ảnh hưởng của chế độ cho ăn đến khả năng phục hồi enzyme cholinesterase ở cá rô đồng (anabas testudineus) sau khi phơi nhiễm với iprobenfos

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN
BỘ MÔN KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG



NGUYỄN HÀ PHƯƠNG

Luận văn tốt nghiệp Đại học
Chuyên ngành Khoa học Môi Trường

ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ CHO ĂN
ĐẾN KHẢ NĂNG PHỤC HỒI
ENZYME CHOLINESTERASE
Ở CÁ RÔ ĐỒNG (Anabas testudineus)
SAU KHI PHƠI NHIỄM VỚI IPROBENFOS
Cán bộ hướng dẫn: NGUYỄN VĂN CÔNG

Cần Thơ, 2014

i


CHẤP THUẬN CỦA HỘI ĐỒNG
Luận văn kèm theo đây với tựa đề là “Ảnh hưởng của chế độ cho ăn đến thời gian
phục hồi enzyme cholinesterase ở cá rô đồng (Anabas testudineus) sau khi phơi nhiễm
với iprobenfos”, do Nguyễn Hà Phương thực hiện và báo cáo đã được hội đồng chấm
luận văn thông qua.

Chủ tịch hội đồng

Cán bộ phản biện

ThS. Dương Trí Dũng

ThS. Trần Sỹ Nam

Cán bộ hướng dẫn

PGs.TS. Nguyễn Văn Công

ii


LỜI CẢM TẠ
Em xin trân trọng tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất đến Thầy Nguyễn Văn Công, Khoa Môi
trường và TNTN, trường Đại học Cần Thơ đã tận tình hướng dẫn, truyền đạt nhiều kiến
thức, kinh nghiệm quý báu, đóng góp ý kiến trong việc bố trí thí nghiệm, xử lý số liệu và
viết báo cáo luận văn.
Em xin cảm ơn tất cả quý Thầy Cô Khoa Môi trường và TNTN cùng tất cả các Thầy
Cô trường Đại học Cần Thơ đã cung cấp kiến thức chuyên môn, tạo điều kiện thuận lợi
trong suốt thời gian học tập và thực hiện luận văn.
Em chân thành cảm ơn Thầy Trần Sỹ Nam đã nhiệt tình giúp đỡ, hướng dẫn sử dụng
thiết bị và cung cấp các trang thiết bị cần thiết trong quá trình làm việc tại phòng thí
nghiệm.
Em xin chân thành cảm ơn sự động viên, chia sẻ và giúp đỡ nhiệt tình trong quá trình
học tập và thực hiện luận văn của Cô CVHT Nguyễn Thị Như Ngọc, bạn Vỏ Chí Linh,
Hồ Vũ Khanh, Châu Quan Tâm và các bạn trong lớp Khoa học Môi trường khóa 37.
Xin dâng kính lòng biết ơn sâu sắc nhất đến ba, mẹ kính yêu, anh, chị hai đã tạo
những điều kiện thuận lợi nhất để em có được những thành quả như hôm nay.
Xin chân thành cảm ơn

Nguyễn Hà Phương

iii


TÓM TẮT
Nghiên cứu “Ảnh hưởng của chế độ cho ăn đến khả năng phục hồi enzyme
cholinesterase ở cá rô đồng (Anabas testudineus) sau khi phơi nhiễm với iprobenfos” đã
được thực hiện trong điều kiện phòng thí nghiệm. Kết quả cho thấy hoạt tính ChE ở não
rất nhạy cảm với thuốc trừ sâu hoạt tính iprobenfos dù ở mức nồng độ 1% LC50-96 giờ
(0,083 mg/L) vẫn thấy ảnh hưởng đến hoạt lực enzyme ChE; tỷ lệ ức chế ChE có khuynh
hướng tăng theo sự gia tăng nồng độ thuốc và thời gian phơi nhiễm và cao nhất ở 36 giờ
phơi nhiễm. Khả năng phục hồi ChE ở não cá chịu sự ảnh hưởng rõ rệt của chế độ cho
ăn. Khi cho ăn bằng 3% hoặc 6% khối lượng cá thì sau 7 ngày ChE đã phục hồi hoàn
toàn trong khi cho ăn bằng 1% hoặc 2% khối lượng cá thì sau 14 ngày ChE mới phục hồi
hoàn toàn. Ngưỡng ức chế ChE gây chết cá là khác nhau tùy theo thời gian phơi nhiễm và
nồng độ thuốc. Cá chết sớm khi mà tỷ lệ ức chế ChE thấp, cá chết muộn tỷ lệ ức chế ChE
cao.
Từ khóa: Anabas testudineus, iprobenfos, lượng thức ăn, phục hồi ChE

iv


MỤC LỤC
CHẤP THUẬN CỦA HỘI ĐỒNG ..................................................................................ii
LỜI CẢM TẠ ................................................................................................................ iii
TÓM TẮT ...................................................................................................................... iv
MỤC LỤC ....................................................................................................................... v
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ......................................................................................... vii
DANH SÁCH BẢNG ...................................................................................................viii

DANH SÁCH HÌNH ...................................................................................................... ix
Chương 1 MỞ ĐẦU ........................................................ Error! Bookmark not defined.
Chương 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU ................................ Error! Bookmark not defined.
2.1 Tổng quan về độc cấp tính .................................. Error! Bookmark not defined.
2.1.1 Các yếu tố của môi trường ảnh hưởng đến độc tính của độc chất ......... Error!
Bookmark not defined.
2.2 Tổng quan về thuốc BVTV ................................. Error! Bookmark not defined.
2.2.1 Khái niệm thuốc bảo vệ thực vật .................. Error! Bookmark not defined.
2.2.2 Phân loại thuốc BVTV ................................. Error! Bookmark not defined.
2.2.3 Cách tác động của thuốc BVTV ................... Error! Bookmark not defined.
2.2.4 Sơ lược về tình hình sử dụng thuốc BVTV ... Error! Bookmark not defined.
2.2.5 Ảnh hưởng của thuốc trừ sâu lên sinh lý, sinh hóa ở thủy sinh vật ....... Error!
Bookmark not defined.
2.3 Đặc tính của thuốc sử dụng trong thí nghiệm ...... Error! Bookmark not defined.
2.3.1. Hoạt chất Iprobenfos .................................... Error! Bookmark not defined.
2.3.2. Thuốc sử dụng trong thí nghiệm Kisaigon 50ND ....... Error! Bookmark not
defined.
2.4 Tổng quan về enzyme cholinesterase .................. Error! Bookmark not defined.
2.4.1 Sơ lược về enzyme cholinesterase ................ Error! Bookmark not defined.
2.4.2 Cơ chế tác động của thuốc trừ sâu gốc lân hữu cơ đến enzyme ChE ... Error!
Bookmark not defined.
2.4.3 Nhạy cảm, ức chế và phục hồi enzyme cholinesterase Error! Bookmark not
defined.
2.4.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính enzyme cholinesterase ................. Error!
Bookmark not defined.
2.5 Đặc điểm sinh học của cá rô đồng ....................... Error! Bookmark not defined.
2.5.1 Phân loại ...................................................... Error! Bookmark not defined.
2.5.2 Hình thái ...................................................... Error! Bookmark not defined.
2.4.1. Phân bố ........................................................ Error! Bookmark not defined.
2.5.3 Tập tính ........................................................ Error! Bookmark not defined.

2.5.4 Sinh sản........................................................ Error! Bookmark not defined.
2.5.5 Hiện trạng .................................................... Error! Bookmark not defined.
2.5.6 Chế độ cho ăn khi nuôi cá rô đồng ............... Error! Bookmark not defined.
Chương 3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................... Error! Bookmark not defined.
3.1 Địa điểm và thời gian thực hiện .......................... Error! Bookmark not defined.
3.2 Dụng cụ thí nghiệm chính ................................... Error! Bookmark not defined.
3.3 Hoá chất ............................................................. Error! Bookmark not defined.
3.4 Sinh vật thí nghiệm ............................................. Error! Bookmark not defined.
3.5 Bố trí thí nghiệm ................................................. Error! Bookmark not defined.
3.5.1 Xác định thời gian ức chế ChE cao nhất khi phơi nhiễm với iprobenfos ở
nồng độ dưới ngưỡng gây chết .................................. Error! Bookmark not defined.
v


3.5.2 Xác định khả năng phục hồi enzyme cholinesterase ở cá rô đồng sau khi
phơi nhiễm với iprobenfos ở các chế độ cho ăn khác nhau ...... Error! Bookmark not
defined.
3.5.3 Xác định liên quan giữa nồng độ, thời gian phơi nhiễm iprobenfos với ức
chế ChE đến mức làm cá chết. ................................... Error! Bookmark not defined.
3.6 Xử lý mẫu và phân tích ....................................... Error! Bookmark not defined.
3.6.1 Xử lý mẫu .................................................... Error! Bookmark not defined.
3.6.2 Phân tích hoạt tính enzyme cholinesterase .... Error! Bookmark not defined.
3.7 Xử lý kết quả ...................................................... Error! Bookmark not defined.
3.7.1 Các công thức tính ....................................... Error! Bookmark not defined.
3.8 Xử lý số liệu ....................................................... Error! Bookmark not defined.
Chương 4 KẾT QUẢ - THẢO LUẬN ............................. Error! Bookmark not defined.
4.1 Thay đổi tỷ lệ ức chế ChE cá rô đồng sau khi phơi nhiễm iprobenfos ở nồng độ
dưới ngưỡng gây chết ................................................... Error! Bookmark not defined.
4.1.1 Các yếu tố môi trường .................................. Error! Bookmark not defined.
4.1.2 Thay đổi tỷ lệ ức chế hoạt tính ChE ở cá rô đồng khi tiếp xúc với thuốc trừ

sâu hoạt chất iprobenfos ............................................ Error! Bookmark not defined.
4.2 Khả năng phục hồi enzyme cholinesterase ở cá rô đồng sau khi phơi nhiễm với
iprobenfos ở các chế độ cho ăn khác nhau .................... Error! Bookmark not defined.
4.2.1 Các yếu tố môi trường .................................. Error! Bookmark not defined.
4.2.2 Khả năng phục hồi enzyme cholinesterase ở cá rô đồng sau khi phơi nhiễm
với iprobenfos ở nồng độ 2,07 mg/L .......................... Error! Bookmark not defined.
4.3 Liên quan giữa nồng độ, thời gian phơi nhiễm iprobenfos với ức chế ChE đến
mức làm cá chết ............................................................ Error! Bookmark not defined.
4.3.1 Các yếu tố môi trường .................................. Error! Bookmark not defined.
4.3.2 Thay đổi sinh lý của cá rô đồng từ khi phơi nhiễm với iprobenfos đến khi cá
chết và tỷ lệ cá chết theo thời gian. ............................ Error! Bookmark not defined.
4.3.3 Liên quan giữa nồng độ, thời gian phơi nhiễm iprobenfos với ức chế ChE
đến mức làm cá chết .................................................. Error! Bookmark not defined.
Chương 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT ............................ Error! Bookmark not defined.
5.1 Kết luận .............................................................. Error! Bookmark not defined.
5.2 Đề xuất ............................................................... Error! Bookmark not defined.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC

vi


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
AChE: Achetylcholinesterase
BChE: Butyrylcholinesterase
BVTV: Bảo vệ thực vật
ctv: cộng tác viên
ChE: Cholinesterase
DO: oxy hòa tan
ĐBSCL: Đồng Bằng Sông Cửu Long

et al: cộng tác viên
FCR: Hệ số chuyển hóa thức ăn
LC50: Ngưỡng gây chết 50% sinh vật thí nghiệm
LOEC: Nồng độ thấp nhất thấy ảnh hưởng.
PTNT: phát triển nông thôn
WHO: tổ chức y tế thế giới

vii


DANH SÁCH BẢNG
Bảng 2.1: Phân loại độ độc theo LC50- 96 giờ ................. Error! Bookmark not defined.
Bảng 2.2: Giá trị LC50-96 giờ của thuốc trừ sâu lên một số loại cá Error! Bookmark not
defined.
Bảng 2.3: Phân loại thuốc BVTV ..................................... Error! Bookmark not defined.
Bảng 2.4: Ngưỡng oxy của cá rô đồng dưới ảnh hưởng của diazinon và fenbucarb . Error!
Bookmark not defined.
Bảng 2.5: Giá trị LC50-48 giờ của thuốc trừ sâu hoạt chất iprobenfos lên một số loài cá
........................................................................................ Error! Bookmark not defined.
Bảng 2.6: Tác động của các yếu tố trữ mẫu đến hoạt tính ChE ....... Error! Bookmark not
defined.
Bảng 4.1: Oxy hòa tan, pH và nhiệt độ nước trong thời gian thí nghiệm 48 giờ....... Error!
Bookmark not defined.
Bảng 4.2: Oxy hòa tan, pH và nhiệt độ trong thí nghiệm phục hồi . Error! Bookmark not
defined.
Bảng 4.3: Oxy hòa tan, pH và nhiệt độ trong thời gian thí nghiệm 96 giờ ............... Error!
Bookmark not defined.
Bảng 4.4: Tỷ lệ cá chết (%) trong thời gian thí nghiệm 96 giờ ....... Error! Bookmark not
defined.

viii


DANH SÁCH HÌNH
Hình 2.1 Bản đồ phân bố cá rô đồng trên thế giới ............ Error! Bookmark not defined.
Hình 4.1 Thay đổi tỷ lê ức chế ChE (%) trong não cá rô đồng trong 48 giờ thí nghiệm
........................................................................................ Error! Bookmark not defined.
Hình 4.2: Diễn biến tỷ lê ức chế ChE trong não cá rô đồng theo thời gian trong điều kiện
cho ăn với các mức khẩu phần khác nhau......................... Error! Bookmark not defined.
Hình 4.3: Tỷ lê ức chế ChE (%) trong não cá rô đồng trong 96 giờ thí nghiệm ....... Error!
Bookmark not defined.

ix


Chương 1
MỞ ĐẦU
Việt Nam có khí hậu nóng ẩm, mưa nhiều thuận lợi cho cây lúa phát triển. Tuy nhiên,
kèm theo đó là sự phát triển của nhiều loại dịch hại, trong đó bệnh đạo ôn là một trong các
bệnh hại nghiêm trọng nhất của cây lúa ở Việt Nam và các nước trồng lúa trên thế giới (Vũ
Triệu Mân và ctv., 2007). Thiệt hại hằng năm do bệnh này trong khoảng 10-30% sản lượng
lúa thế giới (Leong, 2004). Đạo ôn là một bệnh nguy hiểm và phổ biến ở bất kì nơi nào
trồng lúa, do bệnh xuất hiện nhiều, diện rộng và nấm có thể tấn công ở tất cả các giai đoạn
của cây lúa từ giai đoạn mạ đến giai đoạn lúa chín. Tại Việt Nam, bệnh đạo ôn xuất hiện ở
cả ba miền Bắc, Trung và Nam (Đặng Thị Thuỳ Vân, 2013).
Nông dân hiện nay phòng trị bệnh đạo ôn lúa dựa chủ yếu vào thuốc đặc hiệu để khống
chế bệnh (Lâm Quốc Nam, 2010). Trong năm 2012 có hơn 48 hoạt chất trị bệnh đạo ôn
trong danh mục thuốc BVTV cho phép sử dụng. Trong đó, thuốc BVTV chứa hoạt chất
iprobenfos như Kisaigon, Kian 50EC, Afumin 45EC, Dacbi 20WP, 800WP, Superbem
750WP,… thường được sử dụng. Các thuốc này thuộc nhóm lân hữu cơ và có cơ chế gây

độc cho sinh vật qua ức chế enzyme cholinesterase. Enzyme này có chức năng quan trọng
trong hoạt động của hệ thần kinh ở động vật (Peakall, 1992). Khi enzyme này bị ảnh hưởng
sẽ gây nhiều bất lợi cho sinh vật như giảm khả năng di chuyển, bắt mồi, lẫn tránh kẻ thù
và chết (Fulton and Key, 2001).
Năng lượng có ảnh hưởng đến sự giải độc của sinh vật khi tiếp xúc với các chất độc
hại. Cá Zebra (Danio rerio) tăng lượng thức ăn tiêu thụ tăng sau khi phơi nhiễm với lân
hữu cơ (Roex et al., 2003). ChE trong não cá rô đồng phục hồi nhanh ở trường hợp cho ăn
hơn không cho ăn (Nguyễn Khắc Du, 2010).
Cá rô đồng (Anabas testudineus) là loài có cơ quan hô hấp khí trời, có thể sống nơi oxy
hoà tan (DO) thấp và nơi cư trú chủ yếu và lâu dài của cá rô ở ĐBSCL là ruộng lúa (Trương
Thủ Khoa và Nguyễn Thị Thanh Hương, 1993). Do đó, loài cá này khó tránh khỏi phơi
nhiễm với thuốc BVTV.
Do tính phổ biến của việc sử dụng hoạt chất iprobenfos trong phòng trị bệnh đạo ôn và
chưa có nghiên cứu nào nói về độc tính cũng như ảnh hưởng của hoạt chất iprobenfos lên
enzyme cholinesterase và khả năng phục hồi ChE ở cá rô đồng trong các điều kiện dinh
dưỡng khác nhau. Do đó, việc thực hiện đề tài nghiên cứu “Ảnh hưởng của chế độ cho ăn
đến khả năng hồi enzyme cholinesterase ở cá rô đồng (Anabas testudineus) sau khi phơi
nhiễm với iprobenfos” là hết sức cần thiết.
Mục tiêu:
Xác định được mức ức chế và khả năng phục hồi enzyme ChE sau khi tiếp xúc
iprobenfos ở các chế độ cho ăn khác nhau.

1


Nội dung nghiên cứu:
- Xác định thời gian ức chế ChE cao nhất khi phơi nhiễm với iprobenfos ở các nồng độ
dưới ngưỡng gây chết.
- Xác định khả năng phục hồi enzyme cholinesterase ở cá rô đồng sau khi phơi nhiễm
với iprobenfos ở các chế độ cho ăn khác nhau.

- Xác định liên quan giữa nồng độ, thời gian phơi nhiễm iprobenfos với ức chế ChE
đến mức làm chết cá rô đồng.

2


Chương 2
LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
2.1 Tổng quan về độc cấp tính
Thuốc xâm nhập vào cơ thể tức thời gọi là độc cấp tính (Phạm Văn Biên et al., 2000).
Độc cấp tính của thuốc biểu thị qua nồng độ gây chết trung bình. LC50 là nồng độ có thể
gây chết 50% cá thể thí nghiệm ở điều kiện nhất định. Mỗi loại thuốc có giá trị LC50 khác
nhau. Độ độc cấp tính dựa vào LC50-96 giờ theo phân loại của Farm Chemical Handbook
(Meister and Sine, 1997) (Bảng 2.1) được chia làm 5 mức như sau:
Bảng 2.1: Phân loại độ độc theo LC50- 96 giờ

STT
1
2
3
4
5

Phân loại
Rất độc
Độc cao
Độc trung bình
Độc ít
Hầu như không độc

LC50-96 giờ (mg/L)
< 0,1
0,1-1
1-10
10-100
>100

Giá trị LC50-96 giờ ở các loài cá khác nhau thì khác nhau, đối với hoạt chất diazinon
giá trị này ở cá rô đồng (Anabas testudineus), cá lóc (Channa punctatus) và cá mè vinh
(Barbodes gomonotus) lần lượt là 6,55; 3,09 và 2,72 mg/L. Khi tiếp xúc với diazinon ở
nồng độ gây chết, cá rô đồng, cá lóc và cá mè vinh đều có biểu hiện bất thường như di
chuyển không định hướng, mất thăng bằng và co thắt cơ (Rahma et al., 2002).Tuy nhiên,
độc tính của diazinon đối với cá chép, cá mè vinh và cá rô phi gần như tương đương nhau,
giá trị LC50-96 giờ lần lượt là 3,66; 3,69 và 3,50 mg/L (Đỗ Thị Thanh Hương, 1997).
Bảng 2.2: Giá trị LC50-96 giờ của thuốc trừ sâu lên một số loại cá
Tên hoạt chất

Loài

Cypermethrin

Pangasianodon
hypophthalmus
Anabas testudineus
Barbodes gomonotus
Channa punctatus
Oreochromis niloticus
Cyprinus carpio
B.gonionotus
Anabas testudineus

Cyprinus carpio
Anabas testudineus
Channa striata
Anabas testudineus

Cypermethrin
Diazinon
Diazinon
Diazinon
Diazinon
Diazinon
Diazinon
Fenobucarb
Fenobucarb
Fenobucarb
Isoprocarb

LC50-96 giờ Tác giả
(mg/L)
0,072 Lý Ngọc Trân, 2011
0,39
2,72
3,09
3,50
3,66
3,69
6,55
10,30
11,37
11,40

19,30

Quách Văn Trờ, 2009
Rahman et al., 200.2
Rahman et al., 2002
Đỗ Thị Thanh Hương, 1997
Đỗ Thị Thanh Hương, 1997
Đỗ Thị Thanh Hương, 1997
Rahman et al., 2002
Nguyễn Trọng Hồng Phúc, 2010
Trịnh Thị Lan, 2004
Cong et al., 2006
Nguyễn Khắc Du, 2010

(Nguyễn Quang Trung, 2014; Ngô Tố Linh, 2008)

Nhìn chung sức chịu đựng của cá rô đồng đối với các hoạt chất khác nhau là khác nhau,
tuy nhiên có thể nói cá rô đồng có sức chịu khá cao đối với độc chất so với các loài cá khác.

3


2.1.1 Các yếu tố của môi trường ảnh hưởng đến độc tính của độc chất
a. Nhiệt độ
Nhiều sinh vật sẽ tăng trao đổi chất khi nhiệt độ tăng (Qin et al., 1997; Liu et al., 2000;
Lermen et al., 2004; trích dẫn của Võ Thị Yến Lam, 2011). Thông thường khi nhiệt độ
tăng 100C, cường độ trao đổi chất của sinh vật sẽ tăng gấp đôi. Trao đổi chất tăng cũng có
nghĩa là sinh vật sẽ tăng cường nhịp thở. Khi đó, với sinh vật dưới nước, các chất hòa tan
trong nước sẽ có nhiều cơ hội tiếp xúc với mang, xâm nhập vào cơ thể sinh vật (Nguyễn
Văn Công, 2012), gây độc nhanh hơn, làm tăng độc tính của hoá chất đó (Jimeniz et al.,

1987; Murty, 1988; Tsui and Wang, 2004; trích dẫn của Võ Thị Yến Lam, 2011). Độc tính
của endrin đối với cá vàng (Goldfish) tăng theo nhiệt độ; giá trị LC50-48 giờ ở 4oC là 0,14
mg/L; ở 17-18oC là 0,0004 mg/L đến 0,008 mg/L và ở 27oC là 0,02 mg/L. Kết quả nghiên
cứu của Tsui and Wang (2004) cho thấy sự hấp thụ Hg2+ và MeHg của giáp xác râu ngành
Daphnia magna tăng từ 32% lên 73% khi nhiệt độ tăng từ 14oC lên 24oC. Ở cá Lepomis
macrochirus, sự hấp thụ hoá chất benzoapyren ở 13oC thấp hơn ở 23oC là 5,8 lần (Jimenez
et al., 1987). LC50-96 giờ của thuốc trừ sâu profenofos trên cá tuế giảm từ 333 µg/L xuống
còn 21,5 µg/L khi thay đổi nhiệt độ và DO từ 20±2oC và 6-9 mg/L sang 30±2oC và 1,5-3
mg/L (Baer et al., 2002; trích dẫn của Võ Thị Yến Lam, 2011).
Tuy nhiên, ở cá hồi đại dương thì độc tính tăng khi nhiệt độ giảm; giá trị LC50-96 giờ
của kẽm (Zn) ở nhiệt độ 19oC cao hơn ở nhiệt độ 3oC và 5oC. Cá tuế đầu dẹp lại có LC5096 giờ của kẽm ở 15oC, cao gấp 2 lần so với 25oC (Lê Huy Bá và ctv., 2008).
b. Oxy hoà tan trong nước
Oxy hoà tan là một trong các yếu tố quan trọng cho sự sống còn và phát triển của thuỷ
sinh vật. Trong điều kiện môi trường thiếu hụt oxy hòa tan (DO) thì hầu hết sinh vật sẽ gia
tăng khả năng lấy oxy cho nhu cầu cơ thể. Sự gia tăng được thực hiện thông sự gia tăng
trao đổi nước qua mang, tăng hoạt động cơ quan hô hấp khí trời, tăng lượng hồng cầu, tăng
ái lực hay khả năng gắn kết oxy với hồng cầu (Jensen et al., 1993; Mark et al., 2006). Hậu
quả làm cho độc chất xâm nhập vào cơ thể nhiều hơn và gây độc nhanh hơn (Hoey et al.,
1991). Kết quả nghiên cứu của Natarajan (1981) cho thấy loài cá này tăng cường lấy oxy
từ không khí và làm giảm lấy oxy trong nước khi tiếp xúc với môi trường có hoá chất
metasystox (thuốc BVTV gốc lân hữu cơ). Trong môi trường có carbaryl (gốc carbamate)
loài cá Macropodus cupanus cũng tăng cường đớp khí (Arunachalam and Palanichamy,
1982; trích dẫn của Võ Thị Yến Lam, 2011).
Sự khác nhau lớn về DO cũng làm gia tăng độc tính của thuốc trừ sâu đến cá (Baer et
al., 2002). Trong điều kiện bình thường, DO không làm ảnh hưởng đến hoạt tính ChE
(Nguyễn Văn Công và ctv., 2006) nhưng khi DO giảm từ 6-9 mg/L xuống còn 1,7-2,6 mg/L
kết hợp với nhiệt độ tăng từ 20oC lên 30oC thì giá trị LC50-96 giờ của thuốc profenofos
lên cá Pimephales promelas giảm từ 333 µg/L xuống 21,5 µg/L (Baer et al., 2002). Điều

4

này cho thấy giảm DO kết hợp với tăng nhiệt độ sẽ làm tăng ảnh hưởng của hóa chất (Ngô
Tố Linh, 2008).
c. pH
Ảnh hưởng chính của sự thay đổi pH lên độc chất là làm tăng sự ion hoá. Các phân tử
không liên kết sẽ trở nên độc hơn do chúng dễ xâm nhập vào tế bào hơn (Lê Huy Bá và
ctv., 2008). Giá trị pH trong môi trường ảnh hưởng đến độc tính của hoạt chất hoá học.
Một số hoá chất độc tính tăng lên khi pH tăng. Mexacanbate tăng độc tính đối với cá mang
xanh 38 lần khi tăng pH từ 7,5 lên 9,5; giá trị LC50-96 giờ tương ứng là 22,9 mg/L; 0,6
mg/L (Murty, 1988, trích dẫn của Võ Thị Yến Lam, 2011). Sự thay đổi pH ảnh hưởng ít
đến độc chất của thuốc BVTV parathion hơn nhiệt độ (Lydy et al., 1990). Mayer and
Ellersieck (1986) cũng xác định pH có ảnh hưởng không đáng kể đối với độc cấp tính của
parathion cũng như thuốc trừ sâu gốc lân hữu cơ (trích dẫn của Ngô Tố Linh, 2008).
d. Các yếu tố khác
Độ cứng của nước hầu như không ảnh hưởng đến độc tính của thuốc hoá học gốc clo
và lân hữu cơ. Độc tính phenol, aniline và clorobenzen đối với các giai đoạn phát triển của
khác nhau của cá Pecca (Largemouth bass), cá vàng, cá hồi ở độ cứng 50 mg/L và 200
mg/L, trong khi aniline và clorobenzen không ảnh hưởng bởi độ cứng của nước (Murty,
1988). Một số chất trung gian trong quá trình chuyển hoá độc tính thấp hơn chất ban đầu,
tuy nhiên cũng có chất độc hơn. Chất befuracarb (oncol) chuyển thành carbofuran (furadan)
độc hơn (Phạm Văn Biên và ctv., 2000).
2.2 Tổng quan về thuốc BVTV
2.2.1 Khái niệm thuốc bảo vệ thực vật
Thuốc BVTV là những hợp chất có nguồn gôc tự nhiên hay tổng hợp dùng để phòng
và trừ sinh vật gây hại cho cây trồng và nông sản (Lê Văn Khoa, 1999).
2.2.2 Phân loại thuốc BVTV
2.2.2.1

Phân loại theo đối tượng phòng trừ

Theo Phạm Văn Biên và ctv. (2003) đối tượng phòng trừ thì thuốc trừ sâu gồm các loại
chính sau:
- Thuốc trừ sâu: là thuốc trừ các loại côn trùng gây hại cây trồng, nông sản, gia súc, con
người. Các loại thuốc trừ sâu nói chung đểu rất độc với con người và môi trường.
- Thuốc trừ bệnh: là thuốc phòng trừ các loài vi sinh vật gây bệnh cho cây (nấm, vi
khuẩn, tuyến trùng). Các thuốc trừ bệnh nói chung ít độc so với thuốc trừ sâu.
- Thuốc trừ cỏ: Là những thuốc phòng trừ các loại thực vật, rong, tảo mọc lẫn với cây
trồng. Thuốc trừ cỏ cũng ít độc hơn so với thuốc trừ sâu.

5


2.2.2.2 Phân loại theo gốc hóa học
Theo Phạm Văn Biên và ctv. (2003) phân loại theo gốc hoá học như sau:
- Nhóm thuốc thảo mộc: là thuốc trừ sâu có trong thực vật. Có độ độc cấp tính cao
nhưng mau phân hủy trong môi trường.
- Nhóm clo hữu cơ: có độ độc cấp tính tương đối thấp nhưng tồn lưu lâu trong cơ thể
người, động vật và môi trường, gây độc mãn tính nên nhiều sản phẩm bị cấm hoặc hạn chế
sử dụng.
- Nhóm lân hữu cơ (Organophosphorus): độ độc cấp tính của các loại thuốc thuộc nhóm
này tương đối cao nhưng mau phân hủy trong cơ thể người và môi trường hơn so với nhóm
clo hữu cơ. Một số thuốc lân hữu cơ rất độc cũng đã bị cấm hoặc hạn chế sử dụng. Nhóm
này tác động vào hệ thần kinh của côn trùng bằng cách ngăn cản tạo thành men
cholinesterase làm cho thần kinh hoạt động kém và gây ngộ độc cấp tính.
- Nhóm carbamate: thuốc được dùng rộng rãi bởi vì thuốc tương đối rẻ tiền, hiệu lực
cao, độ độc cấp tính tương đối cao, khả năng phân hủy tương tự nhóm lân hữu cơ.
- Nhóm cúc tổng hợp (Pyrethoide): Cơ chế diệt côn trùng chủ yếu bằng đường tiếp xúc
và vị độc, hiệu lực nhanh, dễ bay hơi và tương đối mau phân hủy trong môi trường và cơ
thể.

- Các hợp chất pheromone: Là những hóa chất đặc biệt do sinh vật tiết ra để kích thích
hành vi của những sinh vật khác cùng loài.
- Các chất điều hòa sinh trưởng côn trùng (Nomolt, Applaud,…): là những chất được
dùng để biến đổi sự phát triển của côn trùng. Chúng ngăn cản côn trùng biến thái từ tuổi
nhỏ sang tuổi lớn hoặc ép buộc chúng phải trưởng thành từ rất sớm: rất ít độc với người và
môi trường.
- Nhóm thuốc trừ sâu vi sinh: rất ít độc với người và các sinh vật không phải là dịch
hại.
- Ngoài ra còn có nhiều chất có nguồn gốc hóa học khác, một số sản phẩm từ dầu mỏ
được dùng làm thuốc trừ sâu.
2.2.2.3 Phân loại dựa độc cấp tính
Sự phân loại dựa trên độ độc cấp tính. Giá trị LC50 (Lethal Concentration) là độ độc
của một hoạt chất có trong không khí hoặc nước. Chỉ số LC50 càng thấp thì độ độc càng
cao. LD50 (Lethal Dose) là chỉ số biểu thị độ độc cấp tính của một loại thuốc BVTV đối
với động vật máu nóng. LD50 càng thấp thì độ độc càng cao. Giá trị LC50 hay LD50 được
sử dụng để đánh giá độc cấp tính của hoá chất nói chung hay thuốc BVTV nói riêng (Phạm
Văn Biên và ctv., 2003).
Theo tổ chức y tế thế giới (WHO) thì thuốc BVTV được chia làm 5 nhóm độc khác
nhau: Nhóm Ia (rất độc), nhóm Ib (độc cao), nhóm II (độc trung bình), nhóm III (ít độc),
6


nhóm IV (hầu như không độc) (www.who.int). Ở Việt Nam, độc độc thuốc BVTV chia
làm 4 nhóm.
Bảng 2.3: Phân loại thuốc BVTV
Biểu tượng
Đầu lâu xương chéo trên nền trắng
Chữ thập đen trên nền trắng

Phân nhóm

Nhóm I: Rất độc
Nhóm II: Độc trung bình

Ký hiệu
Chữ đen trên dải đỏ
Chữ đen trên dải vàng

Nhóm III: Ít độc

Chữ đen trên dải xanh nước biển Vạch đen không liên tục trên nền
trắng

Nhóm IV: Rất ít độc

Chữ đen trên dải xanh lá cây
(Phạm Văn Biên và ctv., 2003)

2.2.3 Cách tác động của thuốc BVTV
Theo Phạm Văn Biên và ctv. (2000) thì cách tác động là đường xâm nhập gây hại của
thuốc vào cơ thể dịch hại. Cách tác động chủ yếu của thuốc BVTV là:
- Tiếp xúc: thuốc trừ sâu tiếp xúc xâm nhập vào cơ thể qua biểu bì. Thuốc trừ sâu tiếp
xúc khi phun lên cây chỉ bám dính trên bề mặt lá hoặc vỏ than và chỉ diệt những vi sinh
vật có tiếp xúc với thuốc trong bề mặt cây.
- Vị độc: tác động của thuốc xâm nhập vào bộ phận tiêu hoá của động vật. Chất độc ăn
qua đường miệng vào trong ruột, hoà tan vào trong dịch vị của dạ dày và ruột giữa, thấm
qua thành ruột và di chuyển đến các cơ quan trong cơ thể để gây hại.
- Xông hơi: thuốc có thể chuyển sang dạng hơi, có tác động diệt côn trùng, nấm, vi
khuẩn, chuột. Hơi thâm nhập qua lỗ thở rồi tiêu diệt dịch hại.
- Nội hấp (lưu dẫn): khả năng của thuốc có thể thâm nhập và di chuyển trong cây để
diệt dịch hại bằng cách tiếp xúc gây vị độc. Trong cây, thuốc có thể di chuyển 2 chiều là

hướng ngọn và hướng rễ.
- Thấm sâu: thuốc có khả năng thấm qua các tế bào biểu bì cây để giết dịch hại nằm
dưới lớp biểu bì mà không có khả năng di chuyển trong cây.
2.2.4 Sơ lược về tình hình sử dụng thuốc BVTV
Bộ Nông nghiệp và PTNT (2013) ban hành danh mục thuốc BVTV được phép sử dụng
ở Việt Nam bao gồm thuốc trừ sâu với 745 hoạt chất với 1662 tên thương phẩm, thuốc trừ
bệnh: 552 hoạt chất với 1229 tên thương phẩm.
Theo Cục Bảo vệ Thực vật (2008) thì số tên hoạt chất thuốc trừ sâu tăng 2,23 lần so với
năm 2003, trong các loại thuốc BVTV đang lưu hành ở nước ta thì có hơn 40% thuốc chứa
gốc lân hữu cơ. Khoảng 50% thuốc BVTV chứa gốc lân hữu cơ và carbamate trong tổng
số các loại thuốc trừ sâu đang được sử dụng trong lĩnh vực nông nghiệp ở Việt Nam, đặc
biệt là ĐBSCL (www.ppd.gov.vn). Đến năm 2012, lượng thuốc trừ sâu nhập khẩu đã tăng
đến mức báo động 55000 tấn (Chu Khôi, 2013; trích dẫn của Đinh Minh Trường, 2013)

7


Tóm lại, việc sử dụng thuốc BVTV trên đồng ruông có chiều hướng gia tăng nhằm duy
trì năng suất và sản lượng lúa cho tiêu thụ nội địa và xuất khẩu, chính vì vậy các loài cá
trong ruông lúa có nhiều nguy cơ phơi nhiễm thuốc BVTV (Nguyễn Quang Trung, 2014).
2.2.5 Ảnh hưởng của thuốc trừ sâu lên sinh lý, sinh hóa ở thủy sinh vật
Khi bị nhiễm độc, các ảnh hưởng xảy ra bên trong cơ thể sinh vật bao gồm thay đổi
sinh lý, sinh hóa, và chức năng của các tổ chức mô, cơ quan trong cơ thể,… Một số ảnh
hưởng rất khó có thể nhận biết, một số khác có thể quan sát và theo dõi để nhận thấy được.
Khi sống trong môi trường ô nhiễm thuốc BVTV, cá thường có những biểu hiện sinh
lý có thể nhận thấy như: thay đổi cường độ hô hấp, chu kỳ đớp khí (những loài có cơ quan
hô hấp phụ), hoạt động bơi lội, … Cá lẫn tránh hóa chất độc hại bằng cách bơi lội đến nơi
có nồng độ ô nhiễm thấp hơn (Giattia and Garton, 1983; Scott and Sloman, 2004). Hoạt
động bơi lội của cá biểu hiện rất rõ khi bị độc chất xâm nhập. Khi tiếp xúc với fenitrothion
ở nồng độ 7,3; 18; 36,5 và 57,8% LC50-96 giờ cá hồi Coho salmon giảm hẳn khả năng

rượt đuổi mồi, nhưng lại tăng sự bơi lội không định hướng (Bull and Mcinerney, 1974). Cá
rô đồng (Anabas testudineus), cá lóc (Channa punctatus), cá mè vinh (Barbodes
gomonotus) đều có những hành vi bất thường như biểu hiện mệt, di chuyển không định
hướng, mất thăng bằng, co thắt cơ mạnh, giảm sự cử động nắp mang trong suốt thời gian
tiếp xúc với monocrotophos (Santhakumar et al., 2000, trích dẫn của Nguyễn Thị Quỳnh
Trang, 2010). Cá bị ảnh hưởng bởi độc chất gây tác hại cơ học sớm nhất là mang sau đó
làm giảm khả năng bắt mồi và hiệu quả sử dụng thức ăn kém hơn. Chất độc làm giảm khả
năng tiêu hóa và hấp thu chất dinh dưỡng trong thức ăn (Siagian et al., 1989; trích dẫn của
Nguyễn Thị Hồng Nhi, 2010). Những thay đổi bất thường trong sinh lý, sinh hóa trên có
thể có những hậu quả bất lợi đối với quần thể như khi cá không thể bơi lên mặt nước hoặc
không định hướng được thì có thể gây chết ngạt do không đủ oxy trong môi trường nhiễm
độc và dễ bị kẻ thù tấn công, giảm khả năng tìm kiếm thức ăn (trích dẫn của Nguyễn Thị
Quỳnh Trang, 2010).
Nhiều nghiên cứu cho thấy có sự ảnh hưởng của độc chất đến các phản ứng sinh hóa
của cá như: ảnh hưởng của độc chất ở nồng độ dưới ngưỡng gây chết lên sự lấy thức ăn,
sự tăng trưởng và hiệu suất chuyển hóa thức ăn ở cá (Webb and Prett, 1973; Chapman et
al., 1978; Arunachalam and Palanichamy, 1982). Trong điều kiện thiếu oxy máu, lá lách
và có thể là gan có thể kích hoạt quá trình sản xuất hồng cầu để đáp ứng nhu cầu bằng cách
tăng vận chuyển oxy đến mô ngoại biên. Sự giảm số hồng cầu ở cá làm giảm điều hòa áp
suất thẩm thấu và tổn thương ở mang (Saravanan et al., 2011; trích dẫn của Nguyễn Quang
Trung, 2014).
a. Ảnh hưởng của thuốc trừ sâu lên sinh lý hô hấp ở cá
Hô hấp là biểu hiện sự sống của cơ thể và mức độ tiêu hao oxy tác động đến các hoạt
động trao đổi chất (Tilak et al., 2009, trích dẫn của Nguyễn Quang Trung, 2014). Sự rối
loạn về hô hấp là dấu hiệu sớm nhất của cá bị nhiễm thuốc (Đỗ Thị Thanh Hương, 1997).
8


Theo Murty (1988), khi cá tiếp xúc với thuốc ở nồng độ dưới ngưỡng gây chết sẽ gia tăng
các hoạt động hô hấp dẫn đến cá tăng cường độ trao đổi oxy và làm cá hấp thu nhiều độc

chất hơn vào máu. Cá tăng cường trao đổi chất và làm nhu cầu oxy tăng lên, cá gia tăng
trao đổi nước qua mang, tăng tần số hô hấp, đồng thời gia tăng lượng máu đến mang nhằm
lấy nhiều oxy dẫn đến tiêu hao oxy tăng nhưng khi tăng nồng độ thuốc hoặc kéo dài thời
gian tiếp xúc với thuốc thì cá suy giảm cường độ hô hấp (Trần Thiện Anh, 2011).
Bass (1977) cho rằng cá mang xanh (Lepomis macrochirus) và cá hồi (Salmon
gairdneri) khi tiếp xúc với chlorine gần mức gây chết làm cho các tế bào biểu bì ở phiến
mang dày lên, mang bị tổn thương, gan bị suy yếu dẫn đến làm giảm sự vận chuyển oxy
qua mang (trích dẫn của Trần Thiện Anh, 2011).
Khi tiếp xúc ở nồng độ LC50 của Bassa cường độ hô hấp của cá rô đồng tăng lên 1,26
lần so với đối chứng, còn Basudin tăng 1,27 lần sau 1 giờ thí nghiệm (Trịnh Thị Lan, 2004).
Đối với cá lóc, ở nồng độ LC50-96 giờ, thuốc Basudin làm giảm cường độ hô hấp cá 1,09
lần so với đối chứng (Phạm Quốc Nguyên, 2004). Như vậy, cá có cơ quan hô hấp khí trời
có khả năng chuyển hướng lấy oxy từ không khí để hạn chế ảnh hướng lấy oxy từ không
khí để hạn chế ảnh hưởng của độc chất hoặc đã không còn chức năng trao đổi khí do độc
chất phá vỡ.
Bảng 2.4: Ngưỡng oxy của cá rô đồng dưới ảnh hưởng của diazinon và fenobucarb
Nồng độ
Đối chứng
1% LC50-96 giờ
2% LC50-96 giờ
10% LC50-96 giờ
LC50-96 giờ

Ngưỡng oxy (mg/L)
Diazinon (Basudin)
Fenobucarb (Bassa)
1,92±0,29
2,07±0,29
2,19±0,18
2,10±0,02

2,23±0,50
2,23±0,02
2,40±0,54
2,49±0,51
4,47±0,54
4,91±0,93
(Trịnh Thị Lan, 2004)

Một số nghiên cứu cho biết tiêu hao oxy ở cá bị giảm khi tiếp xúc với thuốc trừ sâu.
Tilak et al. (2009) nhận thấy cá trắm cỏ tiếp xúc với thuốc trừ sâu nuvan (gốc lân hữu cơ)
thì tiêu hao oxy giảm do sự phá hủy cơ quan hô hấp, gây ra bởi sự phá vỡ biểu mô ở mang
dẫn đến tiêu hao oxy giảm theo thời gian tiếp xúc với độc chất. Theo Shereenna et al.
(2009), khi cá rô phi tiếp xúc với thuốc trừ sâu dimethoate (gốc lân hữu cơ) sau 24 giờ cho
thấy tiêu hao oxy của cá giảm theo nồng độ thuốc (trích dẫn của Nguyễn Quang Trung,
2014).
b. Ảnh hưởng của thuốc trừ sâu lên hoạt động bơi lội
Một số nghiên cứu thể hiện rõ ảnh hưởng vủa thuốc trừ sâu lên hoạt động bơi lội của
cá như nghiên cứu của Bradbury and Coats (1989) cho rằng các dấu hiệu nhiễm độc do
thuốc trừ sâu fenvalerate ở cá, trong đó bao gồm bơi gần mặt nước, bơi lội thất thường,
không quy luật và bơi lao về phía trước, treo thẳng đứng trong nước, mất cân bằng và chìm
xuống đáy (trích dẫn của Nguyễn Quang Trung, 2014)

9


Theo Nguyễn Thanh Phương và Đỗ Thị Thanh Hương (1997) thì cá rô phi
(Oreochromis niloticus) giống khi tiếp xúc với môi trường có thuốc methyl marathion ở
nồng độ thuốc 17 và 24 mg/L dần dần bị bất động và chìm xuống đáy bể sau hai giờ tiếp
xúc với thuốc; 1-2 giờ tiếp theo cá di chuyển lên mặt nước để đớp khí, nhưng sau đó chúng
mất dần khả năng bơi lội, trở nên mất thăng bằng, các hoạt động của cơ thể bị yếu dần và

cá bắt đầu chết (trích dẫn của Phương Ngọc Tuyết, 2009).
Theo Võ Thị Yến Lam (2011), sau khi cho cá lóc tiếp xúc với fenobucarb ở nồng độ
gây chết, các biểu hiện mất định hướng, co cơ lần lượt xuất hiện và sau đó dẫn đến tử vong.
Cá thí nghiệm tiếp xúc với fenobucarb trong khoảng 20 phút thì bắt đầu mất định hướng
bơi lội (tách khỏi đàn, bơi dọc theo thành bể, nhô đầu lên mặt nước và di chuyển mất thăng
bằng so với các cá khác) ở nồng độ 9,08 mg/L (2,5 LC50-96 giờ); biểu hiện này tiếp tục
xuất hiện ở các nồng độ 6,32 mg/L; 7,02 mg/L sau 25-35 phút. Sau 45 phút thì tất cả các
nồng độ đều xuất hiện biểu hiện mất định hướng. Sau 40-50 phút thì hiện tượng co cơ bất
đầu xảy ra rải rác ở các nồng độ 8,16 mg/L; 9,08 mg/L và xảy ra đồng loạt ở tất cả các
nghiệm thức sau 60-85 phút.
Khi cho cá chép tiếp xúc với thuốc quinalphos trong 96 giờ, cá có những thay đổi về
hành vi bơi lội qua 3 biểu hiện chính là: cá bơi lội mất định hướng, cá bơi lờ đờ và cá chết
nằm ở đáy bể. Sau 1-3 giờ tiếp xúc với thuốc, cá có biểu hiện bơi mất định hướng, có
khuynh hướng bơi lao về phía trước. Sau 4-5 giờ cá bơi lờ đờ trên mặt nước hay tằng giữa,
lật ngữa bụng, hoạt động bơi lội hay hô hấp yếu dần. Sau 5-6 giờ, cá chìm xuống đáy, hô
hấp rất yếu, khoảng 30-60 phút sau cá bắt đầu chết ở những nồng độ thuốc cao. Như vậy,
hoạt động bơi lội là một trong những biểu hiện phổ biến nhất và các biểu hiện thất thường
có thể quan sát trong thời gian cá tiếp xúc với độc chất (Nguyễn Quang Trung, 2014).
c. Ảnh hưởng của độc chất đến tiêu thụ thức ăn ở thủy sinh vật
Lượng thức ăn và chất lượng thức ăn cũng có ảnh hưởng đến sự nhạy cảm của các sinh
vật khi tiếp xúc với các chất độc hại (Nguyễn Quang Trung, 2014). Theo nghiên cứu của
Nguyễn Khắc Du (2010) khi cho cá rô đồng tiếp xúc với isoprocarb rồi cho ra nước sạch,
ChE trong não phục hồi nhanh, khuynh hướng phục hồi ở trường hợp cho ăn nhanh hơn
không cho ăn. Ở nồng độ isoprocarb càng thấp thì khả năng phục hồi ở trường hợp cho ăn
khác biệt càng lớn so với trường hợp không cho ăn. Ngô Thanh Toàn (2009), cũng cho
rằng sau 96 giờ tiếp xúc với diazinon thay 30 % lượng thức và bắt đầu cho ăn. Ở các nghiệm
thức có diazinon tôm có hiện tượng giảm ăn và tỉ lệ giảm ăn theo sự gia tăng nồng độ
diazinon. Theo Trịnh Thị Lan (2004), khả năng sử dụng thức ăn của cá bị ảnh hưởng bởi
diazinon và fenobucarb là rất rõ nét, nồng độ thuốc càng cao thì càng giảm khả năng ăn
của cá, lượng thức ăn cá tiêu thụ rất ít thậm chí là không ăn ở nồng độ thuốc cao. Cũng

theo Trịnh Thị Lan (2004) vào ngày đầu tiên cho cá ra nước sạch cá ăn ít nhất trong từng
nghiệm thức, do đó là thời điểm mới bắt đầu thay đổi môi trường thí nghiệm nên cá bị ảnh
hưởng. Theo Murty (1988) khi cá sống trong môi trường bị ô nhiễm chất độc thì khả năng
sử dụng thức ăn giảm và giảm khả năng nhận biết thức ăn.
10


Trường hợp cá Cá Danio rerio khi tiếp xúc với thuốc parathion ở nồng độ dưới ngưỡng
gây chết sẽ gia tăng sự tiêu thụ thức ăn nhưng tỷ lệ sống, tăng trưởng và sinh sản không có
sự khác biệt so với đối chứng. Điều này cho thấy có lẽ cá ăn nhiều để lấy năng lượng cho
hoạt động giải độc (Nguyễn Văn Toàn, 2009; Lê Chí Linh, 2009). Lý giải này thấy rõ ở cá
da trơn Mystus vittaus (Bloch) (Arunachalam et al., 1980) và Macropodus cupanus
(Arunachalam and Palanichamy, 1982) khi thí nghiệm với carbamate carbaryl. Ở đây cá
tăng sản phẩm bài tiết nhưng giảm tăng trọng rõ (Lê Chí Linh, 2009). Hoạt tính AChE bị
ức chế sẽ làm giảm khả năng tiêu thụ thức ăn ở cá tráp Abramis brama L (Pavlov et al.,
1992) nhưng tăng tiêu thụ thức ăn ở cá vằn (Dania reria) (Roex et al., 2003, trích dẫn của
Ngô Tố Linh, 2008). Barry et al. (1995) lưu ý rằng độ nhạy cảm của Daphinia carinata
tiếp xúc với thuốc trừ sâu endosufan và esfenvalerate trong 9 ngày phụ thuộc vào mật độ
tảo (trích dẫn của Nguyễn Quang Trung, 2014). Roex et al., (2003) cho thấy cá Zebra
(Danio rerio) sau khi phơi nhiễm với lân hữu cơ thì ChE giảm nhưng lượng thức ăn tiêu
thụ tăng. Kết quả được giải thích cá tăng tiêu thụ thức ăn là do cần năng lượng để giải độc
(trích dẫn của Lư Thị Hồng Ly, 2009).
Thuốc trừ sâu decamethrin ở nồng độ dưới ngưỡng gây chết (2,5; 5; 7,5 và 10ppb) làm
giảm có ý nghĩa trọng lượng thức ăn cá ăn vào (25,1%), sự hấp thụ (24,5%) và chuyển hoá
thức ăn (62,2%) ở cá chép (Cyprinus carpio) so với đối chứng (James et al., 1994). Một
nghiên cứu tương tự cho thấy sự ức chế mạnh hoạt tính men ChE và một số men tiêu hoá
ở cá chép khi tiếp xúc với thuốc trừ sâu quinalphos dẫn đến sự suy yếu quá trình dẫn truyền
thần kinh, khả năng tiêu hoá làm giảm tỷ lệ sống, sự hấp thu và chuyển hoá thức ăn từ đó
ảnh hưởng đến tăng trưởng và hệ số chuyển hóa thức ăn FCR của cá chép (Nguyễn Quang
Trung, 2014). Webb and Brett (1973) cho rằng độc chất làm giảm tăng trưởng của cá hồi

Oncorhynchus nerka và có thể làm giảm lượng cho ăn hay hiệu quả chuyển hoá thức ăn
(Nguyễn Quang Trung, 2014). Nguyễn Trọng Hồng Phúc (2010) khi cho cá chép (Cyprinus
carpio) khi tiếp xúc với thuốc trừ sâu hoạt chất fenobucarb sau 60 ngày nuôi thì hệ số
chuyển hóa thức ăn (FCR) của cá chép tăng theo nồng độ thuốc dao động 2,3-3,9 và khác
biệt có ý nghĩa thống kê so với đối chứng. Đỗ Văn Bước (2010) nghiên cứu ảnh hưởng của
thuốc trừ sâu quinalphos lên tăng trưởng của cá rô phi (Oreochromis niloticus) cũng nhận
thấy hệ số chuyển hóa thức ăn FCR của cá tăng dần theo sự gia tăng nồng độ thuốc dao
động 1,4-2,1. Trần Thiện Anh và ctv. (2012) cho rằng khi cho cá mè vinh (Barbonymus
gonionotus) tiếp xúc với hoạt chất quinalphos ở mức nồng độ dưới ngưỡng gây chết 2060% của LC50-96 giờ thì tăng trưởng của cá chậm so với đối chứng và tiêu tốn một lượng
thức ăn khá lớn, tốc độ tăng trưởng cá giảm ở nồng độ thuốc càng cao và FCR càng cao ở
nồng độ quinalphos càng cao, cao nhất ở nồng độ 0,856 mg/L là 7,7. Theo Smith (1989)
năng lượng từ thức ăn một phần được cá sử dụng cho quá trình trao đổi chất, một phần thải
qua phân, nước tiểu và phần còn lại được tích luỹ cho tăng trưởng và sinh sản, FCR tăng
cho thấy năng lượng tích luỹ của cá giảm. Tích luỹ năng lượng giảm có khả năng do cá
phải hoạt động giải độc nhiều nên cần nhiều năng lượng. Do đó năng lượng còn lại để tích

11


luỹ cho lớn lên ít. Có một khả năng khác là do cá không hấp thu tốt năng lượng từ thức ăn
(trích dẫn của Nguyễn Khắc Du, 2010).
Nguyễn Văn Công và ctv. (2006) cho rằng cá lóc (Channa striata) khi tiếp xúc với
diazinon 4 ngày ở nồng độ 0,35 mg/L, sau đó cho cá trở lại môi trường không có thuốc thì
tốc độ tăng trưởng của cá bị giảm khoảng 50% sau 40 ngày và 33% sau 60 so với đối
chứng. Thuốc trừ sâu hoạt chất fenobucarb chỉ gây chết cá ở nồng độ cao, trong khi nồng
độ fenobucarb tác động đến hệ thần kinh trung ương của sinh vật bởi sự ức chế men
acetylcholinesterase dẫn đến sự tăng trưởng kém. Sự tăng trưởng và hiệu quả chuyển hoá
thức ăn ở cá giảm có thể là do tiêu hao nhiều năng lượng cho mục đích giải độc và duy trì
hoạt động sống (Nguyễn Quang Trung, 2014)
2.3 Đặc tính của thuốc sử dụng trong thí nghiệm

2.3.1. Hoạt chất Iprobenfos
Tên hoá học: Iprobenfos
Danh pháp đồng nghĩa:













IBP
Iprofenfos
Kitazin L
Kitazin P o, o-Diethyl-s-benzylthiophosphate
O, O-bis (1-metyletyl)-S-(phenylmethyl) phosphorothiolate
O, O-điisoprôpyl thiophosphate S-benzyl
O, O-điisoprôpyl-S-benzyl phosphorothioate
O, O-điisoprôpyl-S-benzylthiophosphate
Phosphorothioic axit, S-benzyl O, O-điisoprôpyl ester
S-Benzyl điisoprôpyl phosphorothioate
S-benzyl O, O-dipropan-2-yl phosphorothioate
S-benzyl-O, O-điisoprôpyl phosphorodithioate.
( />
Công thức: C13H21O3PS

Trọng lượng phân tử: 288,3428
Mật độ: 1,124g/cm3.
Cấu trúc:

Số CAS: 26087-47-8 ( />Số EINECS: 247-449-0
12


Mã US EPA PC: 057.702
Loại sử dụng: Thuốc diệt nấm.
Nhóm: Phospho hữu cơ.
Phân loại theo WHO: Nhóm II
Độ hòa tan nước (mg/L) ở 20oC: 540,0
Hệ số hấp phụ (KOC): 5030
Thờ gian bán rã trong nước (ngày): 276,0
Thời gian bán rã trong đất (ngày): 15,0 ( />Bảng 2.5: Giá trị LC50-48 giờ của thuốc trừ sâu hoạt chất iprobenfos lên một số loài cá
Tên thông thường

Tên khoa học

Medaka, high-eyes Oryzias latipes
Common carp
Cyprinus carpio

LC50-48
giờ (mg/L)
7,20
10,00

Tác giả

Hashimoto, Y., and Y. Nishiuchi, 1981
Hashimoto, Y., and Y. Nishiuchi, 1981

Goldfish
Carassius auratus 12,00
Snake-head catfish Channa punctata 14,45

Hashimoto, Y., and Y. Nishiuchi, 1981
Rani, S.U., and T.R. Nath, 1988

Oriental
weatherfish

Hashimoto, Y., and Y. Nishiuchi, 1981

Misgurnus
anguillicaudatus

15,00

( />
Nhìn chung giá trị LC50-48 giờ của iprobenfos đối với các loài cá thường dao động
trên dưới 10 mg/L. Từ đó có thể thấy iprobenfos độc trung bình đến ít độc đối với cá.
2.3.2. Thuốc sử dụng trong thí nghiệm Kisaigon 50ND
Thể tích: 480ml
Quy cách: chai
Hoạt chất: Iprobenfos 50%
Hãng ản xuất: Công ty Bảo vệ Thực vật Sài Gòn
Công dụng: Là thuốc trừ nấm nội hấp tác dụng chủ yếu phòng và trừ
bệnh: đạo ôn (cháy lá), khô vằn (đốm vằn) hại lúa.

Hướng dẫn sử dụng:
Cây trồng

Bệnh hại

Liều lượng

Lúa

Bệnh đạo ôn
Bệnh khô vằn

1-2l/ha. Pha 20-40ml/bình 8l nước.
Phun 4-5 bình cho 1000m²

- Lượng nước: 320-400l nước/ha.
- Phun thuốc khi bệnh mới xuất hiện.
- Có thể pha chung với các loại thuốc trừ sâu bệnh khác
()

13


2.4 Tổng quan về enzyme cholinesterase
2.4.1 Sơ lược về enzyme cholinesterase
Enzyme cholinesterase thuộc nhóm esterase B gồm cholinesterase (ChE), neurotoxic
esterase (NTE) và carboxylesterase (CBE) (Peakall, 1992). Có hai loại cholinesterase
(ChE): loại quan trọng nhất là acetylcholinnesterase (AChE); khi enzyme này bị ức chế
cao sẽ làm chết sinh vật. Butyl cholinesterase có thể bị ức chế không có biểu hiện sự suy
yếu của sinh vật (O’Brien, 1967, trích dẫn của Nguyễn Khắc Du, 2010). Ở cá, não và các

mô cơ chứa chủ yếu AChE. Cả hai enzyme này đều bị ức chế bởi hầu hết các tác nhân
giống nhau, điển hình là thuốc trừ sâu gốc lân hữu cơ và carbamate (Stenersen, 2004).
Enzyme acetylcholinesterase (AChE) có vai trò thuỷ phân acetylcholine chỉ trong vài phần
triệu giây để thành choline và acid acetic (Steneren, 2004) và truyền tính hiệu từ tế bào
thần kinh này sang tế bào thần kinh khác, từ tế bào thần kinh đến cơ hoặc tuyến nội tiết
(Willams et al., 2000). Tổng ChE, AChE, BChE thường được sử dụng để đánh giá cho sự
phơi nhiễm và tác động của thuốc trừ sâu gốc lân hữu cơ và carbamate (Võ Thị Yến Lam,
2011)
2.4.2 Cơ chế tác động của thuốc trừ sâu gốc lân hữu cơ đến enzyme cholinesterase
Nhóm lân hữu cơ là nhóm thuốc trừ sâu quan trọng để kiểm soát sâu bọ, côn trùng và
được sử dụng rộng rãi trong nông nghiệp (Rodrigues et al., 2001).
Thuốc trừ sâu gốc lân hữu cơ có tác dụng ức chế hoạt lực enzyme cholinesterase (ChE)
làm tê liệt quá trình dẫn truyền thần kinh (Phạm Văn Biên và ctv., 2003). Sự ức chế hoạt
động của AChE gây tác động lên hô hấp, hoạt động bơi lội, bắt mồi và tập tính của động
vật sống trong nước bởi sự mất phương hướng, sự co giật thậm chí là tử vong (Peakall,
1992).
Acetylcholinesterase (AChE) hiện diện và được phân lập từ động vật hữu nhũ như chim,
cá, bồ câu, bò sát, và côn trùng (Karczmar et al., 1970, trích dẫn của Nguyễn Quang Trung,
2014). Acetylcholinesterase là enzyme có chức năng thuỷ phân nhanh chóng chất dẫn
truyền thần kinh acetylcholine (ACh) chuyển thành choline và acetate. Choline di chuyển
vào khe synapse để kết hợp với acetate thì tồn tại dưới dạng acetyl CoA để tạo thành
acetylcholinesterase có vai trò quan trọng trong dẫn truyền thần kinh. Quá trình thuỷ phân
acetylcholinesterase thành choline và acetate tiếp tục hoạt động trong cơ thể sinh vật bình
thường (Fukuto, 1990; Richard and David, 2008; trích dẫn của Nguyễn Quang Trung,
2014).
Khi sinh vật bị tác động thuốc trừ sâu gốc lân hữu cơ thì ức chế hoạt lực AChE xảy ra
dẫn đến làm tê liệt quá trình dẫn truyền thần kinh. Nguyên nhân là do sự hiện diện của chất
ức chế AChE (thuốc trừ sâu gốc lân hữu cơ) dẫn đến quá trình thuỷ phân không xảy ra, kết
quả là tồn dư một lượng lớn acetylcholine trong khe synapse. Khi nồng độ ACh vẫn duy
trì ở mức cao và tiếp tục kích thích các cơ hay sợi dây thần kinh dẫn đến gây độc thần kinh,

dây thần kinh bị tổn thương, đứt đoạn, làm tăng nhiệt độ cơ thể, tăng nhịp tim, huyết áp,
14


ảnh hưởng đến khả năng vận cơ, làm sinh vật tê liệt và dân đến chết (Fukuto, 1990; Peakall,
1992; Walker et al., 2002; Richard and David, 2008; trích dẫn của Nguyễn Quang Trung,
2014).
2.4.3 Nhạy cảm, ức chế và phục hồi enzyme cholinesterase
Các loại thuốc trừ sâu gốc lân hữu cơ gây ức chế ở các sinh vật khác nhau là khác nhau,
tuỳ thuộc vào đối tượng sinh vật, nồng độ và thời gian sinh vật tiếp xúc thuốc. Sự ức chế
và phục hồi hoạt tính ChE có thể khác nhau tuỳ thuộc vào loài cá và loại thuốc thí nghiệm
(Nguyễn Quang Trung, 2014).
Các kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của thuốc BVTV đến enzyme cholinesterase ở cá
rô đồng cho thấy tỷ lệ ức chế của cá rô đồng lần lượt là 5,3%; 36,1%; 39,8% ở các mức
nồng độ là 0,105; 1,049; 2,623 µg/L) sau khi tiếp xúc với alpha-cypermethrin 96 giờ (Trần
Sỹ Nam và ctv., 2012). Nguyễn Khắc Du (2010) đã nghiên cứu ảnh hưởng của isoprocarb
đến enzyme cholinesterase của cá rô đồng kết quả cho thấy ở nồng độ 0,19 mg/L tỷ lệ ức
chế sai khác so với đối chứng (p<0,05), nồng độ 4,82 mg/L tỷ lệ ức chế lên đến 65%. Hoạt
tính ChE ở cá Gambusia yucatana bị ức chế ý nghĩa 40 – 60% sau 24 giờ tiếp xúc với
thuốc trừ sâu carbofuran (gốc carbamate) ở nồng độ 0,06 mg/L (Osten et al., 2005; trích
dẫn của Nguyễn Khắc Du, 2010). Hoạt lực ChE ở não đối với cá lóc giống Channa striata
khi tiếp xúc với các nồng độ thuốc trừ sâu hoạt chất diazinon sau 96 giờ bị ức chế có ý
nghĩa là 33%, 81%, và 91% tương ứng với các nồng độ 0,0016; 0,079 và 0,35 mg/L (Cong
et al., 2009, trích dẫn của Nguyễn Quang Trung, 2014). Theo Chadrasekara and Pathiratne
(2005) cho rằng tác động của trichlorfon gây giảm hoạt tính của AChE trên não cá chép
(Cyprinus carpio) trong thời gian 24 giờ, mức bị ức chế 55%, 57% tương ứng với nồng độ
0,25 mg/L và 0,5 mg/L. Trong khi hệ thống miễn dịch và chức năng thần kinh của cá bị
giảm sút bởi nồng độ thuốc thí nghiệm (trích dẫn của Nguyễn Thị Hồng Nhi, 2010). Theo
Gibson et al., (1969) khi cá tiếp xúc với thuốc BVTV lân hữu cơ parathion ở nồng độ
20µg/L sẽ trở nên mất sức sống và hoạt tính AChE bị ức chế khoảng 50%, khi tăng nồng

độ tiếp xúc lên 750µg/L thì họat tính AchE bị ức chế 75% (trích dẫn của Ngô Tố Linh,
2008).
Mức độ ức chế hoạt tính ChE ở não có thể được sử dụng để làm đánh dấu sinh học đối
với môi trường gốc lân hữu cơ. Ferrari et al. (2007) nhận định rằng não có thể rất nhạy cảm
và là chỉ thị sinh học đối với thuốc trừ sâu gốc lân hữu cơ và carbamate (trích dẫn của
Nguyễn Quang Trung, 2014).
Sự ức chế ChE gây ra những thay đổi về tập tính từ đó có thể ảnh hưởng đến tỷ lệ sống
của cá trong điều kiện thí nghiệm. Trong khi đó, ở động vật hữu nhũ, sự suy yếu của hệ hô
hấp xảy ra chủ yếu do sự ức chế ChE ở não được ghi nhận như là nguyên nhân gây chết do
tiếp xúc với lân hữu cơ hay carbamate (Nguyễn Quang Trung, 2014). Tương quan giữa sự
ức chế ChE và sự chết ở cá chưa rõ bởi vì một số loài có thể sống với mức độ ức chế
enzyme ChE ở não cao 90-95% (Fulton and Key, 2001) cũng như sự khác nhau về đặc tính
sinh hoá của enzyme (Habig and DiGiulio, 1991). Tuy nhiên, tỷ lệ ức chế enzyme ChE ở
15


não từ 70-90% đều có thể gây chết sinh vật (Fulton and Key, 2001; trích dẫn Nguyễn Quang
Trung, 2014). Hoạt tính ChE ở cá rô đồng (Anabas testudineus) ức chế khi tiếp xúc
diazinon đến 90% khi cá chết (Ngô Tố Linh, 2008).
Thời gian cần thiết để phục hồi hoạt tính AChE tuỳ vào từng loại thuốc trừ sâu và loài
cá thí nghiệm (Nguyễn Quang Trung, 2014). Một số tác giả đã thí nghiệm trên nhiều loài
cá cho thấy thời gian phục hồi hoạt tính ChE là khác nhau từ 1 tuần cho đến hơn 4 tuần
(Morgan et al., 1990 và Boone and Chambers, 1996; trích dẫn của Nguyễn Quang Trung,
2014). Hoạt tính AChE ở não gần như phục hồi hoàn toàn trong 1 ngày sau khi tiếp xúc
với carbofuran (gốc carbamate) và 15 ngày sau khi tiếp xúc với chlorfenvinfos (lân hữu
cơ) (Dembelé et al., 1999; trích dẫn của Nguyễn Quang Trung, 2014). Theo Luciana et al.
(2005) thì hoạt tính men AChE trong não cá Brycon cephalus bị giảm 69% khi tiếp xúc với
methyl parathion và có xu hướng phục hồi sau 8 ngày thí nghiệm. Ở cá cam (Seriola
dumerilii) thì hoạt tính AChE ở não giảm chỉ còn 27% so với đối chứng và phục hồi hoàn
toàn sau 13 ngày tiếp xúc với malathion ở nồng độ 6 mg/L (Jebali et al., 2006; trích dẫn

của Trần Thiện Anh, 2011). Tương tự, Sofiene et al., (2009) cho rằng trong vùng bị nhiễm
độc thì hoạt tính ChE trong não cá chép Cyprinus carpio bị ức chế đến 53% (trích dẫn của
Trần Thiện Anh, 2011).
2.4.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính enzyme cholinesterase
a. Yếu tố vật lý
Nhiệt độ môi trường tác động đáng kể lên hoạt tính ChE, ở loài cá mang xanh có sự
tương quan tuyến tính giữa sự gia tăng nhiệt độ từ 10-20oC lên hoạt tính ChE (ChE tăng
23%) (Bocquene et al., 1990). Hoạt tính ChE ở cá Pleuronectec platessa, Scomber scomber
bị giảm rất nhanh ở nhiệt độ trên 34oC (Bocquene et al., 1990; trích dẫn của Võ Thị Yến
Lam, 2011). Tỷ lệ ức chế ChE của cá rô đồng ở 30oC khi cá tiếp xúc với gốc lân hữu cơ
(diazinon) tăng 1,5 lần so với ở 20oC (Ngô Tố Linh, 2008). Khi nhiệt độ tăng từ 24oC lên
30oC và 34oC thì hoạt tính ChE giảm 2 và 2,7 lần so với 24oC (Nguyễn Văn Công và ctv.,
2006).
Đối với các loài cá có cơ quan hô hấp khí trời, khi môi trường tồn tại độc chất, chúng
sẽ chuyển hướng lấy oxy từ không khí (Vương Thị Quí, 2009). Cá lóc (C. striata) là loài
hô hấp khí trời bắt buộc (Vivekanandan, 1977) sự biến động DO không gây ảnh hưởng lớn
đến hoạt tính ChE khi loài cá này tiếp xúc với hoạt chất diazinon (Nguyễn Văn Công và
ctv., 2006).
Như vậy, đối với các loài cá có khả năng hô hấp khí trời thì sự biến động DO (<2 mg/L
và >5 mg/L) không tác động đế hoạt tính ChE nhưng sự chênh lệch nhiệt độ lớn (4oC-10oC)
có thể ảnh hưởng đến hoạt tính của ChE trong điều kiện tiếp xúc với độc chất (Ngô Tố
Linh, 2008).

16