Tóm tắt Luận án Nghiên cứu quá trình tích luỹ - Đào thải và ảnh hưởng của các kim loại nặng (as, cd, pb) đến hàm lượng cortisol trong cá điêu hồng (oreochromis sp.)

chia thành 3 bể nuôi, mỗi bể 25 cá (n=3). Nước nuôi cá được phân tích tổng hàm lượng kim loại nặng 2 lần trong tuần bằng thiết bị phổ hấp thu nguyên tử. Mẫu cá thí nghiệm được lấy lúc 8 đến 9 giờ để đảm bảo lượng hocmon ở mức cao nhất trong chu kỳ sản sinh chất nội tiết. Mẫu cá được lấy ngẫu nhiên ở các ngày thứ 4, 12 và 20 kể từ khi bắt đầu sống trong nước ô nhiễm kim loại nặng. Cá được rửa sạch bằng nước cất hai lần trước khi lấy máu và lấy gan, mang và thịt. Mẫu máu được lấy ở vây đuôi sau đó ly tâm ở tốc độ 5500 vòng/ phút trong 5 phút để tách lấy huyết thanh đem phân tích cortisol. Mẫu gan, mang và thịt được sấy khô ở 105 oC trong 10 giờ trước khi phân tích As, Cd và Pb. As được phân tích bằng thiết 5 bị ICP-MS 7700 (JP 13052271, Agilent, USA). Cd và Pb phân tích bằng thiết bị ICP-OES (Optima 2100 DV, Perkin Elmer). Phân tích cortisol trên thiết bị HPLC-DAD. Thiết bị HPLC-UV-HG-AAS được sử dụng để phân tích các dạng hóa học của asen. 2. 3. Xử lý kết quả thực nghiệm Xử lý kết quả thực nghiệm bằng phần mềm SPSS phiên bản 22.0, dùng phương pháp phân tích phương sai một yếu tố (ANOVA), kiểm định Duncan’s test, mức ý nghĩa 0,05. Kết quả phân tích được biểu diễn bằng giá trị chính  độ lệch chuẩn. CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Đánh giá các phương pháp phân tích 3.1.1. Đánh giá phương pháp định lượng cortisol Đỉnh đặc trưng của cortisol trên sắc ký đồ đối xứng, thời gian lưu 7,45 phút. Giới hạn phát hiện và giới hạn phương pháp định lượng cortisol trong huyết tương cá lần lượt là 0,87 µg/L và 2,90 µg/L. Độ đúng của kết quả phân tích hàm lượng cortisol trong cá Điêu hồng khoảng từ 91,2 đến 94,5%; độ chụm từ 1,1 đến 2,6%. Quy trình trích ly, làm sạch cortisol trong huyết tương cá Điêu hồng và định lượng bằng kỹ thuật RP-HPLC-UV phù hợp để phân tích cortisol. 3.1.2. Đánh giá phương pháp định lượng Cd , Pb và As trong cá Điêu hồng - Khoảng tuyến tính của phép đo Cd trên thiết bị ICP-OES đáp ứng trong khoảng nồng độ rộng. Giá trị LOD và LOQ lần lượt là 0,52 µg/L và 1,73 µg/L. Hiệu suất thu hồi Cd cao khoảng 94,4%; độ chệch giữa các lần đo nhỏ hơn 10%. Quy trình vô cơ hóa mẫu và phép đo Cd trên thiết bị ICP-OES phù hợp để xác định lượng vết Cd trong các mẫu. - Quy trình vô cơ hóa mẫu và định lượng Pb trên thiết bị ICP-OES có độ chính xác và độ nhạy cao. Giá trị LOD và LOQ lần lượt là 1,2 6 µg/L và 3,9 µg/L. Hiệu suất thu hồi Pb cao khoảng 92,2%; độ chệch giữa các lần đo nhỏ hơn 5%. Như vậy, phương pháp này rất thích hợp để phân tích vết Pb trong thực phẩm. - Quy trình vô cơ hóa mẫu và định lượng As trên thiết bị ICP-MS có độ chính xác và độ nhạy cao. Giá trị LOD và LOQ lần lượt là 0,076 µg/L và 0,253 µg/L. Độ đúng của phương pháp khoảng 96,0 đến 98,6%; RSD% giữa các lần đo trong khoảng từ 0,41% đến 4,17%. Phương pháp ICP-MS rất phù hợp để định lượng vết As trong mẫu cá. 3.2. Nghiên cứu về asen 3.2.1. Nghiên cứu ngưỡng độc cấp tính của asen Không có hiện tượng cá chết trong thí nghiệm đối chứng và cá thí nghiệm khi nồng độ As trong nước < 20 mg/L. Nồng độ As trong nước khoảng 20 mg/L đến 40 mg/L, lượng cá chết trong vòng 96 giờ tăng khoảng từ 13,3 đến 100%. Hình 3.2. Ảnh hưởng của As trong nước đến số cá chết trong 96 giờ Hình 3.5. Tích lũy As trong mang cá Trong nghiên cứu này, giá trị LC50 của As trong 96 giờ đối với cá Điêu hồng tính được tương đối cao, khoảng 29,26 mgAs/L; điều này có thể là do sự chuyển đổi dạng hóa học của As vô cơ thành As hữu cơ ít độc hơn trong quá trình trao đổi chất của cơ thể cá Điêu hồng. Đã có các nghiên cứu chứng tỏ As vô cơ được chuyển hóa sinh học thành dạng As hữu cơ kém độc hơn như monometylasen, dimetylasen, trimetylasen trong cơ thể cá Tilapia mossambica sống trong nước 7 ô nhiễm As (III) vô cơ.3.2.2. Nghiên cứu độc mãn tính của As đối với cá Điêu hồng 3.2.2.1. Sự tích lũy asen trong cá Điêu hồng sống trong nước ô nhiễm Quan sát quá trình phát triển của cá đối chứng cho thấy cá không mệt mỏi, ăn bình thường. Trong khi đó, đối với cá sống trong nước ô nhiễm As, cá có dấu hiệu mệt mỏi, ít bơi lội, ăn kém, chậm lớn. Sau 20 ngày thí nghiệm, trọng lượng cá đối chứng tăng đáng kể khoảng 19,3%, trong khi đó, trọng lượng cá ô nhiễm As (1,00 đến 3,00 mg/L) chỉ tăng khoảng từ 2,7 đến 5,7 % so với trọng lượng cá ban đầu. Tích lũy As trong mang cá: Tích lũy As trong mang cá sống trong nước ô nhiễm tăng theo thời gian và nồng độ As trong nước đồng thời cao hơn đáng kể so với cá đối chứng (hình 3.5). Khi nồng độ As trong nước tăng từ 1,00 đến 3,00 mg/L, tích lũy As trong mang cá sau 4 ngày sống trong nước ô nhiễm tăng khoảng từ 0,18 đến 0,60 mg/kg. Kéo dài thời gian ô nhiễm đến 20 ngày, hàm lượng As trong mang cá ô nhiễm tăng lên khoảng từ 0,89 đến 1,29 mg/kg. Hình 3.6 Tích lũy As trong gan cá Hình 3.7. Tích lũy As trong thịt cá Tích lũy As trong gan: Hàm lượng As trong gan cá sống trong nước ô nhiễm tăng theo thời gian và nồng độ As trong nước (Hình 3.6). Tích lũy As trong gan cá ô nhiễm cao hơn đáng kể so với cá đối chứng. Khi nồng độ As trong nước tăng từ 1,00 đến 3,00 mg/L, tích 8 lũy As trong gan cá sau 4 ngày sống trong nước ô nhiễm tăng khoảng từ 0,38 đến 0,88 mg/kg. Kéo dài thời gian sống đến 20 ngày, hàm lượng As trong gan cá ô nhiễm khoảng từ 1,15 đến 1,80 mg/kg. Tích lũy As trong thịt cá: Sau 4 ngày sống trong nước ô nhiễm As (1,00 đến 3,00 mg/L), tích lũy As trong thịt cá khoảng từ 0,57 đến 1,21 mg/kg. Sau 20 ngày ô nhiễm, tích lũy As trong thịt cá ô nhiễm khoảng từ 2,27 đến 3,01 mg/kg thịt khô (hình 3.7). Tích lũy As trong thịt cá Điêu hồng sống trong nước ô nhiễm tăng theo thời gian và nồng độ As trong nước. Tích lũy As trong mang, gan và thịt cá Điêu hồng sống trong nước ô nhiễm tăng theo nồng độ As trong nước và cao hơn đáng kể so với cá đối chứng. Tích lũy As trong cá theo thứ tự sau: Thịt > gan > mang. Bề mặt mang cá tích điện âm, trong nước As (III) tồn tại dưới dạng AsO2- cũng mang điện tích âm, do lực đẩy tĩnh điện giữa mang cá và anion AsO2- nên As dễ dàng xâm nhập vào cơ thể cùng với sự chuyển hóa sinh học As vô cơ thành As hữu cơ ít độc hơn và được lưu trữ chủ yếu ở thịt. Do đó, As tích luỹ nhiều trong thịt hơn gan và mang. Phân bố tích lũy As trong cá của nghiên cứu này hoàn toàn phù hợp với các công bố trước đây. As tích luỹ nhiều nhất trong thịt cá Điêu hồng, cá trê Silurus glanis và cá chép. Tích lũy As trong thịt của 5 loài cá ở Neretva, Croatia nhiều hơn đáng kể so với gan và mang cá. Khi nồng độ As trong nước thấp, cá không nhận biết ngộ độc nên chủ động trao đổi chất (trọng lượng cá tăng) nhờ vậy mà As trong nước xâm nhập vào cơ thể cá qua 2 con đường chủ động và khuếch tán thụ động. Khi nồng độ As trong nước cao, cá nhận biết ngộ độc nên hạn chế trao đổi chất (trọng lượng cá tăng ít hoặc không tăng), lượng As xâm nhập vào cơ thể cá chủ yếu qua con đường khuếch tán 9 thụ động. Lượng As xâm nhập vào cơ thể cá sống trong nước ô nhiễm As nồng độ cao nhiều hơn so với cá sống trong nước ô nhiễm As nồng độ thấp, tuy nhiên, sự tăng lượng As trong cá không đáng kể so với sự tăng lượng As trong nước do đó mà tỷ lệ Ascá/Asnước giảm khi nồng độ As trong nước tăng (Hình 3.9). Hình 3.9. Tỷ lệ nồng độ As trong nước và tích lũy trong cá Hình 3.15. Sự thay đổi lượng cortisol so với cá đối chứng 3.2.2.2. Sự đào thải asen trong cá Điêu hồng ô nhiễm sống trong nước sạch (thôi nhiễm) Quan sát quá trình phát triển của cá đối chứng cho thấy cá khỏe mạnh, ăn bình thường nhưng cá ô nhiễm As, mặc dù được sống trong nước sạch nhưng vẫn còn dấu hiệu mệt mỏi, ít bơi lội, ăn kém. Sau 10 ngày thí nghiệm, trọng lượng cá đối chứng tăng 12,3% còn cá ô nhiễm chỉ tăng từ 1,0 đến 1,9%. As ảnh hưởng đáng kể và lâu dài đến sự phát triển của cá Điêu hồng. Bảng 3.8. Tỉ lệ đào thải As trong cá Điêu hồng Thí nghiệm Tỷ lệ đào thải (%) Thịt Gan Mang Ô nhiễm 1,0As 16,7 24,6 19,1 1,5As 19,3 29,4 18,2 3,0As 12,3 14,7 18,7 Hàm lượng As trong cá ô nhiễm sau 10 ngày sống trong nước sạch giảm đáng kể so với lượng As trong cá ô nhiễm khi mới bắt đầu sống trong nước sạch. Tuy nhiên, trọng lượng cá ô nhiễm sau 10 ngày sống 10 trong nước sạch tăng không đáng kể. Độ giảm hàm lượng As trong mang, gan và thịt cá nhanh hơn so với mức độ tăng trọng lượng như vậy đã xảy ra quá trình loại bỏ/đào thải As ra khỏi cơ thể của cá ô nhiễm. Thứ tự đào thải As trong cá thí nghiệm: Gan > mang  thịt. 3.2.2.3. Sự khử độc asen trong cá Điêu hồng sống trong nước ô nhiễm Asen tồn tại trong gan và thịt cá Điêu hồng ô nhiễm dưới dạng AsB, DMA và một lượng asen ở dạng chưa xác định được. Asen (III) và asen (V) không tồn tại trong gan và thịt cá, chứng tỏ cá Điêu hồng chuyển hóa sinh học hoàn toàn các dạng asen vô cơ. Hình 3.10. Sắc ký đồ chuẩn các dạng hóa học của asen Hình 3.11. Sắc ký đồ dạng hóa học của asen trong mẫu CMR Hình 3.12. Sắc ký đồ dạng hóa học của asen trong a) thịt cá và b) gan cá 3.2.2.4. Ảnh hưởng của As trong nước đến sự thay đổi cortisol trong huyết tương cá Điêu hồng Hàm lượng cortisol trong huyết tương cá sống trong nước ô nhiễm: As gây rối loạn nội tiết cá theo kiểu tăng sinh cortisol khi cá bắt đầu sống trong nước ô nhiễm và sau đó giảm sinh cortisol (Hình 11 3.15). Trong 4 ngày đầu sống trong nước ô nhiễm, lượng cortisol trong cá ô nhiễm tăng và cao hơn đáng kể (từ 21,5 đến 51,1%) so với cá đối chứng. Kéo dài đến ngày thứ 12, lượng cortisol trong huyết tương cá sống trong nước ô nhiễm As 1,00 mg/L tiếp tục tăng cao hơn so với ngày thứ 4 và cao hơn so với cá đối chứng khoảng 47,4%. Trong khi đó, lượng cortisol trong huyết tương cá ô nhiễm As từ 1,50 đến 3,00 mg/L giảm thấp hơn đáng kể so với ngày thứ 4 nhưng vẫn cao hơn so với cá đối chứng khoảng từ 9,2 đến 17,4%. Kéo dài đến ngày thứ 20, lượng cortisol trong huyết tương cá ô nhiễm giảm và thấp hơn so với cá đối chứng khoảng từ 11,7% đến 18,4%. Hàm lượng cortisol trong cá ô nhiễm sống trong nước sạch: Sau 10 ngày thôi nhiễm As, lượng cortisol trong huyết tương cá đối chứng tăng thêm 4,7%, lượng cortisol trong cá sống trong nước ô nhiễm As từ 1,00 đến 1,50 mg/L không khác biệt so với lượng cortisol trong cá ô nhiễm khi mới bắt đầu sống trong nước sạch. Lượng cortisol trong huyết tương cá ô nhiễm As 3,00 mg/L tiếp tục giảm và thấp hơn khoảng 29,8% so với khi mới bắt đầu sống trong nước sạch. Như vậy, hệ nội tiết của cá Điêu hồng đã bị tổn hại nghiêm trọng sau 20 ngày sống trong nước ô nhiễm As (từ 1,00 đến 3,00 mg/L), không thể phục hồi trong vòng 10 ngày sống trong nước sạch. 3.3. Nghiên cứu về Cd 3.3.1. Ngưỡng độc cấp tính của Cd (LC50 trong 96 giờ) Kết quả trên hình 3.17 cho thấy, cá chết ở tất cả các thí nghiệm trong 96 giờ sống trong nước ô nhiễm Cd. Lượng cá chết tăng theo nồng độ Cd trong nước và tăng theo thời gian ô nhiễm. Không có cá chết ở các thí nghiệm đối chứng. Giá trị LC50 trong 96 giờ của Cd đối với cá Điêu hồng thí nghiệm ước lượng được là 19,63 mgCd/L. 12 Hình 3.17. Ảnh hưởng của Cd trong nước đến số cá chết trong 96 giờ Hình 3.20. Tích lũy Cd trong mang cá 3.3.2. Nghiên cứu độc mãn tính của Cd đối với cá Điêu hồng 3.3.2.1. Sự tích lũy Cd trong cá Điêu hồng sống trong nước ô nhiễm Cd ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển của cá Điêu hồng. Cá đối chứng khỏe mạnh, ăn bình thường, nhưng cá sống trong nước ô nhiễm Cd mệt mỏi, phản ứng chậm, ăn kém. Sau 20 ngày thí nghiệm, trọng lượng cá đối chứng tăng khoảng 19,3% trong khi cá ô nhiễm chỉ tăng khoảng 6,3 đến 4,0% so với thời điểm ban đầu. Kết quả này phù hợp với nghiên cứu của M Saeed Heydarnejad et al. (2013) là cá hồi sống trong nước ô nhiễm Cd nồng độ cao thì chậm lớn so với cá đối chứng và cá sống trong nước ô nhiễm Cd nồng độ thấp. Tích luỹ Cd trong mang cá: Do diện tích bề mặt lớn nên mang là nơi lưu giữ nhiều kim loại nặng. Trong nghiên cứu này, lượng Cd tích lũy trong mang cá càng nhiều khi nồng độ Cd trong nước càng cao. Sau 20 ngày sống trong nước ô nhiễm, tích lũy Cd trong mang cá khoảng từ 0,82 đến 1,44 mg/kg mang khô, ứng với nồng độ Cd trong nước từ 0,66 đến 2,00 mg/L. Tích luỹ Cd trong gan cá: Tích lũy Cd trong gan cá sống trong nước ô nhiễm tăng theo nồng độ Cd trong nước và tăng theo thời gian ô nhiễm. Hàm lượng Cd trong gan cá ô nhiễm sau 20 ngày sống trong nước ô nhiễm là 1,84 ± 0,17; 2,06 ± 0,04 và 2,53 ± 0,05 mg/kg tương ứng với nồng độ Cd trong nước lần lượt là 0,66; 1,00 và 2,00 13 mg/L. Gan là bộ phận tích lũy liên tục, chuyển hóa và loại bỏ kim loại nhờ metallothionein. Vì Cd tính hoá học tương tự như Zn nên Cd dễ dàng xâm nhập vào cơ thể nhờ protein vận chuyển Zn. Hình 3.21. Tích lũy Cd trong gan Hình 3.22. Tích lũy Cd trong thịt cá Tích luỹ Cd trong thịt cá: Hàm lượng Cd trong thịt cá ô nhiễm tăng theo thời gian và theo nồng độ Cd trong nước ô nhiễm. Khi nồng độ Cd trong nước tăng từ 0,66 đến 2,00 mg/L thì tích lũy Cd trong thịt cá sau 4, 12 và 20 ngày sống trong nước ô nhiễm lần lượt là 0,14 đến 0,19 mg/kg, 0,15 đến 0,24 mg/kg và 0,29 đến 0,39 mg/kg. Tích lũy Cd trong mang, gan và thịt cá tăng khi tăng nồng độ Cd trong nước và kéo dài thời gian sống trong nước ô nhiễm. Tích lũy Cd trong cá ô nhiễm theo thứ tự sau: Gan > mang > thịt. Kết quả này phù hợp với kết quả nghiên cứu của Kah Hin Low et al. (2011), hàm lượng kim loại nặng trong gan cá Điêu hồng ở Jelebu, Malaysia cao hơn so với mang và thịt. 3.3.2.2. Sự đào thải Cd của cá Điêu hồng ô nhiễm sống trong nước sạch (thôi nhiễm) Sau 10 ngày sống trong nước sạch, cá đối chứng khoẻ mạnh nhưng cá ô nhiễm Cd vẫn có dấu hiệu mệt mỏi, phản ứng chậm, ít bơi lội và ăn rất ít. Sau 10 ngày thôi nhiễm Cd, trọng lượng cá đối chứng tăng 12,3%, nhưng trọng lượng cá sống trong nước ô nhiễm Cd 0,66 đến 1,00 mg/L chỉ tăng khoảng 3,2 đến 4,7%; đặc biệt cá ô nhiễm Cd 2,00 mg/L chỉ tăng 1,9% so với trọng lượng cá ô nhiễm khi mới bắt đầu 14 sống trong nước sạch. Điều này cho thấy độc tính và tác hại kéo dài của Cd đối với cá Điêu hồng. Sau 10 ngày kể từ lúc thôi ô nhiễm Cd, hàm lượng Cd trong mang, gan và thịt cá giảm từ 26 - 54%, trong khi trọng lượng cá thí nghiệm chỉ tăng < 4%. Tốc độ tăng trọng lượng của cá thí nghiệm nhỏ hơn đáng kể so với tốc độ giảm Cd trong cá, như vậy lượng Cd trong cá ô nhiễm giảm là do quá trình đào thải Cd của cá. Thứ tự đào thải Cd như sau: Mang > thịt > gan. Sự đào thải kim loại có liên quan đến chức năng của từng bộ phận trong cơ thể. Mang cá tiếp xúc trực tiếp với môi trường nước, do chênh lệch hàm lượng Cd giữa mang cá và môi trường nước nên Cd dễ dàng di chuyển từ mang vào trong nước do đó độ giảm Cd trong mang nhiều (34 đến 54%). Trong cơ thể động vật, gan có chức năng tích lũy, chuyển hóa sinh học và đào thải kim loại. Với chức năng thải độc nên kim loại nặng từ các bộ phận khác trong cơ thể sẽ được chuyển đến gan, do đó, hàm lượng Cd trong thịt cá Điêu hồng ô nhiễm trong nghiên cứu này giảm nhanh hơn so với gan cá. Bảng 3.13. Phần trăm Cd đào thải sau 10 ngày cá ô nhiễm sống trong nước sạch Thí nghiệm Tỷ lệ đào thải (%) Mang Gan Thịt Ô nhiễm 0,66Cd 54,3 34,2 48,9 1,0Cd 33,8 26,4 27,8 2,0Cd 46,0 28,1 30,5 3.3.2.3. Sự khử độc cadimi trong cơ thể cá Điêu hồng Lượng Cd ở dạng phức Cd-MT trong gan cá Điêu hồng ô nhiễm chỉ chiếm 59,8% so với tổng hàm lượng Cd. Khi cá bị ô nhiễm Cd, lượng MT trong gan được dùng để tổng hợp phức Cd-MT, sau đó phức này sẽ được lưu giữ và tích lũy ở gan đồng thời theo máu đến 15 các cơ quan khác để tích lũy và đào thải từ đó làm giảm độc tính của Cd. Trong thịt, Cd tích lũy chủ yếu ở dạng phức Cd-MT (chiếm tỉ lệ 85,3%). Tỉ lệ hàm lượng Cd-MT so với tổng hàm lượng Cd chỉ phụ thuộc vào ái lực của mô thịt đối với phức Cd-MT. Bảng 3.10. Hàm lượng Cd ở dạng phức với MT so sánh với hàm lượng Cd tổng trong gan và thịt cá ô nhiễm Mẫu cá Tổng hàm lượng Cd (mg/kg) Hàm lượng Cd trong phức với MT (mg/kg) Tỉ lệ chuyển hóa % Gan 2,536 ± 0,053 1,517 ± 0,108 59,8 Thịt 0,394 ± 0,022 0,336 ± 0,019 85,3 Hình 3.25. Tỷ lệ giữa tích lũy Cd trong cá và nồng độ Cd trong nước Hình 3.29. Độ giảm cortisol trong cá ô nhiễm so với cá đối chứng Khi nồng độ Cd trong nước thấp, cá chưa nhận biết ngộ độc nên chủ động trao đổi chất nên Cd trong nước đi vào cơ thể cá qua 2 con đường chủ động và khuếch tán thụ động. Khi nồng độ Cd trong nước cao, cá nhận biết ngộ độc nên hạn chế trao đổi chất, lượng Cd đi vào cơ thể cá chủ yếu qua con đường khuếch tán thụ động. Còn lượng Cd đi vào cơ thể cá sống trong nước ô nhiễm Cd nồng độ cao nhiều hơn đáng kể so với cá sống trong nước ô nhiễm Cd nồng độ thấp. Tuy nhiên, sự gia tăng lượng Cd tích lũy trong cá không đáng kể so với sự gia tăng nồng độ Cd trong nước, vì vậy, tỷ lệ Cdcá/Cdnước giảm khi nồng độ Cd trong nước tăng (Hình 3.25). 16 3.3.2.4. Ảnh hưởng của Cd trong nước đến sự thay đổi cortisol trong huyết tương cá Điêu hồng Hàm lượng cortisol trong huyết tương cá sống trong nước ô nhiễm: Nồng độ Cd trong nước càng cao và thời gian sống trong nước ô nhiễm càng dài thì độ giảm cortisol trong huyết tương cá ô nhiễm so với cá đối chứng càng lớn (Hình 3.29). Ngày thứ 20 kể từ lúc ô nhiễm, cortisol trong cá ô nhiễm giảm từ 78 đến 91% so với cá đối chứng, do đó Cd gây căng thẳng cho cá. Chất độc trong nước tác động lên tuyến yên, vùng dưới đồi và tuyến thượng thận làm giảm sinh hóc-môn kích thích tuyến thượng thận để giải phóng ra cortisol. Một số nghiên cứu trước đây chỉ ra rằng Cd gây tăng hàm lượng cortisol trong cá Anguilla rostrata lesueur và Oreochromis mossombicus, nhưng gây giảm hàm lượng cortisol đối với cá Oncorhynchus mykiss ở nồng độ ô nhiễm cao. Sự thay đổi hàm lượng cortisol trong huyết tương cá ô nhiễm sống trong nước sạch: Sau 10 ngày cá ô nhiễm sống trong nước sạch, hàm lượng cortisol trong huyết tương cá tăng đáng kể (21,0 đến 64,4%) so với hàm lượng cortisol trong cá ô nhiễm khi mới bắt đầu sống trong nước sạch. Sự tăng hàm lượng cortisol trong huyết tương cá ô nhiễm sau 10 ngày sống trong nước sạch cho thấy, cá Điêu hồng sống trong nước ô nhiễm Cd (0,66 đến 2,00 mg/L) trong vòng 20 ngày chưa bị hỏng hệ nội tiết. 3.4. Nghiên cứu về chì 3.4.1. Ngưỡng độc cấp tính của Pb (LC50 trong 96 giờ) Hình 3.31 cho thấy lượng cá chết tăng theo nồng độ Pb và theo thời gian sống trong nước ô nhiễm. Cá sống trong nước có nồng độ Pb cao, biểu mô mang sẽ bị hỏng dẫn đến chết do ngạt thở. Độc tính của Pb đối với cá Điêu hồng cao, ngưỡng độc cấp tính của Pb (LC50 trong 96 giờ) đối với cá Điêu hồng tính được là 3,24 mg/L. Kết quả này 17 phù hợp với các nghiên cứu trước đây, LC50 của Pb trong 96 giờ đối với loài Capoeta fusca là 7,58 mgPb/L và Goldfish là 5,02 mg/L. Hình 3.31. Ảnh hưởng của Pb trong nước đến lượng cá chết trong 96 giờ Hình 3.34. Tích lũy Pb trong mang cá 3.4.2. Nghiên cứu độc mãn tính của Pb đối với cá Điêu hồng 3.4.2.1. Sự tích lũy Pb trong cá Điêu hồng sống trong nước ô nhiễm Quan sát quá trình phát triển của cá đối chứng cho thấy cá rất khỏe mạnh, linh hoạt, phản ứng nhanh, ăn bình thường. Trong khi đó, cá sống trong nước ô nhiễm Pb có dấu hiệu tương đối mệt mỏi, ít bơi lội, phản ứng chậm, ăn kém. Nồng độ Pb trong nước càng cao thì cá càng chậm phát triển. Sau 20 ngày, trọng lượng cá đối chứng tăng khoảng 19,3% nhưng trọng lượng cá ô nhiễm chỉ tăng khoảng từ 5,0 đến 8,7%. Tích lũy Pb trong mang cá: Tích lũy Pb trong mang cá sống trong nước ô nhiễm cao hơn đáng kể so với cá đối chứng, tích lũy Pb trong mang cá tăng theo thời gian và nồng độ Pb trong nước. Khi nồng độ Pb trong nước tăng từ 0,12 đến 0,33 mg/L, tích lũy Pb trong mang cá sau 20 ngày sống trong nước ô nhiễm tăng khoảng từ 8,63 đến 9,03 mg/kg, cao hơn từ 10,6 đến 11,1 lần so với mang cá đối chứng. Tích lũy Pb trong gan cá: Tích lũy Pb trong gan cá ô nhiễm tăng theo thời gian và nồng độ Pb trong nước. Sau 20 ngày sống trong nước 18 ô nhiễm Pb (0,12 đến 0,33 mg/L), tích lũy Pb trong gan cá là 3,86 đến 5,99 mg/kg, cao hơn từ 6,0 đến 9,4 lần so với gan cá đối chứng. Tích luỹ Pb trong thịt cá: Hàm lượng Pb trong thịt cá ô nhiễm cao hơn đáng kể so với thịt cá đối chứng. Sau 4 ngày sống trong nước ô nhiễm Pb, hàm lượng Pb trong thịt cá trong khoảng từ 0,13 đến 0,24 mg/kg chất khô. Kéo dài thời gian sống lên đến 20 ngày, tích lũy Pb trong thịt cá ô nhiễm tăng lên đáng kể (0,43 đến 0,95 mg/kg), cao hơn từ 6,1 đến 13,6 lần so với thịt cá đối chứng. Hình 3.35. Tích lũy Pb trong gan Hình 3.36. Tích lũy Pb trong thịt cá Tích lũy Pb trong mang, gan và thịt cá Điêu hồng sống trong nước ô nhiễm tăng theo nồng độ Pb trong nước và cao hơn đáng kể so với cá đối chứng. Thứ tự tích lũy Pb trong cá như sau: Mang > > gan > > thịt. Kết quả nghiên cứu hoàn toàn phù hợp với nghiên cứu trước đây, cá Điêu hồng sống trong môi trường tự nhiên ở Jelebu, Malaysia cũng tích luỹ Pb trong mang cá nhiều hơn so với bộ phận khác trong cơ thể. Mang cá là bộ phận tiếp xúc trực tiếp với Pb trong nước. Vì mang cá có diện tích bề mặt lớn và tích điện âm nên có khuynh hướng hút cation và kết quả gia tăng lượng Pb tích lũy trong mang. Tích luỹ Pb trong thịt thấp hơn rất nhiều so với trong gan, do gan là bộ phận hoạt động liên tục trong khi đó thịt là bộ phận ít hoạt động hơn. Kết quả này cũng phù hợp với giả thuyết: Tích lũy kim loại trong thịt tăng lên đáng kể khi lượng kim loại tích lũy trong gan đạt mức tối đa. 19 Hình 3.38. Tỷ lệ Pb tích lũy trong cá ô nhiễm và lượng Pb trong nước Hình 3.40. Ảnh hưởng của Pb trong nước đến hàm lượng cortisol Khi nồng độ Pb trong nước thấp, do không nhận biết ngộ độc nên cá chủ động trao đổi chất nên Pb trong nước đi vào cơ thể cá qua 2 con đường chủ động trao đổi và khuếch tán thụ động. Khi nồng độ Pb trong nước cao, cá nhận biết ngộ độc nên hạn chế trao đổi chất, lượng Pb đi vào cơ thể chủ yếu qua con đường khuếch tán thụ động. Mặc dù, lượng Pb đi vào cơ thể cá sống trong nước ô nhiễm Pb ở nồng độ cao nhiều hơn so với nồng độ thấp, tuy nhiên, sự gia tăng lượng Pb trong cá không đáng kể so với sự tăng nồng độ Pb trong nước nuôi cá do đó tỷ lệ Pbcá/Pbnước giảm khi nồng độ Pb trong nước tăng. 3.4.2.2. Sự đào thải Pb của cá Điêu hồng ô nhiễm sống trong nước sạch (thôi nhiễm) Quan sát quá trình phát triển của cá đối chứng cho thấy cá rất khỏe mạnh, ăn bình thường. Trong khi đó, cá ô nhiễm Pb, mặc dù được sống trong nước sạch nhưng mệt mỏi, ít bơi lội, ăn kém. Sau 10 ngày thôi nhiễm, trọng lượng cá đối chứng tăng 12,3%, trong khi đó trọng lượng cá ô nhiễm chỉ tăng khoảng từ 2,9 đến 4,0%. Độ giảm hàm lượng Pb trong mang, gan và thịt cá sau 10 ngày sống trong nước sạch nhanh hơn độ tăng trọng lượng, như vậy đã xảy ra quá trình đào thải Pb trong cá ô nhiễm. Thứ tự đào thải Pb trong cá thí nghiệm là: Mang > gan > thịt. Kết quả này phù hợp với công bố của Mustafa Kalay và M. Canli, đào thải Pb từ mang cá nhiều hơn gan. 20 Khả năng loại bỏ Pb phụ thuộc vào vai trò khác nhau của mang, gan và thịt trong việc đào thải chì. Mặc dù đã xảy ra quá trình đào thải Pb trong cá ô nhiễm, tuy nhiên, sau 10 ngày đào thải, hàm lượng Pb vẫn còn cao hơn đáng kể so với cá đối chứng. Vậy để loại bỏ hoàn toàn Pb trong cơ thể, cần thời gian đào thải hơn 10 ngày. Bảng 3.16. Phần trăm Pb đào thải sau 10 ngày thôi nhiễm Thí nghiệm Tỷ lệ đào thải (%) Thịt Gan Mang Ô nhiễm 0,12Pb 15,0 26,7 39,3 0,18Pb 18,0 2