Nghiên cứu khả năng tích tụ thủy ngân trong nghêu Bến Tre Meretrix lyrata (Sowerby, 1825) ở khu vực cửa sông Bạch Đằng - Hải Phòng

i

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT iv
DANH SÁCH CÁC BẢNG v
DANH SÁCH CÁC HÌNH VÀ ĐỒ THỊ vii
MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 5
1.1. Dạng tồn tại, độc tính và chu trình thủy ngân trong môi trường 5
1.1.1. Dạng tồn tại trong môi trường và ứng dụng 5
1.1.2. Độc tính của các hợp chất thủy ngân 6
1.1.3. Chu trình hóa nguồn phát thải thủy ngân toàn cầu 7
1.2. Tổng quan về khu vực cửa sông Bạch Đằng 7
1.2.1. Những đặc điểm tự nhiên khu vực cửa sông Bạch Đằng 8
1.2.2. Tổng quan xu thế biến đổi của thủy ngân trong nước tại khu vực cửa sông Bạch
Đằng 11
1.2.2.1. Xu thế biến đổi theo chu kỳ triều cường 11
1.2.2.2. Xu thế biến đổi theo mùa và năm 12
1.2.2.3. Xu thế biến đổi theo không gian 13
1.2.3. Kiểm kê các nguồn thải thủy ngân ở vùng cửa sông Bạch Đằng 15
1.2.4. Nguồn lợi thủy hải sản và nghề nuôi nghêu ở vùng cửa sông Bạch Đằng 17
1.3. Đặc điểm của nghêu Meretrix lyrata 18
1.3.1. Phân bố 18
1.3.2. Hình thái cấu tạo của nghêu Meretrix lyrata 19
1.3.2.1. Hình thái bên ngoài 19
1.3.2.2. Cấu tạo bên trong 20
1.3.3. Cách thức ăn lọc 21
1.3.4. Quy trình nuôi nghêu 21

1.3.5. Mức độ tích tụ kim loại nặng 23
1.3.5.1. Trên thế giới 23
1.3.5.2. Ở Việt Nam 26
CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 29
2.1. Đối tượng nghiên cứu 29


ii

2.2. Áp dụng mô hình thực nghiệm nghiên cứu mức độ tích tụ thủy ngân trong nghêu
30
2.2.1. Các điều kiện để áp dụng mô hình thực nghiệm 30
2.2.2. Bố trí thí nghiệm ngoài hiện trường 31
2.2.3. Đánh giá ngưỡng gây chết và đào thải của nghêu tại phòng thí nghiệm 33
2.3. Đo kích thước của nghêu 36
2.4. Phân tách mô thịt và dạ dày nghêu 36
2.5. Qui trình xác định thủy ngân trong sinh vật và môi trường 37
2.5.1. Lựa chọn phương pháp phân tích thủy ngân 37
2.5.2. Thu mẫu và xử lý mẫu 38
2.5.3. Phương pháp phân tích thủy ngân vô cơ tại phòng thí nghiệm 40
2.5.4. Đánh giá sai số và độ chính xác của phương pháp 41
2.6. Xác định hệ số tích tụ sinh học 43
2.7. Các phương pháp phân tích lipit và TSS 44
2.8. Cơ sở xác định mức độ tiêu thụ thực phẩm an toàn 45
2.9. Phương pháp xử lý số liệu 45
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 47
3.1. Đặc điểm tự nhiên của bãi nuôi và qui luật phát triển của nghêu 47
3.1.1. Đặc điểm tự nhiên của bãi nuôi nghêu 47
3.1.1.1. Vị trí khu vực nghiên cứu 47
3.1.1.2. Đặc điểm thủy hóa bãi nuôi nghêu thí nghiệm 47

3.1.1.3. Thành phần cấp hạt nền đáy của bãi nuôi nghêu 50
3.1.2. Xu thế phát triển của nghêu ở khu vực cửa sông Bạch Đằng 51
3.1.2.1. Đánh giá tăng trưởng của nghêu nuôi ở hai ô thí nghiệm 51
3.1.2.2. Xây dựng công thức tính tuổi nghêu 54
3.1.2.3. Giải thích xu thế phát triển sinh trưởng của nghêu 58
3.2. Xu thế biển đổi thủy ngân trong môi trường bãi nuôi nghêu vùng cửa sông Bạch
Đằng 60
3.2.1. Các dạng tồn tại của thủy ngân trong môi trường nước bãi nghêu 60
3.2.1.1. Nồng độ thủy ngân tổng (Hg
T
) 61
3.2.1.2. Nồng độ thủy ngân hòa tan (Hg
I
) 62
3.2.1.3. Hàm lượng thủy ngân liên kết chất rắn lơ lửng (Hg
TSS
) 63
3.2.1.4. Nồng độ metyl thủy ngân (Hg
Me
) 66


iii

3.2.2. Các dạng tồn tại của thủy ngân trong môi trường trầm tích bãi nghêu 68
3.3. Đánh giá khả năng tích tụ thủy ngân của nghêu Meretrix lyrata ở vùng cửa sông
Bạch Đằng 70
3.3.1. Nguồn tích tụ thủy ngân của nghêu ở ngoài môi trường tự nhiên 70
3.3.1.1. Tích tụ trong mô thịt 71
3.3.1.2. Tồn dư trong dạ dày 78

3.3.2. Đánh giá ngưỡng gây chết và đào thải của nghêu ở điều kiện phòng thí nghiệm
80
3.3.2.1. Xác định nồng độ thủy ngân nghêu tích tụ tối đa 80
3.3.2.2. Đánh giá mức độ đào thải của nghêu ở phòng thí nghiệm 82
3.3.3. Hệ số tích tụ thủy ngân của nghêu nuôi ngoài hiện trường 84
3.3.3.1. Hệ số tích tụ thủy ngân của nghêu từ môi trường nước 84
3.3.3.2. Hệ số tích tụ của nghêu từ môi trường trầm tích 89
3.3.4. Đề xuất an toàn thực phẩm 90
3.3.4.1. Cở sở đề xuất sử dụng an toàn thực phẩm 90
3.3.4.2. Khuyến cáo mức độ sử dụng nghêu làm thực phẩm 92
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 94
Kết luận 94
Khuyến nghị 95
TÀI LIỆU THAM KHẢO 96
DANH MỤC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ 103
PHỤ LỤC i


iv

DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

Viết Tắt Tên tiếng Việt Tên tiếng Anh
AAS Thiết bị hấp phụ nguyên tử Atomic absorption Spectrophtometer
ANOVA Phân tích phương sai Analysis of variance
ADI Hệ số chấp nhận hàng ngày Acceptable Daily Intake
BCF Hệ số tích tụ sinh học tập trung Bioconcentration Factor
BAF Hệ số tích tụ sinh học Bio Accumulation Factor
BSAF Hệ số tích tụ sinh học trong trầm
tích

Biota-sendiment accumulation factor
BYT Bộ Y Tế Ministry of Health
CRM Chất chuẩn tham chiếu được
chứng nhận
Certified Reference Material
C
h/c
Các bon hữu cơ Organic carbon
DO Ôxy hòa tan Dissolve Oxgen
DEB Mô hình hóa luồng năng lượng
sinh học
Dynamic Energy Budged
ĐVĐ Động vật đáy Benthic animal
EC Tiểu chí môi trường Environmental criterion
ECD Detector cộng kết điện tử Electron Capture Detector
EPA Cục bảo vệ môi trường Mỹ Environmental Protection Agency
FAO Tổ chức lương thực quốc tế Food and Agriculture Organization
GC Sắc kí khí Gas chromatography
LC Nồng độ gây chết Lethal Concentration
MDL Giới hạn phát hiện của phương
pháp
Method detection limit
OBM Mô hình tích tụ sinh học trong sò Oyster Bioaccumulation Model
POPs Các nhóm chất hữu cơ khó phân
hủy
Persistent organic pollutants
SD Độ lệch chuẩn Standard Deviation
TB Trung bình Average
TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam Vietnamese standard
TSS Tổng chất rắn lơ lửng Total suspended solid

WTO Tổ chức thương mại quốc tế World Trade Organization
WHO Tổ chức y tế thế giới World Health Organization


v

DANH SÁCH CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Xu thế biến động nồng độ thủy ngân tổng trong nước tại khu vực cửa sông Bạch
Đằng 14
Bảng 1.2 Lượng vật chất trao đổi qua các mặt cắt Minh Đức và Đình Vũ 15
Bảng 1.3 Nguồn thải của các hoạt động công nghiệp có chứa thủy ngân 16
Bảng 1.4 Tổng hợp các nghiên cứu về tích tụ kim loại nặng trong loài hai mảnh vỏ ở Việt
Nam 26
Bảng 2.1 Thời gian biểu tiến hành thí nghiệm 35
Bảng 2.2 Kết quả phân tích mẫu chuẩn thủy ngân nồng độ 0,5ppb 42
Bảng 2.3 Hệ số ADI và qui chuẩn môi trường đối với thủy ngân 45
Bảng 2.4 Chuỗi số liệu X,Y về hàm lượng thủy ngân trong mô sinh vật 46
Bảng 3.1 Thành phần cấp hạt bãi triều ở hai ô thí nghiệm 51
Bảng 3.2 Biến thiên khối lượng cá thể nghêu nuôi tại hai ô thí nghiệm OTN và AD 51
Bảng 3.3 Tuổi nghêu theo các giai đoạn phát triển từ ấu trùng đến con giống 55
Bảng 3.4 Thông số sinh trưởng của nghêu nuôi ở khu vực cửa sông Bạch Đằng 55
Bảng 3.5 Đánh giá sai số của công thức (3.3) đối với nghêu nuôi tại khu vực cửa sông
Bạch Đằng 57
Bảng 3.6 Nồng độ Hg
T
trong môi trường nước bãi nuôi nghêu 61
Bảng 3.7 Nồng độ Hg
I
trong môi trường nước bãi nuôi nghêu 62

Bảng 3.8 Hàm lượng Hg
TSS
trong môi trường nước bãi nuôi nghêu 64
Bảng 3.9 Các dạng thủy ngân trong nước bãi nuôi nghêu 65
Bảng 3.10 Nồng độ thủy ngân trong nước bãi nuôi nghêu 66
Bảng 3.11 Hàm lượng Hg
SMe
và Hg
ST
trong lớp trầm tích bề mặt hai ô thí nghiệm 68
Bảng 3.12 Thành phần cấp hạt trầm tích bãi nuôi nghêu 69
Bảng 3.13 Hàm lượng Hg
Me
và Hg
T
trong mô thịt nghêu ở hai ô thí nghiệm 71
Bảng 3.14 Hàm lượng lipit của nghêu theo các đợt thu mẫu 73
Bảng 3.15 Tích tụ thủy ngân trong mô thịt nghêu M.lyrata ở hai ô thí nghiệm 75
Bảng 3.16 Hệ số tương quan giữa các yếu tố môi trường và hàm lượng thủy ngân tích tụ
trong mô thịt nghêu M.lyrata 76
Bảng 3.17 Hàm lượng Hg
Me
và Hg
T
trong dạ dày nghêu M.lyrata 78
Bảng 3.18 Thành phần thức ăn và hàm lượng thủy ngân trong dạ dày nghêu 79
Bảng 3.19 Hàm lượng thủy ngân tích lũy trong nghêu ở điều kiện phòng thí nghiệm 81
Bảng 3.20 Mức độ đào thải Hg
T
của nghêu M.lyrata sau 08 ngày 82

vi

Bảng 3.21 Mức độ đào thải Hg
Me
của nghêu M.lyrata sau 08 ngày 83
Bảng 3.22 Hệ số tích tụ BAF của nghêu trong môi trường nước 85
Bảng 3.23 Hệ số tương quan giữa các yếu tố môi trường và hệ số tích tụ sinh học BAF 88
Bảng 3.24 Hệ số tương quan giữa các dạng thủy ngân và hệ số tích tụ sinh học BAF 89
Bảng 3.25 Hệ số tích tụ BSAF của nghêu trong môi trường trầm tích 89
Bảng 3.26 Tỷ lệ ruột/vỏ của nghêu nuôi ở hai ô thí nghiệm 91
Bảng 3.27 Tỷ lệ dạ dày/mô thịt của nghêu nuôi ở hai ô thí nghiệm 91
Bảng 3.28 Khuyến cáo lượng nghêu sử dụng làm thực phẩm hàng ngày 92



vii

DANH SÁCH CÁC HÌNH VÀ ĐỒ THỊ

Hình 1.1 Vòng tuần hoàn thủy ngân trong môi trường 7
Hình 1.2 Biến đổi nồng độ Hg
T
theo mực nước trong ngày ở mùa mưa 12
Hình 1.3 Biến đổi nồng độ Hg
T
theo mực nước trong ngày ở mùa khô 12
Hình 1.4 Diễn biến nồng độ Hg
T

và độ muối trong nước cửa sông Bạch Đằng mùa mưa .12
Hình 1.5 Diễn biến nồng độ Hg
T
và độ muối trong nước cửa sông Bạch Đằng mùa khô 12
Hình 1.6 Sơ đồ các điểm thu mẫu của trạm Quan trắc và Phân tích môi trường biển ven bờ
phía Bắc 13
Hình 1.7 Vị trí các điểm khảo sát 13
Hình 1.8 Biến động diện tích nuôi nghêu khu vực cửa sông Bạch Đằng 19
Hình 1.9 Hình thái cấu tạo chung của nghêu Meretrix lyrata 20
Hình 1.10 Biến thiên hàm lượng TSS và mùn bã hữu cơ theo thời gian 21
Hình 1.11 Biến thiên số lượng cá thể nghêu từ quá trình thả giống đến khi thu hoạch 22
Hình 2.1 Loài nghêu trắng Bến Tre 29
Hình 2.2 Khu vực bố trí thí nghiệm tại xã Đồng Bài – Huyện Cát Hải 32
Hình 2.3 Cách bố trí thí nghiệm ngoài hiện trường 32
Hình 2.4 Qui trình nuôi nghêu ở vùng cửa sông Bạch Đằng 33
Hình 2.5 Hệ thống sục khí cho các bể thí nghiệm 34
Hình 2.6 Các kích thước cần đo của nghêu Meretrix lyrata 36
Hình 2.7 Thước Panme 36
Hình 2.8 Sơ đồ nguyên lí phân tích thủy ngân bằng phương pháp hóa hơi lạnh 37
Hình 2.9 Sơ đồ các chỉ số phân tích trong mẫu nước bãi nuôi nghêu 39
Hình 2.10 Sơ đồ các chỉ số phân tích trong mẫu nghêu 39
Hình 2.11 Sơ đồ các chỉ số phân tích trong mẫu trầm tích bãi nuôi nghêu 40
Hình 2.12 Đường chuẩn xác định thủy ngân vô cơ 42
Hình 3.1 Sơ đồ khu vực nghiên cứu 47
Hình 3.2 Biến thiên nhiệt độ nước tại bãi nghêu thí nghiệm 48
Hình 3.3 Biến thiên độ muối trong nước tại bãi nghêu thí nghiệm 48
Hình 3.4 Biến thiên độ pH trong nước tại bãi nghêu thí nghiệm 49
Hình 3.5 Biến thiên hàm lượng TSS trong nước tại bãi nghêu thí nghiệm 50
Hình 3.6 Biến thiên hàm lượng DO trong nước tại bãi nghêu thí nghiệm 50
Hình 3.7 Biến thiên số lượng cá thể/kg nghêu trong các đợt thu mẫu 52

viii

Hình 3.8 Biến thiên kích thước của nghêu tại ô thí nghiệm OTN 53
Hình 3.9 Biến thiên kích thước của nghêu tại ô thí nghiệm AD 54
Hình 3.10 Công thức tính tuổi nghêu theo kích thước 57
Hình 3.11 Vạch đánh dấu mức độ phát triển của nghêu 58
Hình 3.12 Nhiệt độ nước ở bãi nuôi nghêu ở giai đoạn thấp nhất trong năm 59
Hình 3.13 Vị trí thu mẫu 60
Hình 3.14 Biểu diễn biến thiên nồng độ Hg
T
theo thời gian 62
Hình 3.15 Biểu diễn biến thiên nồng độ Hg
I
theo thời gian 63
Hình 3.16 Mối tương quan giữa nồng độ Hg
T
và hàm lượng TSS trong nước khu vực cửa
sông Bạch Đằng 63
Hình 3.17 Biểu diễn biến thiên hàm lượng Hg
TSS
theo thời gian 65
Hình 3.18 Biểu diễn biến thiên nồng độ Hg
Me
và Hg
T
theo thời gian 67
Hình 3.19 Nồng độ Hg
Me

tại khu vực cửa sông Bạch Đằng 67
Hình 3.20 Sơ đồ cơ chế tích tụ thủy ngân trong nghêu Meretrix lyrata 70
Hình 3.21 Biến thiên hàm lượng thủy ngân Hg
T
trong mô thịt nghêu nuôi ở ô thí nghiệm.72
Hình 3.22 Biến thiên hàm lượng thủy ngân Hg
Me
trong mô thịt nghêu nuôi ở ô thí nghiệm
74
Hình 3.23 Biến thiên hàm lượng thủy ngân Hg
T
và Hg
Me
trong mô thịt nghêu 77
Hình 3.24 Mối tương quan giữa hàm lượng thủy ngân và lipit trong mô nghêu 77
Hình 3.25 Hàm lượng Hg
T
trong dạ dày nghêu nuôi ở ô thí nghiệm 79
Hình 3.26 Hàm lượng Hg
Me
trong dạ dày nghêu nuôi ở ô thí nghiệm 79
Hình 3.27 Mức độ đào thải hàm lượng HgT trong mô thịt của nghêu sau 08 ngày 82
Hình 3.28 Biến thiên hệ số tích tụ BAF của nghêu M.lyrata theo thời gian 86
Hình 3.29 Hệ số tích tụ BAF của loài nhuyễn thể hai mảnh vỏ khu vực Đông bắc Bắc Bộ87
Hình 3.30 So sánh hệ số tích tụ BAF của nghêu nuôi ở Bạch Đằng, Sầm Sơn và Cửa Lò 87



1

MỞ ĐẦU

Xã hội càng phát triển, công nghiệp hóa càng nhanh nên chất thải độc hại đưa vào
vào môi trường càng gia tăng. Các chất độc hại rò rỉ từ quá trình sản xuất, vận chuyển và
lưu trữ trong kho. Ngay cả nước rỉ, thẩm thấu từ bãi rác cũng gây nguy hiểm cho khu dân
cư xung quanh. Các loại ô nhiễm hóa học sinh ra từ quá trình sản xuất nông nghiệp và khai
thác quá mức tài nguyên thiên nhiên đang ngày càng làm nguy hại cho sinh quyển. Tác
động ấy không những ảnh hưởng đến loài người mà đến các sinh vật sống trên trái đất. Các
độc chất được tích tụ sinh học qua chuỗi thức ăn và xâm nhập vào cơ thể con người, chúng
gây ra những sự biến đổi, tồn lưu và tác động đến sức khỏe của con người.
Sự tích tụ sinh học được định nghĩa như là một quá trình sinh vật lưu giữ các hóa
chất trực tiếp từ môi trường vô sinh (nước, khí và đất) và từ nguồn thức ăn (truyền dưỡng).
Các hóa chất trong môi trường được sinh vật hấp thu qua quá trình khuếch tán thụ động.
Cơ quan đầu tiên cho việc hấp thu bao gồm màng phổi, mang và đường ruột. Các hóa chất
phải xuyên qua lớp đôi lipit của màng để đi vào trong cơ thể. Tiềm năng tích tụ sinh học
các hóa chất có liên quan với khả năng hòa tan của các chất trong lipit. Môi trường nước là
nơi các chất có ái lực với lipit xuyên qua tấm chắn giữa môi trường tự nhiên và sinh vật.
Bởi vì sông, hồ và đại dương như là các bể lắng các chất và sinh vật thủy sinh chuyển một
lượng lớn nước xuyên qua màng hô hấp của chúng (mang) cho phép tách một lượng các
hóa chất từ nước vào cơ thể. Thủy sinh vật có thể tích tụ sinh học các hóa chất và đạt đến
mức cao hơn nồng độ chất đó có trong môi trường.
Trong môi trường biển ven bờ, nhóm động vật nhuyễn thể sống đáy đã được các
nhà khoa học chọn làm đối tượng nghiên cứu do khả năng tích tụ sinh học cao, đời sống ít
di chuyển, ăn lọc mùn bã hữu cơ, v.v Điều này cũng đi kèm với nguy cơ mất an toàn cho
con người khi sử dụng chúng làm thực phẩm nếu hàm lượng độc tính (ví dụ: nhóm kim
loại nặng, nhóm hữu cơ khó phân hủy) tích tụ trong mô thịt và nội tạng đủ lớn. Cho đến
nay hầu hết các nước phát triển đã ban hành những tiêu chuẩn an toàn đối với việc tiêu thụ
thủy sản nói chung và nhóm động vật nhuyễn thể nói riêng. Hiện nay, nuôi trồng thủy hải
sản ở nước ta ngày càng có xu hướng phát triển mạnh, nhất là khi Việt Nam trở thành
thành viên 150 của tổ chức thương mại thế giới (WTO), đã mở ra cho Việt Nam một tiềm

năng xuất khẩu lớn, đặc biệt là thủy hải sản. Một trong những mặt hàng thủy hải sản được
thị trường thế giới ưa chuộng là nhuyễn thể hai mảnh vỏ.
Hiện nay, chất lượng vệ sinh an toàn thực phẩm được người tiêu dùng quan tâm,
nhất là loài thủy hải sản có giá trị xuất khẩu. Ở Việt Nam, các nghiên cứu về tích tụ các


2

độc chất ở các loài thủy hải sản phân bố ngoài tự nhiên hoặc nuôi ở vùng biển ven bờ còn
thiếu hoặc không có số liệu nghiên cứu. Đặc biệt khu vực Đông bắc Bắc Bộ (bao gồm
thành phố Hải Phòng và tỉnh Quảng Ninh) có hệ động vật nhuyễn thể phong phú và đa
dạng. Các nghiên cứu về chất lượng thực phẩm với các loài nhuyễn thể hai mảnh có giá trị
kinh tế cao (ngao, sò huyết, sò lông, ) còn ít được quan tâm nên cần thiết triển khai
nghiên cứu mức độ tích tụ các độc chất đối với những loài sinh vật có vai trò chỉ thị sinh
học này.
Để lựa chọn sinh vật trong các nghiên cứu tích tụ phải đáp ứng các điều kiện như:
đời sống tĩnh tại, có khả năng tích tụ chất ô nhiễm, đời sống đủ dài, kích thước phù hợp để
cung cấp mô thịt đủ lớn phục vụ cho phân tích và dễ thu mẫu. Trong thực tế, khó có loài
sinh vật nào đáp ứng được tất cả các tiêu chí. Loài nhuyễn thể hai mảnh vỏ, có khả năng
tích tụ các chất ô nhiễm cao gấp nhiều lần trong môi trường nước, ăn lọc và ít di chuyển
nên chúng thường được chọn làm các sinh vật chỉ thị, đối tượng nghiên cứu trong lĩnh vực
độc học môi trường. Ở khu vực cửa sông Bạch Đằng, một trong các loài nhuyễn thể được
nuôi phổ biến là loài nghêu trắng Bến Tre (Meretrix lyrata).
Hệ sinh thái cửa sông là nơi tiếp nhận các chất thải từ lục địa đổ ra biển, được rất
nhiều các nhà khoa học trong và ngoài nước nghiên cứu. Cửa sông Bạch Đằng có những
nét đặc trưng tiêu biểu của cửa sông khí hậu nhiệt đới, đa dạng sinh học cao và dồi dào
nguồn lợi thủy sản khai thác để phát triển kinh tế. Đây là hệ sinh thái đặc biệt vì bao gồm
các phụ hệ sinh thái nước lợ, nước mặn và một phần phụ hệ sinh thái nước ngọt nên sinh
vật đóng vai trò cho từng hệ sinh thái. Khả năng trao đổi nước ở cửa sông Bạch Đằng rất
lớn giữa khối nước ngọt và khối nước biển, khả năng sa lắng, bồi tụ đã tạo nên những bãi

triều rộng lớn, giàu dinh dưỡng. Các bãi triều thuận lợi cho nghề nuôi nghêu vì đáp ứng
các điều kiện phát triển của chúng nhờ có nguồn thức ăn phong phú, các núi đá vôi và rạn
san hô cung cấp can xi để tạo ra vỏ cứng. Vùng khai thác có diện tích từ 150 ha đến 4000
ha và có nhiều loài được khai thác rải rác quanh năm.
Một nguy cơ hiện hữu là khu vực cửa sông Bạch Đằng hàng năm phải tiếp nhận
nhiều nguồn thải gây ô nhiễm môi trường từ các hoạt động phát triển kinh tế xã hội. Các
chất ô nhiễm từ các nguồn công nghiệp (hoạt động cảng, giao thông thủy, đóng và sửa
chữa tàu, phá dỡ tàu cũ và các khu công nghiệp ven biển), nông nghiệp và sinh hoạt. Các
chất ô nhiễm được quan tâm trong các nghiên cứu gần đây chủ yếu là kim loại nặng và các
chất hữu cơ bền khó phân hủy.


3

Kim loại nặng là khái niệm để chỉ các kim loại có nguyên tử lượng lớn hơn 6g/cm
3
,
chúng thường có độc tính đối với sinh vật. Một số kim loại nặng ở dưới mức độ cho phép
là các nguyên tố vi lượng cần thiết cho sự sống, thành phần của tế bào (Cu, Zn, Ni, Co)
nhưng ở ngưỡng vượt giới hạn cho phép sẽ tác động đến đời sống sinh vật. Đối với các
nguyên tố kim loại nặng (Cd, Hg, Pb) là các độc chất môi trường, chỉ cần một hàm lượng
rất nhỏ cũng có thể gây ngộ độc đối với sinh vật. Có những nguyên tố tồn tại trong môi
trường rất thấp nhưng mức độ tích tụ theo chuỗi thức ăn và khuếch đại sinh học làm cho
lượng chất độc trong cơ thể sinh vật tăng lên. Một trong các độc chất được nhiều nhà khoa
học quan tâm vì tính độc và khả năng tích tụ sinh học cao là thủy ngân (Hg).
Thủy ngân đi vào môi trường từ các nguồn thải của ngành công nghiệp ở khu vực
cửa sông Bạch Đằng như nhà máy nhiệt điện sử dụng than, nhà máy sản xuất thép, doanh
nghiệp sản xuất thiết bị điện tử, công nghiệp mỹ phẩm, các thiết bị y tế và ngành nông
nghiệp (các chất diệt khuẩn). Thuỷ ngân (đặc biệt là dạng metyl thủy ngân) đã được hấp
thu và đồng hoá vào sinh vật bậc thấp, tồn tại trong đó và có thể xâm nhập tiếp vào sinh vật

bậc cao. Thảm kịch xảy ra cho người dân ở Minamata (Nhật bản) vì metyl thủy ngân theo
chuỗi thức ăn từ các vi sinh vật vào cá nhỏ, đến những loại cá lớn có trong bữa ăn hằng
ngày của cư dân địa phương. Năm 1953, ô nhiễm thủy ngân đã đạt đến mức nguy hiểm,
người nhiễm độc bị các triệu chứng liệt mà hiện nay được gọi là bệnh Minamata. Vì vậy
nghiên cứu khả năng tích tụ thủy ngân trong nghêu Meretrix lyrata nuôi tại khu vực cửa
sông Bạch Đằng nhằm khuyến cáo kịp thời đối với sức khỏe hàng triệu dân cư sống ở khu
vực này. Trong luận án này sẽ làm rõ hai mục tiêu chính:
- Xây dựng mối quan hệ của các dạng thủy ngân trong môi trường nước, trầm tích
và trong mô thịt nghêu M.lyrata tại khu vực nghiên cứu để đánh giá vai trò chỉ thị sinh học
của đối tượng này.
- Xác định các hệ số tích tụ sinh học thủy ngân đối với loài nghêu M.lyrata để đánh
giá điều kiện tích tụ cao nhất và các khuyến cáo vệ sinh an toàn thực phẩm.
Nội dung nghiên cứu chính của luận án:
- Tổng quan các tài liệu trong và ngoài nước liên quan đến luận án nghiên cứu.
- Đánh giá các đặc trưng về điều kiện tự nhiên, môi trường khu vực cửa sông Bạch
Đằng.
- Xác định mối tương quan của hàm lượng thủy ngân trong mô thịt nghêu và trong
môi trường nước và trầm tích tại khu vực nghiên cứu.


4

- Nghiên cứu khả năng tích tụ thủy ngân bằng mô hình thực nghiệm ngoài hiện
trường và xác định mức độ đào thải trong phòng thí nghiệm.
Kết quả của luận án có tính mới trong nghiên cứu khoa học và ý nghĩa thực tiễn
cao:
Xác định qui luật sinh trưởng của nghêu Meretrix lyrata ở vùng cửa sông Bạch
Đằng và ảnh hưởng của điều kiện tự nhiên đối với sự phát triển của nghêu, xây dựng công
thức xác định nhanh tuổi nghêu (tháng) theo kích thước.
Nghiên cứu hàm lượng các dạng thủy ngân trong môi trường (nước, trầm tích) và

sinh vật ở khu vực cửa sông Bạch Đằng. Đặc biệt là các kết quả nghiên cứu về metyl thủy
ngân tích lũy trong loài nghêu Meretrix lyrata chưa có số liệu nghiên cứu trước đây tại khu
vực này.
Xác định cơ chế tích tụ thủy ngân tích tụ trong nghêu nuôi Meretrix lyrata ở khu
vực cửa sông Bạch Đằng trong điều kiện tự nhiên, đánh giá vai trò chỉ thị môi trường.
Bước đầu nghiên cứu mức độ đào thải thủy ngân trong phòng thí nghiệm, tính các
hệ số tích tụ sinh học làm cơ sở đề xuất sử dụng nghêu làm thực phẩm đảm bảo an toàn
cho sức khỏe người tiêu dùng.



5

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

Khu vực cửa sông Bạch Đằng tập trung nhiều hoạt động kinh tế của vùng tam giác
kinh tế sôi động Hải Phòng – Quảng Ninh – Hà Nội. Tại đây, các nguy cơ cao gây ô nhiễm
môi trường bởi các hoạt động công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải và mạng lưới
cảng dầy đặc đã phát tán chất thải có chứa thủy ngân ra môi trường cửa sông gây tích tụ
vào hệ sinh vật sống. Cửa sông Bạch Đằng, khu vực có nhiều bãi triều rộng, thuận lợi cho
sự phát triển các loài thân mềm nói chung và loài nghêu Meretrix lyrata nói riêng. Tổng
quan các nguồn phát thải thủy ngân vào môi trường vùng cửa sông Bạch Đằng, tình hình
nghiên cứu tích tụ thủy ngân đối với các loài nhuyễn thể ở khu vực này sẽ định hướng các
vấn đề mới cần nghiên cứu của luận án.
1.1. Dạng tồn tại, độc tính và chu trình thủy ngân trong môi
trường
1.1.1. Dạng tồn tại trong môi trường và ứng dụng
Trong đời sống hàng ngày, thủy ngân tồn tai ở nhiều dạng và được ứng dụng rộng ở
nhiều lĩnh vực như sau [10, 42, 54]:
+ Thuỷ ngân nguyên tử, dưới dạng lỏng (kí hiệu Hg

0
). Đây là một dạng quen thuộc
và thường thấy trong các nhiệt kế.
+ Thuỷ ngân dưới dạng khí (kí hiệu Hg
0
), là thuỷ ngân dưới tác dụng của nhiệt
chuyển thành hơi.
+ Thuỷ ngân vô cơ, dưới dạng ion như là (HgO, Hg(OH)
2
, Hg
2
Cl
2
, HgCl
2,
HgI
2
,
HgCN
2
, Hg(NO
3
)
2
, Hg(CNO)
2
,…) có độ hòa tan khác nhau. Các hợp chất thủy ngân vô cơ
được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực y tế, quân sự, công nghiệp và được sử dụng để làm
sơn chống hà.
+ Thủy ngân hữu cơ: Metyl thủy ngân, CH HgCl, CH HgOH, (CH

3
)
2
Hg
+
và phần
nhỏ phenyl thủy ngân. Hầu hết các hợp chất thủy ngân hữu cơ khó hòa tan ((CH
3
)
2
Hg
+

phân huỷ chậm và (CH
3
)Hg
+
hầu như không phân huỷ), không tham gia phản ứng trong
môi trường axit yếu hoặc ái lực yếu của thủy ngân và liên kết C-O. Các dạng thủy ngân
hữu cơ dạng RHgX được sử dụng chủ yếu trong các loại thuốc bảo vệ thực vật, y tế .
Trong nước tự nhiên, các hợp chất của thủy ngân dễ bị khử hoặc bay hơi nên hàm
lượng thủy ngân trong nước rất nhỏ. Nó có thể tồn tại ở dạng kim loại, dạng ion vô cơ
hoặc dạng hợp chất hữu cơ. Trong môi trường giàu oxi, thủy ngân tồn tại chủ yếu dạng


6

hóa trị II [10]. Trong môi trường biển thủy ngân tồn tại dạng ion, trong hạt lơ lửng, dạng
phức và dạng metyl thủy ngân. Hầu hết thủy ngân trong nước cửa sông được liên kết với
các phần tử chất rắn có kích thước lớn hơn 0,45µm [58]. Thủy ngân trong trầm tích rất ít

vì bị lôi cuốn bởi các hạt rắn lơ lửng [40].
1.1.2. Độc tính của các hợp chất thủy ngân
Tính độc của Hg trong môi trường là rất cao vì khả năng tích tụ theo chuỗi thức ăn
và khả năng đào thải thấp [41]. Các biến chứng khi nhiễm thủy ngân là rất nghiêm trọng,
đặc biệt là thủy ngân hữu cơ (dạng cực độc là metyl thủy ngân). Dưới đây là một số tính
độc thường thấy của các hợp chất thủy ngân [42].
- Hg nguyên tố: không độc, trơ và được đào thải nhanh.
- Hg dạng hơi: rất độc, có thể theo đường hô hấp  phổi  máu  não  gây
độc.
- Hg dạng muối vô cơ HgCl
2
, Hg
2
Cl
2
ít tan, ít độc vì thường là hợp chất không tan.
Hg
+2
khi đi vào cơ thể không hoà tan và ít độc.
- Hg
+2
là ion độc nhưng khó vận chuyển qua màng sinh học của tế bào (khó xâm
nhập qua màng sinh học của tế bào) nhưng có khả năng kết hợp với lưu huỳnh trong cấu
trúc của Enzim để đi vào tế bào:

- Hg dạng hợp chất hữu cơ: CH
3
Hg
+
, (CH

3
)
2
Hg là hình thái độc nhất của thủy ngân,
có thể hoà tan trong mỡ hoặc các thành phần lipit của màng trong não, được tích tụ trong
các tế bào với chu kì bán dài. Nguy hiểm nhất là CH
3
Hg
+
, nó dễ dàng vận chuyển qua
màng tế bào đến các mô. Metyl thủy ngân có thể được vận chuyển từ mẹ sang con khi mẹ
bị nhiễm độc. R
2
Hg trong môi trường axit có thể chuyển thành RHg
+
:
(CH
3
)
2
Hg


H
2CH
3
Hg
+

Ngoài ra, một số dạng khác (HgS) khó hoà tan, tồn tại trong trầm tích, cặn lắng của

sông khi pH thấp nó có thể hoà tan một phần tạo thành Hg
+2
đi vào chuỗi thức ăn. Trong
lớp bùn đáy ao, thủy ngân có thể tồn tại từ 10÷100 năm. Thủy ngân vô cơ có các dạng: Hg,
Hg
+
, và Hg
2+
, ở dạng hữu cơ thì Hg liên kết với nhóm sulfhydryl (-SH) từ các acid amin có
chứa S trong cơ thể sinh vật chết. Ngoài ra, thủy ngân còn liên kết với các gốc hydrocarbon
như là CH
3
HgCl, CH
3
Hg
+
và CH
3
HgCH
3
. Metyl thủy ngân tích lũy ở thủy sản được các
nhà quản lý quan tâm vì lý do ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Metyl thủy ngân không
SH

Enzim + Hg
+2

Enzim Hg
SH

SH

SH



7

thể được loại bỏ theo quá trình chế biến thủy sản vì Hg
Me
liên kết chặt với protein trong tế
bào, 95% metyl thủy ngân sẽ hấp thụ vào trong các bộ phận của loài cá sau 2 ngày và tồn
tại trong cơ thể từ 70÷90 ngày. Vì vậy, Metyl thủy ngân sẽ đi vào cơ thể người thông qua
việc ăn cá, gây ra bệnh Minamata ở người (mất điều khiển thần kinh trung ương) khi mà cơ
thể hấp thu một lượng metyl thủy ngân cao hơn 0,1µg/kg/ngày [10].
1.1.3. Chu trình hóa nguồn phát thải thủy ngân toàn cầu
Thủy ngân là nguyên tố có chu trình tuần hoàn toàn cầu (hình 1.1). Chu trình thủy
ngân toàn cầu chỉ ra các nguồn thủy ngân từ các nguồn tự nhiên đi vào khí quyển qua khí,
dung nham từ các hoạt động núi lửa, dung dịch hoặc các phần tử rắn, ví dụ như HgS có
nguồn gốc từ khoáng vật ở suối nước nóng, nguồn thủy nhân chủ yếu trong tự nhiên. Qua
vòng tuần hoàn này cho thấy mức độ phát tán và ô nhiễm thủy ngân khoảng 30.000tấn/năm
từ nguồn thải tiểu vùng và nguồn thải toàn cầu. Một nghiên cứu cho thấy nguồn thủy ngân
nằm trong các hồ khoảng 334 tỷ tấn, hầu hết nằm trong trầm tích đại dương (98%) và trong
nước đại dương (1,2%) và phần còn lại tồn lưu trong đất [37, 54].

Hình 1.1 Vòng tuần hoàn thủy ngân trong môi trường [54]
1.2. Tổng quan về khu vực cửa sông Bạch Đằng
Cửa sông Bạch Đằng là một loại cửa sông hình phễu với kết cấu nửa kín. Ở đây
thủy triều là yếu tố động lực ngoại sinh ưu thế, qui định về các đặc trưng địa hình và trầm
Khí quyển

Thủy quyển

Địa quyển
0,5
8

10
27 18
2
9
6
13
4

8

tích. Đây là một khu vực nước lợ mặn, hòa trộn nước sông – biển khá tốt, một trường hợp
điển hình trên thế giới về một cửa sông hình phễu phát triển trong điều kiện nhật triều biên
độ lớn [20]. Dưới đây là một đặc trưng tiêu biểu của cửa sông Bạch Đằng:
1.2.1. Những đặc điểm tự nhiên khu vực cửa sông Bạch Đằng
Tọa độ địa lý
Sông Bạch Đằng, nằm trong khoảng tọa độ địa lí 106
0
37'00''÷107
0
00'00'' kinh độ
đông và 21
o
00'00''÷ 20
o
35'00'' vĩ độ bắc, là con sông chảy giữa huyện Yên Hưng (tỉnh
Quảng Ninh) và huyện Thuỷ Nguyên (thành phố Hải Phòng), thuộc hệ thống sông Thái
Bình.
Vùng cửa sông Bạch Đằng thuộc kiểu vùng cửa sông hình phễu với đường bờ nói
chung có hướng lõm vào phía lục địa trong điều kiện thiếu hụt bồi tích và thủy triều có
biên độ lớn. Các bãi triều là địa hình quan trọng nhất trong các dạng địa hình bị ngập nước
theo chu kì triều. Các bãi triều cao có độ cao bề mặt cao hơn mặt biển trung bình, nhiều khi
bị lạch triều chia cắt thành các đảo như bãi nhà Mạc, đảo Vũ Yên, Đình Vũ, Cát Hải, v.v…
Trên những bãi triều này, thực vật ngập mặn phát triển phong phú với các loại vẹt, đước,
sú bầu… Lòng sông bị ngập chìm do biển lấn và được đào sâu thêm do sức xâm thực của
dòng triều làm cửa sông Bạch Đằng có độ sâu lớn, có chỗ sâu tới 15 mét, và có lạch ngầm
kéo dài ra phía biển. Đó là một nét đặc trưng của vùng cửa sông hình phễu [20].

Đặc điểm địa hình, địa mạo
Địa hình bãi biển: được tạo thành do sóng của khu vực ven bờ, dạng địa hình này rất
ít, vì sóng trải qua địa hình rộng lớn của bãi triều đã bị giảm năng lượng sóng vào đến bờ,
vì vậy không còn đủ năng lượng thành tạo các bãi biển ven bờ thuộc vùng triều. Các bãi có
địa hình cao trung bình từ 2,5 ÷ 3,5m (so với mặt biển trung bình). Trong điều kiện thời
tiết bình thường sóng không thể đưa các trầm tích lên bề mặt cao của bãi chỉ khi có mưa
bão và gió mùa đông bắc thì sóng mới phủ chờm lên và đưa vật liệu vào bãi triều.
Địa hình bãi triều cao phân bố rộng lớn trong vùng và được xác định từ độ cao 1,86m
trở lên đến bờ. Sự trùng hợp giữa phần bãi triều cao với diện tích phân bố thực vật ngập
mặn phát triển là do chế độ thủy triều và độ đục của nước biển vùng nghiên cứu.
Địa hình bãi triều thấp được phân chia từ 0m đến 1,86m (so với 0m/HĐ) phần địa
hình này về cơ bản là một bề mặt bằng phẳng và không có thực vật ngập mặn vì điều kiện
ngập nước trong ngày lớn, điều kiện động lực mạnh do sóng và dòng chảy, độ đục nước
ven bờ cao. Bề mặt địa hình tương đối phẳng ở những khu vực có sự tác động của sóng và
dòng triều tương đối đồng đều trên bề mặt.


9

Địa hình các hệ thống lạch triều đã được phân chia thành các cấp khác nhau và chủ
yếu là nhóm lạch triều xâm thực và nhóm lạch triều kế thừa. Trong nhóm lạch triều xâm
thực được chia thành 4 cấp từ cấp 1 đến cấp 4, nhóm lạch triều kế thừa được chia thành 3
cấp từ cấp 5 đến cấp 7. Các cấp lạch triều kiến tạo phát triển, chia cắt tất cả phần bãi triều
cao và bãi triều thấp và chúng cũng chính là các lạch sông, cửa sông dẫn nước khi triều
lên, triều xuống vào lục địa và lưu chuyển nước trong vùng triều, chia cắt các bãi triều
thành những đảo nhỏ.
Trầm tích bãi triều
Các loại trầm tích bãi triều trong vùng cửa sông Bạch Đằng có 5 loại trầm tích bãi
như sau: Cát nhỏ phân bố trên các bãi cát cửa sông Văn úc, doi cát triều Đình Vũ, Cát Hải
và bãi triều thấp Phù Long. Các bãi triều cát phân bố chủ yếu trên địa hình bãi triều thấp về

hướng biển, chúng có độ chọn lọc tốt từ 1,25 ÷ 1,37. Bột lớn phân bố liền kề với cát nhỏ ở
Đình Vũ và Đường 14, ngoài ra bột lớn phân bố thành một dải rộng ở Cát Hải và Yên Lập.
Chúng có độ chọn lọc tốt 1,50 ÷ 2,30 và đường kính trung bình Md trong khoảng 0.080 ÷
0.086mm. Bùn bột nhỏ phân bố chủ yếu trên các bãi triều thấp ở Bằng la, Đình Vũ, Tràng
Cát, các dải bùn bột nhỏ ở cửa Văn úc và Đình Vũ là sự kế tiếp liên tục của trầm tích cát
nhỏ và bột lớn. Đường kính trung bình Md trong khoảng 0.018 ÷ 0.035, độ chọn lọc kém
So trong khoảng 2.75 ÷ 4.29. Trầm tích bột sét là những dải rộng phân bố ở vùng cửa sông
Bạch Đằng và cửa sông Văn úc trên các bãi triều Đình Vũ, đường kính trung bình Md
trong khoảng 0.0053 ÷ 0.0092mm, và chúng có độ chọn lọc kém So = 4.30 ÷ 4.85. Trầm
tích sét bột phân bố tập trung chủ yếu ở trung tâm cửa sông Bạch Đằng, đường kính trung
bình Md trong khoảng 0.047 ÷ 0.053, độ chọn lọc kém So = 4.27 ÷ 4.85 [12].
Đặc trưng chế độ khí hậu
Khu vực cửa sông Bạch Đằng nằm trong vùng khí hậu có tính chất nhiệt đới, mùa hạ
nóng ẩm mưa nhiều và mùa đông khô lạnh mưa ít. Mùa đông (tháng 11 đến tháng 3 năm
sau) hướng gió thịnh hành là đông bắc, bắc và đông, các hướng khác chiếm tần suất nhỏ.
Vận tốc gió trung bình đạt 3,2 ÷ 3,7m/s. Hàng tháng trung bình có 3 ÷ 4 đợt gió mùa đông
bắc, kéo dài từ 5 ÷ 7 ngày, gây ra mưa nhỏ. Mùa hè (tháng 5 đến tháng 9), khu vực nghiên
cứu chịu ảnh hưởng của các luồng không khí nóng và ẩm từ phía tây và nam tràn qua.
Hướng gió thịnh hành chủ yếu là đông, đông nam và nam. Tốc độ gió trung bình đạt 3,5 ÷
4,0m/s, cực đại đạt 20 ÷ 25m/s. Trong mùa hè đôi khi xuất hiện các đợt gió tây nam tuy có
tốc độ nhỏ nhưng mang lại thời tiết khô nóng. Khu vực nghiên cứu có số giờ nắng trung
bình năm vào khoảng 1600 ÷ 1800 giờ. Số giờ nắng lớn nhất thường xuất hiện vào tháng 7


10

và tháng 9, số giờ nắng ít nhất thường vào tháng 2. Tổng lượng mưa cả năm dao động
trong khoảng 1600 ÷ 2000mm nhưng phân bố không đều theo mùa. Lượng mưa cao nhất
rơi vào tháng 8 (235 mm), thấp nhất vào tháng 12, khoảng 16mm. Tổng số ngày mưa trong
năm đạt 100 ÷ 150 ngày, tập trung chủ yếu vào các tháng mùa hạ. Chế độ nhiệt trong vùng

nghiên cứu chịu ảnh hưởng rõ rệt của hai hệ thống gió mùa: gió mùa đông bắc khô lạnh,
gió mùa tây nam nóng ẩm. Nhiệt độ không khí trung bình năm dao động trong khoảng 22,5
÷ 23,5
0
C. Mùa hạ nóng, nền nhiệt độ trung bình đạt trên 25
o
C kéo dài từ tháng 5 đến tháng
9, nhiệt độ cao nhất có thể đạt 35
o
C ÷ 40
o
C, thường xuất hiện vào tháng 7. Mùa đông lạnh,
nền nhiệt độ hạ xuống dưới 20
o
C kéo dài từ tháng 11 năm trước đến tháng 3 năm sau.
Trong mùa đông, khu vực này chịu ảnh hưởng của các đợt gió mùa đông bắc, nhiệt độ
trung bình 18 ÷ 20
o
C, nhiệt độ thấp nhất có thể xuống dưới 10
0
C. Độ ẩm trung bình hằng
năm trong vùng biến đổi từ 82 ÷ 84%, ở sâu trong đất liền là trên 85%. Nhìn chung độ ẩm
không khí có xu hướng tăng dần từ bắc xuống nam và từ ngoài khơi vào bờ. Tháng 4 là
tháng độ ẩm có giá trị cao nhất (khoảng 90 ÷ 91%). Giá trị độ ẩm nhỏ thường xuất hiện
vào các tháng 10 đến tháng 1 (khoảng 73 ÷ 77%). Khu vực nghiên cứu nằm trong vùng có
bão và áp thấp nhiệt đới đổ bộ nhiều, chiếm 31% tổng số cơn bão đổ bộ vào nước ta hàng
năm, trung bình hằng năm có 1 ÷ 2 cơn bão và áp thấp đổ bộ trực tiếp, 3 ÷ 4 cơn bão và áp
thấp gián tiếp ảnh hưởng đến vùng ven biển. Thời kỳ bão đổ bộ trực tiếp vào ven bờ khu
vực nghiên cứu tập trung trong các tháng 7 đến tháng 9 với tổng tần suất 78%, trong đó
tháng 7 là 28%, tháng 8 là 21% và tháng 9 là 29%. Dông, lốc, mưa đá, mưa lớn là các hiện

tượng thời tiết đặc biệt, tuy chỉ xuất hiện trong thời gian ngắn nhưng thường gây ra những
hậu quả nặng nề cho người và tài sản. Hàng năm khu vực cửa sông Bạch Đằng có khoảng
40 ÷ 45 ngày có dông, chủ yếu vào mùa hạ (các tháng 4 và 6). Dông thường xuất hiện vào
buổi chiều tối và sáng sớm. Khi có dông, lượng mưa trong 1 ÷ 2 giờ có thể lên tới 180 ÷
200mm [24].
Đặc trưng chế độ hải văn
Chế độ triều tại khu vực cửa sông tiếp giáp với biển hầu như tuân theo qui luật diễn
biến của thủy triều ngoài biển. Điều này thể hiện rõ qua dao động mực nước hàng ngày
trong các kỳ triều cường, triều kém và triều trung bình. Những dao động triều ở ngoài biển
được truyền vào sông về cơ bản vẫn phù hợp với qui luật triều ngoài biển. Thủy triều vùng
ven biển khu vực nghiên cứu là nhật triều thuần nhất với biên độ dao động lớn. Thông
thường trong ngày xuất hiện 1 đỉnh triều (nước lớn) và một chân triều (nước ròng). Trung
bình trong một tháng có 2 kỳ triều cường, mỗi chu kỳ kéo dài 11 ÷ 13 ngày với biên độ


11

dao động mực nước từ 2,0 ÷ 4,0 m [22]. Trong kỳ triều kém tính chất nhật triều giảm đi rõ
rệt, tính chất bán nhật triều tăng lên: trong ngày xuất hiện 2 đỉnh triều (cao, thấp). Hằng
năm thủy triều có biên độ lớn vào các tháng 5, 6, 7 và 10, 11, 12, biên độ nhỏ vào các
tháng 3, 4 và 8, 9. Mùa đông triều thấp vào ban ngày, mùa hè triều thấp vào ban đêm [20,
24].
Trong môi trường tự nhiên nói chung và môi trường cửa sông Bạch Đằng (thành
phố Hải Phòng) tồn tại các hợp chất thủy ngân được phát sinh từ nhiều nguồn khác nhau sẽ
được trình bày ở phần dưới đây.
1.2.2. Tổng quan xu thế biến đổi của thủy ngân trong nước tại khu vực cửa
sông Bạch Đằng
1.2.2.1. Xu thế biến đổi theo chu kỳ triều cường
Cửa sông Bạch Đằng chịu chế độ nhật triều, một ngày có hai kỳ nước là nước lớn
và nước ròng, hai kỳ nước có bản chất khác nhau về tính chất hóa lý. Hàng ngày, khu vực

bãi nuôi nghêu tiếp nhận khối nước ngọt và khối nước biển nên nồng độ thủy ngân tổng
trong nước thay đổi theo từng thời điểm trong ngày.
Xác định nồng độ thủy ngân biến đổi trong ngày, một nghiên cứu đã thu mẫu với
tần suất suất một giờ/lần, liên tục trong 24h [18]. Thời gian thu mẫu tháng 8/2010 là đại
diện cho mùa mưa, nhiệt độ trung bình trong nước là 26,6
o
C, độ muối dao động từ 4 ÷
20‰, pH là 7,56. Thời gian thu mẫu tháng 12/2010 đại diện cho mùa khô, nhiệt độ trung
bình là 21
o
C, độ muối dao động từ 15 ÷ 28‰, pH là 8,01. Kết quả phân tích cho thấy nồng
độ thủy ngân tổng đo liên tuc trong 24h của hai đợt khảo sát đều thấp hơn quy chuẩn cho
phép nuôi trồng thủy ngân (quy chuẩn QCVN 10:2008 là 1µg/l).
Nồng độ thủy ngân tổng bị chi phối theo chu kỳ thủy triều trong ngày (hình 1.2 và
hình 1.3). Nồng độ thủy ngân tổng

biến đổi theo ngày, nồng độ cao khi nước thủy triều
xuống và nồng độ thấp khi thủy triều lên. Xu thế này thể hiện nồng độ thủy ngân trong
khối nước sông đổ ra cao hơn nồng độ thủy ngân từ khối nước biển mang vào. Nồng độ
thủy ngân tổng cao nhất (0,81 µg/l theo mùa mưa và 0,73 µg/l theo mùa khô) khi mức thủy
triều xuống và khối nước ngọt đổ ra từ lục địa chiếm ưu thế với giá trị pH dao động 7,2
÷7,3. Nồng độ thủy ngân tổng thấp nhất (0,29 µg/l theo mùa mưa và 0,27 µg/l theo mùa
khô) khi mức thủy triều lên và toàn vùng cửa sông bị xâm chiếm bởi khối nước mặn với
giá trị pH dao động 7,9 ÷ 8,1 [18].


12

0.00
0.10

0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
0.70
0.80
0.90
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25
Đợt thu mẫu
u g /l
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
m
Nồng độ Hg Mực nước

0.00
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60

0.70
0.80
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
Đợt thu mẫu
u g / l
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
m
Nồng độ Hg Mực nước

Hình 1.2 Biến đổi nồng độ Hg
T
theo mực nước
trong ngày ở mùa mưa [18]
Hình 1.3 Biến đổi nồng độ Hg
T
theo mực
nước trong ngày ở mùa khô [18]
Để tìm hiểu xu thế này rõ hơn, xét mối tương quan nồng độ Hg
T
và độ muối (hình
1.4 và 1.5) vì độ muối chỉ thị khối nước một cách rõ ràng. Từ đợt 1 đến đợt 13 khối nước
biển chiếm vị trí chủ đạo và từ đợt 14 khối nước ngọt chiếm vai trò chủ đạo. Nồng độ Hg

T

trung bình của khối nước ngọt là 0,56 µg/l (mùa mưa); 0,54 µg/l (mùa khô) cao hơn khối
nước biển là 0,46 µg/l (mùa mưa); 0,42 µg/l (mùa khô). Xu thế biến thiên của Hg
T
phụ
thuộc vào kỳ nước triều đã được minh chứng rõ ràng.
0.00
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
0.70
0.80
0.90
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1617 18 19 20 21 22 23 2425
Đợt thu mẫu
u g / l
0
2
4
6
8
10
12
14
%
Nồng đô Hg Độ muối

0.00
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
0.70
0.80
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25
Đợt thu mẫu
u g / l
0.0
5.0
10.0
15.0
20.0
25.0
30.0
%
Nồng độ Hg Độ muối

Hình 1.4 Diễn biến nồng độ Hg
T
và độ muối
trong nước cửa sông Bạch Đằng mùa mưa [18]
Hình 1.5 Diễn biến nồng độ Hg
T
và độ muối

trong nước cửa sông Bạch Đằng mùa khô[18]
1.2.2.2. Xu thế biến đổi theo mùa và năm
Hiện tại khu vực cửa sông Bạch Đằng có trạm quan trắc môi trường quốc gia (Trạm
Quan trắc và Phân tích môi trường biển ven bờ phía Bắc, tọa độ: 20
o
43’00’’N &
106
o
50’00’’E) thu mẫu định kì một năm hai lần (tháng 3 và tháng 8) từ 2004 đến nay [23].
Đây là trạm quan trắc nước biển ven bờ, đánh giá tác động nguồn thải từ vùng cửa sông
Bạch Đằng đến nước biển khu vực Đồ Sơn. Mẫu thu để phân tích các nguyên tố kim loại
nặng (trong đó có thủy ngân tổng), thời điểm thu mẫu ở kì nước ròng, ở lớp nước tầng mặt.


13


Hình 1.6 Sơ đồ các điểm thu mẫu của trạm Quan trắc và Phân tích môi trường
biển ven bờ phía Bắc [23]
Kết quả quan trắc cho thấy nồng độ Hg
T
dao động từ 0,11 ÷ 0,49µg/l trong mùa
khô và 0,17 ÷ 0,42µg/l trong mùa mưa, không thấy có dấu hiệu vượt quá tiêu chuẩn môi
trường (QCVN 10:2008/BTNMT) cho phép trong tất cả các đợt quan trắc.
Theo chuỗi số liệu quan trắc trong 9 năm trở lại đây, nồng độ Hg
T
tùy thuộc vào
từng năm mà phân bố khác nhau giữa hai mùa khô và mùa mưa nhưng giá trị trung bình
của mùa mưa (0,29µg/l ± 0,08) cao hơn mùa khô (0,25µg/l ± 0,17). Đây là xu thế tự nhiên
khi mùa mưa có lưu lượng nước đổ ra từ lục địa lớn hơn rất nhiều so với mùa khô, chúng

mang theo các chất ô nhiễm từ lục địa từ quá trình rửa trôi, xói mòn [8, 9].
1.2.2.3. Xu thế biến đổi theo không gian
Kết quả nghiên cứu quan trắc từ tháng 3/2010 đến 10/2010 tại các điểm 4, điểm 10,
điểm 15, điểm 23 và điểm 28 (hình 1.7). Điểm số 10 là trung tâm của cửa sông Bạch Đằng,
nơi tiếp nhận nguồn thải từ lục địa đổ ra các bãi nuôi nghêu qua kênh Hà Nam và kênh
Lạch Huyện. Vị trí các điểm nhằm đánh giá phân bố nồng độ thủy ngân tổng từ lục địa ra
đến vùng biển xa bờ [21].

Hình 1.7 Vị trí các điểm khảo sát [21]
4

10

15

23

28



14

Nghiên cứu phân bố nồng độ thủy ngân tổng từ trong sông Bạch Đằng ra đến ngoài
biển, thời điểm thu mẫu nước quan trắc vào kì nước ròng theo từng tháng. Sự phân bố
nồng độ thủy ngân tổng ở điểm 10 (điểm trung tâm) cao hơn điểm số 4 (điểm trong sông
Bạch Đằng) và giảm dần ở các điểm xa bờ (điểm15, 23 và 28). Nồng độ thủy ngân tổng ở
điểm số 10 có giá trị dao động 0,23÷0,65µg/l, trung bình là 0,51µg/l [21]. Đối với các điểm
xa bờ như điểm 23, nồng độ thủy ngân tổng trung bình là 0,21 µg/l, tương đương với các
kết quả quan trắc của trạm Quan trắc và Phân tích môi trường biển ven bờ phía Bắc (0,25 ÷

0,29µg/l) [23].
Để triển khai mô hình ngoài thực tế, cần phải hiểu rõ điều kiện tự nhiên và chuỗi số
liệu đầu vào đủ dài. Đặc trưng khu vực cửa sông Bạch Đằng, nơi tập trung các hoạt động
kinh tế sôi động như vận tải, công nghiệp, nông nghiệp và nuôi trồng thủy sản nên có nguy
cơ xảy ra sự cố môi trường. Tuy nhiên với chuỗi cơ sở dữ liệu đủ dài đã đánh giá được qui
luật biến đổi của thủy ngân trong nước khu vực cửa sông Bạch Đằng theo không gian (từ
trong sông ra đến biển ven bờ) và theo thời gian (theo ngày, tháng, mùa và năm
2004÷2012) một cách toàn diện. Các nguồn thải vào khu vực cửa sông từ nhiều nguồn
khác nhau nên chất lượng nước phục vụ nuôi trồng thủy sản đã có một lượng thủy ngân
nhất định (bảng 1.1).
Bảng 1.1 Xu thế biến động nồng độ thủy ngân tổng trong nước tại khu vực
cửa sông Bạch Đằng
Giá trị Nồng độ
Hg
T
theo
ngày mùa
mưa
Nồng độ
Hg
T
theo
ngày mùa
khô
Nồng độ
Hg
T
tại
trạm cửa
sông

Nồng độ Hg
T

ở mùa mưa
Nồng độ Hg
T

ở mùa khô
Cực tiểu 0,16

0,40

0,23

0,17

0,11

Trung bình 0,51±0,14

0,48±0,11

0,51±0,31

0,29±0,08

0,25 ±0,17

Cực đại 0,92

0,88

0,65

0,42

0,49

Ghi chú *: Quan trắc 24h trong
ngày với tần suất lấy
mẫu 1h/lần [18]
*: Quan
trắc theo
tháng từ
3/2010
÷10/2010
[21]
*: Quan trắc của Trạm Quan
trắc và Phân tích môi trường
biển ven bờ phía Bắc theo
tháng từ 2004÷2012 với tần
suất lấy mẫu 2lần/năm (tháng 3
và tháng 8) [23]



15

Thủy ngân tồn tại ở nhiều dạng khác nhau và tích tụ sinh học theo các chuỗi thức
ăn gây ngộ độc cho con người. Nguồn thải có chứa thủy ngân bao gồm: nguồn sinh hoạt,

công nghiệp, nông nghiệp và nguồn tự nhiên. Dưới đây là kiểm kê các nguồn phát thải
thủy ngân ở khu vực cửa sông Bạch Đằng.
1.2.3. Kiểm kê các nguồn thải thủy ngân ở vùng cửa sông Bạch Đằng
Hàng năm, sông Bạch Đằng tiếp nhận từ nguồn ven bờ khoảng 10,5 nghìn tấn chất
hữu cơ, gần 1 nghìn tấn nitơ tổng, 343 tấn photpho tổng, gần 15 nghìn tấn chất rắn lơ lửng
và khoảng 6 tấn kim loại nặng [24]. Lượng thải lớn nhất của khu vực đưa ra là quận Hồng
Bàng và huyện Thủy Nguyên của thành phố Hải Phòng. Nguồn thải chủ yếu vào sông
Bạch Đằng là nguồn sinh hoạt của dân cư, tiếp đến là chăn nuôi và công nghiệp. Dự báo
đến năm 2020, lượng thải các chất ô nhiễm đưa vào sông Bạch Đằng sẽ tăng từ 1,7 ÷ 2,4
lần. Khu vực cửa sông hàng năm tiếp nhận một nguồn dinh dưỡng phong phú là động lực
phát triển nuôi trồng thủy sản nhưng cũng là nơi tiếp nhận các chất ô nhiễm có độc tính cao
như thủy ngân. Lượng vật chất trao đổi ở một số vị trí của sông Bạch Đằng (khu vực Minh
Đức – huyện Thủy Nguyên, khu vực Đình Vũ – quận Hải An) có sự thay đổi theo mùa và
lượng đổ ra biển (bảng 1.2).
Bảng 1.2 Lượng vật chất trao đổi qua các mặt cắt Minh Đức và Đình Vũ [24]
Đơn vị: tấn/ngày
Mùa mưa Mùa khô
Thông
số
Đình Vũ Minh Đức Đình Vũ Minh Đức
TSS 5450,55

2410,26

2997,72

585,50

Hg 0,003

0,0029

0,0025

0,0005

As 0,031

0,0261

0,0344

0,0034

Pb 0,829

0,3710

0,2426

0,0427

Cu 0,512

0,2460

0,1524

0,0272

Cd 0,019

0,0224

0,0166

0,0014

Zn 0,993

0,6868

0,4160

0,0114

Cửa sông Bạch Đằng là khu vực tập trung nhiều nhà máy và mật độ dân số cao nên
đã thải ra môi trường một lượng rất lớn lượng các chất ô nhiễm. Các chất ô nhiễm trong đó
có nhiều độc tố nhóm kim loại nặng và nhóm chất hữu cơ khó phân hủy. Trong đó các
nguồn phát thải có chứa thủy ngân tập trung là:


16

- Nguồn công nghiệp: Tại khu vực cửa sông Bạch Đằng, các hoạt động công
nghiệp đa đưa một lượng thủy ngân có mặt trong nguồn thải vào môi trường cửa sông
(bảng 1.3).
Bảng 1.3 Nguồn thải của các hoạt động công nghiệp có chứa thủy ngân [9, 41]
Hoạt động công nghiệp
Cở sở sản xuất công nghiệp ở khu vực

cửa sông Bạch Đằng
Công nghiệp sản xuất thép
Có rất nhiều nhà máy thép hiện đang đóng trên đ
ịa
bàn Hải Phòng như Đình Vũ, Việt – Úc, Việt Hàn, đ
ặc
biệt là thép Đình Vũ ở khu công nghiệp Đình Vũ
Công nghiệp sản xuất, sửa chữa và
tháo dỡ tàu thủy
Các nhà máy đóng tàu, xí nghi
ệp sửa chữa (Công ty
tàu Nam triệu, xí nghiệp sửa chữa Phà Rừng,
Công ty
Đóng tàu Bạch Đằng, Nhà máy đóng tàu Sông C
ấm,
Cty CNTT Bến Kiền, Nhà máy đóng tàu Tam B
ạc,
Công ty đóng tàu Phà Rừng, Cty CNTT Nam Triệu).
Nhà máy nhiệt điện
+ Nhà máy nhiệt điện Hải Phòng I
+ Nhà máy nhiệt điện Hải Phòng II
- Nguồn nông nghiệp: sử dụng thuốc diệt loài gặm nhấm, diệt nấm [42].
- Nguồn y học: Được sử dụng nhiều trong lĩnh vực này như quá trình sản xuất và
bảo quản vắcxin, nha khoa, công nghệ mỹ phẩm, dụng cụ y khoa (huyết áp kế, nhiệt kế).
Nhiệt kế có thân làm bằng thủy tinh nên dễ vỡ, làm thủy ngân thoát ra ngoài thành những
hạt tròn nhỏ lăn tròn trên mặt đất. Nếu không sớm thu hồi, xử lí thì chúng sẽ bốc hơi vào
không khí, xâm nhập vào cơ thể người bằng con đường hô hấp, thấm qua da, gây độc [42].
- Nguồn sinh hoạt: Nguồn thải thủy ngân từ việc đốt hay chôn lấp các chất thải đô
thị. Trong nước thải sinh hoạt, đôi khi chứa hàm lượng thủy ngân lớn hơn 10 lần so với
thủy ngân trong tự nhiên (0,1÷1 ppb) thủy ngân được hấp thụ vào các chất cặn lắng của

nước suối và trở thành nguồn lưu giữ thủy ngân gây ô nhiễm thường xuyên cùng với nguồn
chính. Sử dụng nhiệt kế, pin, bóng đèn compact có chứa thủy ngân, đã thải ra môi trường
không theo qui định chất thải nguy hại là điều đáng báo động [42].
Đặc biệt thủy ngân được sử dụng trong sản xuất bóng đèn đứng hàng thứ ba, gần
bằng với lượng thủy ngân sử dụng trong các bộ chuyển mạch, thiết bị đo và điều khiển ở ô


17

tô và cả ở dây điện ở Mỹ [43]. Trong các vật dụng hàng ngày, đèn huỳnh quang là nguồn
gây ô nhiễm thủy ngân rất lớn vì mỗi bóng đèn compact để đạt được độ sáng nhất định và
tiết kiệm điện năng. Bóng đèn huỳnh quang khác các loại bóng đèn thông thường khác là
nhà sản xuất phải dùng một lượng thủy ngân nhất định (6mg thủy ngân/ bóng) và hiện tại
chưa có một giải pháp nào thay thế [64]. Hiện tại, tỷ lệ tái chế thủy ngân chỉ dừng ở mức
28%, đèn sử dụng cho mục đích sinh hoạt chiếm tới một phần ba. Việc xử lí bòng đèn đã
qua sử dụng cho mục đích sinh hoạt hiện không có qui định cụ thể. Đối với Việt nam thì tỷ
lệ tái chế thấp và mới là mô hình thử nghiệm [8].
1.2.4. Nguồn lợi thủy hải sản và nghề nuôi nghêu ở vùng cửa sông Bạch
Đằng
Cửa sông Bạch Đằng có những nét đặc trưng tiêu biểu của cửa sông khí hậu nhiệt
đới, đa dạng sinh học cao và dồi dào nguồn lợi thủy sản để khai thác phát triển kinh tế. Khả
năng trao đổi môi trường nước ngọt và nước biển ở cửa sông Bạch Đằng rất lớn, khả năng
sa lắng, bồi tụ đã tạo nên những bãi triều giàu dinh dưỡng rộng lớn. Các bãi triều là môi
trường nuôi nghêu thuận lợi vì đáp ứng điều kiện phát triển các loài nhuyễn thể hai mảnh
vỏ nhờ có nguồn thức ăn phong phú trong rừng ngập mặn; các bãi triều rộng, các núi đá
vôi và rạn san hô cung cấp canxi cho nước để các loài nhuyễn thể tạo ra vỏ cứng. Với
nguồn dinh dưỡng phong phú nên ngành nuôi trồng thủy sản ở đây phát triển mạnh. Vùng
cửa sông Bạch Đằng có tổng số 1527 loài thủy sinh vật biển và nước lợ đã được xác định.
Số lượng loài nhiều nhất thuộc nhóm động vật đáy với 538 loài (chiếm 35 % tổng số loài),
tiếp theo là các nhóm thực vật phù du 332 loài (21,7%), cá biển 230 loài (15,1%), động vật

phù du 135 loài (8,8%), rong biển 75 loài (4,9%), thực vật ngập mặn 36 loài (2,4%) [21].
Việc khai thác và nuôi trồng thủy sản đang là thế mạnh, tập trung tại quận Hải An,
huyện Thủy Nguyên (thành phố Hải Phòng), huyện Yên Hưng (tỉnh Quảng Ninh). Hoạt
động nuôi trồng và khai thác thủy sản ven khu vực sông Bạch Đằng ngày càng phát triển.
Tổng diện tích nuôi trồng thủy sản của khu vực năm 2008 là 11 nghìn ha với sản lượng
gần 19 nghìn tấn mỗi năm. Sản lượng khai thác hàng năm tại khu vực đạt 25,6 nghìn tấn
năm 2008. Tổng sản lượng thủy sản năm 2008 của khu vực đạt trên 44 nghìn tấn [24].
Nguồn lợi động vật đáy (ĐVĐ): Trong gần 500 loài ĐVĐ có tới 70 loài thường
xuyên được khai thác làm thực phẩm, đồ mỹ nghệ và thuốc chữa bệnh có giá trị kinh tế
cao như [21]:
+ Thân mềm (Mollusca): trong khu vực có các loài như ốc đụn (Techus pyramic),
Sò huyết (Annadara granosa), Sò lông (A. Subcarenata), ngao (Meretrix lyrata, meretrix