Thực hành độc học môi trường

1
TRƯỜNG ðẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ
KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ CÔNG NGHỆ SINH HỌC


BÀI GIẢNG
THỰC HÀNH
ðỘC HỌC MÔI TRƯỜNG







Biên soạn: ThS. Vũ Hải Yến


Lưu hành nội bộ

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 09 năm 2009

2
LỜI NÓI ðẦU
Những “sóng gió” vừa qua, từ melamine trong sữa cho ñến thuốc bảo vệ thực vật trong
trái cây, từ thủy ngân, chì trong ñồ chơi trẻ em cho ñến những hộp, túi ñựng thức ăn làm từ chất
thải rắn y tế, từ nước thải của công ty Vedan chưa qua xử lý thải trực tiếp xuống sông Thị Vải
cho ñến ngập nước nhiều ngày liền ở Thủ ñô Hà Nội, thực ra chỉ là phần nổi của tảng băng chìm
khổng lồ về vấn ñề có chung cái tên gọi là “môi trường”. Chẳng phải tự nhiên mà trong thời gian
gần ñây, người ta nói nhiều về môi trường. Khi lối sống công nghiệp hóa, ñô thị hóa diễn ra quá

nhanh chóng, môi trường phải ñối mặt với quá nhiều thảm họa. Rác, nước thải, khí thải, tiếng
ồn… là những thảm họa con người có thể thấy ñược. Nhưng có những thứ ô nhiễm tiềm ẩn ñem
lại nguy hại nhiều hơn, không chỉ ñể lại di chứng cho một mà còn ảnh hưởng ñến nhiều thế hệ.
Chúng ta chưa quên ñược vụ ngộ ñộc thủy ngân do việc xả chất thải công nghiệp xuống vịnh
Minamata của Nhật Bản vào năm 1953, cá ăn chất ñộc, người ăn cá, dẫn ñến việc hàng loạt
người chết và bị rất nhiều các căn bệnh khác nhau. Ngay cả ở Việt Nam, trong thời gian gần ñây
cũng xuất hiện rất nhiều làng ung thư do người dân uống phải nước bị nhiễm ñộc arsen, hay
những làng tái chế vỏ pin, ắc quy bị nhiễm chì…Những chất ñộc tiềm tàng trong tự nhiên hoặc
xuất phát từ quá trình sinh hoạt, sản xuất công nghiệp hiện diện trong cuộc sống chúng ta, nhưng
chúng ta chẳng thể quan sát hay cảm nhận về nó.
Nghiên cứu bộ môn ðộc học môi trường và Thực hành ðộc học Môi Trường là nghiên
cứu về các nhóm chất ñộc (kim loại nặng, các hợp chất hữu cơ mạch vòng…), quá trình gây ñộc
và ảnh hưởng của nó trên cơ thể sinh vật. ðối với quá trình gây ñộc, môn học nghiên cứu dạng,
thời gian, tần suất tiếp xúc và nồng ñộ chất ñộc. ðối với các ảnh hưởng của chất ñộc lên cơ thể
sinh vật, bộ môn nghiên cứu các triệu chứng của cơ thể sinh vật khi tiếp xúc với chất ñộc, từ yếu
ñi cho ñến bị tổn thương, ảnh hưởng các cơ quan chức năng, tử vong và suy giảm loài.
Bài giảng Thực hành ðộc học Môi Trường biên soạn ñể phục vụ cho môn học Thực hành
ðộc học Môi Trường bao gồm 5 bài thực hành trên lớp và 5 bài ñọc thêm ñể sinh viên có thể
tham khảo. Bài giảng bao gồm các thí nghiệm xác ñịnh ñộc chất NO
3
-
trong rau cải xanh, ảnh
hưởng của kim loại nặng lên cây lúa, ảnh hưởng của thủy ngân lên cá nước ngọt, ảnh hưởng của
thuốc trừ sâu lên các loại sâu ăn lá.
Bài giảng phục vụ cho sinh viên ngành Môi Trường và Công Nghệ Sinh Học, ðây là lần
ñầu tiên biên soạn, do vậy bài giảng còn nhiều khiếm khuyết. Mong ñược sự quan tâm, nhận xét,
ñóng góp ñể bài giảng hoàn chỉnh. Xin chân thành cảm ơn.

3
MỤC LỤC

Trang
PHẦN I: CÁC BÀI HỌC TẠI PHÒNG THÍ NGHIỆM
Bài 1: Mở ñầu 4
Bài 2: Xác ñịnh ñộc chất Nitrogen – Nitrate NO
3
-
trong rau cải xanh và liều lượng gây ñộc 14
Bài 3: Ảnh hưởng của một số ion kim loại nặng (Cu, Pb, Cd) lên sự nảy mầm của hạt lúa 18
Bài 4: Ảnh hưởng của ñộc chất thủy ngân (Hg) lên cá nước ngọt 22
Bài 5: Ảnh hưởng của thuốc trừ sâu lên sâu ăn lá 24
PHẦN II: PHẦN TÀI LIỆU ðỌC THÊM
Bài 6: Phương pháp xác ñịnh mức an toàn tối ña cho phép của các chất ñộc hại ñến cơ thể sinh
vật 27
Bài 7: Thử nghiệm ñộc học môi trường ñất và bùn ñáy 31
Bài 8: Ảnh hưởng của các chất ô nhiễm lên giun ñất 35
Bài 9: Xác ñịnh ảnh hưởng của các tác nhân ô nhiễm ñến thảm phủ thực vật ñất – phương pháp
ño sự ức chế phát triển của rễ 40
Bài 10: Xác ñịnh mức ñộ ô nhiễm môi trường lao ñộng do tác ñộng ñồng thời của nhiều yếu tố
46

4
PHẦN I: HỌC TẠI PHÒNG THÍ NGHIỆM
BÀI 1: MỞ ðẦU

1. Giới thiệu.
Xã hội ngày càng phát triển, công nghiệp hoá càng nhanh thì tỉ lệ chất thải ñộc hại
từ sản xuất công nghiệp và những ảnh hưởng bất lợi từ các hoạt ñộng của con người
tác ñộng vào môi trường càng tăng nhanh. Ngoài những bệnh lây lan truyền nhiễm
(dịch tả, thương hàn…) do vi sinh vật gây ra. Những bệnh nguy hiểm như ung thư,
AIDS, quái thai, các dị tật bẩm sinh ở trẻ em do các chất ñộc hại trong môi trường ñã
xuất hiện ngày càng nhiều ở khắp nơi trên thế giới.
ðộc chất có thể tồn tại ở nhiều hình thức khác nhau như chất vô cơ hay hữu cơ,
thể hợp chất hay ñơn chất, dạng lỏng, rắn hay khí. Chúng có mặt trong cả ba môi
trường ñất, nước và không khí. Do ñó, tìm hiểu và xác ñịnh các chất ñộc trong môi
trường sẽ giúp ta có biện pháp khống chế và xử lý nó.
ðộc chất học là gì? Theo J. F. Bozelleca ñịnh nghĩa " ðộc chất học là ngành học
nghiên cứu về lượng và chất có tác ñộng bất lợi của tác chất hoá học, vật lý, sinh
học lên hệ thống sinh học của vi sinh vật sống". ðộc chất học là ngành khoa học về
chất ñộc. Nó là một ngành khoa học cơ bản và khoa học ứng dụng.
Theo John Doull (1984) " ðộc chất học, cũng giống như y học, là ngành học
mang tính khoa học và nghệ thuật - Toxicology, like medicine, is both a science
and an art". ðiều này thực sự ñúng khi dữ liệu ñược quan sát trong một nhóm các
ñộng vật ñã ñược lựa chọn trong khoảng thời gian tiếp xúc cho trước và các ñiều kiện
ñược khống chế (yếu tố khoa học) ñể suy luận và dự ñoán những ảnh hưởng tại thời
ñiểm tiếp xúc thấp hơn, hoặc suy ra những nhóm lớn hơn những vi sinh vật cùng loại
hoặc những loài khác, ngay cả dựa trên tỉ lệ tương ñối lớn hơn (yếu tố nghệ thuật).

Mục tiêu của giáo trình thực tập này sẽ giúp cho sinh viên biết ñược ñộc tính (kim
loại nặng, các muối vô cơ, hữu cơ, các hợp chất hữu cơ mạch vòng ) trong các mẫu
thực vật, ñất, nước và ảnh hưởng của nó lên sinh vật (cây lúa, cá nước ngọt, giun
ñất ).
2. Mục ñích môn học thí nghiệm ñộc học môi trường
Mục ñích của môn học là giúp sinh viên xác ñịnh ñược chất ñộc tồn tại trong cuộc
sống, quá trình tiếp xúc của chất ñộc và ảnh hưởng của nó lên cơ thể sinh vật. ðối với

5
quá trình gây ñộc, môn học nghiên cứu dạng, thời gian, tần suất tiếp xúc và nồng ñộ chất
ñộc. ðối với các ảnh hưởng của chất ñộc lên cơ thể sinh vật, bộ môn nghiên cứu các triệu
chứng của cơ thể sinh vật khi tiếp xúc với chất ñộc, từ yếu ñi cho ñến bị tổn thương, ảnh
hưởng các cơ quan chức năng, tử vong và suy giảm loài. Khoá học cung cấp cho sinh
viên kỹ năng nhận diện ra chất ñộc, loại chất ñộc, ñộc tính của chúng ñối với môi trường
và một số thử nghiệm ñộc học trong thực tế, nhằm tìm ra các biện pháp nhận diện chất
ñộc trong hoạt ñộng công nghiệp và các biện pháp nhằm xử lý và kiểm soát chất ñộc.
Học phần bao gồm 2 phần: phần thực hành trong phòng thí nghiệm và các tài liệu
tham khảo thêm. Trong phòng thí nghiệm: sinh viên ñược học cách xác ñịnh ñộc chất
NO
3
-
trong rau cải xanh, ảnh hưởng của kim loại nặng lên sự nảy mầm của hạt lúa, ảnh
hưởng của thủy ngân lên cá nước ngọt, ảnh hưởng của thuốc trừ sâu lên sâu ăn lá. Các bài
ñọc thêm giúp sinh viên có thêm kiến thức khi làm việc ngoài thực tế như: chứng minh
sự có mặt của thuốc trừ sâu bằng những dung môi hữu cơ khác nhau, ðánh giá mức ñộ
nguy hiểm của bãi rác chứa chất thải nguy hại. Khảo sát thực tế, sinh viên nắm ñược các
thử nghiệm ñộc học trong môi trường nước và bùn ñáy, ảnh hưởng của các chất ô nhiễm
lên giun, xác ñịnh ảnh hưởng của các tác nhân ô nhiễm ñến thảm phủ thực vật ñất và xác
ñịnh mức ñộ ô nhiễm môi trường lao ñộng.

3. ðối tượng nghiên cứu của ñộc học môi trường
ðộc học môi trường nghiên cưú các ñối tượng:
+ Các yếu tố ảnh hưởng của ñộc chất (hoá, vô cơ, hữu cơ từ các quá trình ô nhiễm
môi trương), các yếu tố sinh học (ñộc tố, ñộc thực vật, vi sinh vật và kể cả ñộc tố
từ người bệnh tiết ra lên:
- Các cá thể sinh vật
- Quần thể
- Quần xã
- Hệ sinh thái - quần cư xã hội con người
+ Nghiên cứu các ảnh hưởng của ñộc chất lên vi ñịa sinh thái (terrotial
microcosms) và trung ñịa sinh thái (mesocosms)
- Những biến ñổi (yếu ñi) của hệ thống sinh học và chức năng sinh thái của hệ
thống sinh thái môi trường.
- Sự tổn thương của sinh vật mà con người (khi bị bệnh, yếu hoặc chết ñi)

6
- Thay ñổi về số lượng loài, tuổi, cấu trúc, kích thước hoặc những loài mới xuất
hiện trong qúa trình tác ñộng của ñộc chất hay ñộc tố
- Thay ñổi về phân bố di truyền
- Thay ñổi về sự phát hiện thực vật, năng suất sinh phôi.
- Thay ñổi về tốc ñộ và mức ñộ hô hấp của các vi sinh vật trong ñất.
- ðộc chất và ñộc tố làm thay ñổi các hàm lượng của các vi sinh vật và tương tác
giữa các chủng loài trong hệ sinh thái với nhau.
- Thông qua dây chuyền thực phẩm, tích lũy và phóng ñại sinh học
(bioaccumulation, bioesaggreration) ñộc chất tồn tại và gây hại toàn bộ hệ
thống sinh thái môi trường.

4. Một số khái niệm về ñộc chất
• Khái niệm TLm (the median Tolerance Limit ) - giới hạn chịu ñựng trung bình =
nồng ñộ giết chết 50% số sinh vật. Thời gian thí nghiệm thường là 96 hay 48 giờ tiếp

xúc. Giá trị này còn goị là LC
50
( Lethal Concentration).
• TDI (Tolerable Daily Intake) - lượng ñộc chất có trong thức ăn, nước uống hàng ngày
mà không gây nguy hiểm cho sức khỏe (mg/kg cân nặng)
TDI = NOAEL(LOAEL) / UF, trong ñó:
• NOAEL (No - Observed - Adverse Effect Level): lượng ñộc chất tối ña không gây
hại cho sức khoẻ (qua thí nghiệm quan sát).
• LOAEL (Lowest - Observed - Adverse Effect Level): nồng ñộ thấp nhất có hại cho
sức khỏe.
• MATC: Nồng ñộ gây ñộc cực ñại có thể chấp nhận ñược:
NOAEL < MATC < LOAEL
• UF (Uncertainly Factor, hệ số không chắc chắn) - là tích số các loại hệ số: hệ số
chuyển ñổi - kết qủa từ vật thí nghiệm sang người, hệ số dao ñộng trong loài, hệ số
tính ñến số lượng thí nghiệm kiểm tra, hệ số phụ thuộc thuộc vào biến cố tác ñộng của
ñộc tố.
• AF: (Applied Factor – thông số ứng dụng): Ổn ñịnh cho một hoá chất. Do ñó, có thể
sử dụng AF của loài này cho loài khác.
AF =
50
LC
MATC


7
Ví dụ: AF của một hoá chất ñối với cá từ 0,05 – 0,1 và LC
50
của tôm là 1,0 mg/l.
Ta có thể tính ñược MATC của hoá chất này ñối với tôm là :
MATC = AF * LC

50
= 0,05 – 0,1 * 1,0 = 0,05 – 0,1 mg/l
• GV (Guiline Value): giá trị ñược dùng ñể ñưa ra các mức giới hạn ñộc chất có trong
nguồn nước uống cho con người.
GV = (TDI * cân nặng)*p/C; trong ñó:
p: hệ số liên quan ñến nước uống.
C: lượng nước uống hàng ngày ( 2 l; người lớn, 1 l: trẻ em, 0,75 l trẻ sơ sinh).
• Hàm lượng cho phép (Σ
ΣΣ
Σ(Ci/Li): khi có nhiều chất ñộc có mặt trong môi trường ñồng
thời phải ñảm bảo:
(Ca/La) + (Cb/Lb) + … + (Cn/Ln) [ 1, trong ñó:
Ca: nồng ñộ chất ñộc a có trong môi trường.
La: ngưỡng gây ñộc của chất ñộc a.
• Dose: lượng ñộc chất ñi vào cơ thể sinh vật.
• Toxicity: ñộc chất ảnh hưởng có hại ñối với một sinh vật kiểm tra gây ra bởi " chất ô
nhiễm" (thường là chất ñộc hoặc hỗn hợp các chất ñộc). ðộc chất có liên quan tới các
yếu tố như nồng ñộ chất ñộc, thời gian tiếp xúc, nhiệt ñộ, dạng hoá học và các yếu tố
có sẵn khác.
• Exposure Time: thời gian tiếp xúc của sinh vật ñối với dung dịch kiểm tra.
• Acute Toxicity: ñộ ñộc cấp tính, khả năng chết trong thời gian ngắn thường ñược xác
ñịnh khi xảy ra 4 ngày ñối với cá và ñộc vật không xương sống lớn, thời gian ngắn
hơn ñối với sinh vật nhỏ hơn.
• Chronic Toxicity: ñộ ñộc mãn tính
• LC
50
: Lethal Concentration, nồng ñộ ñộc chất gây chết 50 % sinh vật kiểm tra. ( Lưu
ý khác với LD
50
)

• EC
50
(Effective Concentration): nồng ñộ hiệu dụng, nồng ñộ chất ñộc ảnh hưởng ñặc
biệt tới vi sinh vật như: khả năng hô hấp, mất thăng bằng trong một khoảng thời gian
cho trước, ví dụ, EC
50
– 96h
5. Những yêu cầu cơ bản cho kiểm tra ñộc chất
Những yêu cầu cơ bản cho kiểm tra ñộc tính là:
a. Cung cấp ñầy ñủ lượng nước yêu cầu (ñối với thí nghiệm ñộc học nước).

8
b. Hệ thống nước chảy hữu hiệu và có cá thể sống. Hệ thống thí nghiệm phải làm
bằng vật liệu không hấp phụ và không gây ñộc.
c. Nơi chứa nước và kế hoạch thử nghiệm phải ñược chuẩn bị tốt, thuần hoá và có
những phương tiện trợ giúp trong quá trình kiểm tra ñộc chất.
d. Chọn những sinh vật khoẻ cho thí nghiệm, ñồng ñều về kích cỡ. Có nhiều thông
tin và lời khuyên cho kế hoạch làm việc. Kiểm tra, phân tích những tính chất lý,
hoá của nguồn nước.
Thiết bị và phương tiện kỹ thuật dùng ñể cung cấp nước cho thí nghiệm phụ
thuộc vào loại thí nghiệm kiểm tra và mục tiêu cần ñạt ñược của thí nghiệm ấy.
Trong thí nghiệm kiểm tra quan trắc cũng như ñánh giá mức ñộ ảnh hưởng thì sử
dụng nước pha loãng từ nguồn nươc thải cần khảo sát. Sử dụng nguồn nước cung cấp
tự do từ nguồn ô nhiễm và những thiết bị phù hợp ñể tiến hành theo những bước sau:
- Xác ñịnh hầu hết các sinh vật trong nước và giai ñoạn sống của chúng;
- Ảnh hưởng của những loại ñộc chất khác nhau;
- Ảnh hưởng của chất lượng nước và những dữ liệu môi trường ñộc lập và kết
hợp giữa các ñộc chất; và
- Nồng ñộ tối ña cuả chất thải không làm nguy hại ñến ñời sống của các vi sinh
vật có trong nguồn nước.

6. Tiến hành kiểm tra ñộc tính
Các kiểu kiểm tra ñộc tính, các thức sử dụng:
a. Phân loại theo thời gian tiếp xúc (expose time – duration).
Ngắn ngày (short -term: 24, 36, 48, 96 h); dài ngày (long-term: vài tháng hay
vài năm, tùy thuộc vào vòng ñời sống của sinh vật); và loại trung gian (intermedia).
Cũng có thể coi short-term như kiểm tra ñộc tính cấp (acute toxicology) và long-term
như ñọc tính mãn (chronic toxicology).
b. Phương pháp thêm dung dịch kiểm tra: tuần hoàn hay gián ñoạn, hay chỉ một
lần ñầu. Dòng chảy tĩnh hay dòng chảy ñộng. Có hay không có hệ thống khuấy ñể
tạo oxy hoà tan.
c. Quan trắc mức ñộ ảnh hưởng của ñộc chất: Mối quan hệ giữa các ñộc chất, khả
năng nhiễm ñộc tương ñối, mùi vị, tốc ñộ phát triển của sinh vật thí nghiệm và các
yếu tố khác có thể ảnh hưởng trong quá trình khảo sát.
7. Các yếu tố ảnh hưởng ñến ñộc tính

9
a. Các yếu tố liên quan ñến quá trình tiếp xúc
Thành phần hoặc các sản phẩm chuyển hoá của các hoá chất gây ra phản ứng tiêu
cực hoặc tác ñộng ñộc hại ñến cơ thể sinh vật là do tiếp xúc và phản ứng với một
vùng tiếp nhận thích hợp trên cơ thể ở một nồng ñộ ñủ cao trong một thời gian ñủ
dài. Nồng ñộ và thời gian này thường tùy thuộc vào hoá chất, bản chất cơ thể và bản
chất của tác ñộng ñó. Phản ứng giữa chất ñộc và cơ thể ñược thể hiện qua sự tiếp xúc.
Trong quá trình ñánh giá ñộc tính, những yếu tố quan trọng nhất có liên quan ñến sự
tiếp xúc là dạng, thời gian, tần suất tiếp xúc và nồng ñộ của hoá chất.
Cơ thể sinh vật có thể tiếp xúc với hoá chất có trong nước, ñất, bùn ñáy, thức ăn
và không khí. ðối với ñộng vật thủy sinh, những chất hoà tan trong nước thường dễ
hấp thụ hơn so với những hoá chất khó hoà tan (bị hấp thụ chặt hoặc bị kết dính bởi
các hạt lơ lửng, chất hữu cơ, hay thậm chí ñối với các hệ sinh học. Những hoá chất
hoà tan có thể xâm nhập vào cơ thể thông qua bề mặt cơ thể, mang hoặc miệng. Tần
suất của tiếp xúc cũng có thể ảnh hưởng ñến ñộc tính. Ví dụ, tiếp xúc cấp tính một

lần với một nồng ñộ nhất ñịnh của một hoá chất có thể gây ảnh hưởng tiêu cực lên
một cơ thể sống. Tiếp xúc hai lần hay nhiều hơn mà các lần ñó không ảnh hưởng gì
thì các hoá chất có thể tích tụ sinh học và phóng ñại sinh học tới một lúc nào ñó có
thể gây ñộc. Các hoá chất chỉ gây nên ảnh hưởng tiêu cực nếu cơ thể sống tiếp xúc
với một nồng ñộ ñủ cao.
b. Các yếu tố liên quan ñến cơ thể sống
Các loài khác nhau có tính nhạy cảm khác nhau ñối với hoá chất. ðiều này là do
sự khác nhau về khả năng bị ảnh hưởng của chúng. Một số loài có khả năng ngăn
chặn chất ô nhiễm một cách hoàn toàn trong một khoảng thời gian ngắn (Vd: sò có
thể ngậm miệng lại và sống trong ñiều kiện trao ñổi chất yếm khí). Cách thức và mức
ñộ trao ñổi chất cũng ảnh hưởng ñến tính nhạy cảm. Sự khác nhau về tính nhạy cảm
ñối với hoá chất của các loài cá khác nhau còn do tính di truyền gien.
c. Các yếu tố môi trường bên ngoài
Các yếu tố môi trường bên ngoài có ảnh hưởng ñến ñộc tính của một hoá chất bao
gồm các yếu tố liên quan ñến khả năng tồn lưu của nó trong môi trường nước như oxi
hoà tàn, pH, nhiệt ñộ và chất rắn hoà tan. ðộc tính của một hoá chất có thể bị ảnh
hưởng do thành phần của nó. ðôi khi các tạp chất còn ñộc hơn cả các hoá chất thử
nghiệm, và do ñó kết quả không mang tính lặp lại. Tuy nhiên, các thí nghiệm ñộc tính

10

với chất thử nghiệm có ñộ tinh khiết cao có khi lại không cho phép dự ñoán mức ñộ
ñộc hại liên quan ñến quá trình tiếp xúc với hoá chất khi nó ñược thải vào môi
trường. Các yếu tố ảnh hưởng trực tiếp ñến tính ñộc của hoá chất: tính chất hoá học
và lý học (ñộ hoà tan), áp suất hơi, pH. Các yếu tố này ảnh hưởng ñến sự bền vững,
chuyển hoá và phân hủy của chất ñộc trong môi trường.
8. Ảnh hưởng của ñộc chất ñến sinh vật thử nghiệm
Như ñã ñề cập, ảnh hưởng của một chất ñộc lên cơ thể sinh vật có thể là cấp tính
hay mãn tính. Nói chung, các ảnh hưởng cấp tính ñược xác ñịnh tương ñối chính xác.
Ảnh hưởng thường hay ñược sử dụng là ảnh hưởng gây chết. Một hoá chất ñược coi

là ñộc cấp tính nếu bằng cách tác ñộng trực tiếp, nó có thể giết chết 50% hoặc hơn số
cá thể ñưa vào thử nghiệm (tiếp xúc với thời gian tương ñối ngắn, từ 96 giờ ñến 14
ngày). ðối với thử nghiệm ñộc tính mãn hoặc dưới mức lâu dài thì những ảnh hưởng
cần theo dõi có thể là gây chết hoặc dưới ngưỡng gây chết. Một ảnh hưởng lâu dài
dưới ngưỡng gây chết phổ biến nhất là chúng không thể sinh con, hoặc sinh ra nhưng
con không có khả năng sống sót. Ảnh hưởng lâu dài dưới ngưỡng gây chết phổ biến
nhất là những thay ñổi về biểu hiện (bơi lội, các quan hệ con mồi – vật ăn thịt),
những thay ñổi về sinh lý (tăng trưởng, sinh nở và phát triển), các thay ñổi sinh hoá
(mức ñộ enzym máu và ion) và các thay ñổi tế bào.
Người ta chia ảnh hưởng của chất ñộc ñối với cơ thể sinh vật trên cơ sở vùng tác
ñộng của chất ñộc:
- Các ảnh hưởng cục bộ: xảy ra ở khu vực ñầu tiên của sự tiếp xúc. Ví dụ về
ảnh hưởng cục bộ có thể thấy qua phản ứng trên da hoặc ở mang (như mất
màu, viêm loét). ðể hoá chất gây nên những ảnh hưởng tới chức năng nội tạng
thì phải cho hoá chất tiếp cận môi trường bên trong cơ thể.
- Các ảnh hưởng hệ thống: là những ảnh hưởng ñòi hỏi sự hấp phụ hoá học của
hoá chất vào trong cơ thể. Anh hưởng ñến hệ thần kinh và các cơ quan khác.
9. Tính toán, phân tích và trình bày kết quả thí nghiệm ñộc chất
Kiểm tra sinh học một cách chính xác có thể bị giới hạn bởi một số yếu tố trong cùng
ñiều kiện sống và giữa các loài khác nhau hay các cá thể trong cùng một loài có các ñặc
tính khác nhau. Nếu chọn lựa loài một cách bừa bãi, sẽ không có thông tin chính xác về
ñộc tính của chất ñộc hay ñộc tính của hợp chất tới các loài khác hay những thời kỳ sống
cùa toàn thể sinh vật.

11

7.1 Kết quả phân tích ñịnh tính của quá trình kiểm tra ñộc tính
Có 2 kiểu hồi trả thông tin từ cá thể thử nghiệm: ñịnh tính và ñịnh lượng. Trong một
thí nghiệm kiểm tra ñịnh tính, có hay không sự phản ứng lại với ñộc chất? Ví dụ: chết
hoặc không chết. Vì thế, ở nồng ñộ lớn hơn khả năng chịu không của sinh vật sẽ ảnh

hưởng ñến tỷ lệ % sinh vật kiểm tra. Quá trình nghiên cứu sẽ cho thấy phản ứng lại với
trạng thái kích thích. Trong kiểm tra ñịnh lượng hay kiểm tra tốc ñộ phát triển mỗi cá thể
hồi trả lại thông tin ở các cấp ñộ khác nhau, ví dụ: khối lượng tăng trưởng, chiều dài thân
hay số cá thể con.
7.2 Phân tích kết quả của kiểm tra ñịnh lượng ñộc chất
Trong kiểm tra ñịnh lượng, mỗi cá thể sinh vật cho một giá trị hồi trả là ñáng giá trên
một tỉ lệ tăng dần mức ñộ sống của sinh vật một cách liên tục. Ví dụ, mỗi sinh vật có
thể cho một giá trị phần trăm về ñộ tăng trọng lượng. Bởi vì thường có rất nhiều các
cá thể thử nghiệm, do ñó, một chuỗi các giá trị có thể ñược phát sinh trong quá trình
kiểm tra nồng ñộ.
7.3. Xác ñịnh hệ số tương quan và hệ số xác ñịnh trong mối quan hệ
Khái niệm hệ số tương quan ñược dùng ñể phân tích mối liên hệ giữa hai tính
chất hoặc hai biến. Mối liên hệ giữa hai biến ñịnh lượng (Quantitative variable) mà
chúng tuân theo luật phân phối bình thường (Normal distribution) ñược xác ñịnh theo
tương quan tuyến tính ñơn hay tương quan Pearson (Pearson correlation) (Scherrer,
1984). Phương trình biểu diễn hệ số tương quan như sau:
p
x,y
=
yx
YXCov
σσ
),(

Trong ñó: -1
≤
p
xy

≤

1 ,
yx
σσ
tượng trưng cho covariance của x và y
Và:
Cov(X,Y) =
n
1
))((
1
yi
n
i
xi
yx
µµ
−−
∑
=


Giá trị của hệ số tương quan (r) dao ñộng từ –1 ñến +1. ðặc biệt, r bằng –1 hoặc +1
nếu tất cả các ñiểm của ñồ thị phân bố nằm trên ñường thẳng. Dấu cộng và Dấu trừ ñặc
trưng cho tương quan cùng chiều và ngược chiều.
r =
[ ][ ]
2222
)()(
))(()(
YynXXn

YXXYn
Σ−ΣΣ−Σ
Σ
Σ
−
Σ

Người ta thường quy ước giá trị tuyệt ñối của hệ số r lớn hơn 0,5 ñược xem là tương
quan. Có thể nhom các hệ số tương quan của thí nghiệm ñộc học và các kết quả phân tích

12

lý, hóa, vi sinh, kim loại nặng trong từng matrix môi trường và gán cho chúng các ký
hiệu tương quan thuật toán như sau:
Bảng 1 : Nhóm các hệ số tương quan kết quả thí nghiệm ñộc học và các thông số ô
nhiễm.

Giá trị tuyệt ñối của
các hệ số tương quan
Tương quan thuật toán Diễn giải tương quan
0.80 –1.00 + + +
Tương quan tốt
0.65 – 0.79 + + Tương quan
0.50
–

0.64

+

Tương quan ít

0.40 – 0.49 - Không tương quan cấp1
0.30
–

0.39

-

-

Không tương quan c
ấp 2

0.00 – 0.29 - - - Không tương quan cấp 3

Một công việc quan trọng của bất kỳ thủ tục thống kê xây dựng mô hình từ các dữ
kiện nào cũng ñều chứng minh sự phù hợp của mô hình. Công việc này chủ yếu là
phải phát hiện ra các vi phạm giả thiết cần thiết trong các ñiều kiện phân tích. Một
thước ño sự phù hợp của mô hình tuyến tính thường dùng là R
2
, gọi là hệ số xác ñịnh
(coefficient of determination). R
2
là thước ño về cỡ hiệu quả ñã ñược chuẩn hoá cho
ra một thông tin khác về “mức ñộ chặt chẽ” của mối quan hệ. Nó cho biết sự khác biệt
về tỷ lệ tử vong có thể ñược giải thích như thế nào bằng phương trình hồi qui. Hệ số
này là bình phương của hệ số tương quan giữa nồng ñộ chất ñộc thí nghiệm và tỷ lệ tử
vong.

7.4. Hiệu quả gây hại thực sự

Công thức Schneider-Orelli ñược sử dụng ñể tính hiệu quả gây hại

H% = [(b-k)*(100 –k)]/100
Trong ñó:
- H%: hiệu quả gây hại
- b: % sinh vật tử vong ở nghiệm thức thí nghiệm
- k: % sinh vật tử vong ở nghiệm thức ñối chứng

Ví dụ: sau 96 giờ thí nghiệm, tỷ lệ tử vong ở nghiệm thức ñối chứng là 10 %, nghiệm
thức A khảo sát là 90 %. Như vậy hiệu quả gây hại thực sự ở nghiệm thức A là:

H% = [(90-10)/(100-10)}/100 = 72 %

7.5. Trình bày kết quả

13

Trình bày kết quả giá trị LC 50 với một thời gian xác ñịnh và với mức ñộ tin cậy 95
%. Biểu diễn ñường cong ñộc tính hoặc danh sách các giá trị LC 50 cho các khoảng
thời gian tiếp xúc khác nhau bằng ñồ thị.
Cung cấp các vấn ñề mô tả của:
- Kiểm tra sinh vật: chủng loài, số lượng, nguồn, trọng lượng, ñiều kiện, sự thích
nghi với ñiều kiện mới ñối với ñiều kiện thí nghiệm. Xử lý những cá thể bệnh
và loài ký sinh trước khi sử dụng và quan sát hành vi của chúng trong quá trình
thí nghiệm.
- Vật liệu sử dụng cho kiểm tra: nguồn gốc của chúng, tính chất vật lý và hoá
học của chúng, khả năng lưu trữ.

- Nước dùng pha loãng: nguồn cung ứng, tính chất vật lý và hoá học, khả năng
biến ñổi trong suốt quá trình kiểm tra ñộc tính. Tiền xử lý chất phụ gia, những
chất bất thường, hoặc các chất nhiễm bẩn không biết
- Dung dịch kiểm tra: tính chất vật lý và hoá học, ñặc biệt là nồng ñộ của các cấu
tử ñộc chất ở trong nó nếu có thể nên xác ñịnh. Nhiệt ñộ của thí nghiệm.
- Phương pháp kiểm tra: miêu tả ngắn gọn nếu là phương pháp tiêu chuẩn, hoặc
miêu tả chi tiết nếu là phương pháp khác, cộng thêm những thiết kế trong quá
trình thử nghiệm.
- ðiều kiện thí nghiệm: bao gồm loại bình chưá với thể tích, ñộ sâu của dung
dịch, số lượng cá thể và tải lượng dòng chảy, hệ thống cung cấp chất ñộc, vận
tốc dòng, dòng tĩnh hay dòng liên tục.


14

BÀI 2: XÁC ðỊNH HÀM LƯỢNG ðỘC CHẤT NITROGEN –
NITRATE (N – NO
3
) TRONG RAU CẢI XANH VÀ TÍNH
TOÁN LIỀU LƯỢNG GÂY ðỘC LÊN CƠ THỂ CON NGƯỜI

1. Mục ñích
Khoảng 85% nhu cầu nitrate của cơ thể hằng ngày là từ các loại rau củ. Nguồn thứ
hai là nitrite ñược sử dụng ñể bảo quản thịt chống lại sự xâm nhiễm của vi khuẩn gây
chết người - Clostridium botulium. Nguồn thứ ba là từ nguồn nước bị ô nhiễm, ñến từ
các nguồn như phân bón, chất thải ñộng vật, các bồn chứa nhiễm khuẩn, hệ thống xử lý
tưới tiêu thành phố và chất lắng ñọng từ xác bã thực vật. Nitrat và các sản phẩm khử của
nó làm thay ñổi tính miễn dịch của cơ thể, ñộc cho phôi thai. Nitrate chỉ gây ñộc khi ở
mức ñộ cao hơn nhiều so với nồng ñộ của nó có trong thực phẩm. Mối nguy hiểm của
nitrate trong nước và trong thức ăn là ở chỗ nó chuyển hóa thành các nitrite trước hoặc

sau khi ăn vào. Trẻ em ñặc biệt dưới 4 tháng tuổi ñược xếp loại nhạy cảm (dễ mắc) với
chứng tăng MetHb máu. MetHb do ngộ ñộc nitrate trong thực phẩm ñược xác nhận là
bắt nguồn từ các loại rau quả có chứa nitrate nồng ñộ cao, ñặc biệt là cải bó xôi trắng,
cải bó xôi; còn trong vòng bàn cãi là nước vắt cà rốt, củ dền. Nồng ñộ nitrate trong rau
củ dường như có liên quan với việc sử dụng phân bón, tưới tiêu. Vì vậy, xác ñịnh hàm
lượng của Nitrate trong các nhóm rau cải rất có ý nghĩa về mặt môi trường và sức khỏe.
Bài thí nghiệm giúp sinh viên xác ñịnh lượng nitrate có trong rau cải xanh, tính
toán liều lượng gây ñộc của nó trong nhu cầu thực phẩm của trẻ nhỏ/người lớn, từ ñó
xác ñịnh ñược cách phòng tránh.

2. Phương pháp
Dựa trên phương pháp của Grandvan - Liaz, sử dụng axit disunphophenic (phương
pháp so màu ñược sử dụng phổ biến ñể ñịnh lượng NO
3
-
).
Ion NO
3
-
tác dụng với axit disunphopheric thành nitrophenol, khi kiềm hoá thì
dung dịch trở nên màu vàng và có cường ñộ màu phụ thuộc vào nồng ñộ NO
3
-
có trong
mẫu.
Phương trình phản ứng:
C
6
H
3

(HSO
3
)OH + 3 HNO
3
= C
6
H
2
(OH)(NO
2
)
3
+ 2 H
2
SO
4
+ 2 H
2
O

15

C
6
H
2
(OH)(NO
2
)
3

+ NH
3
(NaOH) = C
6
H
2
(NO
2
)
2
ONH
4
(Na) (nitrophenol, màu
vàng)

OH
OSOH OSO
3
H
2
2
+
HNO
OH
NOO N
NO
2
2
2
2

+
H SO
+
H O
22
4


+
2
2
2
OH
NOO N
NO
NH
ONH
NOO N
NO
2
2
2
4
3

nitrophenol amonium (vàng)
Phương pháp này có ñộ chính xác khá cao (xác ñịnh ñược 10
-3
mg /l dung dịch).
3. Dụng cụ - Hoá chất

3.1. Hoá chất
a. Dung dịch acid disunphophenic: cân 30 g phenol tinh khiết cho vào bình cầu
500 ml, thêm vào 200 ml dung dịch H
2
SO
4
( d=1,84), lắc ñều, ñun cách thủy
(hoặc bếp có ñiều nhiệt trong 6 giờ. Sau ñó ñể nguội và dùng ñể phân tích.
b. NaOH 10 %; H
2
O
2
30 %; Ag
2
SO
4
dạng bột; Ca(OH)
2
dạng bột; MgCO
3
dạng
bột
c. Dung dịch NO
3
-
chuẩn: cân 0,1370 g NaNO
3
hoà tan trong 1 lít nước cất, dung
dịch này chứa 0,1 mg NO
3

-
/1 ml = 100 mg/L.
d. K
2
SO
4
10%: cân 17,4 g K
2
SO
4
hòa tan trong 1 lít nước cất.
3.2. Dụng cụ
- 5 erlen 125 ml; 1 bình ñịnh mức 100 ml; 1 becher 250 ml
- 1 phễu thủy tinh; 2 becher 100 ml
- ðũa thủy tinh
4. Các yếu tố ảnh hưởng
Xác ñịnh NO
3
-
có thể bị ảnh hưởng do chất hữu cơ mang màu hay sự có mặt
của Cl
-
và NH
4
+
. Phá hủy chất hữu cơ bằng cách bay hơi dung dịch phân tích tới còn
khoảng 5 ml. Thêm vào 1 ml H
2
O
2

30% và thêm từng giọt H
2
O
2
ñể phá hủy hoàn
toàn chất hữu cơ. Lượng Cl
-
có nhiều trong mẫu cũng ảnh hưởng ñược loại bằng

16

cách cho tủa với Ag
2
SO
4
( 0,1 g Ag
2
SO
4
/100 ml dung dịch, lắc 25 phút, loại trừ Ag
+

thừa bằng hỗn hợp 0,2 g Ca(OH)
2
và 0,5 g MgCO
3
, lắc trong 5 phút, lọc qua giấy lọc.
Loại trừ ảnh hưởng của NH
4
+

bằng cách cho 2-3 giọt K
2
SO
4
vào dung dịch trước khi
cho bay hơi.

5. Xác ñịnh NO
3
-
bằng phương pháp so màu

5.1 Xử lý mẫu

Mẫu rau tươi ñem về rửa sạch, cân xác ñịnh trọng lượng tươi. Sau ñó, sấy khô ở nhiệt ñộ
100 - 105
0
C cho ñến khi ñạt ñược trọng lượng không ñổi. Sau ñó hút ẩm trong bình hút
ẩm trong thời gian 1h. Cân khối lượng mẫu, xác ñịnh ñộ ẩm của mẫu.

Lấy 0,5 – 3,0 g rau khô cho vào bình tam giác, thêm 25 ml K
2
SO
4
0,05%. Sau ñó ñun nhẹ
mẫu trên bếp từ ở nhiệt ñộ 40 – 45
0
C khoảng 30 phút, sau ñó lắc nhẹ khoảng 30 phút, ñể
nguội, lọc dung dịch qua giấy lọc. Cho vào bình ñịnh mức 50 ml. Châm nước cất hoặc
dung dịch K

2
SO
4
0,05% hoặc nước cất ñến vạch 50 ml.

Lấy 5 ml dung dịch trích ở trên cho vào bình tam giác, loại bỏ chất hữu cơ bằng cách cho
H
2
O
2
30%, loại bỏ Chloride bằng cách cho Ag
2
SO
4
và loại NH
4
bằng cách cho K
2
SO
4
10%. Chú ý quá trình cô cạn chỉ ñược gần khô chứ không ñược cháy vì phản ứng tạo
thành Trinitrophenol chỉ xảy ra với muối nitrate ở thể rắn. Khi mẫu ñã cô cạn và thật
nguội thì cho vào bình 1 ml acid disunphophenic và lắc cho tan ñều mẫu vào acid. Mười
phút sau, cho thêm 25 ml nước cất vào trong bình, lắc ñều. Trung hòa acid dư bằng
NaOH 10% ñến pH trung tính (thử bằng giấy pH) cho ñến khi dung dịch chuyển sang
màu vàng thì dừng.

Chuyển dung dịch màu vàng sang bình ñịnh mức 100 mL, ñịnh mức tới vạch , lắc và tiến
hành so màu ở bước sóng 436 nm trên máy Spectrophotometer. Nồng ñộ NO
3

-
(ppm)
ñược tính toán dựa trên trọng lượng mẫu trích (g), tổng thể tích trích từ mẫu, thể tích cô
cạn, thể tích hiện màu.

Làm mẫu trắng với nước cất. Ở mẫu trắng không có sự chuyển màu, sử dụng giấy pH
ñể theo dõi.
5.2 Dựng ñường chuẩn.
Tiến hành như phân tích mẫu (bỏ qua phần các yếu tố ảnh hưởng).
Lấy 6 erlen 125 ml cho vào 0; 5; 10; 15; 20; 25 dung dịch chuẩn chứa NO
3
-
. Tiến hành
ño ở bước sóng 436 nm.


17

LẬP ðƯỜNG CHUẨN CỦA NO
3
-

Cốc số 1 2 3 4 5 6
V
NO
-

3

(ml) 0 5 10 15 20 25

ðun cách thủy ñến cạn
Axít
disunphophenic
1 1 1 1 1 1
V
nư
ớc

c
ất ml

25 25 25 25 25 25
NaOH 10%
Cho từng giọt tới khi có màu vàng
V
nư
ớc cất

Thêm nước cất ñể ñược 100 ml (sử dụng bình ñịnh mức)
5.3 Tính toán kết qủa
Từ phương trình hồi qui của ñường chuẩn suy ra hàm lượng NO
3
-
có trong mẫu (mg/kg).
Tính toán lượng rau cơ thể hấp thu mỗi ngày(kg).Từ ñó xác ñịnh lượng chất ñộc hấp thu
vào cơ thể mỗi ngày (mg). Xác ñịnh lượng rau tối ña cơ thể có thể hấp thu mỗi ngày (kg)
mà không gây ñộc lên cơ thể sinh vật.

6 Câu hỏi
a. Mẫu rau ñem phân tích có ñạt tiêu chuẩn ăn uống không. (So sánh với tiêu chuẩn rau

sạch Việt Nam và tiêu chuẩn của FAO)
b. ðể mẫu rau ñó có thể sử dụng ñược ta phải làm gì.
c. Theo Anh (Chị) ñộc tính của NO
3
-
bị ảnh hưởng bởi các yếu tố nào dưới ñây (giải
thích):
+ Nhiệt ñộ
+ ðộ ẩm
+ pH của môi trường
+ Các chất oxi hoá
+ Loại thực vật hấp thụ

18

BÀI 3: ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ ION KIM LOẠI NẶNG ðẾN
QUÁ TRÌNH NẢY MẦM CỦA HẠT LÚA
1. Mục ñích thí nghiệm

Trải qua nhiều thập niên người ta biết rằng những nguyên tố có số lượng ở dạng vết
có ảnh hưỡng hai mặt tích cực hoặc tiêu cực ñến hệ sinh thái. Tuy nhiên, gần ñây nhất
người ta ñã nhận ra lợi ích lớn hơn về vai trò ñặc biệt của các nguyên tố này. Nhìn chung,
thuật ngữ nguyên tố vết ñược sử dụng một cách chưa thống nhất trong vài tài liệu ấn
hành, ñể mô tả các kim loại có nồng ñộ thấp trong hệ sinh thái tự nhiên. Mối lo ngại
chung ngày càng tăng về chất lượng môi trường giảm sút, ñã ñòi hỏi có những nghiên
cứu và nhận ñịnh rõ hơn về kim loại nặng và ảnh hưởng của nó. Do ñó trong thực tiễn
những thuật ngữ khác như ‘’kim loại vết”, “chất vô cơ vết”, “kim loại nặng”, “nguyên tố
vi lượng” và “vi dinh dưỡng” ñược xem là ñồng nghĩa với thuật ngữ những nguyên tố
vết.
Cadimium (Cd): Cd nằm giữa Zn và Hg trong nhóm phụ IIB (ở Bảng tuần hoàn các

nguyên tố hoá học), bao gồm Zn, Cd, Hg. Cd và các hợp chất của Cd ñều có tính ñộc mãn
tính ñối với ñộng vật: tổn thương thận; giảm số lượng hồng cầu trong máu, suy yếu tủy
xương; làm rối loạn quá trình trao ñổi chất của canxi, gây ra chứng loãng xương, gẫy
xương, biến dạng xương, giảm chiều cao cơ thể (nguyên nhân của bệnh Itai-Itai tại
Nhật,1947)
Copper (Cu): ðồng ñược phát hiện sớm trong tự nhiên có hàm lượng 70ppm trong lớp
vỏ trái ñất, hiện diện trong nước biển với tỉ lệ 0.001-0.02ppm. Dù rằng Cu là một kim
loại rất cần thiết cho một số enzym, nhưng sự dung nạp Cu quá nhiều sẽ tác ñộng ñến
màng nhầy và quá trình lột xác của tôm ( kể cả loài cua). Ngày nay các nhà khoa học cho
biết, ñộc tính của Cu càng tăng khi sự hấp thụ Mo, Zn, SO
4
2-
của cơ thể sinh vật càng
thấp.
Lead (Pb): về tính chất hoá học, Chì có những ñặc tính giống các kim loại kiềm thổ hoá
trị 2, hơn là các kim loại nhóm IV A của nó. Quá trình trao ñổi chất của Pb và Ca ñều
giống nhau, cùng ñều tích tụ tại xương của ñộng vật và di chuyển từ xương ñến các cơ
quan khác. Pb có thể tích lũy lâu dài trong cơ thể, nên khó thể phát hiện quá trình trao ñổi
chất bị rối loạn. Trong ñiều kiện bình thường của cơ thể thì hơn 90% lượng Pb tích tụ tại
xương. Mặc dù Pb không phải là một nguyên tố thiết yếu nhưng nó hiện diện ở tất cả các
mô và các cơ quan bên trong cơ thể ñộng vật.

19

Pb
2+
có ái lực ñiện tử mạnh ñối với nhóm –SH và nhóm PO
4
3-
, nên nó ức chế một số

loại enzym trong quá trình sinh tổng hợp heme, cản trở sự tổng hợp của hemoglobin.
Cũng như là ảnh hưởng ñến màng bán thấm của thận, ñến gan và các tế bào não ñộng vật,
ñiều này dẫn ñến sự suy giảm các chức năng hoặc làm tê liệt hoàn toàn các mô này. Một
nhận xét khác về cơ chế tác ñộng ñến các loài ñộng vật, Pb
2+
là một chất ñộc tích luỹ, làm
giảm khả năng tổng hợp Glucose và chuyển hoá pyruvate, làm tăng bài tiết glucose trong
nước tiểu.
Mục ñích của bài thí nghiệm này là khảo sát ảnh hưởng của một số ion kim loại(Cu,
Cd, Pb) ñến quá trình nẩy mầm của hạt lúa theo thời gian 1 ngày, 3 ngày, 5 ngày sau
gieo.
2. Thực nghiệm
2.1 Hoá chất
- CdCl
2
.5/3H
2
O tạo dung dịch gây nhiễm chứa Cd
2+
: lấy 1898,5 mg CdCl
2
.5/3H
2
O
hoà tan vừa ñủ với một 1 lít nước cất
- Pb(NO
3
)
2
tạo dung dịch gây nhiễm Pb

2+
: lấy 1482,63 mg Pb(NO
3
)
2
hoà tan vừa ñủ
với một 1 lít nước cất
- CuSO
4
.5 H
2
O tạo dung dịch gây nhiễm Cu
2+
: lấy 3929,13 mg CuSO
4
.5 H
2
O hoà
tan vừa ñủ với một 1 lít nước cất
2.2 Dụng cụ
- ðĩa petri; ðũa thủy tinh; Bình tia
- Bình ñịnh mức; Pipet; Cốc 100, 250 ml
2.3 Thực vật khảo sát: Lúa
o Họ: Gramineae
o Tên: Oryza savita (tên khoa học)
o Giống : OM 1348
2.4 Các bước tiến hành
2.4 .1 Pha chế dung dịch gây nhiễm
Cách gây nhiễm Cd
2+

trong nước
o Pha dung dịch mẹ (dung dịch A) có nồng ñộ 1000 ppm (PTN pha sẵn)
o Từ dung dịch A pha ra dung dịch con B có nồng ñộ 10 ppm (pha loãng 100
lần)

20

o Pha các dung dịch có nồng ñộ như sau từ dung dịch B: 0.01; 0.05; 0.1; ;
0,5; 1; 3 ppm.
Với Pb
2+
pha tương tự nhưng dãy nồng ñộ khảo sát là: 0.1; 0.5; 1.0; 5.0; 10.0; 20 ppm
Với Cu
2+
: pha các nồng ñộ khảo sát: 0.5; 1.0; 5.0; 10.0; 20; 30 ppm
2.4.2 Xử lý hạt nẩy mầm
o Hạt giống ñược ngâm trong nước 5 phút ñể loại bỏ các hạt lép hay có phẩm
chất kém (nổi trên mặt nước)
o Ngâm hạt giống trong nước ấm (40 – 50
0
C) trong thời gian 2 – 3 giờ, lấy
hạt giống ra ñể ráo/
o Cho vào ñĩa Petri một lớp bông gòn , sau ñó ñặt lên bông gòn mỗi ñĩa 50
hạt giống, dàn ñều hạt giống trên ñĩa Petri.
o Dùng pipet nhỏ ñều từng giọt dung dịch gây nhiễm chứa các nồng ñộ khác
nhau sao cho vừa ngập ñủ hạt giống (10
ml
/ñĩa). ðậy lớp bông gòn lại, ñặt
ñĩa petry còn lại úp lên, ñể trong tủ ấm có nhiệt ñộ 30 – 40
0

C, tránh tiếp xúc
với ánh sáng.
2.4.3 Các thông số khảo sát
o Thời gian: theo dõi các hạt giống tại các thời ñiểm: 1 ngày; 3 ngày; 5 ngày.
o Số lượng các hạt bắt ñầu nẩy mầm (các hạt nứt vỏ)
o Chiều cao mầm
o Chiều dài rễ cây
o Biểu hiện của rễ và của mầm (màu sắc: xanh, trắng, vàng, ñen,…)



Lưu ý: Khi ño phải sử dụng găng tay ñể làm việc
2.4.4 Bố trí thí nghiệm
Mỗi nhóm lớn 30 sinh viên có 03 nhóm nhỏ (10 sinh viên/nhóm). Mỗi nhóm nhỏ
sẽ thực hiện thí nghiệm ñối với 1 kim loại nặng trong 03 KLN ñã cho (Cd, Pb,
Cu). Sau khi làm thí nghiệm xong, các nhóm sẽ trao ñổi kết quả cho nhau và ñánh
giá mức ñộ ảnh hưởng của các kim loại nặng khảo sát.

Nhóm KLN Nồng ñộ khảo sát
Nhóm 1 Cd
2+

ðối chứng 0.01 0.05 0.1 0.5 1.0 3.0
Nhóm 2 Pb
2+
ðối chứng 0.1 0.5 1.0 5.0 10 20
Nhóm 3 Cu
2+
ðối chứng 0.1 1.0 5.0 10 20 30
Kí hiệu NT1 NT2 NT3 NT4 NT5 NT6 NT7

Nhận xét: Các thí nghiệm có nồng ñộ giống nhau không ñể cùng một cột
Trên cùng một hàng có ñầy ñủ các nồng ñộ khảo sát

21

2.4.5 Ghi chép số liệu
Hạ
t số
Ngày
k/sát
Dài
rễ
(mm)
Dài
mầm
(mm)
Ghi
chú/
ñặc
ñiểm

Dài
rễ
(m
m)
Dài
mầm
(mm)

Ghi
chú/
ðặc
ñiểm

Dài
rễ
(mm
)
Dài
mầm

(mm
)
Ghi
chú/
ñặc
ñiểm
Nhận xét
chung
NT1 NT1.1 NT1.2 NT1.3

1
1
ngày
Ví dụ: số
lượng hạt
nẩy mầm,
cây chết,
…

2
…
…
…

1
3
ngày

2











…
…
…


1
5
ngày

2
…
…

Tương tự cho các nghiệm thức còn lại
2.5 Xử lý kết quả thí nghiệm
- Xử lý thống kê các số liệu thu ñược
- Nhận xét ảnh hưởng của KLN ñến khả năng nẩy mầm, màu sắc mầm, ñộ tin cậy
của kết quả
- Lấy số liệu từ các nhóm khác ñể vẽ ñồ thị
o Vẽ các ñồ thị sau:
+ ðồ thị liên hệ giữa thời gian khảo sát và chiều dài rễ trung bình, chiều dài mầm trung
bình ở các nồng ñộ khảo sát (Chỉ xét ñối với nồng ñộ do nhóm khảo sát).
+ Từ các số liệu lấy của các nhóm khác, vẽ ñồ thị liên hệ giữa nồng ñộ và dài thân mầm,
dài rẽ theo ngày khảo sát
+ Nhận xét và ñánh giá thông qua bài thí nghiệm về ñộc tính của từng kim loại.

22


BÀI 4: ẢNH HƯỞNG CỦA ðỘC CHẤT THỦY NGÂN LÊN CÁ
NƯỚC NGỌT

1. Mục ñích thí nghiệm

Hg là một nguyên tố không cần thiết cho cơ thể ñộng vật, dù ở dạng ñơn
chất hay hợp chất vô cơ hay hữu cơ ñều ñộc ñối với tất cả các tế bào. Hg ở dạng
ion rất ñộc và là một chất ñộc tế bào, tác dụng của nó rất phức tạp, gây thoái hoá
tổ chức tế bào, biến ñổi cấu hình riêng của các protein bằng cách tác dụng với các
nhóm thiol(-SH) tạo nên cầu nối giữa hai nhóm –SH, làm thay ñổi hệ thống enzym

và coenzym cơ bản, cũng như thay ñổi quá trình oxy hoá khử của tế bào.
Dù ở nồng ñộ rất thấp, nhưng Hg và các hợp chất của Hg ñều gây ñộc, một
minh chứng về tổn thương thần kinh xảy ra ở hai quốc gia Nhật Bản ( sự kiện vịnh
Minamanta, 1953) và Irắc (người nông dân ñổ bỏ hạt lúa mì có xử lý bằng chất
chống nấm chứa Hg, ra rạch, 1972), do metyl thuỷ ngân gây ñộc, tổn thương chủ
yếu xảy ra ở tiểu não, ñường dẫn chuyền cảm giác, cùng với những tác ñộng lên
vỏ não.
Mục ñích của thí nghiệm này là khảo sát ảnh hưởng của thủy ngân vô cơ ñến quá
trình sinh trưởng của cá nước ngọt theo thời gian. Trong bài thí nghiệm này, thời
gian ñược lựa chọn là: 24, 48 và 96 giờ.
2. Thực nghiệm
2.1 Dụng cụ
ðĩa petri; ðũa thủy tinh; Bình tia
Bình ñịnh mức; Pipet; Cốc 100, 250 ml
2.2 Hóa chất
- HgCl
2
tạo dung dịch gây nhiễm Hg
2+
: pha 1357,95 mg vừa ñủ với 1 lít nước cất.
2.3 Sinh vật khảo sát
Cá vàng còn gọi là cá Tàu hay cá ba ñuôi,
thuộc họ Chép (Cyprinidae) có tên khoa
học là Carassius Auratus. Cá vàng là một
loài cá kiểng chính, có nhiều vẻ ñẹp ñặc
sắc, có nguồn gốc ở Trung Quốc và các
vùng thuộc châu Á.


23

2.4 Các bước tiến hành
Pha chế dung dịch gây nhiễm
o Pha các dung dịch có nồng ñộ như sau: 0,01; 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1; 2;
5 ppm.
o Cho 10 cá vàng vào 1 chậu
o Dùng becker ñổ dung dịch gây nhiễm chứa các nồng ñộ khác nhau vào
trong chậu (2-3 lít/chậu).
Các thông số khảo sát
o Thời gian: theo dõi tại các thời ñiểm: 1 ngày; 2 ngày, 4 ngày.
o Số lượng cá chết



Lưu ý: Khi ño phải sử dụng găng tay ñể làm việc. Cá ñược cung cấp dinh dưỡng
và oxy mỗi ngày.
2.5 Bố trí thí nghiệm
Mỗi nhóm lớn 30 sinh viên có 03 nhóm nhỏ (10 sinh viên/nhóm). Mỗi nhóm nhỏ
sẽ thực hiện thí nghiệm ñối với 1 mô hình bao gồm 3 nồng ñộ khảo sát trong 4
ngày và 1 mẫu ñối chứng (nước sạch). Sau ñó, các nhóm sử dụng chung số liệu ñể
viết báo cáo.
3. Báo cáo thí nghiệm
- Quan sát phản ứng của cá sau thời gian 1 ngày, 2 ngày, 4 ngày trong môi trường
nước nhiễm thủy ngân. Tìm ñược các giá trị LC50, EC 50. Nhận xét và rút ra kết
luận.
- Vẽ các ñồ thị sau:
+ ðồ thị liên hệ giữa thời gian khảo sát và số cá chết
+ Nhận xét và ñánh giá thông qua bài thí nghiệm về ñộc tính của thủy ngân vô cơ

24

BÀI 5: ẢNH HƯỞNG CỦA THUỐC TRỪ SÂU
LÊN CÁC LOẠI SÂU ĂN LÁ


1. Mục ñích thí nghiệm
Thuốc trừ sâu ñược tìm thấy trong môi trường ở tất cả các khu vực của thế giới, cả
ở những nơi sử dụng và nơi mà chúng chưa bao giờ ñược sử dụng, thí dụ ở Bắc Cực. Tùy
thuộc vào lọai thuốc và ñiều kiện môi trường như oxy, ánh sáng mặt trời, gió, nhiệt ñộ,
ñộ ẩm, họat tính của ñất, lọai ñất,v.v. Thuốc trừ sâu ñược phát tán ñi rất xa nơi nó ñược
sử dụng bởi gió, hơi nước, nước mưa, nước ngầm, suối và sông, và trong các mô cơ thể
người và ñộng vật. Sự phơi nhiễm của cơ thể con người ñối với thuốc trừ sâu trong môi
trường có thể diễn ra qua 3 con ñường: hô hấp, ăn uống và tiếp xúc trực tiếp. Khi thuốc
trừ sâu ñược tìm thấy trong nguồn nước cấp, thông thường chúng không hiện diện ở nồng
ñộ ñủ cao ñể gây ra các ảnh hưởng cấp tính ñến sức khỏe như phỏng do hóa chất, buồn
nôn, hay co giật. Phần lớn, Thuốc trừ sâu chủ yếu hiện diện ở nồng ñộ vết (tức là ở nồng
ñộ rất nhỏ), và mối quan tâm chủ yếu là khả năng gây các ảnh hưởng mãn tính ñến sức
khỏe như suy giảm chức năng của các cơ quan trong cơ thể (như gan, thận), rối lọan hệ
thần kinh, khiếm khuyết về sinh sản, và/hoặc gây ung thư.
Thuốc trừ sâu có khả năng là một nguyên nhân làm gia tăng tỉ lệ một số bệnh ung
thư ở nông dân. Nông dân là ñối tượng có rủi ro cao hơn so với các thành phần khác
trong cộng ñồng ñối với một số bệnh ung thư: ung thư gan, ung thư lá lách, bướu ác tính
ở da, ña u tủy, bệnh bạch cầu, và ung thư môi, dạ dày, tiền liệt tuyến và não. Phơi nhiễm
với thuốc 2,4-D; 2,4,5-T; mecoprop, acilfluorfen và các lọai Thuốc trừ sâu khác ñã từng
ñược liên hệ với bệnh ung thư gan, lá lách không phải bệnh ung thư dạng Hodgkin. Phơi
nhiễm với các lọai thuốc diệt côn trùng cho thấy có mối liên hệ với các bệnh ung thư
máu, u tủy và ung thư não.
Do trong ñiều kiện thời gian và không gian, khóa học không thể giúp học viên
hiểu về quá trình tiếp xúc và ảnh hưởng của thuốc trừ sâu lên cơ thể con người. Do vậy
thí nghiệm này sẽ giúp sinh viên xác ñịnh ñược ảnh hưởng của thuốc trừ sâu lên các loại

sâu ăn lá. Mục ñích của thí nghiệm là xác ñịnh số phần trăm tử vong của sâu ăn lá ñã
trưởng thành khi tiếp xúc với thuốc trừ sâu. Chất thử ñược ñưa vào một lần và qúa trình
thử ñược hoàn thành không cần phải bổ sung chất thử.

25

Những kết qủa thu ñược từ những phép thử ñược so sánh với mẫu chuẩn và ñược
dùng ñể ñánh giá nồng ñộ gây nên số tử vong 50% sâu ăn lá (LC
50
, 14 ngày).
2. Thực nghiệm
2.1 Sinh vật thử nghiệm
Sinh vật thử nghiệm là sâu trưởng thành ít nhất hai tháng tuổi với khối lượng ướt giữa
300mg và 60mg.

Sâu ăn lá ñược chọn cho thử nghiệm phải ñạt ñến một chừng mực ñồng ñều về kích
thước và trọng lượng. Trước khi thử cần phải rửa chúng bằng nước sạch.

2.2 Chất nền thử
Mỗi chậu thủy tinh dùng một lượng chầt nền là 500g (khối lượng khô).
Chất nền ñược gọi là “ñất nhân tạo” ñược lựa chọn là mùn cưa khô.
Chất nền sẽ ñược làm ẩm bằng nước ñã ñược loại ion hoặc bằng nước cất ñể ñạt ñược
40% - 60% khả năng giữ nước toàn phần của ñất, xác ñịnh theo ISO11274.
2.3. Thiết bị
Thiết bị thông thường của phòng thí nghiệm và:
 Chậu thủy tinh, mỗi chậu cho mỗi thử nghiệm, dung tích khoảng 1 lít ñến 2 lít, ñậy
không kín ñể ñảm bảo sự trao ñổi giữa môi trường thử và không khí.
2.4 Tiến trình thí nghiệm
2.4.1 Chuẩn bị chất gây nhiễm
Sử dụng thuốc trừ sâu DRAGON 585EC với thành phần chính là Chlorpyritos 53%

Hướng dẫn cách sử dụng: Pha 15 ml cho 8 lít nước.

2.4.2 Chuẩn bị sinh vật khảo sát
 Xác ñịnh hàm lượng nước và pH của ñất nhân tạo ở ñầu và cuối phép thử.
 Lấy 10 con sâu ñã ñược chuẩn bị thấm khô chúng bằng giấy hút nước, cho chúng
vào chậu chứa mẫu thử.
2.4.3 Chậu ñối chứng
Chuẩn bị chậu ñối chứng giống như ñối với chậu thử. Nếu qúa trình thử ñòi hỏi dùng
dung môi thì cần chuẩn bị chậu ñối chứng có dung môi nhưng không có chất thử.
2.5. Thử nghiệm
 Chuẩn bị chậu thử và môi trường gây nhiễm như ở phần hướng dẫn ở trên.