Sự nhiễm độc tố kim loại nặng trong động vật thủy sinh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TP HỒ CHÍ MINH
KHOA HOÁ HỌC



SEMINAR HÓA MÔI TRƯỜNG

SỰ NHIỄM CÁC ĐỘC TỐ KIM LOẠI NẶNG
TRONG ĐỘNG VẬT THỦY SINH




Nhóm thực hiên : Nhóm 10
Nguyễn Viết Trung
Tống Lê Bảo Trâm
Lớp : HPT – K24
Giáo viên hướng dẫn : TS. Trương Thị Tố Oanh





Thành phố Hồ Chí Minh – 2014


LỜI MỞ ĐẦU
Nước là nguồn tài nguyên thiên nhiên quan trọng và là nhu cầu thiết yếu cho sự
sống của con người và mọi sinh vật sống trên trái đất.

Quá trình phát triển công nghiệp, nông nghiệp và dịch vụ như y tế, du lịch, thương
mại… đã làm cho môi trường bị ô nhiễm nghiêm trọng, đặc biệt sự hiện diện của kim
loại nặng trong môi trường đất, nước đã và đang là vấn đề môi trường được cộng đồng
quan tâm. Vùng cửa sông, cửa biển, ven biển thường là nơi tích tụ các chất ô nhiễm có
nguồn gốc từ nội địa. Sự tích tụ kim loại nặng sẽ ảnh hưởng đến đời sống của các sinh
vật thủy sinh, gây ảnh hưởng đến sức khỏe của con người thông qua chuỗi thức ăn. Do
vậy, xác định hàm lượng kim loại nặng trong môi trường là rất cần thiết do bởi tính độc,
tính bền vững và sự tích tụ sinh học của chúng.
Trong phạm vi bài tiểu luận này, nhóm chúng em xin tìm hiểu những nghiên cứu
về “ Sự nhiễm các độc tố kim loại nặng trong động vật thủy sinh”. Từ đó đưa ra một
số nhận xét về thực trạng ô nhiễm kim loại nặng trong động vật thủy sinh cũng như đề
xuất những kiến nghị góp phần cải thiện chất lượng thủy sản, đảm bảo vệ sinh an toàn
thực phẩm cho người tiêu dùng.
Do đề tài này khá rộng và kiến thức còn nhiều hạn chế nên nội dung đề tài không
tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong được sự chỉ dẫn của Cô để bài báo cáo được hoàn
chỉnh hơn.












NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm
NGƯỜI HƯỚNG DẪN


TS. Trương Thị Tố Oanh


MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ KIM LOẠI NẶNG [1] 1
1.1 Định nghĩa và nguồn gốc phát sinh kim loại nặng 1
1.2 Tính chất của kim loại nặng 2
1.3 Tác hại của một số kim loại nặng 3
1.3.1 Asen (As) 3

1.3.2 Cadmium (Cd) 3
1.3.3 Chì (Pb) 4
1.3.4 Crom (Cr) 5
1.3.5 Đồng (Cu) 5
1.3.6 Thủy ngân (Hg) 5
CHƯƠNG II: SỰTÍCH LŨY KIM LOẠI NẶNG Ở ĐỘNG VẬT THỦY SINH [2] 7
2.1 Sự tích lũy sinh học và cơ chế gây độc của kim loại nặng lên tế bào 7
2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến sự tích lũy kim loại nặng ở động vật thủy sinh 8
2.2.1 Nồng độ kim loại nặng trong nước 9
2.2.2 Điều kiện môi trường 9
2.2.3 Đặc tính của động vật thủy sinh 10
CHƯƠNG III: SỰ NHIỄM ĐỘC TỐ KIM LOẠI NẶNG TRONG ĐỘNG VẬT
THỦY SINH Ở MỘT SỐ VÙNG CỤ THỂ 11
3.1 Sự nhiễm kim loại nặng trong cá ở hồ Manyas – Thổ Nhĩ Kỳ [3] 11
3.2 Sự nhiễm kim loại nặng trong cua nhiệt đới ở sông Aponwe, Ado-Ekiti,
Nigeria [4] 12
3.3 Sự nhiễm kim loại nặng trong động vật thủy sinh ở cửa biển Ennore, Ấn Độ
[5] 12
KẾT LUẬN
TÀI LIỆU THAM KHẢO




1

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ KIM LOẠI NẶNG [1]
1.1 Định nghĩa và nguồn gốc phát sinh kim loại nặng
Kim loại nặng là những kim loại có tỷ trọng lớn hơn 5g/cm
3

và thông thường chỉ
những kim loại hoặc các á kim liên quan đến sự ô nhiễm và độc hại. Tuy nhiên chúng
cũng bao gồm những nguyên tố kim loại cần thiết cho một số sinh vật ở nồng độ thấp.


Kim loại nặng được được chia làm 3 loại: các kim loại độc (Hg, Cr, Pb, Zn, Cu,
Ni, Cd, As, Co, Sn,…), những kim loại quý (Pd, Pt, Au, Ag, Ru,…), các kim loại phóng
xạ (U, Th, Ra, Am,…). Tỷ trọng của những kim loại này thông thường lớn hơn 5g/cm
3
.
Kim loại nặng hiện diện trong tự nhiên đều có trong đất và nước, hàm lượng của chúng
thường tăng cao do tác động của con người. Các kim loại nặng do tác động của con người
là nguồn gây ô nhiễm kim loại nặng chủ yếu khi chúng đi vào môi trường đất và nước.
Các kim loại do hoạt động của con người như As, Cd, Cu, Ni và Zn thải ra ước tính là
nhiều hơn so với nguồn kim loại có trong tự nhiên, đặc biệt đối với chì là 17 lần. Nguồn
kim loại nặng đi vào đất và nước do tác động của con người bằng các con đường chủ yếu
như bón phân, bã bùn cống và thuốc bảo vệ thực vật và các con đường phụ như khai
khoáng và kỹ nghệ hay lắng đọng từ không khí (Hình 1).

2


1.2 Tính chất của kim loại nặng
Kim loại nặng không bị phân hủy sinh học, không độc khi ở dạng nguyên tố tự do
nhưng nguy hiểm đối với sinh vật sống khi ở dạng cation do khả năng gắn kết với các
chuỗi cacbon ngắn dẫn đến sự tích tụ trong cơ thể sinh vật sau nhiều năm. Đối với con
người, có khoảng 12 nguyên tố kim loại nặng gây độc như chì, thủy ngân, arsenic,
cadmium, nickel…
Một số kim loại nặng được tìm thấy trong cơ thể và thiết yếu cho sức khỏe con
người, chẳng hạn như sắt, kẽm, magnesium, cobalt, manganese, molybdenum và đồng

mặc dù với lượng rất ít nhưng nó hiện diện trong quá trình chuyển hóa. Tuy nhiên, ở mức
thừa của các nguyên tố thiết yếu có thể nguy hại đến đời sống của sinh vật. Các nguyên
tố kim loại còn lại là các nguyên tố không thiết yếu và có thể gây độc tính cao khi hiện
diện trong cơ thể, tuy nhiên tính độc chỉ thể hiện khi chúng đi vào chuỗi thức ăn. Các
nguyên tố này bao gồm thủy ngân, nickel, chì, arsenic, cadmium, platinum và đồng ở
dạng ion kim loại. Chúng đi vào cơ thể qua các con đường hấp thụ của cơ thể như hô hấp,
tiêu hóa và qua da. Nếu kim loại nặng đi vào cơ thể và tích lũy bên trong tế bào lớn hơn
sự phân giải chúng thì chúng sẽ tăng dần và sự ngộ độc sẽ xuất hiện. Do vậy người ta bị
ngộ độc không những với hàm lượng cao của kim loại nặng mà cả khi với hàm lượng
thấp và thời gian kéo dài sẽ đạt đến hàm lượng gây độc. Tính độc hại của các kim loại
nặng được thể hiện qua:
- Một số kim loại nặng có thể bị chuyển từ độc thấp sang dạng độc cao hơn
trong một vài điều kiện môi trường, ví dụ thủy ngân.
- Sự tích tụ và khuếch đại sinh học của các kim loại này qua chuổi thức ăn có thể
làm tổn hại các hoạt động sinh lý bình thường và sau cùng gây nguy hiểm cho
sức khỏe của con người.
- Tính độc của các nguyên tố này có thể ở một nồng độ rất thấp khoảng 0.1-10
mg/L.

3

1.3 Tác hại của một số kim loại nặng
Ô nhiễm môi trường do tính độc hại của kim loại nặng gây mất cân bằng sinh thái,
làm suy giảm nhiều quần thể sinh vật đã được tìm thấy ở nhiều quốc gia trên thế giới. Khi
sinh vật sống trong môi trường bị ô nhiễm, khả năng tích tụ các chất ô nhiễm trong cơ thể
chúng là rất cao, nhất là ô nhiễm kim loại, gây nguy cơ cho sức khỏe của người tiêu thụ
chúng thông qua chuỗi thức ăn.
1.3.1 Asen (As)
Asen phân bố nhiều nơi trong môi trường, chúng được xếp thứ 20 trong những
nguyên tố hiện diện nhiều trong lớp vỏ của trái đất, hiện diện ít hơn Cu, Sn nhưng nhiều

hơn Hg, Cd, Au, Ag, Sb, Se. Nguồn asen khổng lồ phóng thích vào khí quyển bởi quá
trình tự nhiên là sự hoạt động của núi lửa. Trong môi trường tự nhiên, asen chủ yếu liên
kết với các khoáng mỏ sulfite.
Nước biển có hàm lượng As khoảng 2,6 mg/L, nước mưa không bị ô nhiễm cũng
chứa khoảng 19 ng/L, nước ao hồ 0,2–56 mg/L, và trong nước sông phụ thuộc vào mức
độ ảnh hưởng của nước thải công nghiệp.
Nguồn gây ô nhiễm do hoạt động của con người
- Khai thác quặng mỏ (Cu, Ni, Pb, Zn), luyện kim đưa vào môi trường một
lượng lớn arsenic.
- Đốt các nhiên liệu hóa thạch từ các hộ gia đình, từ các nhà máy điện.
- Sử dụng thuốc diệt nấm, thuốc trừ cỏ, thuốc diệt côn trùng và công nghiệp
(DDT và các loại thuốc trừ sâu hữu cơ khác đều có chứa các hợp chất arsenic
hữu cơ).
Đối với động vật thủy sinh, As làm biến dạng thận trên và tùy tạng của cá da trơn.
As tích lũy trong võng mạc mắt của cá, gan và thận của cá, làm thay đổi các chỉ tiêu
huyết học, làm giảm sự sinh trưởng của cá.
Tác hại của asen đối với sức khỏe con người: tính độc của asen phụ thuộc rất
nhiều vào bản chất của các hợp chất mà nó hình thành, đặc biệt là hoá trị. Asen hoá trị 3
độc hơn rất nhiều so với asen hoá trị 5. Những biểu hiện của ngộ độc asen mãn tính bao
gồm: yếu ớt, mất phản xạ, mệt mỏi, viêm dạ dày, viêm ruột kết, chán ăn, giảm cân, rụng
tóc, Con người bị nhiễm độc asen lâu dài qua thức ăn hoặc không khí dẫn đến bệnh tim
mạch, rối loạn hệ thần kinh, rối loạn tuần hoàn máu, móng giòn dễ gãy với những vạch
trắng ngang móng, rối loạn chức năng gan, thận. Ngộ độc asen cấp tính có thể gây buồn
nôn, khô miệng, khô họng, rút cơ, đau bụng, ngứa tay, ngứa chân, rối loạn tuần hoàn
máu, suy nhược thần kinh,…
1.3.2 Cadmium (Cd)
Cd hiện diện khắp nơi trong lớp vỏ của trái đất với hàm lượng trung bình khoảng
0,1 mg/kg, tuy nhiên hàm lượng cao hơn có thể tìm thấy trong các loại đá trầm tích. Hàng

4

năm sông ngòi vận chuyển một lượng lớn Cd đổ vào các đại dương (GESAMP, 1984
trích trong WHO, 1992).
Nguồn gây ô nhiễm do hoạt động của con người:
- Các ứng dụng chủ yếu của Cd trong trong công nghiệp như: lớp mạ bảo vệ
thép, chất ổn định trong PVC, chất tạo màu trong plastic và thủy tinh, và trong
hợp phần của nhiều hợp kim là một trong những nguyên nhân phóng thích Cd
vào môi trường.
- Hàm lượng của Cd trong phân lân biến động khác nhau tùy thuộc vào nguồn
gốc của đá phosphate.
Cd hấp thụ vào các cơ quan gan, tụy, vỏ, mang và các bộ phận khác của tôm. Gan,
tụy và mang hấp thụ cao nhất. Tuy nhiên, Cd ít ảnh hưởng đến quá trình lột xác của tôm.
Đối với giáp xác, hàm lượng Cd trong nước phải nhỏ hơn 2,0 mg/L. Giới hạn Cd theo đề
nghị trong nước ngọt phải nhỏ hơn 1,1 mg/Lvà 9,3 mg/L ở nước lợ/mặn.
Tác hại của Cd đối với sức khỏe con người: Cadmium được biết gây tổn hại đối
với thận và xương ở liều lượng cao. Nghiên cứu 1021 người đàn ông và phụ nữ bị nhiễm
độc Cd ở Thụy Điển cho thấy nhiễm độc kim loại này có liên quan đến gia tăng nguy cơ
gãy xương ở độ tuổi trên 50 (Tobias Alfvén, 2004). Bệnh itai-itai là bệnh do sự ngộ độc
Cd trầm trọng. Tất cả những bệnh nhân với bệnh này điều bị tổn hại thận, xương đau
nhức trở nên giòn và dễ gãy.
1.3.3 Chì (Pb)
Chì hiện diện tự nhiên trong đất với hàm lượng trung bình 10-84 ppm.
Nguồn gây ô nhiễm do hoạt động của con người:
- Chì được sử dụng trong pin, trong bình ăcqui, trong một số dụng cụ dẫn điện.
Một số hợp chất chì được thêm vào trong sơn, thủy tinh, đồ gốm như chất tạo
màu, chất ổn định, chất kết gắn.
- Các sản phẩm thải từ ứng dụng của chì (như một số hợp chất chì hữu cơ như
tetraetyl hoặc tetrametyl chì được thêm vào trong xăng ở những quốc gia đang
phát triển) làm gia tăng lượng kim loại độc hại này trong môi trường.
Độ độc mãn tính của Pb là làm cho cá bị stress, đen vây. Độ độc cấp tính là ảnh

hưởng lên hệ thống mang, làm tôm cá không hô hấp được.
Tác hại của chì đối với sức khỏe con người: trong cơ thể người, chì trong máu liên
kết với hồng cầu, và tích tụ trong xương. Khả năng loại bỏ chì ra khỏi cơ thể rất chậm
chủ yếu qua nước tiểu. Chu kì bán rã của chì trong máu khoảng một tháng, trong xương
từ 20-30 năm (WHO,1995 trích trong Lars Jarup, 2003). Các hợp chất chì hữu cơ rất bền
vững và độc hại đối với con người, có thể dẫn đến chết người. Những biểu hiện của ngộ
độc chì cấp tính như nhức đầu, tính dễ cáu, dễ bị kích thích, và nhiều biểu hiện khác nhau

5

liên quan đến hệ thần kinh. Con người bị nhiễm độc lâu dài đối với chì có thể bị giảm trí
nhớ, giảm khả năng hiểu, giảm chỉ số IQ, xáo trộn khả năng tổng hợp hemoglobin có thể
dẫn đến bệnh thiếu máu. Chì cũng được biết là tác nhân gây ung thư phổi, dạ dày và u
thần kinh đệm. Nhiễm độc chì có thể gây tác hại đối với khả năng sinh sản, gây sẩy thai,
làm suy thoái nòi giống.
1.3.4 Crom (Cr)
Crom xuất hiện là kết quả của quá trình khoáng hóa và sự hòa tan Cr hữu cơ từ
trong đất. Crom cũng được tìm thấy rộng rãi trong mạ điện, thuộc da, vãi sợi, mực in, ảnh
màu, sản xuất inox, sơn Crom tồn tại trong nước với 2 dạng Cr (III), Cr (VI). Cr (III)
không độc nhưng Cr (VI) độc đối với động thực vật.
Cr cũng được cho là tác nhân làm giảm hoạt động của nội bào, gây đột biến gen,
tác động trực tiếp lên ADN. Tôm rằn Penaeus semisulcatus hấp thu Cr(VI) cao nhất ở
mang, kế đến là gan tụy và ít nhất được tìm thấy trong cơ. Khi bị ảnh hưởng Cr(VI), cá bị
lờ đờ, không bơi lội do bị biến đổi tế bào mô của mang, thận và gan. Dạng CrO
4
2-
có thể
xâm nhập dễ dàng qua màng tế bào.
Với người Cr (VI) gây loét dạ dày, ruột non, viêm gan, viêm thận, ung thư phổi.
1.3.5 Đồng (Cu)

Cu
2+
là dạng độc nhất và khi pH càng tăng thì các dạng của Cu sẽ thay đổi từ Cu
2+
,
CuCO
3
, Cu(CO
3
)
2
2-
, Cu(OH)
3
-
đến dạng cuối cùng là Cu(OH)
4
2-
. Cu
2+
ảnh hưởng đến
80% quá trình quang hợp của tảo ở nồng độ 0,1 mg/L. Ở nồng độ 0,05 mg/L ức chế sự
phát triển của tảo đến 40%. Liều lượng 16~32 mg/kg thức ăn sẽ ảnh hưởng đến sự tăng
trưởng của cá nheo Mỹ nhưng không ảnh hưởng đến tế bào máu cũng như là cơ cá.
Tác hại của đồng đối với sức khoẻ của con người: đồng được xem là một trong
những nguyên tố cần thiết đối với sự phát triển của con người, tuy nhiên sự tích tụ đồng
với hàm lượng cao có thể gây độc cho cơ thể. Cumings (1948) trích trong WHO (1998)
phát hiện đồng thực sự là tác nhân độc hại đối với các bệnh nhân Wilson và khám phá
rằng gan và não của những bệnh nhân này có chứa hàm lượng kim loại này rất cao.
1.3.6 Thủy ngân (Hg)

Thủy ngân hiện diện và tồn tại trong tự nhiên ở nhiều dạng khác nhau: kim loại,
vô cơ và hữu cơ (metyl và etyl thủy ngân). Tất cả những dạng này có tính độc khác nhau
và có thể ảnh hưởng đến sức khoẻ con người. Trong môi trường đất, dạng cation Hg
2+

hiện diện là phổ biến nhất. Hg trong nước ít khi vượt quá 0,1 mg/L, trung bình trong
nước biển khoảng 0,03 mg/L, và nồng độ Hg gia tăng gần các cửa sông chịu ảnh hưởng
từ công nghiệp (Baker, 1977 trích trong Bryan & Langston, 1992). Trong lớp bùn đáy ao
Hg có thể tồn tại từ 10–100 năm. Hg 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, Hg còn liên kết với các gốc hydrocarbon như là CH
3
HgCl, CH
3
Hg
+
và
CH
3
HgCH
3
.

6

Thủy ngân đến từ các nguồn tự nhiên và nguồn do hoạt động của con người:

- Nguồn tự nhiên: hoạt động của núi lửa, sự phong hoá nhiều loại đá có chứa thủy
ngân.
- Nguồn do hoạt động của con người: đến từ các nhà máy điện đốt than; các lò đốt
rác thải; những nơi khai thác thủy ngân, vàng, đồng, kẽm, bạc; các hoạt động luyện kim;
thải bỏ các nhiệt kế và từ đốt rác thải y tế. Riêng chất thải từ các thiết bị y tế có thể phóng
thích chiếm khoảng 5% thủy ngân trong nước thải (WHO, 2007).
Ở động vật thủy sản, Hg được tích lũy trong cơ thể cá thông qua chuỗi thức ăn.
Nồng độ 160 mg/L sẽ ức chế quá trình chuyển giai đoạn trên giáp xác, giảm hô hấp,
ngưng hoạt động bơi lội sau 10 giờ. HgCH
3
(Methyl thủy ngân–MeHg) trong sản phẩm
thủy sản là mối quan tâm chính về sức khỏe toàn cầu. Methyl thủy ngân không thể được
loại bỏ qua quá trình chế biến vì MeHg liên kết với protein trong tế bào cơ của tôm cá.
95% sẽ hấp thụ vào trong các bộ phận cơ quan cá trong vòng 2 ngày và tồn tại trong cơ
thể từ 70–90 ngày.
Ảnh hưởng của thủy ngân đối với sức khỏe con người: Metyl thủy ngân độc hại
đối với hệ thần kinh trung ương và ngoại vi. Hít thở hơi thủy ngân có thể ảnh hưởng tổn
hại đến hệ thần kinh, tiêu hóa, phổi, thận và có thể tử vong. Các muối vô cơ của thủy
ngân có thể phá hủy da, mắt, đường tiêu hóa, và có thể gây ra sự tổn hại thận nếu hấp thụ
(WHO, 2007). Thảm họa ngộ độc metyl thủy ngân (bệnh Minamata) năm 1956 có hơn
2000 người bi ngộ độc trong số này có 43 người chết, hơn 700 người với tàn tật nghiêm
trọng suốt đời (Clark et al., 1997).

7

CHƯƠNG II: SỰTÍCH LŨY KIM LOẠI NẶNG Ở ĐỘNG VẬT THỦY SINH [2]
2.1 Sự tích lũy sinh học và cơ chế gây độc của kim loại nặng lên tế bào
Cấu trúc tế bào có khả năng hấp thu kim loại rất cao do có tầng peptidoglycan dày
và được liên kết thông qua các cầu nối acid amin. Ngoài ra vách tế bào còn có
phospholipid và lipopolysaccharide (LPS), những nhóm chức năng mang điện tích âm
như gốc –COOH, -NH
2
, -N-C=O, -SH… có khả năng hấp thu các kim loại mang điện
tích dương như Cu
2+
, Cd
2+
, Pb
2+
,… Ngoài ra, kim loại có thể được trao đổi với các ion
Ca
2+
, Mg
2+
, K
+
trong tế bào, Cd
2+
, Pb

2+
sẽ thay thế Ca
2+
, Mg
2+
, K
+
.
Sinh vật cần kim loại thiết yếu để duy trì sự sống. Tuy nhiên, khi vượt quá nhu cầu
thì kim loại nặng sẽ tích lũy sinh học và gây độc cho tế bào. Do đó, sự cân bằng trong cơ
thể và khả năng chịu đựng là rất quan trọng để duy trì sự sống, làm cho độ độc cấp tính
giảm bớt đi và ở mức thấp.
Kim loại nặng tương tác và làm biến đổi nội bào hoặc liên kết với nội bào hình
thành nên những enzyme phân hủy protein, tăng sự tổng hợp các protein dị thường, là
những cơ chế gây độc thường gặp nhất của nhiều kim loại nặng.
Về đặc tính cơ bản, kim loại nặng không thể phân hủy thành các hợp phần nhỏ
hơn để gây độc, chúng thường gắn kết với các hợp chất hữu cơ. Hệ thống enzyme trong
cơ thể lại không có chức năng khử độc gây ra bởi kim loại nặng. Chính vì vậy phân tử
hữu cơ gắn kết với kim loại nặng này dần tích lũy vào hệ thống enzyme và tạo ra những
biến đổi.
Một số nghiên cứu gần đây của các nhà khoa học trên thế giới đã đưa ra kết luận
rằng sự tích lũy sinh học kim loại nặng ở động vật được kiểm soát bởi sự cân bằng giữa
sự hấp thu và bài tiết kim loại nặng:

Trong đó C
t
: hàm lượng kim loại trong động vật tại thời điểm t
K
u
: hằng số hấp thu từ môi trường nước

C
w
: hàm lượng kim loại trong môi trường nước
AE : khả năng tiêu hóa kim loại từ chế độ ăn
IR : trọng lượng riêng của động vật
C
f
: hàm lượng kim loại có trong thức ăn
k
e
: tốc độ bài tiết
g : tốc độ tăng trưởng của động vật

Nồng độ của các kim loại nặng trong những bộ phận khác nhau ở động vật thủy
sinh trong suốt quá trình phơi nhiễm và bài tiết cũng khác nhau.

8


Hình 2: Sự phân bố kim loại trong những bộ phận khác nhau ở cá trong và sau
thời gian phơi nhiễm ( Jezierska và Witeska 2001)
1- phơi nhiễm qua nước, 2- phơi nhiễm qua thức ăn
Theo hình 2, bắt đầu tại thời điểm phơi nhiễm qua nước, nồng độ kim loại trong
mang cá tăng nhanh và sau đó thường giảm xuống. Sau khi kết thúc phơi nhiễm, kim loại
nhanh chóng loại bỏ khỏi mang cá. Trong trường hợp phơi nhiễm qua thức ăn, lượng kim
loại tăng chậm hơn nhiều và thường đạt giá trị thấp hơn.
Gan tích lũy một lượng kim loại lớn, bất luận cách hấp thu như thế nào. Gan được
xem như là một sự phản ánh tốt nhất của nước ô nhiễm kim loại nặng, kể từ khi chúng
tích lũy trong bộ phận này sẽ tỉ lệ thuận với sự hiện diện của chúng trong môi trường.
Điều này đặc biệt đúng với Cu và Cd. Lượng kim loại trong gan tăng nhanh trong suốt

thời gian phơi nhiễm và giữ ở mức cao trong khoảng thời gian dài sau phơi nhiễm.
Nồng độ kim loại nặng trong thận tăng chậm hơn so với trong gan, và thường đạt
được giá trị thấp hơn. Trong suốt thời gian sau phơi nhiễm, lượng kim loại trong thận vẫn
giữ ở mức cao, thậm chí có thể tăng trong một thời gian, vì thận là cơ quan bài tiết.
2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến sự tích lũy kim loại nặng ở động vật thủy sinh
Sự tích lũy kim loại nặng phụ thuộc vào nồng độ kim loại, thời gian tiếp xúc, điều
kiện môi trường và đặc tính của động vật thủy sinh (loài, tuổi, thói quen ăn uống). Các bộ
phận khác nhau cũng tích lũy các kim loại khác nhau. Hầu hết các kim loại được tích lũy
trong gan, thận và mang. Cơ của chúng thường có nồng độ kim loại thấp hơn so với các
bộ phận khác.

9

2.2.1 Nồng độ kim loại nặng trong nước
Nồng độ kim loại nặng trong nước càng cao thì sự hấp thu và tích lũy càng nhiều.
Mối quan hệ giữa nồng độ kim loại nặng trong nước và trong động vật thủy sinh đã được
nghiên cứu nhiều. Tuy nhiên cần phải được nhấn mạnh rằng, mối quan hệ này chỉ đúng
khi môi trường sống là nguồn chính gây ô nhiễm kim loại nặng. Nếu thức ăn là nguồn
chính thì mối quan hệ không quan trọng nữa.
2.2.2 Điều kiện môi trường
 Nhiệt độ nước
Nhiệt độ nước cao đẩy mạnh sự tích lũy kim loại nặng (chẳng hạn như Cd) đặc
biệt trong các bộ phận như gan và thận. Sự tích lũy kim loại nặng gia tăng khi
nhiệt độ cao là kết quả từ quá trình trao đổi chất tăng, bao gồm cả quá trình hấp
thu kim loại và tạo liên kết giữa kim loại và các tế bào. Tác giả Douben (1989)
đưa ra rằng tốc độ hấp thu và bài tiết Cd ở cá Noemacheilus barbatulus (một loài
cá nước ngọt phổ biến ở châu Âu) gia tăng khi nhiệt độ cao, trong đó tác động của
nhiệt độ lên sự hấp thu kim loại mạnh hơn là sự bài tiết kim loại.
 Độ pH của nước
Kim loại nặng được pha loãng và bị ảnh hưởng bởi các thành phần nước trên bề

mặt như CO
3
2-
, SO
4
2-
, các hợp chất hữu cơ, … mà hình thành nên các muối hoặc
các phức không tan. Những hợp chất này thường ít có hại cho sinh vật dưới nước.
Một số muối và phức này chìm và được tích lũy trong trầm tích đáy. Tuy nhiên, sự
thay đổi pH của nước (acid tăng lên) sẽ làm hòa tan lại các phức không tan của
kim loại, giải phóng ion kim loại ra môi trường nước, gây ảnh hưởng đến động vật
thủy sinh.
Sự acid hóa của nước có tác động trực tiếp lên tốc độ tích lũy kim loại nặng của
động vật thủy sinh. Một số nghiên cứu ở các hồ khác nhau cho thấy, hàm lượng Pb
và Cd cao trong động vật thủy sinh tại các hồ có tính acid. Sự tích lũy Cu cũng cao
hơn khi pH thấp. Chúng ta có thể kết luận rằng nước bị acid hóa tác động đến sự
tích lũy kim loại nặng của động vật thủy sinh theo cách gián tiếp là thay đổi khả
năng hòa tan của kim loại, hoặc theo cách trực tiếp là phá hủy các mô tế bào, làm
kim loại dễ dàng thấm qua được.
 Độ cứng của nước (chủ yếu là hàm lượng Ca)
Độ cứng của nước tác động đến sự hấp thu các kim loại qua các mô ở mang. Nước
giàu Ca sẽ làm giảm bớt sự tích lũy Cu, Cd, Zn trong mang. Lý do được các nhà
khoa học đưa ra là Ca có thể cạnh tranh với các kim loại khác trong việc tạo thành
liên kết với các mô tế bào trên bề mặt của mang.

10

 Độ mặn của nước
Cũng giống như độ cứng, độ mặn làm giảm quá trình hấp thu và tích lũy kim loại
nặng của động vật thủy sinh. Theo Stagg và Shuttleworth (1982), loài cá bơn nước

mặn ở châu Âu có hàm lượng Cu thấp hơn loài cá nước ngọt. Tốc độ tích lũy Pb ở
Gillichthys mirabilis (một loài cá bống) tỉ lệ nghịch với độ mặn của môi trường
mà chúng sống.
2.2.3 Đặc tính của động vật thủy sinh
Các loài động vật thủy sinh khác nhau sống cùng một môi trường nước cũng tích
lũy kim loại nặng khác nhau. Sự tích lũy này liên quan đến tập tính sống và ăn uống của
chúng. Những loài cá ăn thịt (cá săn mồi) tích lũy nhiều Hg hơn, trong khi những động
vật thủy sinh tầng đáy thì chứa nhiều Cd và Pb.
Riêng đối với cá, hầu hết các hàm lượng kim loại (trừ Hg) đều tỉ lệ nghịch với tuổi
của chúng. Những con cá nhỏ tuổi nhất luôn có hàm lượng kim loại cao nhất. Mối quan
hệ này cũng đúng khi so sánh giữa hàm lượng kim loại nặng và chiều dài của cá (một số
nghiên cứu đối với Cr, Pb, Cu đã chứng minh). Tuy nhiên đối với Hg, hàm lượng sẽ tăng
lên cùng với tuổi và kích cỡ của cá. Sự tỉ lệ thuận này liên quan đến ái lực của Hg với
các mô cơ.














11

CHƯƠNG III: SỰ NHIỄM ĐỘC TỐ KIM LOẠI NẶNG TRONG ĐỘNG VẬT
THỦY SINH Ở MỘT SỐ VÙNG CỤ THỂ
3.1 Sự nhiễm kim loại nặng trong cá ở hồ Manyas – Thổ Nhĩ Kỳ [3]
Hồ Manyas nằm gần phía nam-đông bờ biển của Biển Marmara ở tỉnh Balıkesir
(Thổ Nhĩ Kỳ). Hồ này là một khu bảo tồn thiên nhiên quan trọng đối với chim di cư và
các loài chim săn mồi. Hồ Manyas đang phải đối mặt với một số mối đe dọa môi trường
do các nguồn nước khác của Thổ Nhĩ Kỳ vì lý do áp lực phát triển kinh tế trong những
năm gần đây.
Mục đích của nghiên cứu này là xác định nồng độ của Ag, Al, Cd, Cr, Cu, Fe, Hg,
Mn, Ni, Pb trong mô (cơ bắp, gan và mang) của họ cá chép (điển hình là cá common
carp). Hàm lượng kim loại nặng trong mô cá được phân loại từ cao nhất xuống thấp nhất
là Zn> Al> Fe >Mn> Cu> Pb> Ni> Cd> Hg> Ag> Cr.














Nói chung, các mô khác nhau cho thấy khả năng tích lũy các yếu tố vi lượng khác
nhau. Ag, Cr và Hg không được phát hiện trong các mẫu cá.
Theo tiêu chuẩn về thực phẩm của Thổ Nhĩ Kỳ (giới hạn cho phép của Cd, Cu,
Hg, Pb, Zn lần lượt là 0.1; 20; 0.5; 1.0; 50 mg/kg khối lượng mẫu khô) và theo

12

FAO/WHO, 1998 (Cd, Cr, Mn, Ni, Pb và Zn là 0.1; 0,15; 2.5; 0.4; 0.5 và 50 mg/kg khối
lượng mẫu khô), thì Cu, Cr và Hg là dưới giới hạn cho phép, trong khi đó, Cd, Pb, Zn,
Mn và Ni là vượt quá giới hạn.
3.2 Sự nhiễm kim loại nặng trong cua nhiệt đới ở sông Aponwe, Ado-Ekiti, Nigeria
[4]

Từ kết quả thực nghiệm trên, thấy rằng nồng độ As, Cd, Hg và Se rất thấp từ 0.06
- 0.75 mg/kg. Nồng độ Ni, Pb, Zn thu được trong khoảng 1.50 – 5.60 mg/kg, trong đó,
nồng độ trung bình của Pb là rất cao ( 5.52 mg/kg). Mức độ cao của Pb trong mẫu theo
nghiên cứu là do ô nhiễm của hoạt động rửa xe trong khu vực. Các nguyên tố còn lại
được đánh giá là có giá trị không cao do đó là những nguyên tố thiết yếu.
Nói chung, hàm lượng kim loại nặng trongmô thu được từ các phần phụ thấphơn
từ vùng ngực. Vì vậy sự tích lũy kim loại nặng trong phần mô ở vùng ngực cao hơn các
vùng khác.
3.3 Sự nhiễm kim loại nặng trong động vật thủy sinh ở cửa biển Ennore, Ấn Độ [5]
Sự tiến bộ của ngành công nghiệp đã dẫn đến sự gia tăng các chất ô nhiễm vào các
hệ sinh thái. Cửa biển Ennore là một trong những hệ sinh thái nước quan trọng nhất ở bờ
biển phía đông nam của Ấn Độ, là nơi nhận nước thải từ các khu công nghiệp nặng và
đông dân cư. Vì vậy, các nghiên cứu để xác định mức độ kim loại nặng trong môi trường
biển và xác định mức độ nguy hiểm tiềm tàng cho con người là cần thiết. Trong cuộc
khảo sát này, hàm lượng kim loại nặng Hg, Cu, Cr, Zn, Ni, Pb, Cd và As trong các sinh
vật biển thì cá tiêu thụ nhiều nhất.
Sự tích lũy sinh học của các kim loại nặng trong các mẫu sinh vật biển được cho ở
bảng.

13

Hàm lượng kim loại nặng hiện diện trình tự trong mẫu:
- Tôm sú: Cu> Cd> Zn> Ni> Pb> As> Hg> Cr
- Vẹm vỏ xanh: Cu> Cd> Ni> Zn> Cr> Pb> As> Hg
- Con trai: Cu> Zn> Ni> Cd> Pb> Cr> As> Hg
- Cá vược: Cu> Cd> Zn> Ni> Pb> Cr> As> Hg
- Cá đối đầu dẹt: Zn> Cd> Ni> Cu> Pb> Cr> As> Hg.
Trong các sinh vật biển: hàm lượng kim loại Cu là cao nhất 30,84 ± 0.89μg/g và
hàm lượng thấp nhất là Hg là 0,9 ± 0.11μg/g. Cuộc khảo sát cho thấy hàm lượng kim loại
nặng trong môi trường biển có xu hướng gia tăng. Vì vậy, một thông báo nghiêm trọng
đến tình trạng ô nhiễm công nghiệp dẫn đến ô nhiêm hệ sinh thái và ô nhiễm chuỗi thức
ăn, là cần thiết.











KẾT LUẬN
Qua các số liệu trên cho thấy trong hầu hết các trường hợp, sự nhiễm kim
loại nặng trong động vật thủy sinh thường không gây hại đến con người do sự tích
tụ kim loại trong mô cơ thấp (ngoại trừ Hg)
Tuy nhiên động vật thủy sinh bị nhiễm kim loại nặng là nguy cơ tiềm ẩn gây
nguy hiểm cho các loài cá săn mồi, chim và các động vật có vú khác do đi vào
chuỗi thức ăn. Động vật thủy sinh bị nhiễm kim loại nặng gây mất cân bằng sinh

thái do làm suy giảm nhiều quần thể sinh vật
Một số giải pháp được đưa ra nhằm hạn chế sự nhiễm kim loại nặng trong
động vật thủy sinh, từ đó hạn chế việc gây nguy hiểm cho sức khỏe con người thông
qua chuỗi thức ăn như sau:
- Các quốc gia cần có những quy định nghiêm khắc hơn và kiểm tra chặt chẽ
hơn các nguồn gây ô nhiễm nước.
- Cần có những quy định cụ thể, rõ ràng và kiểm soát chặt chẽ chất lượng
thủy sản khi đưa vào sản xuất và chế biến.
- Đối với người tiêu dùng, không nên ăn các loại hải sản liên tục nhiều ngày
trong tuần. Đặc biệt đối với phụ nữ mang thai, các chuyên gia y tế khuyến
cáo rằng nên hạn chế ăn các loại cá lớn (cá ngừ đại dương, cá thu, cá nhám,
cá đuối, tôm hùm, ốc đá…), tránh món ăn từ cá biển nấu nhừ xương.








TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Huỳnh Trường Giang, Kim loại nặng trong môi trường và nhũng tác động đối
với động vật thủy sản, Khoa Thủy sản, Đại học Cần Thơ.
[2] Barbara Jezierska and Malgorzata Witeska, The metal uptake and
accumualation in fish living in polluted waters, Department of Animal Physiology,
University of Podlasie, Prusa 12, 08-110 Siedlce, Poland.
[3] Arzu ÇİÇEK, Özgür EMİROĞLU, Naime ARSLAN, Heavy Metal
Concentration in Fish of Lake Manyas, Anadolu University, Applied Research
Centre for Environmental Problems, 26555 Eskişehir, Turkey.
[4] FALUSI B.A. and OLANIPEKUN E.O. , Bioconcentration factors of heavy

metals in tropical crab (carcinus sp) from River Aponwe, Ado-Ekiti, Nigeria,
Department of Chemistry, School of Nursing, Ado-Ekiti, P.M.B. 5405, Ado-Ekiti,
Nigeria.
[5] C. Suresh Kumar, M. Jaikumar, Robin R.S., P. Karthikeyan, C. Saravana
Kumar, Heavy Metal Concentration of Sea Water and Marine Organisms in Ennore
Creek, Southeast Coast of India, The Journal of Toxicology and Health. Photon 103
(2013) 192-201