Đồ án tốt nghiệp: Ảnh hưởng các yếu tố địa hóa môi trường lên sự tích lũy Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) trong hàu (Crassostrea sp.) ở vùng ven biển ngập mặn Cần Giờ, TP.HCM

Chia sẻ: Luu Ha | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:82

Thêm vào BST

Báo xấu

11
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu đồ án "Ảnh hưởng các yếu tố địa hóa môi trường lên sự tích lũy Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) trong hàu (Crassostrea sp.) ở vùng ven biển ngập mặn Cần Giờ, TP.HCM" nhằm tìm hiểu, thu thập các đặc điểm, điều kiện tự nhiên, địa chất khu vực tại vùng ven biển ngập mặn Cần Giờ; Thu thập tài liệu về đặc điểm, tính chất hóa – lý, độc tính đối với con người và môi trường của PAHs;...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Đồ án tốt nghiệp: Ảnh hưởng các yếu tố địa hóa môi trường lên sự tích lũy Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) trong hàu (Crassostrea sp.) ở vùng ven biển ngập mặn Cần Giờ, TP.HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TP.HCM KHOA ĐỊA CHẤT VÀ KHOÁNG SẢN NGÔ HỮU PHỤC ẢNH HƯỞNG CÁC YẾU TỐ ĐỊA HÓA MÔI TRƯỜNG LÊN SỰ TÍCH LŨY POLYCYCLIC AROMATIC HYDROCARBONS (PAHs) TRONG HÀU (CRASSOSTREA SP.) Ở VÙNG VEN BIỂN NGẬP MẶN CẦN GIỜ, THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ ĐỊA CHẤT HỌC Mã ngành: 52440201 TP. HỒ CHÍ MINH – 12/2018
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TP.HCM KHOA ĐỊA CHẤT VÀ KHOÁNG SẢN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ẢNH HƯỞNG CÁC YẾU TỐ ĐỊA HÓA MÔI TRƯỜNG LÊN SỰ TÍCH LŨY POLYCYCLIC AROMATIC HYDROCARBONS (PAHs) TRONG HÀU (CRASSOSTREA SP.) Ở VÙNG VEN BIỂN NGẬP MẶN CẦN GIỜ, THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Sinh viên thực hiện: Ngô Hữu Phục MSSV: 0350100036 Khóa: 2014 – 2018 Giảng viên hướng dẫn: TS. Phạm Thanh Lưu TP. HỒ CHÍ MINH – 12/2018
TRƯỜNG ĐH TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Độc lập - Tự do - Hạnh phúc KHOA ĐỊA CHẤT VÀ KHOÁNG SẢN Tp. Hồ Chí Minh, ngày 29 tháng 11 năm 2018 NHIỆM VỤ CỦA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Khoa: ĐỊA CHẤT VÀ KHOÁNG SẢN Bộ môn: ĐỊA CHẤT MÔI TRƯỜNG Họ và tên: NGÔ HỮU PHỤC MSSV: 0350100036 Ngành: ĐỊA CHẤT HỌC Lớp: 03_ĐH_ĐCMT_2 1. Tên đồ án: Ảnh hưởng các yếu tố địa hóa môi trường lên sự tích lũy Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) trong hàu (Crassostrea sp.) ở vùng ven biển ngập mặn Cần Giờ, TP.HCM. 2. Nhiệm vụ (yêu cầu nội dung và số liệu ban đầu): - Thu thập số liệu phân tích hàm lượng PAHs và các thông số địa hóa môi trường (pH, Eh, Ec, TDS, N tổng và P tổng) năm 2017 và 2018 của đề tài: “Nghiên cứu khả năng tích lũy sinh học của hydrocarbon thơm đa vòng (PAHs) ở khu vực ven biển phía nam Việt Nam” do PGS.TS. Hoàng Thị Thanh Thủy làm chủ nhiệm đề tài. Khoa Địa chất và Khoáng Sản, Trường ĐH Tài Nguyên và Môi trường TP.HCM. - Đánh giá hàm lượng PAHs tích lũy trong hàu và làm sáng tỏ sự ảnh hưởng của các yếu tố địa hóa môi trường lên sự tích lũy PAHs trong hàu ở vùng ven biển ngập mặn Cần Giờ, TP.HCM. 3. Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 20/8/2018 4. Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 29/11/2018 5. Họ và tên người hướng dẫn: TS. Phạm Thanh Lưu Người hướng dẫn Nội dung và yêu cầu đã được thông qua bộ môn (Ký và ghi rõ họ tên) Ngày tháng năm Chủ nhiệm bộ môn (Ký và ghi rõ họ tên) Phạm Thanh Lưu
LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên em xin gởi lời cảm ơn chân thành đến Ban Lãnh đạo Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường, cùng quý thầy cô trong Khoa Địa chất và Khoáng sản đã tạo điều kiện và tận tình giảng dạy trong suốt thời gian em học tập trên giảng đường đại học. Đặc biệt, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy Phạm Thanh Lưu đã tận tình hướng dẫn em trong suốt thời gian thực tập tốt nghiệp và cả quá trình nghiên cứu để hoàn thành đồ án tốt nghiệp. Bên cạnh đó, em xin gởi lời cảm ơn đến cô Hoàng Thị Thanh Thủy và cô Từ Thị Cẩm Loan đã nhiệt tình giúp đỡ em trong quá trình học tập và thực hiện đồ án tốt nghiệp. Ngoài ra, em muốn gởi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè đã giúp đỡ, động viên em trong quá trình nghiên cứu và thực hiện đồ án tốt nghiệp. Trong quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp do chưa có nhiều kinh nghiệm và kiến thức còn hạn chế nên đề tài nghiên cứu không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp từ quý thầy cô và các chuyên gia để đồ án được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn!
MỤC LỤC TÓM TẮT ......................................................................................................................1 MỞ ĐẦU .........................................................................................................................2 1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ......................................................2 2. MỤC TIÊU CỦA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ..................................................................3 3. NỘI DUNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU .............................................................. 3 4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...............................................................................4 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN .........................................................................................5 1.1. TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC ....................5 1.1.1. Tổng quan các nghiên cứu ngoài nước .................................................................5 1.1.2. Tổng quan các nghiên cứu trong nước .................................................................7 1.1.3. Nhận xét chung .....................................................................................................8 1.2. TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU ..........................................................9 1.2.1. Vị trí địa lý ............................................................................................................9 1.2.2. Đặc điểm địa hình, địa mạo ................................................................................10 1.2.3. Đặc điểm khí tượng - thủy văn ...........................................................................11 1.2.4. Đặc điểm địa chất khu vực .................................................................................12 1.3. TỔNG QUAN VỀ POLYCYCLIC AROMATIC HYDROCARBONS (PAHS) .. ............................................................................................................................. 13 1.3.1. Khái niệm về PAHs ............................................................................................. 13 1.3.2. Tính chất hóa - lý của PAHs ...............................................................................13 1.3.3. Nguồn gốc phát sinh của PAHs trong môi trường .............................................15 1.3.4. Phát tán và vận chuyển PAHs trong môi trường ................................................17 1.3.5. Độc tính của PAHs đối với con người và hệ sinh thái .......................................18 1.4. CÁC KHÁI NIỆM KHÁC ..................................................................................20 CHƯƠNG 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .......................................................21 2.1. PHƯƠNG PHÁP THU THẬP TÀI LIỆU ............................................................. 21 2.2. PHƯƠNG PHÁP KHẢO SÁT THỰC ĐỊA – THU MẪU ....................................21 2.2.1. Phương pháp khảo sát thực địa ............................................................................21 2.2.2. Phương pháp thu mẫu hàu ...................................................................................21 2.3. PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH–THÍ NGHIỆM ....................................................22 i
2.3.1. Xử lý sơ bộ mẫu hàu trong phòng thí nghiệm .....................................................22 2.3.2. Chuẩn bị hóa chất, thiết bị-dụng cụ thí nghiệm ..................................................23 2.3.3. Phương pháp tách chiết PAHs trong mẫu hàu.....................................................23 2.3.4. Phương pháp phân tích PAHs .............................................................................24 2.4. PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ LIỆU ......................................................................27 2.4. PHƯƠNG PHÁP BẢN ĐỒ ....................................................................................27 CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.............................................................. 29 3.1. CÁC THÔNG SỐ ĐỊA HÓA MÔI TRƯỜNG ......................................................29 3.1.1. Môi trường nước ..................................................................................................29 3.1.2. Môi trường trầm tích (Nitơ tổng số, Photpho tổng số) .......................................34 3.2. POLYCYCLIC AROMATIC HYDROCARBONS (PAHS) TRONG HÀU (CRASSOSTREA SP.) ....................................................................................................36 3.2.1. Hàm lượng PAHs tích lũy trong hàu ...................................................................36 3.2.2. Hàm lượng PAHs tích lũy trong hàu theo cấu trúc các hợp chất ........................39 3.2.3. Xác định nguồn gốc ô nhiễm của PAHs .............................................................. 41 3.2.4. Hàm lượng PAHs có khả năng gây ung thư ........................................................44 3.2.5. Ảnh hưởng trọng lượng lipid lên sự tích lũy PAHs trong hàu ............................ 46 3.3. ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC YẾU TỐ ĐỊA HÓA MÔI TRƯỜNG LÊN SỰ TÍCH LŨY PAHS TRONG HÀU...........................................................................46 3.4.1. Môi trường nước ..................................................................................................46 3.4.2. Môi trường trầm tích ........................................................................................... 50 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .....................................................................................52 KẾT LUẬN ...................................................................................................................52 KIẾN NGHỊ ...................................................................................................................53 TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................... 55 PHỤ LỤC .....................................................................................................................60 ii
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT BTNMT : Bộ Tài nguyên và Môi trường Cs : Cộng sự FLD (Fluorescence detector) : Máy dò huỳnh quang HMW : Khối lượng phân tử cao HPLC (High performance liquid chromatography): Máy sắc ký lỏng hiệu năng cao IARC : Cơ quan nghiên cứu ung thư quốc tế IDL (Instrument detection limit) : Giới hạn phát hiện thiết bị IQL (Instrument quantification limit) : Giới hạn định lượng thiết bị LMW : Khối lượng phân tử thấp MT : Môi trường PAHs (Polycyclic aromatic hydrocarbons) : Hydrocarbon thơm đa vòng PCBs (Polychlorinate biphenyls) : Các hợp chất hữu cơ tổng hợp đa vòng QCVN : Quy chuẩn Việt Nam TLU : Trọng lượng ướt TLK : Trọng lượng khô TP.HCM : Thành phố Hồ Chí Minh WHO : Tổ chức y tế thế giới iii
DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1. Tên và cấu trúc các hợp chất của PAHs được phân tích ............................... 14 Bảng 1.2. Nguồn gốc PAHs theo khối lượng phân tử ...................................................17 Bảng 2.1 Vị trí lấy mẫu tại khu vực nghiên cứu ........................................................... 22 Bảng 2.2. Chương trình gradient pha động phân tích PAHs bằng HPLC .....................25 Bảng 2.3. Khảo sát đường chuẩn, ILD và ILQ.............................................................. 26 Bảng 3.1. Ý nghĩa của hệ số tương quan Pearson .........................................................32 Bảng 3.2. Ma trận tương quan của các thông số địa hóa môi trường vào mùa mưa (8/2017) .........................................................................................................................33 Bảng 3.3. Ma trận tương quan của các thông số địa hóa môi trường vào mùa khô (4/2018) .........................................................................................................................34 Bảng 3.4. Hàm lượng N tổng và P tổng trong hai mùa .................................................35 Bảng 3.5. Nguồn gốc PAHs theo tỷ lệ các hợp chất PAHs ...........................................42 Bảng 3.6. Tỷ lệ các hợp chất của PAHs trong hai mùa .................................................43 Bảng 3.7. Hàm lượng PAHs (µg.g-1 TLU) tích lũy trong hàu gây ung thư ..................45 Bảng 3.8. Ma trận tương quan của các họp chất PAHs vào mùa mưa ..........................48 Bảng 3.9. Ma trận tương quan của các thông số địa hóa môi trường và các hợp chất PAHs vào mùa khô ........................................................................................................49 iv
DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Sơ đồ vị trí địa lý khu vực nghiên cứu ..........................................................10 Hình 2.1. Quy trình tách chiết PAHs trong mô hàu (Crassotrea sp.) ........................... 24 Hình 3.1. Giá trị pH tại các vị trí khảo sát .....................................................................30 Hình 3.2. Giá trị TDS tại các vị trí khảo sát ..................................................................31 Hình 3.3. Giá trị Ec tại các vị trí khảo sát .....................................................................31 Hình 3.4. Hàm lượng trung bình tổng 15 PAHs, Naphthalene và Benzo(b)fluoranthene vào mùa khô...................................................................................................................37 Hình 3.5. Hàm lượng trung bình tổng 15 PAHs, Naphthalene và Benzo(b)fluoranthene vào mùa mưa .................................................................................................................38 Hình 3.6. Tỷ lệ trung bình tổng PAHs theo cấu trúc các hợp chất vào mùa khô ..........40 Hình 3.7. Tỷ lệ trung bình tổng PAHs theo cấu trúc các hợp chất vào mùa mưa .........40 v
TÓM TẮT Hydrocarbon thơm đa vòng (PAHs) là một trong những chất gây ô nhiễm nguy hiểm hiện nay. PAHs được hình thành từ các nguồn tự nhiên cũng như hoạt động của con người. Do không thể chuyển hóa hay bài tiết nên PAHs thường được tích lũy trong sinh vật, đặc biệt là các sinh vật hai mảnh vỏ. Trong nghiên cứu này, hàm lượng PAHs trong hàu (Crassostrea sp.) ở vùng đất ngập nước ven biển Cần Giờ đã được xác định. Hàm lượng 15 hợp chất của PAHs được phân tích bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao kết hợp với đầu dò huỳnh quang (HPLC – FLD - Dionex UltiMate 3000, Thermo Scientific, Waltham, MA USA). Tổng hàm lượng PAHs trong hàu được phát hiện dao động từ 12,02 – 64,45 µg.g-1 trọng lượng ướt (TLU) vào mùa mưa (8/2017) và 3,26 – 27,94 µg.g-1 TLU vào mùa khô (4/2018). Trong đó Naphthalene và Benzo(b)fluoranthene thường chiếm ưu thế. Kết quả cho thấy rằng nồng độ PAHs tích lũy trong hàu còn khá thấp và chưa gây nguy hại đến con người. Tuy nhiên, vẫn cần có một chương trình giám sát để đảm bảo chất lượng của hải sản này. Bên cạnh đó, đánh giá ảnh hưởng của các yếu tố địa hóa môi trường lên sự tích lũy PAHs trong hàu nhận thấy rằng, một số yếu tố môi trường có ảnh hưởng nhưng không nhiều. Trong đó, môi trường trầm tích là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến sự tích lũy hàm lượng PAHs tích lũy lên hàu. Từ khóa: hydrocarbon thơm đa vòng (PAHs), sinh vật hai mảnh vỏ, hàu, rừng ngập mặn, trầm tích, địa hóa môi trường. 1
MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đồ án tốt nghiệp Môi trường biển có ý nghĩa to lớn đối với sự sống và xã hội loài người từ xưa đến nay và cả trong tương lai. Ngày nay, môi trường biển là một trong những vấn đề làm thay đổi môi trường toàn cầu. Trong đó, môi trường ven biển cần được quan tâm nhiều hơn, bởi vùng ven biển không phải là nơi ổn định, mà là môi trường động. Luôn chịu sự biến động dưới tác động của các nhân tố tự nhiên và các hoạt động của con người. Với tốc độ phát triển về kinh tế, xã hội hiện nay có nhiều tác động tiêu cực đến môi trường ngày một nghiêm trọng hơn. Vùng ven biển Cần Giờ là một trong những vùng có hoạt động kinh tế phát triển năng động nhất khu vực phía Nam với nhiều ngành mang lại giá trị cao, trong đó đáng kể nhất là hoạt động công nghiệp, thủy hải sản, khai thác dầu khí, du lịch và đánh bắt hải sản. Trong khoảng chục năm trở lại đây, vùng ven biển phải chịu sự ảnh hưởng rất lớn từ việc khai thác tài nguyên, cơ sở hạ tầng, quá trình đô thị hóa và các khu du lịch nghỉ dưỡng cũng như hoạt động khai thác khoáng sản đã ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường ven biển khu vực nói chung và vùng ven ngập mặn Cần Giờ nói riêng. Cụ thể hơn, môi trường ven biển tại vùng bị biến đổi rất nghiêm trọng, chất lượng môi trường bị ô nhiễm. Điều đáng nói, tại ven biển ngập mặn Cần Giờ là nơi có tiềm năng thủy sản rất lớn, ngoài việc khai thác thủy hải sản mang giá trị sản lượng đáng kể, còn là nơi có điều kiện thuận lợi phát triển nuôi trồng nhiều loài hải sản có giá trị kinh tế cao, trong đó có các loài nhuyễn thể hai mảnh vỏ như: hàu, nghêu, sò, hến, v.v chúng đều là những sinh vật có tập tính ăn lọc. Vì vậy, trong môi trường tự nhiên chúng đã góp phần xử lý, làm sạch các cặn bã hữu cơ, các kim loại nặng, các độc tố, v.v có trong môi trường nước bằng sự tích lũy sinh học. Những loài hải sản này, là một phần không thể thiếu trong việc thúc đẩy phát triển kinh tế, tạo việc làm và nguồn cung cấp thực phẩm thiết yếu cho toàn thành phố và các tỉnh lân cận. Nhận biết được mối quan tâm về vấn đề môi trường tại khu vực nghiên cứu, trong đó sự gia tăng chất ô nhiễm Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) trong các sinh vật biển, các hợp chất độc hại này từ các nguồn khác nhau đi vào môi trường nước hoặc các con đường khác trong tự nhiên, chúng dễ dàng đi vào trong thực vật, động vật và có khả năng tích lũy sinh học. Do đó, PAHs 2
từ môi trường dễ dàng đi theo chuỗi thức ăn tích lũy đến con người và có tác động đáng kể đến sự an toàn của thực phẩm tiêu thụ tại khu vực này. Hiện nay, vấn đề ô nhiễm tại vùng ven biển Cần Giờ rất được nhiều nhà khoa học trong nước và quốc tế quan tâm, đã có nhiều công trình nghiên cứu về môi trường tại khu vực, nhưng nghiên cứu PAHs trong hai mảnh vỏ chưa có nghiên cứu nào. Các hợp chất hydrocarbon thơm đa vòng có tính độc hại dễ gây ung thư và đột biến, ảnh hưởng đến thực vật, động vật và nguy hại đến sức khỏe con người, là nơi trung tâm của khu vực phía Nam nên việc nghiên cứu PAHs tích lũy trong sinh vật biển tại khu vực là điều cần thiết cần được tiến hành trong thời gian hiện nay. Xuất phát từ nhu cầu sức khỏe của con người, đảm bảo phát triển bền vững tại khu vực và các yếu tố địa hóa môi trường tác động đến sự gia tăng nồng độ PAHs, chọn đề tài: “Ảnh hưởng các yếu tố địa hóa môi trường lên sự tích lũy Polycyclic aromatic hydrocarbons trong hàu (Crassostrea sp.) ở vùng ven biển ngập mặn Cần Giờ, thành phố Hồ Chí Minh” làm đồ án tốt nghiệp. 2. Mục tiêu của đồ án tốt nghiệp Ảnh hưởng các yếu tố địa hóa môi trường lên sự tích lũy của Polycyclic Aromatic Hydrocarbon (PAHs) trong hàu (Crassostrea sp.) ở vùng ven biển ngập mặn Cần Giờ, thành phố Hồ Chí Minh. 3. Nội dung và phạm vi nghiên cứu 3.1. Nội dung nghiên cứu Với mục tiêu nghiên cứu của đề tài đặt ra, cần phải tiến hành nghiên cứu các nội dung chính sau:  Tìm hiểu, thu thập các đặc điểm, điều kiện tự nhiên, địa chất khu vực tại vùng ven biển ngập mặn Cần Giờ;  Thu thập tài liệu về đặc điểm, tính chất hóa – lý, độc tính đối với con người và môi trường của PAHs;  Tham gia khảo sát thực địa. – lấy mẫu;  Tham gia tách chiết PAHs trong mô hàu trong phòng thí nghiệm;  Tìm hiểu quy trình phân tích PAHs trên máy sắc ký lỏng hiệu năng cao kết hợp với đầu dò huỳnh quang (HPLC – FLD); 3
 Thu thập số liệu phân tích PAHs và các thông số địa hóa môi trường vào tháng 8/2017 và tháng 4/2018;  Nêu sự biến thiên của các thông số địa hóa môi trường và so sánh với QCVN 10-MT: 2015/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất lượng nước biển;  Đánh giá hàm lượng PAHs tích lũy trong hàu trong hai mùa;  Phân tích tương quan giữa hàm lượng PAHs tích lũy trong hàu và các yếu tố địa hóa môi trường để đánh giá ảnh hưởng của các yếu tố địa hóa môi trường lên sự tích lũy PAHs trong hàu;  Đánh giá ô nhiễm của các PAHs tích lũy trong hàu dựa theo QCVN và trên thế giới. 3.2. Phạm vi ngiên cứu  Phạm vi về khoa học:  Nghiên cứu hàm lượng PAHs tích lũy trong hàu.  Các yếu tố địa hóa môi trường (trong môi trường nước: pH, Ec, Eh, TDS; môi trường trầm tích: Nitơ tổng và Photpho tổng).  Phạm vi về không gian: Không gian nghiên cứu của đề tài được tiến hành nghiên cứu tại vùng ven biển ngập mặn Cần Giờ, thành phố Hồ Chí Minh. 4. Phương pháp nghiên cứu Để hoàn thành tốt các nội dung nghiên cứu, đồ án tốt nghiệp được thực hiện các phương pháp nghiên cứu chính sau:  Phương pháp thu thập tài liệu;  Phương pháp khảo sát thực địa – thu mẫu;  Phương pháp phân tích – thí nghiệm;  Phương pháp xử lý số liệu;  Phương pháp bản đồ. 4
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1. TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC 1.1.1. Tổng quan các nghiên cứu ngoài nước Trong nghiên cứu của nhóm Francois và cs (2011) về đánh giá nồng độ PAHs trong trai (Mytilus galloprovincialis) từ lưu vực phía Tây của biển Địa Trung Hải. Dự án này kéo dài 3 năm (2004 – 2006) nghiên cứu tích lũy PAHs trong M. galloprovincialis tại 123 địa điểm dọc theo bờ biển Địa Trung Hải của Tây Ban Nha, Pháp, Ý, Bắc Tunisia, Algeria và Morocco. Kết quả nghiên cứu cho thấy tổng nồng độ PAHs tại các khu vực thị trấn và khu công nghiệp lớn từ tất cả các quốc gia của lưu vực đều tích lũy nhiều trong M. galloprovincialis. Nghiên cứu cũng chỉ ra các nguồn hydrocarbon thơm đa vòng có nhiều trong môi trường do các hoạt động xả dầu, nước thải đô thị, nhà máy lọc dầu, rò rỉ dầu hay các vận chuyển hàng hóa của tàu thuyền qua lại tại lưu vực. Một nghiên cứu khác của tập thể tác giả Barhoumi và cs (2016), mục tiêu của nghiên cứu là đo nồng độ PAHs trong trai và lươn (Anguilla anguilla) tại đầm phá Bizerte (Tunisia), qua kết quả đo được nhằm đánh giá nguồn và phân bố của PAHs để cung cấp thông tin cơ sở về hiện trạng ô nhiễm PAHs và đánh giá nguy cơ sức khỏe của con người tại khu vực. Một số mẫu cá và lươn được thu thập và phân tích bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) với đầu dò huỳnh quang (FLD) cho 15 PAHs. Kết quả sau phân tích hàm lượng PAHs trong trai và lươn dao động tương ứng từ 107,4 - 430,7 ng.g-1 TLU và 114,5 - 133,7 ng.g-1 TLU. Trong đó, hàm lượng của hợp chất naphthalene chiếm ưu thế so với các hợp chất khác cùng phân tích, các mẫu phân tích được phân loại ô nhiễm vừa. Tất cả các mẫu hiện diện phổ biến của các PAHs chứa 2 – 3 vòng bezen. Ngoài ra, dựa vào tỷ lệ các hợp chất PAHs để chỉ ra nguồn gốc từ dầu mỏ và nhiệt phân là chủ yếu. Rủi ro về sức khỏe do tiêu thụ các loài này được đánh giá không bị đe dọa đến sức khỏe cộng đồng. Các kết quả nghiên cứu đều phát hiện các loài sinh vật đều nhiễm PAHs sẽ cung cấp những thông tin hữu ích về vấn đề ô nhiễm môi trường trong việc quản lý biển bền vững trong khu vực. Theo nghiên cứu của nhóm tác giả Bleeker và Verbruggen (2009) cho biết mức độ tích lũy hợp chất trong sinh vật là tiêu chuẩn quan trọng để đánh mức độ ô nhiễm. Kết quả nghiên cứu cho thấy nồng độ tích lũy cao hơn trong chuỗi thức ăn của các hợp 5
chất tích lũy có thể gây nguy hại cho con người. Khi đo lường hệ số tích lũy (BCF) của hợp chất nghiên cứu, nghĩa là tỷ lệ giữa sự hấp thu của các hợp chất từ nước vào sinh vật và tỷ lệ bài tiết từ sinh vật ra môi trường nước, trong trạng thái ổn định tỷ số này độc lập với thời gian và bằng tỷ số giữa nồng độ trong cơ thể và nồng độ trong nước. Trong cá có thể có khả năng biến đổi PAHs thành các hợp chất khác, tạo điều kiện loại bỏ các hợp chất PAHs. Trong khi đó, trai và các loài động vật không xương sống ít khả năng biến đổi PAHs, kết quả là cho thấy tăng khả năng tích lũy của PAHs trong các loài nhuyễn thể hai mảnh vỏ. Nghiên cứu hàm lượng PAHs trong mô mềm của nghêu (Barbatia helblingii) theo nhóm nghiên cứu Alireza và cs (2011), mẫu được thu tại 5 trạm dọc theo bờ biển Bushehr, phía Bắc của vịnh Ba Tư. Hàm lượng PAHs được chiết bằng hexan và đo bằng sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC). Kết quả cho thấy, hàm lượng PAHs được phát hiện tại các trạm Rafael, Sheghab, Abshirinkon, Lian và Helyleh lần lượt là 634,7, 476,7, 129,5, 452,5 và 415,0 ng.g-1 TLU. Trong số các hợp chất PAHs, các PAHs chứa 3 vòng bezen được phát hiện đều và chiếm ưu thế tại các trạm. Hàm lượng của hợp chất acenapthalene tại Abshirinkon, phenanthrene và fluoranthene ở Helyleh phát hiện cao hơn. Hàm lượng trung bình tổng PAHs trong nghêu là 421,86 ng.g-1 TLU, qua đó cho thấy PAHs trong nghêu tại khu vực ở mức trung bình đến cao. Khu vực nghiên cứu là vùng ven biển là vùng tuyến chính trong vận chuyển dầu và nhiều hoạt động liên quan đến sản xuất dầu, nghiên cứu đã cho thấy nồng độ tổng PAHs không cao hơn tiêu chuẩn cho phép, nhưng PAHs trong nghêu gần cảng lại cao hơn các địa điểm khác. So với các mẫu hàu, nghêu được nghiên cứu từ các nơi khác trên thế giới, hàu và nghêu ở vùng Bushehr bị ô nhiễm nặng. Vì vậy, cần được theo dõi thường xuyên và có chương trình giám sát để đảm bảo chất lượng của các loài hải sản tiêu thụ. Hydrocarbon thơm đa vòng tại rừng ngập mặn Guimaras ở Philippine được báo cáo bởi nghiên cứu của Ernestina và Augusto (2014). Tác giả khảo sát hàm lượng PAHs trong nghêu tại khu vực sau 5 năm kể từ khi chìm tàu Solar Tank I. Báo cáo đã nghiên cứu nghêu và trầm tích, được thu theo dọc ven bờ biển bị ảnh hưởng của vụ chìm tàu và phân tích hàm lượng PAHs với 16 hợp chất. Trong đó, PAHs trong nghêu chiếm 41,7 – 77,8% các khối lượng phân tử thấp (3 và 4 vòng bezen) trong tổng số 16 hợp chất PAHs. Phenanthrene là hợp chất chính tích lũy trong nghêu dao động từ 0,6 – 45,6 ng.g-1 TLU, 6
với sự có mặt của hợp chất benzo(a)pyrene (0,2 – 2,5 ng.g-1 TLU). Kết quả của nghiên cứu cho rằng, dư lượng dầu từ vụ tràn dầu vẫn còn tồn tại trong môi trường biển và làm ảnh hưởng đến sinh vật tại khu vực. 1.1.2. Tổng quan các nghiên cứu trong nước Đánh giá khả năng tích lũy sinh học ô nhiễm chất hữu cơ bền PCBs và PAHs vùng vịnh Hạ Long được khảo sát đồng bộ trong ba hợp phần môi trường nước, trầm tích và sinh vật ở Vịnh Hạ Long vào 2 đợt tháng 10 năm 2008 và tháng 2 năm 2009. Kết quả phân tích mẫu nước biển Hạ Long cho thấy ô nhiễm PAHs xuất hiện trong cả mùa mưa và mùa khô. Nồng độ PAHs trong nước dao động trong khoảng từ 0,56 µg.L-1 đến 23,06 µg.L-1, giá trị trung bình cho toàn vùng là 7,17 μg.L-1. So sánh với tiêu chuẩn chất lượng môi trường Canada, tổng PAHs trong nước là 5,8 μg.L-1 thì nồng độ tổng PAHs trong nước Hạ Long đã vượt 0,81 lần. Nồng độ trung bình PAHs điểm khảo sát SL2 cao hơn so với các điểm khảo sát khác. Nghiên cứu cho rằng, nguyên nhân có thể do khối nước ở đây tiếp nhận nhiều nguồn thải chứa PAHs từ các hoạt động khai thác mỏ và du lịch, mặt khác khả năng trao đổi của khối nước cũng ít hơn so với những khu vực khác. Hàm lượng PAHs trong trầm tích mặt vùng biển ven bờ Hạ Long có giá trị thấp nhất là 43,29 µg.Kg-1 TLK và cao nhất là 185,8 µg.Kg-1 TLK. Giá trị trung bình cho toàn vùng là 99,65 μg.Kg-1 TLK. So sánh với nồng độ PAHs với môi trường nước, PAHs trong trầm tích cao hơn rất nhiều chứng minh rằng có sự vận chuyển qua lại của PAHs giữa hai hợp phần môi trường và nồng độ trong trầm tích mặt cao hơn, chứng tỏ mức tích tụ cao hơn mức hòa tan của PAHs tại vùng này. Đối với nghiên cứu PAHs trong mô thịt ba loại mẫu sinh vật, hàm lượng PAHs cao nhất trong cá là 2966,89 μg.Kg-1 TLK, tiếp đến là tôm 2855,91 μg.Kg-1 TLK, thấp nhất là ngao 274,51 μg.Kg-1 TLK. Qua đó, có thể thấy hàm lượng PAHs trong sinh vật ở từng mắt xích thức ăn của hệ sinh thái biển có xu hướng tích lũy tăng dần từ sinh vật bậc thấp đến sinh vật bậc cao (Dương Thanh Nghị và cs, 2009). Như vậy, chất ô nhiễm PAHs trong môi trường Vịnh Hạ Long cũng phân bố có tính chất mùa và không tương đồng giữa các hợp phần. Trong môi trường nước và trầm tích, hàm lượng chất ô nhiễm PAHs mùa mưa luôn cao hơn mùa khô. Trong ba hợp phần nước, trầm tích và sinh vật của cả hai mùa, hàm lượng chất ô nhiễm PAHs trong sinh vật khu vực này chiếm tỷ trọng cao nhất. 7
Hàm lượng PAHs trong mẫu nước, trầm tích và một số loài sinh vật biển vùng ven bờ Hải Phòng - Quảng Ninh được báo cáo bởi tác giả Phạm Thị Kha (2014). Kết quả phân tích PAHs trong nước cho thấy, có 5 hợp chất PAHs được phát hiện trong mẫu nước bao gồm: phenanthrene, perylene, triphenylene, benzo(e)pyrene, pyrene. Lần lượt 5 hợp chất có hàm lượng dao động: từ 0,02 – 0,13, 0,01 – 0,77, 0,21 – 0,46, – 0,05, 0,02 – 0,23 µg.L-1. Hàm lượng tổng PAHs dao động từ 0,30 – 1,48 µg.L-1, cao nhất trong mẫu nước Đồ Sơn, thấp nhất trong mẫu nước Cửa Lục. Trong trầm tích, có 3 hợp chất PAHs được phát hiện bao gồm: phenanthrene, perylene, pyrene. Hàm lượng phenanthrene dao động từ 2,57 – 38,56 µg.Kg-1 TLK, nằm trong giới hạn cho phép theo QCVN 43: 2012/BTNMT (544 µg.Kg-1). Hàm lượng perylene dao động từ 0,94 – 11,22 µg.Kg-1, hàm lượng pyrene dao động từ lượng vết - 0,75 µg.Kg-1, nằm trong giới hạn cho phép theo QCVN 43:2012/BTNMT (1398 µg.Kg-1). Hàm lượng tổng PAHs dao động từ 4,80 – 49,48 µg.Kg-1, cao nhất trong mẫu trầm tích Trà Cổ, thấp nhất trong mẫu trầm tích Cửa Lục. Các mẫu nhuyễn thể hai mảnh vỏ được thu tại 3 trạm gồm: Sò gạo (Anadara subcreanata) tại trạm Đồ Sơn, ngao trắng (Meretrix lyrata) tại trạm Cửa Lục và ngao vàng (Meretrix meretrix) tại trạm Trà Cổ. Kết quả phân tích hàm lượng PAHs trong mẫu nhuyễn thể hai mảnh vỏ cho thấy có 2 hợp chất PAHs được phát hiện trong các mẫu, bao gồm: phenanthrene và perylene. Hàm lượng perylene chiếm 77 – 79%, dao động từ 44,75 – 191,05 µg.Kg-1 TLK. Hàm lượng phenanthrene dao động từ lượng vết – 24,45 µg.Kg-1 TLK. Hàm lượng fluoranthene phát hiện trong mẫu ngao Cửa Lục với hàm lượng 10,18 µg.Kg-1 TLK, triphenylene phát hiện trong mẫu Sò gạo Đồ Sơn với hàm lượng 11,66 µg.Kg-1 TLK, benzo(e)pyrene phát hiện trong mẫu ngao Cửa Lục với hàm lượng 20,71 µg.Kg-1 TLK. Hàm lượng tổng PAHs trong khoảng từ 56,41 – 246,39 µg.Kg-1 TLK. PAHs trong các mẫu sinh vật chủ yếu là các PAHs chứa 4 - 5 vòng bezen chiếm 45,85 - 100%. 1.1.3. Nhận xét chung Qua các công trình nghiên cứu của các nhóm tác giả trong và ngoài nước đã áp dụng nhiều phương pháp phân tích khác nhau và đạt được những kết quả to lớn có cơ sở khoa học, nhằm đóng góp quan trọng trong việc phát triển nghiên cứu khoa học và là nguồn tài liệu quan trọng hỗ trợ trong các nghiên cứu và giảng dạy về sau, cũng như ứng dụng vào thực tiễn nhằm đánh giá, cảnh báo về mức độ ô nhiễm môi trường. Tại Việt 8
Nam, các nghiên cứu hàm lượng PAHs tích lũy trong sinh vật còn rất hạn chế chỉ có 2 nghiên cứu nổi bật nhất của Phạm Thị Kha (2014) và Dương Thanh Nghị (2011). Tuy nhiên, các nghiên cứu này chỉ bước đầu quan tâm đến hàm lượng PAHs trong một số sinh vật và tại một vài khu vực phía Bắc. Trong khi đó, Việt Nam là quốc gia có đường bờ biển trải dài giáp với biển Đông – nơi rất giàu tài nguyên biển, là con đường thiết yếu vận chuyển dầu và các nguồn tài nguyên thương mại trong nước và quốc tế. Do đó, chịu sự tác động mạnh mẽ đến môi trường, đến sự an toàn của hệ sinh thái biển, vì vậy cần được quan tâm và nghiên cứu rộng rãi tại các khu vực phát triển, khu vực phía Nam là điều rất cần thiết hiện nay.Việc nghiên cứu ảnh hưởng các yếu tố địa hóa môi trường lên sự tích lũy PAHs trong hàu là đề tài mang tính mới, nghiên cứu ứng dụng các phương pháp phân tích, trong đó phát triển phương pháp phân tích PAHs bằng sắc kí lỏng hiệu năng cao kết hợp với đầu dò huỳnh quang là phương pháp mới tại Việt Nam. 1.2. TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1.2.1. Vị trí địa lý Huyện Cần Giờ nằm trong vùng ven biển phía Đông Nam Việt Nam, bốn bể là sông và biển với 2 cửa sông chính là Soài Rạp và Ngã Bảy, là một trong 5 huyện ngoại thành thuộc thành phố Hồ Chí Minh, nằm án ngữ ở vùng cửa biển phía Đông Nam của thành phố, cách trung tâm thành phố khoảng 50 km đường bộ. Đường bờ biển dài hơn 13 km từ mũi Cần Giờ đến mũi Đồng Tranh. Tổng diện tích đất tự nhiên 70.421 ha (chiếm 30% diện tích toàn thành phố, trong đó trên 31% là diện tích mặt nước, 46,4% (tương đương 33,129 ha) là đất rừng và rừng. Dân số huyện Cần Giờ khoảng 74.960 người (2015). Huyện Cần Giờ nằm trong khung tọa độ 106⁰46’12” - 107⁰00’50” kinh độ Đông, 10⁰22’14” - 10⁰40’00” vĩ độ Bắc. Huyện tiếp giáp các ranh giới sau (Hình 3.1):  Phía Bắc ngăn cách với huyện Nhà Bè bởi sông Soài Rạp;  Phía Nam giáp biển Đông;  Phía Tây ngăn cách với huyện Cần Giuộc và huyện Cần Đước của tỉnh Long An, huyện Gò Công Đông của tỉnh Tiền Giang, ranh giới là sông Soài Rạp;  Phía Đông Bắc ngăn cách với huyện Nhơn Trạch, tỉnh Đồng Nai bởi sông Lòng Tàu; 9
 Phía Đông Nam tiếp Giáp với huyện Tân Thành, tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu, ranh giới là sông Thị Vải. Hình 1.1. Sơ đồ vị trí địa lý khu vực nghiên cứu 1.2.2. Đặc điểm địa hình, địa mạo Vùng ven biển Cần Giờ có địa hình tương đối bằng phẳng, khu vực có độ cao trung bình dưới 1 m, cao nhất là 2 m và thấp nhất 0,5 m, bị chia cắt bởi hệ thống kênh rạch và thường ngập nước khi thủy triều lên cao. Địa hình được phân chia theo mức độ ngập triều như sau:  Ngập 2 lần trong ngày: các vùng cao độ từ 0 - 0,5 m.  Ngập 1 lần trong ngày: các vùng cao độ từ 0,5 - 1 m.  Ngập theo chu kỳ tháng: các vùng cao độ từ 1 - 1,5 m. 10
 Ngập theo chu kỳ năm: các vùng cao độ từ 1,5 - 2 m.  Ngập theo chu kỳ nhiều năm: các vùng cao độ trên 2 m. Từ Cần Giờ đến Hàm Tân bờ biển gồm các kiểu: bờ tích tụ - mài mòn do tác động của sóng và thủy triều, bờ sú vẹt do tác động của sóng và thủy triều. 1.2.3. Đặc điểm khí tượng - thủy văn 1.2.3.1. Đặc điểm khí hậu Vùng ven biển ngập mặn Cần Giờ nằm trong khu vực có khí hậu cận nhiệt đới gió mùa nóng ẩm và mưa nhiều. Trong năm khí hậu được phân rõ 2 mùa rõ rệt. Vào mùa mưa kéo dài từ tháng 5 đến tháng 10, khí hậu đặc trưng nóng, ẩm, mưa nhiều với lượng mưa trong tháng lớn hơn 100 mm. Mùa khô kéo dài từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau, khí hậu đặc trưng khô, nóng và ít mưa với lượng mưa trong tháng thường nhỏ hơn 100 mm. Nhiệt độ: Nhiệt độ hàng năm tại khu vực tương đối cao và ổn định, dao động trung bình từ 25⁰C - 29⁰C, nhiệt độ cao tuyệt đối 38,2⁰C và thấp tuyệt đối 14,4⁰C. Độ ẩm: Độ ẩm trung bình hàng năm từ 73 - 85%, độ bốc hơi dao động từ 3,5 – 6 mm/ngày, trung bình 5mm/ngày và cao nhất 8mm/ngày. Lượng mưa: Lượng mưa bình quân hàng năm từ 1000 – 1402 mm, trong mùa mưa lượng mưa tháng thấp nhất khoảng 100 mm, tháng cao nhất 240 mm. Hướng gió: Vào mùa mưa hướng gió chính Tây – Tây Nam, mùa khô hướng gió chính Bắc - Đông Bắc. 1.2.3.2. Đặc điểm thủy văn Vùng ngập nước ven biển Cần Giờ có một hệ thống sông phức tạp, nước ngọt bắt nguồn từ sông Đồng Nai và sông Sài Gòn, chảy vào hệ thống sông rừng ngập mặn Cần Giờ, sau đó đổ ra sông Lòng Tàu và sông Soài Rạp theo các nhánh sông chính của sông Thị Vải và Gò Gia. Cần Giờ bị chi phối của chế độ bán nhật triều không đều từ biển Đông đã tạo nên chế độ thủy văn phức tạp, các vùng giáp nước gây khó khăn trong tiêu thoát nước và khả năng tự làm sạch của các dòng chảy. Hệ thống sông chiếm 31% tổng diện tích huyện Cần Giờ và phần lớn các con sông thường chảy theo một hướng Đông Nam. Trong 1 tháng có 2 kỳ triều cường và 2 kỳ triều kém. Thủy triều đạt đến đỉnh cao tối đa vào giữa tháng 9 và tháng 1 là 3.6 – 4.1 m ở khu vực phía Nam và 2.8 – 3.3 m ở 11