Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật môi trường: Nghiên cứu tính độc của kim loại Pb đối với Moina dubia trong hệ sinh thái nước ngọt hồ Hà Nội

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:27

Thêm vào BST

Báo xấu

11
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật môi trường "Nghiên cứu tính độc của kim loại Pb đối với Moina dubia trong hệ sinh thái nước ngọt hồ Hà Nội" trình bày các nội dung chính sau: Xác định các đặc điểm môi trường, phân bố các loài sinh vật phù du trong hệ sinh thái thủy vực nước ngọt hồ Hà Nội; Đánh giá độc tính mạn tính của Pb đối với sinh vật Moina dubia ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và sinh sản của sinh vật và đánh giá khả năng phục hồi các tính trạng của sinh vật khi phơi nhiễm mạn tính chì trong thời gian dài.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật môi trường: Nghiên cứu tính độc của kim loại Pb đối với Moina dubia trong hệ sinh thái nước ngọt hồ Hà Nội

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ---------------o0o---------------- PHẠM THỊ HỒNG NGHIÊN CỨU TÍNH ĐỘC CỦA KIM LOẠI Pb ĐỐI VỚI MOINA DUBIA TRONG HỆ SINH THÁI NƢỚC NGỌT HỒ HÀ NỘI Ngành: Kỹ thuật môi trƣờng Mã số : 9520320 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT MÔI TRƢỜNG Hà Nội – 2021
Công trình được hoàn thành tại Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC 1. PGS.TS. HOÀNG THỊ THU HƢƠNG 2. TS. ĐINH VĂN KHƢƠNG Phản biện 1: Phản biện 2: Phản biện 3: Luận án được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án tiến sĩ cấp Trường họp tại Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Vào hồi …….. giờ, ngày ….. tháng ….. năm….. Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện: 1. Thư viện Tạ Quang Bửu - Trường ĐHBK Hà Nội 2. Thư viện Quốc gia Việt Nam
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN 1. Hong Thi Pham, Khuong Van Dinh, Duc Tien Do, Ha Thi Thu Le, Thu Thi Ninh, Hoang Thi Thu-Huong (2020). Macro-zooplankton abundance in relation to metal accumulation and water quality in truc bach lake. Vietnam Journal of Science and Technology, Vietnam Academic of Science and Technology, 58 (3A), pp. 105-112 2. Pham, H. T., Dinh, K. V., Nguyen, C. C., & Quoc, L. B. (2020). Changes in the Magnitude of the Individual and Combined Effects of Contaminants, Warming, and Predators on Tropical Cladocerans across 11 Generations. Environmental Science & Technology, 54(23), 15287-15295 (Q1, IF2019:7.864) 3. Pham Thi Hong, Le Thi Thu Ha , Nguyen Thi Thu Hien , Nguyen Thuy Chung, Nguyen Quang Hung, Nguyen Chi Cuong, Hoang Thi Thu Huong. (2020) Combination impact of pH and temperature on the toxicity of lead on zooplankton in the context of global warming. Vietnam Journal of Science and Technology, Vietnam Academic of Science and Technology, 58 (5A), pp. 105-114 4. Pham, H. T., Dinh, K. V., & Hoang, T. H. T. (2021). Reversible and irreversible transgenerational effects of metal exposure on nine generations of a tropical micro-crustacean. Environmental Pollution, 116631 (Q1, IF2020: 6.792) 5. Pham, H. T., Vu, L. D., Le, N. C., & Hoang, T. H. T. (2021). Application and Validation of a Biotic Ligand Model for Calculating Acute Toxicity of Lead to Moina Dubia in Lakes of Hanoi, Vietnam. Environmental Science and Pollution Research. DOI: 10.1007/s11356-021-16884-x (Q2, IF2020: 4.306) 1
MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Trong thời đại phát triển công nghiệp, chì được ứng dụng nhiều trong sản xuất và trở thành chất ô nhiễm phổ biến trong môi trường, gây ảnh hưởng đối với các hệ sinh thái. Ô nhiễm chì trong hệ sinh thái thủy sinh đang được cả thế giới và Việt Nam ngày càng quan tâm do tính độc và tính phổ biến của chúng trong môi trường nước mặt. Chì khi xâm nhập vào môi trường nước, với nồng độ cao có thể gây độc cấp tính ngay gần các vị trí xả thải hoặc trong trường hợp pha loãng bởi môi trường chúng có thể gây ra các tác động mạn tính cho cơ thể sinh vật. Chì là chất ô nhiễm không bị phân hủy sinh học, có thời gian tồn lại lâu trong môi trường, có tính độc cao và tích tụ cao trong cơ thể sinh vật. Một số nghiên cứu đã khẳng định mặc dù nồng độ chì trong nước nhỏ, nhưng lượng chì tích trữ trong cơ thể sinh vật rất cao và gây tác động lớn tới đa dạng sinh học. Độc tính của chì có thể gây các tác động về tăng trưởng và sinh lý đối với sinh vật, hoặc đột biến gen về lâu dài sẽ dẫn đến suy giảm đa dạng sinh học tại các hệ sinh thái thủy vực. Tuy nhiên hiện nay ở Việt Nam, các nghiên cứu về tính toán ngưỡng tác động cấp tính và cơ chế ảnh hưởng mạn tính của các kim loại đối với cơ thể sinh vật còn hạn chế. Các quy chuẩn kỹ thuật giới hạn nồng độ kim loại, đặc biệt là chì trong môi trường thường được xây dựng căn cứ trên các nghiên cứu về độc cấp tính đối với các loài chỉ thị nhạy cảm. Việc xác định được các ngưỡng nồng độ của chì trong dòng xả thải, hay nồng độ trong môi trường cần được thực hiện thông qua chuỗi các thực nghiệm trong phòng thí nghiệm và thường mất nhiều thời gian và kinh phí. Trong khi độc tính của kim loại chì phụ thuộc vào tính chất môi trường nước, đặc biệt là pH và ion cạnh tranh các ngưỡng xả thải trong các quy định thường sử dụng một giá trị ngưỡng cho tất cả các vùng thủy vực dẫn đến quy định các ngưỡng xả thải chưa thật chính xác. Đây cũng là vấn đề mà các nhà khoa học trên thế giới và ở Việt Nam đang quan tâm nghiên cứu. Việc xây dựng các mô hình tính toán ngưỡng độc cấp tính của từng kim loại trong mối liên hệ với đặc tính môi trường trở thành vấn đề cấp thiết và đã được Cục môi trường tại Châu Mỹ và Châu Âu phát triển thành các hướng dẫn. Ở Châu Á, các nghiên cứu về mô hình liên kết phối tử sinh học (BLM) mới được bắt đầu thực hiện và phần lớn điều chỉnh trên bộ số liệu độc học của các mô hình của Châu Mĩ và Châu Âu. Các bộ số liệu độc học trên các loài sinh vật sống trong hệ sinh thái quyết định tính chính xác của mô hình. Tuy nhiên, các số liệu độc học phục vụ cho phát triển 1
mô hình trên những sinh vật bản địa của Châu Á còn hạn chế. Ở Việt Nam, nghiên cứu về BLM còn hạn chế đặc biệt chưa có các bộ số liệu độc học phù hợp phục vụ cho phát triển mô hình trên loài sinh vật phù du ở cùng nhiệt đới Việt Nam. Khi chì khi xâm nhập vào môi trường sẽ bị môi trường nước pha loãng khiến cho nồng độ của chúng giảm đi đáng kể và thường thấp hơn so với các quy chuẩn cho phép. Tuy nhiên ngay cả dưới ngưỡng cho phép, phần lớn chì do có khả năng tích lũy cao trong cơ thể sinh vật và khả năng khuếch đại sinh học qua các bậc thức ăn trong hệ sinh thái, có thể gây ra các tác hại mạn tính ảnh hưởng tới cơ thể sinh vật và cả hệ sinh thái. Các sinh vật khác nhau trong hệ sinh thái khi phơi nhiễm cùng kim loại có khả năng chịu mức độ tác động khác nhau do chúng cơ chế thích nghi khác nhau đối với chất ô nhiễm là kim loại. Việc nghiên cứu các tác động tiềm tàng của kim loại đối với sinh vật và nghiên cứu sự thích nghi của kim loại khi phơi nhiễm mạn tính đang nhận được sự quan tâm của các nhà nghiên cứu trong và ngoài nước. Ở Việt Nam, các nghiên cứu mạn tính của kim loại chì thường tập trung ở nghiên cứu tích lũy và bước đầu có các nghiên cứu tác động mạn tính tới sinh sản của sinh vật. Tuy nhiên các nghiên cứu về sự khôi phục các tổn thương sau quá trình phơi nhiễm mạn tính là chủ đề mới với thế giới và chưa được thực hiện tại Việt Nam. Vì vậy để góp phần hiểu rõ hơn về tác động cấp tính và mạn tính của kim loại đối với sinh vật thủy sinh bản địa trong điều kiện Việt Nam, nhằm góp phần đưa ra những giải pháp bảo vệ và duy trì đa dạng sinh học trong thủy vực nước ngọt trong bối cảnh phát triển kinh tế - xã hội hiện nay, đề tài “Nghiên cứu tính độc của kim loại Pb đối với Moina dubia trong hệ sinh thái nƣớc ngọt hồ Hà Nội” đã được thực hiện trong khuôn khổ nghiên cứu sinh Tiến sỹ ngành Kỹ thuật môi trường tại trường Đại học Bách khoa Hà Nội. 2. Mục tiêu nghiên cứu của luận án Nghiên cứu được thực hiện nhằm các mục tiêu cụ thể sau: - Nghiên cứu các tác động của các cation chính trong môi trường thủy vực tới ngưỡng độc cấp tính EC50 của chì đối với Moina dubia là loài động vật phù du đặc trưng với thủy vực nước ngọt hồ Hà Nội. Trên cơ sở đó phát triển thuật toán mô hình liên kết phối tử sinh học (BLM) phù hợp để tính toán ngưỡng độc cấp tính của chì đến Moina dubia trong điều kiện thủy vực nước ngọt hồ Hà Nội - Đánh giá ảnh hưởng độc tính mạn tính đến sự phát triển và sự phục hổi tổn thương của M. dubia khi phơi nhiễm mạn tính với chì. 2
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu a. Đối tượng nghiên cứu - Chì là kim loại phổ biến có độc tính mạn tính và cấp tính rõ rệt đối với sinh vật thủy sinh. Chì được sử dụng nhiều trong cuộc sống hiện đại từ sản xuất đến các sản phẩm tiêu dùng và trong hoạt động giao thông, nông nghiệp trở thành tác nhân gây rủi ro cao tới hệ sinh thái thủy sinh. - Đối tượng sinh vật là Moina dubia: Là sinh vật bản địa phân bố rộng khắp các thủy vực nước ngọt khu vực đồng bằng Bắc bộ, đặc biệt là trong các thủy vực hồ tĩnh. Đây là sinh vật đóng vai trò quan trọng trong chuỗi và lưới thức ăn trong hệ sinh thái thủy vực. Moina dubia nằm trong nhóm các động vật nổi nhạy cảm nhất đối với kim loại và được ứng dụng như là chỉ thị cho ô nhiễm kim loại [8]. b. Phạm vi nghiên cứu - Khu vực nghiên cứu: Hồ Hà Nội bao gồm các hồ nội thành và các hồ ngoại thành. Các thủy vực khu vực đô thị có khả năng tiếp nhận Pb từ các nguồn phát thải khác nhau và tích lũy trong hệ sinh thái hồ trong thời gian dài - Thời gian nghiên cứu: + Thời gian nghiên cứu hiện trường: 1/2018 – 1/2019 và 5-12/2020 + Thời gian nghiên cứu trong phòng thí nghiệm: 6/2017 – 12/2020 4. Phƣơng pháp nghiên cứu của luận án - Phương pháp lý thuyết: Thực hiện nghiên cứu tổng quan các vấn đề về lựa chọn đối tượng nghiện cứu là chì trên sinh vật thử nghiệm là M. dubia và tổng quan về phương pháp tiếp cận và phát triển mô hình BLM. Nghiên cứu tổng quan về các vấn đề tác động mạn tính và xu hướng nghiên cứu đối với kim loại trên động vật nổi. - Phương pháp thực nghiệm: Quan trắc và lấy mẫu hiện trường theo các theo các tiêu chuẩn kỹ thuật ở Việt Nam và Thế giới; thực nghiệm nghiên cứu độc học cấp tính thông qua xác định EC50-24h của kim loại đến sinh vật thử nghiệm trong phòng thí nghiệm. Thực hiện đánh giá ảnh hưởng mạn tính của chì lên M. dubia trong phòng thí nghiệm - Phương pháp kế thừa: Nghiên cứu đã kế thừa các nguyên lý tính toán về mô hình BLM; Kế thừa các phương pháp đánh giá ảnh hưởng độc mạn tính và cấp tính của kim loại trên sinh vật thử nghiệm. - Phương pháp thống kê: Sử dụng thống kê T-test trên phần mềm SPSS 20. - Phương pháp mô hình hóa: Luận án đã ứng dụng mô hình PHREEQC để tính toán dạng tồn tại các nguyên tố trong dung dịch, phần 3
mềm viết trên ngôn ngữ C mở đăng trên website của cục khảo sát địa chất Hoa Kì (USGS). Phần giải thuật tính toán giá trị EC50 của mô hình được viết trên ngôn ngữ Python. 5. Nội dung nghiên cứu của luận án Để đạt được các mục tiêu đã đề ra, nghiên cứu đã triển khai các nội dung Nội dung 1: Xác định các đặc điểm môi trường, phân bố các loài sinh vật phù du trong hệ sinh thái thủy vực nước ngọt hồ Hà Nội. Nội dung 2: Phân lập, nuôi và cho sinh sản sinh vật thử nghiệm. Triển khai các thí nghiệm độc học nhằm thu được bộ số liệu độc học cấp tính của chì đối với sinh vật Moina dubia phục vụ phát triển mô hình liên kết phối tử sinh học (BioLigand Model – BLM) trong điều kiện môi trường nước ngọt hồ Hà Nội. Nội dung 3: Xác định các hệ số mô hình nhằm hoàn thiện các công thức trong mô hình BLM tính toán ngưỡng độc cấp tính của kim loại Pb dựa vào tính chất môi trường nước trong thủy vực nước ngọt hồ Hà Nội. Nội dung 4: Đánh giá độc tính mạn tính của Pb đối với sinh vật Moina dubia liên quan đến ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và sinh sản của sinh vật và đánh giá khả năng phục hồi các tính trạng của sinh vật khi phơi nhiễm mạn tính chì trong thời gian dài. 6. Nh ng đ ng g p mới của uận án Các đóng góp mới của luận án bao gồm: Cung cấp bộ số liệu độc học cấp tích của chì phục vụ cho việc phát triển mô hình liên kết phối tử sinh học ở Việt Nam Bộ số liệu phù hợp để giúp tính toán nhanh ngưỡng độc cấp tính của chì tại hệ sinh thái thủy vực hồ Hà Nội. Đưa ra các bước giải thuật toán học rõ ràng của mô hình BLM làm cơ sở để phát triển các nghiên cứu về độc học cấp tích đối với kim loại khi sử dụng mô hình độc học BLM cho các thủy vực ở Việt Nam. Đánh giá được tại nồng độ rất nhỏ trong nước, (tại ngưỡng khuyến cáo theo quy chuẩn QCVN), các ảnh hưởng của chì trên động vật nổi có thể tích lũy dần qua các thế hệ và chỉ biểu hiện ra sau thời gian phơi nhiễm đủ dài. Sinh vật mất khả năng thích nghi chống lại tác hại của chì khi chúng phơi nhiễm chì đủ dài (sau 9 thế hệ). 7. ngh a hoa học v th c ti n Về ý nghĩa khoa học Luận án góp phần bổ sung cơ sở khoa học về nghiên cứu độc học môi trường đối với kim loại chì trong môi trường nước thể hiện qua: 4
- Quy trình ứng dụng mô hình liên kết phối tử sinh học BLM để tính toán giá trị EC50 là đặc trưng cho ngưỡng độc cấp tính của kim loại nặng đến thủy sinh vật phù du trong môi trường nước ngọt đối với các đặc tính môi trường khác nhau. - Phát triển phương thức đánh giá ngưỡng độc mạn tính của kim loại đến sinh vật phù du ở nồng độ chì thấp trong điều kiện thực tế. Về ý nghĩa thực tiễn - Đánh giá ngưỡng độc cấp tính và tác động độc mạn tính của Pb đến Moina dubia, một mắt xích quan trọng trong chuỗi thức ăn cho phép đưa ra những thông tin cụ thể làm cơ sở cho việc đánh giá rủi ro và xây dựng quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng môi trường - Luận án góp phần từng bước hoàn thiện quy trình thực nghiệm và mô hình tính toán có thể được áp dụng đối với các nghiên cứu trong tương lai về độc học môi trường của các kim loại nặng khác và trên các đối tượng sinh vật nghiên cứu khác. 8. Cấu tr c của uận án Luận án trình bày các nội dung chính của nghiên cứu, phản ánh các nghiên cứu thực nghiệm và lý thuyết của nghiên cứu sinh. Trình bầy các cơ sở lý luận, giả thuyết khoa học và phương pháp nghiên cứu đã được sử dụng trong luận án, cũng như các kết quả thu được. Ngoài phần Mở đầu, Kết luận và Kiến nghị, Luận án được bố cục thành 3 chương gồm: - Chƣơng 1. Tổng quan các vấn đề nghiên cứu - Chƣơng 2. Phương pháp nghiên cứu - Chƣơng 3. Kết quả nghiên cứu và thảo luận CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Hiện trạng chất ƣợng nƣớc mặt khu v c Hà Nội 1.2. Vai trò của động vật nổi 1.3. Sinh vật thử nghiệm Moina dubia 1.3.1. S phù hợp của Moina dubia là sinh vật thử nghiệm M.dubia là loài nằm trong họ Moina có nhạy cảm cao đối với kim loại cho là chỉ thị của ô nhiễm kim loại. Rất nhiều nghiên cứu đã lựa chọn Moina để nghiên cứu tác các tác động độc tính của kim loại đối với hệ sinh thái thủy vực. Điển hình như Moina micrura Kurz được sử dụng để làm đối tượng nghiên cứu ảnh hưởng tương tác giữa nhiệt độ và độ cứng lên độc cấp tính của kim loại đối với loài này. Năm 2019, tác giả Borase cộng sự đã sử dụng Moina macrocopa để nghiên cứu ảnh hưởng của bạc nano tới kích thước cá thể của loài này. Loài Moina macrocopa được rất nhiều nghiên cứu độc học sử dụng trong đánh giá tác động độc tố của kim loại như đồng, chì kẽm và sử dụng chúng làm chỉ thị để đánh giá rủi ro ô 5
nhiễm kim loại nặng trong nước. M. dubia cũng là đối tượng sử dụng trong các nghiên cứu độc học. M.dubia được tác giả Reichwaldt và cộng sự sử dụng trong nghiên cứu độc học phản ứng với hydrogen peroxid. Ngoài đặc điểm moina nói chung và M. dubia nói riêng nhạy cảm với kim loại, chúng còn đặc biệt nhạy cảm với thuốc bảo vệ thực vật. Vì vậy những nguồn ô nhiễm chứa kim loại và hóa chất bảo vệ thực vật sẽ gây hại đến quần thể Moina nói chung và làm ảnh hưởng tới sự duy trì đa dạng loài trong chuỗi thức ăn. Ngoài ra nước tẩy rửa, xà phòng, hóa chất cũng gây hại cho sự phát triển của moina. Ở Việt Nam M. dubia là động vật nổi được tìm thấy trong phần lớn các mẫu thu động vật nổi nước ngọt ở Việt Nam. M. dubia phân bố rộng rãi tại lưu vực sông Mê Kông và là nguồn thức ăn cho các loài cá của son. M. dubia cũng là loài phân bố rộng khắp ở châu Á từ Thái Lan, Philipin, Indoesia, Việt Nam và Srilanka. M. dubia cũng được khẳng định là loài động vật nổi phổ biến ở miền Bắc và miền Nam Việt Nam và có vai trò quan trọng trong hệ sinh thái miền Bắc Việt Nam. Một số nghiên cứu trước đó cũng khẳng định M. dubia là một trong những loài động vật nổi phổ biến tại các hồ tại các hồ Hà Nội như hồ Tây, hồ Hoàn Kiếm và Trúc Bạch. M. dubia là đối tượng trong nhiều nghiên cứu ở Việt Nam về phân bố loài về độc học. Như vậy, M. dubia là loài động vật nổi bản địa có phân bố ở khắp các thủy vực nước ngọt ở Việt Nam do có khả năng chịu được khoảng chất hữu cơ trong nước rộng. M.dubia nằm trong nhóm moina là nhóm sinh vật nhạy cảm với kim loại và được sử dụng nhiều trong các thí nghiệm độc học nghiên cứu độc tính của kim loại. M.dubia đóng vai trò trong việc duy trì đa dạng trong lưới thức ăn, và kiểm soát phì dưỡng. Vì vậy lựa chọn M. dubia trong nghiên cứu độc học kim loại tác động lên sinh vật sống ở thủy vực nước ngọt là phù hợp và đánh giá được chính xác các tác động đặc trưng đối với các thủy vực nhiệt đới. 1.4 Nghiên cứu độc học của Pb đến M. dubia 1.4.1 Ch v tác động g độc của Pb trong môi trƣờng nƣớc Trong số các kim loại thuộc nhóm không cần thiết đối với cơ thể sinh vật, chì được coi là một trong những kim loại có độc tính cao đối với sinh vật và đã được nghiên cứu trong thời gian dài. Xã hội càng phát triển, chì càng được sử dụng nhiều trong các ngành công nghiệp như công nghiệp sản xuất pin, công nghiệp đạn dược, công nghệ sơn, trong ngành in và khai thác, luyện kim. Ô nhiễm chì trong không khí, trong đất, sau một thời gian sẽ rửa trôi xuống các thủy vực làm tăng nguy cơ ô nhiễm chì tại các thủy vực. Nồng độ chì tại một số dòng sông Bangladesh nồng độ chì từ 17- 10180 μg / L. Tại các dòng sống như sông Honghu, Guchenghu 6
and Taihu tai Trung Quốc, nồng độ chì trong trầm tích tích lũy cao vào khoảng 37,5-48,75 mg/kg. Chì được cho là có hệ tích lũy trong cơ thể sinh vật cao trong số các kim loại không cần thiết với cơ thể vì vậy mặc dù nồng độ của chì trong môi trường nước nhỏ nhưng chúng được coi là nguyên tố gây rủi ro cao đối với hệ sinh thái thủy vực. Nghiên cứu của tác giả Severini và cộng sự chỉ ra mặc dù nồng độ chì trong nước chỉ có 2,15 ± 0,46 μg/L nhưng chì tích lũy trong cơ thể động vật nổi 13,52 ± 3,07 μg/g sinh khối khô [44]. Một số nghiên cứu khác đã khẳng định, mặc dù nồng độ chì trong nước thấp nhưng chì tích lũy cao trong thực vật nổi khoảng 772μg Pb/g chất hữu cơ, nguyên nhân là do chì tích lũy lớn trong trầm tích. Một số nghiên cứu tại Việt Nam cũng chỉ ra rằng, chì gây ra rủi ro cao tới các hệ sinh thái thủy vực Việt Nam vì kim loại này tích lũy cao trong động vật nổi và các loài trai hến. Ở Việt Nam, Nồng độ chì tại một số dòng sông ngoại thành Hà Nội ảnh hưởng do xả nước thải chưa qua xử lý như sông Tô Lịch và sông Kim Ngưu trong khoảng 100-220 µg/L cao hơn giới hạn trong quy chuẩn nước mặt QCVN 08-2015. Một nghiên cứu khác nghiên cứu về nồng độ chì tai các con sông phía bắc gần các khu vực khai thác mỏ, khu vực Thái Nguyên dùng cho tưới tiêu nông nghiệp có thể lên đến từ 93,4 đến 111,5 µg/L [50]. Chì đang trở thành nguyên tố kim loại có khả năng gây rủi ro cho hệ sinh thái trong đời sống hiện đại. Nhiều khu vực trên thế giới, đặc biệt là tại các quốc gia đang phát triển, nơi nền công nghiệp sản xuất và tiêu dùng đang tăng trưởng mạnh, ô nhiễm kim loại chì ngày càng trở nên phổ biến. Cơ chế gây độc của chì đối với sinh vật đã được nghiên cứu rất nhiều ở mức độ cơ thể và mức ngưỡng độc phân tử. Chì khi đi vào cơ thể sẽ tích lũy ở một số cơ quan đích quan trọng của cơ thể như thận, não, gan, động mạch chủ, phổi, lá lách và xương. Ở cấp độ phân tử, tùy thuộc vào thời gian tiếp xúc và nồng độ tiếp xúc cơ thể có thể bị ảnh hưởng tới thay thế protein hoặc bị ảnh hưởng tới thành phần enzym của cơ thể sinh vật. Nhiều nghiên cứu chỉ ra rằng, chì có thể làm rối loạn chức năng của protein bằng cách liên kết nhóm thiol của cystein hoặc dịch chuyển ion hoặc cạnh tranh với các chất vận chuyển ion hoặc các enzym khử kim loại. Chì có đặc tính hóa học tương tự như canxi khi nguyên tố này có mặt trong cơ thể, sẽ có khả năng thay thế canxi và làm các nhiệm vụ của canxi trong cơ thể. Ngoài ra chì còn ảnh hưởng tới các kích thước cơ thể, thời gian sinh trưởng và cả tuổi thọ Daphnia magna. Trước các tác động của chì tới cơ thể sinh vật và hệ sinh thái, cục bảo vệ môi trường Mĩ đã 7
tiến hành các nghiên cứu xây dựng mô hình BLM hỗ trợ quản lý chất lượng nước đối với kim loại chì. Chì cũng là nguyên tố đang được quan tâm xây dựng mô hình BLM để kiểm soát chất lượng nước ở Canada và các quốc gia Châu Âu. 1.4.2 Ảnh hƣởng của môi trƣờng tới độc cấp tính của ch đối với M. dubia 1.5 Tổng quan về mô hình liên kết phối tử sinh học (BLM) 1.5.1 S phát triển của mô hình liên kết phối tử sinh học 1.5.2 Cấu trúc mô hình BLM Mô hình BLM được phát triển trên hằng số cân bằng hóa học và hằng số cân bằng sinh học. Phần thứ nhất là quá trình cân bằng hóa lí diễn ra ngoài môi trường nước giữa các yếu tố như pH, chất hữu cơ, sự cạnh tranh các kim loại khác. Trong tính toán phần này được tính thông qua mô hình tính toán dạng hoạt động của chất tham gia. Phần tính toán này có thể do các mô hình WHAM, Minteq hoặc PHREEQC đảm nhiệm tính toán. hoặc Phần thứ hai của mô hình liên quan tới đáp ứng độc học của cơ thể sinh vật và kim loại, tập trung vào tương tác của kim loại với phối tử sinh học. Mô hình BLM được sử dụng với mục đích là tính toán ngưỡng kim loại gây độc cấp tính đối với cơ thể sinh vật dựa vào việc ước lượng mức kim loại liên kết với phối tử sinh học là nguyên nhân gây ra những đáp ứng độc học trong cơ thể sinh vật. Khi đặc tính môi trường nước thay đổi thì ảnh hưởng của kim loại sẽ tác động khác nhau lên cơ thể sinh vật, khi đó BLM sẽ tính toán được giá trị độc học đó khác nhau. Cấu trúc của mô hình liên kế phối tử nhằm tính toán giá trị EC50 của kim loại với sinh vật thử ngiemj được mô tả như sau: Phần 1: Mô h nh ph n tích dạng tồn tại của các chất trong môi trƣờng (WHAM) Trong môi hình WHAM, các thông số đưa vào mô hình bao gồm nồng độ tổng số của các cation, các anion, các chất hữu cơ, pH, nhiệt độ và tỉ trọng nước. Dựa vào các hằng số phản ứng, tích số tan, hệ số kết tủa mô hình WHAM sẽ tính toán ra các dạng tồn tại của các chất trong môi trường. 8
HA Các lớp điện tích text Lực hút ZHA Lực đẩy tĩnh điện Kintr K sel Phản ứng chính AL(OH)3 Fe(OH)3 A+B+C  ABC Sét/ z-Sét Kso A+B+C  ABC K sel Kintr K sel FA Các lớp điện tích text Lực hút ZFA Lực đẩy tĩnh điện Đất. Trầm tính Các chất rắn Hình 1.1 Cấu trúc mô hình phân tích dạng hoạt động của ion trong dung dịch (WHAM) Phần 2: Cấu tr c mô h nh BLM Dữ liệu đầu vào: Nhiệt độ (oC); pH; Nồng độ chất hữu cơ tan trong nước (DOC) - mg/l; Các cation chính ở dạng tổng số: [Ca2+], [Mg2+], [Na2+], [K+] – mg/l; Các anion chính ở dạng tổng số [SO42-] và [Cl-] mg/l (là đầu ra của mô hình WHAM). Mô hình sẽ tính ra nồng độ kim loại bám trên bề mặt phối tử sinh học (các hệ số cân bằng ion – phối tử) và hàm lượng gây tác động EC50 của kim loại đối với sinh vật thủy sinh. H+, Ca2+, Mg2+, Cạnh tranh trên bề mặt phối tử Na+, K+ Cạnh tranh với các cation Pb2+ K+ Na+ Pb- DOC Tạo phức với chất hữu cơ Pb2+ (dạng t do) Ca2+ Pb2+ H+ H+ Mg2+ Pb-OH- ; Pb-CO3, 2+ Ca Pb-Cl+ Tạo phức với các anion Hình 1.2 Dạng tồn tại của chì trong môi trường nước và cạnh tranh trên bề mặt phối tử sinh học Công thức tính toán ngƣỡng độc của ch đối với M.dubia tại thủ v c nghiên cứu đƣợc phát triển nhƣ sau: 50 .1  KCaBL (Ca 2 )  K MgBL (Mg 2 )  K NaBL ( Na  )  K KBL ( K  )  K HBL ( H  ) f PbBL EC50  (1  f PbBL ).K PbBL 50 9
Trong công thức này thì nồng độ các ion tự do như Ca2+, Mg2+, Na , K+, H+ được tính toán theo mô hình WHAM trên cơ sở nồng độ các + chất trong môi trường khi đo đạc thực tế. Các hệ số cần bằng tương tác giữa ion và phối tử sinh học được xác định nhờ thí nghiệm ảnh hưởng của các ion tới giá trị EC50 của chì bao gồm: KHBL, KMgBL, KCaBL, KKBL, KNaBL.Để xác định các hệ số cân bằng giữa ion và phối tử, cần các thí nghiệm phụ thuộc giữa các kim loại Mg2+, Ca2+, K+, Na+, H+ tới giá trị EC50. Các hệ số cân bằng tương tác giữa ion và phối tử đặc trưng cho loài. Hệ số tích lũy kim loại chì tối đa gây chết 50% số cá thể ( ) được hiệu chỉnh dựa trên số liệu thực tế 1.5.3 Nghiên cứu v ứng dụng BLM 1.6. Độc mạn tính của im oại đối với sinh vật Các nghiên cứu về tác động mạn tính thường tiến hành với các thí nghiệm quan trắc qua nhiều thế hệ sinh vật thử nghiệm bị phơi nhiễm và đòi hỏi các kỹ thuật quan trắc, phân tích số liệu dài và đủ lớn. Tác động mạn tính của kim loại là sự tích lũy tác động do phơi nhiễm kim loại trong một thời gian dài cho tới khi nồng độ kim loại trong cơ thể vượt quá khả năng chịu đựng của sinh vật. Nhìn chung các sinh vật sống ở dưới nước có khả năng chịu đựng kim loại kém hơn các sinh vật trên cạn và do đó các ảnh hưởng của kim loại trong thời gian phơi nhiễm mạn tính bộc lộ sớm hơn. Một số nghiên cứu về tác động của kim loại tới sinh hóa cơ thể sinh vật thủy sinh tập trung vào cấp độ phân tử và tế bào. CHƢƠNG 2. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Hiện trạng ô nhi m v ph n bố động vật nổi trong hệ sinh thái hồ H Nội 2.1.1 Phương pháp thu mẫu nước và phân tích mẫu nước Thời gian thu mẫu gồm 12 đợt kéo dài từ tháng 1 năm 2018 đến tháng được 4 năm 2020. Quá trình lấy mẫu tuân thủ theo hướng dẫn tiêu chuẩn ISO 17025 và quy chuẩn TCVN 5994:1995 (ISO 5667-4:1987) về chất lượng nước-lấy mẫu- hướng dẫn lấy mẫu nước ở hồ ao tự nhiên và nhân tạo. Phương pháp bảo quản đối với mẫu nước (theo TCVN 6663- 3:2008). 2.1.2 Phương pháp thu mẫu và phân loại động vật nổi Mẫu động vật nổi được thu trực tiếp trên hồ một cách ngẫu nhiên cách mặt nước 0,5 m vào buổi sang. Các động vật nổi được quan sát và xác định dựa trên các yếu tố chính dựa theo các đặc điểm loài theo hướng dẫn sách “động vật chí” tập 5 và được sử dụng trên kính soi nổi (Nikon, Japan, model: TMS-F) thị kính (× 40). Số lượng động vật nổi được tính 10
bằng trung bình cộng số con mỗi lần đếm mẫu và được tính thành số cá trể trên 1 lít nước. 2.2 Thuần h a sinh vật thử nghiệm 2.3 Phƣơng pháp tính toán độc cấp tính của chì và ứng dụng mô hinh BLM 2.3.1 Xác định ngưỡng độc cấp tính EC50 của chì trong phòng thí nghiệm 2.3.2 Giải thuật toán học của mô hình BLM Trong phần này nghiên cứu sẽ phát triển giải mô hình toán với chì trên M. dubia như sau: hình và các bước xây dựng mô hình toán đã được De Schamphelaere và cộng sự đã làm rõ quy trình phát triển mô hình trên đồng đối với Giả sử CCBL là tổng bề mặt phối tử liên kết với kim loại, viết theo phương trình cân bằng vật chất ta có phương trình sau: CCBL  [PbBL ]  [CaBL ]+[MgBL ]+[NaBL ]+[KBL ]+[HBL ] +BL (2.1) Trong đó : [PbBL ] , [CaBL ] , [MgBL ] , [NaBL ] , [KBL ] , [HBL ] lần lượt là nồng độ Pb2+, Ca2+, Mg2+, Na+, K+, H+ liên kết trong bề mặt phối tử (Biotic Ligand) Phương trình cân bằng của Pb2+ trong trường hợp có phối tử tại thời điểm cân bằng: [PbBL ] K PbBL  ( Pb2 ).[BL ] (2.2) Trong đó KPbBL hằng số cân bằng, (Pb 2+ ) là hàm lượng ion tự do (mol/l). Tương tự đối với phương trình cân bằng với các ion khác ta có: [CaBL ] KCaBL  (Ca 2 ).[BL ] (2.3) [MgBL ] K MgBL  (Mg 2 ).[BL ] (2.4) [NaBL0 ] K NaBL  (Na  ).[BL ] (2.5) 11
[KBL0 ] K KBL  (K  ).[BL ] [HBL0 ] K HBL  (2.6) ( H  ).[BL ] Thay (2.2)-(2.6) vào (2.1) ta có CCBL  K Pb ( Pb2 )[BL ]  KCa (Ca 2 )[BL ]  KMg (Mg 2 )[BL ]  K Na ( Na  )[BL ]  K K ( K  )[BL ]  K H ( K  )[BL ]  BL (2.7) Như vậy: CCBL   1  K PbBL ( Pb2 )  KCaBL (Ca 2 )  K MgBL (Mg 2 )  K NaBL ( Na  )  K KBL ( K  )  K HBL ( K  ) [BL ] (2.8) Giả sử tổng bề mặt phối tử liên kết với kim loại (CCBL) phụ thuộc vào từng loài tham gia thử nghiệm, tỉ số lượng chì bám dính trên bề mặt phối tử ( ) được tính như sau: [PbBL ] K PbBL ( Pb2 )[BL] f PbBL   CCBL CCBL (2.9) [PbBL ] [K PbBL ( Pb2 )] f PbBL   CCBL [1  K PbBL ( Pb )  KCaBL (Ca )  K MgBL (Mg 2 )  K NaBL (Na  )  K KBL (K  )  K HBL (H  )] 2 2 (2.10) 1 [1  K PbBL ( Pb 2 )  K CaBL (Ca 2 )  K MgBL (Mg 2 )  K NaBL (Na  )  K KBL (K  )  K HBL (H  )]  (2.11) f PbBL [ K PbBL ( Pb 2 )] 1 1  K CaBL (Ca 2 )  K MgBL (Mg 2 )  K NaBL (Na  )  K KBL (K  )  K HBL (H  )]  1 (2.12) f PbBL [ K PbBL ( Pb 2 )] 2 2    1 1  f PbBL 1  K CaBL (Ca )  K MgBL (Mg )  K NaBL (Na )  K KBL (K )  K HBL (H )] 1   2 (2.13) f PbBL f PbBL [ K PbBL ( Pb )] f PbBL [ K PbBL ( Pb 2 )]  (2.14) 1  f PbBL 1  K CaBL (Ca 2 )  K MgBL (Mg 2 )  K NaBL (Na  )  K KBL (K  )  K HBL (H  )] f PbBL ( Pb 2 )  (2.15) (1  f PbBL ) K PbBL 1  K CaBL (Ca )  K MgBL (Mg )  K NaBL (Na  )  K KBL (K  )  K HBL (H  )] 2 2 f PbBL Pb 2  [1  K CaBL (Ca 2 )  K MgBL (Mg 2 )  K NaBL (Na  )  K KBL (K  )  K HBL (H  )](2.16) (1  f PbBL ) K PbBL Trong mô hình BLM thì việc xác định ảnh hưởng ngưỡng độc của kim loại được tính trên 50% lượng chì đính với phối tử (EC50). Khi đó 12
dựa vào phương trình trên ta có phương trình tổng quá tính toán EC50 như sau: 50 .1  KCaBL (Ca 2 )  K MgBL (Mg 2 )  K NaBL (Na  )  K KBL (K  )  K HBL (H  ) f EC50Pb  PbBL (1  f 50 PbBL ).K PbBL (2.17) Trong đó EC50 là làm lượng kim loại tự do gây ra ngưỡng độc ảnh hưởng 50% số lượng sinh vât thử nghiệm bị bất động sau phơi nhiễm 24h và là 50% lượng chì lớn nhất hấp phụ trên bề mặt phối tử. Công thức tính giá trị EC50 hoàn toàn có thể tính được nếu như xác định được KPbBL, KCaBL, KMgBL, KNaBL, KKBL, KHBL, Đánh giá ảnh hưởng của ion Ca2+ đến giá trị EC50 Từ phương trình (2.11) ta có: giá trị EC50 sẽ phụ thuộc vào các giá trị nồng độ của (Ca2+), (Mg2+), (Na+), (K+), (H+). Biến đổi phương trình (2.18) theo phương trình phụ thuộc giữa giá trị EC50 và (Ca2+) ta có 50 .1  KCaBL (Ca 2 )Ca  K MgBL ( Mg 2 )Ca  K NaBL ( Na  )Ca  K KBL ( K  )Ca  K HBL ( H  )Ca  f EC50  PbBL (1  f 50 PbBL ).K PbBL (2.18) Phương trình (2.12) là một dạng phương trình hồi quy tuyến tính đơn giản y= ax+b thì khi đó a gọi là hệ số góc và b gọi là độ chặn. Mối quan hệ giữa và các ion trong dung dịch theo công thức (2.18) có thể biểu diễn theo theo hàm hồi quy tuyến tính đơn giản như sau: Quan hệ giữa ion (Ca2+) và theo phương trình hồi quy: y=aCa * x+bCa Hệ số: 50 bCa  f PbBL (1  f PbBL ).K PbBL 50  . 1  K MgBL (Mg 2 )Ca  K NaBL (Na  )Ca  K KBL (K  )Ca  K HBL (H  )Ca  Độ dốc đường tính tính được tính như sau: 50 f PbBL Hệ số góc: aCa  .KCaBL (1  f PbBL ).K PbBL 50 Trong đó (Mg2+)Ca , (Na+)Ca, (K+)Ca và (H+)Ca là các nồng độ ion khác trong quá trình thí nghiệm ảnh hưởng của Ca2+ và 13
Bằng cách thực hiện các thí nghiệm về mối liên hệ giữa các ion và giá trị EC50 sẽ xác định được các hệ số của phương trình tuyến tính y = ax+b. Giả sử đặt: Thì ta có: Đặt { } Tương tự đánh giá ảnh hưởng của các ion khác như Mg , Na , K+, H+ ta 2+ + có: aMg K MgBL   RMg bMg 1  K CaBL (Ca 2 ) Mg  K NaBL (Na  ) Mg  K KBL (K  ) Mg  K HBL (H  ) Mg  aNa K NaBL   RNa bNa 1  K MgBL (Mg 2 ) Na  KCaBL (Ca 2 ) Na  K KBL (K  ) Na  K HBL (H  ) Na  aK K KBL   RK bK 1  K MgBL (Mg 2 ) K  KCaBL (Ca 2 ) Na  K NaBL (K  ) K  K HBL (H  ) K  aH K HBL   RH bH 1  K MgBL (Mg 2 ) H  KCaBL (Ca 2 ) H  K NaBL (K  ) H  K NaBL (Na 2 ) H  Tổng hợp lại sẽ thu được hệ phương trình sau: 1KCaBL  RCa (Mg)Ca K MgBL  RCa ( Na)Ca K NaBL  RCa ( K )Ca K KBL  RCa ( H )Ca K HBL   RCa R Mg (Ca) Mg KCaBL  1K MgBL  RMg ( Na) Mg K NaBL  RMg ( K ) Mg K KBL  RMg ( K ) Mg K HBL   RMg R Na (Ca) Na KCaBL  RNa ( Mg ) Na K MgBL  1K NaBL  RNa ( K ) Na K KBL  RNa ( H ) Na K HBL   RNa R K (Ca) K KCaBL  RK ( Mg ) K K MgBL  RK ( Na) K K NaBL  1K KBL  RK ( H ) K K HBL   RK R H (Ca) H K CaBL  RH ( Mg ) H K MgBL  RH ( Na) H K NaBL  RH ( K ) H K KBL  1K HBL   RH (2.19) Bằng cách giải hệ 5 phương trình 5 ẩn và kết hợp với các số liệu thí nghiệm ta có thể tính được các hằng số cân bằng của KMgBL, KCaBL, KNaBL, KHBLvà KKBL. Trong đó (Mg)Ca (Na)Ca (K)ca(H)Calà ion trong thí nghiệm Ca; (Ca)Mg(Na)Mg(K)Mg(H)Mglà các ion trong thí nghiệm Mg; (Ca)Na(Mg)Na(K)Na(H)Na là các ion trong thí nghiệm Na; (Ca)K(Mg)K(Na)K(H)Klà các ion trong thí nghiệm K; (Ca)H (Mg)H (Na)H (K)H trong thí nghiệm pH. Như vậy: Công thức tính toán ngưỡng độc của chì đối với M.dubia tại thủy vực nghiên cứu được phát triển như sau: 14
50 .1  KCaBL (Ca 2 )  K MgBL (Mg 2 )  K NaBL ( Na  )  K KBL ( K  )  K HBL ( H  ) f PbBL EC50  (1  f PbBL ).K PbBL 50 Trong công thức này: - Nồng độ các ion tự do như Ca2+, Mg2+, Na+, K+, H+ được tính toán theo mô hình PHREEQC trên cơ sở nồng độ các chất trong môi trường khi đo đạc thực tế. - Các hệ số cần bằng tương tác giữa ion và phối tử sinh học được xác định nhờ thí nghiệm ảnh hưởng của các ion tới giá trị EC50 của chì bao gồm: KHBL, KMgBL, KCaBL, KKBL, KNaBL được xác - định bằng thực nghiệm về sự phụ thuộc giữa các kim loại Mg2+, Ca2+, K+, Na+, H+ tới giá trị EC50. - Hệ số cân bằng tương tác giữa ion Pb và phối tử đặc trưng cho loài M. dubia KPbBL được xác định bằng thực nghiệm. - Hệ số tích lũy kim loại chì tối đa gây chết 50% số cá thể được hiệu chỉnh dựa trên số liệu thực tế. Bảng 2.1 Các thông số mô hình BLM Loại thông số Thông số Cách xác định Hằng số mô hình KCaBL Từ thí nghiệm ảnh hưởng của Ca2+ đến EC50 KMgBL Từ thí nghiệm ảnh hưởng của Mg2+ đến EC50 KNaBL Từ thí nghiệm ảnh hưởng của Na+ đến EC50 KKBL Từ thí nghiệm ảnh hưởng của K+ đến EC50 KHBL Từ thí nghiệm ảnh hưởng của H+ đến EC50 Biến đầu vào Ca2+, Mg2+, Nồng độ các ion trong thủy vực ở dạng ion Na+, K+, H+ và tự do, đầu vào mô hình – từ số liệu quan trắc các thông số hiện trường mặc định của Các thông số còn lại như chất hữu cơ, các mô hình anion Cl-, SO42- lấy thư viện mặc định của mô hình Hệ số mô hình 50 f PbBL Hệ số tích lũy kim loại chì tối đa gây chết 50% số cá thể - Thông số sẽ được hiệu chỉnh Hằng số mô hình KPbBL Dung lượng hấp phụ tối đa. Xác định bằng thực nghiệm - Mô hình BLM được phát triển đối với điều kiện hồ Hà Nội, do vậy các thông số mô hình sẽ được nghiên cứu trong khoảng giá trị như mô tả trong bảng 2.2. Bảng 2.2 iều kiện biên của các giá trị áp d ng trong tính toán Thông số Giá trị tối thiểu Giá trị tối đa Nhiệt độ (oC) 15 34 15
pH 7,0 8,0 Hàm lượng chất hữu cơ (mg/l) 15 50 Ca2+ (mg/l) 3,36 115 Mg2+ (mg/l) 2,9 71,2 Na+ (mg/l) 7,5 70 K+ (mg/l) 2,28 30,6 Cl-(mg/l) 23 250 Độ kiềm (mg/l) 11 130 2.3.3 Xác định ảnh hưởng của nồng độ các ion Ca2+, Mg2+, Na+, K+, H+ tới EC50 của chì đối với M. dubia Hệ số KHBL, KMgBL, KCaBL, KKBL, KNaBL của mô hình được xác định thông qua thí nghiệm xác định ảnh hưởng giữa EC50 và các tương ứng trong dung dịch. Trong công thức (2.17) mục 2.3.2 giá trị EC50 của chì tác động lên M. dubia trong môi trường có mặt của các yếu tố ion chính Ca2+ và Mg2+, Na+, K+,H+ chịu ảnh hưởng của từng Ca2+ và Mg2+, Na+, K+,H+. Vậy để tìm được giá trị các Kion-BL ta cần phản xây dựng thí nghiệm tìm ra phương trình tuyến tính liên hệ giữa EC50 và từng ion từ đó tìm được các Kion-BL dựa vào hệ phương trình (2.19) trong mục 2.3.2 Ảnh hưởng H+ Ca2+ và Mg2+, Na+, K+, đối với độc cấp tính của chì lên M. dubia Mục đích thí nghiệm là làm rõ tác động của canxi, mage đối với giá trị độc học cấp tính của chì đối với M.dubia. M. dubia được chọn các con có độ tuổi nhỏ 24 giờ tuổi. Đối với thí nghiệm độc tính ảnh hưởng của canxi tới độc cấp tính của chì đối với môi trường thí nghiệm bao gồm: Đối với thí nghiệm ảnh hưởng của pH, Caxi, Magie, Natri, Kali với giá trị độc cấp tính EC50 của chì lên M. dubia, môi trường thí nghiệm bao gồm dung dịch nền với nồng độ các chất là Na+ 13,7 mg/L; Mg2+ 2,79 mg/L; K+ 13,6 mg/L, SO42 5,86 mg/L; Cl- 23,9 mg/L . Đối với từng thí nghiệm của từng kim loại thì ion kim loại đó sẽ thay đổi trong khi các kim loại khác giữ nguyên mức nhỏ nhất. Ví dụ trong thí nghiệm Ca 2+ thành phần Ca 2+ thay đổi từ 4 - 56 mg/l đối với nghiệm thức caxi, pH được duy trì bằng 7-8,3 và giữ nguyên các ion khác ở mức nhỏ nhất để không ảnh hưởng tới kết quả; Đối với nghiệm thức pH giá trị pH thay đổi từ 7-8.3 và giữ nguyên thành phần ion khác; . thí nghiệm Mg2+ ảnh hưởng đến chì thành phần Mg2+ thay đổi từ 2.99 – 71.2 mg/l; Na+ thay đổi từ 3.5 – 60.7 mg/l, pH = 7,5 các ion khác giữ mức nhỏ nhất, đối với nghiệm 16
thức natri; K+ thay đổi từ 1.85 – 2.29 mg/l. pH được duy trì ở 7,5 đối với nghiệm thức ảnh hưởng của Kali tới chì. 2.3.4 Xác định dung ƣợng hấp phụ tối đa của im oại trên bề mặt sinh vật Mục đích của thí nghiệm là xác định hệ số hấp phụ lớn nhất của chì hấp phụ trên bề mặt sinh vật thử nghiệm (KPbBL) dựa vào phương trình Langmuir tại điều kiện kim loại hấp phụ cân bằng Xác định các hệ số cân bằng KMeBL 2.3.5 Phương pháp hiệu chỉnh mô hình Trong mô hình đã phát triển thực hiện với M.dubia dưới tác động của chì thì các hệ số KCaBL, KMgBL, KNaBL,KKBL, KHBL là các hệ số đặc trưng cho loài, giữ nguyên trong quá trình hiệu chỉnh. Hằng số Khi đó 50 f PbBL được điều chỉnh theo môi trường nước tự nhiên. Thực hiện các thí nghiệm độc học trên nền nước tự nhiên để tìm giá trị EC50 của chì theo quy trình đã mô tả tại phần 2.3.3 để xác định giá trị EC50 thực nghiệm Cùng lúc đó, giá trị các ion đo được từ nước tự nhiên sẽ được đưa vào phương trình để tính toán, giá trị EC50 tính toán (EC50tt) thu được được so sánh với giá trị EC50 thực nghiệm (EC50tn). Sau đó tiến hành điều chỉnh giá trị của mô hình :Giá trị ban đầu: =0,39; Khoảng điều chỉnh: từ 0,25 đến 0,4; Bước điều chỉnh +/- 0,005; Điều kiện xác lập giá trị hiệu chỉnh: R2 đạt giá trị max Hình 2.1 Sơ đồ hiệu chỉnh mô hình BLM 2.7. Nghiên cứu độc mạn tính của im oại đối với động vật nổi Thí nghiệm sàng lọc Thí nghiệm sàng lọc và căn cứ vào nồng độ chì trong nước tự nhiên để tìm đươc nồng độ phơi nhiễm mạn tính. Nồng độ lựa chọn là 100 µg/L. Phơi nhiễm mạn tính 17