Giáo trình bảo vệ môi trường - Phần 3 Bảo vệ đại dương thế giới - Chương 7

Chia sẻ: Nguyen Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:7

Thêm vào BST

Báo xấu

71
lượt xem 15
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Những nồng độ tới hạn cho phép của các chất ô nhiễm trong môi trường nước Những nồng độ tới hạn cho phép (NĐTHCP) của các chất ô nhiễm mang chức năng quan trọng về chuẩn hóa chất l-ợng n-ớc, nhằm đảm bảo sức khoẻ dân c- (con ng-ời và thủy sinh vật) và điều chỉnh các khả năng phát thải những chất ô nhiễm vào môi tr-ờng n-ớc. Khái niệm về NĐTHCP dựa trên quan niệm về tính chất có ng-ỡng trong tác động của các hóa chất (Pravđin, 1934). Nội dung của quan niệm đó là: đối với...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình bảo vệ môi trường - Phần 3 Bảo vệ đại dương thế giới - Chương 7

HiÖn nay, c¸c quÇn x· sinh vËt ®¹i d−¬ng b¾t ®Çu chÞu nh÷ng t¸c ®éng th−êng trùc cña c¸c nh©n tè cã c−êng ®é nhá – nh÷ng liÒu l−îng ®éc h¹i thÊp (Izrael, Shiban, 1986). C¸c chÊt ®éc bÒn v÷ng sinh hãa gåm tham gia vμo c¸c chu tr×nh sinh häc vμ tÝch tô m¹nh bëi thñy sinh vËt biÓn. T¸c ®éng l©u dμi cña c¸c liÒu l−îng chÊt ®éc nhá, cã kh¶ n¨ng g©y hiÖu øng ®ét biÕn vμ Ch−¬ng 7 nhiÔm ®éc, cã thÓ dÉn ®Õn ph¸ vì m¹nh ho¹t ®éng sèng cña Nh÷ng nång ®é tíi h¹n cho phÐp cña c¸c chÊt sinh vËt biÓn vμ th«ng qua chuçi c¸c ph¶n øng kÕ tiÕp nhau g©y « nhiÔm trong m«i tr−êng n−íc nªn nh÷ng rèi lo¹n chøc n¨ng cña c¸c hÖ sinh th¸i vïng kh¬i ®¹i d−¬ng. §Ó t×m hiÓu nh÷ng xu thÕ nh− vËy, ph¶i cã quan tr¾c dμi h¹n vÒ thùc tr¹ng c¸c quÇn x· phï du sinh vËt ®ång thêi víi Nh÷ng nång ®é tíi h¹n cho phÐp (N§THCP) cña c¸c chÊt « nh÷ng kh¶o s¸t vÒ ®éng th¸i c¸c hÖ sinh th¸i. nhiÔm mang chøc n¨ng quan träng vÒ chuÈn hãa chÊt l−îng HiÖn nay, nång ®é trung b×nh cña c¸c chÊt « ®éc phæ biÕn ë n−íc, nh»m ®¶m b¶o søc khoÎ d©n c− (con ng−êi vμ thñy sinh vËt) ®¹i d−¬ng 1–3 bËc thÊp h¬n nh÷ng gi¸ trÞ tíi h¹n, trùc tiÕp g©y vμ ®iÒu chØnh c¸c kh¶ n¨ng ph¸t th¶i nh÷ng chÊt « nhiÔm vμo nªn nh÷ng biÕn ®æi tiªu cùc trong c¸c hÖ sinh th¸i. Tuy nhiªn, m«i tr−êng n−íc. ngay tõ b©y giê, møc s¶n xuÊt s¬ cÊp cña §¹i d−¬ng ThÕ giíi ®· Kh¸i niÖm vÒ N§THCP dùa trªn quan niÖm vÒ tÝnh chÊt cã 10 % thÊp h¬n gi¸ trÞ dù b¸o ë ®iÒu kiÖn kh«ng « nhiÔm (Patin, ng−ìng trong t¸c ®éng cña c¸c hãa chÊt (Prav®in, 1934). Néi 1979). dung cña quan niÖm ®ã lμ: ®èi víi mçi chÊt g©y nªn nh÷ng hiÖu øng bÊt lîi nμo ®ã trong c¬ thÓ, tån t¹i vμ cã thÓ x¸c ®Þnh ®−îc nh÷ng liÒu l−îng (nång ®é), t¹i ®ã nh÷ng biÕn ®æi thËm chÝ cña c¸c chØ sè chøc n¨ng nh¹y c¶m nhÊt cña c¬ thÓ sÏ lμ nhá nhÊt (ng−ìng). Víi nh÷ng liÒu l−îng (nång ®é) thÊp h¬n, chÊt kh«ng cã t¸c h¹i vμ sù hiÖn diÖn cña nã ë m«i tr−êng n−íc víi l−îng kh«ng v−ît qu¸ nh÷ng nång ®é nμy, cã thÓ xem lμ an toμn. 7.1. C¸c d¹ng ®Þnh chuÈn nång ®é tíi h¹n cho phÐp Trong mét thêi gian dμi ®· x©y dùng vμ sö dông hai d¹ng ®Þnh chuÈn N§THCP – chuÈn vÖ sinh vμ chuÈn nghÒ c¸. N§THCP vÖ sinh cña chÊt hãa häc trong n−íc – ®ã lμ nång 539 540
®é cùc ®¹i, kh«ng ¶nh h−ëng trùc tiÕp hay gi¸n tiÕp tíi t×nh vμ ho¹t ®éng sèng cña mét sè loμi thñy sinh dÞ d−ìng. C¸c ®èi tr¹ng søc khoÎ con ng−êi thÕ hÖ hiÖn nay vμ t−¬ng lai trong khi t−îng bÞ thö lμ nh÷ng ®¹i biÓu cña mét sè m¾t xÝch trong chuçi t¸c ®éng tíi c¬ thÓ vμ kh«ng lμm gi¶m nh÷ng ®iÒu kiÖn vÖ sinh dinh d−ìng cña hÖ sinh th¸i n−íc (vi khuÈn, t¶o, th©n mÒm, sö dông n−íc (Crasovski vμ nnk., 1978, 1982). gi¸p x¸c, c¸). N§THCP lμ nång ®é cho phÐp lín nhÊt (kh«ng t¸c dông) cña chÊt ®éc ®èi víi m¾t xÝch yÕu (nh¹y c¶m) nhÊt trong S¬ ®å ph−¬ng ph¸p luËn cña c¸c N§THCP vÖ sinh nh»m sè toμn bé c¸c ®èi t−îng bÞ thö ®· chän. ë ®©y nguyªn lý chØ vμo nghiªn cøu sù ¶nh h−ëng cña c¸c chÊt « nhiÔm theo ba dÊu tiªu ®éc quyÕt ®Þnh còng ®−îc dïng lμm c¬ së cña ph−¬ng ph¸p. hiÖu ®éc h¹i: vÖ sinh – ®éc tè häc (®é nh¹y c¶m cña c¬ thÓ sèng Mét dÊu hiÖu ®éc h¹i bæ sung ®−îc ®−a ra, ®ã lμ dÊu hiÖu nghÒ ®èi víi t¸c ®éng cña c¸c chÊt ®éc), kh¶ n¨ng c¶m nhËn (mμu s¾c, c¸ ®¸nh gi¸ ®−îc sù gi¶m chÊt l−îng hμng hãa cña s¶n phÈm c¸ mïi, vÞ cña n−íc) vμ vÖ sinh chung (c−êng ®é BOD, c¸c qu¸ do trong nã tÝch tô mét l−îng chÊt ®éc kh«ng cho phÐp. tr×nh kho¸ng hãa c¸c chÊt chøa nit¬, ph¸t triÓn vμ tö vong cña vi thùc vËt ho¹i sinh). Theo tõng dÊu hiÖu ®éc h¹i, ng−êi ta x¸c Nh÷ng chuÈn mùc nghÒ c¸ ®−îc thiÕt lËp sau nh÷ng ®Þnh nh÷ng nång ®é ng−ìng (t¸c dông) vμ d−íi ng−ìng (kh«ng N§THCP vÖ sinh mét bæ sung cã tÝnh l«gic cho ph¸p lý vÖ sinh t¸c dông). Nång ®é nhá nhÊt trong hai nång ®é ®ã cïng víi dÊu n−íc. “Nh÷ng quy chÕ b¶o vÖ n−íc mÆt khái « nhiÔm do n−íc hiÖu ®éc h¹i t−¬ng øng, ®−îc chÊp nhËn lμ N§THCP. th¶i” (sè 372–61) vμ “Nh÷ng quy chÕ b¶o tån vÖ sinh biÓn” (sè 483–14) cã chøa nh÷ng N§THCP cña c¸c chÊt ®éc h¹i ®èi víi C¸c N§THCP vÖ sinh kh«ng dïng ®Ó b¶o vÖ nguån lîi sinh c¸c ®èi t−îng n−íc sö dông kinh tÕ - sinh ho¹t ®èi víi c¸c thñy th¸i cña thñy vùc. NhiÖm vô cña chóng lμ ®¶m b¶o nh÷ng ®iÒu vùc nghÒ c¸. Tíi n¨m 1988, ®· thiÕt lËp ®−îc 959 chÈun mùc vÖ kiÖn an toμn sö dông n−íc cho con ng−êi. C¸c chuÈn mùc vÖ sinh - phßng bÖnh vμ 420 chuÈn mùc nghÒ c¸. sinh chØ ®iÒu chØnh hμm l−îng c¸c chÊt « nhiÔm trong nh÷ng thñy vùc nμo ®−îc dïng vμo c¸c môc ®Ých s¶n xuÊt, ¨n uèng, Sù bÊt cËp hiÖn hμnh gi÷a sè l−îng c¸c hãa chÊt míi ®−îc sinh ho¹t - v¨n hãa. dïng trong s¶n xuÊt vμ kh¶ n¨ng thùc tÕ thiÕt lËp c¸c N§THCP ®èi víi chóng buéc ng−êi ta ph¶i sö dông c¸c ph−¬ng ph¸p kh¸c Sù xuÊt hiÖn nh÷ng nguån « nhiÔm vμ më réng ph©n bè ®Þa nhau ®Ó cã ®−îc nh÷ng gi¸ trÞ N§THCP t¹m thêi. §iÒu nμy cho lý cña chóng ®· dÉn ®Õn xuÊt hiÖn nhiÒu khÝa c¹nh míi cã ý phÐp sím chän ra ph−¬ng ph¸p lμm s¹ch n−íc th¶i h÷u hiÖu vμ nghÜa kh«ng chØ giíi h¹n víi sù nguy hiÓm cho con ng−êi. hîp lý kinh tÕ. TriÓn väng nhÊt lμ ph−¬ng ph¸p to¸n häc, nã cã Thμnh thö, nh÷ng yªu cÇu vÒ chÊt l−îng n−íc mμ c¸c ngμnh thÓ dù b¸o t¸c ®éng ®éc cña nh÷ng hîp chÊt hãa häc c¶ theo c¸c kinh tÕ kh¸c nhau sö dông cã thÓ rÊt kh¸c nhau. §iÒu nμy dÉn tÝnh chÊt lý hãa lÉn theo kÕt qu¶ thö nghiÖm ®éc tè häc. §èi víi ®Õn sù ph¸t triÓn mét hÖ thèng ®éc lËp c¸c N§THCP nghÒ c¸, nhiÒu chÊt, c¸c gi¸ trÞ tÝnh to¸n vÒ liÒu l−îng cùc ®¹i kh«ng t¸c nh»m b¶o vÖ c¸c thñy vùc nh− lμ c¬ së ®Ó tæ chøc nu«i th¶ vμ dông (LLC§) kh¸ trïng hîp víi kÕt qu¶ nhËn ®−îc trong nh÷ng ®¸nh b¾t c¸. thÝ nghiÖm ®ång bé l©u dμi. ThÝ dô, ®èi víi c¸c hîp chÊt nit¬ ®· Khi x©y dùng c¸c N§THCP nghÒ c¸ ng−êi ta sö dông mét rót ra c«ng thøc s¬ ®å nghiªn cøu chuyªn, gåm ®¸nh gi¸ ¶nh h−ëng cña hãa chÊt lg LLC§ = 0,88 lg LD 50 − 3,6 , (7.1) tíi c¸c qu¸ tr×nh tù lμm s¹ch n−íc, s¶n xuÊt chÊt h÷u c¬ s¬ cÊp 541 542
ë ®©y LD 50 − liÒu g©y chÕt cña hãa chÊt, g©y tö vong 50 % khi c¸c qu¸ tr×nh h×nh thμnh chÊt l−îng n−íc cÇn thiÕt cho c¸c môc ®Ých nghÒ c¸, trong ®ã hä chó t©m nhÊt tíi viÖc b¶o toμn sù toμn ®−a vμo c¬ thÓ ®éng vËt, mg/kg. vÑn cña c¸c hÖ thèng bªn trong thñy vùc, h¬n lμ viÖc thiÕt lËp nh÷ng N§THCP vÖ sinh. B¶ng 7.1. So s¸nh mét sè N§THCP nghÒ c¸ vμ vÖ sinh (Caminski, 1980) Nãi chung, hÖ thèng c¸c chØ tiªu trªn c¬ së nh÷ng N§THCP N§THCP nghÒ c¸ N§THCP vÖ sinh ChÊt ch−a tÝnh ®Õn sù hßa hîp vμ ®èi kh¸ng cña c¸c chÊt « nhiÔm ChØ sè ®éc N§THCP ChØ sè ®éc N§THCP « nhiÔm kh¸c nhau. Nh÷ng chØ tiªu ®ã còng ch−a nh×n nhËn ®Õn nh÷ng quyÕt ®Þnh mg/l quyÕt ®Þnh mg/l qu¸ tr×nh nh− sù tÝch luü c¸c chÊt nμy bëi thñy sinh vËt, thÝ dô Amoniac §éc tÝnh häc 0,05 VÖ sinh chung 2,0 nh− t¶o, råi sau ®ã khi chÕt ®¹i trμ (theo mïa), chóng gi¶i – Anilin 0,0001 VÖ sinh-®éc häc 0,1 – Hecsacloran 0,01 Kh¶ n¨ng nhËn c¶m 0,02 phãng c¸c chÊt nμy. Chóng ta ch−a cã c¸c ph−¬ng ph¸p ph©n – DDT 0,0 VÖ sinh-®éc häc 0,1 tÝch tin cËy ®èi víi ®¹i ®a sè chÊt « nhiÔm mμ c¸c chuÈn mùc – Ca®imi 0,005 VÖ sinh-®éc häc 0,01 N§THCP ®· ®−îc thiÕt lËp cho chóng. NhiÒu khi tiªu chuÈn th× – Carbofos 0,0 Kh¶ n¨ng nhËn c¶m 0,05 – Coban 0,01 VÖ sinh-®éc häc 1,0 ®−îc ®Þnh møc cho mét sè d¹ng chÊt, nh−ng trong n−íc l¹i cßn – Nikel 0,01 VÖ sinh-®éc häc 0,1 cã nh÷ng d¹ng kh¸c, víi nh÷ng N§THCP kh¸c. Cuèi cïng, ®é – Clorofos 0,0 Kh¶ n¨ng nhËn c¶m 0,05 ®éc tÝnh cña c¸c chÊt « nhiÔm phô thuéc vμo t×nh huèng thñy – Xianit 0,05 VÖ sinh-®éc häc 0,1 – KÏm 0,01 VÖ sinh chung 1,0 hãa cô thÓ, trªn nÒn ®ã mμ ®éc tÝnh biÓu hiÖn. T¸c ®éng cña c¸c chÊt ®éc liªn hÖ víi c¸c chØ tiªu nh− nhiÖt ®é, «xy hoμ tan, pH, Tõ b¶ng 7.1 thÊy r»ng, nhiÒu hîp chÊt, cùc ®éc ®èi víi quÇn tËp hîp c¸c chÊt h÷u c¬ v.v... Ngoμi ra, c¸c qu¸ tr×nh chuyÓn l¹c sinh vËt, th× b»ng N§THCP vÖ sinh ®−îc ®Þnh chuÈn chØ hãa nh÷ng chÊt « nhiÔm trong c¸c hÖ sinh th¸i n−íc cßn bao theo dÊu hiÖu c¶m nhËn. Theo c¸c chuÈm mùc vÖ sinh, cho phÐp gåm hμng lo¹t nh÷ng giai ®o¹n, trong ®ã nh÷ng s¶n phÈm sù cã mÆt trong n−íc nh÷ng chÊt ®éc m¹nh nh− coban, kÏm víi trung gian cã khi cßn ®éc h¹i h¬n lμ nh÷ng chÊt ban ®Çu nång ®é 100 lÇn lín h¬n liÒu l−îng ng−ìng cña chuÈn mùc nghÒ (Nicanorov vμ nnk., 1988). c¸, cßn anilin – tíi 1000 lÇn lín h¬n. Nh− vËy, mçi thñy vùc lμ mét hÖ sinh th¸i thèng nhÊt, do Tuy nhiªn, nh÷ng chuÈn mùc chÊp nhËn cßn xa míi hoμn ®ã nhiÖm vô b¶o vÖ n−íc ph¶i gi¶i quyÕt tõ nh÷ng lËp tr−êng thiÖn. Khi nghiªn cøu ¶nh h−ëng cña c¸c chÊt tíi nh÷ng qu¸ sinh th¸i cã c¨n cø khoa häc. tr×nh tù lμm s¹ch m«i tr−êng n−íc (theo c¸c chØ tiªu BOD vμ nit¬rat hãa), c¸c nhμ vÖ sinh häc ®Ó ý kh«ng ph¶i ®Õn b¶n th©n qu¸ tr×nh tù lμm s¹ch, mμ tíi chuyÖn chóng cã ®¶m b¶o diÖt 7.2. Nh÷ng nguyªn t¾c ®Þnh chuÈn sinh th¸i c¸c nång ®é tíi ®−îc nh÷ng vi sinh vËt ®ét biÕn x©m nhËp tõ n−íc th¶i s¶n xuÊt h¹n cho phÐp – sinh ho¹t vμ nh÷ng qu¸ tr×nh kho¸ng hãa c¸c chÊt h÷u c¬ hay Víi c¸ch tiÕp cËn sinh th¸i ®Ó x¸c ®Þnh nh÷ng ¸p lùc cho kh«ng. Cßn c¸c nhμ ng− häc th× tr−íc hÕt hä ®¸nh gi¸ hiÖu qu¶ phÐp cña c¸c chÊt « nhiÔm, ph¶i tÝnh ®Õn ¶nh h−ëng cña c¸c 543 544
nh©n tè ®éc h¹i kh«ng chØ tíi mét lo¹i sinh vËt, mμ lμ tíi sù toμn bé hÖ sinh th¸i nãi chung. ph¶n øng cña quÇn x· vμ cña hÖ sinh th¸i nãi chung. ChØ tiªu ViÖc ®Æt vÊn ®Ò tiªu ®Þnh chuÈn sinh th¸i vÒ chÊt l−îng chÝnh ph¶i lμ ®é æn ®Þnh (bÒn v÷ng) cña hÖ sinh th¸i. §èi víi n−íc ®ang lμm lé ra hμng lo¹t nh÷ng khÝa c¹nh ch−a ®−îc mçi hÖ sinh th¸i, cÇn t×m ra nh÷ng chØ tiªu riªng vÒ chÊt l−îng nghiªn cøu ®Çy ®ñ. §ã lμ c¸c vÊn ®Ò tÝch tô nh÷ng chÊt « nhiÔm cña m«i tr−êng tù nhiªn tïy thuéc vμo tiÒm n¨ng sinh th¸i cña hãa häc trong c¸c m¾t xÝch kh¸c nhau cña c¸c chçi dinh d−ìng hÖ sinh th¸i ®ã vμ nh÷ng kh¶ n¨ng sinh th¸i cña khu vùc cña c¸c hÖ sinh th¸i n−íc, sù ph©n hñy vμ chuyÓn hãa c¸c chÊt (Izrael, 1984). hãa häc trong m«i tr−êng n−íc. C¬ së ®Ó thiÕt lËp c¸c chuÈn møc sinh th¸i lμ luËn ®iÓm tiÕp cËn hÖ thèng sù ®iÒu tiÕt chÊt l−îng m«i tr−êng tù nhiªn. 7.3. Nång ®é tíi h¹n cho phÐp cña c¸c chÊt « nhiÔm trong m«i Nh÷ng quan niÖm vÒ ¸p lùc sinh th¸i cho phÐp tíi h¹n tr−êng biÓn (ALSTCPTH) cña sù « nhiÔm lªn hÖ sinh th¸i do Iu. A. Izrael ph¸t triÓn chÝnh lμ kÕt qu¶ cña c¸ch tiÕp cËn hÖ thèng. ý nghÜa Nh÷ng N§THCP nghÒ c¸ ®−îc chÊp nhËn ë Liªn X« ®· cña ALSTCPTH dùa trªn kh¸i niÖm vÒ sù æn ®Þnh cña c¸c hÖ ®−îc lËp ra cho c¸c thñy vùc n−íc ngät. ViÖc phæ biÕn nh÷ng sinh th¸i, bëi v× c¸c hÖ sinh th¸i chØ cã thÓ ho¹t ®éng b×nh N§THCP ®ã sang n−íc biÓn ®«i khi sinh ra nh÷ng kÕt luËn th−êng trong nh÷ng ®iÒu kiÖn « nhiÔm khi kh«ng v−ît qu¸ “nghÞch lý”. ThÝ dô, N§THCP cña kÏm lμ 10 μg/l, thÊp h¬n ALSTCPTH, ®−îc ®Ò ra cã tÝnh to¸n tíi tÊt c¶ nh÷ng nh©n tè t¸c ®éng tæng céng vμ phøc hîp tíi mét hÖ sinh th¸i cô thÓ. nhiÒu so víi nång ®é trung b×nh cña nguyªn tè nμy trong §¹i HiÖn nay, ®· x¸c ®Þnh ®−îc nh÷ng nguyªn t¾c chung ®Ó luËn d−¬ng ThÕ giíi, vμ nÕu nh− tÝnh ®Õn hμm l−îng cao h¬n cña c¸c chøng cho ALSTCPTH, ®−îc thùc hiÖn, thÝ dô, th«ng qua viÖc nguyªn tè vi l−îng trong nh÷ng vïng thÒm lôc ®Þa vμ c¸c biÓn, x©y dùng kh¸i niÖm dung l−îng dung hßa cña c¸c hÖ sinh th¸i. th× cã thÓ t¹o ra Ên t−îng r»ng « nhiÔm §¹i d−¬ng ThÕ giíi do §Ó luËn chøng cho ALSTCPTH cÇn cã sù ph©n tÝch toμn diÖn vÒ kÏm ®· tíi nh÷ng giíi h¹n nguy hiÓm. Trªn thùc tÕ kh«ng ph¶i c¸c m«i tr−êng tù nhiªn xung quanh, c¬ së cña phÐp ph©n tÝch nh− vËy. ®ã lμ sù theo dâi (monitoring) – hÖ thèng quan tr¾c dμi h¹n vÒ Theo nh÷ng luËn ®iÓm c¬ b¶n cña ®Þa sinh ®Þa hãa vμ sinh møc ®é vμ ®Æc ®iÓm « nhiÔm. Trong hÖ thèng theo dâi chung, th¸i ®Þa hãa, th× sinh vËt vμ quÇn x· sinh vËt dÇn dÇn thÝch vai trß to lín thuéc vÒ viÖc ph¸t hiÖn nh÷ng ph¶n øng cña nghi víi nh÷ng nh©n tè hãa häc cña m«i tr−êng. V× vËy, cã c¬ së nh÷ng hîp phÇn sinh häc cña c¸c hÖ sinh th¸i ®èi víi t¸c ®éng ®Ó kh¼ng ®Þnh r»ng nh÷ng nång ®é trung b×nh cña c¸c kim lo¹i cña sù « nhiÔm. Giai ®o¹n thø hai cña viÖc ph©n tÝch toμn diÖn m«i tr−êng xung quanh lμ x¸c ®Þnh ®−îc ¸p lùc cho phÐp sinh hiÖn ®ang tån t¹i trong §¹i d−¬ng ThÕ giíi lμ tèi −u ®èi víi c¸c th¸i vμ nh÷ng t¸c ®éng tíi tõng sinh vËt, tõng quÇn x·, tõng hÖ sinh vËt, cßn nh÷ng cùc h¹n th× ph¶n ¸nh møc tíi h¹n cña hμm sinh th¸i, sinh quyÓn vμ lËp ra c¸c tiªu chuÈn sinh th¸i vÒ ¸p l−îng kim lo¹i kh«ng ®ñ ë trong n−íc (nÕu nguyªn tè cÇn cho lùc cho phÐp. Kh©u kÞch tÝnh cña toμn bé hÖ sinh th¸i cã thÓ lμ ho¹t ®éng sèng) hay d− thõa (nÕu nguyªn tè ®éc h¹i). Møc sau mét d¹ng sinh vËt nμo ®ã (tiªu ®iÓm sinh th¸i) nh¹y c¶m ®èi víi cïng lμ ranh giíi tù nhiªn cã c¨n cø tiÕn hãa cña d¶i hμm l−îng nh©n tè nμy. ChÝnh d¹ng sinh vËt nμy sÏ quyÕt ®Þnh ¸p lùc lªn kim lo¹i tèi ®a cho phÐp ®èi víi toμn bé c− d©n cña §¹i d−¬ng 545 546
ThÕ giíi. dông réng r·i ph−¬ng ph¸p ®éc tè häc truyÒn thèng, dùa trªn nh÷ng kÕt qu¶ t×m kiÕm thùc nghiÖm c¸c ranh giíi gi÷a nång ®é Nh÷ng luËn ®iÓm trªn ®©y, do S. A. Patin (1978, 1979) nªu ®éc, nång ®é ng−ìng vμ nång ®é kh«ng t¸c dông cña c¸c chÊt lªn, ®· cho phÐp «ng ®Ò ra mét c¸ch tiÕp cËn míi, c¸ch tiÕp cËn ®éc ®èi víi nh÷ng d¹ng, nh÷ng nhãm vμ nh÷ng giai ®o¹n ph¸t sinh ®Þa hãa, ®èi víi viÖc ®Þnh chuÈn c¸c N§THCP cho nh÷ng nguyªn tè hãa häc nμo (®Æc biÖt c¸c kim lo¹i nÆng vμ trung triÓn kh¸c nhau cña c¸c thñy sinh vËt. chuyÓn) ®ång thêi võa lμ nh÷ng hîp phÇn vi l−îng tù nhiªn cña Theo ®Þnh nghÜa cña S. A. Patin (1979), nång ®é ®éc (nång n−íc, võa lμ nh÷ng t¹p chÊt nh©n t¹o phæ biÕn trong m«i tr−êng ®é øc chÕ) lμ nång ®é cña c¸c chÊt « nhiÔm, t¹i ®ã nh÷ng trÞ sè biÓn. Mçi hîp phÇn nh− vËy cña m«i tr−êng cÇn cã riªng cho t−¬ng ®èi (so víi kiÓm so¸t) cña ®é sèng sãt, kh¶ n¨ng sinh në, m×nh mét kho¶ng nång ®é trong n−íc (kho¶ng dung sai) cho t¨ng tr−ëng vμ c¸c chØ tiªu s¶n xuÊt sinh häc (trong ®ã cã tèc ®é phÐp ®èi víi c¸c thñy sinh vËt, trong ph¹m vi kho¶ng ®ã th× c¸c ph©n bμo vμ quang hîp cña t¶o ®¬n bμo) ch¾c ch¾n bÞ gi¶m h¬n sinh vËt, quÇn x· vμ quÇn thÓ cña chóng cã ®−îc kh¶ n¨ng thùc 50 % so víi c¸c chØ sè t−¬ng øng ë ph−¬ng ¸n kiÓm so¸t trong hiÖn mét c¸ch tèi −u nh÷ng chøc n¨ng sinh lý, sinh th¸i vμ c¸c nh÷ng thÝ nghiÖm kÐo dμi kh«ng d−íi 2–4 ngμy. C¸c nång ®é chøc n¨ng kh¸c. Nh÷ng ranh giíi cña c¸c kho¶ng nång ®é cña ng−ìng lμ nh÷ng nång ®é lμm biÕn ®æi c¸c chØ sè t−¬ng tù nh− tõng nguyªn tè nªn ®−îc thiÕt lËp riªng biÖt ®èi víi nh÷ng ®iÒu trªn, nh−ng víi ph¹m vi d−íi 50 % vμ chñ yÕu trong c¸c thÝ kiÖn ®¹i d−¬ng vμ biÓn, bëi v× nh÷ng ph¹m vi dao déng vμ nh÷ng nguyªn nh©n biÕn thiªn hμm l−îng c¸c kim lo¹i ë vïng nghiÖm liªn tôc, thêi gian kÐo dμi so s¸nh ®−îc víi ®é dμi cña mét vßng ®êi. Nång ®é kh«ng t¸c dông tèi ®a lμ nång ®é cña th¼m ®¹i d−¬ng vμ ë c¸c thñy vùc biÓn rÊt kh¸c nhau. −íc l−îng ®Þnh l−îng vÒ c¸c ng−ìng dung sai sinh ®Þa hãa ( L ) ®−îc chÊt ®éc trong m«i tr−êng, t¹i ®ã c¸c chØ sè ho¹t ®éng sèng c¬ thùc hiÖn theo c¸c c«ng thøc: b¶n cña c¸c thñy sinh vËt trong nh÷ng thÝ nghiÖm lien tôc bÞ sai Lt = C + 2 S L vμ Ld = C − 2S L , kh¸c kh«ng qu¸ 25 % c¸c chØ sè t−¬ng tù nh− trªn ë chÕ ®é kiÓm (7.2) so¸t. trong ®ã Lt vμ Ld − lÇn l−ît lμ ng−ìng trªn vμ ng−ìng d−íi; C − HiÖu øng ®éc ®−îc xem xÐt nh− lμ kÕt qu¶ t−¬ng t¸c cña ba nång ®é trung b×nh cña kim lo¹i trong n−íc biÓn; S L − ®é lÖch nh©n tè: sinh vËt (hoÆc mét tËp hîp sinh vËt), l−îng c¸c chÊt chuÈn cña tËp hîp c¸c kÕt qu¶ ®· sö dông ®Ó −íc l−îng C . ®éc vμ thêi gian. Ng−êi ta nghiªn cøu mèi phô thuéc cña hiÖu NÕu nh− c¸c N§THCP nghÒ c¸ ®−îc thiÕt lËp chñ yÕu dùa øng ®éc vμo nång ®é øng víi thêi gian ®−îc gi÷ cè ®Þnh vμ sù trªn dÊu hiÖu ®éc ë cÊp ®é c¸c c¬ thÓ vμ quÇn x·, th× N§THCP biÕn ®æi hiÖu øng ®éc theo thêi gian t¹i mét nång ®é x¸c ®Þnh sinh ®Þa hãa ®−îc rót ra thËm chÝ kh«ng ph¶i ®Ó cho nh÷ng loμi cña chÊt ®éc trong m«i tr−êng. Dùa theo c¸c kÕt qu¶ nhËn ®−îc, vμ quÇn x· riªng biÖt, mμ ®Ó cho toμn bé sinh c¶nh cña c¸c biÓn ngoμi c¸c nång ®é ®éc, nång ®é ng−ìng vμ nång ®é kh«ng t¸c vμ c¸c ®¹i d−¬ng tõ quan ®iÓm vÒ ®é æn ®Þnh cña c¸c ®Æc tr−ng dông (d−íi ng−ìng), ng−êi ta cßn x¸c ®Þnh c¶ LC50, møc g©y kÕt cÊu tróc vμ c¸c ®Æc tr−ng chøc n¨ng cña c¸c quÇn l¹c sinh vËt côc tö vong ®èi víi 50 % sinh vËt trong nh÷ng thÝ nghiÖm cÊp biÓn, tøc ë mét cÊp ®é cao h¬n, cÊp ®é hÖ sinh th¸i. tÝnh, kÐo dμi tõ 2 ®Õn 96 giê, vμ LC100 – møc c¸c nång ®é chÕt Trong khi thiÕt lËp c¸c N§THCP biÓn, ng−êi ta còng sö 547 548
trong c¸c thÝ nghiÖm cÊp tÝnh. Tõ b¶ng 7.2 thÊy râ ph¹m vi lín cña c¸c kho¶ng nång ®é B¶ng 7.2. C¸c gi¸ trÞ nång ®é (mg/l) ®éc (tö sè) vμ ng−ìng (mÉu sè) cña mét sè chÊt « nhiÔm ng−ìng vμ nång ®é ®éc ®èi víi phÇn lín nhãm sinh vËt biÓn. ë ®©y biÓu lé nh÷ng ®Æc ®iÓm ph¶n øng nhãm cña thñy sinh vËt ®èi trong m«i tr−êng biÓn ®èi víi nh÷ng nhãm sinh vËt biÓn chÝnh (Patin, 1979) víi c¸c chÊt ®éc nguån gèc kh¸c nhau. XuÊt ph¸t tõ nh÷ng kh¸i niÖm vÒ sù bÊt ®ång nhÊt c¸c ph¶n øng sinh häc vμ ®¸p l¹i cña c¸c nhãn thñy sinh vËt kh¸c nhau víi sù cã mÆt c¸c chÊt « nhiÔm trong n−íc, chóng ta cã c¨n cø ®Ó gi¶ thiÕt vÒ sù tån t¹i “nh÷ng tiªu ®iÓm sinh th¸i” (Patin, 1979), tøc nh÷ng d¹ng, quÇn thÓ còng nh− nh÷ng m¾t xÝch cña qu¸ tr×nh s¶n xuÊt sinh häc, dÔ bÞ tæn th−¬ng nhÊt bëi t¸c ®éng cña nh÷ng hîp phÇn « nhiÔm nμo ®ã. §é nh¹y c¶m cao cña c¸c ®Æc tr−ng s¶n xuÊt sinh häc vμ ho¹t tÝnh quang hîp cña thùc vËt phï du biÓn ®èi víi t¸c ®éng cña nh÷ng møc « nhiÔm t−¬ng ®èi thÊp lμ ®iÒu ®¸ng chó ý nhÊt. §é nh¹y c¶m cao ®èi víi t¸c ®éng cña c¸c chÊt ®éc cã ë c¸c loμi phï du gi¸p x¸c víi kh¶ n¨ng tÝch tô l−îng lín c¸c t¹p chÊt « nhiÔm nhê c¬ chÕ läc thøc ¨n. Nh÷ng loμi vμ d¹ng thñy sinh bÐ vμ nh÷ng giai ®o¹n ph«i vμ sau ph«i cña ®¹i ®a sè loμi ®éng vËt biÓn th−êng bÞ t¸c ®éng tæn th−¬ng cao. V× vËy, ®Ó x¸c ®Þnh t¸c ®éng sinh häc cña c¸c chÊt « nhiÔm tíi c¸c sinh vËt biÓn vμ quÇn x· cña chóng, cÇn tiÕn hμnh nh÷ng thÝ nghiÖm sinh th¸i − ®éc tè häc ®Æc biÖt víi nhiÒu loμi thùc vμ ®éng vËt phï du vμ nh÷ng quÇn x· tù nhiªn in situ cña chóng, còng nh− c¸c d¹ng c¸ phæ biÕn, th©n mÒm vμ gi¸p x¸c ë nh÷ng giai ®o¹n sím cña qu¸ tr×nh ph¸t triÓn c¸ thÓ. Trong b¶ng 7.3 tr×nh bμy nh÷ng gi¸ trÞ N§THCP cña mét sè chÊt ®éc phæ biÕn, ®−îc rót ra dùa trªn nh÷ng c¸ch tiÕp cËn sinh hãa häc vμ sinh th¸i - ®éc tè häc. 549 550
B¶ng 7.3. C¸c møc hμm l−îng ng−ìng vμ cho phÐp (μg/l) cña c¸c chÊt « nhiÔm trong quÇn thÓ ®éng vËt biÓn (Patin, 1979) Ng−ìng sinh ®Þa hãa Nång ®é N§THCP ®èi víi trªn cña dung sai kh«ng t¸c n−íc N§THC sinh th¸i dông tèi ®a P nghÒ ChÊt (theo c¸c chØ c¸ sè ®éc tè BiÓn §¹i Ch−¬ng 8 BiÓn néi BiÓn néi häc) th¼m d−¬ng Nh÷ng c¬ së sinh th¸i häc nh©n sinh ®¹i d−¬ng 0,1 1 0,1 0,1 1 5 Thñy vμ dung l−îng dung hßa cña c¸c hÖ sinh th¸i biÓn ng©n 5 10 10 10 10 100 Ch× 1 1 – 10 10 1 10 5 Ca®imi 8.1. Sinh th¸i häc nh©n sinh ®¹i d−¬ng – h−íng nghiªn cøu 50 50 10 50 50 10 KÏm khoa häc míi trong h¶i d−¬ng häc 5 5 1–5 5 5 10 §ång 5 10 – 5 10 50 Asen Do kÕt qu¶ t¸c ®éng nh©n sinh, trong ®¹i d−¬ng xuÊt hiÖn 20 50 – 20 50 – S¾t nh÷ng nh©n tè sinh th¸i bæ sung, cã kh¶ n¨ng thóc ®Èy nh÷ng 5 10 – 5 10 10 Niken tiÕn hãa tiªu cùc cña c¸c hÖ sinh th¸i biÓn. Sù ph¸t hiÖn ra c¸c 1 5 – 1 5 10 Coban nh©n tè nμy ®· kÝch thÝch triÓn khai nh÷ng nghiªn cøu c¬ b¶n – – 10 10 10 50 DÇu tan s©u réng trong §¹i d−¬ng ThÕ giíi vμ h×nh thμnh nªn nh÷ng – – 0,01 0,01 0,01 0 DDT, PCB h−íng khoa häc míi. Trong sè ®ã cã sinh th¸i häc nh©n sinh ®¹i 10 2 – 10 3 102 – 102 – 102 – – – ChÊt tÈy d−¬ng (Izrael, Sh−ban, 1988). H−íng khoa häc míi nμy nh»m 103 103 103 nghiªn cøu nh÷ng c¬ chÕ ph¶n øng cña sinh vËt ®èi víi c¸c t¸c ®éng nh©n sinh ë cÊp ®é tÕ bμo, mét c¬ thÓ, mét quÇn x·, mét ViÖc so s¸nh c¸c N§THCP biÓn vμ N§THCP nghÒ c¸ cho quÇn thÓ ®éng vËt, mét hÖ sinh th¸i còng nh− kh¶o s¸t nh÷ng thÊy r»ng trong mét sè tr−êng hîp chóng trïng nhau, nh−ng ®Æc ®iÓm t−¬ng t¸c c¸c c¬ thÓ sinh vËt vμ m«i tr−êng sinh sèng th−êng lμ kh¸c nhau tíi 10 lÇn. Nguyªn nh©n nh÷ng kh¸c biÖt trong ®iÒu kiÖn biÕn ®æi. ®ã lμ do c¸c hÖ ph−¬ng ph¸p ®Þnh chuÈn kh¸c nhau, vμ còng do §èi t−îng nghiªn cøu cña sinh th¸i häc nh©n sinh ®¹i ®Æc thï thμnh phÇn hãa häc cña c¸c sinh vËt biÓn vμ nh÷ng ®Æc d−¬ng − sù biÕn ®æi c¸c ®Æc tr−ng sinh th¸i häc cña ®¹i d−¬ng, ®iÓm sinh lý cña sinh vËt biÓn. trong ®ã tr−íc hÕt lμ nh÷ng biÕn ®æi cã gi¸ trÞ ®Ó ®¸nh gi¸ t×nh tr¹ng sinh th¸i cña sinh quyÓn nãi chung. C¬ së cña nh÷ng t×m kiÕm nμy lμ phÐp ph©n tÝch tæng hîp vÒ tr¹ng th¸i cña c¸c hÖ sinh th¸i biÓn cã tÝnh ®Õn tÝnh ®íi ®Þa lý vμ møc ®é t¸c ®éng 551 552