Mở đầu (5 trang), Chương. 1 ~ Tổng quan tài liệu nghiên cứu (29 trang), Chương 2 ~ Đối tượng, phạm vi và phương pháp nghiên cứu (12 trang), Chương 3 - Kết quả và Bàn luận (32 trang), Kết luận và Kiến nghị (2 trang) và Tài liệu tham khảo (7 trang). Tổng quan tài liệu nghiên cứu ~ Giám sát ô nhiễm bằng sinh vật chỉ thị, cách tiếp cận và ý nghĩa. ~ Kim loại nặng và đặc tính của chúng.
- Đặc điểm chung của các loài động vật hai mảnh vỏ. ~ Tình hình ô nhiễm kim loại nặng trên thé giới và Việt Nam. - Tình hình nghiên cứu sử dụng động vật hai mảnh vỏ để giám sát ô nhiễm kim loại nặng trên thế giới và Việt Nam. ~ Tổng quan về thành phố Hội An và khu vực nghiên cứu.
CHUONG 1 TONG QUAN TAI LIEU 1. GIAM SAT Ô NHIEM BANG SINH VẬT CHỈ THỊ, CÁCH TIẾP CAN VÀ Ý NGHĨA 1. Khái niệm về giám sát ô nhiễm bằng sinh vật chỉ thị Một điều hiển nhiên là tất cả các cơ thể sống đều chịu ảnh hưởng bởi các điều kiện vật lý và hóa học trong môi trường xung quanh. Vì vậy, từ lâu nhiều nhà khoa học đã quan tâm đến việc sử dụng sinh vật để giám sát ô nhiễm chất lượng môi trường.
Nhiều cách tiếp cận khác nhau về vấn đề này được nghiên cứu, nhưng nhìn chung đều dựa vào khả năng đáp ứng của sinh vật dưới ảnh hưởng của điều kiện môi trường, để phản ánh chất lượng môi trường sống của chúng [14]. Theo Rosenberg và Resh (1993) giám sát sinh học (Biomonitoring) là sử dụng một cách có phương pháp các đáp ứng sinh học đề đánh giá các biến đổi môi trường [29]. Theo Radecki va Radecka (1995), Namiesnik vi Wardencki (2000) thi đó là một quá trình mà cơ thể thực vật, động vật hoặc một phần của chúng được sử dụng để cung cấp thông tin liên tục, phân tích thông tin qua thời gian [29]. Theo Markert và cs.
thì giám sát sinh học là phương pháp quan sát sự ảnh hưởng của các yếu tố bên ngoài đến hệ sinh thái và sự thay đổi của chúng theo thời gian hay việc xác định sự khác biệt giữa các khu vực khác nhau [41]. Còn theo Van Der Oost và cs. Cách tiếp cận sử dụng sinh vật chỉ thị để giám sát ô nhiễm Tắt cả cơ thể sống đều chịu ảnh hưởng bởi các điều kiện vật lý và hóa học trong môi trường xung quanh. Trên cơ sở những hiểu biết về tác động của các yếu tố vật lý, hóa học lên những cơ thể sống để có thê xác định không chỉ sự có mặt mà còn các mức của chất trong môi trường.
Những sinh vật bị các chất ô nhiễm hoặc các chất tự nhiên có mặt nhiều trong môi trường tác động và thông qua các biểu hiện của chúng sẽ chỉ thị cho bản chất và mức độ gây ô nhiễm. Vì vậy cách tiếp cận chung là dựa vào các thay đổi của sinh vật, những thay đổi này có thể được nhận diện qua một số biểu hiện như [14]: - Những thay đổi về thành phần loài hoặc các nhóm ưu thế trong quan xã sinh vật ~ Những thay đổi về đa dạng loài trong quần xã. ~ Tỉ lệ chết trong quần thể gia tăng, đặc biệt ở giai đoạn non mẫn cảm. như trứng và ấu trùng.
~ Thay đổi sinh lý và tập tính trong các cá thể. ~ Những khiếm khuyết về hình thái và tế bào trong các cá thể. - Sự tích lũy dần các chất gây ô nhiễm hoặc sự trao đôi chất trong các. mô của những cá thể.
Những sinh vật sử dụng để giám sát chất lượng môi trường được gọi là những sinh vật chỉ thị. inh vat chi thi là sinh vật chứa đựng những thông tin phản ánh chất lượng của môi trường (hoặc 1 phần của môi trường) [37]. Sinh vật chỉ thị có thể được chia thành hai nhóm: nhóm các loài cảm ứng (nhạy cảm) và nhóm các loài có khả năng chồng chịu với chất ô nhiễm (sinh vật tích tụ) [14]. Sinh vật cảm ứng là những sinh vật chỉ thị có thể tiếp tục hiện diện trong môi trường ô nhiễm, thích ứng, phù hợp với tính chất của sinh vật chỉ thị song có thể biến đổi ít nhiều do tác động của chất ô nhiễm; còn sinh vật tích tụ là sinh vật không chỉ có tính chất chỉ thị cho môi trường thích ứng mà có khả năng tích lũy các chất ô nhiễm (kim loại nặng,.) nào đó trong cơ thể chúng cao hơn nhiều lần so với môi trường bên ngoài.
Bằng phương pháp phân tích hóa sinh hữu cơ mô cơ thể của chúng để phát hiện, đánh giá các chất ô nhiễm dễ dàng hơn so với phương pháp phân tích thủy hóa [14] Không phải tất cả sinh vật đều có khả năng làm chỉ thị mà chỉ có một số ít các loài sinh vật có khả năng đáp ứng các tiêu chí của sinh vật chỉ thị Việc lựa chọn các sinh vật chỉ thị cần phải đáp ứng đẩy đủ các tiêu chí khác nhau, theo Phillips va Rainbow (1994), Connell va cs. (1999) đó là [29]: - Dé dinh loại ~ Tích lũy chất ô nhiễm mà không gây chết. ~ Ít vận động để đại diện cho khu vực giám sát - Phong phú tại khu vực nghiên cứu. ~ Có giá trị kinh tế.
~ Có đời sống đủ đài để theo dõi. ~ Dễ dàng lấy mẫu, khỏe để có thê sống trong điều kiện thí nghiệm và cung cấp đủ lượng mô cho các phân tích. - Tổn tại mối tương quan đơn giản giữa chất ô nhiễm trong sinh vật chỉ thị và trong môi trường. Ý nghĩa của việc sử dụng sinh vật chỉ thị để giám sát ô nhiễm.
Nghiên cứu về các tác động là nguyên nhân phát triển các phương pháp giám sát sinh học để quan trắc chất lượng môi trường, mà đôi khi có thể thay thế các phương pháp hóa học đắt tiền. Phương pháp giám sát sinh học có thể tạo ra những ưu việt đáng kể so với phương pháp hóa học như quan trắc hóa học không cho phép chúng ta đánh giá ảnh hưởng của ô nhiễm đến cá thể, quân thể, quần xã sinh vật, chỉ phản ánh được chất lượng môi trường tại thời điểm lấy mẫu, tần suất thu mẫu cao có thể gây tốn kém hơn so với phương pháp sinh học [14], [29]. Tuy nhiên, nhược điểm của phương pháp sử dụng sinh vật chi thị đó là không cho biết chính xác nhân tố và nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường. Sự phản ứng của sinh vật đối với chất ô nhiễm phụ thuộc nhiều vào các nhân tố sinh thái chứ không chỉ phụ thuộc vào nồng độ và chủng loại của chất ô nhiễm, vì vậy mối quan hệ giữa sự tích lũy chất ô nhiễm và hàm lượng có trong môi trường cần được đánh giá để xem xét và lựa chọn những đối tượng phủ hợp để có thể trở thành một công cụ chỉ thị hiệu quả (Perera, 2004) [55].
KHAI NIEM, DAC TINH VA TAC HAI CỦA MỘT SÓ KIM LOẠI NANG 1. Khái niệm về kim loại nặng. Thuật ngữ kim loại nặng (heavy metal) đã được nhiều nhà khoa học truy vấn trong nhiều năm. Điển hình như Heuman, Phipps, VanLoon va Duffy đã nỗ lực để tìm ra một cách định nghĩa chung nhưng đến nay vẫn chưa thực sự thống nhất.
Từ năm 1936 đã xuất hiện nhiều cách hiểu khác nhau về thuật ngữ này dựa trên tỉ trọng của các nguyên tố hóa học. Ban đầu Bjerrgard M.H xác định KLN là những nguyên tổ có tỷ trọng (đ) > 7 g/cm`. Qua nhiều năm định nghĩa này được chỉnh sửa bởi nhiều tác giả khác. Năm 1964 và 1987 các tô chức hóa học quốc tế (Van Nostrand, Grant và Hackh) lại xác định KLN là những nguyên tố có d > 4 g/cm`.
Vào những năm 1989, 1991 va 1992 Parker, Lozet, Mathieu và Morris chọn một giá trị d > 10 5 g/cm’ va KLN được định nghĩa là những kim loại có khối lượng riêng lớn hơn 5 g/cmỶ ngoại trừ As là một á kim nhưng được xếp vào nhóm KLN do. cơ chế ảnh hưởng đến sinh vật gần giống KLN [21]. Một số KLN là những. nguyên tố vi lượng cần thiết cho cơ thể sinh vật như Cu, Mn, Fe và Zn nhưng có thể gây độc cho sinh vật khi vượt quá nhu cầu của cơ thể, một số KLN khác có độc tính cao như Hg, As, Cd, Pb, có thể gây độc cho sinh vật ở hàm lượng rất thấp [2], [49], [38].
Điều đó cho thấy rằng việc định nghĩa rõ ràng về KLN chưa đến hồi kết. Trong phạm vi nghiên cứu, đề tài sử dụng khái niệm của Bjerrgard M.H (1991) là khái niệm được sử dụng lâu đời và phổ biến nhất trong các tài liệu nước ngoài. Ông cho rằng “kim loại nặng là các kim loại có tỉ trong (d) lớn hơn 5 bao gồm như: Hạ (d = 13,6), Pb (đ = 11,34), Cd (d = 8,6), As (d= 5,72), Zn (d = 7,10), Co (d = 8,9), Cu (d = 8,96), Cr (d = 7,1), Fe (d = 7,87), Mn (d =7. Ngoài ra các á kim như As, Se cũng được xem như kim loại nặng”.
Các nguyên tố này cần thiết cho sinh vật ở hàm lượng nhỏ, gọi là nguyên tố vi lượng, nhưng nếu hàm lượng cao sẽ gây độc cho sinh vật [41]. Kim loại nặng được chia làm 3 loại: các kim loại độc hại (Hg, Cr, Pb, Zn, Cu, Ni, Cd, As, Co, Sn,.), nhing kim loai quy (Pd, Pt, Au, Ag, Ru,.), các kim loại phóng xạ (U, Th, Ra, Am,. Đặc tính và tác hại của kim loại nặng, a. Đặc điểm chung của các kim loại nặng Kim loại nặng không bị phân hủy sinh học (Tam & Wong, 1995), không độc khi ở dạng nguyên tố tự do nhưng nguy hiểm đối với sinh vật sống, khi ở dạng cation do khả năng gắn kết với các chuỗi cacbon ngắn dẫn đến sự tích tụ trong cơ thể sinh vật sau nhiều năm (Shahidul & Tanaka, 2004).
1I Một số kim loại nặng được tìm thấy trong cơ thể con người có vai trò thiết yếu cho sức khỏe mặc dù với lượng rất ít. Tuy nhiên, ở mức thừa các nguyên tố này có thể nguy hại đến sinh vật (Foulkes, 2000). Với thực vật khi hàm lượng Cu là 0,1 mg/l đã gây độc. Khi nồng độ Pb trong máu đạt 0,3 ppm thì ngộ độc bắt đầu và nồng d6 Pb > 0,8 mg/l thi hut hin Hemoglobin gay thiếu máu, làm rối loạn chức năng thận.
Theo quy định của Tổ chức y tế thế giới lượng Cd được cơ thẻ người chấp nhận tối đa là 100 mg/ngày hoặc là 1 mg/kg trọng lượng cơ thể [1], [15], [27]- Các nguyên tố kim loại ở dạng ion thể hiện tính độc khi chúng đi vào.