Dẫn liệu bước đầu về thành phần loài cá ở sông Trầu, huyện Núi Thành, tỉnh Quảng Nam
Tóm tắt: Bài báo này cung cấp những kết quả nghiên cứu sử dụng cá Hòa lan
(Xiphophorus sp.) làm sinh vật cảnh báo sớm ô nhiễm do nước thải công nghiệp. Kết quả
đánh giá được xác định bằng phương pháp theo dõi khoảng cách di chuyển và hành vi
thay đổi của cá Hòa lan trong các bể thử nghiệm 5 phút/1lần và theo dõi liên tục trong 5
giờ. Kết quả nghiên cứu cho thấy, với các nồng độ 20, 40, 60 và 80% LC50, giá trị hành
vi bơi có sự giảm dần theo chiều tăng lên của nồng độ. Ở ngưỡng nồng độ 80% và 100%
nước thải lần lượt có sự tương đồng về mặt quãng đường di chuyển của cá Hòa lan với
nồng độ 20% và 80% LC50 của NaOCl. Có thể thấy rằng, thử nghiệm trong môi trường
nước thải, cá Hòa lan cũng có phản ứng hành vi bơi tốt như trong thử nghiệm với chất
giả ô nhiễm NaOCl. Kết quả này cho thấy có thể áp dụng cá Hòa lan (Xiphophorus sp.)
cho chương trình ứng dụng sinh vật cảnh báo sớm, giám sát ô nhiễm nước thải công
nghiệp tại Việt Nam
Trang 1
Trang 2
Trang 3
Trang 4
Trang 5
Trang 6
Trang 7
Trang 8
Trang 9
Trang 10
Tóm tắt nội dung tài liệu: Dẫn liệu bước đầu về thành phần loài cá ở sông Trầu, huyện Núi Thành, tỉnh Quảng Nam
ờng để xác định ngưỡng giới hạn chịu đựng trung bình của nó. Trong quá trình hình thành ngưỡng giới hạn này, cá Hòa lan có sự giảm hành vi bơi trong suốt quá trình giám sát, với sự khác nhau có ý nghĩa giữa khoảng cách di chuyển đầu và cuối (Hình 1). Trong thí nghiệm theo dõi hành vi cúa cá trong NaOCl, ở mỗi nồng độ khác nhau, quãng đường di chuyển tương ứng của cá cũng có sự khác nhau. Phản ứng hành vi bơi của cá ở các nồng độ thử nghiệm dưới mức gây chết có sự giảm dần khoảng cách di chuyển theo sự tăng lên của nồng độ (Hình 2). Tại nhóm nồng độ 40% LC 50 , có các phản ứng giảm hành vi bơi so với nhóm nồng độ 20% LC 50 : quãng đường di chuyển trung bình của cá Hòa lan từ 41,71±6,09 m/5 phút ở nồng độ 20% LC 50 xuống còn 36,05±6,30 m/5 phút ở nồng độ 40% LC 50 . Hình 1. Quãng đường di chuyển trung bình của cá Hòa lan và giới hạn hành vi bơi của cá trong điều kiện môi trường bình thường 7NGUYỄN VĂN KHÁNH, KIỀU THỊ KÍNH, VŨ THỊ PHƯƠNG ANH Nhóm nồng độ này được quan sát nằm hầu hết trong giới hạn chịu đựng của cá trong điều kiện môi trường bình thường (khoảng 90% khoảng thời gian thí nghiệm) (Hình 3). Do đó, mức nồng độ 40% LC 50 này được coi là 1 NOAEC (No Observed Adverse Effect Concentration - nồng độ cao nhất không quan sát thấy phản ứng, ảnh hưởng của độc chất). Giá trị trung bình của nhóm nồng độ 20% LC 50 (41,71±6,09 m/5 phút) cao hơn giới hạn chịu đựng của cá trong điều kiện môi trường bình thường (35,12±2,76 m/5 phút), tuy nhiên không có sự sai khác về mặt thống kê với mức ý nghĩa á = 0,05. Tại đây, hành vi bơi của cá có sự tăng lên khá cao, cao nhất so với các nồng độ còn lại. Tuy nhiên, hành vi này bao gồm tình trạng phản ứng quá mức – là hành vi căng thẳng (stress) nhưng không phải là phản ứng hành vi biểu hiện khi tiếp xúc với hóa chất. Giá trị quãng đường di chuyển trung bình của cá Hòa lan ở nhóm nồng độ 60% và 80% LC 50 có những phản ứng hành vi tương đồng nhau và tương đồng cả về mặt thống kê với mức ý nghĩa á = 0,05: hành vi bơi biến thiên nhiều hơn ngưỡng giới hạn của cá, quãng đường di chuyển ngắn hơn (28,15±6,36 m/5 phút ở nồng độ 60% LC 50 và 25,89±4,79 m/5 phút ở nồng độ 80% LC 50 ). So sánh với kết quả nghiên cứu của Magalha D. tiến hành trên cá Ngựa vằn với loại độc chất là NaOCl, cũng cho thấy cá Ngựa vằn có phản ứng vượt ngưỡng giới hạn ở nồng độ 10% LC 50 của NaOCl, tương đương ngưỡng chịu đựng ở 20% LC 50 và thấp hơn ngưỡng chịu đựng ở 2 nồng độ 30% và 40% LC 50 tiếp theo [Danielly et al., (2007)]. Từ đó, có thể nhận thấy rằng phản ứng hành vi bơi của cá Hòa lan ở các nồng độ thử nghiệm dưới mức gây chết có sự giảm dần khoảng cách di chuyển theo sự tăng lên của nồng độ NaOCl. Hình 2. Biểu đồ quãng đường dịch chuyển trung bình của cá Hòa lan khi tiếp xúc trong 20, 40, 60, 80% nồng độ LC 50 của NaOCl và mẫu đối chứng Hình 3. Quãng đường di chuyển trung bình của cá Hòa lan trong 20% và 40% nồng độ LC50 của NaOCl 8DẪN LIỆU BƯỚC ĐẦU VỀ THÀNH PHẦN LOÀI CÁ... 3.2. Kết quả thí nghiệm theo dõi hành vi của cá trong nước thải 3.2.1. Nhiệt độ, pH và oxy hòa tan trong thời gian làm thí nghiệm Tương tự như thí nghiệm theo dõi hành vi của cá Hòa lan trong môi trường có NaOCl, thí nghiệm trong môi trường nước thải cũng không có sự thay đổi đáng kể về giá trị của các chỉ tiêu pH (dao động từ 7,53 – 7,79) và giá trị oxy hòa tan (dao động từ 6,15 – 6,73 mg/l). Chứng tỏ, điều kiện tiến hành thí nghiệm ổn định ở hai lô thí nghiệm nồng độ 80%, 100% nước thải và mẫu đối chứng kèm theo (Bảng 2). Bảng 2. Nhiệt độ, pH và oxy hòa tan trong thời gian làm thí nghiệm theo dõi hành vi của cá Hòa lan trong môi trường nước thải Mẫu thí nghiệm DO (mg/l) Nhiệt độ (oC) pH Bắt đầu Kết thúc Bắt đầu Kết thúc Bắt đầu Kết thúc 80% NT 6,69 6,32 25,62 24,96 7,78 7,54 Đối chứng 6,41 6,15 25,59 25,03 7,61 7,60 100% NT 6,55 6,28 24,70 24,11 7,79 7,63 Đối chứng 6,73 6,41 24,82 23,96 7,53 7,60 3.2.2. Kết quả thí nghiệm độc tính cấp tính LC 50 và theo dõi hành vi của cá trong môi trường nước thải Trong thử nghiệm độc tính cấp tính của cá Hòa lan trong 24 giờ phơi nhiễm với NaOCl, kết quả LC 50 của cá Hòa lan là 91,96 mg/l, cao hơn LC 50 của cá Ngựa vằn là 57,02 mg/l và cá Tứ vân là 90,90 mg/l; chứng tỏ cá Hoà lan là loài nhạy cảm nhưng có sức chống chịu cao nhất. Trên cơ sở đó, chúng tôi tiến hành thử nghiệm theo dõi hành vi của cá Hoà lan trong môi trường nước thải. Trước khi tiến hành thử nghiệm theo dõi hành vi, chúng tôi tiến hành thử nghiệm độc tính cấp tính của cá trong môi trường nước thải để xác định LC 50 của nước thải đối với cá, từ đó tìm ra ngưỡng nồng độ gây ảnh hưởng đến hành vi bơi của cá. Kết quả thí nghiệm độc học cho thấy tỷ lệ chết cao nhất của cá là 33,33% trong mẫu nước thải nguyên chất, chứng tỏ nước thải thử nghiệm có ngưỡng gây độc dưới giá trị LC 50 đối với cá Hòa lan (Bảng 3). Bảng 3. Tỷ lệ chết ở các nồng độ của nước thải trên cá Hòa lan Lô thí nghiệm Đối chứng Tỷ lệ cá chết ở các nồng độ của nước thải (%) 20% NT 40% NT 60% NT 80% NT 100% NT Lô TN 1 0 10 20 20 20 40 Lô TN 2 0 0 10 20 30 30 9NGUYỄN VĂN KHÁNH, KIỀU THỊ KÍNH, VŨ THỊ PHƯƠNG ANH Lô TN 3 0 0 20 10 20 30 Trung bình 0 3,33 16,67 16,67 23,33 33,33 Theo kết quả thí nghiệm cho thấy, tỷ lệ chết của cá Hoà lan không có sự chênh lệch lớn ở các nồng độ 40%, 60%, 80% và 100%, vì vậy chúng tôi tiến hành thiết lập thí nghiệm với 2 nghiệm thức cao nhất và có tỷ lệ chết cao nhất là nồng độ 80% và 100% nước thải để đánh giá hành động bơi của cá. Kết quả thí nghiệm thể hiện ở bảng 4. Bảng 4. Kết quả quãng đường di chuyển của cá thí nghiệm với nước thải Nhóm Tổng quãng đường trong 5 giờ (m) Trung bình quãng đường/5 phút Nước thải nồng độ 80% 1916,44 31,94±3,64a Nước cấp đối chứng 2208,77 36,81±3,12a Nước thải nồng độ 100% 1552,04 25,87±5,14b Nước cấp đối chứng 2124,27 35,40±3,05a Ghi chú: Các giá trị trung bình có cùng chữ cái a không có sự khác nhau có ý nghĩa (α=0,05). Dựa trên kết quả phân tích quãng đường di chuyển trung bình của cá Hòa lan trên bảng 4, cho thấy ở ba môi trường: nước cấp đối chứng của nồng độ 80%, nước thải với nồng độ 80% và 100% nước thải, không chênh lệch quá lớn để tạo sự sai khác về mặt ý nghĩa thống kê (với mức ý nghĩa α = 0,05). Quãng đường di chuyển trung bình của cá ở môi trường nước thải với nồng độ 100% thì có sự sai khác rõ rệt: 25,87±5,14 m/5 phút, thấp hơn nhiều so với 3 nhóm giá trị còn lại. So sánh với hành vi bơi của cá trong nồng độ 20% LC 50 của NaOCl, cho thấy dù giá trị trung bình quãng đường di chuyển có sự chênh lệch: 41,71±6,09 m/5 phút ở nồng độ 20% LC 50 của NaOCl và 31,94±3,64 m/5 phút trong nước thải có nồng độ 80%, nhưng không có sự sai khác về mặt thống kê và có sự tương đồng về hành vi bơi, độ biến thiên và cùng nằm trên ngưỡng giới hạn trong điều kiện môi trường bình thường của cá Hòa lan (Hình 4). Trong môi trường có nồng độ 100% nước thải, quãng đường di chuyển với hơn 50% khoảng thời gian nằm trong giới hạn hành vi bơi của cá, toàn bộ quá trình di Hình 4. Quãng đường di chuyển của cá Hòa lan trong nồng độ 20% LC 50 của NaOCl với 80% nước thải 10 DẪN LIỆU BƯỚC ĐẦU VỀ THÀNH PHẦN LOÀI CÁ... chuyển có xu hướng giảm dần so với ban đầu và có giá trị thấp hơn so với giá trị quãng đường di chuyển ở nồng độ 80%: từ 31,94±3,64 m/5 phút xuống còn 25,87±5,14 m/5 phút. So sánh với hành vi bơi của cá trong nồng độ 80% LC 50 của NaOCl, nhận thấy giá trị trung bình quãng đường di chuyển của cá Hòa lan ở 2 lô thí nghiệm có sự tương đương nhau: 25,89±4,79 và 25,87±5,14 m/5 phút lần lượt ở nồng độ 80% LC 50 của NaOCl và 100% nước thải. Hành vi bơi của cá có sự sai khác rõ rệt ở 50% khoảng thời gian đầu thí nghiệm, nhưng lại tương đồng ở 50% khoảng thời gian thí nghiệm còn lại (Hình 5). Tương tự như hành vi bơi quan sát được trong thí nghiệm, nhiều nghiên cứu cho thấy những phản ứng hành vi có sự tương quan mật thiết với nồng độ độc chất: nồng độ thấp làm tăng hành vi bơi của cá, trong khi đó, ở nồng độ cao hơn làm giảm hành vi bơi. Ở một vài nghiên cứu, Little et al. quan sát thấy hành vi bơi được tăng cường khi cá tiếp xúc với photpho hữu cơ DEF hoặc 2,4-DMA tại 0,5% LC 50 , trong khi nồng độ cao hơn (5-50% LC 50 ) làm giảm hoạt động bơi của cá [Little et al., (1989)]. Cùng kết quả được quan sát bởi Finger: cá Vược Mặt trời (Lepomis macrochirus) (phơi nhiễm 30 ngày với nồng độ thấp dưới gây chết của floren (0,12-0,25mg/l) đã tăng hoạt động bơi, trong khi ở nồng độ cao hơn (1mg/l) hành vi bơi của cá lại giảm [Finger et al., (1985)]. Sự tăng cường trong hoạt động bơi là đặc điểm đặc trưng của phản ứng trốn thoát – phản ứng mà quần thể cố gắng tránh xa vùng bị tác động của hóa chất [Smith EH & Bailey HC (1988)]. Ellgard cho rằng nó có thể là phương pháp đáng chú ý đối với giới hạn chịu đựng ô nhiễm, nghĩa là, từ đó, những nồng độ cao hầu như gây độc đối với quần thể thử nghiệm [Ellgard et al., (1978)]. Điều đó chứng tỏ, cá Hòa lan có sự giảm dần quãng đường di chuyển theo sự tăng lên của nồng độ và có sự thay đổi có ý nghĩa trong hành vi bơi ở ngưỡng nồng độ 100% nước thải. Ở ngưỡng nồng độ 80% và 100% nước thải lần lượt có sự tương đồng về mặt quãng đường di chuyển của cá Hòa lan với nồng độ 20% và 80% LC 50 của NaOCl. Có thể thấy rằng, thử nghiệm trong môi trường nước thải, cá Hòa lan cũng có phản ứng hành vi bơi tốt như trong thử nghiệm với chất giả ô nhiễm NaOCl. Vì vậy, có thể dựa vào sự thay đổi hành vi của cá Hòa lan để cảnh báo ô nhiễm môi trường nước thải. 4. Kết luận Trong thí nghiệm theo dõi hành vi của cá Hòa lan trong nồng độ 20, 40, 60 và 80% Hình 5. Quãng đường di chuyển của cá Hòa lan trong nồng độ 80% LC 50 của NaOCl với 100% nước thải 11 NGUYỄN VĂN KHÁNH, KIỀU THỊ KÍNH, VŨ THỊ PHƯƠNG ANH LC 50 , giá trị hành vi bơi có sự giảm dần theo chiều tăng lên của nồng độ. Nồng độ độc chất thấp làm tăng hành vi bơi của cá nồng độ 20% LC 50 là 41,71±6,09 m/5 phút và nồng độ 40% LC 50 là 36,05±6,30 m/5 phút. Trong khi đó, ở nồng độ cao hơn làm giảm hành vi bơi: các nồng độ 60% và 80% LC 50 tương ứng với các giá trị 28,15±6,36 và 25,89±4,79 m/5 phút. Trong thí nghiệm theo dõi hành vi của cá Hòa lan trong nước thải ở 2 nồng độ 80% và 100% nước thải, có sự giảm hành vi bơi theo sự tăng lên của nồng độ (từ 31,94±3,64 m/5 phút ở nồng độ 80% nước thải xuống còn 25,87±5,14 m/5 phút ở nồng độ 100% nước thải). Ở ngưỡng nồng độ 80% và 100% nước thải lần lượt có sự tương đồng về mặt quãng đường di chuyển của cá Hòa lan với nồng độ 20% và 80% LC 50 của NaOCl. Có thể thấy rằng, thử nghiệm trong môi trường nước thải, cá Hòa lan cũng có phản ứng hành vi bơi tốt như trong thử nghiệm với chất giả ô nhiễm NaOCl. Qua kết quả nghiên cứu có thể thấy rằng loài cá Hòa lan rất nhạy cảm với chất ô nhiễm, đồng thời chúng cũng phản ánh tốt đối với sự thay đổi chất lượng nước thải. Do đó, cần nghiên cứu thêm các loại nước thải khác nhau để áp dụng vào việc giám sát chất lượng nước thải tại Việt Nam. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Chen CM, Shih ML, Lee SZ (2001), “Increased toxicity of textile effluents by a chlorination process using Sodium Hypochlorite”, Water Sci Tech, 43:1–89. [2] Danielly de Paiva Magalha, Rodolfo Armando da Cunha, Jose´ Augusto Albuquerque dos Santos, Daniel Forsin Buss, Darcý´lio Fernandes Baptista, “Behavioral response of Zebrafish Danio rerio Hamilton 1822 to sublethal stress by sodium hypochlorite: ecotoxicological assay using an image analysis biomonitoring system”, Ecotoxicology (2007), 16:417–422. [3] Ellgard EG, Tusa JE, Malizia AA Jr. (1978), “Locomotor activity of bluegill Lepomis macrochirus: hyperactivity induced by sublethal concentrations of cadmium, chromium and zinc”, J Fish Biol 1:19–23. [4] Finger SE, Little EE, Henry MG, Fairchild JF, Boyle TP (1985) “Comparison of laboratory and field assessment of fluorine, part I: Effects of fluorine on the survival, growth, reproduction, and behavior of aquatic organisms in laboratory tests”, in: Boyle TP (ed) Validation and Predictability of laboratory methods for assessment the fate and effects of contaminants in aquatic ecosystems, STP 865, American Society for Testing and materials, Philadelphia, PA, pp 120–133. [5] Frank M. Butterworth,Amara Gunatilaka,María Eugenia Gonsebatt (2011), “Biomonitors and Biomarkers as Directive s of Environmental” Change 2: A Handbook, p350-352. 12 DẪN LIỆU BƯỚC ĐẦU VỀ THÀNH PHẦN LOÀI CÁ... [6] Hoàng Kim Giao, Bùi Thị Oanh, Đào Lệ Hằng (2008), “Ô nhiễm môi trường trong chăn nuôi gia súc, gia cầm tập trung và các giải pháp khắc phục”, Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển nông thôn. [7] Hồ Thanh Hải, Phan Văn Mạch (1997), “Một số kết quả nuôi thực nghiệm loài giáp xác râu ngành Daphnia casinata và thử nghiệm độc tố trên đối tượng này”, Tạp chí Sinh học. [8] Little EE, Archeski RD, Flerox BA, Kozlovskaya VI (1989), “Behavioral indicators of sublethal toxicity in rainbow trout”, Arch Environ Con Tox 19(3):380–385. [9] Nguyễn Xuân Quýnh, Clive Pinder, Steve Tilling (2004), “Giám sát sinh học môi trường nước ngọt bằng động vật không xương sống cỡ lớn”, Nhà xuất bản Đại học quốc gia Hà Nội. [10] Smith EH, Bailey HC (1988) Development of a system for continuous biomonitoring of a domestic water source for early warning of contaminants. In: Gruber DS, Diamonds JM (eds) Automated biomonitoring: living sensors as environmental monitors. Ellis Horwood, Chichester, UK, pp 182–205. [11] The OECD Council (1992), Fish, Acute Toxicity Test, OECD Guideline for testing of Chemical. Title: A STUDY ON PLATY FISH (XIPHOPHORUS SP.) AS AN EARLY WARNING CREATURE OF POLLUTION CAUSED BY INDUSTRIAL WASTEWATER NGUYEN VAN KHANH, KIEU THI KINH The University of Da Nang - University of Science and Education VU THI PHUONG ANH Quang Nam University Abstract: This paper presents the results about using platy fish (Xiphophorus sp.) as an early warning creature of pollution caused by industrial wastewater. The result of evaluation is determined by the method for tracking based on distance and behavior change of platy fish in testing tank every 5 minutes and monitoring continuously in 5 hours. The result shows that in each concentration 20,40,60 and 80% LC50, the value of swimming behavior decreases with increasing direction of concentration. At 80% and 100%, wastewater has a similarity with the distance moved by platy fish at 20% and 80% LC50 of NaOCl. It can be seen that in the wastewater environment test, the platy fish also have better swimming behavior reactions than that in the fake contaminant NaOCl. The findings indicate that we can apply the platy fish (Xiphophorus sp.) to the early warning creature program, monitoring industrial wastewater in Vietnam.
File đính kèm:
- dan_lieu_buoc_dau_ve_thanh_phan_loai_ca_o_song_trau_huyen_nu.pdf