Tổng quan nghiên cứu

Việt Nam sở hữu hơn 3.260 km đường bờ biển và diện tích khu đặc quyền kinh tế trên 1 triệu km², tạo điều kiện thuận lợi cho phát triển ngành nuôi trồng thủy sản, đặc biệt là các loài động vật hai mảnh vỏ như ngao trắng (Meretrix lyrata). Tuy nhiên, theo báo cáo của ngành, biển Việt Nam đang đứng thứ 4 thế giới về mức độ ô nhiễm rác thải, trong đó ô nhiễm kim loại nặng (KLN) là một trong những vấn đề nghiêm trọng nhất. Các kim loại nặng như Cadmium (Cd), Thủy ngân (Hg) và Chì (Pb) có khả năng tích lũy sinh học cao, gây nguy hại cho sức khỏe con người và môi trường sinh thái biển.

Mục tiêu nghiên cứu là đánh giá hàm lượng Cd, Hg, Pb trong nước nuôi và trong mô ngao trắng tại khu vực ven biển Quảng Ninh và Hải Phòng, đồng thời xác định hệ số tích lũy sinh học (BAF) của các kim loại này trong ngao trắng. Nghiên cứu được thực hiện trong các đợt thu mẫu tháng 5 và tháng 12 năm 2021-2022, tại 6 điểm lấy mẫu gồm Móng Cái, Cô Tô, Vân Đồn, Hạ Long (Quảng Ninh) và Cát Hải, Tiên Lãng (Hải Phòng). Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc giám sát chất lượng thủy sản, cảnh báo mức độ tiêu thụ an toàn và góp phần bảo vệ sức khỏe cộng đồng.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết về tích lũy sinh học và độc tính của kim loại nặng trong sinh vật thủy sinh. Kim loại nặng được định nghĩa là các nguyên tố có khối lượng riêng lớn hơn 5 g/cm³, trong đó Cd, Hg, Pb là những kim loại độc hại có khả năng tích lũy lâu dài trong cơ thể sinh vật. Quá trình tích lũy sinh học được đánh giá thông qua hệ số tích lũy sinh học (Bioaccumulation Factor - BAF), là tỷ lệ nồng độ kim loại trong mô sinh vật so với nồng độ trong môi trường nước. BAF > 1 cho thấy sự tích lũy cao và nguy cơ ô nhiễm sinh học.

Ngoài ra, các quy chuẩn Việt Nam như QCVN 8-2:2011/BYT về giới hạn ô nhiễm KLN trong thực phẩm và QCVN 10-MT:2015/BTNMT về chất lượng nước biển được sử dụng làm chuẩn mực so sánh. Các chỉ số như ADI (Acceptable Daily Intake) và PTWI (Provisional Tolerable Weekly Intake) được áp dụng để đánh giá mức độ tiêu thụ thực phẩm an toàn.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính gồm mẫu ngao trắng và mẫu nước nuôi thu thập tại 6 điểm ven biển Quảng Ninh và Hải Phòng trong 3 đợt khảo sát (06/2021, 12/2021, 05/2022). Mỗi điểm lấy mẫu gồm 30 cá thể ngao trắng có độ tuổi 3-6 tháng. Mẫu nước được bảo quản lạnh 3-5°C, mẫu ngao được bảo quản đông sâu -20°C.

Phân tích kim loại nặng trong nước sử dụng phương pháp EPA 200.8, xác định tổng nồng độ kim loại hòa tan bằng ICP-MS. Phân tích kim loại trong mô ngao áp dụng phương pháp AOAC 2015.01, sử dụng phá mẫu vi sóng MARS và phân tích ICP-MS Agilent 7900. Độ chính xác được kiểm tra bằng vật liệu tham chiếu tiêu chuẩn DORM-3 với độ thu hồi từ 86% đến 100%.

Phân tích số liệu sử dụng phần mềm Excel và PCA để loại bỏ sai số và xác định biến động kim loại. Hệ số BAF được tính theo công thức:

[ BAF = \frac{C_t}{C_w} ]

trong đó (C_t) là nồng độ kim loại trong mô ngao (mg/kg), (C_w) là nồng độ kim loại trong nước (mg/l).

Mức độ tiêu thụ thực phẩm an toàn được xác định dựa trên ADI, tính theo công thức:

[ \text{Mức tiêu thụ} = \frac{ADI}{BAF \times EC} ]

với EC là tiêu chuẩn môi trường theo QCVN 10-MT:2015/BTNMT.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Hàm lượng kim loại nặng trong nước nuôi:

    • Cd dao động từ 0,0001 đến 0,0008 mg/l, cao nhất tại Vân Đồn (0,0008 mg/l), thấp nhất tại Móng Cái và Tiên Lãng (0,0001 mg/l).
    • Hg dao động từ 0,0001 đến 0,0003 mg/l, không có sự chênh lệch lớn giữa các điểm, đều nằm trong giới hạn QCVN 10-MT:2015/BTNMT (0,001 mg/l).
    • Pb dao động từ 0,0061 đến 0,0326 mg/l, cao nhất tại Vân Đồn (0,0326 mg/l), thấp nhất tại Móng Cái (0,0061 mg/l), tất cả đều dưới ngưỡng cho phép 0,05 mg/l.

  2. Hàm lượng kim loại nặng trong mô ngao trắng:

    • Cd dao động từ 0,1252 đến 0,4198 mg/kg, cao nhất tại Vân Đồn, thấp nhất tại Móng Cái.
    • Hg dao động từ 0,00139 đến 0,20076 mg/kg, cao nhất tại Vân Đồn, thấp nhất tại Móng Cái.
    • Pb dao động từ 0,00276 đến 0,55278 mg/kg, cao nhất tại Vân Đồn, thấp nhất tại Móng Cái.
      Tất cả hàm lượng KLN đều nằm trong giới hạn cho phép của QCVN 8-2:2011/BYT (Cd ≤ 2,0 mg/kg; Pb ≤ 1,5 mg/kg; Hg ≤ 0,5 mg/kg).

  3. Hệ số tích lũy sinh học (BAF):

    • BAF Cd tại các điểm dao động từ khoảng 150 đến 525, cho thấy ngao trắng tích lũy Cd rất mạnh so với môi trường nước.
    • BAF Hg và Pb cũng cho thấy mức tích lũy cao, đặc biệt tại Vân Đồn, phản ánh mức độ ô nhiễm sinh học đáng kể.
    • BAF > 1 ở tất cả các điểm, chứng tỏ ngao trắng là sinh vật tích lũy KLN hiệu quả.

  4. Mức độ tiêu thụ thực phẩm an toàn:

    • Dựa trên ADI và BAF, mức tiêu thụ ngao trắng an toàn hàng ngày được khuyến cáo không vượt quá khoảng 0,5-1,2 kg/ngày đối với Cd, Hg và Pb, tùy theo khu vực.
    • Mức tiêu thụ tại Vân Đồn cần được kiểm soát chặt chẽ hơn do hàm lượng KLN cao hơn các khu vực khác.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân hàm lượng KLN cao tại Vân Đồn có thể liên quan đến hoạt động công nghiệp và nguồn thải sinh hoạt gần đó, phù hợp với các báo cáo trước đây về ô nhiễm kim loại nặng tại khu vực này. So sánh với các nghiên cứu quốc tế, hàm lượng Cd và Pb trong ngao trắng tại Quảng Ninh và Hải Phòng thấp hơn đáng kể so với vùng bờ biển phía bắc Trung Java (Indonesia) và tương đương hoặc cao hơn một số khu vực tại Trung Quốc.

Việc ngao trắng tích lũy KLN với hệ số BAF lớn cho thấy khả năng sinh học hấp thụ và tích tụ kim loại nặng từ môi trường nước và thức ăn. Dữ liệu này có thể được trình bày qua biểu đồ cột so sánh hàm lượng KLN trong nước và mô ngao, cũng như biểu đồ đường thể hiện BAF tại từng điểm lấy mẫu.

Kết quả nghiên cứu góp phần làm rõ mối liên hệ giữa ô nhiễm môi trường nước và tích lũy KLN trong thủy sản, từ đó hỗ trợ công tác quản lý môi trường và an toàn thực phẩm tại các vùng nuôi trồng thủy sản ven biển.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Tăng cường giám sát chất lượng nước và thủy sản tại các khu vực ven biển Quảng Ninh và Hải Phòng, đặc biệt là điểm Vân Đồn, nhằm phát hiện sớm và kiểm soát ô nhiễm kim loại nặng. Thời gian thực hiện: hàng quý; chủ thể: Sở Tài nguyên và Môi trường, Viện Công nghệ môi trường.

  2. Xây dựng quy chuẩn và hướng dẫn tiêu thụ an toàn ngao trắng dựa trên kết quả ADI và BAF, khuyến cáo người dân không tiêu thụ vượt quá mức cho phép để bảo vệ sức khỏe. Thời gian: 6 tháng; chủ thể: Bộ Y tế, Cục An toàn thực phẩm.

  3. Phát triển mô hình nuôi trồng thủy sản sạch, áp dụng công nghệ xử lý nước thải và kiểm soát nguồn thải công nghiệp, giảm thiểu ô nhiễm kim loại nặng trong môi trường nuôi. Thời gian: 1-2 năm; chủ thể: Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, các doanh nghiệp nuôi trồng.

  4. Tuyên truyền nâng cao nhận thức cộng đồng về tác hại của KLN và cách lựa chọn thực phẩm an toàn, đồng thời khuyến khích sử dụng các sản phẩm thủy sản đạt chuẩn. Thời gian: liên tục; chủ thể: UBND địa phương, các tổ chức xã hội.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Nhà quản lý môi trường và an toàn thực phẩm: Sử dụng kết quả nghiên cứu để xây dựng chính sách giám sát và quản lý ô nhiễm KLN trong thủy sản ven biển.

  2. Các nhà nghiên cứu và học viên ngành kỹ thuật môi trường, thủy sản: Tham khảo phương pháp phân tích, đánh giá tích lũy KLN và áp dụng cho các nghiên cứu tương tự.

  3. Doanh nghiệp nuôi trồng và chế biến thủy sản: Áp dụng các khuyến nghị để nâng cao chất lượng sản phẩm, đảm bảo an toàn cho người tiêu dùng.

  4. Người tiêu dùng và cộng đồng ven biển: Nắm bắt thông tin về mức độ ô nhiễm và tiêu thụ thực phẩm an toàn, bảo vệ sức khỏe bản thân và gia đình.

Câu hỏi thường gặp

  1. Kim loại nặng nào được nghiên cứu trong luận văn?
    Luận văn tập trung vào ba kim loại nặng chính là Cadmium (Cd), Thủy ngân (Hg) và Chì (Pb), do tính độc hại và khả năng tích lũy sinh học cao của chúng trong môi trường và sinh vật.

  2. Phương pháp phân tích kim loại nặng được sử dụng là gì?
    Mẫu nước được phân tích bằng phương pháp EPA 200.8, mẫu ngao trắng được phân tích bằng phương pháp AOAC 2015.01 sử dụng phá mẫu vi sóng và ICP-MS, đảm bảo độ chính xác và độ nhạy cao.

  3. Hàm lượng kim loại nặng trong ngao trắng có vượt quá giới hạn cho phép không?
    Kết quả cho thấy hàm lượng Cd, Hg, Pb trong ngao trắng tại các khu vực nghiên cứu đều nằm trong giới hạn cho phép của QCVN 8-2:2011/BYT, đảm bảo an toàn cho người tiêu dùng nếu tuân thủ mức tiêu thụ khuyến cáo.

  4. Hệ số tích lũy sinh học (BAF) có ý nghĩa gì?
    BAF phản ánh mức độ tích tụ kim loại nặng trong sinh vật so với môi trường nước. BAF > 1 cho thấy sinh vật tích lũy kim loại mạnh, cần được giám sát để đánh giá nguy cơ ô nhiễm sinh học.

  5. Làm thế nào để người dân biết mức tiêu thụ ngao trắng an toàn?
    Dựa trên ADI và BAF, nghiên cứu đề xuất mức tiêu thụ ngao trắng an toàn không vượt quá khoảng 0,5-1,2 kg/ngày tùy khu vực. Người tiêu dùng nên tuân thủ khuyến cáo này để tránh nguy cơ tích tụ kim loại độc hại.

Kết luận

  • Nồng độ Cd, Hg, Pb trong nước nuôi ngao trắng tại Quảng Ninh và Hải Phòng đều nằm trong giới hạn cho phép của QCVN 10-MT:2015/BTNMT.
  • Hàm lượng kim loại nặng trong mô ngao trắng không vượt quá giới hạn an toàn theo QCVN 8-2:2011/BYT, tuy nhiên có sự khác biệt rõ rệt giữa các khu vực, cao nhất tại Vân Đồn.
  • Hệ số tích lũy sinh học (BAF) cho thấy ngao trắng có khả năng tích tụ kim loại nặng mạnh, đặc biệt là Cd và Pb.
  • Mức tiêu thụ ngao trắng an toàn được xác định nhằm bảo vệ sức khỏe cộng đồng, khuyến cáo không vượt quá 0,5-1,2 kg/ngày tùy khu vực.
  • Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học cho công tác giám sát ô nhiễm KLN và quản lý an toàn thực phẩm thủy sản ven biển, đề xuất các giải pháp kiểm soát và nâng cao nhận thức cộng đồng.

Hành động tiếp theo: Cần triển khai giám sát định kỳ, xây dựng quy chuẩn tiêu thụ an toàn và phát triển mô hình nuôi trồng thủy sản sạch tại các khu vực nghiên cứu để bảo vệ môi trường và sức khỏe người dân.