Đăng ký Đăng nhập
Trang chủ Giáo dục - Đào tạo Cao đẳng - Đại học Nghiên cứu khả năng tích tụ thủy ngân trong nghêu bến tre meretrix lyrata (sower...

Tài liệu Nghiên cứu khả năng tích tụ thủy ngân trong nghêu bến tre meretrix lyrata (sowerby, 1825) ở khu vực cửa sông bạch đằng hải phòng

.PDF
112
444
107

Mô tả:

i MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT.......................................................iv DANH SÁCH CÁC BẢNG ..............................................................................................v DANH SÁCH CÁC HÌNH VÀ ĐỒ THỊ....................................................................... vii MỞ ĐẦU ..........................................................................................................................1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ..................................................5 1.1. Dạng tồn tại, độc tính và chu trình thủy ngân trong môi trường............................5 1.1.1. Dạng tồn tại trong môi trường và ứng dụng .........................................................5 1.1.2. Độc tính của các hợp chất thủy ngân.....................................................................6 1.1.3. Chu trình hóa nguồn phát thải thủy ngân toàn cầu..............................................7 1.2. Tổng quan về khu vực cửa sông Bạch Đằng.............................................................7 1.2.1. Những đặc điểm tự nhiên khu vực cửa sông Bạch Đằng ......................................8 1.2.2. Tổng quan xu thế biến đổi của thủy ngân trong nước tại khu vực cửa sông Bạch Đằng................................................................................................................................11 1.2.2.1. Xu thế biến đổi theo chu kỳ triều cường ...............................................................11 1.2.2.2. Xu thế biến đổi theo mùa và năm .........................................................................12 1.2.2.3. Xu thế biến đổi theo không gian...........................................................................13 1.2.3. Kiểm kê các nguồn thải thủy ngân ở vùng cửa sông Bạch Đằng........................15 1.2.4. Nguồn lợi thủy hải sản và nghề nuôi nghêu ở vùng cửa sông Bạch Đằng ..........17 1.3. Đặc điểm của nghêu Meretrix lyrata .......................................................................18 1.3.1. Phân bố .................................................................................................................18 1.3.2. Hình thái cấu tạo của nghêu Meretrix lyrata .......................................................19 1.3.2.1. Hình thái bên ngoài.............................................................................................19 1.3.2.2. Cấu tạo bên trong................................................................................................20 1.3.3. Cách thức ăn lọc ...................................................................................................21 1.3.4. Quy trình nuôi nghêu ...........................................................................................21 1.3.5. Mức độ tích tụ kim loại nặng ...............................................................................23 1.3.5.1. Trên thế giới........................................................................................................23 1.3.5.2. Ở Việt Nam..........................................................................................................26 CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU...........................................................29 2.1. Đối tượng nghiên cứu..............................................................................................29 ii 2.2. Áp dụng mô hình thực nghiệm nghiên cứu mức độ tích tụ thủy ngân trong nghêu ........................................................................................................................................30 2.2.1. Các điều kiện để áp dụng mô hình thực nghiệm .................................................30 2.2.2. Bố trí thí nghiệm ngoài hiện trường ....................................................................31 2.2.3. Đánh giá ngưỡng gây chết và đào thải của nghêu tại phòng thí nghiệm............33 2.3. Đo kích thước của nghêu.........................................................................................36 2.4. Phân tách mô thịt và dạ dày nghêu ........................................................................36 2.5. Qui trình xác định thủy ngân trong sinh vật và môi trường .................................37 2.5.1. Lựa chọn phương pháp phân tích thủy ngân ......................................................37 2.5.2. Thu mẫu và xử lý mẫu .........................................................................................38 2.5.3. Phương pháp phân tích thủy ngân vô cơ tại phòng thí nghiệm..........................40 2.5.4. Đánh giá sai số và độ chính xác của phương pháp..............................................41 2.6. Xác định hệ số tích tụ sinh học ...............................................................................43 2.7. Các phương pháp phân tích lipit và TSS ...............................................................44 2.8. Cơ sở xác định mức độ tiêu thụ thực phẩm an toàn ..............................................45 2.9. Phương pháp xử lý số liệu.......................................................................................45 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN.....................................................................47 3.1. Đặc điểm tự nhiên của bãi nuôi và qui luật phát triển của nghêu.........................47 3.1.1. Đặc điểm tự nhiên của bãi nuôi nghêu ................................................................47 3.1.1.1. Vị trí khu vực nghiên cứu.....................................................................................47 3.1.1.2. Đặc điểm thủy hóa bãi nuôi nghêu thí nghiệm .....................................................47 3.1.1.3. Thành phần cấp hạt nền đáy của bãi nuôi nghêu .................................................50 3.1.2. Xu thế phát triển của nghêu ở khu vực cửa sông Bạch Đằng.............................51 3.1.2.1. Đánh giá tăng trưởng của nghêu nuôi ở hai ô thí nghiệm ....................................51 3.1.2.2. Xây dựng công thức tính tuổi nghêu.....................................................................54 3.1.2.3. Giải thích xu thế phát triển sinh trưởng của nghêu ..............................................58 3.2. Xu thế biển đổi thủy ngân trong môi trường bãi nuôi nghêu vùng cửa sông Bạch Đằng................................................................................................................................60 3.2.1. Các dạng tồn tại của thủy ngân trong môi trường nước bãi nghêu....................60 3.2.1.1. Nồng độ thủy ngân tổng (HgT) .............................................................................61 3.2.1.2. Nồng độ thủy ngân hòa tan (HgI).........................................................................62 3.2.1.3. Hàm lượng thủy ngân liên kết chất rắn lơ lửng (HgTSS)........................................63 3.2.1.4. Nồng độ metyl thủy ngân (HgMe)..........................................................................66 iii 3.2.2. Các dạng tồn tại của thủy ngân trong môi trường trầm tích bãi nghêu.............68 3.3. Đánh giá khả năng tích tụ thủy ngân của nghêu Meretrix lyrata ở vùng cửa sông Bạch Đằng ......................................................................................................................70 3.3.1. Nguồn tích tụ thủy ngân của nghêu ở ngoài môi trường tự nhiên......................70 3.3.1.1. Tích tụ trong mô thịt............................................................................................71 3.3.1.2. Tồn dư trong dạ dày ............................................................................................78 3.3.2. Đánh giá ngưỡng gây chết và đào thải của nghêu ở điều kiện phòng thí nghiệm ........................................................................................................................................80 3.3.2.1. Xác định nồng độ thủy ngân nghêu tích tụ tối đa .................................................80 3.3.2.2. Đánh giá mức độ đào thải của nghêu ở phòng thí nghiệm....................................82 3.3.3. Hệ số tích tụ thủy ngân của nghêu nuôi ngoài hiện trường ................................84 3.3.3.1. Hệ số tích tụ thủy ngân của nghêu từ môi trường nước ........................................84 3.3.3.2. Hệ số tích tụ của nghêu từ môi trường trầm tích ..................................................89 3.3.4. Đề xuất an toàn thực phẩm..................................................................................90 3.3.4.1. Cở sở đề xuất sử dụng an toàn thực phẩm ...........................................................90 3.3.4.2. Khuyến cáo mức độ sử dụng nghêu làm thực phẩm..............................................92 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ.................................................................................94 Kết luận ..........................................................................................................................94 Khuyến nghị ...................................................................................................................95 TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................96 DANH MỤC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ....................................................................103 PHỤ LỤC ......................................................................................................................... i iv DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Viết Tắt Tên tiếng Việt Tên tiếng Anh AAS Thiết bị hấp phụ nguyên tử Atomic absorption Spectrophtometer ANOVA Phân tích phương sai Analysis of variance ADI Hệ số chấp nhận hàng ngày Acceptable Daily Intake BCF Hệ số tích tụ sinh học tập trung Bioconcentration Factor BAF Hệ số tích tụ sinh học Bio Accumulation Factor BSAF Hệ số tích tụ sinh học trong trầm tích Biota-sendiment accumulation factor BYT Bộ Y Tế Ministry of Health CRM Chất chuẩn tham chiếu được chứng nhận Certified Reference Material Ch/c Các bon hữu cơ Organic carbon DO Ôxy hòa tan Dissolve Oxgen DEB Mô hình hóa luồng năng lượng sinh học Dynamic Energy Budged ĐVĐ Động vật đáy Benthic animal EC Tiểu chí môi trường Environmental criterion ECD Detector cộng kết điện tử Electron Capture Detector EPA Cục bảo vệ môi trường Mỹ Environmental Protection Agency FAO Tổ chức lương thực quốc tế Food and Agriculture Organization GC Sắc kí khí Gas chromatography LC Nồng độ gây chết Lethal Concentration MDL Giới hạn phát hiện của phương pháp Method detection limit OBM Mô hình tích tụ sinh học trong sò Oyster Bioaccumulation Model POPs Các nhóm chất hữu cơ khó phân hủy Persistent organic pollutants SD Độ lệch chuẩn Standard Deviation TB Trung bình Average TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam Vietnamese standard TSS Tổng chất rắn lơ lửng Total suspended solid WTO Tổ chức thương mại quốc tế World Trade Organization WHO Tổ chức y tế thế giới World Health Organization v DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng 1.1 Xu thế biến động nồng độ thủy ngân tổng trong nước tại khu vực cửa sông Bạch Đằng................................................................................................................................14 Bảng 1.2 Lượng vật chất trao đổi qua các mặt cắt Minh Đức và Đình Vũ........................15 Bảng 1.3 Nguồn thải của các hoạt động công nghiệp có chứa thủy ngân .........................16 Bảng 1.4 Tổng hợp các nghiên cứu về tích tụ kim loại nặng trong loài hai mảnh vỏ ở Việt Nam .................................................................................................................................26 Bảng 2.1 Thời gian biểu tiến hành thí nghiệm..................................................................35 Bảng 2.2 Kết quả phân tích mẫu chuẩn thủy ngân nồng độ 0,5ppb ..................................42 Bảng 2.3 Hệ số ADI và qui chuẩn môi trường đối với thủy ngân......................................45 Bảng 2.4 Chuỗi số liệu X,Y về hàm lượng thủy ngân trong mô sinh vật............................46 Bảng 3.1 Thành phần cấp hạt bãi triều ở hai ô thí nghiệm ...............................................51 Bảng 3.2 Biến thiên khối lượng cá thể nghêu nuôi tại hai ô thí nghiệm OTN và AD .........51 Bảng 3.3 Tuổi nghêu theo các giai đoạn phát triển từ ấu trùng đến con giống .................55 Bảng 3.4 Thông số sinh trưởng của nghêu nuôi ở khu vực cửa sông Bạch Đằng..............55 Bảng 3.5 Đánh giá sai số của công thức (3.3) đối với nghêu nuôi tại khu vực cửa sông Bạch Đằng.......................................................................................................................57 Bảng 3.6 Nồng độ HgT trong môi trường nước bãi nuôi nghêu ........................................61 Bảng 3.7 Nồng độ HgI trong môi trường nước bãi nuôi nghêu .........................................62 Bảng 3.8 Hàm lượng HgTSS trong môi trường nước bãi nuôi nghêu..................................64 Bảng 3.9 Các dạng thủy ngân trong nước bãi nuôi nghêu................................................65 Bảng 3.10 Nồng độ thủy ngân trong nước bãi nuôi nghêu................................................66 Bảng 3.11 Hàm lượng HgSMe và HgST trong lớp trầm tích bề mặt hai ô thí nghiệm..........68 Bảng 3.12 Thành phần cấp hạt trầm tích bãi nuôi nghêu .................................................69 Bảng 3.13 Hàm lượng HgMe và HgT trong mô thịt nghêu ở hai ô thí nghiệm....................71 Bảng 3.14 Hàm lượng lipit của nghêu theo các đợt thu mẫu ............................................73 Bảng 3.15 Tích tụ thủy ngân trong mô thịt nghêu M.lyrata ở hai ô thí nghiệm .................75 Bảng 3.16 Hệ số tương quan giữa các yếu tố môi trường và hàm lượng thủy ngân tích tụ trong mô thịt nghêu M.lyrata............................................................................................76 Bảng 3.17 Hàm lượng HgMe và HgT trong dạ dày nghêu M.lyrata....................................78 Bảng 3.18 Thành phần thức ăn và hàm lượng thủy ngân trong dạ dày nghêu...................79 Bảng 3.19 Hàm lượng thủy ngân tích lũy trong nghêu ở điều kiện phòng thí nghiệm .......81 Bảng 3.20 Mức độ đào thải HgT của nghêu M.lyrata sau 08 ngày....................................82 vi Bảng 3.21 Mức độ đào thải HgMe của nghêu M.lyrata sau 08 ngày..................................83 Bảng 3.22 Hệ số tích tụ BAF của nghêu trong môi trường nước ......................................85 Bảng 3.23 Hệ số tương quan giữa các yếu tố môi trường và hệ số tích tụ sinh học BAF...88 Bảng 3.24 Hệ số tương quan giữa các dạng thủy ngân và hệ số tích tụ sinh học BAF ......89 Bảng 3.25 Hệ số tích tụ BSAF của nghêu trong môi trường trầm tích ..............................89 Bảng 3.26 Tỷ lệ ruột/vỏ của nghêu nuôi ở hai ô thí nghiệm..............................................91 Bảng 3.27 Tỷ lệ dạ dày/mô thịt của nghêu nuôi ở hai ô thí nghiệm...................................91 Bảng 3.28 Khuyến cáo lượng nghêu sử dụng làm thực phẩm hàng ngày ..........................92 vii DANH SÁCH CÁC HÌNH VÀ ĐỒ THỊ Hình 1.1 Vòng tuần hoàn thủy ngân trong môi trường........................................................7 Hình 1.2 Biến đổi nồng độ HgT theo mực nước trong ngày ở mùa mưa ...........................12 Hình 1.3 Biến đổi nồng độ HgT theo mực nước trong ngày ở mùa khô..............................12 Hình 1.4 Diễn biến nồng độ HgT và độ muối trong nước cửa sông Bạch Đằng mùa mưa .12 Hình 1.5 Diễn biến nồng độ HgT và độ muối trong nước cửa sông Bạch Đằng mùa khô...12 Hình 1.6 Sơ đồ các điểm thu mẫu của trạm Quan trắc và Phân tích môi trường biển ven bờ phía Bắc...........................................................................................................................13 Hình 1.7 Vị trí các điểm khảo sát .....................................................................................13 Hình 1.8 Biến động diện tích nuôi nghêu khu vực cửa sông Bạch Đằng ...........................19 Hình 1.9 Hình thái cấu tạo chung của nghêu Meretrix lyrata ...........................................20 Hình 1.10 Biến thiên hàm lượng TSS và mùn bã hữu cơ theo thời gian.............................21 Hình 1.11 Biến thiên số lượng cá thể nghêu từ quá trình thả giống đến khi thu hoạch......22 Hình 2.1 Loài nghêu trắng Bến Tre..................................................................................29 Hình 2.2 Khu vực bố trí thí nghiệm tại xã Đồng Bài – Huyện Cát Hải..............................32 Hình 2.3 Cách bố trí thí nghiệm ngoài hiện trường ..........................................................32 Hình 2.4 Qui trình nuôi nghêu ở vùng cửa sông Bạch Đằng.............................................33 Hình 2.5 Hệ thống sục khí cho các bể thí nghiệm .............................................................34 Hình 2.6 Các kích thước cần đo của nghêu Meretrix lyrata..............................................36 Hình 2.7 Thước Panme ....................................................................................................36 Hình 2.8 Sơ đồ nguyên lí phân tích thủy ngân bằng phương pháp hóa hơi lạnh ...............37 Hình 2.9 Sơ đồ các chỉ số phân tích trong mẫu nước bãi nuôi nghêu................................39 Hình 2.10 Sơ đồ các chỉ số phân tích trong mẫu nghêu ....................................................39 Hình 2.11 Sơ đồ các chỉ số phân tích trong mẫu trầm tích bãi nuôi nghêu........................40 Hình 2.12 Đường chuẩn xác định thủy ngân vô cơ ...........................................................42 Hình 3.1 Sơ đồ khu vực nghiên cứu..................................................................................47 Hình 3.2 Biến thiên nhiệt độ nước tại bãi nghêu thí nghiệm .............................................48 Hình 3.3 Biến thiên độ muối trong nước tại bãi nghêu thí nghiệm ....................................48 Hình 3.4 Biến thiên độ pH trong nước tại bãi nghêu thí nghiệm .......................................49 Hình 3.5 Biến thiên hàm lượng TSS trong nước tại bãi nghêu thí nghiệm .........................50 Hình 3.6 Biến thiên hàm lượng DO trong nước tại bãi nghêu thí nghiệm..........................50 Hình 3.7 Biến thiên số lượng cá thể/kg nghêu trong các đợt thu mẫu ...............................52 viii Hình 3.8 Biến thiên kích thước của nghêu tại ô thí nghiệm OTN ......................................53 Hình 3.9 Biến thiên kích thước của nghêu tại ô thí nghiệm AD.........................................54 Hình 3.10 Công thức tính tuổi nghêu theo kích thước.......................................................57 Hình 3.11 Vạch đánh dấu mức độ phát triển của nghêu ...................................................58 Hình 3.12 Nhiệt độ nước ở bãi nuôi nghêu ở giai đoạn thấp nhất trong năm....................59 Hình 3.13 Vị trí thu mẫu ..................................................................................................60 Hình 3.14 Biểu diễn biến thiên nồng độ HgT theo thời gian ..............................................62 Hình 3.15 Biểu diễn biến thiên nồng độ HgI theo thời gian...............................................63 Hình 3.16 Mối tương quan giữa nồng độ HgT và hàm lượng TSS trong nước khu vực cửa sông Bạch Đằng...............................................................................................................63 Hình 3.17 Biểu diễn biến thiên hàm lượng HgTSS theo thời gian .......................................65 Hình 3.18 Biểu diễn biến thiên nồng độ HgMe và HgT theo thời gian.................................67 Hình 3.19 Nồng độ HgMe tại khu vực cửa sông Bạch Đằng...............................................67 Hình 3.20 Sơ đồ cơ chế tích tụ thủy ngân trong nghêu Meretrix lyrata .............................70 Hình 3.21 Biến thiên hàm lượng thủy ngân HgT trong mô thịt nghêu nuôi ở ô thí nghiệm.72 Hình 3.22 Biến thiên hàm lượng thủy ngân HgMe trong mô thịt nghêu nuôi ở ô thí nghiệm ........................................................................................................................................74 Hình 3.23 Biến thiên hàm lượng thủy ngân HgT và HgMe trong mô thịt nghêu ..................77 Hình 3.24 Mối tương quan giữa hàm lượng thủy ngân và lipit trong mô nghêu ................77 Hình 3.25 Hàm lượng HgT trong dạ dày nghêu nuôi ở ô thí nghiệm .................................79 Hình 3.26 Hàm lượng HgMe trong dạ dày nghêu nuôi ở ô thí nghiệm................................79 Hình 3.27 Mức độ đào thải hàm lượng HgT trong mô thịt của nghêu sau 08 ngày............82 Hình 3.28 Biến thiên hệ số tích tụ BAF của nghêu M.lyrata theo thời gian.......................86 Hình 3.29 Hệ số tích tụ BAF của loài nhuyễn thể hai mảnh vỏ khu vực Đông bắc Bắc Bộ 87 Hình 3.30 So sánh hệ số tích tụ BAF của nghêu nuôi ở Bạch Đằng, Sầm Sơn và Cửa Lò..87 1 MỞ ĐẦU Xã hội càng phát triển, công nghiệp hóa càng nhanh nên chất thải độc hại đưa vào vào môi trường càng gia tăng. Các chất độc hại rò rỉ từ quá trình sản xuất, vận chuyển và lưu trữ trong kho. Ngay cả nước rỉ, thẩm thấu từ bãi rác cũng gây nguy hiểm cho khu dân cư xung quanh. Các loại ô nhiễm hóa học sinh ra từ quá trình sản xuất nông nghiệp và khai thác quá mức tài nguyên thiên nhiên đang ngày càng làm nguy hại cho sinh quyển. Tác động ấy không những ảnh hưởng đến loài người mà đến các sinh vật sống trên trái đất. Các độc chất được tích tụ sinh học qua chuỗi thức ăn và xâm nhập vào cơ thể con người, chúng gây ra những sự biến đổi, tồn lưu và tác động đến sức khỏe của con người. Sự tích tụ sinh học được định nghĩa như là một quá trình sinh vật lưu giữ các hóa chất trực tiếp từ môi trường vô sinh (nước, khí và đất) và từ nguồn thức ăn (truyền dưỡng). Các hóa chất trong môi trường được sinh vật hấp thu qua quá trình khuếch tán thụ động. Cơ quan đầu tiên cho việc hấp thu bao gồm màng phổi, mang và đường ruột. Các hóa chất phải xuyên qua lớp đôi lipit của màng để đi vào trong cơ thể. Tiềm năng tích tụ sinh học các hóa chất có liên quan với khả năng hòa tan của các chất trong lipit. Môi trường nước là nơi các chất có ái lực với lipit xuyên qua tấm chắn giữa môi trường tự nhiên và sinh vật. Bởi vì sông, hồ và đại dương như là các bể lắng các chất và sinh vật thủy sinh chuyển một lượng lớn nước xuyên qua màng hô hấp của chúng (mang) cho phép tách một lượng các hóa chất từ nước vào cơ thể. Thủy sinh vật có thể tích tụ sinh học các hóa chất và đạt đến mức cao hơn nồng độ chất đó có trong môi trường. Trong môi trường biển ven bờ, nhóm động vật nhuyễn thể sống đáy đã được các nhà khoa học chọn làm đối tượng nghiên cứu do khả năng tích tụ sinh học cao, đời sống ít di chuyển, ăn lọc mùn bã hữu cơ, v.v... Điều này cũng đi kèm với nguy cơ mất an toàn cho con người khi sử dụng chúng làm thực phẩm nếu hàm lượng độc tính (ví dụ: nhóm kim loại nặng, nhóm hữu cơ khó phân hủy) tích tụ trong mô thịt và nội tạng đủ lớn. Cho đến nay hầu hết các nước phát triển đã ban hành những tiêu chuẩn an toàn đối với việc tiêu thụ thủy sản nói chung và nhóm động vật nhuyễn thể nói riêng. Hiện nay, nuôi trồng thủy hải sản ở nước ta ngày càng có xu hướng phát triển mạnh, nhất là khi Việt Nam trở thành thành viên 150 của tổ chức thương mại thế giới (WTO), đã mở ra cho Việt Nam một tiềm năng xuất khẩu lớn, đặc biệt là thủy hải sản. Một trong những mặt hàng thủy hải sản được thị trường thế giới ưa chuộng là nhuyễn thể hai mảnh vỏ. Hiện nay, chất lượng vệ sinh an toàn thực phẩm được người tiêu dùng quan tâm, nhất là loài thủy hải sản có giá trị xuất khẩu. Ở Việt Nam, các nghiên cứu về tích tụ các 2 độc chất ở các loài thủy hải sản phân bố ngoài tự nhiên hoặc nuôi ở vùng biển ven bờ còn thiếu hoặc không có số liệu nghiên cứu. Đặc biệt khu vực Đông bắc Bắc Bộ (bao gồm thành phố Hải Phòng và tỉnh Quảng Ninh) có hệ động vật nhuyễn thể phong phú và đa dạng. Các nghiên cứu về chất lượng thực phẩm với các loài nhuyễn thể hai mảnh có giá trị kinh tế cao (ngao, sò huyết, sò lông,...) còn ít được quan tâm nên cần thiết triển khai nghiên cứu mức độ tích tụ các độc chất đối với những loài sinh vật có vai trò chỉ thị sinh học này. Để lựa chọn sinh vật trong các nghiên cứu tích tụ phải đáp ứng các điều kiện như: đời sống tĩnh tại, có khả năng tích tụ chất ô nhiễm, đời sống đủ dài, kích thước phù hợp để cung cấp mô thịt đủ lớn phục vụ cho phân tích và dễ thu mẫu. Trong thực tế, khó có loài sinh vật nào đáp ứng được tất cả các tiêu chí. Loài nhuyễn thể hai mảnh vỏ, có khả năng tích tụ các chất ô nhiễm cao gấp nhiều lần trong môi trường nước, ăn lọc và ít di chuyển nên chúng thường được chọn làm các sinh vật chỉ thị, đối tượng nghiên cứu trong lĩnh vực độc học môi trường. Ở khu vực cửa sông Bạch Đằng, một trong các loài nhuyễn thể được nuôi phổ biến là loài nghêu trắng Bến Tre (Meretrix lyrata). Hệ sinh thái cửa sông là nơi tiếp nhận các chất thải từ lục địa đổ ra biển, được rất nhiều các nhà khoa học trong và ngoài nước nghiên cứu. Cửa sông Bạch Đằng có những nét đặc trưng tiêu biểu của cửa sông khí hậu nhiệt đới, đa dạng sinh học cao và dồi dào nguồn lợi thủy sản khai thác để phát triển kinh tế. Đây là hệ sinh thái đặc biệt vì bao gồm các phụ hệ sinh thái nước lợ, nước mặn và một phần phụ hệ sinh thái nước ngọt nên sinh vật đóng vai trò cho từng hệ sinh thái. Khả năng trao đổi nước ở cửa sông Bạch Đằng rất lớn giữa khối nước ngọt và khối nước biển, khả năng sa lắng, bồi tụ đã tạo nên những bãi triều rộng lớn, giàu dinh dưỡng. Các bãi triều thuận lợi cho nghề nuôi nghêu vì đáp ứng các điều kiện phát triển của chúng nhờ có nguồn thức ăn phong phú, các núi đá vôi và rạn san hô cung cấp can xi để tạo ra vỏ cứng. Vùng khai thác có diện tích từ 150 ha đến 4000 ha và có nhiều loài được khai thác rải rác quanh năm. Một nguy cơ hiện hữu là khu vực cửa sông Bạch Đằng hàng năm phải tiếp nhận nhiều nguồn thải gây ô nhiễm môi trường từ các hoạt động phát triển kinh tế xã hội. Các chất ô nhiễm từ các nguồn công nghiệp (hoạt động cảng, giao thông thủy, đóng và sửa chữa tàu, phá dỡ tàu cũ và các khu công nghiệp ven biển), nông nghiệp và sinh hoạt. Các chất ô nhiễm được quan tâm trong các nghiên cứu gần đây chủ yếu là kim loại nặng và các chất hữu cơ bền khó phân hủy. 3 Kim loại nặng là khái niệm để chỉ các kim loại có nguyên tử lượng lớn hơn 6g/cm3, chúng thường có độc tính đối với sinh vật. Một số kim loại nặng ở dưới mức độ cho phép là các nguyên tố vi lượng cần thiết cho sự sống, thành phần của tế bào (Cu, Zn, Ni, Co) nhưng ở ngưỡng vượt giới hạn cho phép sẽ tác động đến đời sống sinh vật. Đối với các nguyên tố kim loại nặng (Cd, Hg, Pb) là các độc chất môi trường, chỉ cần một hàm lượng rất nhỏ cũng có thể gây ngộ độc đối với sinh vật. Có những nguyên tố tồn tại trong môi trường rất thấp nhưng mức độ tích tụ theo chuỗi thức ăn và khuếch đại sinh học làm cho lượng chất độc trong cơ thể sinh vật tăng lên. Một trong các độc chất được nhiều nhà khoa học quan tâm vì tính độc và khả năng tích tụ sinh học cao là thủy ngân (Hg). Thủy ngân đi vào môi trường từ các nguồn thải của ngành công nghiệp ở khu vực cửa sông Bạch Đằng như nhà máy nhiệt điện sử dụng than, nhà máy sản xuất thép, doanh nghiệp sản xuất thiết bị điện tử, công nghiệp mỹ phẩm, các thiết bị y tế và ngành nông nghiệp (các chất diệt khuẩn). Thuỷ ngân (đặc biệt là dạng metyl thủy ngân) đã được hấp thu và đồng hoá vào sinh vật bậc thấp, tồn tại trong đó và có thể xâm nhập tiếp vào sinh vật bậc cao. Thảm kịch xảy ra cho người dân ở Minamata (Nhật bản) vì metyl thủy ngân theo chuỗi thức ăn từ các vi sinh vật vào cá nhỏ, đến những loại cá lớn có trong bữa ăn hằng ngày của cư dân địa phương. Năm 1953, ô nhiễm thủy ngân đã đạt đến mức nguy hiểm, người nhiễm độc bị các triệu chứng liệt mà hiện nay được gọi là bệnh Minamata. Vì vậy nghiên cứu khả năng tích tụ thủy ngân trong nghêu Meretrix lyrata nuôi tại khu vực cửa sông Bạch Đằng nhằm khuyến cáo kịp thời đối với sức khỏe hàng triệu dân cư sống ở khu vực này. Trong luận án này sẽ làm rõ hai mục tiêu chính: - Xây dựng mối quan hệ của các dạng thủy ngân trong môi trường nước, trầm tích và trong mô thịt nghêu M.lyrata tại khu vực nghiên cứu để đánh giá vai trò chỉ thị sinh học của đối tượng này. - Xác định các hệ số tích tụ sinh học thủy ngân đối với loài nghêu M.lyrata để đánh giá điều kiện tích tụ cao nhất và các khuyến cáo vệ sinh an toàn thực phẩm. Nội dung nghiên cứu chính của luận án: - Tổng quan các tài liệu trong và ngoài nước liên quan đến luận án nghiên cứu. - Đánh giá các đặc trưng về điều kiện tự nhiên, môi trường khu vực cửa sông Bạch Đằng. - Xác định mối tương quan của hàm lượng thủy ngân trong mô thịt nghêu và trong môi trường nước và trầm tích tại khu vực nghiên cứu. 4 - Nghiên cứu khả năng tích tụ thủy ngân bằng mô hình thực nghiệm ngoài hiện trường và xác định mức độ đào thải trong phòng thí nghiệm. Kết quả của luận án có tính mới trong nghiên cứu khoa học và ý nghĩa thực tiễn cao: Xác định qui luật sinh trưởng của nghêu Meretrix lyrata ở vùng cửa sông Bạch Đằng và ảnh hưởng của điều kiện tự nhiên đối với sự phát triển của nghêu, xây dựng công thức xác định nhanh tuổi nghêu (tháng) theo kích thước. Nghiên cứu hàm lượng các dạng thủy ngân trong môi trường (nước, trầm tích) và sinh vật ở khu vực cửa sông Bạch Đằng. Đặc biệt là các kết quả nghiên cứu về metyl thủy ngân tích lũy trong loài nghêu Meretrix lyrata chưa có số liệu nghiên cứu trước đây tại khu vực này. Xác định cơ chế tích tụ thủy ngân tích tụ trong nghêu nuôi Meretrix lyrata ở khu vực cửa sông Bạch Đằng trong điều kiện tự nhiên, đánh giá vai trò chỉ thị môi trường. Bước đầu nghiên cứu mức độ đào thải thủy ngân trong phòng thí nghiệm, tính các hệ số tích tụ sinh học làm cơ sở đề xuất sử dụng nghêu làm thực phẩm đảm bảo an toàn cho sức khỏe người tiêu dùng. 5 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU Khu vực cửa sông Bạch Đằng tập trung nhiều hoạt động kinh tế của vùng tam giác kinh tế sôi động Hải Phòng – Quảng Ninh – Hà Nội. Tại đây, các nguy cơ cao gây ô nhiễm môi trường bởi các hoạt động công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải và mạng lưới cảng dầy đặc đã phát tán chất thải có chứa thủy ngân ra môi trường cửa sông gây tích tụ vào hệ sinh vật sống. Cửa sông Bạch Đằng, khu vực có nhiều bãi triều rộng, thuận lợi cho sự phát triển các loài thân mềm nói chung và loài nghêu Meretrix lyrata nói riêng. Tổng quan các nguồn phát thải thủy ngân vào môi trường vùng cửa sông Bạch Đằng, tình hình nghiên cứu tích tụ thủy ngân đối với các loài nhuyễn thể ở khu vực này sẽ định hướng các vấn đề mới cần nghiên cứu của luận án. 1.1. Dạng tồn tại, độc tính và chu trình thủy ngân trong môi trường 1.1.1. Dạng tồn tại trong môi trường và ứng dụng Trong đời sống hàng ngày, thủy ngân tồn tai ở nhiều dạng và được ứng dụng rộng ở nhiều lĩnh vực như sau [10, 42, 54]: + Thuỷ ngân nguyên tử, dưới dạng lỏng (kí hiệu Hg0). Đây là một dạng quen thuộc và thường thấy trong các nhiệt kế. + Thuỷ ngân dưới dạng khí (kí hiệu Hg0), là thuỷ ngân dưới tác dụng của nhiệt chuyển thành hơi. + Thuỷ ngân vô cơ, dưới dạng ion như là (HgO, Hg(OH)2, Hg2Cl2, HgCl2, HgI2, HgCN2, Hg(NO3)2, Hg(CNO)2,…) có độ hòa tan khác nhau. Các hợp chất thủy ngân vô cơ được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực y tế, quân sự, công nghiệp và được sử dụng để làm sơn chống hà. + Thủy ngân hữu cơ: Metyl thủy ngân, CH HgCl, CH HgOH, (CH3)2Hg+ và phần nhỏ phenyl thủy ngân. Hầu hết các hợp chất thủy ngân hữu cơ khó hòa tan ((CH3)2Hg+ phân huỷ chậm và (CH3)Hg+ hầu như không phân huỷ), không tham gia phản ứng trong môi trường axit yếu hoặc ái lực yếu của thủy ngân và liên kết C-O. Các dạng thủy ngân hữu cơ dạng RHgX được sử dụng chủ yếu trong các loại thuốc bảo vệ thực vật, y tế . Trong nước tự nhiên, các hợp chất của thủy ngân dễ bị khử hoặc bay hơi nên hàm lượng thủy ngân trong nước rất nhỏ. Nó có thể tồn tại ở dạng kim loại, dạng ion vô cơ hoặc dạng hợp chất hữu cơ. Trong môi trường giàu oxi, thủy ngân tồn tại chủ yếu dạng 6 hóa trị II [10]. Trong môi trường biển thủy ngân tồn tại dạng ion, trong hạt lơ lửng, dạng phức và dạng metyl thủy ngân. Hầu hết thủy ngân trong nước cửa sông được liên kết với các phần tử chất rắn có kích thước lớn hơn 0,45µm [58]. Thủy ngân trong trầm tích rất ít vì bị lôi cuốn bởi các hạt rắn lơ lửng [40]. 1.1.2. Độc tính của các hợp chất thủy ngân Tính độc của Hg trong môi trường là rất cao vì khả năng tích tụ theo chuỗi thức ăn và khả năng đào thải thấp [41]. Các biến chứng khi nhiễm thủy ngân là rất nghiêm trọng, đặc biệt là thủy ngân hữu cơ (dạng cực độc là metyl thủy ngân). Dưới đây là một số tính độc thường thấy của các hợp chất thủy ngân [42]. - Hg nguyên tố: không độc, trơ và được đào thải nhanh. - Hg dạng hơi: rất độc, có thể theo đường hô hấp  phổi  máu  não  gây độc. - Hg dạng muối vô cơ HgCl2, Hg2Cl2 ít tan, ít độc vì thường là hợp chất không tan. Hg +2 khi đi vào cơ thể không hoà tan và ít độc. - Hg+2 là ion độc nhưng khó vận chuyển qua màng sinh học của tế bào (khó xâm nhập qua màng sinh học của tế bào) nhưng có khả năng kết hợp với lưu huỳnh trong cấu trúc của Enzim để đi vào tế bào: SH SH + Hg+2 Enzim Enzim SH Hg SH - Hg dạng hợp chất hữu cơ: CH3Hg+, (CH3)2Hg là hình thái độc nhất của thủy ngân, có thể hoà tan trong mỡ hoặc các thành phần lipit của màng trong não, được tích tụ trong các tế bào với chu kì bán dài. Nguy hiểm nhất là CH3Hg+, nó dễ dàng vận chuyển qua màng tế bào đến các mô. Metyl thủy ngân có thể được vận chuyển từ mẹ sang con khi mẹ bị nhiễm độc. R2Hg trong môi trường axit có thể chuyển thành RHg +:  H (CH3)2Hg   2CH3Hg+ Ngoài ra, một số dạng khác (HgS) khó hoà tan, tồn tại trong trầm tích, cặn lắng của sông khi pH thấp nó có thể hoà tan một phần tạo thành Hg+2 đi vào chuỗi thức ăn. Trong lớp bùn đáy ao, thủy ngân có thể tồn tại từ 10÷100 năm. Thủy ngân vô cơ có các dạng: Hg, Hg+, và Hg2+, ở dạng hữu cơ thì Hg liên kết với nhóm sulfhydryl (-SH) từ các acid amin có chứa S trong cơ thể sinh vật chết. Ngoài ra, thủy ngân còn liên kết với các gốc hydrocarbon như là CH3HgCl, CH3Hg+ và CH3HgCH3. Metyl thủy ngân tích lũy ở thủy sản được các nhà quản lý quan tâm vì lý do ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Metyl thủy ngân không 7 thể được loại bỏ theo quá trình chế biến thủy sản vì HgMe liên kết chặt với protein trong tế bào, 95% metyl thủy ngân sẽ hấp thụ vào trong các bộ phận của loài cá sau 2 ngày và tồn tại trong cơ thể từ 70÷90 ngày. Vì vậy, Metyl thủy ngân sẽ đi vào cơ thể người thông qua việc ăn cá, gây ra bệnh Minamata ở người (mất điều khiển thần kinh trung ương) khi mà cơ thể hấp thu một lượng metyl thủy ngân cao hơn 0,1µg/kg/ngày [10]. 1.1.3. Chu trình hóa nguồn phát thải thủy ngân toàn cầu Thủy ngân là nguyên tố có chu trình tuần hoàn toàn cầu (hình 1.1). Chu trình thủy ngân toàn cầu chỉ ra các nguồn thủy ngân từ các nguồn tự nhiên đi vào khí quyển qua khí, dung nham từ các hoạt động núi lửa, dung dịch hoặc các phần tử rắn, ví dụ như HgS có nguồn gốc từ khoáng vật ở suối nước nóng, nguồn thủy nhân chủ yếu trong tự nhiên. Qua vòng tuần hoàn này cho thấy mức độ phát tán và ô nhiễm thủy ngân khoảng 30.000tấn/năm từ nguồn thải tiểu vùng và nguồn thải toàn cầu. Một nghiên cứu cho thấy nguồn thủy ngân nằm trong các hồ khoảng 334 tỷ tấn, hầu hết nằm trong trầm tích đại dương (98%) và trong nước đại dương (1,2%) và phần còn lại tồn lưu trong đất [37, 54]. Khí quyển 2 0,5 8 13 4 18 27 10 9 Thủy quyển 6 Địa quyển Hình 1.1 Vòng tuần hoàn thủy ngân trong môi trường [54] 1.2. Tổng quan về khu vực cửa sông Bạch Đằng Cửa sông Bạch Đằng là một loại cửa sông hình phễu với kết cấu nửa kín. Ở đây thủy triều là yếu tố động lực ngoại sinh ưu thế, qui định về các đặc trưng địa hình và trầm 8 tích. Đây là một khu vực nước lợ mặn, hòa trộn nước sông – biển khá tốt, một trường hợp điển hình trên thế giới về một cửa sông hình phễu phát triển trong điều kiện nhật triều biên độ lớn [20]. Dưới đây là một đặc trưng tiêu biểu của cửa sông Bạch Đằng: 1.2.1. Những đặc điểm tự nhiên khu vực cửa sông Bạch Đằng Tọa độ địa lý Sông Bạch Đằng, nằm trong khoảng tọa độ địa lí 106037'00''÷107000'00'' kinh độ đông và 21o00'00''÷ 20o35'00'' vĩ độ bắc, là con sông chảy giữa huyện Yên Hưng (tỉnh Quảng Ninh) và huyện Thuỷ Nguyên (thành phố Hải Phòng), thuộc hệ thống sông Thái Bình. Vùng cửa sông Bạch Đằng thuộc kiểu vùng cửa sông hình phễu với đường bờ nói chung có hướng lõm vào phía lục địa trong điều kiện thiếu hụt bồi tích và thủy triều có biên độ lớn. Các bãi triều là địa hình quan trọng nhất trong các dạng địa hình bị ngập nước theo chu kì triều. Các bãi triều cao có độ cao bề mặt cao hơn mặt biển trung bình, nhiều khi bị lạch triều chia cắt thành các đảo như bãi nhà Mạc, đảo Vũ Yên, Đình Vũ, Cát Hải, v.v… Trên những bãi triều này, thực vật ngập mặn phát triển phong phú với các loại vẹt, đước, sú bầu… Lòng sông bị ngập chìm do biển lấn và được đào sâu thêm do sức xâm thực của dòng triều làm cửa sông Bạch Đằng có độ sâu lớn, có chỗ sâu tới 15 mét, và có lạch ngầm kéo dài ra phía biển. Đó là một nét đặc trưng của vùng cửa sông hình phễu [20]. Đặc điểm địa hình, địa mạo Địa hình bãi biển: được tạo thành do sóng của khu vực ven bờ, dạng địa hình này rất ít, vì sóng trải qua địa hình rộng lớn của bãi triều đã bị giảm năng lượng sóng vào đến bờ, vì vậy không còn đủ năng lượng thành tạo các bãi biển ven bờ thuộc vùng triều. Các bãi có địa hình cao trung bình từ 2,5 ÷ 3,5m (so với mặt biển trung bình). Trong điều kiện thời tiết bình thường sóng không thể đưa các trầm tích lên bề mặt cao của bãi chỉ khi có mưa bão và gió mùa đông bắc thì sóng mới phủ chờm lên và đưa vật liệu vào bãi triều. Địa hình bãi triều cao phân bố rộng lớn trong vùng và được xác định từ độ cao 1,86m trở lên đến bờ. Sự trùng hợp giữa phần bãi triều cao với diện tích phân bố thực vật ngập mặn phát triển là do chế độ thủy triều và độ đục của nước biển vùng nghiên cứu. Địa hình bãi triều thấp được phân chia từ 0m đến 1,86m (so với 0m/HĐ) phần địa hình này về cơ bản là một bề mặt bằng phẳng và không có thực vật ngập mặn vì điều kiện ngập nước trong ngày lớn, điều kiện động lực mạnh do sóng và dòng chảy, độ đục nước ven bờ cao. Bề mặt địa hình tương đối phẳng ở những khu vực có sự tác động của sóng và dòng triều tương đối đồng đều trên bề mặt. 9 Địa hình các hệ thống lạch triều đã được phân chia thành các cấp khác nhau và chủ yếu là nhóm lạch triều xâm thực và nhóm lạch triều kế thừa. Trong nhóm lạch triều xâm thực được chia thành 4 cấp từ cấp 1 đến cấp 4, nhóm lạch triều kế thừa được chia thành 3 cấp từ cấp 5 đến cấp 7. Các cấp lạch triều kiến tạo phát triển, chia cắt tất cả phần bãi triều cao và bãi triều thấp và chúng cũng chính là các lạch sông, cửa sông dẫn nước khi triều lên, triều xuống vào lục địa và lưu chuyển nước trong vùng triều, chia cắt các bãi triều thành những đảo nhỏ. Trầm tích bãi triều Các loại trầm tích bãi triều trong vùng cửa sông Bạch Đằng có 5 loại trầm tích bãi như sau: Cát nhỏ phân bố trên các bãi cát cửa sông Văn úc, doi cát triều Đình Vũ, Cát Hải và bãi triều thấp Phù Long. Các bãi triều cát phân bố chủ yếu trên địa hình bãi triều thấp về hướng biển, chúng có độ chọn lọc tốt từ 1,25 ÷ 1,37. Bột lớn phân bố liền kề với cát nhỏ ở Đình Vũ và Đường 14, ngoài ra bột lớn phân bố thành một dải rộng ở Cát Hải và Yên Lập. Chúng có độ chọn lọc tốt 1,50 ÷ 2,30 và đường kính trung bình Md trong khoảng 0.080 ÷ 0.086mm. Bùn bột nhỏ phân bố chủ yếu trên các bãi triều thấp ở Bằng la, Đình Vũ, Tràng Cát, các dải bùn bột nhỏ ở cửa Văn úc và Đình Vũ là sự kế tiếp liên tục của trầm tích cát nhỏ và bột lớn. Đường kính trung bình Md trong khoảng 0.018 ÷ 0.035, độ chọn lọc kém So trong khoảng 2.75 ÷ 4.29. Trầm tích bột sét là những dải rộng phân bố ở vùng cửa sông Bạch Đằng và cửa sông Văn úc trên các bãi triều Đình Vũ, đường kính trung bình Md trong khoảng 0.0053 ÷ 0.0092mm, và chúng có độ chọn lọc kém So = 4.30 ÷ 4.85. Trầm tích sét bột phân bố tập trung chủ yếu ở trung tâm cửa sông Bạch Đằng, đường kính trung bình Md trong khoảng 0.047 ÷ 0.053, độ chọn lọc kém So = 4.27 ÷ 4.85 [12]. Đặc trưng chế độ khí hậu Khu vực cửa sông Bạch Đằng nằm trong vùng khí hậu có tính chất nhiệt đới, mùa hạ nóng ẩm mưa nhiều và mùa đông khô lạnh mưa ít. Mùa đông (tháng 11 đến tháng 3 năm sau) hướng gió thịnh hành là đông bắc, bắc và đông, các hướng khác chiếm tần suất nhỏ. Vận tốc gió trung bình đạt 3,2 ÷ 3,7m/s. Hàng tháng trung bình có 3 ÷ 4 đợt gió mùa đông bắc, kéo dài từ 5 ÷ 7 ngày, gây ra mưa nhỏ. Mùa hè (tháng 5 đến tháng 9), khu vực nghiên cứu chịu ảnh hưởng của các luồng không khí nóng và ẩm từ phía tây và nam tràn qua. Hướng gió thịnh hành chủ yếu là đông, đông nam và nam. Tốc độ gió trung bình đạt 3,5 ÷ 4,0m/s, cực đại đạt 20 ÷ 25m/s. Trong mùa hè đôi khi xuất hiện các đợt gió tây nam tuy có tốc độ nhỏ nhưng mang lại thời tiết khô nóng. Khu vực nghiên cứu có số giờ nắng trung bình năm vào khoảng 1600 ÷ 1800 giờ. Số giờ nắng lớn nhất thường xuất hiện vào tháng 7 10 và tháng 9, số giờ nắng ít nhất thường vào tháng 2. Tổng lượng mưa cả năm dao động trong khoảng 1600 ÷ 2000mm nhưng phân bố không đều theo mùa. Lượng mưa cao nhất rơi vào tháng 8 (235 mm), thấp nhất vào tháng 12, khoảng 16mm. Tổng số ngày mưa trong năm đạt 100 ÷ 150 ngày, tập trung chủ yếu vào các tháng mùa hạ. Chế độ nhiệt trong vùng nghiên cứu chịu ảnh hưởng rõ rệt của hai hệ thống gió mùa: gió mùa đông bắc khô lạnh, gió mùa tây nam nóng ẩm. Nhiệt độ không khí trung bình năm dao động trong khoảng 22,5 ÷ 23,50C. Mùa hạ nóng, nền nhiệt độ trung bình đạt trên 25oC kéo dài từ tháng 5 đến tháng 9, nhiệt độ cao nhất có thể đạt 35oC ÷ 40oC, thường xuất hiện vào tháng 7. Mùa đông lạnh, nền nhiệt độ hạ xuống dưới 20oC kéo dài từ tháng 11 năm trước đến tháng 3 năm sau. Trong mùa đông, khu vực này chịu ảnh hưởng của các đợt gió mùa đông bắc, nhiệt độ trung bình 18 ÷ 20oC, nhiệt độ thấp nhất có thể xuống dưới 100C. Độ ẩm trung bình hằng năm trong vùng biến đổi từ 82 ÷ 84%, ở sâu trong đất liền là trên 85%. Nhìn chung độ ẩm không khí có xu hướng tăng dần từ bắc xuống nam và từ ngoài khơi vào bờ. Tháng 4 là tháng độ ẩm có giá trị cao nhất (khoảng 90 ÷ 91%). Giá trị độ ẩm nhỏ thường xuất hiện vào các tháng 10 đến tháng 1 (khoảng 73 ÷ 77%). Khu vực nghiên cứu nằm trong vùng có bão và áp thấp nhiệt đới đổ bộ nhiều, chiếm 31% tổng số cơn bão đổ bộ vào nước ta hàng năm, trung bình hằng năm có 1 ÷ 2 cơn bão và áp thấp đổ bộ trực tiếp, 3 ÷ 4 cơn bão và áp thấp gián tiếp ảnh hưởng đến vùng ven biển. Thời kỳ bão đổ bộ trực tiếp vào ven bờ khu vực nghiên cứu tập trung trong các tháng 7 đến tháng 9 với tổng tần suất 78%, trong đó tháng 7 là 28%, tháng 8 là 21% và tháng 9 là 29%. Dông, lốc, mưa đá, mưa lớn là các hiện tượng thời tiết đặc biệt, tuy chỉ xuất hiện trong thời gian ngắn nhưng thường gây ra những hậu quả nặng nề cho người và tài sản. Hàng năm khu vực cửa sông Bạch Đằng có khoảng 40 ÷ 45 ngày có dông, chủ yếu vào mùa hạ (các tháng 4 và 6). Dông thường xuất hiện vào buổi chiều tối và sáng sớm. Khi có dông, lượng mưa trong 1 ÷ 2 giờ có thể lên tới 180 ÷ 200mm [24]. Đặc trưng chế độ hải văn Chế độ triều tại khu vực cửa sông tiếp giáp với biển hầu như tuân theo qui luật diễn biến của thủy triều ngoài biển. Điều này thể hiện rõ qua dao động mực nước hàng ngày trong các kỳ triều cường, triều kém và triều trung bình. Những dao động triều ở ngoài biển được truyền vào sông về cơ bản vẫn phù hợp với qui luật triều ngoài biển. Thủy triều vùng ven biển khu vực nghiên cứu là nhật triều thuần nhất với biên độ dao động lớn. Thông thường trong ngày xuất hiện 1 đỉnh triều (nước lớn) và một chân triều (nước ròng). Trung bình trong một tháng có 2 kỳ triều cường, mỗi chu kỳ kéo dài 11 ÷ 13 ngày với biên độ 11 dao động mực nước từ 2,0 ÷ 4,0 m [22]. Trong kỳ triều kém tính chất nhật triều giảm đi rõ rệt, tính chất bán nhật triều tăng lên: trong ngày xuất hiện 2 đỉnh triều (cao, thấp). Hằng năm thủy triều có biên độ lớn vào các tháng 5, 6, 7 và 10, 11, 12, biên độ nhỏ vào các tháng 3, 4 và 8, 9. Mùa đông triều thấp vào ban ngày, mùa hè triều thấp vào ban đêm [20, 24]. Trong môi trường tự nhiên nói chung và môi trường cửa sông Bạch Đằng (thành phố Hải Phòng) tồn tại các hợp chất thủy ngân được phát sinh từ nhiều nguồn khác nhau sẽ được trình bày ở phần dưới đây. 1.2.2. Tổng quan xu thế biến đổi của thủy ngân trong nước tại khu vực cửa sông Bạch Đằng 1.2.2.1. Xu thế biến đổi theo chu kỳ triều cường Cửa sông Bạch Đằng chịu chế độ nhật triều, một ngày có hai kỳ nước là nước lớn và nước ròng, hai kỳ nước có bản chất khác nhau về tính chất hóa lý. Hàng ngày, khu vực bãi nuôi nghêu tiếp nhận khối nước ngọt và khối nước biển nên nồng độ thủy ngân tổng trong nước thay đổi theo từng thời điểm trong ngày. Xác định nồng độ thủy ngân biến đổi trong ngày, một nghiên cứu đã thu mẫu với tần suất suất một giờ/lần, liên tục trong 24h [18]. Thời gian thu mẫu tháng 8/2010 là đại diện cho mùa mưa, nhiệt độ trung bình trong nước là 26,6oC, độ muối dao động từ 4 ÷ 20‰, pH là 7,56. Thời gian thu mẫu tháng 12/2010 đại diện cho mùa khô, nhiệt độ trung bình là 21oC, độ muối dao động từ 15 ÷ 28‰, pH là 8,01. Kết quả phân tích cho thấy nồng độ thủy ngân tổng đo liên tuc trong 24h của hai đợt khảo sát đều thấp hơn quy chuẩn cho phép nuôi trồng thủy ngân (quy chuẩn QCVN 10:2008 là 1µg/l). Nồng độ thủy ngân tổng bị chi phối theo chu kỳ thủy triều trong ngày (hình 1.2 và hình 1.3). Nồng độ thủy ngân tổng biến đổi theo ngày, nồng độ cao khi nước thủy triều xuống và nồng độ thấp khi thủy triều lên. Xu thế này thể hiện nồng độ thủy ngân trong khối nước sông đổ ra cao hơn nồng độ thủy ngân từ khối nước biển mang vào. Nồng độ thủy ngân tổng cao nhất (0,81 µg/l theo mùa mưa và 0,73 µg/l theo mùa khô) khi mức thủy triều xuống và khối nước ngọt đổ ra từ lục địa chiếm ưu thế với giá trị pH dao động 7,2 ÷7,3. Nồng độ thủy ngân tổng thấp nhất (0,29 µg/l theo mùa mưa và 0,27 µg/l theo mùa khô) khi mức thủy triều lên và toàn vùng cửa sông bị xâm chiếm bởi khối nước mặn với giá trị pH dao động 7,9 ÷ 8,1 [18]. 4 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 1 3 5 7 Nồng độ Hg Mực nước m Mực nước m u g /l Nồng độ Hg 0.90 0.80 0.70 0.60 0.50 0.40 0.30 0.20 0.10 0.00 u g /l 12 0.80 4 0.70 3.5 0.60 3 0.50 2.5 0.40 2 0.30 1.5 0.20 1 0.10 0.5 0.00 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 Đợt thu mẫu 9 11 13 15 17 19 21 23 25 Đợt thu mẫu Hình 1.2 Biến đổi nồng độ HgT theo mực nước trong ngày ở mùa mưa [18] Hình 1.3 Biến đổi nồng độ HgT theo mực nước trong ngày ở mùa khô [18] 14 0.80 12 0.70 0.60 10 0.50 8 0.40 6 0.30 0.20 4 0.10 2 0.00 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 Đợt thu mẫu Hình 1.4 Diễn biến nồng độ HgT và độ muối trong nước cửa sông Bạch Đằng mùa mưa [18] Nồng độ Hg 0.80 0.70 0.60 0.50 0.40 0.30 0.20 0.10 0.00 Độ muối 30.0 % Độ muối u g /l Nồng đô Hg 0.90 % u g /l Để tìm hiểu xu thế này rõ hơn, xét mối tương quan nồng độ HgT và độ muối (hình 1.4 và 1.5) vì độ muối chỉ thị khối nước một cách rõ ràng. Từ đợt 1 đến đợt 13 khối nước biển chiếm vị trí chủ đạo và từ đợt 14 khối nước ngọt chiếm vai trò chủ đạo. Nồng độ HgT trung bình của khối nước ngọt là 0,56 µg/l (mùa mưa); 0,54 µg/l (mùa khô) cao hơn khối nước biển là 0,46 µg/l (mùa mưa); 0,42 µg/l (mùa khô). Xu thế biến thiên của HgT phụ thuộc vào kỳ nước triều đã được minh chứng rõ ràng. 25.0 20.0 15.0 10.0 5.0 1 3 5 7 0.0 9 11 13 15 17 19 21 23 25 Đợt thu mẫu Hình 1.5 Diễn biến nồng độ HgT và độ muối trong nước cửa sông Bạch Đằng mùa khô[18] 1.2.2.2. Xu thế biến đổi theo mùa và năm Hiện tại khu vực cửa sông Bạch Đằng có trạm quan trắc môi trường quốc gia (Trạm Quan trắc và Phân tích môi trường biển ven bờ phía Bắc, tọa độ: 20o43’00’’N & 106o50’00’’E) thu mẫu định kì một năm hai lần (tháng 3 và tháng 8) từ 2004 đến nay [23]. Đây là trạm quan trắc nước biển ven bờ, đánh giá tác động nguồn thải từ vùng cửa sông Bạch Đằng đến nước biển khu vực Đồ Sơn. Mẫu thu để phân tích các nguyên tố kim loại nặng (trong đó có thủy ngân tổng), thời điểm thu mẫu ở kì nước ròng, ở lớp nước tầng mặt.
- Xem thêm -

Tài liệu liên quan