Khảo sát ô nhiễm chất kháng sinh tại các trang trại nuôi tôm thâm canh huyện cần giờ, tp hcm và huyện tân trụ, tỉnh long an từ đó đề xuất giải pháp giám sát và giảm thiểu

- Nghiên cứu sự biến động và so sánh hàm lượng chất kháng sinh trong môi trường nước và trầm tích trong một chu kì nuôi tại mô hình nuôi tôm thâm canh.. Đề tài nghiên cứu ô nhiễm chất kh

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM

LÊ NGUYỄN THIÊN KIM

KHẢO SÁT Ô NHIỄM CHẤT KHÁNG SINH

TẠI CÁC TRANG TRẠI NUÔI TÔM THÂM CANH HUYỆN CẦN GIỜ, TP.HCM VÀ HUYỆN TÂN TRỤ TỈNH LONG AN TỪ ĐÓ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP PHÁP

GIÁM SÁT VÀ GIẢM THIỂU

Chuyên ngành: QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN & MÔI TRƯỜNG

Mã số: 60 85 01 01

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP HỒ CHÍ MINH, tháng 07 năm 2016

Công trình được hoàn thành tại: Trường Đại học Bách Khoa - ĐHQG - Tp HCM

Cán bộ hướng dẫn khoa học: TS Đinh Quốc Túc

Cán bộ chấm nhận xét 1: PGS.TS Phạm Hồng Nhật

Cán bộ chấm nhận xét 2: TS Đào Thanh Sơn

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp.HCM ngày tháng 08 năm 2016 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: 1 PGS.TS Phùng Chí Sỹ

2 PGS.TS Phạm Hồng Nhật

3 TS Đào Thanh Sơn

4 TS Đặng Vũ Bích Hạnh

5 TS Hà Dương Xuân Bảo

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có)

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ tên học viên: Lê Nguyễn Thiên Kim MSHV: 7140487

Ngày, tháng, năm sinh: 19/12/1991 Nơi sinh: Bến Tre

Chuyên ngành: Quản lý Tài nguyên & Môi trường Mã số : 60.85.01.01

I TÊN ĐỀ TÀI: Khảo sát ô nhiễm chất kháng sinh tại các trang trại nuôi tôm thâm canh huyện Cần Giờ, Tp.HCM và huyện Tân Trụ, tỉnh Long An từ đó đề xuất giải pháp giám sát và giảm thiểu

II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

- Nghiên cứu sự biến động và so sánh hàm lượng chất kháng sinh trong môi trường nước và trầm tích trong một chu kì nuôi tại mô hình nuôi tôm thâm canh

- Đề xuất giải pháp giám sát và giảm thiểu ô nhiễm chất kháng sinh từ các trang trại nuôi tôm thâm canh

III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 06/07/2015

IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 15/07/2016

V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Ghi rõ học hàm, học vị, họ, tên): TS Đinh Quốc Túc

Tp HCM, ngày 15 tháng 07 năm 2016

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

Đinh Quốc Túc

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO

Lê Văn Khoa

TRƯỞNG KHOA KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN

Nguyễn Phước Dân

LỜI CẢM ƠN

Trong thời gian thực hiện Luận Văn Tốt Nghiệp, em đã nhận được rất nhiều sự giúp

đỡ Em xin chân thành cám ơn thầy Đinh Quốc Túc đã luôn giúp đỡ tận tình, chỉ bảo định hướng nghiên cứu trong giai đoạn làm luận văn của em

Cảm ơn gia đình đã luôn bên cạnh hỗ trợ động viên con trong những khó khăn và quan trọng của giai đoạn làm luận văn tốt nghiệp

Cảm ơn bạn Lê Thị Loan Vy, học viên cao học; em Nguyễn Trường An sinh viên đại học Bách Khoa Tp.HCM và bạn Clément Levasseur; học viên cao học của EPFL (École Polytechnique Fédérale de Lausanne) đã cùng tham gia trong các đợt lấy mẫu

và quá trình phân tích trong phòng thí nghiệm cũng như cùng có nhiều thời gian san sẻ những khó khăn vui buồn trong những ngày làm luận văn

Cuối cùng, xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu nhà trường, cùng toàn thể quý thầy,

cô trong khoa Môi Trường thuộc trường Đại Học Bách Khoa Thành phố Hồ Chí Minh

đã dạy dỗ và truyền đạt cho em nhiều bài học bổ ích và quí báu trong suốt quá trình học tập

Xin chân thành cảm ơn!

Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2016

Lê Nguyễn Thiên Kim

TÓM TẮT LUẬN VĂN

Việt Nam là một trong các quốc gia xuất khẩu tôm hàng đầu của thế giới vì có nhiều điều kiện thuận lợi để phát triển ngành này Trong vòng một thập niên trở lại, nghề nuôi tôm phát triển nhanh chóng kéo theo việc ô nhiễm nguồn nước do chúng mang lại

Đề tài nghiên cứu ô nhiễm chất kháng sinh trong các trang trại nuôi tôm thâm canh ở Long An và TP.HCM trong một chu kì nuôi để theo dõi diễn biến các chất này trong môi trường nước và trầm tích bằng hai phương pháp lấy mẫu thụ động và lấy mẫu tức thời Đề tài thực hiện năm đợt lấy mẫu, mỗi đợt kéo dài hai tuần đã được tiến hành trong hai trang trại nuôi tôm khác nhau để định lượng nồng độ của mười loại kháng sinh Các mẫu đã được phân tích bằng cách sử dụng sắc ký lỏng kết hợp với đầu dò khối phổ kép (LC-MS/MS) Việc giám sát các trang trại này cho thấy đã có hiện tượng

sử dụng sulfamethoxazole, trimethoprim trong trang trại đầu tiên, với nồng độ dưới 1 μg/L Tương tự, trang trại thứ hai có sử dụng ciprofloxacine, sulfamethoxazole và trimethoprim đặc biệt là ciprofloxacine được phát hiện với nồng độ khá cao, có thời điểm lên đến hơn 3 μg/L Bên cạnh đó, sự xuất hiện của một số thuốc kháng sinh với nồng độ cao trong các kênh dẫn của các trang trại nuôi tôm có thể dẫn đến sự phát triển của chủng vi sinh vật kháng kháng sinh

ABSTRACT

Shrimp farming is one of Viet Nam's leading export - related activities due to the favorable natural conditions there The development of shrimp aquaculture in Vietnam has been impressive during the last decade, so these contaminants are inevitably detected in aquatic systems Research topic about antibiotics in intensive shrimp farms

in Long An and HCM city in a breeding cycle for monitoring the evolution of these substances in water and sediment sampling by two methods: passive and instantaneous sampling Five sampling campaigns in a period of two weeks each have been

conducted in two different shrimp farms Samples have been analyzed using liquid chromatography combine with mass spectrometry (LC-MS/MS) The monitoring

of these farms shows the use of sulfamethoxazole and the probable use of trimethoprim

in the first farm, at concentrations below 1 μg/L Similarly, the second one used sulfamethoxazole ciprofloxacine and trimethoprim, ciprofloxacine particularly was detected with relatively high concentrations (sometimes be reached to 3 μg /L ) Moreover, the concentration of some antibiotics in the canals could lead to the development of antibiotic resistant strains of bacteria

LỜI CAM ĐOAN CỦA TÁC GIẢ LUẬN VĂN

Tôi xin cam đoan luận văn sau đây là công trình của bản thân Các số liệu có nguồn gốc rõ ràng và tuân thủ đúng nguyên tắc Kết quả trình bày trong luận văn được thu thập được trong quá trình nghiên cứu là trung thực

Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2016

Tác giả luận văn

Lê Nguyễn Thiên Kim

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1

2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 2

3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 2

4 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 2

5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3

5.1 Phương pháp luận 3

5.2 Phương pháp nghiên cứu 5

6 Ý NGHĨA NGHIÊN CỨU 6

6.1 Ý nghĩa khoa học 6

6.2 Ý nghĩa thực tiễn 6

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 7

1.1 TỔNG QUAN VỀ CHẤT KHÁNG SINH 8

1.1.1 Định nghĩa 8

1.1.2 Đặc tính lý hóa 8

1.1.3 Sự chuyển hóa trong môi trường 10

1.1.4 Khả năng tích lũy trong môi trường 12

1.1.5 Tác động lên con người và môi trường 13

1.2 TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG NƯỚC VÀ NGOÀI NƯỚC 14

1.2.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu ngoài nước 14

1.2.2 Tổng quan tình hình trong nước 15

1.3 TỔNG QUAN CÁC MÔ HÌNH NUÔI TÔM 18

1.3.1 Mô hình nuôi tôm quảng canh Error! Bookmark not defined 1.3.2 Mô hình nuôi tôm quảng canh cải tiến Error! Bookmark not defined 1.3.3 Mô hình nuôi tôm thâm canh 18

1.3.4 Mô hình nuôi tôm bán thâm canh 19

1.4 Tổng quan hoạt động nuôi tôm khu vực nghiên cứu 19

1.4.1 Khu vực huyện Cần Giờ, TP.HCM 19

1.4.2 Khu vực huyện Tân Trụ, Long An 19

1.5 Tổng quan phương pháp Passive sampling (Lấy mẫu thụ động) 20

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN 22

2.1 KHU VỰC NGHIÊN CỨU 23

2.1.1 Khu vực nghiên cứu Cần Giờ, TP.HCM 23

2.1.2 Khu vực nghiên cứu Tân Trụ, Long An 24

2.2 CHẤT KHÁNG SINH NGHIÊN CỨU 25

2.3 QUÁ TRÌNH ĐẶT MẪU POCIS VÀ LẤY MẪU BÙN 27

2.3.1 Quá trình đặt mẫu POCIS 27

2.3.2 Quá trình lấy mẫu bùn 28

2.4 QUÁ TRÌNH THU HỒI VÀ XỬ LÝ MẪU 30

2.4.1 Mẫu POCIS Error! Bookmark not defined 2.4.2 Mẫu bùn Error! Bookmark not defined CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ THU ĐƯỢC 34

3.1 KHU VỰC CẦN GIỜ Error! Bookmark not defined 3.1.1 Chất kháng sinh trong nước Error! Bookmark not defined 3.1.2 Chất kháng sinh trong bùn Error! Bookmark not defined 3.2 KHU VỰC TÂN TRỤ Error! Bookmark not defined 3.2.1 Chất kháng sinh trong nước Error! Bookmark not defined 3.2.2 Chất kháng sinh trong bùn Error! Bookmark not defined 3.3 NHẬN XÉT VÀ SO SÁNH NỒNG ĐỘ CHẤT KHÁNG SINH TẠI TÂN TRỤ VÀ CẦN GIỜ… 39

CHƯƠNG 4: ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP GIẢM THIỂU VÀ GIÁM SÁT 41

4.1 GIẢI PHÁP GIẢM THIỂU Ô NHIỄM CHẤT KHÁNG SINH TRONG NUÔI TÔM THÂM CANH 45

4.2 ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP LẤY MẪU THỤ ĐỘNG POCIS GIÁM SÁT HÀM LƯỢNG CHẤT KHÁNG SINH TRONG NUÔI TÔM 42

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

BCF Bioconcentration factor – Chỉ số tích tụ sinh học

GARP Global Antibiotic Resistance Partnership - Hợp tác toàn cầu về kháng

kháng sinh

HLB Hydrophilic-lipophilic balance - Độ cân bằng ưa-kị nước

LC-MS/MS Liquid chromatography-tandem mass spectrometry – Sắc ký lỏng ghép

đầu dò khối phổ

POCIS Polar Organic Chemical Integrative Samplers – Lấy mẫu thụ động tích

hợp các chất hữu cơ phân cực

SPE Solid phase extraction – Trích ly pha rắn

TD50 Toxic dose 50 – Liều gây ra các phản ứng ảnh hưởng đến các cơ quan

hoặc gây hôn mê cho 50% thú thí nghiệm

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1: Đặc tính lý hóa của một vài chất kháng sinh tiêu biểu và tính bền vững của chúng trong môi trường 9 Bảng 1.2: Sự phân hủy của các chất kháng sinh trong điều kiện rừng ngập mặn Việt Nam 11

Bảng 1.3: Những chất kháng sinh được sử dụng phổ biến tại huyện Cần Giờ, Tp.HCM

và huyện Cần Đước, Long An 16

Bảng 2.1: Các chất kháng sinh nghiên cứu 24

Bảng 4.1: Phân tích SWOT đối với mô hình nuôi tôm sinh thái 38

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 0.1: Sơ đồ phương pháp luận 4

Hình 1.1: Cấu trúc của một POCIS 20

Hình 2.1: Khu vực nghiên cứu Cần Giờ, TP.HCM 23

Hình 2.2: Khu vực nghiên cứu Tân Trụ, Long An 24

Hình 2.3: Qúa trình đặt mẫu POCIS 26

Hình 2.4: Qúa trình lấy mẫu bùn 27

Hình 2.5: Qúa trình xử lý và phân tích chất kháng sinh trong mẫu POCIS 27

Hình 2.6: Qúa trình xử lý và phân tích chất kháng sinh trong mẫu bùn 28

Hình 3.1: Thông số lý hóa trong ao tôm khu vực Cần Giờ, TP.HCM 30

Hình 3.2: Thông số lý hóa trong kênh dẫn nước khu vực Cần Giờ, TP.HCM 30

Hình 3.3: Nồng độ các chất kháng sinh trong nước tại khu vực Cần Giờ 31

Hình 3.4: Nồng độ các chất kháng sinh trong bùn tại khu vực Cần Giờ 32

Hình 3.5: Thông số lý hóa trong ao tôm khu vực Tân Trụ, Long An 33

Hình 3.6: Thông số lý hóa trong kênh thoát nước khu vực Tân Trụ, Long An 34

Hình 3.7: Nồng độ các chất kháng sinh trong nước tại khu vực Tân Trụ 35

Hình 3.8: Vỏ thuốc Ciprofloxacin tìm thấy tại ao tôm Tân Trụ 37

Hình 3.9: Nồng độ các chất kháng sinh trong tại khu vực Tân Trụ 38

MỞ ĐẦU

1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Việt Nam là một trong những nước xuất khẩu thủy hải sản hàng đầu trên thế giới, đứng thứ ba thế giới sau Trung Quốc và Ấn Độ Trong đó, hoạt động nuôi tôm là một trong những hoạt động ngư nghiệp được phát triển nhất hiện nay Điều này đóng phần không nhỏ trong việc thu về ngoại tệ cho nền kinh tế nước nhà Tuy nhiên, bên cạnh việc nâng cao chất lượng cuộc sống người dân nuôi tôm và phát triển kinh tế, trong quá trình của hoạt động nuôi tôm sử dụng rất nhiều chất kháng sinh Chất kháng sinh chiếm 70% thuốc sử dụng trên động vật Chất kháng sinh cũng được phát hiện trong nhiều mặt hàng thủy sản xuất khẩu từ Việt Nam (Nguyen Quoc An, 2009)

Nhưng ngày nay, nhiều chất kháng sinh được coi là chất ô nhiễm nổi bật vì những nguy hại tiềm ẩn cao đối với môi trường Nhiều nhà nghiên cứu đã chỉ ra rằng chất kháng sinh ảnh hưởng có hại đối với hệ sinh thái (Halling-Sorensen et al., 1999) và tác động đến sức khỏe con người Sự hiện diện của dư lượng kháng sinh trong thực phẩm

có thể gây hại cho người tiêu dùng và sức khỏe cộng đồng, chẳng hạn như độc tính trực tiếp hoặc nguy cơ bị nhiễm vi khuẩn đề kháng với thuốc kháng sinh (Reig and Toldra., 2008)

Đa số các trang trại nuôi tôm ở Việt Nam có hình thức nuôi thâm canh để gia tăng sản lượng thu hoạch Nghiên cứu cho thấy rất nhiều nông dân tại đồng bằng sông Mekong bị hấp dẫn bởi hình thức nuôi thâm canh vì sản lượng cao và nguồn lợi nhuận khổng lồ Tuy nhiên, điều quan trọng là tại các trang trại nuôi tôm thâm canh theo thời gian sản lượng sẽ giảm đi vì mật độ của từng cá thể quá nhỏ dẫn đến sự lây lan bệnh nhanh chóng nếu có bệnh dịch xảy ra (Nguyen Van Kinh, 2010) Đứng trước vấn đề

đó, người dân nuôi tôm sử dụng một lượng lớn chất kháng sinh để phòng và trị bệnh cũng như để vệ sinh, diệt tạp trong ao tôm

Hiện nay, hoạt động nuôi tôm đang rất phát triển tại 2 khu vực nghiên cứu: huyện Cần Giờ, TP.HCM và huyện Tân Trụ, tỉnh Long An Trong những năm gần đây, nghề

kiện thuận lợi, lợi nhuận cao và chính sách hỗ trợ của địa phương, hàng ngàn hộ dân đã mạnh dạn đầu tư cho con tôm, chủ yếu là theo hình thức thâm canh Theo số liệu thống

kê diện tích nuôi tôm sú tại tỉnh Long An là 6.000 ha năm 2005, đến năm 2020 huyện Cần Giờ sẽ có hơn 6.000 ha diện tích chuyên nuôi tôm Tuy nhiên, theo thời gian suy thoái môi trường từ các khu vực nuôi tôm bắt đầu xuất hiện trong đó có sự có mặt của chất kháng sinh

Chính vì tính cấp thiết như vậy, mà đề tài nghiên cứu “Khảo sát ô nhiễm chất kháng sinh tại các trang trại nuôi tôm thâm canh huyện Cần Giờ, TP.HCM và huyện Tân Trụ, tỉnh Long An từ đó đề xuất giải pháp giảm thiểu và giám sát” không những

giúp ích việc quản lý nguồn ô nhiễm chất kháng sinh được sử dụng trong nghề nuôi tôm mà còn giúp hoạt động nuôi tôm nói riêng và nền ngư nghiệp Việt Nam nói chung phát triển bền vững, thân thiện với môi trường

2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

Mục tiêu nghiên cứu của luận văn là:

1 Nghiên cứu sự biến động và so sánh hàm lượng chất kháng sinh trong môi trường nước và trầm tích trong một chu kỳ nuôi tại mô hình nuôi tôm thâm canh

2 Đề xuất giải pháp giám sát và giảm thiểu ô nhiễm chất kháng sinh từ các trang trại nuôi tôm thâm canh

3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

Để đạt được mục tiêu nghiên cứu cần thực hiện các nội dung sau:

(1) Lựa chọn khu vực, chất kháng sinh nghiên cứu

(2) Nghiên cứu sự biến động và so sánh hàm lượng chất kháng sinh trong môi trường nước và trầm tích tại hai trang trại nuôi tôm thâm canh

(3) Đề xuất giải pháp giảm thiểu và giám sát ô nhiễm chất kháng sinh trong các trang trại nuôi tôm thâm canh

4 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

Các chất kháng sinh trong môi trường nước mặt và bùn từ các trại nuôi tôm thâm canh ở Tân Trụ và Cần Giờ

5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

5.1 Phương pháp luận

Trình tự quá trình nghiên cứu và thực hiện luận văn được minh họa bởi sơ đồ sau:

Hình 0.1: Sơ đồ phương pháp luận

Nghiên cứu về ô nhiễm chất kháng sinh tại các trang trại nuôi tôm thâm canh ở hai khu vực Cần Giờ và Tân Trụ là nghiên cứu về sự hiện diện và biến đổi của chất kháng sinh trong môi trường theo thời gian trong một chu kì nuôi tôm tại hai khu vực nghiên cứu Thông qua quá trình lấy mẫu chủ động và tổng quan tài liệu để xác định những chất kháng sinh cần nghiên cứu, theo dõi sự biến đổi nồng độ chất trong nước, trầm tích theo thời gian bằng phương pháp lấy mẫu thụ động Từ đó đưa ra kết quả, so sánh hàm lượng những chất nghiên cứu, đề xuất những biện pháp thích hợp nhằm giảm thiểu sử dụng thuốc kháng sinh trong hoạt động nuôi tôm ở hai khu vực nghiên cứu nói riêng và Việt Nam nói chung

Chọn lựa khu vực

nghiên cứu

Giải pháp giảm thiểu,

giám sát ô nhiễm

- Phương pháp lấy mẫu chủ động (Grab sampling)

- Phương pháp lấy mẫu thụ động (Passive sampling)

5.2 Phương pháp nghiên cứu

Trong luận văn thực hiện đồng thời các phương pháp nghiên cứu sau đây:

a) Phương pháp thu thập thông tin, tài liệu liên quan:

- Các thông tin thu thập bao gồm: số liệu, tài liệu liên quan đến các chất kháng sinh được sử dụng nhiều trong nuôi tôm, đặc tính lý hóa, tính bền vững và độc tính của chúng trong môi trường nước, trầm tích trên thế giới cũng như tại Việt Nam Nguồn sưu tầm thông tin từ các tài liệu đã được công bố, các bài luận, tài liệu nghiên cứu, internet,…

- Khảo sát thực tế nhằm thu thập các thông tin về khu vực có nhiều hoạt động nuôi tôm cũng như các chất kháng sinh mà các đại lý thuốc thường phân phối cho các trang trại nuôi tôm thâm canh ở Long An và Cần Giờ để thực hiện nội dung (1) “Lựa chọn khu vực và chất kháng sinh nghiên cứu”

b) Phương pháp lấy mẫu và phân tích

 Phương pháp lấy mẫu nước

- Vị trí đặt mẫu: trong ao tôm, kênh và sông xung quanh ao tôm

- Áp dụng phương pháp lấy mẫu tức thời (Grab sampling) và phương pháp lấy mẫu thụ động (Passive sampling)

- Thời gian đặt mẫu POCIS: từ lúc chuẩn bị ao nuôi tôm cho đến khi thu hoạch (3 tháng) Trong đó mỗi POCIS được thu hồi sau 14 ngày để tiếp tục đặt POCIS mới

- Mẫu POCIS sau khi lấy về được trữ lạnh ở nhiệt độ -180C cho đến khi phân tích

 Phương pháp lấy mẫu trầm tích

- Vị trí lấy mẫu: trong ao tôm, kênh xung quanh ao tôm

- Mẫu bùn được lấy là lớp bùn mặt (bề dày khoảng 0 - 10cm), lấy 200g bùn

- Thời gian lấy mẫu: 1 lần/tháng trong 3 tháng

- Mẫu bùn sau khi lấy về được trữ lạnh ở nhiệt độ -180C cho đến khi phân tích

 Phương pháp phân tích

- Phân tích các chỉ tiêu bằng máy Sắc ký lỏng ghép đầu dò khối phổ LCMS/MS (tại EPFL-Thụy Sĩ và tại Phòng thí nghiệm trọng điểm ĐHQG Tp.HCM Công nghệ Hóa học và Dầu khí thuộc trường Đại học Bách Khoa - ĐHQG Tp.HCM)

c) Phương pháp xử lý số liệu:

- Phương pháp này được áp dụng trong nội dung (2) “Nghiên cứu sự biến động và

so sánh hàm lượng chất kháng sinh trong môi trường nước và trầm tích tại hai trang trại nuôi tôm thâm canh”

- Các số liệu sau khi phân tích được xử lý bằng phần mềm Excel Các kết quả được biểu diễn dưới dạng bảng biểu, đồ thị giúp minh họa các đánh giá và kết luận

6 Ý NGHĨA NGHIÊN CỨU

6.1 Ý nghĩa khoa học

Luận văn trình bày kết quả nghiên cứu về sự hiện diện và hiện trạng ô nhiễm của một số chất kháng sinh trong môi trường nước và trầm tích tại các trang trại nuôi tôm thuộc khu vực huyện Cần Giờ và huyện Tân Trụ Bằng cách áp dụng phương pháp lấy mẫu thụ động cho kết quả về hàm lượng chất kháng sinh chính xác hơn, cung cấp những thông tin cần thiết để đánh giá tác động môi trường từ các chất kháng sinh của trang trại nuôi tôm tại Việt Nam Ngoài ra, đây còn là nguồn tài liệu cho việc phát triển vấn đề nghiên cứu về chất kháng sinh tích lũy trong chuỗi sinh thái tại hai khu vực nghiên cứu

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1 TỔNG QUAN VỀ CHẤT KHÁNG SINH

1.1.1 Định nghĩa

Kháng sinh (Antibiotics) là chất hóa học nguồn gốc vi sinh (nấm hoặc vi khuẩn),

có khả năng ức chế, thậm chí tiêu diệt một số vi khuẩn hay vi sinh vật Các chất này được điều chế bằng cách chiết xuất hay bán tổng hợp (Waksman, 1961)

1.1.2 Đặc tính lý hóa

Đặc tính lý hóa của chất kháng sinh nghiên cứu sẽ là những nhân tố cho phép xác định khả năng gây ô nhiễm tiềm ẩn của chúng trong môi trường Những đặc tính lý hóa: hệ số phân chia octanol/nước (Kow), hệ số hấp thụ (Kd), sự bay hơi, độ ion hóa, …

Sự bay hơi: hằng số Henry của các chất kháng sinh rất thấp, từ âm đến 2x10-26 PaL mol-1 (Thiele-Bruhn, 2003) chỉ định rằng chúng rất ít bay hơi cho dù từ một dung môi Thế nhưng không loại trừ khả năng sự hiện diện của chúng trong không khí và hấp thụ trong các hạt bụi lơ lửng

Độ hòa tan trong nước: độ hòa tan của các chất kháng sinh rất khác nhau từ một vài

mg/L (oxolinic acid: 634 mg/L) đến hàng trăm g/L (norfloxacine 178 g/L) Thế nhưng

độ hòa tan của một số chất vẫn chưa được xác định

Hòa tan trong lipid: các chất kháng sinh thường có hệ số phân chia octanol/nước

(LgKow) nhỏ hơn 3 (Tamtam et al., 2008), tại ngưỡng này được coi là ưa mỡ và có khả năng tích tụ sinh học

Phân chia pha rắn và lỏng: Kd là hệ số phân chia của một chất giữa pha rắn và pha lỏng Kd càng cao phân tử càng có xu hướng hấp thụ, và ngược lại, Kd thấp dẫn đến tính ưa nước với nguy cơ thấm và di chuyển trong đất Các chất kháng sinh có giá trị

Kd rất khác nhau thay đổi từ 0,3 tới 6310 L/kg (Tolls, 2001) tùy theo đặc tính lý hóa của phân tử và tính chất của đất, vì vậy khả năng hấp phụ và di động của chúng trong đất cũng rất khác nhau

Đặc tính lý hóa của một vài chất kháng sinh tiêu biểu được thể hiện trong Bảng 1.1

Bảng 1.1: Đặc tính lý hóa của một vài chất kháng sinh tiêu biểu và tính bền vững

của chúng trong môi trường

K d (L

Kg -1 )

K oc (L

Kg -1 )

Độ hòa tan(g

L -1 )

Bền vững : TD50 (ngày)

1.1.3 Sự chuyển hóa trong môi trường

a) Sự phân hủy

Sự phân hủy của chất kháng sinh trong môi trường phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: cấu trúc hóa học, độ pH, sự hiện diện của vi khuẩn và ánh sáng…

Thủy phân: Quá trình thủy phân là con đường chính của sự phân hủy nhóm

β-lactamines, penicillin trong môi trường, vì vậy những phân tử này rất hiếm khi phát

hiện trong môi trường (Hirsch et al., 1999)

Phân hủy quang học: phân hủy quang học là sự phân hủy chính các phân tử nhạy

cảm với ánh sáng, chẳng hạn như quinolones, sulfonamides và các tetracyclines Hiện tượng này phụ thuộc vào cường độ ánh sáng mặt trời, độ sâu và độ đục của nước (Tore

et al., 1995) Nghiên cứu về tetracycline trong các loại nước khác nhau đã chỉ ra rằng thời gian bán hủy của tetracycline phụ thuộc vào môi trường và thời gian tiếp xúc với ánh sáng: khi tiếp xúc với ánh sáng, chu kỳ bán rã là 32, 2 và 3 ngày trong nước cất, nước sông và nước đầm lầy trong khi trong trường hợp không có ánh sáng, chu kỳ bán

rã là 83, 18 và 13 ngày (Verma et al., 2007)

Phân hủy sinh học: có nhiều nghiên cứu về phân hủy sinh học của chất kháng sinh

trong quá trình xử lý nước thải (Kolpin et al., 2004), ngược lại phân hủy sinh học trong đất và vùng nước tự nhiên ít được nghiên cứu Nghiên cứu phân hủy sinh học của 18 loại thuốc kháng sinh trong điều kiện yếm khí, kết quả cho thấy không có sự phân hủy sinh học của 17 trên 18 phân tử nghiên cứu trong đó có erythromycin, tetracycline, chlortetracycline, amoxicillin, trimethoprim các sulfamethoxazole, ofloxacin và vancomycin Một nghiên cứu khác của Meyerhoff, 2003 cho thấy tylosin nhanh chóng

bị phân hủy hiếu khí trong phân bò, gà và lợn với chu kỳ bán rã tương ứng là 6,2 - 7,6

và 7,6 ngày

b) Di chuyển trong đất

Trong đất, sự di chuyển của chất kháng sinh bị ảnh hưởng bởi sự kết hợp của nhiều yếu tố, bao gồm đặc tính lý hóa, độ hòa tan trong nước, độ pH của đất, khả năng trao đổi cation, hàm lượng đá vôi trong đất cũng như hàm lượng các chất hữu cơ Nhóm quinolones và tetracyclines được coi hấp thụ mạnh trong đất, vì vậy tính di động cũng

hạn chế Nghiên cứu trong đất cho thấy mức độ của tetracyline đã giảm từ 225 mg/kg đến 110 mg/kg sau 7 ngày và 5 mg/kg sau 28 ngày kể từ ngày áp dụng Ngược lại, các sulfonamides được cho là không hấp thụ trong đất và di chuyển rất nhanh trong đất để

đến môi trường nước (Tolls, 2001; Thiele-Bruhn, 2003) Bảng 1.2 thể hiện sự phân

hủy các chất kháng sinh trong điều kiện rừng ngập mặn tại Việt Nam

Bảng 1.2: Sự phân hủy của các chất kháng sinh trong điều kiện rừng ngập mặn

Việt Nam

Chất kháng sinh

Phân hủy trong môi trường nước

Phân hủy quang học Thủy phân Phân hủy sinh học

1.1.4 Khả năng tích lũy sinh học

a) Tích tụ sinh học trong động vật

Theo nghiên cứu của (Hansen et al., 1992; Samuelsen et al., 1992a; Ervik et al., 1994), hầu như các trang trại nuôi cá đều sử dụng oxytetracycline, oxolinic acid hoặc flumequine Bằng chứng là qua nhiều ngày sau khi kết thúc quá trình chữa trị, sự tích

tụ các chất này trong cá các loại, cua, vẹm, với hàm lượng acide oxolinic có thể lên đến tới 15 μg/g trong trong gan của cá và lên đến 2 μg/g trong các mô của động vật đối với oxytetracycline Capone et al., 1996 và Pouliquen et al., 1996 cho thấy rằng các con hàu và vẹm có khả năng tích tụ oxytetracycline và acid oxolinic Họ cũng cho thấy rằng sự tồn tại của oxytetracycline lâu hơn acid oxolinic ở loài hai mảnh Trái lại, nghiên cứu của Tibbs et al., 1989 cho thấy không có tích tụ sinh học trong các con hàu

trong nước biển có chứa flumequine hoặc tetracycline Một nghiên cứu khác của Le

Bris và Pouliquen, 2009 thể hiện rằng các BCF (Bioconcentration factor) là rất thấp

(<2) cho acid oxolinic và oxytetracycline trong các con vẹm xanh Mytilus edulis

Nghiên cứu trong phòng thí nghiệm của Touraki et al., 1999 đã chứng minh sự vận chuyển qua chuỗi thức ăn của trimethoprim, sulfamethoxazole và N-acetyl-sulfamethoxazole từ Artemia cho cá và tôm

b) Tích tụ sinh học trong thực vật

Nghiên cứu của Magliore et al., 2000 cho thấy khả năng tích tụ sinh học flumequine

bởi thực vật thủy sinh, Lythrum salicaria với nồng độ tối đa của flumequine có thể là

65 µg/g Delépée et al., 2004 chỉ ra rằng tích tụ sinh học chất kháng sinh của rêu

Fontinalis antipyretica, một loại rêu thủy sinh, với BCF trong khỏang 75 và 450 cho

acid oxolinic, flumequine và oxytetracycline

Sử dụng nước thải sau xử lý để tưới tiêu trong trồng trọt là con đường gây ô nhiễm các hợp chất xenobiotic trong môi trường Một số nghiên cứu chỉ ra rằng tồn dư kháng sinh, được hấp phụ trên mặt đất, có thể được hấp thụ bởi các thực vật Nghiên cứu về

sự hấp thu của thuốc kháng sinh thú y trong thực vật đã chỉ ra rằng trimethoprim có thể được hấp thụ bởi rau diếp, trong khi enrofloxacin, và trimethoprim đã được phát hiện

trong rễ củ cà rốt Kumar et al., 2005 cho thấy rằng ngô, bắp cải hoặc hành tây trồng trên đất trước đó được rãi phân chuồng có chứa tylosin và chlortetracycline có thể bị nhiễm Ngoài ra, bài báo cũng cho thấy sự tích tụ của sulfamethoxazole, sulfadoxine, sulfachloropyridazine, oxytetracycline, tetracycline, chlortetracycline, lincomycin và ofloxacin trong cây trồng trên đất bị ô nhiễm các thuốc này với hàm lượng từ 0,1 đến

532 µg/kg Sự hấp thụ thuốc kháng sinh cũng có thể ảnh hưởng đến sự phát triển của thực vật liên quan đến sự hấp thụ của oxytetracycline và độc tính của nó trên cỏ linh

lăng (Medicago sativa L), kết quả cho thấy oxytetracycline ức chế sự phát triển của cỏ

linh lăng và rễ lên đến 61% và 85%

1.1.5 Tác động lên con người và môi trường

Sự hiện diện của kháng sinh trong môi trường có thể có gây ra những vấn đề trong việc xuất hiện các chủng vi khuẩn kháng thuốc kháng sinh Các nghiên cứu đã chỉ ra

rằng 30% vi khuẩn Campylobacter kháng thuốc hiện diện trong nước thải từ trang trại

chăn nuôi (Sorum, 2006) đã chứng minh rằng với những liều thấp của chlortetracycline

có thể lựa chọn các chủng kháng thuốc của các vi khuẩn hiếu khí trong các hệ sinh thái sông

Nồng độ thấp của thuốc kháng sinh trong môi trường có thể dẫn đến sự lựa chọn những quần thể vi khuẩn kháng thuốc Sorum, 2006 đã quan sát thấy sự trao đổi các gen kháng thuốc có thể xảy ra giữa các vi khuẩn ở các trang trại nuôi cá với các vi khuẩn ở môi trường trên cạn, bao gồm cả vi khuẩn gây bệnh cho người và động vật cho thấy độc tính nhất thời của oxytetracycline mạnh trên vi tảo hơn trên động vật có vỏ Các thử nghiệm độc tính cấp tính cho phép nhận thấy rằng có sự khác biệt lớn tùy theo các chất kháng sinh và cơ thể sống: ofloxacin, đặc biệt độc hại đối với vi khuẩn, sulfadimethoxine thì đối với động vật không xương sống trong khi tylosin, chlortetracycline và erythromycin là tảo Sự hiện diện của kháng sinh trong đất cũng có thể có tác động đến chất lượng đất Chúng sẽ tác động theo hai cách: bằng cách gây rối lọan công đồng vi khuẩn bằng họat tính diệt khuẩn và tạo ra sức đề kháng giữa các vi khuẩn trong môi trường hoặc đưa vào môi trường đất những vi khuẩn kháng thuốc được vận chuyển qua phân và nước tiểu (Kemper, 2008)

1.2 TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG NƯỚC VÀ NGOÀI NƯỚC

1.2.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu ngoài nước

Nhiều nghiên cứu trong những năm gần đây chỉ ra rằng một lượng lớn thuốc kháng sinh được sử dụng rộng rãi trong các trang trại nuôi tôm tại nhiều nước Những loại chất kháng sinh đó như: sulfamethazine, enrofloxacin, oxolinic acid, malachite green, oxytetracycline cùng với nhiều chất kháng sinh không được phát hiện khác (TamTam

et al., 2008)

Bên cạnh đó, người ta tìm thấy sự hiện diện của dư lượng chất kháng sinh trong nước mặt, nước ngầm cũng như nước thải bùn đáy và thậm chí là trong các sinh vật sống Trong đó sulfamethoxazole và trimethoprime là một trong những thuốc kháng sinh có tần suất xuất hiện cao nhất trong nước mặt với nồng độ dao động vài chục ng/L đến hơn 1900ng/L cho sulfamethoxazole (Hirsch et al.,1999; Kümmerer, 2009; Kolpin

et al., 2004) Ngoài ra nhóm fluoroquinolones cũng thường xuyên được phát hiện, nhất

là ciprofloxacin, norfloxacin và ofloxacin (Kümmerer, 2009)

Khi nghiên cứu dư lượng chất kháng sinh ở các trang trại nuôi tôm và cá tại Phần Lan và Ý, người ta phát hiện ra hàm lượng các chất kháng sinh như oxolinic acid, norfloxacin, sulfamethoxazole, trimethoprim trong nước mặt cũng như trầm tích với nồng độ cao (Golet et al., 2002)

Theo Le and Munekage (2004) Chất kháng sinh được tìm thấy tại nhiều nơi trong các khu vực nuôi trồng thủy hai sản như sông, cửa sông, hạ lưu sông tại khu vực Châu

Á Nguyên nhân chủ yếu do người nông dân tại khu vực này để ngăn chặn dịch bệnh cũng như trị bệnh đã sử dụng một lượng lớn thuốc kháng sinh, thuốc trừ nấm, thuốc diệt ký sinh trùng Các chất kháng sinh thường được phát hiện trong khu vực này như: oxytetracycline, florfenicol, enrofloxacin, norfloxacin, quinolones, ciprofloxacin, chlortetracycline, sulfamethazine

Rất nhiều nghiên cứu đã thể hiện rằng sự hiện diện của dư lượng kháng sinh trong nước mặt, nước ngầm, nước thải, bùn đáy và trong các sinh vật sống Sulfamethoxazole và trimethoprime là một trong những thuốc kháng sinh có tần xuất

phát hiện thường xuyên nhất trong nước mặt với nồng độ dao động từ vài chục ng/l đến hơn 1900 ng/l cho sulfamethoxazole (Hirsch et al.,1999; Kümmerer, 2009; Kolpin

et al., 2004) Nhóm fluoroquinolones cũng thường xuyên được phát hiện, nhất là ciprofloxacin, norfloxacin và ofloxacin (Golet et al., 2002; TamTam et al., 2008; Kümmerer, 2009) Một số nhóm kháng sinh rất ít được tìm thấy trong nước bề mặt, chủ yếu là nhóm β-lactamines, nguyên nhân bởi vì chúng dể bị thủy phân (Hirsch et al 1999) hoặc nhóm tetracyclines nguyên do vì chúng hấp thụ mạnh với carbon hữu cơ Thuốc kháng sinh cũng được phát hiện trong nước ngầm ở nồng độ từ 22 ng/l đến hơn

410 ng/l cho sulfamethoxazole (Lindsey et al., 2001; Sacher et al., 2001; Kümmerer, 2009) Bùn đáy có thể tác động đáng kể đến hành vi của thuốc kháng sinh trong môi trường, hàm lượng của kháng sinh trong bùn đáy thường chiếm phần quan trọng hơn trong nước (Kim và Carlson, 2006), hàm lượng tối đa 246 mg/kg và 578 mg/kg của oxytetracycline và flumequine được phát hiện trong bùn đáy gần trang trại nuôi cá (Lalumera et al., 2004) Khả năng tồn tại bền vững của các chất kháng sinh trong bùn đáy (Hektoen et al., 1995) và khả năng giải hấp của chúng để vào môi trường nước đã được ghi nhận (Smith và Samuelsen, 1996; Simon, 2005, Tamtam et al., 2008) Ngòai

ra các chất kháng sinh cũng còn được tìm thấy trong đất nông nghiệp sử dụng bùn thải như nguồn phân bón (Hu et al., 2010) Hiện tượng tích tụ sinh học của các chất kháng sinh trong cá tự nhiên cung được quan sát, oxolinic acid và flumequine đã được tìm thấy trong các con cá hoang dã sống gần trang trại nuôi cá với hàm lượng lên đến 4,9 mg/kg (Ervik et al., 1994)

1.2.2 Tổng quan tình hình trong nước

Việt Nam là một trong những nước sử dụng rộng rải nhiều chất kháng sinh Chất kháng sinh chiếm 70% thuốc sử dụng trên động vật Có 11 nhóm chất kháng sinh được dùng trong ngư nghiệp: includeβ includeβ-lactams, aminoglycosides, macrolides, tetracyclines, fluoroquinolones, phenicols, polymyxins, pleuromutilins, lincosamides, sulfamides, diaminopyrimidine (trimethoprim) (Nguyen Quoc An, 2009)

Giám sát cả hai lĩnh vực chăn nuôi và nuôi trồng thuỷ sản cho thấy, tất cả các trang trại chăn nuôi đều sử dụng kháng sinh Thành phần các kháng sinh được sử dụng như

sau: tylosin (16%), amoxicillin (12%), gentamicin (9%), enrofloxacin (7%), penicillin (6%), lincomycin (6%), tiamulin (6%), colistin (5%), streptomycin (5%), norfloxacin (5%), tetracyclin (4%), ampicillin (4%) và florphenicol (3%) (GARP- Việt Nam, 2010)

Có khoảng 32 chất kháng sinh được sử dụng trong nuôi tôm tại Việt Nam, trong đó oxytetracycline là nhiều nhất, tuy nhiên trong vài năm trở lại đây sulfadiazine và trimethoprim trở nên phổ biến ở các trang trại nuôi tôm Tại đồng bằng sông Mekong, ước tính khoảng 43% người dân sử dụng enrofloxacin và 25% sử dụng norfloxacin trong nuôi tôm Theo khảo sát của Hoang et al (2011) tại hai huyện Cần Giờ và Cần Đước những chất kháng sinh được sử dụng nhiều như ciprofloxacin (100%), sulfadiazine (21,74%) , sulfadimethoxine (11,2%)

Bảng 1.3: Những chất kháng sinh được sử dụng phổ biến tại huyện Cần Giờ, TP.HCM và huyện Cần Đước, Long An

(Nguồn: Tran et al., 2011)

Theo nghiên cứu của (Le et al., 2005) trong các trang trại nuôi tôm tại khu vực rừng ngập mặn của hai miền Nam và Bắc - Việt Nam phát hiện ra sự hiện diện của những chất kháng sinh: trimethoprim, norfloxacin và oxalinic acid Kết quả cho thấy dư lượng những chất kháng sinh trên được tìm thấy trong nước và bùn đáy ở tất cả các mẫu trong

ao tôm và các kênh rạch xung quanh Nồng độ cao nhất của trimethoprim, norfloxacin, sulfamethoxazole và acid oxolinic tương ứng là 1,04; 2,39; 6,06 và 2,5 mg/l trong mẫu nước và 734,61; 820,49; 2615,96 và 426,31 mg/g (dựa trên trọng lượng bùn ướt) Đồng thời, nghiên cứu về ô nhiễm chất kháng sinh trong các đầm nuôi tôm tại khu vực miền Bắc, Việt Nam chỉ ra những nhóm chất kháng sinh tương tự được tìm thấy là sulfamides, macrolides, diaminopyrimidines (trimethoprim) Một nghiên cứu khác của Hoang et al (2011) về ô nhiễm chất kháng sinh trong môi trường nước được thực hiện trong các trang trại nuôi tôm ở Hải Phòng, kết quả nghiên cứu thể hiện rằng, nhóm Sulfamides được tìm thấy tại khu vực này

Tại các khu vực nuôi tôm nước lợ như Cần Giờ và Cà Mau những chất kháng sinh được tìm thấy trong ao nuôi tôm có giá trị dao động lên đến cả ngàn µg/L: norfloxacin (60-6.060), oxolinic acid (10-25.000), trimethoprim (80-1.040) và sulfamethoxazole (40-2.390) (Le and Munekage., 2004)

Tại Cần Giờ, chất kháng sinh được tìm thấy nhiều nhất là ciprofloxacin, bên cạnh

đó, hai chất kháng sinh phổ biến cho ấu trùng tôm là 2 loại thuốc của người: rifampicin

và griseofulvin Một nghiên cứu khác của Managaki et al (2007) chỉ ra tại các khu vực nuôi trồng thủy hải sản nói chung và trang trại nuôi tôm nói riêng có những chất kháng sinh được phát hiện như sulfamethoxazole, sulfamethazine, trimethoprim và erythromycin trong các con sông và kênh gần khu vực nuôi trồng, nồng độ ước tính 7 – 360ng/L

Theo Le et al., 2006 về việc sử dụng chất kháng sinh tại huyện Cần Giờ đa số người nuôi tôm đều sử dụng thuốc kháng sinh Một số người nuôi tôm cho biết họ đã sử dụng enrofloxacin và norfloxacin để điều trị bệnh với liều lượng 2-3g/kg thức ăn và sulphonamide 2-3kg/ha trong thời gian từ 2 đến 3 ngày Đôi khi họ sử dụng cùng một lúc nhiều loại kháng sinh, thời gian có thể lên đến 6 ngày Những chất kháng sinh này được pha chung với thức ăn và ném xuống ao nuôi Ngoài ra, nghiên cứu tại thời điểm này cũng cho biết người nuôi tôm tại Cần Giờ không sử dụng thức ăn có chứa chất kháng sinh thông qua việc khảo sát nhiều thương hiệu thức ăn được sử dụng để nuôi tôm (CP, Novo, Runi, Betago, Hải Vân, Thaione, Long Thăng, Winner, PT2000, Tomboy, Mega, Unilong…) tại khu vực này

1.3 TỔNG QUAN CÁC MÔ HÌNH NUÔI TÔM

1.3.1 Mô hình nuôi tôm thâm canh

Không giống mô hình nuôi tôm quảng canh, mô hình nuôi tôm thâm canh tác động nhiều đến môi trường bởi vì sử dụng nhiều kĩ thuật (nạo vét ao, sục khí ) và hóa chất Tôm được thả với mật độ cao, có thể lên tới 150 con/m3, diện tích nuôi nhỏ 0,01 – 5ha(Clay, 2004) Vì mật độ tôm trong ao quá cao nên dịch bệnh là một vấn đề lớn, chính vì vậy trong quá trình nuôi, một lượng lớn thuốc kháng sinh được sử dụng trong suốt quá trình nuôi (Holmström et al., 2003) Dựa hoàn toàn vào thức ăn bên ngoài Ưu điểm

của mô hình này ao được xây dựng rất hoàn chỉnh, trang bị đầy đủ các phương tiện máy móc nên dễ quản lý và vận hành Nhược điểm là chi phí vận hành cao, kích cỡ tôm thu hoạch nhỏ, tôm dễ mắc bệnh, ảnh hưởng nhiều đến môi trường

1.3.2 Mô hình nuôi tôm bán thâm canh

Mô hình nuôi tôm bán thâm canh áp dụng ít kỹ thuật hơn so với mô hình thâm canh Mật độ tôm khoảng 20 con/m3, diện tích ao nuôi 0,2 – 0,5ha Trong quá trình nuôi dùng phân bón để gia tăng lượng thức ăn tự nhiên trong ao và bổ sung thức ăn từ bên ngoài vào như thức ăn tươi sống, cám, gạo (Clay, 2000) Ưu điểm ao được xây dựng hoàn chỉnh, kích thước nhỏ nên dễ vận hành, kích cỡ tôm thu lớn Nhược điểm là năng suất còn thấp so với ao sử dụng

1.4 Tổng quan hoạt động nuôi tôm khu vực nghiên cứu

1.4.1 Khu vực huyện Cần Giờ, TP.HCM

Về vị trí địa lý Cần Giờ là huyện duy nhất của Thành phố Hồ Chí Minh giáp biển, nằm ở phía Đông Nam, cách trung tâm thành phố khoảng 50 km đường bộ Cần Giờ giống như một hòn đảo tách biệt với xung quanh, bốn bề là sông và biển Huyện Cần Giờ nằm về phía Đông Nam của TP.HCM với diện tích khoảng 75.740 ha, chủ yếu là rừng ngập mặn đan xen với hệ thống sông rạch dày đặc cùng sự đa dạng sinh học cao trong hệ sinh thái Trong vòng 10 năm trở lại đây, nghề nuôi tôm phát triển một cách mạnh mẽ, trở thành nghề tạo thu nhập chính cho nhiều hộ gia đình Diện tích dành cho hoạt động nuôi tôm khoảng 5.000 ha, trong đó có 343 ha mô hình nuôi thâm canh, 524

ha mô hình bán thâm canh và 4.264 ha là mô hình quảng canh và quảng canh cải tiến

Khu vực nghiên cứu ở xã Lý Nhơn, huyện Cần Giờ Theo Thống kê Thủy sản huyện Cần Giờ năm 2004, tại Lý Nhơn có 753 hộ nuôi tôm, với tổng diện tích là 1.263

ha Trong đó 83,5% là mô hình quảng canh cải tiến, 16% là mô hình thâm canh và 0,5% là bán thâm canh

1.4.2 Khu vực huyện Tân Trụ, Long An

Về vị trí địa lý Tân Trụ thuộc vùng châu thổ đồng bằng sông Cửu Long kẹp giữa hai công sông Vàm Cỏ Đông và Vàm Cỏ Tây, là một huyện nằm phía Đông Nam của

Soài Rạp vào nội đồng Ở hệ thống sông Vàm Cỏ Tây (tại Bến Lức) có số ngày nhiễm mặn khoảng 130 - 160 ngày Ở hệ thống sông Vàm Cỏ Tây đô mặn 2g/lít, thường xuất hiện trễ hơn ở sông Vàm Cỏ Đông 12- 20 ngày (xuất hiện vào giữa tháng 2) Ngược lại, vào mùa mưa chế độ dòng chảy chịu tác động của lũ từ hệ thống sông Tiền tràn qua khu vực Đồng Tháp Mười gây ra úng nhiều nơi trên địa bàn

Long An là tỉnh nằm trong vùng kinh tế trọng điểm phía Nam với diện tích hơn 4.400 km2 Diện tích nuôi tôm của Long An năm 2001 là 3.236 ha, tăng nhanh và đạt 6.097 ha năm 2005 sau đó giảm còn 3.758 ha năm 2011 vì lý do quy hoạch và hình thành khu công nghiệp Diện tích nuôi tôm tập trung chủ yếu ở các huyện Cần Giuộc, Châu Thành và Tân Trụ (Báo cáo tổng hợp tỉnh Long An, 2013)

Khu vực nghiên cứu ở huyện Tân Trụ, tỉnh Long An Tại đây phát triển khá mạnh

mô hình nuôi tôm thâm canh và bán thâm canh (152 ha) (Báo cáo tổng hợp tỉnh Long

An, 2013)

1.5 Tổng quan phương pháp Passive sampling (Lấy mẫu thụ động)

Luận văn áp dụng phương pháp lấy mẫu thụ động (Passive sampling) đối với mẫu nước tại khu vực ao tôm, kênh và sông Lấy mẫu thụ động trong nước là phương pháp trung gian giữa hai phương pháp lấy mẫu chủ động và tự động, cho phép phản ánh nồng độ các chất gần đúng trong môi trường, biểu diễn nồng độ trung bình các chất trên đơn vị thời gian vì các chất này được tích lũy trong một khoảng thời gian dài (Vrana et al., 2005) Có nhiều loại thiết bị lấy mẫu tự động được phát triển tùy thuộc vào giá trị logKow Do các chất kháng sinh mà luận văn nghiên cứu có tính phân cực tương đối lớn nên bộ lấy mẫu thụ động tích hợp các chất hữu cơ phân cực (POCIS) được nghiên cứu và xác định khả năng của thiết bị trong điều kiện của nước ta

Các POCIS bao gồm một pha nhận làm bằng vật liệu rắn (hấp thụ) kẹp giữa hai màng khuếch tán polyethersulfone Sự tích hợp của các chất ô nhiễm phân cực vào POCIS được diễn ra như sau: Đầu tiên, chất ô nhiễm trong nước sẽ đi qua lớp biên giới nước và màng bằng sự khuếch tán Tiếp theo là vận chuyển chất phân tích qua màng PES thông qua các lỗ xốp Cuối cùng, chất ô nhiễm di chuyển từ màng PES đến vật liệu hấp thụ - Oasis HLB Sự hấp thụ này phụ thuộc vào nhiều yếu tố: tính chất của

chất hấp thụ và màng, tình chất hóa lý của các chất phân tích, điều kiện môi trường (nhiệt độ, ánh sáng, pH, độ mặn, lưu lượng dòng nước…) (Vrana et al., 2005)

POCIS được sắp xếp theo cấu trúc giống một chiếc bánh kẹp gồm màng PES – chất hấp thụ (Oasis HLB) – màng PES (Schopfer et al., 2014)

Hình 1.1: Cấu trúc của một POCIS

(Nguồn: Nguyễn et al., 2013 )

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP

THỰC HIỆN

2.1 KHU VỰC NGHIÊN CỨU

Sau khi tiến hành khảo sát tại 3 khu vực thuộc các tỉnh Long An, Bến Tre và Cần Giờ, khu vực được chọn nghiên cứu này là huyện Tân Trụ, Long An và huyện Cần Giờ, TP.HCM vì:

- Khu vực nuôi tôm trọng điểm của phía Nam

- Thuận tiện cho việc khảo sát và lấy mẫu

- Hai chủ trang trại tại đây đồng ý cho việc đặt mẫu thụ động trong ao tôm

- Sự khác nhau trong mô hình nuôi tôm thâm canh tại hai khu vực nghiên cứu

2.1.1 Khu vực nghiên cứu Cần Giờ, TP.HCM

Trang trại nuôi tôm nghiên cứu tại Cần Giờ có diện tích 60 ha (thuộc 1 chủ sở hữu), là mô hình nuôi tôm thâm canh nước mặn (nước sông Sài Gòn) Loại tôm được nuôi là tôm thẻ trắng, thời gian nuôi 3 tháng

Quá trình xử lý nước trước khi đưa vào ao nuôi:

Đầu tiên, nước sông được bơm vào hồ lắng có diện tích 7000 m2

để giảm nồng độ của các hạt lơ lửng, sau đó nước trong hồ lắng được bơm tới hồ chứa nước Tại đây, chủ trang trại tiến hành thêm các loại chế phẩm vi sinh để nâng cao chất lượng nước cũng như loại trừ các vi sinh vật phù du và mầm bệnh Cuối cùng, nước từ hồ chứa sẽ được phân phối vào các ao nuôi tôm Ngoài ra, chủ trang trại tiến hành nuôi song song

cá rô trong ao tôm vì theo chủ trang trại tại đây thì dịch nhớt của cá rô giúp tôm tránh được một số bệnh cũng như diệt một số vi sinh vật bất lợi cho tôm

Hình 2.1: Khu vực nghiên cứu Cần Giờ, TP.HCM

(Nguồn: Google Earth 7.1.2.2041, tọa độ địa lý : lat:10°30'19.40"N lon :106°45'50.11"E, DigitalGlobe 2015, ngày chụp 11.05.2015)

2.1.2 Khu vực nghiên cứu Tân Trụ, Long An

Ngược lại với trang trại nghiên cứu tại Cần Giờ, các trại nuôi tôm trong khu vực nuôi tôm ở Long An có diện tích nhỏ (0,5 ha), tập trung trong một khu vực nhiều chủ trại tôm (những ao nuôi tôm nằm liền kề nhau) Đây là mô hình nuôi tôm thâm canh nước ngọt (nước ngầm)

Quá trình xử lý nước trước khi đưa vào ao tôm:

Nguồn nước chính sử dụng cho nuôi tôm là nước giếng khoan (độ sâu 30-40m) và nước sông vào mùa khô Nước giếng được bơm trực tiếp vào ao nuôi và được xử lý 20 ngày, sau đó được thêm các loại chế phẩm vi sinh, thuốc diệt tạp trước khi thả tôm