Thực hành độc học môi trường

Nghiên cứu bộ môn ðộc học môi trường và Thực hành ðộc học Môi Trường là nghiên cứu về các nhóm chất ñộc kim loại nặng, các hợp chất hữu cơ mạch vòng…, quá trình gây ñộc và ảnh hưởng của

TRƯỜNG ðẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ CÔNG NGHỆ SINH HỌC

BÀI GIẢNG

THỰC HÀNH ðỘC HỌC MÔI TRƯỜNG

Biên soạn: ThS Vũ Hải Yến

Lưu hành nội bộ

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 09 năm 2009

LỜI NÓI ðẦU Những “sóng gió” vừa qua, từ melamine trong sữa cho ñến thuốc bảo vệ thực vật trong trái cây, từ thủy ngân, chì trong ñồ chơi trẻ em cho ñến những hộp, túi ñựng thức ăn làm từ chất thải rắn y tế, từ nước thải của công ty Vedan chưa qua xử lý thải trực tiếp xuống sông Thị Vải cho ñến ngập nước nhiều ngày liền ở Thủ ñô Hà Nội, thực ra chỉ là phần nổi của tảng băng chìm khổng lồ về vấn ñề có chung cái tên gọi là “môi trường” Chẳng phải tự nhiên mà trong thời gian gần ñây, người ta nói nhiều về môi trường Khi lối sống công nghiệp hóa, ñô thị hóa diễn ra quá nhanh chóng, môi trường phải ñối mặt với quá nhiều thảm họa Rác, nước thải, khí thải, tiếng ồn… là những thảm họa con người có thể thấy ñược Nhưng có những thứ ô nhiễm tiềm ẩn ñem lại nguy hại nhiều hơn, không chỉ ñể lại di chứng cho một mà còn ảnh hưởng ñến nhiều thế hệ Chúng ta chưa quên ñược vụ ngộ ñộc thủy ngân do việc xả chất thải công nghiệp xuống vịnh Minamata của Nhật Bản vào năm 1953, cá ăn chất ñộc, người ăn cá, dẫn ñến việc hàng loạt người chết và bị rất nhiều các căn bệnh khác nhau Ngay cả ở Việt Nam, trong thời gian gần ñây cũng xuất hiện rất nhiều làng ung thư do người dân uống phải nước bị nhiễm ñộc arsen, hay những làng tái chế vỏ pin, ắc quy bị nhiễm chì…Những chất ñộc tiềm tàng trong tự nhiên hoặc xuất phát từ quá trình sinh hoạt, sản xuất công nghiệp hiện diện trong cuộc sống chúng ta, nhưng chúng ta chẳng thể quan sát hay cảm nhận về nó

Nghiên cứu bộ môn ðộc học môi trường và Thực hành ðộc học Môi Trường là nghiên cứu về các nhóm chất ñộc (kim loại nặng, các hợp chất hữu cơ mạch vòng…), quá trình gây ñộc

và ảnh hưởng của nó trên cơ thể sinh vật ðối với quá trình gây ñộc, môn học nghiên cứu dạng, thời gian, tần suất tiếp xúc và nồng ñộ chất ñộc ðối với các ảnh hưởng của chất ñộc lên cơ thể sinh vật, bộ môn nghiên cứu các triệu chứng của cơ thể sinh vật khi tiếp xúc với chất ñộc, từ yếu

ñi cho ñến bị tổn thương, ảnh hưởng các cơ quan chức năng, tử vong và suy giảm loài

Bài giảng Thực hành ðộc học Môi Trường biên soạn ñể phục vụ cho môn học Thực hành ðộc học Môi Trường bao gồm 5 bài thực hành trên lớp và 5 bài ñọc thêm ñể sinh viên có thể tham khảo Bài giảng bao gồm các thí nghiệm xác ñịnh ñộc chất NO 3- trong rau cải xanh, ảnh hưởng của kim loại nặng lên cây lúa, ảnh hưởng của thủy ngân lên cá nước ngọt, ảnh hưởng của thuốc trừ sâu lên các loại sâu ăn lá

Bài giảng phục vụ cho sinh viên ngành Môi Trường và Công Nghệ Sinh Học, ðây là lần ñầu tiên biên soạn, do vậy bài giảng còn nhiều khiếm khuyết Mong ñược sự quan tâm, nhận xét, ñóng góp ñể bài giảng hoàn chỉnh Xin chân thành cảm ơn

MỤC LỤC

Trang PHẦN I: CÁC BÀI HỌC TẠI PHÒNG THÍ NGHIỆM

Bài 1: Mở ñầu 4 Bài 2: Xác ñịnh ñộc chất Nitrogen – Nitrate NO 3- trong rau cải xanh và liều lượng gây ñộc 14 Bài 3: Ảnh hưởng của một số ion kim loại nặng (Cu, Pb, Cd) lên sự nảy mầm của hạt lúa 18 Bài 4: Ảnh hưởng của ñộc chất thủy ngân (Hg) lên cá nước ngọt 22 Bài 5: Ảnh hưởng của thuốc trừ sâu lên sâu ăn lá 24 PHẦN II: PHẦN TÀI LIỆU ðỌC THÊM

Bài 6: Phương pháp xác ñịnh mức an toàn tối ña cho phép của các chất ñộc hại ñến cơ thể sinh vật 27 Bài 7: Thử nghiệm ñộc học môi trường ñất và bùn ñáy 31 Bài 8: Ảnh hưởng của các chất ô nhiễm lên giun ñất 35 Bài 9: Xác ñịnh ảnh hưởng của các tác nhân ô nhiễm ñến thảm phủ thực vật ñất – phương pháp

ño sự ức chế phát triển của rễ 40 Bài 10: Xác ñịnh mức ñộ ô nhiễm môi trường lao ñộng do tác ñộng ñồng thời của nhiều yếu tố 46

PHẦN I: HỌC TẠI PHỊNG THÍ NGHIỆM

BÀI 1: MỞ ðẦU

1 Giới thiệu

Xã hội ngày càng phát triển, cơng nghiệp hố càng nhanh thì tỉ lệ chất thải độc hại

từ sản xuất cơng nghiệp và những ảnh hưởng bất lợi từ các hoạt động của con người tác động vào mơi trường càng tăng nhanh Ngồi những bệnh lây lan truyền nhiễm (dịch tả, thương hàn…) do vi sinh vật gây ra Những bệnh nguy hiểm như ung thư, AIDS, quái thai, các dị tật bẩm sinh ở trẻ em do các chất độc hại trong mơi trường đã xuất hiện ngày càng nhiều ở khắp nơi trên thế giới

ðộc chất cĩ thể tồn tại ở nhiều hình thức khác nhau như chất vơ cơ hay hữu cơ, thể hợp chất hay đơn chất, dạng lỏng, rắn hay khí Chúng cĩ mặt trong cả ba mơi trường đất, nước và khơng khí Do đĩ, tìm hiểu và xác định các chất độc trong mơi trường sẽ giúp ta cĩ biện pháp khống chế và xử lý nĩ

ðộc chất học là gì? Theo J F Bozelleca định nghĩa " ðộc chất học là ngành học nghiên cứu về lượng và chất cĩ tác động bất lợi của tác chất hố học, vật lý, sinh học lên hệ thống sinh học của vi sinh vật sống" ðộc chất học là ngành khoa học về chất độc Nĩ là một ngành khoa học cơ bản và khoa học ứng dụng

Theo John Doull (1984) " ðộc chất học, cũng giống như y học, là ngành học mang tính khoa học và nghệ thuật - Toxicology, like medicine, is both a science and an art" ðiều này thực sự đúng khi dữ liệu được quan sát trong một nhĩm các động vật đã được lựa chọn trong khoảng thời gian tiếp xúc cho trước và các điều kiện được khống chế (yếu tố khoa học) để suy luận và dự đốn những ảnh hưởng tại thời điểm tiếp xúc thấp hơn, hoặc suy ra những nhĩm lớn hơn những vi sinh vật cùng loại hoặc những lồi khác, ngay cả dựa trên tỉ lệ tương đối lớn hơn (yếu tố nghệ thuật) Mục tiêu của giáo trình thực tập này sẽ giúp cho sinh viên biết được độc tính (kim loại nặng, các muối vơ cơ, hữu cơ, các hợp chất hữu cơ mạch vịng ) trong các mẫu thực vật, đất, nước và ảnh hưởng của nĩ lên sinh vật (cây lúa, cá nước ngọt, giun đất )

2 Mục đích mơn học thí nghiệm độc học mơi trường

Mục đích của mơn học là giúp sinh viên xác định được chất độc tồn tại trong cuộc sống, quá trình tiếp xúc của chất độc và ảnh hưởng của nĩ lên cơ thể sinh vật ðối với

quá trình gây ựộc, môn học nghiên cứu dạng, thời gian, tần suất tiếp xúc và nồng ựộ chất ựộc đối với các ảnh hưởng của chất ựộc lên cơ thể sinh vật, bộ môn nghiên cứu các triệu chứng của cơ thể sinh vật khi tiếp xúc với chất ựộc, từ yếu ựi cho ựến bị tổn thương, ảnh hưởng các cơ quan chức năng, tử vong và suy giảm loài Khoá học cung cấp cho sinh viên kỹ năng nhận diện ra chất ựộc, loại chất ựộc, ựộc tắnh của chúng ựối với môi trường

và một số thử nghiệm ựộc học trong thực tế, nhằm tìm ra các biện pháp nhận diện chất ựộc trong hoạt ựộng công nghiệp và các biện pháp nhằm xử lý và kiểm soát chất ựộc Học phần bao gồm 2 phần: phần thực hành trong phòng thắ nghiệm và các tài liệu tham khảo thêm Trong phòng thắ nghiệm: sinh viên ựược học cách xác ựịnh ựộc chất

NO3- trong rau cải xanh, ảnh hưởng của kim loại nặng lên sự nảy mầm của hạt lúa, ảnh hưởng của thủy ngân lên cá nước ngọt, ảnh hưởng của thuốc trừ sâu lên sâu ăn lá Các bài ựọc thêm giúp sinh viên có thêm kiến thức khi làm việc ngoài thực tế như: chứng minh

sự có mặt của thuốc trừ sâu bằng những dung môi hữu cơ khác nhau, đánh giá mức ựộ nguy hiểm của bãi rác chứa chất thải nguy hại Khảo sát thực tế, sinh viên nắm ựược các thử nghiệm ựộc học trong môi trường nước và bùn ựáy, ảnh hưởng của các chất ô nhiễm lên giun, xác ựịnh ảnh hưởng của các tác nhân ô nhiễm ựến thảm phủ thực vật ựất và xác ựịnh mức ựộ ô nhiễm môi trường lao ựộng

3 đối tượng nghiên cứu của ựộc học môi trường

độc học môi trường nghiên cưú các ựối tượng:

+ Các yếu tố ảnh hưởng của ựộc chất (hoá, vô cơ, hữu cơ từ các quá trình ô nhiễm môi trương), các yếu tố sinh học (ựộc tố, ựộc thực vật, vi sinh vật và kể cả ựộc tố

từ người bệnh tiết ra lên:

- Các cá thể sinh vật

- Quần thể

- Quần xã

- Hệ sinh thái - quần cư xã hội con người

+ Nghiên cứu các ảnh hưởng của ựộc chất lên vi ựịa sinh thái (terrotial microcosms) và trung ựịa sinh thái (mesocosms)

- Những biến ựổi (yếu ựi) của hệ thống sinh học và chức năng sinh thái của hệ thống sinh thái môi trường

- Sự tổn thương của sinh vật mà con người (khi bị bệnh, yếu hoặc chết ựi)

- Thay ñổi về số lượng loài, tuổi, cấu trúc, kích thước hoặc những loài mới xuất hiện trong qúa trình tác ñộng của ñộc chất hay ñộc tố

- Thay ñổi về phân bố di truyền

- Thay ñổi về sự phát hiện thực vật, năng suất sinh phôi

- Thay ñổi về tốc ñộ và mức ñộ hô hấp của các vi sinh vật trong ñất

- ðộc chất và ñộc tố làm thay ñổi các hàm lượng của các vi sinh vật và tương tác giữa các chủng loài trong hệ sinh thái với nhau

- Thông qua dây chuyền thực phẩm, tích lũy và phóng ñại sinh học (bioaccumulation, bioesaggreration) ñộc chất tồn tại và gây hại toàn bộ hệ thống sinh thái môi trường

4 Một số khái niệm về ñộc chất

• Khái niệm TLm (the median Tolerance Limit ) - giới hạn chịu ñựng trung bình = nồng ñộ giết chết 50% số sinh vật Thời gian thí nghiệm thường là 96 hay 48 giờ tiếp xúc Giá trị này còn goị là LC50 ( Lethal Concentration)

• TDI (Tolerable Daily Intake) - lượng ñộc chất có trong thức ăn, nước uống hàng ngày

mà không gây nguy hiểm cho sức khỏe (mg/kg cân nặng)

TDI = NOAEL(LOAEL) / UF, trong ñó:

• NOAEL (No - Observed - Adverse Effect Level): lượng ñộc chất tối ña không gây hại cho sức khoẻ (qua thí nghiệm quan sát)

• LOAEL (Lowest - Observed - Adverse Effect Level): nồng ñộ thấp nhất có hại cho sức khỏe

• MATC: Nồng ñộ gây ñộc cực ñại có thể chấp nhận ñược:

NOAEL < MATC < LOAEL

• UF (Uncertainly Factor, hệ số không chắc chắn) - là tích số các loại hệ số: hệ số chuyển ñổi - kết qủa từ vật thí nghiệm sang người, hệ số dao ñộng trong loài, hệ số tính ñến số lượng thí nghiệm kiểm tra, hệ số phụ thuộc thuộc vào biến cố tác ñộng của ñộc tố

• AF: (Applied Factor – thông số ứng dụng): Ổn ñịnh cho một hoá chất Do ñó, có thể

sử dụng AF của loài này cho loài khác

AF =

50 LC MATC

Ví dụ: AF của một hoá chất ñối với cá từ 0,05 – 0,1 và LC50 của tôm là 1,0 mg/l

Ta có thể tính ñược MATC của hoá chất này ñối với tôm là :

MATC = AF * LC50 = 0,05 – 0,1 * 1,0 = 0,05 – 0,1 mg/l

• GV (Guiline Value): giá trị ñược dùng ñể ñưa ra các mức giới hạn ñộc chất có trong nguồn nước uống cho con người

GV = (TDI * cân nặng)*p/C; trong ñó:

p: hệ số liên quan ñến nước uống

C: lượng nước uống hàng ngày ( 2 l; người lớn, 1 l: trẻ em, 0,75 l trẻ sơ sinh)

• Hàm lượng cho phép (ΣΣΣ(Ci/Li): khi có nhiều chất ñộc có mặt trong môi trường ñồng thời phải ñảm bảo:

(Ca/La) + (Cb/Lb) + … + (Cn/Ln) [ 1, trong ñó:

Ca: nồng ñộ chất ñộc a có trong môi trường

La: ngưỡng gây ñộc của chất ñộc a

• Dose: lượng ñộc chất ñi vào cơ thể sinh vật

• Toxicity: ñộc chất ảnh hưởng có hại ñối với một sinh vật kiểm tra gây ra bởi " chất ô nhiễm" (thường là chất ñộc hoặc hỗn hợp các chất ñộc) ðộc chất có liên quan tới các yếu tố như nồng ñộ chất ñộc, thời gian tiếp xúc, nhiệt ñộ, dạng hoá học và các yếu tố

có sẵn khác

• Exposure Time: thời gian tiếp xúc của sinh vật ñối với dung dịch kiểm tra

• Acute Toxicity: ñộ ñộc cấp tính, khả năng chết trong thời gian ngắn thường ñược xác ñịnh khi xảy ra 4 ngày ñối với cá và ñộc vật không xương sống lớn, thời gian ngắn hơn ñối với sinh vật nhỏ hơn

5 Những yêu cầu cơ bản cho kiểm tra ñộc chất

Những yêu cầu cơ bản cho kiểm tra ñộc tính là:

a Cung cấp ñầy ñủ lượng nước yêu cầu (ñối với thí nghiệm ñộc học nước)

b Hệ thống nước chảy hữu hiệu và có cá thể sống Hệ thống thí nghiệm phải làm bằng vật liệu không hấp phụ và không gây ñộc

c Nơi chứa nước và kế hoạch thử nghiệm phải ñược chuẩn bị tốt, thuần hoá và có những phương tiện trợ giúp trong quá trình kiểm tra ñộc chất

d Chọn những sinh vật khoẻ cho thí nghiệm, ñồng ñều về kích cỡ Có nhiều thông tin và lời khuyên cho kế hoạch làm việc Kiểm tra, phân tích những tính chất lý, hoá của nguồn nước

Thiết bị và phương tiện kỹ thuật dùng ñể cung cấp nước cho thí nghiệm phụ thuộc vào loại thí nghiệm kiểm tra và mục tiêu cần ñạt ñược của thí nghiệm ấy Trong thí nghiệm kiểm tra quan trắc cũng như ñánh giá mức ñộ ảnh hưởng thì sử dụng nước pha loãng từ nguồn nươc thải cần khảo sát Sử dụng nguồn nước cung cấp

tự do từ nguồn ô nhiễm và những thiết bị phù hợp ñể tiến hành theo những bước sau:

- Xác ñịnh hầu hết các sinh vật trong nước và giai ñoạn sống của chúng;

- Ảnh hưởng của những loại ñộc chất khác nhau;

- Ảnh hưởng của chất lượng nước và những dữ liệu môi trường ñộc lập và kết hợp giữa các ñộc chất; và

- Nồng ñộ tối ña cuả chất thải không làm nguy hại ñến ñời sống của các vi sinh vật có trong nguồn nước

6 Tiến hành kiểm tra ñộc tính

Các kiểu kiểm tra ñộc tính, các thức sử dụng:

a Phân loại theo thời gian tiếp xúc (expose time – duration)

Ngắn ngày (short -term: 24, 36, 48, 96 h); dài ngày (long-term: vài tháng hay vài năm, tùy thuộc vào vòng ñời sống của sinh vật); và loại trung gian (intermedia) Cũng có thể coi short-term như kiểm tra ñộc tính cấp (acute toxicology) và long-term như ñọc tính mãn (chronic toxicology)

b Phương pháp thêm dung dịch kiểm tra: tuần hoàn hay gián ñoạn, hay chỉ một lần ñầu Dòng chảy tĩnh hay dòng chảy ñộng Có hay không có hệ thống khuấy ñể tạo oxy hoà tan

c Quan trắc mức ñộ ảnh hưởng của ñộc chất: Mối quan hệ giữa các ñộc chất, khả năng nhiễm ñộc tương ñối, mùi vị, tốc ñộ phát triển của sinh vật thí nghiệm và các yếu tố khác có thể ảnh hưởng trong quá trình khảo sát

7 Các yếu tố ảnh hưởng ñến ñộc tính

a Các yếu tố liên quan ựến quá trình tiếp xúc

Thành phần hoặc các sản phẩm chuyển hoá của các hoá chất gây ra phản ứng tiêu cực hoặc tác ựộng ựộc hại ựến cơ thể sinh vật là do tiếp xúc và phản ứng với một vùng tiếp nhận thắch hợp trên cơ thể ở một nồng ựộ ựủ cao trong một thời gian ựủ dài Nồng ựộ và thời gian này thường tùy thuộc vào hoá chất, bản chất cơ thể và bản chất của tác ựộng ựó Phản ứng giữa chất ựộc và cơ thể ựược thể hiện qua sự tiếp xúc Trong quá trình ựánh giá ựộc tắnh, những yếu tố quan trọng nhất có liên quan ựến sự tiếp xúc là dạng, thời gian, tần suất tiếp xúc và nồng ựộ của hoá chất

Cơ thể sinh vật có thể tiếp xúc với hoá chất có trong nước, ựất, bùn ựáy, thức ăn

và không khắ đối với ựộng vật thủy sinh, những chất hoà tan trong nước thường dễ hấp thụ hơn so với những hoá chất khó hoà tan (bị hấp thụ chặt hoặc bị kết dắnh bởi các hạt lơ lửng, chất hữu cơ, hay thậm chắ ựối với các hệ sinh học Những hoá chất hoà tan có thể xâm nhập vào cơ thể thông qua bề mặt cơ thể, mang hoặc miệng Tần suất của tiếp xúc cũng có thể ảnh hưởng ựến ựộc tắnh Vắ dụ, tiếp xúc cấp tắnh một lần với một nồng ựộ nhất ựịnh của một hoá chất có thể gây ảnh hưởng tiêu cực lên một cơ thể sống Tiếp xúc hai lần hay nhiều hơn mà các lần ựó không ảnh hưởng gì thì các hoá chất có thể tắch tụ sinh học và phóng ựại sinh học tới một lúc nào ựó có thể gây ựộc Các hoá chất chỉ gây nên ảnh hưởng tiêu cực nếu cơ thể sống tiếp xúc với một nồng ựộ ựủ cao

b Các yếu tố liên quan ựến cơ thể sống

Các loài khác nhau có tắnh nhạy cảm khác nhau ựối với hoá chất điều này là do

sự khác nhau về khả năng bị ảnh hưởng của chúng Một số loài có khả năng ngăn chặn chất ô nhiễm một cách hoàn toàn trong một khoảng thời gian ngắn (Vd: sò có thể ngậm miệng lại và sống trong ựiều kiện trao ựổi chất yếm khắ) Cách thức và mức

ựộ trao ựổi chất cũng ảnh hưởng ựến tắnh nhạy cảm Sự khác nhau về tắnh nhạy cảm ựối với hoá chất của các loài cá khác nhau còn do tắnh di truyền gien

c Các yếu tố môi trường bên ngoài

Các yếu tố môi trường bên ngoài có ảnh hưởng ựến ựộc tắnh của một hoá chất bao gồm các yếu tố liên quan ựến khả năng tồn lưu của nó trong môi trường nước như oxi hoà tàn, pH, nhiệt ựộ và chất rắn hoà tan độc tắnh của một hoá chất có thể bị ảnh hưởng do thành phần của nó đôi khi các tạp chất còn ựộc hơn cả các hoá chất thử nghiệm, và do ựó kết quả không mang tắnh lặp lại Tuy nhiên, các thắ nghiệm ựộc tắnh

với chất thử nghiệm cĩ độ tinh khiết cao cĩ khi lại khơng cho phép dự đốn mức độ độc hại liên quan đến quá trình tiếp xúc với hố chất khi nĩ được thải vào mơi trường Các yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến tính độc của hố chất: tính chất hố học

và lý học (độ hồ tan), áp suất hơi, pH Các yếu tố này ảnh hưởng đến sự bền vững, chuyển hố và phân hủy của chất độc trong mơi trường

8 Ảnh hưởng của độc chất đến sinh vật thử nghiệm

Như đã đề cập, ảnh hưởng của một chất độc lên cơ thể sinh vật cĩ thể là cấp tính hay mãn tính Nĩi chung, các ảnh hưởng cấp tính được xác định tương đối chính xác Ảnh hưởng thường hay được sử dụng là ảnh hưởng gây chết Một hố chất được coi

là độc cấp tính nếu bằng cách tác động trực tiếp, nĩ cĩ thể giết chết 50% hoặc hơn số

cá thể đưa vào thử nghiệm (tiếp xúc với thời gian tương đối ngắn, từ 96 giờ đến 14 ngày) ðối với thử nghiệm độc tính mãn hoặc dưới mức lâu dài thì những ảnh hưởng cần theo dõi cĩ thể là gây chết hoặc dưới ngưỡng gây chết Một ảnh hưởng lâu dài dưới ngưỡng gây chết phổ biến nhất là chúng khơng thể sinh con, hoặc sinh ra nhưng con khơng cĩ khả năng sống sĩt Ảnh hưởng lâu dài dưới ngưỡng gây chết phổ biến nhất là những thay đổi về biểu hiện (bơi lội, các quan hệ con mồi – vật ăn thịt), những thay đổi về sinh lý (tăng trưởng, sinh nở và phát triển), các thay đổi sinh hố (mức độ enzym máu và ion) và các thay đổi tế bào

Người ta chia ảnh hưởng của chất độc đối với cơ thể sinh vật trên cơ sở vùng tác động của chất độc:

- Các ảnh hưởng cục bộ: xảy ra ở khu vực đầu tiên của sự tiếp xúc Ví dụ về ảnh hưởng cục bộ cĩ thể thấy qua phản ứng trên da hoặc ở mang (như mất màu, viêm loét) ðể hố chất gây nên những ảnh hưởng tới chức năng nội tạng thì phải cho hố chất tiếp cận mơi trường bên trong cơ thể

- Các ảnh hưởng hệ thống: là những ảnh hưởng địi hỏi sự hấp phụ hố học của hố chất vào trong cơ thể Anh hưởng đến hệ thần kinh và các cơ quan khác

9 Tính tốn, phân tích và trình bày kết quả thí nghiệm độc chất

Kiểm tra sinh học một cách chính xác cĩ thể bị giới hạn bởi một số yếu tố trong cùng điều kiện sống và giữa các lồi khác nhau hay các cá thể trong cùng một lồi cĩ các đặc tính khác nhau Nếu chọn lựa lồi một cách bừa bãi, sẽ khơng cĩ thơng tin chính xác về độc tính của chất độc hay độc tính của hợp chất tới các lồi khác hay những thời kỳ sống cùa tồn thể sinh vật

7.1 Kết quả phân tích ñịnh tính của quá trình kiểm tra ñộc tính

Có 2 kiểu hồi trả thông tin từ cá thể thử nghiệm: ñịnh tính và ñịnh lượng Trong một thí nghiệm kiểm tra ñịnh tính, có hay không sự phản ứng lại với ñộc chất? Ví dụ: chết hoặc không chết Vì thế, ở nồng ñộ lớn hơn khả năng chịu không của sinh vật sẽ ảnh hưởng ñến tỷ lệ % sinh vật kiểm tra Quá trình nghiên cứu sẽ cho thấy phản ứng lại với trạng thái kích thích Trong kiểm tra ñịnh lượng hay kiểm tra tốc ñộ phát triển mỗi cá thể hồi trả lại thông tin ở các cấp ñộ khác nhau, ví dụ: khối lượng tăng trưởng, chiều dài thân hay số cá thể con

7.2 Phân tích kết quả của kiểm tra ñịnh lượng ñộc chất

Trong kiểm tra ñịnh lượng, mỗi cá thể sinh vật cho một giá trị hồi trả là ñáng giá trên một tỉ lệ tăng dần mức ñộ sống của sinh vật một cách liên tục Ví dụ, mỗi sinh vật có thể cho một giá trị phần trăm về ñộ tăng trọng lượng Bởi vì thường có rất nhiều các

cá thể thử nghiệm, do ñó, một chuỗi các giá trị có thể ñược phát sinh trong quá trình kiểm tra nồng ñộ

7.3 Xác ñịnh hệ số tương quan và hệ số xác ñịnh trong mối quan hệ

Khái niệm hệ số tương quan ñược dùng ñể phân tích mối liên hệ giữa hai tính chất hoặc hai biến Mối liên hệ giữa hai biến ñịnh lượng (Quantitative variable) mà chúng tuân theo luật phân phối bình thường (Normal distribution) ñược xác ñịnh theo tương quan tuyến tính ñơn hay tương quan Pearson (Pearson correlation) (Scherrer, 1984) Phương trình biểu diễn hệ số tương quan như sau:

px,y =

y x

Y X Cov

σσ

) , (

Trong ñó: -1 ≤ pxy ≤ 1 , σxσy tượng trưng cho covariance của x và y

r =

[ 2 ( ) 2][ 2 ( ) 2]

) )(

( ) (

Y y

n X X

n

Y X XY n

Σ

− Σ Σ

− Σ

Σ Σ

− Σ

Người ta thường quy ước giá trị tuyệt ñối của hệ số r lớn hơn 0,5 ñược xem là tương quan Có thể nhom các hệ số tương quan của thí nghiệm ñộc học và các kết quả phân tích

lý, hóa, vi sinh, kim loại nặng trong từng matrix môi trường và gán cho chúng các ký hiệu tương quan thuật toán như sau:

Bảng 1 : Nhóm các hệ số tương quan kết quả thí nghiệm ñộc học và các thông số ô

nhiễm

Giá trị tuyệt ñối của

các hệ số tương quan Tương quan thuật toán Diễn giải tương quan

0.80 –1.00 + + + Tương quan tốt

0.65 – 0.79 + + Tương quan

0.50 – 0.64 + Tương quan ít

0.40 – 0.49 - Không tương quan cấp1

0.30 – 0.39 - - Không tương quan cấp 2

0.00 – 0.29 - - - Không tương quan cấp 3

Một công việc quan trọng của bất kỳ thủ tục thống kê xây dựng mô hình từ các dữ kiện nào cũng ñều chứng minh sự phù hợp của mô hình Công việc này chủ yếu là phải phát hiện ra các vi phạm giả thiết cần thiết trong các ñiều kiện phân tích Một thước ño sự phù hợp của mô hình tuyến tính thường dùng là R2, gọi là hệ số xác ñịnh (coefficient of determination) R2 là thước ño về cỡ hiệu quả ñã ñược chuẩn hoá cho

ra một thông tin khác về “mức ñộ chặt chẽ” của mối quan hệ Nó cho biết sự khác biệt

về tỷ lệ tử vong có thể ñược giải thích như thế nào bằng phương trình hồi qui Hệ số này là bình phương của hệ số tương quan giữa nồng ñộ chất ñộc thí nghiệm và tỷ lệ tử vong

7.4 Hiệu quả gây hại thực sự

Công thức Schneider-Orelli ñược sử dụng ñể tính hiệu quả gây hại

H% = [(b-k)*(100 –k)]/100 Trong ñó:

- H%: hiệu quả gây hại

- b: % sinh vật tử vong ở nghiệm thức thí nghiệm

- k: % sinh vật tử vong ở nghiệm thức ñối chứng

Ví dụ: sau 96 giờ thí nghiệm, tỷ lệ tử vong ở nghiệm thức ñối chứng là 10 %, nghiệm thức A khảo sát là 90 % Như vậy hiệu quả gây hại thực sự ở nghiệm thức A là:

H% = [(90-10)/(100-10)}/100 = 72 % 7.5 Trình bày kết quả

Trình bày kết quả giá trị LC 50 với một thời gian xác ñịnh và với mức ñộ tin cậy 95

% Biểu diễn ñường cong ñộc tính hoặc danh sách các giá trị LC 50 cho các khoảng thời gian tiếp xúc khác nhau bằng ñồ thị

Cung cấp các vấn ñề mô tả của:

- Kiểm tra sinh vật: chủng loài, số lượng, nguồn, trọng lượng, ñiều kiện, sự thích nghi với ñiều kiện mới ñối với ñiều kiện thí nghiệm Xử lý những cá thể bệnh

và loài ký sinh trước khi sử dụng và quan sát hành vi của chúng trong quá trình thí nghiệm

- Vật liệu sử dụng cho kiểm tra: nguồn gốc của chúng, tính chất vật lý và hoá học của chúng, khả năng lưu trữ

- Nước dùng pha loãng: nguồn cung ứng, tính chất vật lý và hoá học, khả năng biến ñổi trong suốt quá trình kiểm tra ñộc tính Tiền xử lý chất phụ gia, những chất bất thường, hoặc các chất nhiễm bẩn không biết

- Dung dịch kiểm tra: tính chất vật lý và hoá học, ñặc biệt là nồng ñộ của các cấu

tử ñộc chất ở trong nó nếu có thể nên xác ñịnh Nhiệt ñộ của thí nghiệm

- Phương pháp kiểm tra: miêu tả ngắn gọn nếu là phương pháp tiêu chuẩn, hoặc miêu tả chi tiết nếu là phương pháp khác, cộng thêm những thiết kế trong quá trình thử nghiệm

- ðiều kiện thí nghiệm: bao gồm loại bình chưá với thể tích, ñộ sâu của dung dịch, số lượng cá thể và tải lượng dòng chảy, hệ thống cung cấp chất ñộc, vận tốc dòng, dòng tĩnh hay dòng liên tục

BÀI 2: XÁC ðỊNH HÀM LƯỢNG ðỘC CHẤT NITROGEN –

TOÁN LIỀU LƯỢNG GÂY ðỘC LÊN CƠ THỂ CON NGƯỜI

1 Mục ñích

Khoảng 85% nhu cầu nitrate của cơ thể hằng ngày là từ các loại rau củ Nguồn thứ hai là nitrite ñược sử dụng ñể bảo quản thịt chống lại sự xâm nhiễm của vi khuẩn gây chết người - Clostridium botulium Nguồn thứ ba là từ nguồn nước bị ô nhiễm, ñến từ các nguồn như phân bón, chất thải ñộng vật, các bồn chứa nhiễm khuẩn, hệ thống xử lý tưới tiêu thành phố và chất lắng ñọng từ xác bã thực vật Nitrat và các sản phẩm khử của

nó làm thay ñổi tính miễn dịch của cơ thể, ñộc cho phôi thai Nitrate chỉ gây ñộc khi ở mức ñộ cao hơn nhiều so với nồng ñộ của nó có trong thực phẩm Mối nguy hiểm của nitrate trong nước và trong thức ăn là ở chỗ nó chuyển hóa thành các nitrite trước hoặc sau khi ăn vào Trẻ em ñặc biệt dưới 4 tháng tuổi ñược xếp loại nhạy cảm (dễ mắc) với chứng tăng MetHb máu MetHb do ngộ ñộc nitrate trong thực phẩm ñược xác nhận là bắt nguồn từ các loại rau quả có chứa nitrate nồng ñộ cao, ñặc biệt là cải bó xôi trắng, cải bó xôi; còn trong vòng bàn cãi là nước vắt cà rốt, củ dền Nồng ñộ nitrate trong rau

củ dường như có liên quan với việc sử dụng phân bón, tưới tiêu Vì vậy, xác ñịnh hàm lượng của Nitrate trong các nhóm rau cải rất có ý nghĩa về mặt môi trường và sức khỏe Bài thí nghiệm giúp sinh viên xác ñịnh lượng nitrate có trong rau cải xanh, tính toán liều lượng gây ñộc của nó trong nhu cầu thực phẩm của trẻ nhỏ/người lớn, từ ñó xác ñịnh ñược cách phòng tránh

Phương trình phản ứng:

C6H3(HSO3)OH + 3 HNO3 = C6H2(OH)(NO2)3 + 2 H2SO4 + 2 H2O

C6H2(OH)(NO2)3 + NH3 (NaOH) = C6H2(NO2)2ONH4 (Na) (nitrophenol, màu vàng)

OH OSO

H OSO

3

H

2 2

OH NO

O N

NO

2

2 2

O N

NO

NH

ONH NO

O N

NO

2

2 2

4 3

nitrophenol amonium (vàng) Phương pháp này có ñộ chính xác khá cao (xác ñịnh ñược 10-3 mg /l dung dịch)

3 Dụng cụ - Hoá chất

3.1 Hoá chất

a Dung dịch acid disunphophenic: cân 30 g phenol tinh khiết cho vào bình cầu

500 ml, thêm vào 200 ml dung dịch H2SO4 ( d=1,84), lắc ñều, ñun cách thủy (hoặc bếp có ñiều nhiệt trong 6 giờ Sau ñó ñể nguội và dùng ñể phân tích

b NaOH 10 %; H2O2 30 %; Ag2SO4 dạng bột; Ca(OH)2 dạng bột; MgCO3 dạng bột

c Dung dịch NO3- chuẩn: cân 0,1370 g NaNO3 hoà tan trong 1 lít nước cất, dung dịch này chứa 0,1 mg NO3- /1 ml = 100 mg/L

d K2SO4 10%: cân 17,4 g K2SO4 hòa tan trong 1 lít nước cất

3.2 Dụng cụ

- 5 erlen 125 ml; 1 bình ñịnh mức 100 ml; 1 becher 250 ml

- 1 phễu thủy tinh; 2 becher 100 ml

- ðũa thủy tinh

4 Các yếu tố ảnh hưởng

Xác ñịnh NO3- có thể bị ảnh hưởng do chất hữu cơ mang màu hay sự có mặt của Cl- và NH4+ Phá hủy chất hữu cơ bằng cách bay hơi dung dịch phân tích tới còn khoảng 5 ml Thêm vào 1 ml H2O2 30% và thêm từng giọt H2O2 ñể phá hủy hoàn toàn chất hữu cơ Lượng Cl- có nhiều trong mẫu cũng ảnh hưởng ñược loại bằng

cách cho tủa với Ag2SO4 ( 0,1 g Ag2SO4/100 ml dung dịch, lắc 25 phút, loại trừ Ag+thừa bằng hỗn hợp 0,2 g Ca(OH)2 và 0,5 g MgCO3, lắc trong 5 phút, lọc qua giấy lọc Loại trừ ảnh hưởng của NH4+ bằng cách cho 2-3 giọt K2SO4 vào dung dịch trước khi cho bay hơi

5 Xác ñịnh NO3- bằng phương pháp so màu

5.1 Xử lý mẫu

Mẫu rau tươi ñem về rửa sạch, cân xác ñịnh trọng lượng tươi Sau ñó, sấy khô ở nhiệt ñộ

100 - 1050C cho ñến khi ñạt ñược trọng lượng không ñổi Sau ñó hút ẩm trong bình hút

ẩm trong thời gian 1h Cân khối lượng mẫu, xác ñịnh ñộ ẩm của mẫu

Lấy 0,5 – 3,0 g rau khô cho vào bình tam giác, thêm 25 ml K2SO4 0,05% Sau ñó ñun nhẹ mẫu trên bếp từ ở nhiệt ñộ 40 – 450C khoảng 30 phút, sau ñó lắc nhẹ khoảng 30 phút, ñể nguội, lọc dung dịch qua giấy lọc Cho vào bình ñịnh mức 50 ml Châm nước cất hoặc dung dịch K2SO4 0,05% hoặc nước cất ñến vạch 50 ml

Lấy 5 ml dung dịch trích ở trên cho vào bình tam giác, loại bỏ chất hữu cơ bằng cách cho

H2O2 30%, loại bỏ Chloride bằng cách cho Ag2SO4 và loại NH4 bằng cách cho K2SO4 10% Chú ý quá trình cô cạn chỉ ñược gần khô chứ không ñược cháy vì phản ứng tạo thành Trinitrophenol chỉ xảy ra với muối nitrate ở thể rắn Khi mẫu ñã cô cạn và thật nguội thì cho vào bình 1 ml acid disunphophenic và lắc cho tan ñều mẫu vào acid Mười phút sau, cho thêm 25 ml nước cất vào trong bình, lắc ñều Trung hòa acid dư bằng NaOH 10% ñến pH trung tính (thử bằng giấy pH) cho ñến khi dung dịch chuyển sang màu vàng thì dừng

Chuyển dung dịch màu vàng sang bình ñịnh mức 100 mL, ñịnh mức tới vạch , lắc và tiến hành so màu ở bước sóng 436 nm trên máy Spectrophotometer Nồng ñộ NO3- (ppm) ñược tính toán dựa trên trọng lượng mẫu trích (g), tổng thể tích trích từ mẫu, thể tích cô cạn, thể tích hiện màu

Làm mẫu trắng với nước cất Ở mẫu trắng không có sự chuyển màu, sử dụng giấy pH

ñể theo dõi

5.2 Dựng ñường chuẩn

Tiến hành như phân tích mẫu (bỏ qua phần các yếu tố ảnh hưởng)

Lấy 6 erlen 125 ml cho vào 0; 5; 10; 15; 20; 25 dung dịch chuẩn chứa NO3- Tiến hành

ño ở bước sóng 436 nm

LẬP ðƯỜNG CHUẨN CỦA NO3

VNO- 3 (ml) 0 5 10 15 20 25 ðun cách thủy ñến cạn

Axít

disunphophenic

Vnước cất ml 25 25 25 25 25 25 NaOH 10% Cho từng giọt tới khi có màu vàng

Vnước cất Thêm nước cất ñể ñược 100 ml (sử dụng bình ñịnh mức)

5.3 Tính toán kết qủa

Từ phương trình hồi qui của ñường chuẩn suy ra hàm lượng NO3- có trong mẫu (mg/kg) Tính toán lượng rau cơ thể hấp thu mỗi ngày(kg).Từ ñó xác ñịnh lượng chất ñộc hấp thu vào cơ thể mỗi ngày (mg) Xác ñịnh lượng rau tối ña cơ thể có thể hấp thu mỗi ngày (kg)

mà không gây ñộc lên cơ thể sinh vật

6 Câu hỏi

a Mẫu rau ñem phân tích có ñạt tiêu chuẩn ăn uống không (So sánh với tiêu chuẩn rau sạch Việt Nam và tiêu chuẩn của FAO)

b ðể mẫu rau ñó có thể sử dụng ñược ta phải làm gì

c Theo Anh (Chị) ñộc tính của NO3- bị ảnh hưởng bởi các yếu tố nào dưới ñây (giải thích):

BÀI 3: ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ ION KIM LOẠI NẶNG ðẾN

QUÁ TRÌNH NẢY MẦM CỦA HẠT LÚA

1 Mục ñích thí nghiệm

Trải qua nhiều thập niên người ta biết rằng những nguyên tố có số lượng ở dạng vết

có ảnh hưỡng hai mặt tích cực hoặc tiêu cực ñến hệ sinh thái Tuy nhiên, gần ñây nhất người ta ñã nhận ra lợi ích lớn hơn về vai trò ñặc biệt của các nguyên tố này Nhìn chung, thuật ngữ nguyên tố vết ñược sử dụng một cách chưa thống nhất trong vài tài liệu ấn hành, ñể mô tả các kim loại có nồng ñộ thấp trong hệ sinh thái tự nhiên Mối lo ngại chung ngày càng tăng về chất lượng môi trường giảm sút, ñã ñòi hỏi có những nghiên cứu và nhận ñịnh rõ hơn về kim loại nặng và ảnh hưởng của nó Do ñó trong thực tiễn những thuật ngữ khác như ‘’kim loại vết”, “chất vô cơ vết”, “kim loại nặng”, “nguyên tố

vi lượng” và “vi dinh dưỡng” ñược xem là ñồng nghĩa với thuật ngữ những nguyên tố vết

Cadimium (Cd): Cd nằm giữa Zn và Hg trong nhóm phụ IIB (ở Bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học), bao gồm Zn, Cd, Hg Cd và các hợp chất của Cd ñều có tính ñộc mãn tính ñối với ñộng vật: tổn thương thận; giảm số lượng hồng cầu trong máu, suy yếu tủy xương; làm rối loạn quá trình trao ñổi chất của canxi, gây ra chứng loãng xương, gẫy xương, biến dạng xương, giảm chiều cao cơ thể (nguyên nhân của bệnh Itai-Itai tại Nhật,1947)

Copper (Cu): ðồng ñược phát hiện sớm trong tự nhiên có hàm lượng 70ppm trong lớp

vỏ trái ñất, hiện diện trong nước biển với tỉ lệ 0.001-0.02ppm Dù rằng Cu là một kim loại rất cần thiết cho một số enzym, nhưng sự dung nạp Cu quá nhiều sẽ tác ñộng ñến màng nhầy và quá trình lột xác của tôm ( kể cả loài cua) Ngày nay các nhà khoa học cho biết, ñộc tính của Cu càng tăng khi sự hấp thụ Mo, Zn, SO42- của cơ thể sinh vật càng thấp

Lead (Pb): về tính chất hoá học, Chì có những ñặc tính giống các kim loại kiềm thổ hoá trị 2, hơn là các kim loại nhóm IV A của nó Quá trình trao ñổi chất của Pb và Ca ñều giống nhau, cùng ñều tích tụ tại xương của ñộng vật và di chuyển từ xương ñến các cơ quan khác Pb có thể tích lũy lâu dài trong cơ thể, nên khó thể phát hiện quá trình trao ñổi chất bị rối loạn Trong ñiều kiện bình thường của cơ thể thì hơn 90% lượng Pb tích tụ tại xương Mặc dù Pb không phải là một nguyên tố thiết yếu nhưng nó hiện diện ở tất cả các

mô và các cơ quan bên trong cơ thể ñộng vật

Pb2+ có ái lực ñiện tử mạnh ñối với nhóm –SH và nhóm PO43-, nên nó ức chế một số loại enzym trong quá trình sinh tổng hợp heme, cản trở sự tổng hợp của hemoglobin Cũng như là ảnh hưởng ñến màng bán thấm của thận, ñến gan và các tế bào não ñộng vật, ñiều này dẫn ñến sự suy giảm các chức năng hoặc làm tê liệt hoàn toàn các mô này Một nhận xét khác về cơ chế tác ñộng ñến các loài ñộng vật, Pb2+ là một chất ñộc tích luỹ, làm giảm khả năng tổng hợp Glucose và chuyển hoá pyruvate, làm tăng bài tiết glucose trong nước tiểu

Mục ñích của bài thí nghiệm này là khảo sát ảnh hưởng của một số ion kim loại(Cu,

Cd, Pb) ñến quá trình nẩy mầm của hạt lúa theo thời gian 1 ngày, 3 ngày, 5 ngày sau gieo

2.4 1 Pha chế dung dịch gây nhiễm

Cách gây nhiễm Cd2+ trong nước

o Pha dung dịch mẹ (dung dịch A) có nồng ñộ 1000 ppm (PTN pha sẵn)

o Từ dung dịch A pha ra dung dịch con B có nồng ñộ 10 ppm (pha loãng 100 lần)

o Pha các dung dịch có nồng ñộ như sau từ dung dịch B: 0.01; 0.05; 0.1; ; 0,5; 1; 3 ppm

Với Pb2+ pha tương tự nhưng dãy nồng ñộ khảo sát là: 0.1; 0.5; 1.0; 5.0; 10.0; 20 ppm Với Cu2+: pha các nồng ñộ khảo sát: 0.5; 1.0; 5.0; 10.0; 20; 30 ppm

2.4.3 Các thông số khảo sát

o Thời gian: theo dõi các hạt giống tại các thời ñiểm: 1 ngày; 3 ngày; 5 ngày

o Số lượng các hạt bắt ñầu nẩy mầm (các hạt nứt vỏ)

o Chiều cao mầm

o Chiều dài rễ cây

o Biểu hiện của rễ và của mầm (màu sắc: xanh, trắng, vàng, ñen,…)

Lưu ý: Khi ño phải sử dụng găng tay ñể làm việc

2.4.4 Bố trí thí nghiệm

Mỗi nhóm lớn 30 sinh viên có 03 nhóm nhỏ (10 sinh viên/nhóm) Mỗi nhóm nhỏ

sẽ thực hiện thí nghiệm ñối với 1 kim loại nặng trong 03 KLN ñã cho (Cd, Pb, Cu) Sau khi làm thí nghiệm xong, các nhóm sẽ trao ñổi kết quả cho nhau và ñánh giá mức ñộ ảnh hưởng của các kim loại nặng khảo sát

Nhận xét: Các thí nghiệm có nồng ñộ giống nhau không ñể cùng một cột

Trên cùng một hàng có ñầy ñủ các nồng ñộ khảo sát

Dài mầm (mm)

Ghi chú/

ñặc ñiểm

Dài

rễ (mm)

Dài mầm (mm)

Ghi chú/

ðặc ñiểm

Dài

rễ (mm)

Dài mầm (mm)

Ghi chú/

ñặc ñiểm

Nhận xét chung

- Xử lý thống kê các số liệu thu ñược

- Nhận xét ảnh hưởng của KLN ñến khả năng nẩy mầm, màu sắc mầm, ñộ tin cậy của kết quả

BÀI 4: ẢNH HƯỞNG CỦA ðỘC CHẤT THỦY NGÂN LÊN CÁ

NƯỚC NGỌT

1 Mục ñích thí nghiệm

Hg là một nguyên tố không cần thiết cho cơ thể ñộng vật, dù ở dạng ñơn chất hay hợp chất vô cơ hay hữu cơ ñều ñộc ñối với tất cả các tế bào Hg ở dạng ion rất ñộc và là một chất ñộc tế bào, tác dụng của nó rất phức tạp, gây thoái hoá

tổ chức tế bào, biến ñổi cấu hình riêng của các protein bằng cách tác dụng với các nhóm thiol(-SH) tạo nên cầu nối giữa hai nhóm –SH, làm thay ñổi hệ thống enzym

và coenzym cơ bản, cũng như thay ñổi quá trình oxy hoá khử của tế bào

Dù ở nồng ñộ rất thấp, nhưng Hg và các hợp chất của Hg ñều gây ñộc, một minh chứng về tổn thương thần kinh xảy ra ở hai quốc gia Nhật Bản ( sự kiện vịnh Minamanta, 1953) và Irắc (người nông dân ñổ bỏ hạt lúa mì có xử lý bằng chất chống nấm chứa Hg, ra rạch, 1972), do metyl thuỷ ngân gây ñộc, tổn thương chủ yếu xảy ra ở tiểu não, ñường dẫn chuyền cảm giác, cùng với những tác ñộng lên

vỏ não

Mục ñích của thí nghiệm này là khảo sát ảnh hưởng của thủy ngân vô cơ ñến quá trình sinh trưởng của cá nước ngọt theo thời gian Trong bài thí nghiệm này, thời gian ñược lựa chọn là: 24, 48 và 96 giờ

2.4 Các bước tiến hành

Pha chế dung dịch gây nhiễm

o Pha các dung dịch có nồng ñộ như sau: 0,01; 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1; 2;

5 ppm

o Cho 10 cá vàng vào 1 chậu

o Dùng becker ñổ dung dịch gây nhiễm chứa các nồng ñộ khác nhau vào trong chậu (2-3 lít/chậu)

Các thông số khảo sát

o Thời gian: theo dõi tại các thời ñiểm: 1 ngày; 2 ngày, 4 ngày

o Số lượng cá chết

Lưu ý: Khi ño phải sử dụng găng tay ñể làm việc Cá ñược cung cấp dinh dưỡng

và oxy mỗi ngày

2.5 Bố trí thí nghiệm

Mỗi nhóm lớn 30 sinh viên có 03 nhóm nhỏ (10 sinh viên/nhóm) Mỗi nhóm nhỏ

sẽ thực hiện thí nghiệm ñối với 1 mô hình bao gồm 3 nồng ñộ khảo sát trong 4 ngày và 1 mẫu ñối chứng (nước sạch) Sau ñó, các nhóm sử dụng chung số liệu ñể viết báo cáo

3 Báo cáo thí nghiệm

- Quan sát phản ứng của cá sau thời gian 1 ngày, 2 ngày, 4 ngày trong môi trường nước nhiễm thủy ngân Tìm ñược các giá trị LC50, EC 50 Nhận xét và rút ra kết luận

- Vẽ các ñồ thị sau:

+ ðồ thị liên hệ giữa thời gian khảo sát và số cá chết

+ Nhận xét và ñánh giá thông qua bài thí nghiệm về ñộc tính của thủy ngân vô cơ

BÀI 5: ẢNH HƯỞNG CỦA THUỐC TRỪ SÂU

LÊN CÁC LOẠI SÂU ĂN LÁ

1 Mục ñích thí nghiệm

Thuốc trừ sâu ñược tìm thấy trong môi trường ở tất cả các khu vực của thế giới, cả

ở những nơi sử dụng và nơi mà chúng chưa bao giờ ñược sử dụng, thí dụ ở Bắc Cực Tùy thuộc vào lọai thuốc và ñiều kiện môi trường như oxy, ánh sáng mặt trời, gió, nhiệt ñộ,

ñộ ẩm, họat tính của ñất, lọai ñất,v.v Thuốc trừ sâu ñược phát tán ñi rất xa nơi nó ñược

sử dụng bởi gió, hơi nước, nước mưa, nước ngầm, suối và sông, và trong các mô cơ thể người và ñộng vật Sự phơi nhiễm của cơ thể con người ñối với thuốc trừ sâu trong môi trường có thể diễn ra qua 3 con ñường: hô hấp, ăn uống và tiếp xúc trực tiếp Khi thuốc trừ sâu ñược tìm thấy trong nguồn nước cấp, thông thường chúng không hiện diện ở nồng

ñộ ñủ cao ñể gây ra các ảnh hưởng cấp tính ñến sức khỏe như phỏng do hóa chất, buồn nôn, hay co giật Phần lớn, Thuốc trừ sâu chủ yếu hiện diện ở nồng ñộ vết (tức là ở nồng

ñộ rất nhỏ), và mối quan tâm chủ yếu là khả năng gây các ảnh hưởng mãn tính ñến sức khỏe như suy giảm chức năng của các cơ quan trong cơ thể (như gan, thận), rối lọan hệ thần kinh, khiếm khuyết về sinh sản, và/hoặc gây ung thư

Thuốc trừ sâu có khả năng là một nguyên nhân làm gia tăng tỉ lệ một số bệnh ung thư ở nông dân Nông dân là ñối tượng có rủi ro cao hơn so với các thành phần khác trong cộng ñồng ñối với một số bệnh ung thư: ung thư gan, ung thư lá lách, bướu ác tính

ở da, ña u tủy, bệnh bạch cầu, và ung thư môi, dạ dày, tiền liệt tuyến và não Phơi nhiễm với thuốc 2,4-D; 2,4,5-T; mecoprop, acilfluorfen và các lọai Thuốc trừ sâu khác ñã từng ñược liên hệ với bệnh ung thư gan, lá lách không phải bệnh ung thư dạng Hodgkin Phơi nhiễm với các lọai thuốc diệt côn trùng cho thấy có mối liên hệ với các bệnh ung thư máu, u tủy và ung thư não

Do trong ñiều kiện thời gian và không gian, khóa học không thể giúp học viên hiểu về quá trình tiếp xúc và ảnh hưởng của thuốc trừ sâu lên cơ thể con người Do vậy thí nghiệm này sẽ giúp sinh viên xác ñịnh ñược ảnh hưởng của thuốc trừ sâu lên các loại sâu ăn lá Mục ñích của thí nghiệm là xác ñịnh số phần trăm tử vong của sâu ăn lá ñã trưởng thành khi tiếp xúc với thuốc trừ sâu Chất thử ñược ñưa vào một lần và qúa trình thử ñược hoàn thành không cần phải bổ sung chất thử

Những kết qủa thu ñược từ những phép thử ñược so sánh với mẫu chuẩn và ñược dùng ñể ñánh giá nồng ñộ gây nên số tử vong 50% sâu ăn lá (LC50, 14 ngày)

Mỗi chậu thủy tinh dùng một lượng chầt nền là 500g (khối lượng khô)

Chất nền ñược gọi là “ñất nhân tạo” ñược lựa chọn là mùn cưa khô

Chất nền sẽ ñược làm ẩm bằng nước ñã ñược loại ion hoặc bằng nước cất ñể ñạt ñược 40% - 60% khả năng giữ nước toàn phần của ñất, xác ñịnh theo ISO11274

2.3 Thiết bị

Thiết bị thông thường của phòng thí nghiệm và:

 Chậu thủy tinh, mỗi chậu cho mỗi thử nghiệm, dung tích khoảng 1 lít ñến 2 lít, ñậy không kín ñể ñảm bảo sự trao ñổi giữa môi trường thử và không khí

2.4 Tiến trình thí nghiệm

2.4.1 Chuẩn bị chất gây nhiễm

Sử dụng thuốc trừ sâu DRAGON 585EC với thành phần chính là Chlorpyritos 53%

Hướng dẫn cách sử dụng: Pha 15 ml cho 8 lít nước

2.4.2 Chuẩn bị sinh vật khảo sát

 Xác ñịnh hàm lượng nước và pH của ñất nhân tạo ở ñầu và cuối phép thử

 Lấy 10 con sâu ñã ñược chuẩn bị thấm khô chúng bằng giấy hút nước, cho chúng vào chậu chứa mẫu thử