Tóm tắt Luận án Đánh giá hàm lượng thuốc trừ sâu clo hữu cơ trong nước, trầm tích, thủy sinh vật tại cửa sông Sài Gòn – Đồng Nai và thử nghiệm độc tính của ddts lên phôi, ấu trùng hàu thái bình dương, cá medaka

ự biến đổi nồng độ OCPs theo mùa trong nước phụ thuộc phần lớn vào lượng mưa làm di chuyển các chất ô nhiễm từ thượng nguồn hoặc những khu vực xung quanh, làm chúng lắng đọng trong các khu vực hạ lưu các con sông, kết quả là nồng độ OCPs ở hạ lưu của sông vào thời điểm mùa mưa cao hơn mùa khô (Bảng 3.3). Bảng 3. 3. Nồng độ của OCP (µg/L) trong nước ở hai mùa OCPs Mùa khô Mùa mưa QCVN 08- MT:2015/BTNMT Min-max TB Min-max TB Nhóm DDTs 0,022–0,3 0,137 0,021–1,42 0,301 Phụ lục 3 Nhóm HCHs 0,022–0,37 0,107 0,068–0,74 0,292 Aldrin KPH–0,065 0,008 0,02–0,133 0,068 Heptachlor 0,002–0,031 0,009 0,004–0,25 0,040 Dieldrin KPH–0,09 0,007 KPH–0,172 0,024 Endrin 0,007–0,036 0,019 0,004–0,12 0,027 3.2.2.2. Thay đổi theo không gian (theo các nhóm) Nồng độ DDTs, HCHs, aldrin, heptachlor và dieldrin trong nước ở nhóm 1 cao hơn đáng kể so với nhóm 2 (Bảng 3.7) cho thấy ảnh hưởng từ các hoạt động nông nghiệp. Bảng 3.7. Nồng độ của OCPs (µg/L) trong nước ở hai nhóm OCPs Nhóm 1 Nhóm 2 QCVN 08- MT:2015/BTNMT Min-max TB Min-max TB Nhóm DDTs 0,13–1,42 0,46 0,02–0,54 0,139 Phụ lục 3 Nhóm HCHs 0,11–0,75 0,34 0,02–0,51 0,151 Aldrin 0,005–0,13 0,06 KPH–0,1 0,029 Heptachlor 0,006– 0,07 0,04 0,002–0,07 0,018 Dieldrin 0,006–0,17 0,04 KPH–0,07 0,008 Endrin 0,008–0,12 0,03 0,03–0,11 0,021 3.2.3. Nồng độ OCPs trong trầm tích 3.2.3.1. Biến thiên theo mùa Dư lượng các OCPs được tìm thấy trong trầm tích cũng giống như những OCPs được phát hiện trong các mẫu nước, nồng độ vào thời điểm mùa mưa cao hơn đáng kể so với mùa khô (Bảng 3.10). Bảng 3.101. Nồng độ của OCPs (µg/kg) trong trầm tích theo hai mùa OCPs Mùa khô Mùa mưa QCVN 43:2017/BTNMT Min-max TB Min-max TB DDTs 0,09–9,75 3,4 1,22–23,17 8,04 Phụ lục 7 HCHs 0,61–5,66 2,29 1–13,15 4,51 Aldrin KPH–1,68 0,40 KPH–8,96 1,52 Heptachlor KPH–3,44 1,01 0,22–24,9 3,58 Dieldrin KPH–2,2 0,54 KPH–1,42 0,32 Endrin KPH–2,51 0,97 0,19–4,97 1,40 5 3.2.3.2. Thay đổi theo không gian (theo các nhóm) Đối với trầm tích, nồng độ nhóm 1 bao gồm DDTs 11,8 µg/kg, HCHs 6,20 µg/kg, aldrin 2,37 µg/kg, heptachlor 5,94 µg/kg, dieldrin 0,93 µg/kg và endrin 1,64 µg/kg cao hơn nhiều so với nhóm 2 lần lượt là 3,75; 2,47; 0,49; 1,08; 0,26 và 1,03 µg/kg (Bảng 3.14). Nồng độ của endrin trong trầm tích không chênh lệch nhiều giữa hai nhóm. Bảng 3.14. Nồng độ của OCPs (µg/kg) trong trầm tích ở hai nhóm OCPs Nhóm 1 Nhóm 2 QCVN 43:2017/BTNMT Min-max TB Min-max TB DDTs 4,6–23,17 11,8 0,09–8,08 3,76 Phụ lục 7 HCHs 2,55–13,15 6,20 0,61–5,52 2,47 Aldrin 0,38–8,96 2,37 KPH–2,67 0,49 Heptachlor 0,54–24,9 5,94 KPH–3,86 1,08 Dieldrin KPH–2,2 0,93 KPH–1,61 0,26 Endrin 0,19–3,92 1,64 KPH–2,56 1,03 3.2.4. Mối liên hệ giữa nồng độ OCPs trong nước và trong trầm tích Sự thay đổi theo mùa có thể phản ánh hệ số tương quan giữa nồng độ tổng DDTs và tổng HCHs trong trầm tích và nước cao hơn vào thời điểm mùa mưa so với mùa khô (Hình 3.3). Hình 3.3. Mối tương quan giữa nồng độ DDTs và HCHs trong nước và trầm tích 6 Hình 3.4. Mối tương quan giữa nồng độ aldrin, heptachlor, dieldrin và endrin trong nước và trầm tích Việc tăng nồng độ của aldrin trong trầm tích cũng làm tăng đáng kể nồng độ aldrin trong nước vào thời điểm mùa mưa, nhưng trong mùa khô lại không tăng (Hình 3.4a). Ngược lại, nồng độ heptachlor và endrin trong nước cũng tăng rõ rệt cùng với sự gia tăng nồng độ trong trầm tích vào thời điểm mùa khô nhưng không tăng vào mùa mưa (Hình 3.4b và 3.4d). Không có mối tương quan khác biệt nào giữa các nồng độ trong nước và trong trầm tích của dieldrin ở thời điểm hai mùa (Hình 3.4c). 3.2.5. Đánh giá nguồn gốc ô nhiễm OCPs bằng phân tích thành phần chính PCA/FA trích xuất ra làm ba thành phần chính (PC) có giá trị riêng lớn hơn 1 cho mỗi mùa và cho từng nhóm. Ba OCPs đầu tiên, có ba phương sai cực đại tương ứng VF (nhân tố tiềm ẩn) có giá trị riêng lớn hơn 1, độ tích lũy chiếm 75% tổng giá trị phương sai trong thời điểm mùa khô và chiếm 84% trong thời điểm mùa mưa, 87,6% đối với nhóm 1, và 69,9% đối với nhóm 2 (Bảng 3.19). Bảng 3.192. Tương quan OCPs với những nhân tố tiềm ẩn (VF) hình thành từ phân tích PCA/FA trong hai mùa và hai nhóm Thông số Mùa khô Mùa mưa Nhóm 1 Nhóm 2 VF1 VF2 VF3 VF1 VF2 VF3 VF1 VF2 VF3 VF1 VF2 VF3 Nước DDTs 0,53 0,67 0,10 0,53 0,36 0,67 0,70 0,26 0,57 0,18 0,77 -0,25 HCHs 0,18 0,85 0,19 0,46 0,74 0,26 0,67 0,69 0,12 0,71 0,43 -0,20 Aldrin -0,15 0,80 0,36 0,16 0,91 -0,14 0,30 0,90 -0,07 0,87 0,16 -0,18 Heptachlor 0,28 0,62 -0,25 0,86 0,15 0,10 0,87 0,19 0,05 0,65 0,03 -0,08 Dieldrin 0,25 0,20 0,76 0,20 0,15 0,89 0,18 0,11 0,92 0,07 0,74 0,05 Endrin 0,37 0,73 -0,12 -0,23 -0,08 0,88 -0,20 -0,04 0,90 -0,03 0,92 0,04 7 Trầm tích DDTs 0,90 0,34 0,08 0,57 0,58 0,48 0,73 0,43 0,43 0,68 0,47 0,35 HCHs 0,83 0,23 -0,06 0,32 0,87 0,21 0,45 0,72 0,17 0,88 0,03 0,29 Aldrin 0,93 0,24 0,01 0,74 0,53 0,19 0,93 0,28 0,07 0,70 0,17 0,40 Heptachlor 0,81 0,19 -0,08 0,88 0,31 0,15 0,93 0,15 -0,05 0,46 0,61 0,41 Dieldrin 0,86 0,00 0,25 0,80 0,24 0,06 0,54 -0,72 -0,10 0,00 -0,07 0,85 Endrin 0,60 0,15 -0,58 0,88 0,25 -0,15 0,97 0,02 -0,07 0,57 -0,37 0,22 Giá trị riêng 5,91 1,98 1,11 6,92 2,04 1,18 6,62 2,19 1,69 4,86 2,27 1,26 % phương sai tổng 49,2 16,5 9,2 57,6 17,0 9,9 55,2 18,3 14,1 40,5 18,9 10,5 Phần trăm phương sai tích lũy 49,2 65,8 75,0 57,6 74,6 84,5 55,2 73,5 87,6 40,5 59,4 69,9 Ghi chú: số in đậm là lớn hơn 0,75, và số gạch dưới là trong khoảng 0,5 đến 0,75. VF = Yếu tố phương sai cực đại Phân tích thành phần chính và phân tích nhân tố (PCA/FA) được dùng để xác định các thành phần tiềm ẩn có trong sáu OCPs thử nghiệm trong nước và trầm tích nhằm xác định nguồn ô nhiễm có thể phát thải các thành phần này. Các điểm ô nhiễm của PCA được thể hiện trong Hình 3.5, các biến được tạo bởi nồng độ OCPs chủ yếu tại các vị trí lấy mẫu khác nhau. Hình 3. 5. Hai OCPs được trích xuất khi thực hiện PCA/FA cho toàn bộ dữ liệu PC1 chiếm 66,6% và PC2 chiếm 15,2% của phương sai tổng. Phương sai của OCPs trong nước và trầm tích thu được từ 12 vị trí nghiên cứu vào thời điểm mùa khô thấp hơn so với thời điểm mùa mưa. Mùa khô có giá trị ở phía vùng âm của PC2, mùa mưa ở vùng dương của PC2. Vào thời điểm mùa mưa, nhóm 2 có phương sai của nồng độ OCPs lớn nhất. Kết quả nghiên cứu cho thấy dư lượng OCPs được phát hiện trong hầu hết các mẫu nước và trầm tích thu thập ở cửa sông Sài Gòn – Đồng Nai. Do đó, OCPs có khả năng tích lũy độc tính trong các loài thủy sinh ở lưu vực sông như cá và nhuyễn thể hai mảnh vỏ. 8 3.3. OCPs trong cá và nhuyễn thể hai mảnh vỏ 3.3.1. Nồng độ các OCPs trong sinh vật theo loài 3.3.1.1. Tổng OCPs Hình 3.6. Nồng độ của OCPs trong cá và nhuyễn thể hai mảnh vỏ Nồng độ OCPs biến động giữa các vị trí thu mẫu, thấp nhất tại vị trí ST1 và cao nhất tại vị trí ST8 ở tất cả các loài sinh vật khảo sát. Nồng độ OCPs được phát hiện trên sò huyết đạt giá trị cao nhất so với các loài còn lại có giá trị dao động từ 6,360 – 45,904 µg/kg (trung bình 34,108 µg/kg), tiếp theo là cá bống bớp > trai > vẹm xanh > ngao > hàu có giá trị lần lượt là: từ 7,685 – 40,297 µg/kg (trung bình 19,519 µg/kg); 4,794 – 37,585 µg/kg (trung bình 19,212 µg/kg); 0,323 – 35,359 µg/kg (trung bình 14,320 µg/kg); 7,181–18,462 µg/kg (trung bình 12,376 µg/kg) và 3,007 – 17,081 µg/kg (trung bình 9,297 µg/kg) (Hình 3.6). 3.3.1.2. Nhóm HCHs và đồng phân Mức độ dư lượng HCHs trong mô thịt trai và sò huyết chiếm hàm lượng cao hơn 4 loài còn lại, hàm lượng HCHs cao nhất ghi nhận ở mẫu mô thịt trai 5,645 µg/kg và thấp nhất trong mẫu hàu 2,702 µg/kg (Hình 3.7). Các đồng phân α–, β–, γ– và δ–HCH có mặt trong hầu hết các mẫu được thu thập và tỷ lệ β–HCH trên tổng HCHs cao nhất trong nhiều mẫu. Kết quả cũng cho thấy rằng tất cả các đồng phân của HCHs đang hiện diện ở các khu vực cửa sông Sài Gòn – Đồng Nai. Đối với các mô sinh vật, β–HCH là đồng phân chiếm ưu thế và đóng góp 37 – 50% vào tổng số HCHs được quan sát trong các mô khác nhau, tiếp theo là α–, γ–, δ–HCH chiếm lần lượt là 15 – 32%, 11 – 28% và 9 – 28%. 9 Hình 3.7. Nồng độ của HCHs trong cá và nhuyễn thể hai mảnh vỏ Ghi chú: n = 13; a,c: khác biệt có ý nghĩa thống kê (5%) kiểm định Tukey HSD 3.3.1.3. Nhóm DDTs và đồng phân Nồng độ DDTs khác nhau đáng kể đã được tìm thấy trong các loài cá và nhuyễn thể hai mảnh vỏ, nồng độ trung bình của DDTs nằm trong khoảng 3,588 – 9,524 µg/kg. DDTs trong các mẫu cá và nhuyễn thể hai mảnh vỏ thu thập có xu hướng giảm dần theo thứ tự: cá bống bớp > trai > sò huyết > vẹm xanh > ngao > hàu (Hình 3.9). Về mặt số liệu ghi nhận sự chênh lệch giữa các mẫu nhưng qua kết quả phân tích ANOVA hàm lượng DDTs trong mẫu sinh vật không có sự khác biệt. Kết quả này có thể được quy cho các môi trường sống khác nhau, thói quen cho ăn và vị trí của chúng trong cấp bậc dinh dưỡng. Nồng độ DDTs trên cá bống bớp cao nhất do chúng có tập tính sống ở đáy, ban ngày thường vùi mình xuống bùn nên lượng tích tụ tương đối cao. Đối với vẹm xanh, ngao và hàu có thể sống bám ở các bờ đá nên khả năng tích tụ DDTs ít hơn loài cá bống bớp. Hình 3. 9. Nồng độ của DDTs trong cá và nhuyễn thể hai mảnh vỏ Ghi chú: n = 13; a,c: khác biệt có ý nghĩa thống kê (5%) kiểm định Tukey HSD 10 Tỷ lệ của p,p’–DDD trong tổng DDTs ở một số loài như cá bống bớp, hàu, sò huyết và trai là chiếm ưu thế, trong khi tỷ lệ p,p’–DDT ở một số loài như vẹm xanh và ngao là tương đối cao. 3.3.1.4. Endosulfans Kết quả cá và nhuyễn thể hai mảnh vỏ khi phơi nhiễm với endosulfans cho thấy sò huyết tích lũy với nồng độ cao vượt bậc so với cá bống bớp, hàu, vẹm xanh, ngao và trai (Hình 3.11). Kết quả phân tích ANOVA cho thấy hàm lượng endosulfans trong mẫu sò huyết khác biệt với các mẫu sinh vật khác (p < 0,0001). Hình 3.11. Nồng độ của endosulfans trong cá và nhuyễn thể hai mảnh vỏ Ghi chú: n = 13; a,b: khác biệt có ý nghĩa thống kê (5%) kiểm định Tukey HSD 3.3.1.5. Các nhóm OCPs khác (heptachlor, aldrin, dieldrin, endrin) Qua biểu đồ Hình 3.12a cho thấy mẫu sò huyết có hàm lượng heptachlor cao nhất tiếp theo là ngao, vẹm xanh, trai, cá bống bớp. Hàm lượng độc chất này tích lũy trong sáu loài sinh vật chêch lệch khá cao, khoảng chênh lệch giữa mẫu sò huyết từ 0,453 – 3,032 µg/kg so với giá trị thấp nhất trong mẫu mô thịt hàu là 0,484 µg/kg dao động từ 0,06 – 1,006 µg/kg. Hàm lượng heptachlor tương đối thấp nên không ảnh hưởng đáng kể trong các loài nhuyễn thể hai mảnh vỏ. Các loài sinh vật khác nhau thì hàm lượng tồn lưu giữa chúng khác nhau p = 0,018, qua kết quả phân tích hậu ANOVA mẫu sò huyết và mẫu hàu có sự khác biệt nhau với giá trị xác suất lần lượt là 0,0068 và 0,0496. Sự khác biệt về nồng độ heptachlor giữa các loài khác biệt có ý nghĩa thống kê (Hình 3.12a). 11 Hình 3.12. Nồng độ của heptachlor, aldrin, dieldrin, endrin trong cá và nhuyễn thể hai mảnh vỏ Ghi chú: n = 13; a,c: khác biệt có ý nghĩa thống kê (5%) kiểm định Tukey HSD Nồng độ aldrin và endrin được phát hiện trên sò huyết đạt giá trị cao nhất có ý nghĩa thống kê, với giá trị dao động lần lượt là KPH – 5,421 µg/kg và KPH – 7,104 µg/kg (Hình 3.12b và 3.12d). Nồng độ aldrin thấp nhất là trên ngao với giá trị thay đổi từ KPH – 0,031 µg/kg (trung bình 0,011 µg/kg). Nồng độ dieldrin có giá trị cao nhất trên cá bống bớp, kế tiếp là sò huyết và thấp nhất trên hàu, với giá trị trung bình lần lượt là 1,743 µg/kg; 1,227 µg/kg và 0,077 µg/kg (Hình 3.12c). Hàm lượng aldrin và dieldrin giữa các mẫu sinh vật chênh lệch không quá cao, chủ yếu hàm lượng dieldrin cao hơn aldrin, do aldrin dễ chuyển hóa thành dieldrin trong môi trường. Nồng độ aldrin bị ảnh hưởng bởi yếu tố loài khác nhau. Mẫu sò huyết so với mẫu vẹm xanh và ngao khác biệt về ý nghĩa thống kê với giá trị xác suất nhỏ hơn 0,0001. Các mẫu trai, cá bống bớp và hàu tuy khác nhau về mặt số liệu nhưng về mặt thống kê có kết quả giống nhau và là trung bình của mẫu sò huyết, vẹm xanh và ngao p = 0,0012. Đối với hàm lượng dieldrin vẫn có sự khác nhau giữa các loài sinh vật với giá trị xác suất p = 0,0042, sau khi kiểm chứng hậu ANOVA cho thấy mẫu cá bống bớp với vẹm xanh, hàu và ngao là khác biệt p < 0,0001. 3.3.2. Nồng độ các OCPs trong sinh vật theo không gian (vị trí) So với sông chính (ST1, ST5, ST6, ST7), các vị trí sông phụ (ST8, ST9, ST10, ST11) có nồng độ DDTs trên cá và các loài nhuyễn thể hai mảnh vỏ cao hơn 3,2 lần (8,94 µg/kg/2,81 µg/kg) (Hình 3.13a), nồng độ 12 dieldrin cao hơn 1,4 lần so với sông chính (0,8 µg/kg/0,57 µg/kg) (Hình 3.13b) và nồng độ OCPs cao hơn 1,5 lần (23,1/15,75 µg/kg) (Hình 3.13c). Hình 3. 13. Nồng độ của (a) DDTs, (b) dieldrin và (c) OCPs trong cá và nhuyễn thể hai mảnh vỏ được thu thập trong sông chính và sông phụ Ghi chú: n = 31 (sông chính); n = 27 (sông phụ); a,b: khác biệt có ý nghĩa thống kê (5%) kiểm định Tukey HSD Nồng độ các OCPs trên các vị trí sông phụ cao hơn sông chính do việc tiếp nhận nhiều nguồn ô nhiễm khác nhau từ các nhánh sông phụ ở cửa sông Sài Gòn – Đồng Nai. Chúng chảy qua các khu vực có hoạt động nông nghiệp phổ biến nơi thuốc trừ sâu từng được sử dụng rộng rãi cuốn theo các chất ô nhiễm vào nguồn nước cửa sông. Do sự tồn lưu và độc tính của các OCPs trong môi trường nên chúng đã bị cấm hoặc kiểm soát việc sử dụng trong các hoạt động nông nghiệp. 3.3.3. Nguồn ô nhiễm OCPs trong sinh vật Phân tích thành phần chính và phân tích nhân tố (PCA/FA) được dùng để xác định các thành phần tiềm ẩn có trong bảy OCPs thử nghiệm trong các mô sinh vật và nhằm xác định những nguồn ô nhiễm có thể xâm nhập trong các thành phần này. PCA/FA được trích xuất thành hai thành phần chính (PC) có giá trị riêng lớn hơn 1. Phương sai cực đại tương ứng (VF) (nhân tố tiềm ẩn) có giá trị riêng lớn hơn 1, độ tích lũy chiếm 64,7% tổng giá trị phương sai (Bảng 3.23). Nhân tố thứ nhất giải thích 46,7% tổng phương sai và cho thấy có tải trọng cao đối với DDTs, aldrin và dieldrin, cũng như tải trọng vừa đối với HCHs và endrin. Nhân tố thứ hai được đặc trưng bởi tải trọng dương cao đối với endosulfans và tải trọng vừa với heptachlor và endrin, thành phần này chiếm 18% tổng phương sai. 13 Bảng 3. 23. Hệ số tải trọng của các thông số OCPs đối với các nhân tố khác nhau được hình thành từ phân tích PCA/FA Thông số VF1 VF2 Nhóm HCHs 0,56 0,41 Nhóm DDTs 0,77 -0,07 Heptachlor 0,26 0,58 Aldrin 0,85 0,29 Diedrin 0,86 0,13 Endrin 0,52 0,66 Nhóm endosulfans -0,18 0,86 Giá trị riêng 3,27 1,26 % tổng phương sai 46,7 18,0 Phần trăm phương sai tích lũy 46,7 64,7 Ghi chú: số in đậm là những số lớn hơn 0,75; số được gạch chân là những số lớn hơn 0,5 và nhỏ hơn 0,75; VF: hệ số varimax Kết quả thu được PC1 giải thích 46,7% và PC2 giải thích 64,7% tổng phương sai (Hình 3.15). Sự phân bố khác nhau của cá và các loài nhuyễn thể hai mảnh vỏ dọc theo PC1 và PC2 trong biểu đồ PCA chỉ ra rằng các biến này có thể giải thích mô hình OCPs được tìm thấy. Hai nhân tố chính được sử dụng để phân nhóm loại nghiên cứu khác nhau dựa trên nồng độ các hợp chất OCPs. Kết quả phân tích thể hiện các mẫu sò huyết có phạm vi nhiễm OCPs rộng hơn nhiều so với các loài khác và trai là loài có phạm vi thấp nhất trong các loài nghiên cứu. Hình 3. 15. Nhóm cá và nhuyễn thể hai mảnh vỏ được kiểm tra dựa trên phân tích PCA/FA 3.4. Đánh giá độc tính của DDT Từ kết quả đánh giá nồng độ các OCPs trong nước, trầm tích và sinh vật ở cửa sông Sài Gòn – Đồng Nai cho thấy DDT là hóa chất chiếm nồng độ cao nhất và chủ yếu trong các mẫu thu thập. Bên cạnh đó, giá thành 14 DDT rẻ, là hóa chất được sử dụng phổ biến trong nông nghiệp nhằm ngăn chặn sự xâm hại của côn trùng đối với cây trồng và diệt nhiều côn trùng gây dịch cho con người. Do tính độc hại và phổ biến trong môi trường nên hóa chất DDT được lựa chọn để đánh giá độc tính lên phôi, ấu trùng sinh vật thủy sinh. 3.4.1. Độc tính của DDT đến sinh trưởng của phôi, ấu trùng hàu Thái Bình Dương 3.4.1.1. Khảo sát trong môi trường nước Hình 3. 16. Biểu đồ thể hiện tỷ lệ phân bào của phôi hàu Thái Bình Dương sau 2 giờ phơi nhiễm với DDT trong môi trường nước biển nhân tạo DDT ảnh hưởng rất lớn đến khả năng phát triển của phôi hàu Thái Bình Dương sau 2 giờ phơi nhiễm trong môi trường nước biển nhân tạo. Tỷ lệ phôi chậm phát triển, chưa phân bào thay đổi tuyến tính theo sự tăng dần của nồng độ DDT. Tỷ lệ phôi chậm phát triển tăng từ 28% đến 58% tương ứng với nồng độ từ 0,1 đến 100 g/L so với mẫu đối chứng chỉ có 2% (Hình 3.16). Ảnh hưởng của DDT đến việc làm chậm phát triển của phôi hàu sau 2 giờ phơi nhiễm trong môi trường nước được thiết lập với giá trị EC50 là 66,88 µg/L. Hình 3. 18. Biểu đồ thể hiện tỷ lệ phần trăm phôi, ấu trùng tử vong (Mean ± SE) sau 24 giờ phơi nhiễm với DDT trong nước biển nhân tạo 15 Tỷ lệ tử vong của phôi và ấu trùng thay đổi tuyến tính theo sự tăng dần của nồng độ DDT trong môi trường nước. Tỷ lệ tử vong thay đổi tương ứng từ 44% đến 69% tương ứng với sự gia tăng nồng độ phơi nhiễm DDT từ 0,1 đến 100 g/L so với mẫu đối chứng (0 g/L) chỉ có 3% (Hình 3.18). Ảnh hưởng của DDT đến tỷ lệ tử vong của phôi và ấu trùng hàu sau 24 giờ phơi nhiễm trong môi trường nước được thiết lập với giá trị LC50 là 4,62 µg/L. 3.4.1.2. Khảo sát trong môi trường trầm tích Trong mẫu đối chứng tỷ lệ phôi chậm phát triển là 2%, ở các mẫu thử nghiệm tỷ lệ này tăng dần từ 18% đến 75% tuyến tính theo sự gia tăng nồng độ DDT từ 0,01 đến 5 mg/kg sau 2 giờ phơi nhiễm (Hình 3.20). Ảnh hưởng của DDT đến sự chậm phát triển của phôi trùng hàu sau 24 giờ phơi nhiễm trong môi trường trầm tích được thiết lập với giá trị EC50 là 1,1 mg/kg. Nồng độ (mg/kg) 0 0,01 0,05 0,1 0,5 1 5 T ỷ lệ p h ô i ch ậm p h át t ri ển ( % ) 0 20 40 60 80 100 d c d c d c b b a Hình 3. 20. Biểu đồ thể hiện tỷ lệ phần trăm phôi chậm phát triển (Mean ± SE) sau 24 giờ phơi nhiễm với DDT trong trầm tích Hình 3. 22. Biểu đồ thể hiện tỷ lệ phần trăm phôi, ấu trùng tử vong (Mean ± SE) sau 24 giờ phơi nhiễm với DDT trong trầm tích 16 Tỷ lệ tử vong của phôi, ấu trùng hàu trong mẫu đối chứng là khá thấp chỉ 3% so với các mẫu thử nghiệm ghi nhận giá trị tăng dần từ 27% đến 84% tương ứng với sự tăng nồng độ DDT phơi nhiễm từ 0,01 đến 5 mg/kg (Hình 3.22). Ảnh hưởng của DDT đến tỷ lệ tử vong của phôi và ấu trùng hàu sau 24 giờ phơi nhiễm trong môi trường trầm tích được thiết lập với giá trị LC50 là 0,3 mg/kg. 3.4.1.3. Khảo sát hình thái phôi và ấu trùng hàu • Trong môi trường nước Hình 3. 24. Kết quả chụp SEM hình thái cấu trúc phôi hàu Thái Bình Dương C. gigas trong môi trường nước biển nhân tạo sau 24 giờ Hình 3. 25. Kết quả chụp TEM cấu trúc bào quan phôi hàu Thái Bình Dương C. gigas trong môi trường nước biển nhân tạo ở mẫu đối chứng (không phơi nhiễm với DDT) sau 24 giờ 17 Kết quả chụp SEM cho thấy phôi hàu ở mẫu đối chứng có hình tròn hoặc hình cầu với bề mặt ngoài nhẵn, mịn và đang tiến hành quá trình phân bào (Hình 3.24a). Phôi hàu trở lên biến dạng, bề ngoài sần sùi và bị vỡ nát sau khi phơi nhiễm với hóa chất BVTV DDT (Hình 3.24b, c, d). Điều này chứng tỏ hóa chất BVTV đã làm thay đổi đáng kể hình thái phôi hàu và thậm chí làm chết phôi. Ở mẫu đối chứng (Hình 3.25a, b, c, d) ảnh chụp TEM ở các vị trí khác nhau cho thấy, khi không bổ sung hóa chất BVTV DDT và nuôi phôi trong điều kiện bình thường, siêu cấu trúc bào quan phôi hàu có hình cầu hoặc tròn (Hình 3.25d), bào quan bên trong phôi rõ ràng. Bên trong tế bào chất, lưới nội chất nguyên vẹn đầy đủ (mũi tên 2) và các hạt có vỏ capsids và ty thể nguyên vẹn (mũi tên 1) với nội hạt nhân dày đặc, rõ ràng phía dưới lớp cơ phụ (Hình 3.25a, c), thành tế bào ngoài cùng của phôi dày (kích thước đo được 610 nm, Hình 3.25b). Sau 24 giờ phơi nhiễm với hóa chất BVTV DDT ở nồng độ 1 g/L, các bào quan bên trong hầu như bị phá hủy (Hình 3.26b, c, d), thành tế bào mỏng hơn (405-440 nm, Hình 3.26a), vỏ capsids với nội hạt nhân bên trong bị phá hủy và rỗng (mũi tên Hình 3.26b), lưới nội chất không còn nguyên vẹn (mũi tên Hình 3.26d). Điều này chứng tỏ hóa chất BVTV DDT đã gây ảnh hưởng đến cấu trúc bào quan bên trong phôi hàu. Hình 3. 26. Kết quả chụp TEM cấu trúc bào quan phôi hàu Thái Bình Dương C. gigas trong môi trường nước biển nhân tạo ở mẫu thử nghiệm (phơi nhiễm với 1 g/L DDT) sau 24 giờ • Trong môi trường trầm tích Tương tự như trong môi trường nước biển nhân tạo, ảnh SEM cấu trúc bề mặt phôi hàu Thái Bình Dương C. gigas trong mẫu trầm tích giữa mẫu đối chứng (không phơi nhiễm với DDTs, Hình 3.27a) và mẫu thực nghiệm (phơi nhiễm với DDTs 1 mg/kg, Hình 3.27b, c, d) cũng có sự khác biệt đáng kể. Ở mẫu đối chứng cấu trúc bề mặt phôi hàu nhẵn, mịn và đang tiến hành quá trình phân bào (Hình 3.27a). Ngược lại, ở mẫu 18 thực nghiệm cấu trúc bề mặt phôi hàu bị tác động lớn, phôi bị phá hủy mạnh, thậm chí bị vỡ làm chết phôi (Hình 3.27b, c, d). Hình 3. 27. Kết quả chụp SEM hình thái cấu trúc phôi hàu Thái Bình Dương C. gigas trên môi trường trầm tích sau 24 giờ Hình 3. 28. Kết quả chụp TEM cấu trúc bào quan phôi hàu Thái Bình Dương C. gigas ở mẫu trầm tích đối chứng (không phơi nhiễm với DDT) sau 24 giờ 19 Hình 3. 29. Kết quả chụp TEM cấu trúc bào quan phôi hàu Thái Bình Dương C. gigas ở mẫu trầm tích thử nghiệm (phơi nhiễm với DDT ở nồng độ 1mg/kg) sau 24 giờ Tương tự như trong môi trường nước, cấu trúc bào quan giữa mẫu đối chứng (không phơi nhiễm DDTs) và mẫu thử nghiệm (phơi nhiễm DDTs với nồng độ 1mg/kg) có sự thay đổi lớn. Ở mẫu đối chứng không có sự tác động của DDTs, cấu trúc bào quan còn nguyên vẹn, lưới nội chất (Hình 3.28b, mũi tên 2; Hình 3.28c, mũi tên 4) xếp thành lớp, các hạt capsid với nội hạt nhân dày đặc rõ ràng (Hình 3.28b, mũi tên 1), ty thể còn nguyên vẹn (Hình 3.28c, mũi tên 3) và lớp cơ phụ với cấu trúc thành tế bào bao ngoài rõ ràng, dày dặn từ 364 đến 370 nm (Hình 3.28a), cấu trúc các tế bào tuyến sinh dục còn nguyên vẹn (Hình 3.28d). Khi phơi nhiễm với DDTs ở nồng độ 1 mg/kg, kết quả TEM chụp cấu trúc cắt ngang phôi hàu cho thấy hầu hết các bào quan trong phôi đều bị ảnh hưởng. Lưới nội chất bị phá hủy (Hình 3.29a mũi tên 3), các hạt nucleus với hạt nhân rỗng hoặc đang bị phân hủy (Hình 3.29a, mũi tên 1, 2), thành tế bào bao quanh bào quan mỏng đi chỉ còn 293 đến 315 nm (Hình 3.29d), bề mặt cắt ngang bào quan hầu như đều đang phân hủy bên trong mô liên kết lớp phủ (Hình 3.29b, c). 3.4.2. Độc tính của DDT đến sinh trưởng của phôi cá medaka 3.4.2.1. Đánh giá độc tính của DDT đến sinh trưởng và phát triển phôi cá medaka O. Latipes 20 Hình 3. 30. Biến động tỷ lệ tử vong của phôi cá medaka sau 24, 48, 72 và 96 giờ phơi nhiễm với 0; 0,04; 0,08; 0,12; 0,16; 0,2 và 0,24 μg/L hóa chất DDT Độc tính của hóa chất BVTV ở các nồng độ khác nhau ảnh hưởng đến phôi cá medaka là khác nhau, nồng độ của DDT càng cao thì tỷ lệ sống của phôi cá medaka càng giảm. Trong đó, nồng độ 0,28 g/L thể hiện độc tính mạnh nhất với tỷ lệ tử vong là 100% chỉ sau 24 giờ phơi nhiễm (không thể hiện trên biểu đồ). Ở các nồng độ còn lại, tỷ lệ tử vong thay đổi tương ứng từ 8,3-85% (24 giờ); 18,3-96,7% (48 giờ); 30-100% (72 giờ) và tăng lên 43-100% (96 giờ) so với mẫu đối chứng có tỷ lệ sống sót đạt 100% ở cả bốn thời điểm phơi nhiễm (Hình 3.30). 3.4.2.2. Đánh giá độc tính LC50 số cá thể tại thời điểm phơi nhiễm DDT Tỷ lệ tử vong của phôi cá medaka tăng tuyến tính với nồng độ hóa chất DDT và tăng khi thời gian phơi nhiễm kéo dài (Bảng 3.29). Bảng 3. 293. Giá trị LC50 của DDT tại các thời điểm 24, 48, 72 và 96 giờ phơi nhiễm Nồng độ DDT (μg/L ), ρ < 0,05 Tỷ lệ tử vong 24 giờ 48 giờ 72 giờ 96 giờ LC50 0,101 0,077 0,049 0,036 21 3.4.2.3. Khảo sát hình thái phôi cá medaka Phôi cá medaka phơi nhiễm với hóa chất DDT bị biến dạng phần đầu và cổ (Hình 3.32a, 3.32c), đầu và mắt bị phù nề (Hình 3.32b, 3.32d), hai mắt quá gần nhau (Hình 3.32e) và cổ cong vẹo (Hình 3.32f) so với mẫu đối chứng (Hình 3.32g). Hình 3. 32. Độc tính của DDT đến phôi cá medaka O. latipes, những khiếm khuyết hình thái điển hình 3.4.2.4. Đánh giá độc tính của DDT bằng phương pháp phân tích RT-PCR Hình 3. 33. Biểu hiện của 3 gen p53, rara1 và wnt trên phôi cá medaka sau khi phơi nhiễm với 1700 g/L DDT bằng phương pháp Real-time PCR Sự biểu hiện của các gen cá medaka sau khi phơi nhiễm với DDT 1700 g/L trong 24 giờ đã được phân tích bằng phương pháp Real-time PCR. So với mẫu đối chứng (Sự biểu hiện của gen là 1), sự biểu hiện của rara1 và wnt được gây ra mạnh mẽ sau khi tiếp xúc với với 1700 g/L DDT trong 24 giờ (lần lượt là 4,9 và 5,4 lần). Sự biểu hiện của gen p53 có xu hướng bị ức chế sau khi tiếp xúc với DDT ở phôi cá medaka (0,9 lần) (Hình 3.33). 22 Hình 3. 34. Biểu hiện của 3 gen p53, rara1 và wnt trên phôi cá medaka sau khi phơi nhiễm với