Nghiên cứu khả năng tích tụ thủy ngân trong nghêu Bến Tre Meretrix lyrata (Sowerby, 1825) ở khu vực cửa sông Bạch Đằng - Hải Phòng

Nghiên cứu khả năng tích tụ thủy ngân trong nghêu Bến Tre Meretrix lyrata (Sowerby, 1825) ở khu vực cửa sông Bạch Đằng - Hải Phòng

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT iv

DANH SÁCH CÁC BẢNG v

DANH SÁCH CÁC HÌNH VÀ ĐỒ THỊ vii

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 5

1.1 Dạng tồn tại, độc tính và chu trình thủy ngân trong môi trường 5

1.1.1 Dạng tồn tại trong môi trường và ứng dụng 5

1.1.2 Độc tính của các hợp chất thủy ngân 6

1.1.3 Chu trình hóa nguồn phát thải thủy ngân toàn cầu 7

1.2 Tổng quan về khu vực cửa sông Bạch Đằng 7

1.2.1 Những đặc điểm tự nhiên khu vực cửa sông Bạch Đằng 8

1.2.2 Tổng quan xu thế biến đổi của thủy ngân trong nước tại khu vực cửa sông Bạch Đằng 11

1.2.2.1 Xu thế biến đổi theo chu kỳ triều cường 11

1.2.2.2 Xu thế biến đổi theo mùa và năm 12

1.2.2.3 Xu thế biến đổi theo không gian 13

1.2.3 Kiểm kê các nguồn thải thủy ngân ở vùng cửa sông Bạch Đằng 15

1.2.4 Nguồn lợi thủy hải sản và nghề nuôi nghêu ở vùng cửa sông Bạch Đằng 17

1.3 Đặc điểm của nghêu Meretrix lyrata 18

1.3.1 Phân bố 18

1.3.2 Hình thái cấu tạo của nghêu Meretrix lyrata 19

1.3.2.1 Hình thái bên ngoài 19

1.3.2.2 Cấu tạo bên trong 20

1.3.3 Cách thức ăn lọc 21

1.3.4 Quy trình nuôi nghêu 21

1.3.5 Mức độ tích tụ kim loại nặng 23

1.3.5.1 Trên thế giới 23

1.3.5.2 Ở Việt Nam 26

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 29

2.1 Đối tượng nghiên cứu 29

2.2 Áp dụng mô hình thực nghiệm nghiên cứu mức độ tích tụ thủy ngân trong nghêu

30

2.2.1 Các điều kiện để áp dụng mô hình thực nghiệm 30

2.2.2 Bố trí thí nghiệm ngoài hiện trường 31

2.2.3 Đánh giá ngưỡng gây chết và đào thải của nghêu tại phòng thí nghiệm 33

2.3 Đo kích thước của nghêu 36

2.4 Phân tách mô thịt và dạ dày nghêu 36

2.5 Qui trình xác định thủy ngân trong sinh vật và môi trường 37

2.5.1 Lựa chọn phương pháp phân tích thủy ngân 37

2.5.2 Thu mẫu và xử lý mẫu 38

2.5.3 Phương pháp phân tích thủy ngân vô cơ tại phòng thí nghiệm 40

2.5.4 Đánh giá sai số và độ chính xác của phương pháp 41

2.6 Xác định hệ số tích tụ sinh học 43

2.7 Các phương pháp phân tích lipit và TSS 44

2.8 Cơ sở xác định mức độ tiêu thụ thực phẩm an toàn 45

2.9 Phương pháp xử lý số liệu 45

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 47

3.1 Đặc điểm tự nhiên của bãi nuôi và qui luật phát triển của nghêu 47

3.1.1 Đặc điểm tự nhiên của bãi nuôi nghêu 47

3.1.1.1 Vị trí khu vực nghiên cứu 47

3.1.1.2 Đặc điểm thủy hóa bãi nuôi nghêu thí nghiệm 47

3.1.1.3 Thành phần cấp hạt nền đáy của bãi nuôi nghêu 50

3.1.2 Xu thế phát triển của nghêu ở khu vực cửa sông Bạch Đằng 51

3.1.2.1 Đánh giá tăng trưởng của nghêu nuôi ở hai ô thí nghiệm 51

3.1.2.2 Xây dựng công thức tính tuổi nghêu 54

3.1.2.3 Giải thích xu thế phát triển sinh trưởng của nghêu 58

3.2 Xu thế biển đổi thủy ngân trong môi trường bãi nuôi nghêu vùng cửa sông Bạch Đằng 60

3.2.1 Các dạng tồn tại của thủy ngân trong môi trường nước bãi nghêu 60

3.2.1.1 Nồng độ thủy ngân tổng (Hg T ) 61

3.2.1.2 Nồng độ thủy ngân hòa tan (Hg I ) 62

3.2.1.3 Hàm lượng thủy ngân liên kết chất rắn lơ lửng (Hg TSS ) 63

3.2.1.4 Nồng độ metyl thủy ngân (Hg Me ) 66

3.2.2 Các dạng tồn tại của thủy ngân trong môi trường trầm tích bãi nghêu 68

3.3 Đánh giá khả năng tích tụ thủy ngân của nghêu Meretrix lyrata ở vùng cửa sông Bạch Đằng 70

3.3.1 Nguồn tích tụ thủy ngân của nghêu ở ngoài môi trường tự nhiên 70

3.3.1.1 Tích tụ trong mô thịt 71

3.3.1.2 Tồn dư trong dạ dày 78

3.3.2 Đánh giá ngưỡng gây chết và đào thải của nghêu ở điều kiện phòng thí nghiệm .80

3.3.2.1 Xác định nồng độ thủy ngân nghêu tích tụ tối đa 80

3.3.2.2 Đánh giá mức độ đào thải của nghêu ở phòng thí nghiệm 82

3.3.3 Hệ số tích tụ thủy ngân của nghêu nuôi ngoài hiện trường 84

3.3.3.1 Hệ số tích tụ thủy ngân của nghêu từ môi trường nước 84

3.3.3.2 Hệ số tích tụ của nghêu từ môi trường trầm tích 89

3.3.4 Đề xuất an toàn thực phẩm 90

3.3.4.1 Cở sở đề xuất sử dụng an toàn thực phẩm 90

3.3.4.2 Khuyến cáo mức độ sử dụng nghêu làm thực phẩm 92

KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 94

Kết luận 94

Khuyến nghị 95

TÀI LIỆU THAM KHẢO 96

DANH MỤC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ 103

PHỤ LỤC i

DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

AAS Thiết bị hấp phụ nguyên tử Atomic absorption Spectrophtometer ANOVA Phân tích phương sai Analysis of variance

ADI Hệ số chấp nhận hàng ngày Acceptable Daily Intake

BCF Hệ số tích tụ sinh học tập trung Bioconcentration Factor

BAF Hệ số tích tụ sinh học Bio Accumulation Factor

BSAF Hệ số tích tụ sinh học trong trầm

tích

Biota-sendiment accumulation factor

CRM Chất chuẩn tham chiếu được

chứng nhận

Certified Reference Material

DEB Mô hình hóa luồng năng lượng

sinh học

Dynamic Energy Budged

ECD Detector cộng kết điện tử Electron Capture Detector

EPA Cục bảo vệ môi trường Mỹ Environmental Protection Agency FAO Tổ chức lương thực quốc tế Food and Agriculture Organization

MDL Giới hạn phát hiện của phương

pháp

Method detection limit OBM Mô hình tích tụ sinh học trong sò Oyster Bioaccumulation Model POPs Các nhóm chất hữu cơ khó phân

hủy

Persistent organic pollutants

TSS Tổng chất rắn lơ lửng Total suspended solid

WTO Tổ chức thương mại quốc tế World Trade Organization

WHO Tổ chức y tế thế giới World Health Organization

DANH SÁCH CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Xu thế biến động nồng độ thủy ngân tổng trong nước tại khu vực cửa sông Bạch

Đằng 14

Bảng 1.2 Lượng vật chất trao đổi qua các mặt cắt Minh Đức và Đình Vũ 15

Bảng 1.3 Nguồn thải của các hoạt động công nghiệp có chứa thủy ngân 16

Bảng 1.4 Tổng hợp các nghiên cứu về tích tụ kim loại nặng trong loài hai mảnh vỏ ở Việt Nam 26

Bảng 2.1 Thời gian biểu tiến hành thí nghiệm 35

Bảng 2.2 Kết quả phân tích mẫu chuẩn thủy ngân nồng độ 0,5ppb 42

Bảng 2.3 Hệ số ADI và qui chuẩn môi trường đối với thủy ngân 45

Bảng 2.4 Chuỗi số liệu X,Y về hàm lượng thủy ngân trong mô sinh vật 46

Bảng 3.1 Thành phần cấp hạt bãi triều ở hai ô thí nghiệm 51

Bảng 3.2 Biến thiên khối lượng cá thể nghêu nuôi tại hai ô thí nghiệm OTN và AD 51

Bảng 3.3 Tuổi nghêu theo các giai đoạn phát triển từ ấu trùng đến con giống 55

Bảng 3.4 Thông số sinh trưởng của nghêu nuôi ở khu vực cửa sông Bạch Đằng 55

Bảng 3.5 Đánh giá sai số của công thức (3.3) đối với nghêu nuôi tại khu vực cửa sông Bạch Đằng 57

Bảng 3.6 Nồng độ Hg T trong môi trường nước bãi nuôi nghêu 61

Bảng 3.7 Nồng độ Hg I trong môi trường nước bãi nuôi nghêu 62

Bảng 3.8 Hàm lượng Hg TSS trong môi trường nước bãi nuôi nghêu 64

Bảng 3.9 Các dạng thủy ngân trong nước bãi nuôi nghêu 65

Bảng 3.10 Nồng độ thủy ngân trong nước bãi nuôi nghêu 66

Bảng 3.11 Hàm lượng Hg SMe và Hg ST trong lớp trầm tích bề mặt hai ô thí nghiệm 68

Bảng 3.12 Thành phần cấp hạt trầm tích bãi nuôi nghêu 69

Bảng 3.13 Hàm lượng Hg Me và Hg T trong mô thịt nghêu ở hai ô thí nghiệm 71

Bảng 3.14 Hàm lượng lipit của nghêu theo các đợt thu mẫu 73

Bảng 3.15 Tích tụ thủy ngân trong mô thịt nghêu M.lyrata ở hai ô thí nghiệm 75

Bảng 3.16 Hệ số tương quan giữa các yếu tố môi trường và hàm lượng thủy ngân tích tụ trong mô thịt nghêu M.lyrata 76

Bảng 3.17 Hàm lượng Hg Me và Hg T trong dạ dày nghêu M.lyrata 78

Bảng 3.18 Thành phần thức ăn và hàm lượng thủy ngân trong dạ dày nghêu 79

Bảng 3.19 Hàm lượng thủy ngân tích lũy trong nghêu ở điều kiện phòng thí nghiệm 81

Bảng 3.20 Mức độ đào thải Hg T của nghêu M.lyrata sau 08 ngày 82

Bảng 3.21 Mức độ đào thải Hg Me của nghêu M.lyrata sau 08 ngày 83

Bảng 3.22 Hệ số tích tụ BAF của nghêu trong môi trường nước 85

Bảng 3.23 Hệ số tương quan giữa các yếu tố môi trường và hệ số tích tụ sinh học BAF 88

Bảng 3.24 Hệ số tương quan giữa các dạng thủy ngân và hệ số tích tụ sinh học BAF 89

Bảng 3.25 Hệ số tích tụ BSAF của nghêu trong môi trường trầm tích 89

Bảng 3.26 Tỷ lệ ruột/vỏ của nghêu nuôi ở hai ô thí nghiệm 91

Bảng 3.27 Tỷ lệ dạ dày/mô thịt của nghêu nuôi ở hai ô thí nghiệm 91

Bảng 3.28 Khuyến cáo lượng nghêu sử dụng làm thực phẩm hàng ngày 92

DANH SÁCH CÁC HÌNH VÀ ĐỒ THỊ

Hình 1.1 Vòng tuần hoàn thủy ngân trong môi trường 7

Hình 1.2 Biến đổi nồng độ Hg T theo mực nước trong ngày ở mùa mưa .12

Hình 1.3 Biến đổi nồng độ Hg T theo mực nước trong ngày ở mùa khô 12

Hình 1.4 Diễn biến nồng độ Hg T và độ muối trong nước cửa sông Bạch Đằng mùa mưa 12 Hình 1.5 Diễn biến nồng độ Hg T và độ muối trong nước cửa sông Bạch Đằng mùa khô 12

Hình 1.6 Sơ đồ các điểm thu mẫu của trạm Quan trắc và Phân tích môi trường biển ven bờ phía Bắc 13

Hình 1.7 Vị trí các điểm khảo sát 13

Hình 1.8 Biến động diện tích nuôi nghêu khu vực cửa sông Bạch Đằng 19

Hình 1.9 Hình thái cấu tạo chung của nghêu Meretrix lyrata 20

Hình 1.10 Biến thiên hàm lượng TSS và mùn bã hữu cơ theo thời gian 21

Hình 1.11 Biến thiên số lượng cá thể nghêu từ quá trình thả giống đến khi thu hoạch 22

Hình 2.1 Loài nghêu trắng Bến Tre 29

Hình 2.2 Khu vực bố trí thí nghiệm tại xã Đồng Bài – Huyện Cát Hải 32

Hình 2.3 Cách bố trí thí nghiệm ngoài hiện trường 32

Hình 2.4 Qui trình nuôi nghêu ở vùng cửa sông Bạch Đằng 33

Hình 2.5 Hệ thống sục khí cho các bể thí nghiệm 34

Hình 2.6 Các kích thước cần đo của nghêu Meretrix lyrata 36

Hình 2.7 Thước Panme 36

Hình 2.8 Sơ đồ nguyên lí phân tích thủy ngân bằng phương pháp hóa hơi lạnh 37

Hình 2.9 Sơ đồ các chỉ số phân tích trong mẫu nước bãi nuôi nghêu 39

Hình 2.10 Sơ đồ các chỉ số phân tích trong mẫu nghêu 39

Hình 2.11 Sơ đồ các chỉ số phân tích trong mẫu trầm tích bãi nuôi nghêu 40

Hình 2.12 Đường chuẩn xác định thủy ngân vô cơ 42

Hình 3.1 Sơ đồ khu vực nghiên cứu 47

Hình 3.2 Biến thiên nhiệt độ nước tại bãi nghêu thí nghiệm 48

Hình 3.3 Biến thiên độ muối trong nước tại bãi nghêu thí nghiệm 48

Hình 3.4 Biến thiên độ pH trong nước tại bãi nghêu thí nghiệm 49

Hình 3.5 Biến thiên hàm lượng TSS trong nước tại bãi nghêu thí nghiệm 50

Hình 3.6 Biến thiên hàm lượng DO trong nước tại bãi nghêu thí nghiệm 50

Hình 3.7 Biến thiên số lượng cá thể/kg nghêu trong các đợt thu mẫu 52

Hình 3.8 Biến thiên kích thước của nghêu tại ô thí nghiệm OTN 53

Hình 3.9 Biến thiên kích thước của nghêu tại ô thí nghiệm AD 54

Hình 3.10 Công thức tính tuổi nghêu theo kích thước 57

Hình 3.11 Vạch đánh dấu mức độ phát triển của nghêu 58

Hình 3.12 Nhiệt độ nước ở bãi nuôi nghêu ở giai đoạn thấp nhất trong năm 59

Hình 3.13 Vị trí thu mẫu 60

Hình 3.14 Biểu diễn biến thiên nồng độ Hg T theo thời gian 62

Hình 3.15 Biểu diễn biến thiên nồng độ Hg I theo thời gian 63

Hình 3.16 Mối tương quan giữa nồng độ Hg T và hàm lượng TSS trong nước khu vực cửa sông Bạch Đằng 63

Hình 3.17 Biểu diễn biến thiên hàm lượng Hg TSS theo thời gian 65

Hình 3.18 Biểu diễn biến thiên nồng độ Hg Me và Hg T theo thời gian 67

Hình 3.19 Nồng độ Hg Me tại khu vực cửa sông Bạch Đằng 67

Hình 3.20 Sơ đồ cơ chế tích tụ thủy ngân trong nghêu Meretrix lyrata 70

Hình 3.21 Biến thiên hàm lượng thủy ngân Hg T trong mô thịt nghêu nuôi ở ô thí nghiệm 72 Hình 3.22 Biến thiên hàm lượng thủy ngân Hg Me trong mô thịt nghêu nuôi ở ô thí nghiệm .74

Hình 3.23 Biến thiên hàm lượng thủy ngân Hg T và Hg Me trong mô thịt nghêu 77

Hình 3.24 Mối tương quan giữa hàm lượng thủy ngân và lipit trong mô nghêu 77

Hình 3.25 Hàm lượng Hg T trong dạ dày nghêu nuôi ở ô thí nghiệm 79

Hình 3.26 Hàm lượng Hg Me trong dạ dày nghêu nuôi ở ô thí nghiệm 79

Hình 3.27 Mức độ đào thải hàm lượng HgT trong mô thịt của nghêu sau 08 ngày 82

Hình 3.28 Biến thiên hệ số tích tụ BAF của nghêu M.lyrata theo thời gian 86

Hình 3.29 Hệ số tích tụ BAF của loài nhuyễn thể hai mảnh vỏ khu vực Đông bắc Bắc Bộ 87 Hình 3.30 So sánh hệ số tích tụ BAF của nghêu nuôi ở Bạch Đằng, Sầm Sơn và Cửa Lò 87

MỞ ĐẦU

Xã hội càng phát triển, công nghiệp hóa càng nhanh nên chất thải độc hại đưa vào vào môi trường càng gia tăng Các chất độc hại rò rỉ từ quá trình sản xuất, vận chuyển và lưu trữ trong kho Ngay cả nước rỉ, thẩm thấu từ bãi rác cũng gây nguy hiểm cho khu dân

cư xung quanh Các loại ô nhiễm hóa học sinh ra từ quá trình sản xuất nông nghiệp và khai thác quá mức tài nguyên thiên nhiên đang ngày càng làm nguy hại cho sinh quyển Tác động ấy không những ảnh hưởng đến loài người mà đến các sinh vật sống trên trái đất Các độc chất được tích tụ sinh học qua chuỗi thức ăn và xâm nhập vào cơ thể con người, chúng gây ra những sự biến đổi, tồn lưu và tác động đến sức khỏe của con người

Sự tích tụ sinh học được định nghĩa như là một quá trình sinh vật lưu giữ các hóa chất trực tiếp từ môi trường vô sinh (nước, khí và đất) và từ nguồn thức ăn (truyền dưỡng) Các hóa chất trong môi trường được sinh vật hấp thu qua quá trình khuếch tán thụ động

Cơ quan đầu tiên cho việc hấp thu bao gồm màng phổi, mang và đường ruột Các hóa chất phải xuyên qua lớp đôi lipit của màng để đi vào trong cơ thể Tiềm năng tích tụ sinh học các hóa chất có liên quan với khả năng hòa tan của các chất trong lipit Môi trường nước là nơi các chất có ái lực với lipit xuyên qua tấm chắn giữa môi trường tự nhiên và sinh vật Bởi vì sông, hồ và đại dương như là các bể lắng các chất và sinh vật thủy sinh chuyển một lượng lớn nước xuyên qua màng hô hấp của chúng (mang) cho phép tách một lượng các hóa chất từ nước vào cơ thể Thủy sinh vật có thể tích tụ sinh học các hóa chất và đạt đến mức cao hơn nồng độ chất đó có trong môi trường

Trong môi trường biển ven bờ, nhóm động vật nhuyễn thể sống đáy đã được các nhà khoa học chọn làm đối tượng nghiên cứu do khả năng tích tụ sinh học cao, đời sống ít

di chuyển, ăn lọc mùn bã hữu cơ, v.v 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 thịt và nội tạng đủ lớn Cho đến nay hầu hết các nước phát triển đã ban hành những tiêu chuẩn an toàn đối với việc tiêu thụ thủy sản nói chung và nhóm động vật nhuyễn thể nói riêng Hiện nay, nuôi trồng thủy hải sản ở nước ta ngày càng có xu hướng phát triển mạnh, nhất là khi Việt Nam trở thành thành viên 150 của tổ chức thương mại thế giới (WTO), đã mở ra cho Việt Nam một tiềm năng xuất khẩu lớn, đặc biệt là thủy hải sản Một trong những mặt hàng thủy hải sản được thị trường thế giới ưa chuộng là nhuyễn thể hai mảnh vỏ

Hiện nay, chất lượng vệ sinh an toàn thực phẩm được người tiêu dùng quan tâm, nhất là loài thủy hải sản có giá trị xuất khẩu Ở Việt Nam, các nghiên cứu về tích tụ các

độc chất ở các loài thủy hải sản phân bố ngoài tự nhiên hoặc nuôi ở vùng biển ven bờ còn thiếu hoặc không có số liệu nghiên cứu Đặc biệt khu vực Đông bắc Bắc Bộ (bao gồm thành phố Hải Phòng và tỉnh Quảng Ninh) có hệ động vật nhuyễn thể phong phú và đa dạng Các nghiên cứu về chất lượng thực phẩm với các loài nhuyễn thể hai mảnh có giá trị kinh tế cao (ngao, sò huyết, sò lông, ) còn ít được quan tâm nên cần thiết triển khai nghiên cứu mức độ tích tụ các độc chất đối với những loài sinh vật có vai trò chỉ thị sinh học này

Để lựa chọn sinh vật trong các nghiên cứu tích tụ phải đáp ứng các điều kiện như: đời sống tĩnh tại, có khả năng tích tụ chất ô nhiễm, đời sống đủ dài, kích thước phù hợp để cung cấp mô thịt đủ lớn phục vụ cho phân tích và dễ thu mẫu Trong thực tế, khó có loài sinh vật nào đáp ứng được tất cả các tiêu chí Loài nhuyễn thể hai mảnh vỏ, có khả năng tích tụ các chất ô nhiễm cao gấp nhiều lần trong môi trường nước, ăn lọc và ít di chuyển nên chúng thường được chọn làm các sinh vật chỉ thị, đối tượng nghiên cứu trong lĩnh vực độc học môi trường Ở khu vực cửa sông Bạch Đằng, một trong các loài nhuyễn thể được

nuôi phổ biến là loài nghêu trắng Bến Tre (Meretrix lyrata)

Hệ sinh thái cửa sông là nơi tiếp nhận các chất thải từ lục địa đổ ra biển, được rất nhiều các nhà khoa học trong và ngoài nước nghiên cứu Cửa sông Bạch Đằng có những nét đặc trưng tiêu biểu của cửa sông khí hậu nhiệt đới, đa dạng sinh học cao và dồi dào nguồn lợi thủy sản khai thác để phát triển kinh tế Đây là hệ sinh thái đặc biệt vì bao gồm các phụ hệ sinh thái nước lợ, nước mặn và một phần phụ hệ sinh thái nước ngọt nên sinh vật đóng vai trò cho từng hệ sinh thái Khả năng trao đổi nước ở cửa sông Bạch Đằng rất lớn giữa khối nước ngọt và khối nước biển, khả năng sa lắng, bồi tụ đã tạo nên những bãi triều rộng lớn, giàu dinh dưỡng Các bãi triều thuận lợi cho nghề nuôi nghêu vì đáp ứng các điều kiện phát triển của chúng nhờ có nguồn thức ăn phong phú, các núi đá vôi và rạn san hô cung cấp can xi để tạo ra vỏ cứng Vùng khai thác có diện tích từ 150 ha đến 4000

ha và có nhiều loài được khai thác rải rác quanh năm

Một nguy cơ hiện hữu là khu vực cửa sông Bạch Đằng hàng năm phải tiếp nhận nhiều nguồn thải gây ô nhiễm môi trường từ các hoạt động phát triển kinh tế xã hội Các chất ô nhiễm từ các nguồn công nghiệp (hoạt động cảng, giao thông thủy, đóng và sửa chữa tàu, phá dỡ tàu cũ và các khu công nghiệp ven biển), nông nghiệp và sinh hoạt Các chất ô nhiễm được quan tâm trong các nghiên cứu gần đây chủ yếu là kim loại nặng và các chất hữu cơ bền khó phân hủy

Kim loại nặng là khái niệm để chỉ các kim loại có nguyên tử lượng lớn hơn 6g/cm3, chúng thường có độc tính đối với sinh vật Một số kim loại nặng ở dưới mức độ cho phép

là các nguyên tố vi lượng cần thiết cho sự sống, thành phần của tế bào (Cu, Zn, Ni, Co) nhưng ở ngưỡng vượt giới hạn cho phép sẽ tác động đến đời sống sinh vật Đối với các nguyên tố kim loại nặng (Cd, Hg, Pb) là các độc chất môi trường, chỉ cần một hàm lượng rất nhỏ cũng có thể gây ngộ độc đối với sinh vật Có những nguyên tố tồn tại trong môi trường rất thấp nhưng mức độ tích tụ theo chuỗi thức ăn và khuếch đại sinh học làm cho lượng chất độc trong cơ thể sinh vật tăng lên Một trong các độc chất được nhiều nhà khoa học quan tâm vì tính độc và khả năng tích tụ sinh học cao là thủy ngân (Hg)

Thủy ngân đi vào môi trường từ các nguồn thải của ngành công nghiệp ở khu vực cửa sông Bạch Đằng như nhà máy nhiệt điện sử dụng than, nhà máy sản xuất thép, doanh nghiệp sản xuất thiết bị điện tử, công nghiệp mỹ phẩm, các thiết bị y tế và ngành nông nghiệp (các chất diệt khuẩn) Thuỷ ngân (đặc biệt là dạng metyl thủy ngân) đã được hấp thu và đồng hoá vào sinh vật bậc thấp, tồn tại trong đó và có thể xâm nhập tiếp vào sinh vật bậc cao Thảm kịch xảy ra cho người dân ở Minamata (Nhật bản) vì metyl thủy ngân theo chuỗi thức ăn từ các vi sinh vật vào cá nhỏ, đến những loại cá lớn có trong bữa ăn hằng ngày của cư dân địa phương Năm 1953, ô nhiễm thủy ngân đã đạt đến mức nguy hiểm, người nhiễm độc bị các triệu chứng liệt mà hiện nay được gọi là bệnh Minamata Vì vậy

nghiên cứu khả năng tích tụ thủy ngân trong nghêu Meretrix lyrata nuôi tại khu vực cửa

sông Bạch Đằng nhằm khuyến cáo kịp thời đối với sức khỏe hàng triệu dân cư sống ở khu vực này Trong luận án này sẽ làm rõ hai mục tiêu chính:

- Xây dựng mối quan hệ của các dạng thủy ngân trong môi trường nước, trầm tích

và trong mô thịt nghêu M.lyrata tại khu vực nghiên cứu để đánh giá vai trò chỉ thị sinh học

của đối tượng này

- Xác định các hệ số tích tụ sinh học thủy ngân đối với loài nghêu M.lyrata để đánh

giá điều kiện tích tụ cao nhất và các khuyến cáo vệ sinh an toàn thực phẩm

Nội dung nghiên cứu chính của luận án:

- Tổng quan các tài liệu trong và ngoài nước liên quan đến luận án nghiên cứu

- Đánh giá các đặc trưng về điều kiện tự nhiên, môi trường khu vực cửa sông Bạch Đằng

- Xác định mối tương quan của hàm lượng thủy ngân trong mô thịt nghêu và trong môi trường nước và trầm tích tại khu vực nghiên cứu

- Nghiên cứu khả năng tích tụ thủy ngân bằng mô hình thực nghiệm ngoài hiện trường và xác định mức độ đào thải trong phòng thí nghiệm

Kết quả của luận án có tính mới trong nghiên cứu khoa học và ý nghĩa thực tiễn cao:

Xác định qui luật sinh trưởng của nghêu Meretrix lyrata ở vùng cửa sông Bạch

Đằng và ảnh hưởng của điều kiện tự nhiên đối với sự phát triển của nghêu, xây dựng công thức xác định nhanh tuổi nghêu (tháng) theo kích thước

Nghiên cứu hàm lượng các dạng thủy ngân trong môi trường (nước, trầm tích) và sinh vật ở khu vực cửa sông Bạch Đằng Đặc biệt là các kết quả nghiên cứu về metyl thủy

ngân tích lũy trong loài nghêu Meretrix lyrata chưa có số liệu nghiên cứu trước đây tại khu

vực này

Xác định cơ chế tích tụ thủy ngân tích tụ trong nghêu nuôi Meretrix lyrata ở khu

vực cửa sông Bạch Đằng trong điều kiện tự nhiên, đánh giá vai trò chỉ thị môi trường

Bước đầu nghiên cứu mức độ đào thải thủy ngân trong phòng thí nghiệm, tính các

hệ số tích tụ sinh học làm cơ sở đề xuất sử dụng nghêu làm thực phẩm đảm bảo an toàn cho sức khỏe người tiêu dùng

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

Khu vực cửa sông Bạch Đằng tập trung nhiều hoạt động kinh tế của vùng tam giác kinh tế sôi động Hải Phòng – Quảng Ninh – Hà Nội Tại đây, các nguy cơ cao gây ô nhiễm môi trường bởi các hoạt động công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải và mạng lưới cảng dầy đặc đã phát tán chất thải có chứa thủy ngân ra môi trường cửa sông gây tích tụ vào hệ sinh vật sống Cửa sông Bạch Đằng, khu vực có nhiều bãi triều rộng, thuận lợi cho

sự phát triển các loài thân mềm nói chung và loài nghêu Meretrix lyrata nói riêng Tổng

quan các nguồn phát thải thủy ngân vào môi trường vùng cửa sông Bạch Đằng, tình hình nghiên cứu tích tụ thủy ngân đối với các loài nhuyễn thể ở khu vực này sẽ định hướng các vấn đề mới cần nghiên cứu của luận án

1.1 Dạng tồn tại, độc tính và chu trình thủy ngân trong môi trường

1.1.1 Dạng tồn tại trong môi trường và ứng dụng

Trong đời sống hàng ngày, thủy ngân tồn tai ở nhiều dạng và được ứng dụng rộng ở nhiều lĩnh vực như sau [10, 42, 54]:

+ Thuỷ ngân nguyên tử, 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, dưới dạng ion 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: Metyl thủy ngân, CH HgCl, CH HgOH, (CH3)2Hg+ và phần nhỏ phenyl thủy ngân 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 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 [10] 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 [58] Thủy ngân trong trầm tích rất ít

vì bị lôi cuốn bởi các hạt rắn lơ lửng [40]

1.1.2 Độc tính của các hợp chất thủy ngân

Tính độc của Hg trong môi trường là rất cao vì khả năng tích tụ theo chuỗi thức ăn

và khả năng đào thải thấp [41] Các biến chứng khi nhiễm thủy ngân là rất 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 [42]

- 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 khi đi vào cơ thể không hoà tan và ít độc

- 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:

- Hg dạng hợp chất hữu cơ: CH3Hg+, (CH3)2Hg 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 Nguy hiểm nhất là CH3Hg+, nó dễ dàng vận chuyển qua màng tế bào đến các mô Metyl thủy ngân có thể được vận chuyển từ mẹ sang con khi mẹ

bị nhiễm độc R2Hg trong môi trường axit có thể chuyển thành RHg +:

(CH3)2Hg H 2CH3Hg+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+2 đi vào chuỗi thức ăn Trong lớp bùn đáy ao, thủy ngân có thể tồn tại từ 10÷100 năm Thủy ngân vô cơ có các dạng: Hg,

Hg+, và Hg2+, ở dạng hữu cơ thì Hg liên kết với nhóm sulfhydryl (-SH) từ các acid amin có chứa S trong cơ thể sinh vật chết Ngoài ra, thủy ngân còn liên kết với các gốc hydrocarbon như là CH3HgCl, CH3Hg+ và CH3HgCH3 Metyl thủy ngân tích lũy ở thủy sản được các nhà quản lý quan tâm vì lý do ảnh hưởng đến sức khỏe con người Metyl thủy ngân không

thể được loại bỏ theo quá trình chế biến thủy sản vì HgMe 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 Vì vậy, Metyl thủy ngân sẽ đi vào cơ thể người thông qua việc ăn cá, gây ra bệnh Minamata ở người (mất điều khiển thần kinh trung ương) khi mà cơ thể hấp thu một lượng metyl thủy ngân cao hơn 0,1µg/kg/ngày [10]

1.1.3 Chu trình hóa nguồn phát thải thủy ngân toàn cầu

Thủy ngân là nguyên tố có chu trình tuần hoàn toàn cầu (hình 1.1) Chu trình thủy ngân toàn cầu chỉ ra các nguồn thủy ngân từ các nguồn tự nhiên đi vào khí quyển qua khí, dung nham từ các hoạt động núi lửa, dung dịch hoặc các phần tử rắn, ví dụ như HgS có nguồn gốc từ khoáng vật ở suối nước nóng, nguồn thủy nhân chủ yếu trong tự nhiên Qua vòng tuần hoàn này cho thấy mức độ phát tán và ô nhiễm thủy ngân khoảng 30.000tấn/năm

từ nguồn thải tiểu vùng và nguồn thải toàn cầu Một nghiên cứu cho thấy nguồn thủy ngân nằm trong các hồ khoảng 334 tỷ tấn, hầu hết nằm trong trầm tích đại dương (98%) và trong nước đại dương (1,2%) và phần còn lại tồn lưu trong đất [37, 54]

Hình 1.1 Vòng tuần hoàn thủy ngân trong môi trường [54]

1.2 Tổng quan về khu vực cửa sông Bạch Đằng

Cửa sông Bạch Đằng là một loại cửa sông hình phễu với kết cấu nửa kín Ở đây thủy triều là yếu tố động lực ngoại sinh ưu thế, qui định về các đặc trưng địa hình và trầm

tích Đây là một khu vực nước lợ mặn, hòa trộn nước sông – biển khá tốt, một trường hợp điển hình trên thế giới về một cửa sông hình phễu phát triển trong điều kiện nhật triều biên

độ lớn [20] Dưới đây là một đặc trưng tiêu biểu của cửa sông Bạch Đằng:

1.2.1 Những đặc điểm tự nhiên khu vực cửa sông Bạch Đằng

Tọa độ địa lý

Sông Bạch Đằng, nằm trong khoảng tọa độ địa lí 106037'00''÷107000'00'' kinh độ đông và 21o00'00''÷ 20o35'00'' vĩ độ bắc, là con sông chảy giữa huyện Yên Hưng (tỉnh Quảng Ninh) và huyện Thuỷ Nguyên (thành phố Hải Phòng), thuộc hệ thống sông Thái Bình

Vùng cửa sông Bạch Đằng thuộc kiểu vùng cửa sông hình phễu với đường bờ nói chung có hướng lõm vào phía lục địa trong điều kiện thiếu hụt bồi tích và thủy triều có biên độ lớn Các bãi triều là địa hình quan trọng nhất trong các dạng địa hình bị ngập nước theo chu kì triều Các bãi triều cao có độ cao bề mặt cao hơn mặt biển trung bình, nhiều khi

bị lạch triều chia cắt thành các đảo như bãi nhà Mạc, đảo Vũ Yên, Đình Vũ, Cát Hải, v.v… Trên những bãi triều này, thực vật ngập mặn phát triển phong phú với các loại vẹt, đước,

sú bầu… Lòng sông bị ngập chìm do biển lấn và được đào sâu thêm do sức xâm thực của dòng triều làm cửa sông Bạch Đằng có độ sâu lớn, có chỗ sâu tới 15 mét, và có lạch ngầm kéo dài ra phía biển Đó là một nét đặc trưng của vùng cửa sông hình phễu [20]

Đặc điểm địa hình, địa mạo

Địa hình bãi biển: được tạo thành do sóng của khu vực ven bờ, dạng địa hình này rất

ít, vì sóng trải qua địa hình rộng lớn của bãi triều đã bị giảm năng lượng sóng vào đến bờ,

vì vậy không còn đủ năng lượng thành tạo các bãi biển ven bờ thuộc vùng triều Các bãi có địa hình cao trung bình từ 2,5 ÷ 3,5m (so với mặt biển trung bình) Trong điều kiện thời tiết bình thường sóng không thể đưa các trầm tích lên bề mặt cao của bãi chỉ khi có mưa bão và gió mùa đông bắc thì sóng mới phủ chờm lên và đưa vật liệu vào bãi triều

Địa hình bãi triều cao phân bố rộng lớn trong vùng và được xác định từ độ cao 1,86m trở lên đến bờ Sự trùng hợp giữa phần bãi triều cao với diện tích phân bố thực vật ngập mặn phát triển là do chế độ thủy triều và độ đục của nước biển vùng nghiên cứu

Địa hình bãi triều thấp được phân chia từ 0m đến 1,86m (so với 0m/HĐ) phần địa hình này về cơ bản là một bề mặt bằng phẳng và không có thực vật ngập mặn vì điều kiện ngập nước trong ngày lớn, điều kiện động lực mạnh do sóng và dòng chảy, độ đục nước ven bờ cao Bề mặt địa hình tương đối phẳng ở những khu vực có sự tác động của sóng và dòng triều tương đối đồng đều trên bề mặt

Địa hình các hệ thống lạch triều đã được phân chia thành các cấp khác nhau và chủ yếu là nhóm lạch triều xâm thực và nhóm lạch triều kế thừa Trong nhóm lạch triều xâm thực được chia thành 4 cấp từ cấp 1 đến cấp 4, nhóm lạch triều kế thừa được chia thành 3 cấp từ cấp 5 đến cấp 7 Các cấp lạch triều kiến tạo phát triển, chia cắt tất cả phần bãi triều cao và bãi triều thấp và chúng cũng chính là các lạch sông, cửa sông dẫn nước khi triều lên, triều xuống vào lục địa và lưu chuyển nước trong vùng triều, chia cắt các bãi triều thành những đảo nhỏ

So trong khoảng 2.75 ÷ 4.29 Trầm tích bột sét là những dải rộng phân bố ở vùng cửa sông Bạch Đằng và cửa sông Văn úc trên các bãi triều Đình Vũ, đường kính trung bình Md trong khoảng 0.0053 ÷ 0.0092mm, và chúng có độ chọn lọc kém So = 4.30 ÷ 4.85 Trầm tích sét bột phân bố tập trung chủ yếu ở trung tâm cửa sông Bạch Đằng, đường kính trung bình Md trong khoảng 0.047 ÷ 0.053, độ chọn lọc kém So = 4.27 ÷ 4.85 [12]

Đặc trưng chế độ khí hậu

Khu vực cửa sông Bạch Đằng nằm trong vùng khí hậu có tính chất nhiệt đới, mùa hạ nóng ẩm mưa nhiều và mùa đông khô lạnh mưa ít Mùa đông (tháng 11 đến tháng 3 năm sau) hướng gió thịnh hành là đông bắc, bắc và đông, các hướng khác chiếm tần suất nhỏ Vận tốc gió trung bình đạt 3,2 ÷ 3,7m/s Hàng tháng trung bình có 3 ÷ 4 đợt gió mùa đông bắc, kéo dài từ 5 ÷ 7 ngày, gây ra mưa nhỏ Mùa hè (tháng 5 đến tháng 9), khu vực nghiên cứu chịu ảnh hưởng của các luồng không khí nóng và ẩm từ phía tây và nam tràn qua Hướng gió thịnh hành chủ yếu là đông, đông nam và nam Tốc độ gió trung bình đạt 3,5 ÷ 4,0m/s, cực đại đạt 20 ÷ 25m/s Trong mùa hè đôi khi xuất hiện các đợt gió tây nam tuy có tốc độ nhỏ nhưng mang lại thời tiết khô nóng Khu vực nghiên cứu có số giờ nắng trung bình năm vào khoảng 1600 ÷ 1800 giờ Số giờ nắng lớn nhất thường xuất hiện vào tháng 7

và tháng 9, số giờ nắng ít nhất thường vào tháng 2 Tổng lượng mưa cả năm dao động trong khoảng 1600 ÷ 2000mm nhưng phân bố không đều theo mùa Lượng mưa cao nhất rơi vào tháng 8 (235 mm), thấp nhất vào tháng 12, khoảng 16mm Tổng số ngày mưa trong năm đạt 100 ÷ 150 ngày, tập trung chủ yếu vào các tháng mùa hạ Chế độ nhiệt trong vùng nghiên cứu chịu ảnh hưởng rõ rệt của hai hệ thống gió mùa: gió mùa đông bắc khô lạnh, gió mùa tây nam nóng ẩm Nhiệt độ không khí trung bình năm dao động trong khoảng 22,5

÷ 23,50C Mùa hạ nóng, nền nhiệt độ trung bình đạt trên 25oC kéo dài từ tháng 5 đến tháng

9, nhiệt độ cao nhất có thể đạt 35oC ÷ 40oC, thường xuất hiện vào tháng 7 Mùa đông lạnh, nền nhiệt độ hạ xuống dưới 20oC kéo dài từ tháng 11 năm trước đến tháng 3 năm sau Trong mùa đông, khu vực này chịu ảnh hưởng của các đợt gió mùa đông bắc, nhiệt độ trung bình 18 ÷ 20oC, nhiệt độ thấp nhất có thể xuống dưới 100C Độ ẩm trung bình hằng năm trong vùng biến đổi từ 82 ÷ 84%, ở sâu trong đất liền là trên 85% Nhìn chung độ ẩm không khí có xu hướng tăng dần từ bắc xuống nam và từ ngoài khơi vào bờ Tháng 4 là tháng độ ẩm có giá trị cao nhất (khoảng 90 ÷ 91%) Giá trị độ ẩm nhỏ thường xuất hiện vào các tháng 10 đến tháng 1 (khoảng 73 ÷ 77%) Khu vực nghiên cứu nằm trong vùng có bão và áp thấp nhiệt đới đổ bộ nhiều, chiếm 31% tổng số cơn bão đổ bộ vào nước ta hàng năm, trung bình hằng năm có 1 ÷ 2 cơn bão và áp thấp đổ bộ trực tiếp, 3 ÷ 4 cơn bão và áp thấp gián tiếp ảnh hưởng đến vùng ven biển Thời kỳ bão đổ bộ trực tiếp vào ven bờ khu vực nghiên cứu tập trung trong các tháng 7 đến tháng 9 với tổng tần suất 78%, trong đó tháng 7 là 28%, tháng 8 là 21% và tháng 9 là 29% Dông, lốc, mưa đá, mưa lớn là các hiện tượng thời tiết đặc biệt, tuy chỉ xuất hiện trong thời gian ngắn nhưng thường gây ra những hậu quả nặng nề cho người và tài sản Hàng năm khu vực cửa sông Bạch Đằng có khoảng

40 ÷ 45 ngày có dông, chủ yếu vào mùa hạ (các tháng 4 và 6) Dông thường xuất hiện vào buổi chiều tối và sáng sớm Khi có dông, lượng mưa trong 1 ÷ 2 giờ có thể lên tới 180 ÷

200mm [24]

Đặc trưng chế độ hải văn

Chế độ triều tại khu vực cửa sông tiếp giáp với biển hầu như tuân theo qui luật diễn biến của thủy triều ngoài biển Điều này thể hiện rõ qua dao động mực nước hàng ngày trong các kỳ triều cường, triều kém và triều trung bình Những dao động triều ở ngoài biển được truyền vào sông về cơ bản vẫn phù hợp với qui luật triều ngoài biển Thủy triều vùng ven biển khu vực nghiên cứu là nhật triều thuần nhất với biên độ dao động lớn Thông thường trong ngày xuất hiện 1 đỉnh triều (nước lớn) và một chân triều (nước ròng) Trung bình trong một tháng có 2 kỳ triều cường, mỗi chu kỳ kéo dài 11 ÷ 13 ngày với biên độ

dao động mực nước từ 2,0 ÷ 4,0 m [22] Trong kỳ triều kém tính chất nhật triều giảm đi rõ rệt, tính chất bán nhật triều tăng lên: trong ngày xuất hiện 2 đỉnh triều (cao, thấp) Hằng năm thủy triều có biên độ lớn vào các tháng 5, 6, 7 và 10, 11, 12, biên độ nhỏ vào các tháng 3, 4 và 8, 9 Mùa đông triều thấp vào ban ngày, mùa hè triều thấp vào ban đêm [20, 24]

Trong môi trường tự nhiên nói chung và môi trường cửa sông Bạch Đằng (thành phố Hải Phòng) tồn tại các hợp chất thủy ngân được phát sinh từ nhiều nguồn khác nhau sẽ được trình bày ở phần dưới đây

1.2.2 Tổng quan xu thế biến đổi của thủy ngân trong nước tại khu vực cửa sông Bạch Đằng

1.2.2.1 Xu thế biến đổi theo chu kỳ triều cường

Cửa sông Bạch Đằng chịu chế độ nhật triều, một ngày có hai kỳ nước là nước lớn

và nước ròng, hai kỳ nước có bản chất khác nhau về tính chất hóa lý Hàng ngày, khu vực bãi nuôi nghêu tiếp nhận khối nước ngọt và khối nước biển nên nồng độ thủy ngân tổng trong nước thay đổi theo từng thời điểm trong ngày

Xác định nồng độ thủy ngân biến đổi trong ngày, một nghiên cứu đã thu mẫu với tần suất suất một giờ/lần, liên tục trong 24h [18] Thời gian thu mẫu tháng 8/2010 là đại diện cho mùa mưa, nhiệt độ trung bình trong nước là 26,6oC, độ muối dao động từ 4 ÷ 20‰, pH là 7,56 Thời gian thu mẫu tháng 12/2010 đại diện cho mùa khô, nhiệt độ trung bình là 21oC, độ muối dao động từ 15 ÷ 28‰, pH là 8,01 Kết quả phân tích cho thấy nồng

độ thủy ngân tổng đo liên tuc trong 24h của hai đợt khảo sát đều thấp hơn quy chuẩn cho phép nuôi trồng thủy ngân (quy chuẩn QCVN 10:2008 là 1µg/l)

Nồng độ thủy ngân tổng bị chi phối theo chu kỳ thủy triều trong ngày (hình 1.2 và hình 1.3) Nồng độ thủy ngân tổngbiến đổi theo ngày, nồng độ cao khi nước thủy triều xuống và nồng độ thấp khi thủy triều lên Xu thế này thể hiện nồng độ thủy ngân trong khối nước sông đổ ra cao hơn nồng độ thủy ngân từ khối nước biển mang vào Nồng độ thủy ngân tổng cao nhất (0,81 µg/l theo mùa mưa và 0,73 µg/l theo mùa khô) khi mức thủy triều xuống và khối nước ngọt đổ ra từ lục địa chiếm ưu thế với giá trị pH dao động 7,2

÷7,3 Nồng độ thủy ngân tổng thấp nhất (0,29 µg/l theo mùa mưa và 0,27 µg/l theo mùa khô) khi mức thủy triều lên và toàn vùng cửa sông bị xâm chiếm bởi khối nước mặn với giá trị pH dao động 7,9 ÷ 8,1 [18]

Nồng độ Hg Mực nước

0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80

4 mNồng độ Hg Mực nước

trong ngày ở mùa mưa [18]

nước trong ngày ở mùa khô [18]

Để tìm hiểu xu thế này rõ hơn, xét mối tương quan nồng độ HgT và độ muối (hình 1.4 và 1.5) vì độ muối chỉ thị khối nước một cách rõ ràng Từ đợt 1 đến đợt 13 khối nước biển chiếm vị trí chủ đạo và từ đợt 14 khối nước ngọt chiếm vai trò chủ đạo Nồng độ HgT

trung bình của khối nước ngọt là 0,56 µg/l (mùa mưa); 0,54 µg/l (mùa khô) cao hơn khối nước biển là 0,46 µg/l (mùa mưa); 0,42 µg/l (mùa khô) Xu thế biến thiên của HgT phụ thuộc vào kỳ nước triều đã được minh chứng rõ ràng

14 %Nồng đô Hg Độ muối

0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80

Nồng độ Hg Độ muối

trong nước cửa sông Bạch Đằng mùa mưa [18]

trong nước cửa sông Bạch Đằng mùa khô[18]

1.2.2.2 Xu thế biến đổi theo mùa và năm

Hiện tại khu vực cửa sông Bạch Đằng có trạm quan trắc môi trường quốc gia (Trạm Quan trắc và Phân tích môi trường biển ven bờ phía Bắc, tọa độ: 20o43’00’’N &

106o50’00’’E) thu mẫu định kì một năm hai lần (tháng 3 và tháng 8) từ 2004 đến nay [23] Đây là trạm quan trắc nước biển ven bờ, đánh giá tác động nguồn thải từ vùng cửa sông Bạch Đằng đến nước biển khu vực Đồ Sơn Mẫu thu để phân tích các nguyên tố kim loại

nặng (trong đó có thủy ngân tổng), thời điểm thu mẫu ở kì nước ròng, ở lớp nước tầng mặt

Hình 1.6 Sơ đồ các điểm thu mẫu của trạm Quan trắc và Phân tích môi trường

biển ven bờ phía Bắc [23]

Kết quả quan trắc cho thấy nồng độ HgT dao động từ 0,11 ÷ 0,49µg/l trong mùa khô và 0,17 ÷ 0,42µg/l trong mùa mưa, không thấy có dấu hiệu vượt quá tiêu chuẩn môi trường (QCVN 10:2008/BTNMT) cho phép trong tất cả các đợt quan trắc

Theo chuỗi số liệu quan trắc trong 9 năm trở lại đây, nồng độ HgT tùy thuộc vào từng năm mà phân bố khác nhau giữa hai mùa khô và mùa mưa nhưng giá trị trung bình của mùa mưa (0,29µg/l ± 0,08) cao hơn mùa khô (0,25µg/l ± 0,17) Đây là xu thế tự nhiên khi mùa mưa có lưu lượng nước đổ ra từ lục địa lớn hơn rất nhiều so với mùa khô, chúng mang theo các chất ô nhiễm từ lục địa từ quá trình rửa trôi, xói mòn [8, 9]

1.2.2.3 Xu thế biến đổi theo không gian

Kết quả nghiên cứu quan trắc từ tháng 3/2010 đến 10/2010 tại các điểm 4, điểm 10, điểm 15, điểm 23 và điểm 28 (hình 1.7) Điểm số 10 là trung tâm của cửa sông Bạch Đằng, nơi tiếp nhận nguồn thải từ lục địa đổ ra các bãi nuôi nghêu qua kênh Hà Nam và kênh Lạch Huyện Vị trí các điểm nhằm đánh giá phân bố nồng độ thủy ngân tổng từ lục địa ra đến vùng biển xa bờ [21]

Nghiên cứu phân bố nồng độ thủy ngân tổng từ trong sông Bạch Đằng ra đến ngoài biển, thời điểm thu mẫu nước quan trắc vào kì nước ròng theo từng tháng Sự phân bố nồng độ thủy ngân tổng ở điểm 10 (điểm trung tâm) cao hơn điểm số 4 (điểm trong sông Bạch Đằng) và giảm dần ở các điểm xa bờ (điểm15, 23 và 28) Nồng độ thủy ngân tổng ở điểm số 10 có giá trị dao động 0,23÷0,65µg/l, trung bình là 0,51µg/l [21] Đối với các điểm

xa bờ như điểm 23, nồng độ thủy ngân tổng trung bình là 0,21 µg/l, tương đương với các kết quả quan trắc của trạm Quan trắc và Phân tích môi trường biển ven bờ phía Bắc (0,25 ÷ 0,29µg/l) [23]

Để triển khai mô hình ngoài thực tế, cần phải hiểu rõ điều kiện tự nhiên và chuỗi số liệu đầu vào đủ dài Đặc trưng khu vực cửa sông Bạch Đằng, nơi tập trung các hoạt động kinh tế sôi động như vận tải, công nghiệp, nông nghiệp và nuôi trồng thủy sản nên có nguy

cơ xảy ra sự cố môi trường Tuy nhiên với chuỗi cơ sở dữ liệu đủ dài đã đánh giá được qui luật biến đổi của thủy ngân trong nước khu vực cửa sông Bạch Đằng theo không gian (từ trong sông ra đến biển ven bờ) và theo thời gian (theo ngày, tháng, mùa và năm 2004÷2012) một cách toàn diện Các nguồn thải vào khu vực cửa sông từ nhiều nguồn khác nhau nên chất lượng nước phục vụ nuôi trồng thủy sản đã có một lượng thủy ngân nhất định (bảng 1.1)

Bảng 1.1 Xu thế biến động nồng độ thủy ngân tổng trong nước tại khu vực

cửa sông Bạch Đằng

Giá trị Nồng độ

Hg T theo ngày mùa mưa

Nồng độ

Hg T theo ngày mùa khô

Nồng độ

Hg T tại trạm cửa sông

Ghi chú *: Quan trắc 24h trong

ngày với tần suất lấy mẫu 1h/lần [18]

*: Quan trắc theo tháng từ 3/2010

÷10/2010 [21]

*: Quan trắc của Trạm Quan trắc và Phân tích môi trường biển ven bờ phía Bắc theo tháng từ 2004÷2012 với tần suất lấy mẫu 2lần/năm (tháng 3

và tháng 8) [23]

Thủy ngân tồn tại ở nhiều dạng khác nhau và tích tụ sinh học theo các chuỗi thức

ăn gây ngộ độc cho con người Nguồn thải có chứa thủy ngân bao gồm: nguồn sinh hoạt, công nghiệp, nông nghiệp và nguồn tự nhiên Dưới đây là kiểm kê các nguồn phát thải

thủy ngân ở khu vực cửa sông Bạch Đằng

1.2.3 Kiểm kê các nguồn thải thủy ngân ở vùng cửa sông Bạch Đằng

Hàng năm, sông Bạch Đằng tiếp nhận từ nguồn ven bờ khoảng 10,5 nghìn tấn chất hữu cơ, gần 1 nghìn tấn nitơ tổng, 343 tấn photpho tổng, gần 15 nghìn tấn chất rắn lơ lửng

và khoảng 6 tấn kim loại nặng [24] Lượng thải lớn nhất của khu vực đưa ra là quận Hồng Bàng và huyện Thủy Nguyên của thành phố Hải Phòng Nguồn thải chủ yếu vào sông Bạch Đằng là nguồn sinh hoạt của dân cư, tiếp đến là chăn nuôi và công nghiệp Dự báo đến năm 2020, lượng thải các chất ô nhiễm đưa vào sông Bạch Đằng sẽ tăng từ 1,7 ÷ 2,4 lần Khu vực cửa sông hàng năm tiếp nhận một nguồn dinh dưỡng phong phú là động lực phát triển nuôi trồng thủy sản nhưng cũng là nơi tiếp nhận các chất ô nhiễm có độc tính cao như thủy ngân Lượng vật chất trao đổi ở một số vị trí của sông Bạch Đằng (khu vực Minh Đức – huyện Thủy Nguyên, khu vực Đình Vũ – quận Hải An) có sự thay đổi theo mùa và lượng đổ ra biển (bảng 1.2)

Bảng 1.2 Lượng vật chất trao đổi qua các mặt cắt Minh Đức và Đình Vũ [24]

Cửa sông Bạch Đằng là khu vực tập trung nhiều nhà máy và mật độ dân số cao nên

đã thải ra môi trường một lượng rất lớn lượng các chất ô nhiễm Các chất ô nhiễm trong đó

có nhiều độc tố nhóm kim loại nặng và nhóm chất hữu cơ khó phân hủy Trong đó các nguồn phát thải có chứa thủy ngân tập trung là:

- Nguồn công nghiệp: Tại khu vực cửa sông Bạch Đằng, các hoạt động công

nghiệp đa đưa một lượng thủy ngân có mặt trong nguồn thải vào môi trường cửa sông (bảng 1.3)

Bảng 1.3 Nguồn thải của các hoạt động công nghiệp có chứa thủy ngân [9, 41]

Hoạt động công nghiệp

Cở sở sản xuất công nghiệp ở khu vực

cửa sông Bạch Đằng

Công nghiệp sản xuất thép

Có rất nhiều nhà máy thép hiện đang đóng trên địa bàn Hải Phòng như Đình Vũ, Việt – Úc, Việt Hàn, đặc biệt là thép Đình Vũ ở khu công nghiệp Đình Vũ

Công nghiệp sản xuất, sửa chữa và

tháo dỡ tàu thủy

Các nhà máy đóng tàu, xí nghiệp sửa chữa (Công ty tàu Nam triệu, xí nghiệp sửa chữa Phà Rừng, Công ty Đóng tàu Bạch Đằng, Nhà máy đóng tàu Sông Cấm, Cty CNTT Bến Kiền, Nhà máy đóng tàu Tam Bạc, Công ty đóng tàu Phà Rừng, Cty CNTT Nam Triệu)

Nhà máy nhiệt điện

+ Nhà máy nhiệt điện Hải Phòng I + Nhà máy nhiệt điện Hải Phòng II

- Nguồn nông nghiệp: sử dụng thuốc diệt loài gặm nhấm, diệt nấm [42]

- Nguồn y học: Được sử dụng nhiều trong lĩnh vực này như quá trình sản xuất và

bảo quản vắcxin, nha khoa, công nghệ mỹ phẩm, dụng cụ y khoa (huyết áp kế, nhiệt kế) Nhiệt kế có thân làm bằng thủy tinh nên dễ vỡ, làm thủy ngân thoát ra ngoài thành những hạt tròn nhỏ lăn tròn trên mặt đất Nếu không sớm thu hồi, xử lí thì chúng sẽ bốc hơi vào

không khí, xâm nhập vào cơ thể người bằng con đường hô hấp, thấm qua da, gây độc [42]

- Nguồn sinh hoạt: Nguồn thải thủy ngân từ việc đốt hay chôn lấp các chất thải đô

thị Trong nước thải sinh hoạt, đôi khi chứa hàm lượng thủy ngân lớn hơn 10 lần so với thủy ngân trong tự nhiên (0,1÷1 ppb) thủy ngân được hấp thụ vào các chất cặn lắng của nước suối và trở thành nguồn lưu giữ thủy ngân gây ô nhiễm thường xuyên cùng với nguồn chính Sử dụng nhiệt kế, pin, bóng đèn compact có chứa thủy ngân, đã thải ra môi trường không theo qui định chất thải nguy hại là điều đáng báo động [42]

Đặc biệt thủy ngân được sử dụng trong sản xuất bóng đèn đứng hàng thứ ba, gần bằng với lượng thủy ngân sử dụng trong các bộ chuyển mạch, thiết bị đo và điều khiển ở ô

tô và cả ở dây điện ở Mỹ [43] Trong các vật dụng hàng ngày, đèn huỳnh quang là nguồn gây ô nhiễm thủy ngân rất lớn vì mỗi bóng đèn compact để đạt được độ sáng nhất định và tiết kiệm điện năng Bóng đèn huỳnh quang khác các loại bóng đèn thông thường khác là nhà sản xuất phải dùng một lượng thủy ngân nhất định (6mg thủy ngân/ bóng) và hiện tại chưa có một giải pháp nào thay thế [64] Hiện tại, tỷ lệ tái chế thủy ngân chỉ dừng ở mức 28%, đèn sử dụng cho mục đích sinh hoạt chiếm tới một phần ba Việc xử lí bòng đèn đã qua sử dụng cho mục đích sinh hoạt hiện không có qui định cụ thể Đối với Việt nam thì tỷ

lệ tái chế thấp và mới là mô hình thử nghiệm [8]

1.2.4 Nguồn lợi thủy hải sản và nghề nuôi nghêu ở vùng cửa sông Bạch Đằng

Cửa sông Bạch Đằng có những nét đặc trưng tiêu biểu của cửa sông khí hậu nhiệt đới, đa dạng sinh học cao và dồi dào nguồn lợi thủy sản để khai thác phát triển kinh tế Khả năng trao đổi môi trường nước ngọt và nước biển ở cửa sông Bạch Đằng rất lớn, khả năng

sa lắng, bồi tụ đã tạo nên những bãi triều giàu dinh dưỡng rộng lớn Các bãi triều là môi trường nuôi nghêu thuận lợi vì đáp ứng điều kiện phát triển các loài nhuyễn thể hai mảnh

vỏ nhờ có nguồn thức ăn phong phú trong rừng ngập mặn; các bãi triều rộng, các núi đá vôi và rạn san hô cung cấp canxi cho nước để các loài nhuyễn thể tạo ra vỏ cứng Với nguồn dinh dưỡng phong phú nên ngành nuôi trồng thủy sản ở đây phát triển mạnh Vùng cửa sông Bạch Đằng có tổng số 1527 loài thủy sinh vật biển và nước lợ đã được xác định

Số lượng loài nhiều nhất thuộc nhóm động vật đáy với 538 loài (chiếm 35 % tổng số loài), tiếp theo là các nhóm thực vật phù du 332 loài (21,7%), cá biển 230 loài (15,1%), động vật phù du 135 loài (8,8%), rong biển 75 loài (4,9%), thực vật ngập mặn 36 loài (2,4%) [21]

Việc khai thác và nuôi trồng thủy sản đang là thế mạnh, tập trung tại quận Hải An, huyện Thủy Nguyên (thành phố Hải Phòng), huyện Yên Hưng (tỉnh Quảng Ninh) Hoạt động nuôi trồng và khai thác thủy sản ven khu vực sông Bạch Đằng ngày càng phát triển Tổng diện tích nuôi trồng thủy sản của khu vực năm 2008 là 11 nghìn ha với sản lượng gần 19 nghìn tấn mỗi năm Sản lượng khai thác hàng năm tại khu vực đạt 25,6 nghìn tấn năm 2008 Tổng sản lượng thủy sản năm 2008 của khu vực đạt trên 44 nghìn tấn [24]

Nguồn lợi động vật đáy (ĐVĐ): Trong gần 500 loài ĐVĐ có tới 70 loài thường

xuyên được khai thác làm thực phẩm, đồ mỹ nghệ và thuốc chữa bệnh có giá trị kinh tế cao như [21]:

+ Thân mềm (Mollusca): trong khu vực có các loài như ốc đụn (Techus pyramic),

Sò huyết (Annadara granosa), Sò lông (A Subcarenata), ngao (Meretrix lyrata, meretrix

meretrix, meretrix lusoria), và mực ống thường xuất hiện theo mùa Theo ước tính, nguồn

lợi thủy sản mỗi năm ở vùng cửa sông Bạch Đằng có khoảng 400 tấn don, 5.000 tấn sò lông, 300 tấn hầu cửa sông, 1.000 tấn ngó, 600 tấn sò huyết [6]

+ Giáp xác (Crustaces) gồm các loài tôm Sú (Penaeus monodon), tôm He mùa (P merguiensis), tôm He nhật (P.japonicus), tôm Rảo (Metapenacus ensis), tôm Vàng (M joyneri), ghẹ (Portunus hastatoides, P pelagicus), cua biển (Scylla serrata)

+ Nhóm khác: Sá sùng (Sipunculus nudus), Bông thùa (Phascolosoma similis) thuộc ngành Giun đốt (Annelia) và con Giá biển (Lingula sp.)

1.3 Đặc điểm của nghêu Meretrix lyrata

1.3.1 Phân bố

Vùng phân bố nghêu là vùng biển ấm Tây Thái Bình Dương từ biển Đài Loan đến Việt Nam Ở Việt Nam, trước đây nghêu phân bố chủ yếu ở khu vực Nam Bộ từ Gò Công (Tiền Giang), Bình Đại, Ba Tri, Thạnh Phú (Bến Tre), Cầu Ngang, Duyên Hải (Trà Vinh), [13] Hiện nay, giống nghêu được nuôi ở toàn bộ khu vực miền Trung và miền Bắc với diện tích tăng lên không ngừng Ở khu vực miền Bắc, theo khảo sát tổng quan của chúng tôi, nghêu được nuôi từ Trà Cổ, Tiên Yên, Cửa Lục (Quảng Ninh), Cát Hải, Tiên Lãng, Cát Bà (Hải Phòng), Thái Bình, Nam Định, Ninh Bình và Thanh Hóa

Các đặc trưng phân bố theo các nghiên cứu trước đây cho thấy nghêu phân bố ở vùng triều thấp, thời gian phơi bãi từ 2 ÷ 8 giờ/ ngày [15, 29] Độ sâu cực đại tìm thấy nghêu lúc nước ròng là 1,5 ÷ 2,5m Nghêu phân bố ở vùng cát mịn, tỷ lệ cát chiếm 80% và cát chiếm 20%, thành phần cát hạt nhỏ, mùa mưa bùn lỏng bao phủ nền đáy bãi nghêu (1,5

÷ 2,5 cm) [12, 13] Độ mặn dao động theo mùa, mùa mưa độ muối thấp hơn mùa khô, dao động tùy theo từng khu vực có thể từ 7 ÷ 25‰, độ muối ở khu vực cửa sông Bạch Đằng có thể dao động từ 5 ÷ 27‰ [20, 24]

Nghề nuôi nghêu Meretrix lyrata ở cửa sông Bạch Đằng: phát triển từ rất sớm,

diện tích nghêu nuôi khoảng 23,9ha (2000) tăng lên đến 155,5 ha (2007) và ổn định cho

đến nay [9] Hiện nay, đối tượng nuôi chủ yếu là nghêu trắng Bến Tre (Meretrix lyrata),

một loài nghêu có xuất xứ từ tỉnh Bến Tre Loài nghêu Bến Tre nhanh chóng phù hợp với điều kiện tự nhiên của vùng cửa sông Bạch Đằng Qui trình nuôi nghêu đơn giản, năng

suất cao nên loài nghêu Meretrix lyrata dần dần lấn át các loài bản địa như nghêu dầu (Meretrix meretrix), nghêu lụa (Paphia undulata) Toàn bộ bãi triều khu vực xã Đồng Bài

đã được khai thác để nuôi nghêu, năng suất hiện nay khoảng 30 tấn/ha, tổng sản lượng

nuôi hàng năm ở khu vực này khoảng 4.500tấn/năm (theo điều tra thực tế) Giá trị kinh tế của nghề nuôi nghêu Bến Tre rất cao, một tấn nghêu sau thời gian nuôi một năm có giá khoảng 15 ÷ 20 triệu đồng (điều tra thực tế) Nghề nuôi nghêu đã giúp các hộ dân, nghề nghiệp chủ yếu là làm muối, sống trong khu vực huyện Cát Hải thoát nghèo Cơ sở hạ tầng

và nhà cửa của các hộ dân tại khu vực nuôi nghêu phát triển hơn trước năm 2000, khi nghề nuôi nghêu chưa phát triển Sản lượng nghêu cung cấp làm thực phẩm dồi dào cho cộng động ven biển, nguồn nguyên liệu cho ngành chế biến thủy sản và xuất khẩu

Hình 1.8 Biến động diện tích nuôi nghêu khu vực cửa sông Bạch Đằng [9]

1.3.2 Hình thái cấu tạo của nghêu Meretrix lyrata

1.3.2.1 Hình thái bên ngoài

Cơ thể nghêu được bao bọc bởi hai mảnh vỏ bằng nhau, hình tam giác và được gắn với nhau bằng bản lề, ở mặt lưng đáy có dây cấu tạo bằng chất sừng đàn hồi dùng để mở

vỏ Màu sắc của nghêu là màu trắng ngà chủ đảo, trên mặt vỏ có nhiều vòng sinh trưởng đồng tâm, xung quanh mép mặt nguyệt có viền mầu nâu nhạt nên nghêu trắng dễ phân biệt với các loài nghêu khác bằng mắt thường Vòng sinh trưởng thay đổi và đánh dấu mức độ sinh trưởng theo chu kỳ con nước nên có thể xác định bằng mắt thường các vòng đời sinh trưởng của nghêu từ giai đoạn thả giống đến giai đoạn thu hoạch [13, 14]

Bên trong vỏ phía dưới đỉnh vỏ là bản lề có mặt khớp Mặt khớp có răng khớp lại với nhau rất khít, răng của vỏ trái và vỏ phải khác nhau Mặt khớp của vỏ trái có 4 mấu lồi

và hố lõm, 3 trong 4 mầu lồi dính lại nhau ngay sát đỉnh vỏ có dạng ba chẽ Mặt khớp của

vỏ phải khác so với vỏ trái, có ba mấu lồi và 4 hố lõm tương ứng với vỏ trái khi khớp lại với nhau Mặt trong của vỏ có màu trắng, có các vết in của cơ khép vỏ trước và sau, vết in của cơ màng áo và vết in của cơ điều khiển ống hút thoát nước Từ vết in của cơ màng áo

trở ra mép vỏ tầng xà cừ nhẵn bóng, óng ánh, từ vết in màng áo trở vào tầng xà cừ đục [13, 29]

1.3.2.2 Cấu tạo bên trong

Cấu tạo bên trong của nghêu đã được nhiều nghiên cứu mô tả chi tiết bao gồm các

cơ quan như sau[13, 29]:

Hình 1.9 Hình thái cấu tạo chung của nghêu Meretrix lyrata [13]

Màng áo: phần thịt mềm của nghêu được bao bọc bởi màng áo, nó được cấu tạo

bao bọc bởi hai lớp cơ mỏng, dày nhất là phần rìa

Cơ khép vỏ: Có hai vị trí đính cơ khép vỏ nằm ở gần vùng trước và sau của vỏ

Mang: Các mang nổi lên là đặc điểm chính của phân lớp mang tấm

(lamellibranches), lá mang rộng, đóng vai trò vừa là cơ quan thực hiện chức năng hô hấp, vừa lọc thức ăn trong nước Hai phần của mang (lá mang) nằm ở hai bên của cơ thể, vị trí cuối cùng ở phía trước, hai bên nắp, xung quanh miệng và chuyển thức ăn trực tiếp vào miệng

Chân: Nghêu có cấu tạo một chân phát triển, chức năng để đào xuống nền đáy và

cố định cơ thể vào trong nền đáy Đây là đặc điểm đặc trưng của loài, bởi vì ở các loài khác: scallop, vẹm, hàu… chân bị tiêu giảm hoặc có thể có ít chức năng

Hệ thống tiêu hoá: Bao gồm xúc tu, ống thực quản ngắn dẫn từ miệng tới dạ dày,

dạ dày được bao quanh toàn bộ bởi tuyến tiêu hoá, một lớp cơ màu tối gọi là gan, đường dẫn từ dạ dày tới đám ruột, kéo dài tới chân, cuối cùng là ruột thẳng và kết thúc ở hậu môn [13, 29]

1.3.3 Cách thức ăn lọc

Nguồn thức ăn chủ yếu trong dạ dày nghêu chiếm 80% bùn bã hữu cơ và thực vật phù du chiếm 20% [13, 14, 29] Như vậy thành phần thức ăn của nghêu chủ yếu là mùn bã hữu cơ do phù sa được đưa ra từ cửa sông và khuếch tán từ nền đáy bãi [13] Mối tương quan giữa hàm lượng TSS và hàm lượng bùn bã hữu cơ khá chặt, cho thấy nguồn thức ăn ở vùng cửa sông phong phú, là tác nhân để phát triển nghề nuôi loài nhuyễn thể hai mảnh vỏ (hình 1.10)

7) (29/

8) (27/

9) (30/

10)(4/1

2) (5/1

) (27/

1) (4/3

) (8/4

) (6/5

)

Đợt

0 300 600 900

1200 m g

Hình 1.10 Biến thiên hàm lượng TSS và mùn bã hữu cơ theo thời gian [20]

Thức ăn vào qua xúc tu (si phon) rồi qua mang Mang là các phân lớp mang tấm (lamellibranches), lá mang rộng, đóng vai trò vừa là cơ quan thực hiện chức năng hô hấp, vừa lọc thức ăn trong nước Hai phần của mang (lá mang) nằm ở hai bên của cơ thể, vị trí cuối cùng ở phía trước, hai bên nắp, xung quanh miệng và chuyển thức ăn trực tiếp vào miệng Hệ thống mang lớn lọc thức ăn từ nước rồi chuyển thẳng tới xúc tu, nằm ở xung quanh miệng, thức ăn được làm mềm rồi chuyển vào trong miệng Nghêu có thể lựa chọn, lọc thức ăn trong nước, viên và nén thức ăn với chất nhầy, đưa vào miệng rồi được đẩy ra vùng xúc tu và thải ra khỏi cơ thể giống như “phân giả” (pseudofaeces) [13]

1.3.4 Quy trình nuôi nghêu

Cải tạo bãi: Đối với bãi triều thấp được với tỷ lệ bùn lớn khoảng 30% nên cần bơm

cát vào bãi để tăng tỷ lệ cát/bùn

Thời gian thả giống: Hiện tại nghêu được thả tập trung vào một đợt bắt đầu từ

tháng 5 âm lịch Thời gian thả giống này tránh được tháng 2 ÷ 3 âm lịch, gây chết nghêu

hàng loạt Tuy nhiên lại gây ra hiện tượng khan hiếm nghêu giống dẫn đến không kiểm soát được chất lượng nguồn giống Khi nghêu đạt kích thước thương phẩm cùng lúc làm giảm giá mua và nhu cầu tiêu thụ không đáp ứng được hết

Kích thước giống: Kích thước tối ưu từ 400 ÷ 500 cá thể /kg Thí nghiệm thả nghêu giống nghêu tấm (2 ÷ 3 nghìn cá thể /kg) và kết quả thu được là giống bị phát tán 100%

Thu hoạch: Thu hoạch nghêu lúc nước kiệt để nghêu không ngậm đất trong miệng

Nghêu thu bằng cào thủ công là chủ yếu, đối với Nam Định dùng thuyền máy để khai thác

Số lượng khoảng 50 ÷ 52 cá thể/kg

Theo hình 1.11, tốc độ tăng trưởng của nghêu ở bãi triều thấp thường nhanh hơn bãi triều cao, đặc biệt ở giai đoạn nghêu từ 6 đến 11 tháng tuổi [29] Từ 11 tháng tuổi nghêu nuôi ở bãi phát triển chậm lại Giai đoạn này môi trường không thuận lợi cho sự phát triển của nghêu do dinh dưỡng, khả năng trao đổi nước kém Đối với bãi triều cao, kích thước của nghêu tối đa đạt 65 cá thể/kg và ở bãi triều thấp kích thước của nghêu tối đa đạt 52 cá thể/kg, đây là khuyến cáo cho người dân khi nuôi nghêu thuận lợi là các bãi triều thấp với thời gian phơi bãi khoảng 2 ÷ 8 giờ/ngày [26]

Hình 1.11 Biến thiên số lượng cá thể nghêu từ quá trình thả giống đến khi thu hoạch [29]

Cân nặng hay số lượng cá thể không được sử dụng để tìm xu thế giữa nghêu và tháng tuổi vì cân nặng của nghêu không ổn định phụ thuộc nhiều các yếu tố: lượng nước trong ruột nghêu, thành phần bùn, cát trong nghêu

Môi trường và tài nguyên vùng cửa sông Bạch Đằng đã và đang phải chịu sức ép to lớn về ô nhiễm môi trường sống do các hoạt động kinh tế xã hội trong khu vực Một lượng thủy ngân được đổ ra cửa sông Bạch Đằng và tích tụ vào hệ sinh vật sống trong môi trường khu vực này Tình hình nghiên cứu mức độ tích tụ thủy ngân trong sinh vật hai mảnh vỏ ở

Việt Nam (đặc biệt là cửa sông Bạch Đằng) và trên thế giới sẽ được trình bày trình bày ở

- Nhiều nghiên cứu chi tiết về tích tụ Hg trong loài hai mảnh vỏ cho thấy khả năng tích tụ thủy ngân cao Đặc biệt sự tập trung cao của các kim loại nặng được tìm thấy trong một vài loài nhuyễn thể hai mảnh vỏ cho thấy vai trò chỉ thị kim loại nặng nói chung và thủy ngân nói riêng là rõ rệt [38]

- Sự phân bố của nghêu Meretrix lyrata ở vùng biển nắng ấm nên các nghiên cứu

được tìm thấy của các tác giả ở một số nước ở khu vực gần với Việt Nam, những kết quả nghiên cứu về lĩnh vực này còn hạn chế

Dưới đây là một công trình nghiên cứu của các tác giả trên thế giới được phân chia theo phạm vi địa lí từ châu Á, châu Âu, châu Mỹ và châu Phi

a Châu Á

Nhiều nghiên cứu công bố mức độ tích tụ thủy ngân trong sinh vật của nhiều tác giả thuộc khu vực Châu Á và Đông Nam Á Nghiên cứu của Y MODASSIR về

ảnh hưởng độ muối đến độc tính Hg trong trai Polymesoda erosa ở Philipine Kết quả

nghiên cứu cho thấy ảnh hưởng của độ muối rõ rệt, tỷ lệ tử vong tăng khi độ muối tăng Thí nghiệm LC50 sau 96h theo các nồng độ Hg (0,58ppm, 0,35 ppm, 0,26 ppm) tương ứng

độ muối (5‰, 20‰ và 30‰) ở nhiệt độ phòng Tích tụ thủy ngân trong mô thịt sinh vật

lớn hơn bộ phận mang và một số bộ phận khác Lượng thủy ngân trong mô thịt sinh vật phụ thuộc nồng độ môi trường và thời gian phơi nhiễm và tích tụ đạt cực đại ở độ muối cao (30ppt) tại phòng thí nghiệm [51] Đài Loan là đất nước khí hậu tương đối giống Việt Nam nên phân bố một số loài hai mảnh ở hai nơi khá tương đồng Kết quả nghiên

cứu của Han.BC và các cộng sự phân tích thủy ngân trong mô thịt của loài nghêu M Lusoria có giá trị trung bình 0,18 µg/g ướt và khuyến cáo về mức độ sử dụng nghêu M Lusoria theo tháng [47] Kết quả nghiên cứu của Wang Y và các đồng sự ở biển BOHAI, Trung Quốc đưa ra mức tích tụ thủy ngân trong mô thịt nghêu Meretrix meretrix có giá trị

trung bình 10÷90 ng/g ướt Đây là một trong kết quả quan trọng để so sánh mức độ tích tụ

thủy ngân của loài nghêu Meretrix lyrata theo phân vùng địa lí [62] Nghiên cứu của

Abdullah MH chỉ ra rằng mối quan hệ chặt chẽ giữa hàm lượng kim loại nặng trong nước,

mô thịt nghêu Meretrix meretrix và trầm tích ở cửa sông Sabah, phía bắc Borneo, Malaysia

[30]

b Châu Phi

Nồng độ thủy ngân tổng theo nghiên cứu của Claude R JoirisU khác nhau theo vị trí địa lí với giá trị trung bình là 0,1 µg/g khô đối với các đầm phá kín; 0,2 µg/g khô đối với cửa sông; 0,3 µg/g khô đối với các đầm phá mở Nồng độ thủy ngân có xu hướng cao trong suốt mùa khô ở đầm phá nhưng lại thấp ở vùng cửa sông Nồng độ HgMe trung bình chiếm từ 20 ÷ 60%, phụ thuộc vào vị trí thu mẫu và mùa Ảnh hưởng của tuổi sinh vật trong phá có biểu hiện rõ, nồng độ Hg tổng tích tụ tăng lên theo kích thước trong loài hai

mảnh Anadara_Senilia Senilis ở Ghana và Nigeria [36] Tích tụ thủy ngân của nghêu dầu (Meretrix meretrix) tại vịnh Arabian theo các độ muối, kích thước khác nhau [55] Các

mẫu nghêu và trầm tích được thu từ 12 địa điểm của Vịnh Nồng độ Hg trong mô thịt nghêu từ 5 đến 160 µg/kg ướt Kết quả khảo sát ở 7/11 trạm thu mẫu cho thấy nồng độ thủy ngân tùy thuộc vào kích thước của nghêu Nồng độ Hg trong nước có mối tương quan

thấp với nồng độ Hg trong nghêu (P-value <0,05) Nồng độ Hg trung bình trong nghêu có

liên quan tương đối với độ muối Tính theo nhiệt động học cho thấy phức Hg – Clo làm gia tăng tích tụ sinh học với Hg Kích thước và độ muối ảnh hưởng tới sự tích tụ Hg của nghêu

ở bờ biển vịnh Arabian

c Châu Mỹ

Dean W Boening tiến hành nghiên cứu đánh giá vai trò chỉ thị sinh học của loài hai mảnh tại Mỹ năm 1997 Hàm lượng kim loại nặng (trong đó có Hg) trong nước biển là một trong các nguyên nhân ảnh hưởng bất lợi đối với loài hai mảnh vỏ Các tác động này ảnh hưởng khá mạnh đến chuỗi thức ăn trong hệ sinh thái Mức độ tích tụ kim loại nặng phụ thuộc cả vào địa hóa và sinh học Mức độ tích tụ kim loại nặng trong mô thịt có thể gây ra

vô sinh hay biến đổi khả năng sinh sản của loài hai mảnh vỏ [38] Nghiên cứu của G S sayler về vai trò của một số vi khuẩn kháng thủy ngân đã được thực hiện để xác định vai trò của chúng trong việc tích tụ thủy ngân trong một chuỗi thức ăn đơn giản [56] Hàu

(Crassostrea virginica) được thí nghiệm trong một hệ thống bể có sục khí DO và nồng độ

203

HgC12 là 10µg/l Sự hấp thu 203Hg của hàu theo các điều kiện kiểm soát và trong điều

kiện đối chứng không có thủy ngân Tổng thời gian thí nghiệm 4 ngày cho thấy thành phần của 203Hg trong cột nước liên quan đến các chất lơ lửng, tương ứng với sự gia tăng khi tính tổng số Thủy ngân tích tụ trong hàu ở mang và nội tạng cao hơn so với các bộ phận khác Nồng độ thủy ngân trong mô thịt hàu lớn hơn 200 lần ở bể thí nghiệm khi cho

thêm thủy ngân so với bể đối chứng không thêm thủy ngân

Tại vịnh Guanabara khu vực bờ biển đông nam Brazil, theo kết quả nghiên cứu của Helena do A Kehrig, đây là khu vực có hệ sinh thái bị ảnh hưởng nặng nề bởi chất hữu cơ, dầu và một số các hợp chất độc hại khác, bao gồm Hg [47] Kết quả nghiên cứu đánh giá các loài thủy sản bị nhiễm thủy ngân tổng (HgT) và metyl thủy ngân (HgMe) Có tổng cộng

291 mẫu vật được thu thập ở vịnh trong thời kì khác nhau giữa 1988 và 1998 Hàm lượng

HgT và HgMe trong loài vẹm khác nhau tùy vào chất lượng nước từng khu vực nghiên cứu Mức độ tích tụ HgMe trong cá tạp tương tự như mức độ tích tụ trong động vật thân mềm, tuy nhiên khác nhau về tỷ lệ HgT/HgMe (cá ăn thịt hơn 98%, cá tạp 54% và động vật thân mềm 33%) Nồng độ HgT và HgMe trong các loài sinh vật đều thấp vì liên quan đến hàm lượng chất lơ lửng (Hg được hấp thụ vào các hạt rắn lơ lửng nên ít tồn tại trong cột nước làm giảm khả năng hấp thụ vào sinh vật) Kết quả của nghiên cứu cho thấy ảnh hưởng của mẫu vật kích thước, độ nhạy cảm theo mùa và những thay đổi chất lượng nước, thói quen

ăn, mức độ dinh dưỡng và mức độ ô nhiễm môi trường của sinh vật cửa sông với thủy ngân và metyl thủy ngân Nghiên cứu của Marcos A Cheney về sự hấp thu và ảnh hưởng

của thủy ngân làm biến đổi amino axit trên mang loài hai mảnh (Mytilus californianus và Anodonta californiensis) [50] Thủy ngân vô cơ (Hg2+) và glyxin là chất gây ô nhiễm có tác động mạnh đến môi trường, sinh vật thủy sinh và con người Ngoài ra, nghiên cứu xác định thêm ảnh hưởng của glyxin, 2,4-Dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D), và 2,4-dinitrophenol (DNP) đối với sự hấp thu của Hg2+ Đánh dấu khả năng nhiễm và đào thải của Hg2 + hoặc HgMe bằng các amin gốc từ hai loài nghiên cứu Kết quả cho thấy rằng (1)

sự hấp thu của Hg2+ ở hai loài như nhau; (2) so sánh các sự hấp thụ khi có mặt Inulin; (3)

sự hấp thu của Hg2+ không bị ảnh hưởng khi thêm glyxin và chất diệt cỏ như 2,4-D và DNP; (4) tỷ lệ mất amin gốc nhiều khi thêm Hg2+ và thấp hơn khi thêm HgMe đối với cả hai loài Các kết quả này cho thấy, Hg2+ và HgMe đều gây ảnh hưởng nghiệm trọng đến tính thấm của màng tế bào và gây rò rỉ các axit amin gốc của các tế bào dẫn đến tế bào hoại tử

d Châu Âu

Nghiên cứu của P Bustamante và các đồng sự về thủy ngân tổng và thủy ngân hữu

cơ trong 20 loài động vật thân mềm (n = 278) từ vịnh Biscay đến đảo Faroe năm 2006

Tổng thủy ngân trong mô thịt sinh vật dao động xác định từ 40 ÷ 3560 ng/g khô Thực tế từ 75% đến 95% tổng Hg và Hg hữu cơ vẫn còn tồn lưu trong mô thịt sinh vật do thủy ngân hữu cơ có ái lực mạnh với protein trong động vật thân mềm Giống và kích thước ảnh hưởng tới sự tích tụ Hg đối với họ mực ống Tổng thủy ngân và thủy ngân hữu cơ bị ảnh hưởng bởi phân vùng địa lí Biển Celtic> Vịnh Biscay> đảo Faroe, tương ứng với nồng độ

Hg trong nước biển các khu vực đó Tại khu vực đảo Faroe và biển Celtic, động vật đáy thân mềm chứa nồng độ Hg cao hơn so với các khu vực ngoài biển khơi Kết luận sử dụng động vật thân mềm không phải là con đường chính dẫn đến tích tụ thủy ngân như sử dụng

cá (đặc biệt là thủy ngân hữu cơ) [37] EL-MOSELHY đã nghiên cứu về tích tụ sinh học

thủy ngân trong một số loài sinh vật biển trong hồ ở Hy Lạp như là cá (Mugil seheli), cua (Portunus pelagicus), tôm (Metapenaeus stebbingi) và loài hai mảnh vỏ (Paphia undulata

và Gafrarium pectinatum) trong hồ Timsah và hồ Bitter vào tháng 2/2003 Nghiên cứu chỉ

ra các nhân tố ảnh hưởng đến mức độ tích tụ Hg trong các sinh vật nghiên cứu Mức độ nhiễm Hg trong mô thịt của loài hai mảnh là 1,06 – 36,31 ng/g ướt và 5,38 – 69,59 ng/g ướt Nồng độ Hg được phát hiện phân bố trong các bộ phận của sinh vật, đặc biệt trong gan nồng độ Hg thấp hơn các bộ phận khác Phân tích hồi qui và phương sai cho thấy mức độ sinh trưởng, loài, giới tính và kích thước có ảnh hưởng đến mức độ tích tụ thủy ngân trong

mô thịt của các sinh vật nghiên cứu Kết quả cho thấy loài hai mảnh Paphia undulata có

khả năng chỉ thị sinh học mức độ tích tụ thủy ngân trong môi trường [41]

Bảng 1.4 Tổng hợp các nghiên cứu về tích tụ kim loại nặng trong loài hai mảnh vỏ

Loài Nguyên tố Khu vực

Dương Thanh Nghị [11], Trạm quan trắc

và phân tích môi trường biển ven bờ phía Bắc [23]

Nghêu trắng Bến Tre

Meretrix lyrata

As, Cd, Cu Hải Phòng Bùi Đặng Thanh [19]

Nghêu dầu (Meretrix meretrix)

Hến (Corbicula sp.)

Nẵng

Nguyễn Văn Khánh, Trần Duy Vĩnh và nnk [7]

Phạm Kim Phương, Chu Phạm Ngọc Sơn, Nguyễn Thị Dung [15,16]

Theo thống kê các kết quả nghiên cứu tại khu vực phía Nam, hai tác giả Nguyễn Phúc Cẩm Tú và Phạm Kim Phương xác định xu thế tích tụ thủy ngân ở dạng tổng tích tụ

trong mô thịt nghêu Meretrix lyrata [15, 16, 26] Khu vực miền Trung, không có công bố nghiên cứu về tích tụ thủy ngân trong loài nghêu Meretrix lyrata Một số kết quả nghiên cứu về mức độ nhiễm kim loại nặng (trong đó có thủy ngân) ở nghêu Meretrix lyrata ở khu

vực miền Bắc chỉ tập trung vào dạng tổng thủy ngân ở mức khảo sát hiện trạng, chưa nghiên cứu về quy luật tích tụ theo thời gian, đặc biệt công bố về tích lũy metyl thủy ngân của nghêu nói riêng và sinh vật nói chung [11, 23]

Hiện nay, đối với khu vực cửa sông Bạch Đằng chưa có nhiều nghiên cứu cơ chế

tích tụ Hg trong mô thịt sinh vật và cụ thể là loài nghêu Meretrix lyrata Có thể nhận thấy

các nghiên cứu trước đây chủ yếu mang tính chất mô tả hiện trạng nhiễm kim loại nặng mà chưa nghiên cứu quá trình tích tụ theo quá trình sinh trưởng Các nghiên cứu dừng ở mức

độ phân tích ở trong phòng thí nghiệm và sử dụng mô hình toán học nội suy Xác định

được mối quan hệ của thủy ngân trong môi trường và mô thịt nghêu Meretrix lyrata tại khu

vực cửa sông Bạch Đằng chưa được làm rõ

Qua phần tổng quan các nghiên cứu trong nước và thế giới, luận án cần phải làm sáng tỏ những vấn đề như sau:

 Nghiên cứu các dạng thủy ngân trong môi trường (nước, trầm tích) và sinh vật ở khu vực cửa sông Bạch Đằng và dạng tồn tại của chúng (dạng vô cơ và hữu cơ) Đặc biệt

là các kết quả nghiên cứu về metyl thủy ngân trong môi trường và sinh vật tại khu vực này

 Xác định cơ chế tích tụ thủy ngân trong nghêu Meretrix lyrata, đối với các dạng

thủy ngân (thủy ngân tổng và metyl thủy ngân) tích tụ trong mô thịt và dạ dày theo vòng

đời sinh trưởng, khẳng định vai trò chỉ thị sinh học của nghêu Meretrix lyrata trong hoạt

động bảo vệ và kiểm soát môi trường

 Tính các hệ số tích tụ sinh học và đề xuất lượng nghêu dùng làm thực phẩm hàng ngày để tránh nguy cơ tích tụ thủy ngân cho người sử dụng

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng thí nghiệm là nghêu trắng Bến Tre, tên tiếng anh: Lyrate Asiatic Hard

Clam, tên latinh: Meretrix lyrata (Sowerby, 1825), được phân loại như sau [13]:

Loài: Meretrix lyrata

Hình 2.1 Loài nghêu trắng Bến Tre [13]

Đối với loài nghêu trắng Bến Tre được lựa chọn vì đáp ứng hầu hết các tiêu chí:

- Là động vật hai mảnh vỏ thường được sử dụng để đánh giá ô nhiễm kim loại nặng

vì chúng đã được phân 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

- Đây là loài sống bám đáy, ít di chuyển Hiện nay nghêu được nuôi trong ô lưới cao 2m, ngập dưới mức nước triều trung bình 1m nhưng hiện tượng thất thoát nghêu rất thấp Theo điều tra thực tế tại các hộ nuôi nghêu ở cửa sông Bạch Đằng, mặc dù lưới quây

có rách nhưng lượng nghêu thất thoát không đáng kể

- Nghêu Meretrix lyrata hấp thu các độc chất môi trường và tích tụ theo thời gian

Tuổi và kích thước của sinh vật có mối quan hệ chặt chẽ với nồng độ các chất tích tụ trong

cơ thể chúng Đây là loài nhạy cảm với môi trường, được coi là sinh vật chỉ thị cho môi trường nước và bùn đáy

- Loài nghêu có thể sống từ 1 ÷ 3 năm là thời gian đủ dài để nghiên cứu tích tụ Nhưng thông thường nghêu được thu hoạch sau 1 năm từ tháng 5 âm lịch đến tháng 3 âm lịch năm sau [17]

- Nghêu được nuôi phổ biến ở nhiều tỉnh thành trong cả nước, đặc biệt là khu vực ở miền Nam [13, 15, 16] Đây là điều kiện thuận lợi để so sánh mức độ tích tụ độc chất trên cùng một đối tượng ở các vị trí địa lí khác nhau

2.2 Áp dụng mô hình thực nghiệm nghiên cứu mức độ tích tụ thủy ngân trong nghêu

2.2.1 Các điều kiện để áp dụng mô hình thực nghiệm

USEPA cho rằng cả hai hướng mô hình hóa theo cơ chế và mô hình hóa bằng thực nghiệm đều cần thiết cho việc dự đoán khả năng tích tụ sinh học [42] Các bộ chỉ thị tích tụ sinh học xây dựng dựa trên thực nghiệm có độ chính xác cao hơn, nhưng mô hình được chứng nhận có thể sử dụng để dự đoán sự tích tụ sinh học trong nhiều trường hợp

Mô hình dự báo cũng có thể sử dụng để đánh giá qui mô mẫu hình tích tụ sinh học của dạng chất cụ thể dưới những điều kiện sống đặc trưng Các mô hình dự báo được dùng trong thực tế không thể đo trực tiếp nồng độ trong mô thịt, nghĩa là xác định xem nồng độ trong mô thịt sẽ thay đổi như thế nào theo thời gian cùng với sự thay đổi điều kiện sống (thay đổi thông số đầu vào và dự báo được đầu ra) Có hai hướng chính để phát triển mô hình:

Mô hình thực nghiệm: Đây là mô hình đo dữ liệu tại hiện trường và trong phòng thí nghiệm, sau đó tính toán các hệ số tích tụ sinh học Đối với mô hình nghiên cứu thực nghiệm, là hướng đơn giản nhất để theo dõi đánh giá tích tụ sinh học trong sinh vật sống dưới nước [19]

Mô hình toán học: Ứng dụng các mô hình động học và mô hình cân bằng, nhìn chung hướng này được ưu tiên sử dụng xây dựng các mô hình chuỗi dinh dưỡng có xét đến khía cạnh cơ chế tích tụ sinh học Hiện nay các nhà khoa học trên thế giới nghiên cứu tích

tụ sinh học theo các mô hình toán học khác nhau Mô hình toán OBM (Oyster Bioaccumulation Model) là mô hình tích tụ sinh học trong sò của Dennis A Apeti và các cộng sự phát triển năm 1999 [39] Mô hình toán DEB (Dynamic Energy Budged) là mô hình hóa luồng năng lượng sinh học theo quá trình cung cấp dinh dưỡng trong động vật hai mảnh vỏ tạo ra năng lượng cần thiết cho sự đồng hóa (sinh trưởng) và dị hóa (hô hấp và bài tiết) [48, 52]

Xác định trực tiếp hay xác định bằng mô hình thực nghiệm là hướng đơn giản nhất theo dõi đánh giá tích tụ sinh học trong sinh vật sống dưới nước, để xác định hệ số tích tụ BAF chính xác nhất vì xét đến tất cả các quá trình trong môi trường Phương pháp này được lựa chọn vì phù hợp với điều kiện phòng thí nghiệm:

- Có đầy đủ thiết bị thí nghiệm bao gồm hệ thống bể thí nghiệm, các máy đo nhanh theo dõi hiện trường, lưới quây, v.v

- Các phòng thí nghiệm có thiết bị phân tích thủy ngân chuyên dụng, các thông số như lipit, cacbon hữu cơ, cấp hạt, …đảm bảo độ chính xác và tin cậy

- Đội ngũ chuyên gia về sinh học có khả năng phân loại, xác định độ tuổi của mỗi loài cần nghiên cứu

- Bãi nuôi nghêu (xã Đồng Bài - huyện Cát Hải) gần với phòng thí nghiệm của Viện Tài nguyên và Môi trường Biển, nên dễ dàng tiến hành theo dõi thí nghiệm ngoài hiện trường, thu mẫu và vận chuyển về phòng thí nghiệm trong thời gian ngắn

2.2.2 Bố trí thí nghiệm ngoài hiện trường

a Vị trí thí nghiệm

Vùng cửa sông Bạch Đằng thuộc kiểu vùng cửa sông hình phễu với đường bờ có hướng lõm vào phía lục địa và thủy triều có biên độ lớn Các bãi triều là địa hình quan trọng nhất trong các dạng địa hình bị ngập nước theo chu kì triều Từ nét đặc trưng của các bãi triều nuôi nghêu tại vùng cửa sông Bạch Đằng mà thí nghiệm chọn bãi triều ở xã Đồng Bài, tọa độ (kinh độ 106o37'00'' ÷ 107o00'00'‘ và vĩ độ 21o00'00'' ÷ 20o35'00'') Vị trí thí nghiệm (xã Đồng Bài, huyện Cát Hải, thành phố Hải Phòng) được chọn đặt thí nghiệm vì:

- Động lực dòng chảy vừa phải để nuôi nghêu: Dòng chảy sông có sự biến đổi rất lớn theo mùa, tương ứng với mùa mưa và mùa khô, mùa lũ và mùa cạn Lũ lớn nhất thường vào tháng 7 hoặc tháng 8, chiếm 20 ÷ 27%, có khi tới 35% lưu lượng nước cả năm Vào mùa lũ, dòng nước lũ từ trong sông chảy ra kết hợp với dòng triều có thể đạt giá trị 200cm/s ÷ 250cm/s; ngược lại, khi triều lên dòng chảy sông bị lấn át hoặc bị triệt tiêu bởi

dòng triều [20]

- Đây là khu vực nuôi nghêu tập trung lớn nhất trong phạm vi vùng cửa sông Bạch

Đằng, vì khu vực này có điều kiện thuận lợi về tự nhiên, nền đáy bãi triều có tỷ lệ bùn cát phù hợp nuôi nghêu, nguồn thức ăn cho nghêu phong phú

- Các bãi nghêu tại đây bị ảnh hưởng trực tiếp từ nguồn nước lục địa đổ ra cửa sông Bạch Đằng

Hình 2.2 Khu vực bố trí thí nghiệm tại xã Đồng Bài – Huyện Cát Hải

b Bố trí thí nghiệm

Do chênh lệch giữa mức nước lên cao nhất và mức nước xuống thấp nhất vào thời

kì nước cường khoảng 2,5 – 3,2 mét và vào kì nước kém khoảng 0,5 – 1 mét nên bố trí hai

ô thí nghiệm có diện tích 4m2 trên mặt cắt vuông góc với đê (hình 2.3) [22] Ô thí nghiệm OTN ở bãi triều cao có thời gian phơi bãi 8 ÷ 10giờ Ô thí nghiệm AD ở bãi triều thấp có thời gian phơi bãi 4 ÷ 6giờ

Hình 2.3 Cách bố trí thí nghiệm ngoài hiện trường

Diện tích nuôi nghêu 155,5 ha (2007)

Điểm bố trí thí nghiệm

Ô thí nghiệm

AD

Ô thí nghiệm OTN

Đê

2m

2m