MỞ ĐẦU Hiện nay, khi mức sống của ngƣời dân từng bƣớc đƣợc nâng cao thì vệ sinh an toàn thực phẩm đang trở thành vấn đề đƣợc quan tâm của toàn xã hội. Đặc biệt, khi Việt Nam gia nhập WTO thì đây là một thách thức to lớn. Vấn đề vệ sinh, an toàn thực phẩm nói chung và vệ sinh, an toàn thực phẩm thủy sản nói riêng đang là mối quan tâm to lớn đối với các nhà sản xuất thực phẩm và ngƣời tiêu dùng trong, ngoài nƣớc. Các thành phần gây không an toàn và vệ sinh cho ngƣời sử dụng thực phẩm rất đa dạng, trong đó có thành phần các kim loại nặng.
Nhiều nghiên cứu cho thấy, các kim loại nặng là một trong những nguồn gây ô nhiễm cho môi trƣờng, có khả năng tích lũy cao và gây độc cho hầu hết các sinh vật trên cạn, dƣới nƣớc, trong đó có cả con ngƣời. Các kim loại nặng trong môi trƣờng đƣợc đƣa vào thực phẩm qua chuỗi thức ăn và tích lũy ở các mô cơ, xƣơng, tim, bộ phận sinh dục, cơ quan tiêu hóa của các động vật thủy sản. [8] Trong những năm gần đây, ngành thủy sản Việt Nam đã có những bƣớc phát triển đáng ghi nhận không những đáp ứng đƣợc thị trƣờng trong nƣớc mà còn trở thành ngành hàng xuất khẩu chủ lực. Mặc dù chất lƣợng vệ sinh an toàn cho hàng thủy sản đã có những bƣớc cải thiện đáng kể, nhƣng vấn đề ô nhiễm, dƣ lƣợng kháng sinh, kim loại nặng vẫn còn là vấn đề cần quan tâm, đặc biệt sản phẩm phục vụ tiêu dùng nội địa.
Nguyên nhân của tình trạng trên là do chƣa có chỉ đạo thống nhất cho nuôi trồng thủy sản, mà chủ yếu là phát triển tự phát, quy mô vừa và nhỏ, các ao nuôi chƣa có ao xử lý nƣớc nuôi và nƣớc thải. Chính vì vậy trong thời gian qua hiện tƣợng để ô nhiễm môi trƣờng nuôi do con ngƣời tạo ra từ nguồn nƣớc thải công nghiệp, sinh hoạt, sản xuất nông nghiệp, nƣớc thải chăn nuôi.làm cho thủy sản bị nhiễm bệnh, nhiễm hóa chất, thuốc bảo vệ thực vật, kim loại nặng. Trong điều kiện đó, cùng với sự thiếu hiểu biết, ý thức cộng đồng kém nên việc cho thêm một số kim loại quá mức cho phép vào thức ăn chăn nuôi công nghiệp của vật nuôi nhằm phòng bệnh và tăng khả năng tiêu hóa cũng đƣợc xem là yếu tố gây nên sự ô nhiễm kim loại nặng cho môi trƣờng cần đƣợc quan tâm. 1 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Cá chép là một loài cá nƣớc ngọt có nguồn gốc từ Châu Âu, Châu Á.
Cá có thể nuôi đơn, nuôi ghép cho năng suất cao đƣợc nuôi rộng rãi, có khả năng cung cấp sản phẩm giàu dinh dƣỡng quan trọng cho ngƣời tiêu dùng.Với tập tính sinh sống ở tầng đáy, nơi có nhiều bùn bã hữu cơ, thức ăn đáy và cỏ nƣớc nên khả năng hấp thụ kim loại vào cơ thể của cá chép là rất lớn. Con đƣờng hấp thu kim loại nặng vào cơ thể cá có thể từ môi trƣờng nƣớc, trầm tích và thức ăn. Trại Quang Trung thuộc khoa Chăn nuôi và Nuôi trồng thủy sản, Trƣờng Đại học nông nghiệp Hà Nội (nay là Học viện Nông nghiệp Việt Nam) đƣợc xây dựng và đi vào hoạt động từ những ngày đầu thành lập trƣờng. Với diện tích 27 ha, trại phát triển theo hƣớng VAC (vƣờn - ao - chuồng).
Tuy nhiên, do vị trí địa lý của trại nằm cuối nguồn nƣớc của sông Cầu Bây nơi tiếp xúc với nƣớc thải từ các khu công nghiệp, thuốc bảo vệ thực vật từ hoạt động sản xuất nông nghiệp, các phòng thí nghiệm nên có hiện tƣợng ô nhiễm nặng. Mặc dù vậy, đây lại là nguồn cấp nƣớc chính cho các ao, hồ tại khu vực này. Xuất phát từ thực tế đó, việc kiểm soát an toàn thực phẩm nói chung và ô nhiễm kim loại nặng nói riêng trên thủy sản trong khu vực trại là rất cần thiết. Từ những vấn đề trình bày ở trên, chúng tôi đã chọn đề tài: “Nghiên cứu quá trình tích lũy một số kim loại trong cá Chép (Cyprinus carpio) nuôi tại trại Quang Trung, trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội” với 4 kim loại nghiên cứu là: Đồng (Cu), Chì (Pb), Kẽm (Zn) và Cadimi (Cd).
Vì vậy, mục tiêu của luận văn đặt ra là: Tối ƣu hóa phƣơng pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) có khả năng xác định một số kim loại nặng (Cu, Zn, Pb, Cd) trong mẫu cá. Đánh giá ả nh hƣởng của môi trƣờng nuôi (trầm tích,nƣớc) và thức ăn tới sự tích lũy một số kim loại nặng (Cu, Zn, Pb, Cd) trong cá chép nuôi tại trại Quang Trung, trƣờng Đại học Nông nghiệp Hà Nội 2 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Chƣơng 1: TỔNG QUAN 1. Những nghiên cứu liên quan đến đề tài 1. Trên thế giới.
Trong nhƣ̃ng năm gầ n đây, song song với quá trình công nghiê ̣p hóa, hiê ̣n đa ̣i hóa thì vấn đề ô nhiễm kim loại nặng càng ngày càng nghiêm trọng. Sự tích tụ kim loại nặng trong môi trƣờng số ng sẽ ảnh hƣởng đến đời sống của các loài cá , gây ảnh hƣởng đến sức khỏe cộng đồng thông qua chuỗi thức ăn. Năm 1946, ở vùng Fuchen, thuộc quận Toyoma (Nhật Bản), xuất hiện một hội chứng với đặc điểm là biến dạng xƣơng, dễ gãy xƣơng, đau cơ, rối loạn thận và gọi là bệnh Itai, đã làm hàng trăm ngƣời chết, thu đƣợc sự chú ý của giới y học trong vùng. Các nhà nghiên cứu phát hiện ra mỗi bệnh nhân đã hấp thụ mỗi ngày 600mg Cd do ăn gạo nhiễm nƣớc sông Jinsu bị ô nhiễm bởi quặng và xỉ từ một nhà máy chế biến Cd.
Cũng ở Nhật Bản, vùng đồng bằng Phusan khá phì nhiêu, vào năm 1931, công ty khoáng sản khai thác mỏ Zn mở xí nghiệp luyện kim trên thƣợng lƣu sông Sentony, nƣớc thải của xí nghiệp chứa nhiều Zn và Cd làm nƣớc của sông bị ô nhiễm nặng. Các loài cá ở đây chứa hàm lƣợng Cd cao gây nhiễm độc cho ngƣời. Năm 1965, nƣớc sông Derwet ở Trandmania đƣợc cảnh báo là nhiễm nặng Cd, các con sò ở vùng này nhiễm lƣợng Cd cao. [28] Viện Quốc tế quản lý nƣớc (IWMI) đã khảo sát đất và tài nguyên nƣớc vùng Phra That Phadaeng và Mae Tao ở khu vực lòng chảo Huay Mac Tao (Thái Lan), cho thấy vùng này nhiễm Cd cao gấp 94 lần tiêu chuẩn cho phép.
Ở Tây Ban Nha, vào mùa hè năm 1988, ngƣời ta đã kiểm tra hàm lƣợng Pb, Hg và Cd trong 31 loài cá lấy mẫu từ 25 trạm ở dọc bờ biển Địa Trung Hải, kết quả cho thấy hàm lƣợng các kim loại đã tăng lên 30 lần và có thể gây ảnh hƣởng cho con ngƣời qua chuỗi thức ăn.Vinodhini Msc và cộng sự đã tiến hành thí nghiệm cho cá chép tiếp xúc với Cr, Ni, Cd và Pb ở nồng độ gây chết trong 32 ngày. Kết quả 3 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com cho thấy sự tích lũy tăng dần trong gan. Thứ tự kim loại nặng tích lũy trong mang và gan là: Cd>Pb>Ni>Cr và Pb>Cd>Ni>Cr. Tƣơng tự trong thận và cơ theo thứ tự: Pb>Cd>Cr>Ni và Pb>Cr>Cd>Ni.
Trong tất cả các kim loại nặng, sự tích lũy sinh học của Pb và Cd tăng lên đáng kể trong các mô của cá chép. [50] Năm 1996 tác giả Peter Vigh và cộng sự đã so sánh nồng đô ̣ ô nhiễm của kim loại nặng trong cá đƣợc nuôi giữa ao bị ảnh hƣởng bới thức ăn ô nhiễm với hồ nông phú dƣỡng. Nồng độ Ni, Cu, Zn, Cd , Pb và Hg đã đƣợc xác định trong mang, gan, thận, cơ và ruột cá thu thập từ hồ Balalon (Hungary) và từ một ao cá của một trang trại cá gần đó. Kết quả nồng độ kim loa ̣i hầ u hế t cao nhất trong thận hoặc gan, thấp nhất trong cơ hoặc ruột.
Nồ ng đô ̣ Ni th ấp hơn ở gan, cơ và mang cá từ hồ Balalon, cao hơn ở ao do có nguồ n nƣớc thải. Nồ ng đô ̣ Hg cũng thấp hơn trong ruột cá ở hồ Balaton, nhƣng các bô ̣ phâ ̣n cơ thể khác cao hơn ở ruô ̣t. [48] Gudrun De Boeck và cô ̣ng sƣ̣ (2004) đã công bố nghiên cƣ́u so sánh về sƣ̣ tích lũy sinh học của Cu và tốc độ t ích lũy đối với 3 loài cá : cá chép, cá hồi cầu vồ ng và cá hồ i vân. Kế t quả cho thấ y sƣ̣ tić h lũy của Cu khác nhau rõ giữa các loài.
Cụ thể: Đối với cá hồi cầu vồng dƣ lƣợng và tốc độ tích lũy kim loại ở gan cao hơn. Đối với cá chép dƣ lƣợng kim loạ i ở gan thấ p nhƣng dƣ lƣơ ̣ng và tố c đô ̣ tić h lũy ở thâ ̣n cao, Đối với cá hồi vân, dƣ lƣơ ̣ng và tố c đô ̣ tích lũy ở mang là thấ p nhấ t. [44] Christine vde Conto Cinier và cộng sự (1999) đã nghiên cứu về sự tích lũy và đào thải Cd của cá chép trong và sau khi tiếp xúc với chất ô nhiễm. Cá đƣợc nuôi trong hồ xây bê tông rộng 1000 lít với dòng chảy liên tục 8lít/phút của nƣớc giếng trong 2 năm.
Nồng độ Cd duy trì ở mức 53mg/lít trong một hồ và 443mg/lít trong một hồ khác ở 127 ngày. Kết quả, nồng độ Cd tăng mạnh trong thận và gan trong khi mức độ ô nhiễm trong cơ chỉ có ý nghĩa sau 106 ngày. Sau thời gian 127 ngày tiếp xúc với Cd 53mg/l, nồng độ Cd đã cao gấp 4 lần trong thận, 50 lần trong gan và cao hơn so với cơ. Đối với tiếp xúc Cd 443mg/l, nồng độ Cd ở thận cao gấp 2 lần so với gan và gấp 100 lần so với cơ.
Trong thận và gan, nồng độ độc hại tăng khi nồng độ chất gây ô nhiễm trong nƣớc tăng [41]. 4 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Năm 2006 Barbara jeziers và cộng sự cho thấy sự tích lũy kim loại phụ thuộc vào nồng độ kim loại, thời gian tiếp xúc, cách hấp thụ kim loại, điều kiện môi trƣờng (nhiệt độ, pH, độ cứng, độ mặn) và các yếu tố nội tại khác (tuổi cá, thói quen ăn uống). Hầu hết các kim loại tích lũy trong gan, thận và mang. Cơ cá tích lũy thấp nhất so với các mô khác.
Tích lũy kim loại trong các cơ quan của cá gây ra các tổn thƣơng cấu trúc và rối loạn chức năng. Khả năng tích lũy theo thứ tự Fe>Zn>Pb>Cu>Cd>Hg. Nồng độ Zn có thể lên đến 300µg/g trọng lƣợng khô. Nồng độ lớn nhất của Cu và Pb thấp hơn và thƣờng không vƣợt quá 10µg/g khô.
Cd và Pb tích lũy lƣợng thấp hơn và không vƣợt quá 1µg/g khô.