hoặc bay hơi nên hàm lượng thủy ngân trong nước rất nhỏ.

Nó có thể tồn tại ở dạng kim loại, dạng ion vô cơ hoặc dạng hợp chất hữu cơ. Trong môi trường giàu oxi, thủy ngân tồn tại chủ yếu dạng hóa trị II. Trong môi trường biển, thủy ngân tồn tại dạng ion, trong hạt lơ lửng, dạng phức và dạng metyl thủy ngân. Hầu hết thủy ngân trong nước cửa sông được liên kết với các phần tử chất rắn có kích thước lớn hơn 0,45µm [6].

Thủy ngân trong trầm tích rất ít vì bị lôi cuốn bởi các hạt rắn lơ lửng [6]. Như vậy, các loài nhuyễn thể 2 mảnh vỏ sẽ bị phơi nhiễm thủy ngân khi sử dụng lượng lớn mùn bã hữu cơ làm thức ăn vì đã xác định có mối tương quan chặt giữa nồng độ thủy ngân, lượng chất rắn lơ lửng trong nước và lượng mùn bã hữu cơ. Quá trình tích tụ thủy ngân trong nhuyễn thể 2 mảnh vỏ ở cả hai pha (thủy ngân hòa tan và dạng hạt liên kết với chất rắn lơ lửng). Dạng thủy ngân liên kết chất rắn lơ lửng chiếm 58% so với dạng hòa tan trong nước.

Thủy ngân sẽ tích lũy vào trong mô thịt và một phần thải qua dạ dày như sau [6]: Hình 1.Sơ đồ các nguồn tích tụ thủy ngân trong các loài nhuyễn thể 2 mảnh vỏ 6 1. Các tác động của As và Hg Asen Asen được hấp thụ qua hô hấp, tiêu hóa và qua da, trong đó qua tiêu hóa là chính. Asen được bài tiết qua thận, nước tiểu và qua tóc, móng tay. Asen tích tụ trong cơ thể chủ yếu trong các mô, trong cơ.

Biểu hiện nhiễm độc cấp tính của asen là tổn thương mạnh đến hệ tiêu hóa, rối loạn thần kinh, khi nồng độ nhiễm lên tới 60mg/l thì có thể gây chết. Nhiễm độc mãn tính: Tiếp xúc với asen ở nồng độ thấp sẽ gây viêm da, nhiễm sắc tố da, móng tay- chân đen dễ rụng. Thời gian nhiễm độc kéo dài sẽ gây ung thư da, ung thư bàng quan và ung thư phổi [1]. Theo chỉ dẫn 67/548/EEC của Liên minh châu Âu, asen được phân loại là "độc" và "nguy hiểm cho môi trường".

IARC công nhận các hợp chất của asen là các chất gây ung thư nhóm 1 và EU liệt kê TrioxitAs, PentoxitAs và các muối Asenat là các chất gây ung thư loại 1. Thủy ngân (Hg) Tính độc của Hg trong môi trường rất cao vì khả năng tích tụ theo chuỗi thức ăn và khả năng đào thải thấp. Các biến chứng khi nhiễm thủy ngân là nghiêm trọng, đặc biệt là thủy ngân hữu cơ (dạng cực độc là metyl thủy ngân). Dưới đây là một số tính độc thường thấy của các hợp chất thủy ngân: - Hg nguyên tố: không độc, trơ và được đào thải nhanh.

- Hg dạng hơi: rất độc, có thể theo đường hô hấp  phổi  máu  não  gây độc. - Hg dạng muối vô cơ HgCl2, Hg2Cl2 ít tan, ít độc vì thường là hợp chất không tan. - Hg+2 là ion độc nhưng khó vận chuyển qua màng sinh học của tế bào (khó xâm nhập qua màng sinh học của tế bào) nhưng có khả năng kết hợp với lưu huỳnh trong cấu trúc của Enzim để đi vào tế bào: - Metyl thủy ngân là hình thái độc nhất của thủy ngân, có thể hoà tan trong mỡ hoặc các thành phần lipit của màng trong não, được tích tụ trong các tế bào với chu kì bán dài. Metyl thủy ngân có thể được vận chuyển từ mẹ sang con khi mẹ bị nhiễm độc.

Metyl thủy ngân tích lũy ở thủy sản vì không thể loại bỏ theo quá trình 7 chế biến thủy sản do metyl thủy ngân liên kết chặt với protein trong tế bào, 95% metyl thủy ngân sẽ hấp thụ vào trong các bộ phận của loài cá sau 2 ngày và tồn tại trong cơ thể từ 70÷90 ngày.