(LUẬN văn THẠC sĩ) đánh giá sự tích lũy kim loại nặng (pb, cd) trong vẹm (perna sp ) và trầm tích mặt tại vùng biển ven bờ thành phố quy nhơn, tỉnh bình định

Nội dung nghiên cứu - Phân tích, xác định hàm lượng cadimi Cd, chì Pb có trong cơ chất của Vẹm đang sinh trưởng, phát triển tại vùng biển ven bờ, thành phố phố Quy Nhơn, tỉnh Bình Định

BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC

VÀ ĐÀO TẠO VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

Giáp Văn Dương

ĐÁNH GIÁ SỰ TÍCH LŨY KIM LOẠI NẶNG (Pb, Cd)

TRONG VẸM (Perna sp.) VÀ TRẦM TÍCH MẶT TẠI VÙNG BIỂN

VEN BỜ THÀNH PHỐ QUY NHƠN, TỈNH BÌNH ĐỊNH

LUẬN VĂN THẠC SĨ

KỸ THUẬT HÓA HỌC, VẬT LIỆU, LUYỆN KIM VÀ MÔI TRƯỜNG

Hà Nội, 2021

BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC

VÀ ĐÀO TẠO VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

Giáp Văn Dương

ĐÁNH GIÁ SỰ TÍCH LŨY KIM LOẠI NẶNG (Pb, Cd)

TRONG VẸM (Perna sp.) VÀ TRẦM TÍCH MẶT TẠI VÙNG BIỂN

VEN BỜ THÀNH PHỐ QUY NHƠN, TỈNH BÌNH ĐỊNH

Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trường

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan những nội dung trong luận văn “Đánh giá sự tích lũy

kim loại nặng (Pb, Cd) trong Vẹm (Perna sp.) và trầm tích mặt tại vùng

biển ven bờ thành phố Quy Nhơn, tỉnh Bình Định.” là do tôi thực hiện dưới

sự hướng dẫn của TS Bùi Quang Minh và TS Lê Thu Thuỷ Các kết quả trình bày trong luận văn là trung thực, khách quan và chưa được công bố trong các công trình khác Mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được cảm

ơn, các thông tin trích dẫn trong luận văn đều được ghi rõ nguồn gốc

Hà Nội, ngày tháng năm 2021

Học viên

Giáp Văn Dương

LỜI CẢM ƠN

Luận văn Thạc sĩ chuyên ngành Kỹ thuật Môi trường với đề tài “Đánh giá

sự tích lũy kim loại nặng (Pb, Cd) trong Vẹm (Perna sp.) và trầm tích mặt

tại vùng biển ven bờ thành phố Quy Nhơn, tỉnh Bình Định.” được thực hiện

tại Phòng thí nghiệm Trọng điểm về An toàn Thực phẩm và Môi trường – Trung

tâm Nghiên cứu và Chuyển giao Công nghệ – Viện Hàn lâm Khoa học và Công

nghệ Việt Nam, và Trường đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội dưới sự

hướng dẫn của TS Bùi Quang Minh và TS Lê Thu Thuỷ Trong suốt quá trình

thực hiện luận văn, tôi luôn nhận được sự định hướng khoa học, hỗ trợ, quan tâm

động viên của giáo viên hướng dẫn Bằng tất cả sự kính trọng, lòng biết ơn, tôi

xin gửi tới TS Bùi Quang Minh và TS Lê Thu Thuỷ lời cảm ơn chân thành

nhất

Tôi cũng xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới Ban Giám đốc Học viện,

Phòng Đào tạo, Khoa Công nghệ môi trường – Học viện Khoa học và Công

nghệ, các thầy cô giáo đã tạo điều kiện và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học

tập, nghiên cứu Cảm ơn các cán bộ, nghiên cứu viên Phòng thí nghiệm Trọng

điểm về An toàn Thực phẩm và Môi trường (Trung tâm Nghiên cứu và Chuyển

giao Công nghệ – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam), thầy, cô

Trường ĐH Tài nguyên và Môi trường Hà Nội, đã giúp đỡ tôi trong suốt quá

trình thực hiện các thí nghiệm

Nghiên cứu này được tài trợ bởi đề tài “Nghiên cứu cơ sở khoa học sử dụng

động vật hai mảnh vỏ phục vụ đánh giá, dự báo chất lượng môi trường biển ven

bờ, thử nghiệm tại tỉnh Bình Định” mã số TNMT 2018.06.11

Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè và đồng

nghiệp đã luôn động viên, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thành

luận văn

Hà Nội, ngày tháng năm 2021

Giáp Văn Dương

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

DANH MỤC BẢNG DANH MỤC BẢNG iii

DANH MỤC HÌNH iv

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT iii

MỤC LỤC i

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 3

1.1 TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU 3

1.2 TỔNG QUAN VỀ LOÀI VẸM XANH (Perna viridis) 6

1.3 ĐẶC ĐIỂM CỦA ĐỘNG VẬT HAI MẢNH VỎ ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ TÍCH LŨY 8

1.4 MỘT SỐ NGHIÊN CỨU TRÊN THẾ GIỚI VỀ KHẢ NĂNG TÍCH LŨY KIM LOẠI NẶNG TRONG VẸM VÀ TRONG TRẦM TÍCH BIỂN VEN BỜ 9 1.5 NGHIÊN CỨU TẠI VIỆT NAM 12

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI VÀ 18

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 18

2.1 ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI NGHIÊN CỨU 18

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 18

2.1.2 Phạm vi nghiên cứu 18

2.2 THIẾT BỊ VÀ HÓA CHẤT 21

2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22

2.3.1 Phương pháp tổng hợp tài liệu 22

2.3.2 Phương pháp thu thập mẫu và bảo quản 22

2.3.3 Xác định hệ số khô kiệt mẫu sinh vật 24

2.3.4 Phương pháp xử lý mẫu 26

2.4 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ LIỆU 32

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 38

3.1 KẾT QUẢ TÍNH HỆ SỐ KHÔ KHÔ KIỆT 38

3.2 ĐÁNH GIÁ ĐỘ LẶP CỦA PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH 40

HÀM LƯỢNG Pb, Cd TRONG MẪU TRẦM TÍCH VÀ MẪU VẸM 40

3.3 KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ KIM LOẠI TRONG MẪU TRẦM TÍCH 43

3.4 NỒNG ĐỘ CỦA KIM LOẠI NẶNG TRONG MẪU SINH VẬT 47

3.5 ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG TÍCH LŨY KIM LOẠI NẶNG TRONG TRẦM TÍCH IGEO 51

3.6 ĐÁNH GIÁ HỆ SỐ TÍCH TỤ SINH HỌC (BSAF) 54

3.7 PHÂN TÍCH TƯƠNG QUAN 56

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 59

TÀI LIỆU THAM KHẢO 61

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

F-AAS (Flame Atomic Absorption

nghiệp Liên Hợp Quốc

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1 Vị trí lấy mẫu và tọa độ 20

Bảng 2.2 Danh mục hóa chất sử dụng 21

Bảng 2.3 Danh mục dụng cụ, thiết bị sử dụng 21

Bảng 2.4 Phương pháp xác định các kim loại trong mẫu 30

Bảng 2.5 Kết quả xây dựng đường chuẩn cadimi 31

Bảng 2.6 Kết quả xây dựng đường chuẩn chì 31

Bảng 2.7 Giá trị hàm lượng kim loại nặng so sánh trong mẫu động vật hai mảnh vỏ 33 Bảng 2.8 Giá trị giới hạn của Pb, Cd trong trầm tích theo QCVN 43:2012/BTNMT [23] 34

Bảng 2.9 Giá trị giới hạn của Pb, Cd trong trầm tích theo hướng dẫn chất lượng trầm tích của Canada năm 2002 34

Bảng 2.10 Độ lặp lại tối đa chấp nhận tại các nồng độ khác nhau (theo AOAC) [3,28] 35

Bảng 2.11 Phân loại mức độ ô nhiễm dựa vào chỉ số Igeo [29] 37

Bảng 3.1 Hệ số khô kiệt trong mẫu Vẹm (biển ven bờ Quy Nhơn, Bình Định) 38

Bảng 3.2 Hệ số khô kiệt trong trầm tích (biển ven bờ Quy Nhơn, Bình Định) 39

Bảng 3.3 Kết quả xác định độ lặp lại của phương pháp xác định Pb và Cd trong trầm tích (mg/kg khô) 40

Bảng 3.4 Kết quả xác định độ lặp lại của phương pháp xác định Pb trong Vẹm (mg/kg khô) 41

Bảng 3.5 Kết quả xác định độ lặp lại của phương pháp xác định Cd trong Vẹm (mg/kg khô) 42

Bảng 3.6 Kết quả phân tích mẫu trầm tích mặt tại biển ven bờ Quy Nhơn, 43

Bảng 3.7 Bảng so sánh hàm lượng Pb, Cd trong trầm tích với một số tiêu chuẩn 44

Bảng 3.8 Kết quả phân tích mẫu Vẹm tại biển ven bờ Quy Nhơn, Bình Định 47

Bảng 3.9 Chỉ số tích lũy địa chất tại mỗi vị trí lấy mẫu 51

Bảng 3.10 Hệ số tích tụ sinh học BSAF 54

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Bản đồ hành chính thành phố Quy Nhơn 3

Hình 1.2 Vẹm xanh (Perna viridis) tại Quy Nhơn, Bình Định 7

Hình 2.1 Các vị trí thu thập mẫu tại vùng ven bờ biển Quy Nhơn, Bình Định 19 Hình 2.2 Thiết bị đông khô mẫu 25

Hình 2.3 Sơ đồ quy trình xử lý xác định hàm lượng kim loại nặng 27

Hình 2.4 Sơ đồ quy trình tách chiết, làm giàu bằng dung môi 29

Hình 2.5 Đường chuẩn xác định hàm lượng cadimi 31

Hình 3.1 Biểu số hàm lượng Pb trong trầm tích biển ven bờ Quy Nhơn 45

Hình 3.2 Biểu đồ của Cd trong trầm tích biển ven bờ Quy Nhơn 46

Hình 3.3 Biểu đồ hàm lượng Pb trong Vẹm 48

Hình 3.4 Biểu đồ hàm lượng Cd trong Vẹm 50

Hình 3.5 Biểu đồ tích lũy của Pb và Cd trong trầm tích mặt khu vực 52

Hình 3.6 Biểu đồ tích tụ sinh học BSAF tại các vị trí nghiên cứu 55

Hình 3.7 Mối tương quan Pb trong trầm tích và Vẹm 57

Hinh 3.8 Mối tương quan Cd trong trầm tích và Vẹm 57

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Vẹm là loại động vật thân mềm hai mảnh vỏ có giá trị dinh dưỡng và kinh tế

Ở Việt Nam, Vẹm là món ăn khá phổ biến ở các tỉnh duyên hải miền Trung và miền Nam sống chủ yếu ở vùng biển ven bờ Môi trường nước biển ven bờ tạo điều kiện thuận lợi cho sự phân bố và phát triển đa dạng các sinh vật thủy sinh, trong đó có nhiều loài động vật hai mảnh vỏ như hàu, Vẹm, sò huyết, ngao dầu Biển ven bờ cũng là nơi tiếp nhận các chất ô nhiễm (trong đó có các kim loại nặng) phát thải từ hoạt động sản xuất, công nghiệp, nông nghiệp, du lịch, phát triển đô thị và nông thôn Vấn đề đặt ra là mức tích lũy các kim loại nặng trong động vật hai mảnh vỏ ở biển ven bờ vùng biển thành phố Quy Nhơn nói riêng và trong động vật hai mảnh vỏ ở Bình Định nói chung đã ở mức nào và sự tích lũy kim loại nặng trong trầm tích ra sao? Sự quan tâm nghiên cứu về vấn đề này còn chưa nhiều

Bên cạnh đó sinh vật thủy sinh được biết có khả năng tích lũy các chất ô nhiễm trong môi trường qua nước, trầm tích và thức ăn Vì vậy, việc xác định hàm lượng các chất ô nhiễm tích lũy trong sinh vật thủy sinh là rất cần thiết nhằm tạo cơ sở cho các khuyến cáo về thực phẩm đảm bảo sức khỏe cho con người

Thành phố Quy Nhơn là một trong ba trung tâm kinh tế của vùng duyên hải Nam Trung Bộ, cũng là trung tâm hành chính kinh tế của tỉnh Bình Định Quy Nhơn hội tụ nhiều điều kiện thuận lợi để đưa công nghiệp, thương mại, xuất nhập khẩu, dịch vụ cảng biển, thủy sản, du lịch phát triển trở thành các ngành kinh tế mũi nhọn của địa phương Bên cạnh đó là tốc độ đô thị hóa nhanh chóng với quy mô đô thị ngày càng mở rộng, dân số đô thị ngày càng tăng, sự phát triển

ấy chỉ có thể bền vững khi đáp ứng được yêu cầu phát triển kinh tế đi đôi với bảo

vệ môi trường

Với mục đích xác định hàm lượng Pb và Cd có trong nước biển ven bờ và tích tụ trong mô chất của động vật hai mảnh, học viên đã lựa chọn thực hiện đề

tài: “Đánh giá sự tích lũy kim loại nặng (Pb, Cd) trong Vẹm (Perna sp.) và

trầm tích mặt tại vùng biển ven bờ thành phố Quy Nhơn, tỉnh Bình Định”

nhằm đánh giá được mức độ tích lũy hàm lượng kim loại nặng trong trầm tích mặt, Vẹm tại vùng nghiên cứu

2 Mục tiêu nghiên cứu

- Xác định được hàm lượng (Pb, Cd) trong trầm tích mặt và trong Vẹm ở vùng biển ven bờ, thành phố Quy Nhơn, tỉnh Bình Định

- Đánh giá được khả năng tích lũy của (Pb, Cd) ở vùng biển ven bờ tỉnh Bình Định

3 Nội dung nghiên cứu

- Phân tích, xác định hàm lượng cadimi (Cd), chì (Pb) có trong cơ chất của Vẹm đang sinh trưởng, phát triển tại vùng biển ven bờ, thành phố phố Quy Nhơn, tỉnh Bình Định trong đợt lấy mẫu tháng 8/2020, tại 15 vị trí, phân tích bằng thiết bị phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa (F-AAS)

- Xác định được hàm lượng kim loại Pb, Cd trong Vẹm và trong trầm tích mặt

- Đánh giá được khả năng tích lũy của các kim loại nặng (Pb, Cd) trong

trầm tích mặt ở vùng biển ven bờ

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU

Vị trí địa lý - Điều kiện tự nhiên của khu vực nghiên cứu

Hình 1.1 Bản đồ hành chính thành phố Quy Nhơn [25]

Quy Nhơn (tọa độ từ 13°36' đến 13°54' vĩ Bắc, từ 9°06' đến 9°22' kinh Đông) là thành phố tỉnh lị nằm ở phía đông nam của tỉnh Bình Định, và là một trong 6 đô thị loại I trực thuộc tỉnh của Việt Nam Nằm trên dải ven biển miền Trung, Quy Nhơn là trung tâm kinh tế, chính trị, văn hoá, khoa học kĩ thuật và du lịch của tỉnh Bình Định; cách Hà Nội 1065 km về phía Bắc, cách thành phố Hồ Chí Minh

400 dặm về phía Nam, cách thành phố Pleiku (Tây Nguyên) 5 dặm, cách Đà Nẵng 195 dặm, cách Huế 247 dặm, cách Nha Trang 130 dặm, cách Tuy Hòa 62 dặm và cách Quảng Ngãi 9 dặm [27]

Thành phố Quy Nhơn với diện tích 286 km2

- Phía đông là biển Đông

- Phía tây giáp với huyện Tuy Phước, phân cách bởi sông Hà Thanh

- Phía bắc giáp với huyện Tuy Phước và huyện Phù Cát, phân cách với huyện Tuy Phước bởi sông Hà Thanh

- Phía nam giáp với tỉnh Phú Yên, phân cách bởi dãy núi Cù Mông ăn lăn ra biển

Thành phố được chia thành 21 đơn vị hành chính (16 phường và 5 xã), trong đó có 04 xã đảo, bán đảo và 1 xã miền núi

16 phường bao gồm: Trần Hưng Đạo, Lê Lợi, Lê Hồng Phong, Trần Phú,

Lý Thường Kiệt, Nguyễn Văn Cừ, Đống Đa, Thị Nại, Hải Cảng, Ngô Mây, Ghềnh Ráng, Quang Trung, Nhơn Bình, Nhơn Phú, Bùi Thị Xuân, Trần Quang Diệu 5 xã bao gồm: Nhơn Lý, Nhơn Hội, Nhơn Châu, Nhơn Hải và Phước Mỹ

Đặc điểm địa hình [25]

Thành phố Quy Nhơn đa dạng về địa hình và cảnh quan địa lý như núi rừng, gò đồi, đồng ruộng, ruộng muối, bãi, đầm, hồ, sông ngòi, biển, bán đảo và đảo Có thể chia Quy Nhơn làm hai khu vực chính: khu vực thành phố cũ và khu vực mở rộng bán đảo Phương Mai

Khu vực thành phố cũ: nằm sát bờ biển, ở giữa khu vực nội thành có núi Bà Hòa cao 279,2 m và núi Vũng Chua cao 500 m chia thành phố thành hai khu vực:

- Khu vực nội thành (phía Đông núi Bà Hòa): địa hình tương đối bằng phẳng, độ cao thay đổi từ 1,5 – 4 m, hướng dốc nghiêng từ núi ra biển và từ núi

về các triền sông, độ dốc trung bình từ 0,5 – 1%, khu vực gần sông Hà Thanh có

độ dốc thấp hơn (từ 0 – 2 m)

- Khu vực phường Bùi Thị Xuân – Trần Quang Diệu (phía Tây núi Bà Hòa): nằm hai bên Đông và Tây của quốc lộ 1A, là thung lũng kẹp giữa núi Bà Hòa và núi Hòn Chả Địa hình phía Tây đường quốc lộ 1A tương đối bằng phẳng

và có cao độ từ 5,5 – 8 m với độ dốc từ 0,5 – 1,5% Địa hình phía Đông đường quốc lộ 1A có cao độ từ 1,1 – 15 m

Khu vực mở rộng bán đảo Phương Mai là một cồn cát ngang ổn định có bề rộng từ 1 – 4,5 km Chiều dài của bán đảo khoảng 18 km Độ cao trung bình là

15 m, địa hình có độ dốc từ 0,5 – 2% Bờ biển Quy Nhơn dài 42 km, diện tích đầm, hồ nước lợ lớn Ngoài ra, địa hình vùng núi rất ngắn và dốc không có khả năng điều tiết lũ

Hiện trạng ô nhiễm kim loại nặng

Tại Việt Nam, do những khó khăn và hạn chế trong nguồn lực hiên chưa có nhiều nghiên cứu về nước biển nói chung và nước biển ven bờ nói riêng được thực hiện Nhưng cũng đã có một số nghiên cứu được thực hiện trong nước biển ven bờ

Theo báo cáo tổng hợp kết quả quan trắc môi trường Bình Định, từ năm

2018 đến 2020 qua các đợt cho thấy hầu hết các thông số tại tất cả các quan trắc đều có hàm lượng thấp hơn giới hạn cho phép theo quy định của quy chuẩn QCVN 10-MT:2015/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất lượng nước biển Tuy nhiên hàm lượng Fe tại điểm B2 ( điểm tượng đài chiến thắng, Phường Trần Phú, TP Quy Nhơn) trong đợt 1 năm 2018 bị vượt giới hạn cho phép 2,18

so với QCVN 10-MT:2015/BTNMT

Trong môi trường biển ven bờ, nhóm động vật nhuyễn thể sống đáy

đã được các nhà khoa học trong và ngoài nước chọn làm đối tượng nghiên cứu do khả năng tích tụ sinh học cao đi kèm với đời sống ít di chuyển, ăn lọc mùn bã hữu cơ, Điều này cũng đi kèm với nguy cơ mất an toàn cho con người khi sử dụng chúng làm thực phẩm nếu hàm lượng độc tính (ví dụ: nhóm kim loại nặng, nhóm hữu cơ khó phân hủy) tích tụ trong mô thị t

và nội tạng đủ lớn Một số nghiên cứu trong nước về nhóm động vật nhuyễn thể tại một số khu vực cửa sông và cửa cảng Quy Nhơn, cầu Nhơn Hội và một số vị trí thuộc thành phố Quy Nhơn có hàm lượng kim loại nặng cao hơn giới hạn cho phép

1.2 TỔNG QUAN VỀ LOÀI VẸM XANH (Perna viridis)

Đặc điểm hình thái, kích thước

Vẹm là một trong những loài nhuyễn thể hai mảnh vỏ, thường phân bố ở môi trường có nước thủy triều Thức ăn chính của chúng là thực vật phù du và chất lơ lửng trong nước

Vỏ Vẹm có hình quả muỗm (hoặc quả xoài, phần đỉnh nhọn, phần sau tròn) Phần lớn hai vỏ bằng nhau nhưng hai cạnh không bằng nhau Vòng sinh trưởng trên mặt vỏ nhỏ, dày, khá rõ Mặt vỏ thường màu xanh đen, mặt trong màu bạc, nhẵn bóng, phía ngoài mép có màu xanh nhạt Cấu tạo của vỏ cũng gồm 3 lớp giống như các loài hai mảnh vỏ khác Loài Vẹm nói chung có khả năng tiết ra chất tơ giúp nó sống bám trên những giá thể khác nhau như vỏ tàu, thuyền, cọc gỗ đóng đáy Do đó nó có thể thay đổi vị trí bám của chúng Tuy nhiên quá trình này chỉ xảy ra ở Vẹm con, Vẹm trưởng thành tơ chân thường rất chắc khi bám vào giá thể Vẹm có chiều dài từ 34 - 58 mm, chiều rộng từ 17 - 36

mm và khối lượng 5,70 - 44,60 g Theo phân tích thành phần dinh dưỡng, trong thịt Vẹm chứa 53,5% protein 17,6% glucid và 8,6% chất tro

Sự sinh trưởng của Vẹm thể hiện qua độ dày và dài thêm của vỏ; vỏ dày thì chiều dài tăng chậm và ngược lại vỏ mỏng thì chiều dài tăng nhanh Ngoài ra tốc

độ tăng trưởng của vỏ và tốc độ tăng của thịt cũng không đều nhau tuỳ theo từng giai đoạn sinh trưởng; một hai năm đầu thịt tăng rất nhanh, nhưng tuổi càng nhiều thịt càng tăng chậm và vỏ mỗi ngày một dày thêm Sự sinh trưởng giữa các

cá thể trong cùng một loài cũng rất khác nhau, cùng nuôi ở một nơi, một thời gian sau một năm có con lớn 6 - 7 cm, có con chỉ lớn 3 - 4 cm Con lớn nhanh thì

vỏ tương đối mỏng, màu sắc tươi tốt, con lớn chậm thì vỏ dày, màu sắc kém tươi [14]

Theo khảo sát thực tế (kế thừa từ đề tài nghiên cứu cấp bộ có mã số TNMT 2018.06.11) tại khu vực nghiên cứu thuộc đầm Thị Nại, thành phố Quy Nhơn, tỉnh Bình Định, loài Vẹm sinh sống chủ yếu tại vùng này được xác định là

cá thể Vẹm xanh (có danh pháp: Perna viridis) Do đó, việc tiến hành nghiên

cứu, xác định hàm lượng kim loại nặng (Cu, Pb) trong luận văn của em được thực hiện trên cá thể Vẹm xanh này

Trên thực tế, mẫu Vẹm xanh được thu tại các vị trí là những cá thể đã trưởng thành, có khả năng sử dụng làm thực phẩm với kích thước trung bình 8,4

Ở Việt Nam, Vẹm phân bố rộng ở các vùng biển Bắc, Trung và Nam Bộ, tập trung ở một số tỉnh: Hải Phòng, Quảng Bình, Thừa Thiên Huế, Bình Định, Khánh Hòa, Bình Thuận, Kiên Giang (Hà Tiên, Phú Quốc) Tại Việt Nam, Vẹm phát triển mạnh, khu vực nuôi tập trung ở đầm Lăng Cô (Thừa Thiên Huế) và đầm Nha Phu (Khánh Hòa)

Trong nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng Vẹm sống chủ yếu ở vùng hạ triều đến độ sâu trên dưới 1m nước, bám trụ trên các giá thể đáy cứng (đá, sỏi, gỗ,

…) Vẹm là loài có sức sinh sản cao Mùa vụ sinh sản chính là các thời điểm giao mùa: xuân hè và thu đông (tháng 4 – 5 và tháng 9 – 11) Mức độ phân bố của Vẹm phụ thuộc vào kích thước và môi trường, đặc biệt là nhiệt độ và độ mặn Độ mặn thích hợp cho Vẹm sinh trưởng phát triển ổn định là từ 20 đến 30‰

1.3 ĐẶC ĐIỂM CỦA ĐỘNG VẬT HAI MẢNH VỎ ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ TÍCH LŨY

Động vật hai mảnh vỏ là những loài sinh vật có khả năng tích tụ các chất ô nhiễm Bởi nó không những có tính chất chỉ thị cho môi trường thích ứng, mà còn có thể tích tụ một số chất ô nhiễm nào đó trong cơ thể chúng với hàm lượng cao hơn nhiều lần so với môi trường ngoài Mặt khác, vì chúng đã được định loại

rõ ràng, dễ nhận dạng, có kích thước vừa phải, số lượng nhiều, dễ tích tụ chất ô nhiễm, có thời gian sống dài và có đời sống tĩnh tại Dựa trên đặc tính này mà động vật hai mảnh vỏ được nghiên cứu tương đối phổ biến và đã được lựa chọn

để sử dụng trong việc xác định mức độ tích lũy hàm lượng KLN trong môi trường Bằng phương pháp phân tích hoá sinh hữu cơ mô cơ thể chúng, người ta

có thể phát hiện, đánh giá các chất ô nhiễm này dễ dàng hơn nhiều lần so với phương phương pháp phân tích thủy hóa [13]

Mặt khác chúng ta có thể thấy kim loại nặng trong môi trường thường tồn tại dưới 5 dạng: dạng trao đổi, dạng liên kết với cacbonat, dạng liên kết với Fe-Mnoxit, dạng liên kết với hợp chất hữu cơ, dạng cặn dư Trong động vật thân mềm hai mảnh vỏ: kim loại nặng tồn tại chủ yếu trong mô chất của chúng Hiện nay động vật hai mảnh vỏ được sử dụng như là một chỉ thị sinh học đánh giá, giám

sát mức độ ô nhiễm trong trầm tích và trong môi trường nước mặt, nước biển ven

kỳ vị trí nào và dưới bất kỳ điều kiện nào

- Có thể tích tụ chất ô nhiễm mà không bị chết

- Có đời sống tĩnh tại để đảm bảo rằng chất ô nhiễm mà nó tích tụ có liên quan đến khu vực nghiên cứu

- Có số lượng phong phú ở khu vực nghiên cứu và tốt hơn là phân bố rộng

để có thể đối chiếu giữa các khu vực

- Có đời sống dài để có thể lấy mẫu nhiều lần khi cần Sinh vật có đời sống dài cũng trải qua quãng thời gian dài của sự ô nhiễm Đó chính là minh chứng cho những tác động trong thời gian dài và không liên tục

- Có kích thước phù hợp để có thể cung cấp những mô đủ lớn cho việc phân tích Đặc tính này cũng cần thiết cho việc nghiên cứu sự tích tụ trong những cơ quan đặc biệt của cơ thể sinh vật

- Dễ thu mẫu, có thể sống lâu trong điều kiện thí nghiệm

Xét trên thực tế, khó có loài sinh vật nào đáp ứng được tất cả các tiêu chí Nhưng những sinh vật được lựa chọn cho nghiên cứu phải đáp ứng được một hoặc một vài tiêu chí trên, Vẹm là loai đáp ứng được các tiêu chí trên

1.4 MỘT SỐ NGHIÊN CỨU TRÊN THẾ GIỚI VỀ KHẢ NĂNG TÍCH LŨY KIM LOẠI NẶNG TRONG VẸM VÀ TRONG TRẦM TÍCH BIỂN VEN BỜ

Theo báo cáo về các biện pháp ngăn chặn ô nhiễm môi trường biển của chương trình môi trường Liên Hợp Quốc (UNEP) được công bố tại hội nghị quốc tế ở Bắc Kinh (Trung Quốc) gần 90% lượng nước thải từ Châu Á đang được đổ thẳng xuống biển mà chưa qua xử lý đang gây lo ngại về môi trường, đe dọa các hệ sinh thái vùng bờ biển có tầm quan trọng sống còn đối với hoạt động

kinh tế của con người, đặc biệt là các hoạt động khai thác nguồn lợi hải sản Cùng với chất thải từ các nhà máy lớn được đặt tại các vùng bờ biển, vùng biển Nam và Đơng Á cịn phải tiếp nhận 2/3 khối lượng đất và phù sa, điều này khơng những làm ảnh hưởng đến sức khỏe con người, nĩ cịn phá hủy hệ sinh thái ven biển

Để nghiên cứu về khả năng ứng dụng của động vật hai mảnh vỏ trong việc đánh giá ơ nhiễm mơi trường nước nĩi chung, mơi trường biển ven bờ và trầm tích nĩi riêng, nhiều nhà nghiên cứu trên thế giới đã tiến hành các nghiên cứu trên một số lồi hai mảnh vỏ điển hình trên một số khu vực được cho là ơ nhiễm KLN tại một số nước Bắc Mỹ, Châu Âu,… Nĩ thể hiện ưu điểm rất lớn trong việc đánh giá diễn biến của chất ơ nhiễm trong lưới thức ăn tại các khu vực cửa sơng, ven biển

Các lồi hai mảnh vỏ được nghiên cứu và sử dụng nhiều để giám sát KLN bởi chúng khơng chỉ đáp ứng được các tiêu chí của sinh vật chỉ thị mà cịn cĩ nhiều ưu điểm hơn lồi khác như đã trình bày ở trên Các KLN tích lũy trong bộ phận cơ thể được hấp thụ từ mơi trường bùn đáy, nước và thức ăn nên chúng cĩ thể phản ánh được mức độ ơ nhiễm và các tác động của ơ nhiễm KLN đến mơi trường và hệ sinh thái Với nhiều lồi động vật hai mảnh thì được sử dụng nghiên cứu khả năng tích lũy nhiều KLN khác nhau, từ đĩ đưa ra được các tài liệu quan trọng về việc lựa chọn lồi nào cĩ khả năng giám sát tốt nhất đối với kim loại nào Dưới đây là một số nghiên cứu điển hình tại một số khu vực trên Thế giới [29,30]

Trong nghiên cứu của nhĩm tác giả tại Pháp (Lặtitia Hédouin, O Pringault, Paco Bustamante, Renaud Fichez, Michel Warnau) về xác nhận khă năng sử dụng của hai lồi động vật hai mảnh (trai, sị) sống tại vùng biển nhiệt đới với vai trị sinh vật chỉ thị ơ nhiễm tại vùng đầm phá ở New Caledonia

Trong một nghiên cứu khác về đánh giá nồng độ kim loại trong lồi Vẹm

(M Galloprovincialis) ở phía Đơng Biển Đen, Thổ Nhĩ Kỳ Trong nghiên cứu

này, tập trung chủ yếu để xác định ảnh hưởng của các tác nhân ơ nhiễm: Cu, Pb

và Zn trong khu vực phía Đơng biển Đen Nồng độ nguyên tố kim loại và kim loại nặng trong lồi Vẹm sống tại vùng biển này được đo bằng cách sử dụng

huỳnh quang phân tán năng lượng tia X (EDXRF) và hấp phụ nguyên tử có ngọn lửa (FAAS) Kết quả phân tích đã chỉ ra rằng trong mô chất của Vẹm tại khu vực này có chứa các nguyên tố: K, Ca, Fe, Cu, Zn và Sr và vỏ của loài này có chứa các nguyên tố: Ca, Cu, Sr và Ba Bên cạnh đó còn có thí nghiệm thể hiện mối tương quan được tiến hành Kết quả chỉ ra rằng, mặc dù nồng độ trung bình của

Cu và Zn trong mô chất của loài Vẹm được đánh dấu trên khoảng giá trị cho phép của các quy định của Thổ Nhĩ Kỳ, nhưng nồng độ Zn vẫn nằm trong giới hạn của Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên hợp quốc (FAO)

Trong những năm trở lại đây, các nghiên cứu về sự tích tụ kim loại nặng

trên động vật thân mềm hai mảnh vỏ (chẳng hạn như: Perna viridis, Paphia

undulata, Meretrix lyara, Anadarata subcrenata …) đang nhận được nhiều sự

chú ý từ các nhà khoa học Các kim loại độc hại được lựa chọn để đánh giá bao gồm asen, chì, cadimi, thủy ngân, crom, kẽm [17]

Ô nhiễm môi trường bởi kim loại nặng trong trầm tích bề mặt, động vật đáy được các nhà khoa học trên thế giới tại rất nhiều các quốc gia như Trung Quốc, Pakistan, Ả-rập, Hàn Quốc, Ấn Độ, Bangladesh, Tuy-ni-di, Indonesia, Malaysia, Pháp, Morocco, Thổ nhĩ kỳ, Iran, Phần Lan, Hà Lan, Croatia, Canada

… đã được nghiên cứu, đánh giá và công bố trong nhiều báo cáo khoa học [17,21]

As, Hg và Pb là những kim loại nặng có tính độc cao do các hoạt động của con người thải ra được chuyển vào môi trường nước, tích lũy trong trầm tích và được tích lũy trong sinh vật thông qua chuỗi thức ăn Kết quả là ảnh hưởng tới sức khỏe của con người thông qua việc sử dụng thực phẩm được chế biến từ các sinh vật sinh sống ở các vùng ven biển, phá hủy hệ sinh thái thủy sinh Trong nghiên cứu tác giả đã cảnh báo về mức độ ô nhiễm nghiêm trọng của As, Pb trong trầm tích bề mặt vùng ven biển phía nam Trung Quốc, đặc biệt là vị trí gần các khu công nghiệp, khu đô thị như Hong Kong, Pearl River Estuary [2,11]

Sari Airas từ Viện Thủy sản và sinh vật biển đại học Bergen Nauy nghiên

cứu đề tài phân tích Cu, Zn, Ag, As, Hg, Cd trong loài Vẹm xanh Mytilus edulis

và kết luận rằng loài này có sự tích lũy kim loại nặng trong mô cơ thể với hàm lượng tích lũy Cu: 1,2 – 4,2 mg/kg, Zn: 23 – 51 mg/kg và Pb: 1,0 – 1,7 mg/kg trọng lượng tươi [4]

Nghiên cứu về mối liên hệ và sử dụng nhuyễn thể hai mảnh vỏ làm sinh

vật chỉ thị cũng được nghiên cứu nhiều Bắt đầu là trong nghiên cứu của Santosh, Henrique và cs (2008) về sử dụng một số loài nhuyễn thể hai mảnh vỏ làm chỉ thị để quan trắc KLN ở ven biển phía Đông Bắc vịnh Bengal (Ấn Độ) cho rằng tích lũy KLN ở mỗi bộ phận cơ thể và mỗi loài nhuyễn thể hai mảnh vỏ là khác nhau

Vậy nguyên nhân nào dẫn đến sự tích lũy cao hàm lượng kim loại nặng trong động vật hai mảnh vỏ? Theo giám đốc điều hành UNEP Achim Steiner, khoảng 80% chất gây ô nhiễm biển có nguồn gốc từ đất liền và chiều hướng này

có thể tăng lên đáng kể vào năm 2050 nếu số dân sống tại vùng duyên hải tăng lên gấp đôi [5]

Như vậy, nhiều công trình nghiên cứu ở nước ngoài đã xác định được mức tích tụ kim loại nặng trong các động vật hai mảnh vỏ, khả năng tích tụ kim loại nặng ở từng bộ phận cơ thể các loài động vật hai mảnh vỏ Bên cạnh đó, cũng khá nhiều công trình nghiên cứu về mối liên hệ giữa hàm lượng KLN trong môi trường nước, trầm tích, trong động vật hai mảnh vỏ và sử dụng động vật hai mảnh vỏ là sinh vật chỉ thị để quan trắc giám sát ô nhiễm kim loại nặng

1.5 NGHIÊN CỨU TẠI VIỆT NAM

Vẹm (Perna sp.) là loài thân mềm, hai mảnh vỏ có giá trị về nhiều mặt,

ngoài việc giảm hiện tượng phì dưỡng trong nước, giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường, xử lý nước thải trong các hệ thống nuôi trồng thủy sản, cân bằng hệ sinh

thái, Vẹm còn có giá trị trong dinh dưỡng Tuy nhiên, Vẹm thiên nhiên ở Việt Nam hiện nay nhiễm một số kim loại nặng có hại cho sức khỏe như Cd, Pb, Ni,

Cu, hàm lượng các kim loại này nếu đi vào cơ thể người, chúng có thể gây ngộ độc cấp tính hoặc mãn tính đối với sức khỏe người và các loài sinh vật [10]

Đối với Việt Nam, việc nghiên cứu sự tích lũy kim loại nặng trong động vật hai mảnh vỏ và trầm tích biển ven bờ trong những năm gần đây đã có nhiều nghiên cứu đã được triển khai Cụ thể là từ năm 2002, có một số đề tài nghiên cứu sử dụng động vật hai mảnh vỏ làm chỉ thị ô nhiễm KLN tại một số thủy vực chính như: Khánh Hòa, Đà Nẵng, Thừa Thiên – Huế, …[15,18,20]

Cụ thể có một số đề tài như: “Nghiên cứu khả năng sử dụng một số loài động vật hai mảnh vỏ để giám sát ô nhiễm KLN tại khu vực sông Kôn và đầm Thị Nại, tỉnh Bình Định” của tác giả Võ Văn Minh, Đại học Đà Nẵng, nghiên cứu này đã tiến hành trên 8 loài nhuyễn thể hai mảnh vỏ chính bao gồm: hàu

(Saccostrea sp.), hến (Corbicula subsulcata), chíp chíp (Paphia undulate), Vẹm xanh (Perna viridis), ngao dầu (meretrix meretrix), điệp quạt (chlamys nobilis),

sò lông (Anadara subcrenata) và sò huyết (Anadara granosa) và tập trung

nghiên cứu hàm lượng kim loại nặng (Cd, Pb, Cr, Hg) trong lớp trầm tích tại khu vực sông Kôn và đầm Thị Nại, hàm lượng KLN tích lũy trong mô chất của động vật thân mềm hai mảnh vỏ, thời gian nghiên cứu được thực hiện trong khoảng thời gian từ tháng 08/2012 đến tháng 03/2013 [20]

Ngoài việc đánh giá mức độ tích lũy hàm lượng các KLN trong mô của động vật hai mảnh thì việc nghiên cứu về khả năng chuyển hóa các chất ô nhiễm trong môi trường, điển hình là KLN cũng được triển khai để đưa ra được tổng quan về khả năng sử dụng động vật hai mảnh vỏ cho việc đánh giá chất lượng môi trường nước nói chung, môi trường biển và trầm tích biển ven bờ nói riêng Trong số đó có đề tài: “Nghiên cứu sự tích lũy KLN trong ốc hương và một số đối tượng thủy sản (Vẹm, hải sâm, rong sụn) tại đảo Điệp Sơn, vịnh Vân Phong,

Khánh Hòa” của nhóm tác giả Đặng Thúy Bình, Nguyễn Thanh Sơn, Nguyễn Thị Thu Nga, trường Đại học Nha Trang [9,14]

Số lượng các nghiên cứu sử dụng các loài thân mềm và chủ yếu là các loài hai mảnh vỏ để chỉ thị ô nhiễm kim loại nặng là không nhiều Theo nghiên cứu của Đào Việt Hà (2002) [10], hàm lượng các kim loại nặng trong Vẹm xanh

(Perna viridis) tại đầm Nha Phu (Khánh Hòa): đối với Cd từ 0,03- 0,21 ppm

(tính theo khối lượng tươi); đối với Pb từ 0,14- 1,13 ppm; và từ 0,54- 1,81 ppm đối với Cu Các nghiên cứu của Đặng Thúy Bình và cộng sự, (2006) cho thấy trong Vẹm xanh As tích lũy cao nhất ở nồng độ 1,76 ppm [9]

Trong nghiên cứu của tác giả Lê Thị Mùi và cộng sự (2008) [14] với tên

đề tài “Tích lũy Pb và Cu trong động vật thân mềm hai mảnh vỏ tại các vùng biển Nam Ô, Xuân Thiều và Sơn Trà thuộc thành phố Đà Nẵng bằng phương pháp Vol - Ampe hòa tan kết hợp với xung vi phân (DPP) với điện cực màng Hg điều chế tại chỗ trên nền điện cực rắn đĩa quay cacbon thủy tinh” đã chỉ ra được mức độ tích lũy các kim loại nặng không đồng đều ở các loài nhuyễn thể hai mảnh vỏ (hàu, sò lông, Vẹm xanh, ngao bốn cạnh, vọp, nghêu lụa), cụ thể: hàm lượng trung bình trong khoảng 1,13 - 2,12 μg.g-1

khối lượng ướt đối với Pb và 7,15 - 16,52 μg.g-1 khối lượng ướt đối với Cu của hầu hết các loài đều nằm trong giới hạn cho phép, trừ loài sò lông Hay Trong đề tài nghiên cứu “Hàm lượng kim loại nặng (Hg, Cd, Pb, Cr) trong các loài động vật hai mảnh vỏ ở một số khu vực tại miền Trung Việt Nam” được thực hiện bởi Nguyễn Văn Khánh, Trần Duy Vinh, Lê Hà Yến Nhi, trường Đại học Sư phạm – Đại học Đà Nẵng đã khảo sát, thu mẫu theo hai đợt vào tháng 8/2012 và tháng 3/2013 tại 5 vị trí trên 9 loài

hai mảnh vỏ[20] Trong đó, 4 loài gồm: hàu (Saccostrea sp.), hến (Corbicula

subsulcata), ngao dầu (Meretrix meretrix), Vẹm xanh (Perna viridis) chiếm gần

80% tổng số lượng cá thể tại khu vực nghiên cứu, kết quả phân tích hàm lượng các kim loại nặng được tích lũy trong các loài 2 mảnh tại khu vực này cho thấy

các loài này có khả năng tích lũy kim loại nặng cao hơn gấp nhiều lần so với môi trường chúng sinh sống

Chất lượng trầm tích biển ven bờ theo số liệu từ năm 2002 của các trạm quan trắc biển cho thấy:

- Hàm lượng kẽm (Zn) biến đổi trong khoảng 63,32-162,48 ppm ở khu vực biển miền Bắc Tại vùng biển Trà Cổ, Đồ Sơn đã quan trắc được giá trị vượt quá giới hạn Zn trong trầm tích của Trung Quốc áp dụng cho vùng nước dùng để nuôi trồng thuỷ sản (150 ppm), các nơi khác đều quan trắc được giá trị vượt quá giới hạn được phép nạo vét và đổ thải chất nạo vét của Mỹ (5 ppm) (hiện nay chưa có TCVN cho thông số này) Ở khu vực miền Trung biến đổi trong khoảng 35,40-77,50 ppm; ở khu vực miền Nam 3,45 - 59,49 ppm đều nhỏ hơn các giới hạn trên

- Hàm lượng đồng (Cu) biến đổi trong khoảng 14,48 - 44,57 ppm ở khu vực biển phía Bắc, trong khoảng 1,94 - 65,35 ppm ở khu vực biển miền Trung,

và 2,46- 15,48 ppm ở khu vực biển phía Nam So với giới hạn của Cu trong trầm tích của Trung Quốc được ASEAN áp dụng trong vùng biển Đông với vùng nước dùng để nuôi trồng thuỷ sản (Cu = 35 ppm) thì khu vực biển phía Bắc vào nhiều thời điểm có giá trị cao hơn giới hạn trên Khu vực miền Trung có vùng biển Đèo Ngang và Thuận An cũng vượt giới hạn trên

- Hàm lượng chì (Pb) biến đổi trong khoảng 7,50 -51,29 ppm ở khu vực biển phía Bắc, trong khoảng 1,01 - 40,3 ppm ở khu vực miền Trung, và 4,22 - 30,29 ppm ở khu vực biển miền Nam Hàm lượng chì có giá trị cao nhất tại vùng biển Ba Lạt (51,29 ppm), Dung Quất (40,5 ppm), vượt giới hạn (33 ppm) của TCCP nạo vét và đổ các chất nạo vét xuống biển của Mỹ (hiện nay chưa có TCVN cho thông số này) Nhưng chưa có giá trị nào cao hơn giới hạn Pb trong trầm tích của Trung Quốc ở vùng nuôi trồng thuỷ sản (Pb = 60 ppm) [20]

- Hàm lượng cadimi (Cd) biến đổi trong khoảng 0,57-1,68 ppm ở khu vực biển phía Bắc, trong khoảng 0,35-1,26 ppm trong vùng biển miền Trung, và từ vết - 0,15ppm ở vùng biển phía Nam Trầm tích tại vùng biển Đồ Sơn có hàm lượng Cd cao nhất đạt 1,68ppm Nhìn chung trầm tích ở nhiều vùng biển (trừ khu vực phía Nam) có hàm lượng Cd cao, vượt quá giới hạn cho phép về việc nạo vét và thải đổ chất nạo vét xuống biển của Mỹ: 0,7ppm và của Canada: 0,6ppm và giới hạn Cd trong trầm tích vùng nuôi trồng thuỷ sản: 0,5ppm của Trung Quốc

- Hàm lượng Asen (As) biến đổi trong khoảng 0,94 -1,98 ppm ở vùng biển phía Bắc, trong khoảng 0,09 - 3,53 ppm ở khu vực biển miền Trung, và 1,19 - 6,20 ppm ở khu vực biển miền Nam Hàm lượng As trong trầm tích còn khá nhỏ

so với giới hạn Asen trong trầm tích vùng nuôi trồng thuỷ sản (As = 20 ppm) của Trung Quốc

- Hàm lượng thuỷ ngân biến đổi trong khoảng 0,074 - 0,291 ppm ở vùng biển phía Bắc, trong khoảng 0,019 - 0,170 ppm ở vùng biền miền Trung, và 0,20

- 0,93 ppm ở vùng biển phía Nam Ở vùng biển phía Bắc hàm lượng Hg trong trầm tích trong đợt đo tháng 2, ở vùng biển phía Nam trong cả hai đợt đo đã cao hơn giới hạn của Trung Quốc với vùng nước dùng để nuôi trồng thuỷ sản (Hg = 0,20 ppm)

“Nghiên cứu, đánh giá mức độ tích lũy một số kim lo i n ng s, g,

trong tr m tích và s huy t v ng v n i n t nh hái nh” (Cao Thị

Hảo, 2017) thông qua việc đánh giá khả năng tích tụ các kim loại nặng As,

Pb, Hg có trong trầm tích của sò huyết theo hệ số tích tụ sinh học trầm tích (BSAF: Biota-sendiment accumulation factor), kết quả chỉ ra rằng, ngao trắng Bến Tre có khả năng tích tụ các kim loại nặng trong đó có As,

Pb và Hg Tại vùng ven biển tỉnh Thái Bình, ngao trắng Bến Tre tích tụ hàm lượng chì ở mức chưa đáng kể, tích tụ hàm lượng asen ở mức cao và rất cao đối với thủy ngân Sự tích tụ thủy ngân có mối liên hệ chặt chẽ với

độ béo của nghêu và tăng dần theo thời gian (đặc biệt với metyl thủy ngân) khẳng định vai trò chỉ thị sinh học của nghêu

Đặc biệt gần đây nhất là đề tài “Nghiên cứu kinh nghiệm quốc t về

sử dụng bộ ch thị sinh học phục vụ đánh giá ô nhiễm kim lo i n ng (Pb,

Hg, As, Cd) khu vực cửa sông ven bi n” của cơ quan chủ quản đề tài là

Viện Nghiên cứu biển và hải đảo, do tác giả Mai Kiên Định làm chủ

nhiệm Nội dung nghiên cứu của đề tài giải quyết một vấn đề quan trọng

cốt lõi phục vụ việc xây dựng bộ chỉ thị sinh học đánh giá ô nhiễm kim loại nặng khu vực cửa sông ven biển Việt Nam

Ngoài ra, nghiên cứu của tác giả Nguyễn Văn Khánh cùng với các cộng sự (2014) [20] cũng đã cho thấy hàm lượng Pb tích lũy trong các loài thân mềm hai mảnh vỏ tại vùng ven biển miền Trung thường cao hơn các kim loại nặng khác

Trong đề tài nghiên cứu về “Tích lũy chì trong loài Vẹm xanh (Perna viridis L.)

ở vùng biển từ Thừa Thiên Huế đến Quảng Nam” đã đánh giá được nồng độ Pb trong mô chất của loài Vẹm xanh trung bình dao động từ 0,74 ± 0,35 – 1,52 ± 0,71 mg/kg trọng lượng tươi [9]

Các kết quả nghiên cứu về sự tích lũy độc chất trong động vật hai mảnh và trầm tích biển ven bờ sẽ là cơ sở khoa học cho các cơ quan nghiên cứu cũng như cho các nhà quản lý thống nhất về đối tượng, phạm

vi trong quan trắc sinh học môi trường; dự báo, đánh giá ô nhiễm kim loại nặng trong môi trường cửa sông ven biển nhằm đạt được mục tiêu đảm bảo chất lượng, hiệu quả, tiết kiệm thời gian và chi phí trong việc ra quyết định quản lý biển và hải đảo ở Việt Nam

Như vậy, với những đặc điểm là khả năng tích lũy cao các KLN trong bộ phận cơ thể của động vật hai mảnh Các KLN tích lũy trong bộ phận cơ thể được hấp thụ từ môi trường bùn đáy, nước và thức ăn nên chúng có thể phản ánh được mức độ ô nhiễm và các tác động của ô nhiễm KLN đến môi trường và hệ sinh thái

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI NGHIÊN CỨU

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu

Với tên đề tài: “Đánh giá sự tích lũy kim loại nặng (Pb, Cd) trong Vẹm

(Perna sp.) và trầm tích mặt tại vùng biển ven bờ thành phố Quy Nhơn, tỉnh Bình Định” đối tượng nghiên cứu tập trung vào:

- Kim loại nặng cần nghiên cứu: Cd, Pb

- Kim loại nặng (Cd, Pb) trong loài Vẹm, cụ thể là Vẹm xanh (Perna

viridis) đang sinh trưởng, phát triển tại vùng biển ven bở, thành phố Quy Nhơn,

tỉnh Bình Định

- Kim loại nặng trong trầm tích biển ven bờ thành phố Quy Nhơn, tỉnh Bình

Định

- Mẫu động vật hai mảnh được lấy vào tháng 08/2020 tại 15 vị trí Mẫu

động vật hai mảnh được lấy tại thời điểm chân triều

2.1.2 Phạm vi nghiên cứu

Địa điểm lấy mẫu

Đọan biển ven bờ dọc theo thành phố Quy Nhơn có chiều dài 42 km, từ tọa độ 13.78 và 9.22 ở độ cao hơn mặt biển là 7 m Các mẫu trầm tích mặt được thu thập tại 15 vị trí dọc theo khu vực ven bờ biển Quy Nhơn (Hình 2.1) Các vị trí lấy mẫu trầm tích được lựa chọn trên cơ sở khảo sát thực tế dọc theo vùng ven biển Quy Nhơn (kế thừa từ đề tài ) Các nguồn thải chủ yếu ra khu vực ven bờ

từ các hoạt động giao thông cảng biển, khu nuôi trồng thủy sản, khu kinh tế trọng điểm Nhơn Hội và các bãi tắm tập trung đông người du lịch

Điểm lấy mẫu có chịu sự tác động của các hoạt động dân sinh

- Điểm lấy mẫu có chịu sự tác động từ hoạt động của các khu công nghiệp, làng nghề nuôi trồng, chế biến

- Điểm lấy mẫu là nơi có hoạt động qua lại của tàu, thuyền

Địa điểm và thời gian lấy mẫu đều tuân thủ nghiêm ngặt theo điều kiện:

- Mẫu trầm tích đƣợc lấy vào lúc thủy triều rút Mẫu bùn đáy lấy trên bề mặt, có độ sâu từ 0 - 15 cm

- Mẫu Vẹm đƣợc thu đồng thời vào lúc thủy triều rút cạn, lấy cách bề mặt

có độ sâu từ 0-15 cm

- Điểm lấy mẫu cách bờ và cảng biển không quá 5,5 km

- Điểm lấy mẫu cách nguồn thải (nếu có) từ 0- 1 km

Mẫu Vẹm đƣợc lấy tại vị trí thuộc vùng biển ven bở, thành phố Quy Nhơn, tỉnh Bình Định Mẫu đƣợc lấy cách bờ trong vòng 3 hải lý (khoảng 5,5 km) [16]

Hình 2.1 Các vị trí thu thập mẫu t i vùng ven bờ bi n Quy Nhơn, nh Định

Vị trí lấy mẫu và tọa độ đƣợc thể hiện cụ thể trên bảng 2.1 nhƣ sau

Bảng 2.1 Vị trí lấy mẫu và tọa độ

STT Vị trí Đặc điểm/Tọa độ Đặc điểm

1 Nhơn Lý, TP

Quy Nhơn

13°54'13.2"N 109°17'09.2"E

Luồng vào vào đầm Thị Nại

12 Bãi tắm Hoàng

Hậu

13°45'40.2"N 109°14'19.5"E

Bãi biển Quy Nhơn

TT Loại Tên dụng cụ, thiết bị

11 Máy đo phổ hấp thụ nguyên tử có ngọn lửa F – AAS

2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.3.1 Phương pháp tổng hợp tài liệu

Thu thập và tham khảo các công bố trong và ngoài nước có liên quan đến luận văn, nhằm cập nhật một cách tốt nhất những kết quả nghiên cứu liên quan đến nội dung nghiên cứu

2.3.2 Phương pháp thu thập mẫu và bảo quản

Thu thập, bảo quản và phân tích mẫu

Việc thu thập, chuẩn bị và phân tích mẫu được thực hiện theo Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 6663-19:2015 [26] Dùng thuyền chuyên dụng đến vị trí lấy mẫu cách bờ không quá 5,5km, sử dụng gàu xúc ngoạm Ekman thả xuống lấy mẫu trầm tích (sâu khoảng 1-20 cm) Đưa mẫu trầm tích vào dụng cụ đựng mẫu đã được tráng rửa bằng nước biển tại vị trí lấy mẫu rồi đậy kín Ghi rõ tọa độ, vị trí

và thời gian lấy mẫu vào mỗi mẫu thu được Mẫu sau khi lấy được bọc bằng giấy bạc tránh tiếp xúc ánh sáng và bảo quản ở nhiệt độ từ 0 đến 50C trước khi phân tích

Loại mẫu Phương pháp lấy mẫu Phương pháp bảo quản mẫu

Mẫu trầm

tích

TCVN 6663-19: 2015- Tiêu chuẩn quốc gia về chất lượng nước - Lấy mẫu- Phần 19: Hướng dẫn lấy mẫu trầm tích biển [26]

Mẫu trầm tích lấy về được nhặt hết sỏi, rác và để khô tự nhiên sau đó bảo quản trong túi polyme ở nhiệt độ -5oC –

0oC

Mẫu sinh vật

Rửa sạch bằng nước biển và thấm khô hết nước bằng giấy lọc sạch, và bảo quản trong túi polyme ở nhiệt độ -5oC – 0oC

Lấy mẫu trầm tích:

- Xác định vị trí lấy mẫu

Các vị trí được xác định bằng cách sử dụng bản đồ địa lý tọa độ với việc tham khảo hệ thống trắc địa tại chỗ đang sử dụng Sử dụng hệ thống GPS để ghi lại kinh độ và vĩ độ của vị trí lấy mẫu

- Lựa chọn dụng cụ lấy mẫu:

Với mẫu trầm tích để phân tích nồng độ kim loại nặng, sử dụng các loại vật liệu như thép không gỉ hoặc chất dẻo (polyvinyl clorua (PVC), polymetyl methacrylat, v.v để điều tra nghiên cứu

- Quy trình lấy mẫu trầm tích:

+ Bước 1: Sử dụng thuyền chuyên dụng, tới vị trí lấy mẫu cách bờ không quá 5,5km

+ Bước 2: Sử dụng gàu xúc ngoạm từ từ thả xuống lấy mẫu trầm tích

+ Bước 3: Đưa mẫu trầm tích vào dụng cụ đựng mẫu đã được tráng rửa bằng nước biển tại vị trí lấy mẫu rồi đậy kín

+ Bước 4: Ghi rõ tọa độ, vị trí và thời gian lấy mẫu vào mỗi mẫu thu được + Bước 5: Mẫu sau khi lấy được bọc bằng giấy bạc tránh tiếp xúc ánh sáng

và bảo quản ở nhiệt độ từ 0 đến 5oC trước khi đưa đi phân tích

Lấy mẫu sinh vật:

- Tại mỗi vị trí lấy mẫu trầm tích, có sử dụng hỗ trợ của người dân địa phương trong việc tìm kiếm và thu hoạch mẫu sinh vật

- Mẫu Vẹm lấy lên được rửa qua bằng nước biển tại vị trí lấy mẫu

- Bỏ mẫu Vẹm vào các túi zipper, ghi rõ tọa độ, vị trí và thời gian lấy mẫu

- Mẫu sau khi lấy được bọc bằng giấy bạc tránh tiếp xúc trực tiếp với ánh sang và bảo quản ở nhiệt độ từ 0 đến 50C trước khi xử lý bước tiếp theo

Mẫu trầm tích và mẫu sinh vật ở các vị trí lấy của nghiên cứu được kế thừa

từ đề tài cấp bộ “Nghiên cứu cơ sở khoa học sử dụng động vật hai mảnh vỏ phục

vụ đánh giá, dự báo chất lượng môi trường biển ven bờ, thử nghiệm tại tỉnh Bình Định” có mã số TNMT 2018.06.11

Bảo quản mẫu

- Mẫu trầm tích đựng trong túi zipper sau đó đem phơi khô ở nhiệt độ thường

- Mẫu Vẹm được lấy trong trạng thái đã được tách vỏ, rửa sạch bằng nước biển và thấm khô hết nước bên ngoài bằng giấy lọc sạch, đựng trong túi zipper sạch và bảo quản ở nhiệt độ từ -5 đến 0oC

2.3.3 Xác định hệ số khô kiệt mẫu sinh vật

Chuẩn bị:

Mẫu sinh vật tại mỗi vị trí được xay nhuyễn,

Mẫu trầm tích được hong khô không khí

Tiến hành xác định hệ số khô kiệt tại Viện Khoa học và Công nghệ Quân

sự bằng phương pháp đông khô mẫu, nhằm mục đích chuyển đổi từ khối lượng ở dạng tươi sang khối lượng mẫu sinh vật dạng khô kiệt Quy trình tiến hành như sau:

Bước 1: Sấy ống falcon đã được tráng rửa sạch trong tủ sấy ở nhiệt độ

1050C trong khoảng 2 giờ

Bước 2: Lấy ống ra khỏi tủ sấy, chuyển vào bình hút ẩm, để nguội đến nhiệt độ phòng, sau đó đem ống ra cân được khối lượng cốc là m0

Bước 3: Chuyển toàn bộ mẫu đã xay nhuyễn hoăc mẫu trầm tích vào ống, cân xác định khối lượng (m1)

Bước 4: Đông khô mẫu, sau đó cân được khối lượng (m2)

Sau đó xác định được độ ẩm của mẫu theo công thức:

k = m1- m0

m2- m0

Trong đó:

m1: khối lượng của cốc và mẫu tươi cân được trước khi sấy (g)

m2: khối lượng của cốc và mẫu cân được sau khi sấy (g)

m0: khối lượng ban đầu cân được của cốc (g)

Hình 2.2 Thiết bị đông khô mẫu

để phân hủy mẫu thường gấp 10 - 15 lần lượng mẫu, thời gian phân hủy thường

từ vài giờ đến vài chục giờ, tùy thuộc vào mỗi loại mẫu và cấu trúc vật lý hóa học của nó

Cách ti n hành:

Sau khi tham khảo quy trình xử lý mẫu động vật hai mảnh vỏ theo một số tài liệu tham khảo [11,12], tiến hành xử lý mẫu động vật hai mảnh bằng phương

sử dụng axit HNO3 đặc và H2O2 30%, quy trình được tiến hành theo 3 bước sau:

Bước 1: Chuẩn bị cốc thủy tinh chịu nhiệt đã được tráng rửa sạch, sấy khô Cân khoảng 0,1g mẫu, chuyển vào cốc Thêm 5 ml HNO3 đặc, 2 ml H2O2 30% rồi đem đun sôi nhẹ đến khi thu được dung dịch trong suốt

Bước 2: Để nguội mẫu, tiếp tục cho thêm 3 ml HNO3 đặc, 1 ml H2O2 30% đun đến khi dung dịch trong suốt Lặp lại bước này nhưng thêm hóa chất với tỷ

Hình 2.3 Sơ đồ quy trình xử lý xác định hàm lượng kim loại nặng

2.3.5 Phương pháp chiết làm giàu mẫu

Chiết là phương pháp dựa trên cơ sở sự phân bố khác nhau của chất phân tích vào hai pha không trộn lẫn vào nhau Nhờ đó mà chúng ta lấy được chất cần phân tích ra khỏi mẫu ban đầu, chuyển nó vào pha thứ hai mà chúng ta mong muốn

Theo một số tài liệu tham khảo [11,26] phân tích hàm lượng kim loại nặng trong mô chất của động vật thân mềm hai mảnh vỏ bằng phương pháp F- AAS

hay ICP thường bị ảnh hưởng bởi muối trong môi trường nên cần loại bỏ theo quy trình chiết

Theo TCVN 6193: 1996 [8] quy trình chiết được tiến hành theo nguyên tắc sau:

Nguyên tắc

Tạo phức giữa các kim loại cần xác định với amoni 1 – Pyrolydin Dithiocacbamat (APBC) và chiết ở pH 2,5 với metyl – isobutylketon (MIBK) Xác định kim các kim loại trong pha hữu cơ này bằng trắc phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa (F- AAS)

Bước 3: Thêm 5ml dung dịch HNO3đ (1:4) lắc đều đến khi dung dịch tách lớp, lấy phần dung dịch phía dưới bình chiết Lặp lại bước này 3 lần với dung dịch phía trên bình chiết

Bước 4: Định mức bằng nước cất tới vạch 25 ml tiến hành đo trên thiết bị quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS – Thermo Fisher M6