NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA NGUỒN NƯỚC Ô NHIỄM TẠI MỘT SỐ SÔNG KHU VỰC HÀ NỘI ĐẾN SỰ SINH TRƯỞNG VÀ NHỮNG BẤT THƯỜNG NHIỄM SẮC THỂ TRONG PHÂN BÀO CỦA CÂY HÀNH (ALLIUM) VÀ THÀI LÀI TÍM (TRADESCANTIA)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI
------*****------

PHẠM THỊ HỒNG

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA NGUỒN NƯỚC Ô NHIỄM
TẠI MỘT SỐ SÔNG KHU VỰC HÀ NỘI ĐẾN SỰ SINH TRƯỞNG
VÀ NHỮNG BẤT THƯỜNG NHIỄM SẮC THỂ TRONG PHÂN BÀO
CỦA CÂY HÀNH (ALLIUM) VÀ THÀI LÀI TÍM (TRADESCANTIA)

Chuyên ngành: Di truyền học
Mã số: 60.42.01.21

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC SINH HỌC

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Xuân Viết

HÀ NỘI - 2014


Lời cảm ơn
--------------Trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn này, tôi đa
nhận được sự hướng dẫn, giúp đỡ quý báu của các thầy cô, các anh chị và
các bạn. Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tôi xin được bày tỏ lới cảm
ơn chân thành tới:
PGS. TS Nguyễn Xuân Viết, người thầy kính mến đa hết lòng giúp đỡ,
dạy bảo, động viên và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình
học tập và hoàn thành luận văn tốt nghiệp.
Ban Giám hiệu, Phòng Đào tạo sau đại học, quý thầy cô giáo khoa
Sinh học - Trường Đại học Sư phạm Hà Nội, đặc biệt là các thầy cô trong tổ

bộ môn Di truyền tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp đỡ tôi trong quá trình học
tập và hoàn thành luận văn.
Tôi xin chân thành cám ơn gia đình, bạn bè đa động viên giúp đỡ tôi
trong quá trình nghiên cứu và thực hiện đề tài.
Hà Nội, tháng 10 năm 2014
Học viên

Phạm Thị Hồng
.


DANH MỤC BẢNG


MỤC LỤC


MỞ ĐẦU

1.

Lý do chọn đề tài
Hiện nay, vấn đề ô nhiễm môi trường đã và đang ngày càng trở nên
nghiêm trọng hơn ở Việt Nam. Trên các phương tiện thông tin đại chúng hằng
ngày, chúng ta có thể dễ dàng bắt gặp những hình ảnh, những thông tin về
việc môi trường bị ô nhiễm và tình trạng ô nhiễm càng lúc càng trở lên trầm
trọng hơn. Điều này khiến mọi người ai cũng phải suy ngẫm.
Tốc độ công nghiệp hoá và đô thị hoá khá nhanh cùng với sự gia tăng
dân số đã gây áp lực ngày càng lớn đặc biệt đối với tài nguyên nước trong
vùng lãnh thổ. Môi trường nước ở nhiều đô thị, khu công nghiệp và làng nghề

ngày càng bị ô nhiễm bởi nước thải, khí thải và chất thải rắn. Ở các thành phố
lớn, hàng trăm cơ sở sản xuất công nghiệp đang gây ô nhiễm môi trường nước
do không có công trình và thiết bị xử lý chất thải.
Theo số liệu thống kê được, tổng lượng nước thải ở thành phố Hà Nội
lên tới 300.000 - 400.000 m3/ngày; hiện mới chỉ có 5/31 bệnh viện có hệ
thống xử lý nước thải, chiếm 25% lượng nước thải bệnh viện; 36/400 cơ sở
sản xuất có xử lý nước thải; lượng rác thải sinh hoại chưa được thu gom
khoảng 1.200m3/ngày đang xả vào các khu đất ven các hồ, kênh, mương
trong nội thành; chỉ số BOD, oxy hoà tan, các chất NH4, NO2, NO3 ở các
sông, hồ, mương nội thành đều vượt quá quy định cho phép.
Qua khảo sát, phần lớn người dân ở dọc hai bên dòng sông phụ thuộc
vào nguồn nước sông chảy qua địa bàn để tưới tiêu và nuôi trồng thủy sản,
thậm chí còn tận dụng mặt nước, đất đai ven sông để trồng rau, sử dụng nước
để rửa rau...Theo PGS.TS Nguyễn Duy Thịnh (Viện Công Nghệ Sinh học và
5


Công nghệ thực phẩm, giảng viên trường Đại học Bách khoa Hà Nội):
“Nguồn nước nhiễm bẩn, ô nhiễm có thể mang theo các chất như lưu huỳnh,
chì, thủy ngân…qua rễ lên thân rau sau khi tưới, đồng thời các chất bẩn lại
bám trên bề mặt rau khi rửa vào nguồn nước ô nhiễm khiến rau bị nhiễm độc.
Ngoài ra nguồn nước bẩn còn là môi trường thuận lợi để các loại trứng giun,
sán phát triển và kí sinh trong rau”. Vì vậy, khuyến cáo sử dụng nguồn nước ô
nhiễm với những rủi ro về mặt sinh học là rất cần thiết.
Mặt khác, trong các báo cáo đánh giá thực trạng ô nhiễm nguồn nước ở
nước ta, hầu như còn thiếu các số liệu đánh giá rủi ro di truyền của các chất
gây ô nhiễm. Nghiên cứu phát hiện các tổn thương di truyền do các chất ô
nhiễm trong các nguồn nước gây đột biến lên một số loài thực vật chỉ thị sẽ
cung cấp các thông số độc tính di truyền có giá trị để ứng dụng trong quản lý
và sử dụng nguồn nước phục vụ sản xuất.

Sử dụng một số loài thực vật chỉ thị như hành tây (Allium cepa), hành ta
(Allium fistulosum) và thài lài tím (Tradescantia pallida)…với những ưu thế là
bộ NST có số lượng ít (hành tây và hành ta 2n=16), thài lài tím (2n= 24), NST
có kích thước lớn nên dễ quan sát, tần số phân chia cao, cho phép xác định một
cách nhanh chóng sự hiện diện của độc chất trong môi trường, giám sát mức độ
ô nhiễm trong môi trường tự nhiên và đánh giá mức độ ô nhiễm nước
(Matsumoto et al., 2006), thao tác đơn giản nhưng chính xác, rẻ tiền lại không
gây ô nhiễm môi trường…đã được nhiều nước trên thế giới như Anh, Bỉ, Tây
Ban Nha, Mỹ, Thái Lan…quan tâm và áp dụng. Ở Việt Nam việc nghiên cứu và
ứng dụng chúng còn rất hạn chế (Phạm Văn Miên & ctv; Lê Thu Hà, 2002…).
Xuất phát từ ý nghĩa lí luận và thực tiễn đó, chúng tôi tiến hành đề tài: “Nghiên
cứu ảnh hưởng của nguồn nước ô nhiễm tại một số sông khu vực Hà Nội đến
sự sinh trưởng và những bất thường nhiễm sắc thể trong phân bào của cây
hành (Allium) và thài lài tím (Tradescantia)”.

6


2.

Mục đích nghiên cứu của đề tài
Phân tích ảnh hưởng của các nguồn nước tưới bị ô nhiễm đến những
bất thường NST ở tế bào một số loài thực vật chỉ thị thông qua đánh giá hiệu
quả độc tính di truyền làm phát sinh đột biến trong tế bào phân chia.
Trên cơ sở kết quả nghiên cứu, khuyến cáo mức độ rủi ro về mặt sinh học
có thể xảy ra đối với việc sử dụng các nguồn nước tưới bị ô nhiễm trong nông
nghiệp; đề xuất những chỉ thị sinh học hữu hiệu cho việc giám sát nguồn nước.
Nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài

3.

3.1. Thu thập và phân tích tư liệu về thực trạng chất lượng nguồn nước
của Sông Nhuệ, Sông Tô Lịch, Sông Lừ và Sông Sét ở khu vực Hà Nội.
3.2. Phân tích ảnh hưởng của nguồn nước sông ô nhiễm đến số lượng
và chiều dài rễ trung bình của các đối tượng nghiên cứu.
3.3. Phân tích hiệu quả di truyền tế bào học của nguồn nước ô nhiễm
đến những bất thường chỉ số phân bào và bất thường NST trong phân bào
nguyên phân ở tế bào đỉnh rễ:
3.4. Phân tích các dạng bất thường NST và tần số phát sinh các dạng bất
thường NST trong phân bào giảm nhiễm ở tế bào bao phấn của thài lài tím.

4.

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Đề tài cung cấp cơ sở khoa học sinh học để đánh giá mức độ rủi ro do ô
nhiễm nguồn nước đến tế bào thông qua kết quả phân tích các rủi ro di truyền
tế bào. Đồng thời cung cấp cơ sở dẫn liệu cho các nghiên cứu khoa học về
môi trường và sinh thái.
Dự báo những ảnh hưởng tiềm tàng, dài hạn có thể gây ra đột biến cho
cơ thế động thực vật và trực tiếp hoặc gián tiếp có thể ảnh hưởng tới con
7


người mà chúng ta chưa thể biết được, giúp con người có ý thức sử dụng, bảo
quản, giữ gìn môi trường sống xung quanh mình.

5.

Thời gian và địa điểm nghiên cứu
- Thời gian nghiên cứu: Đề tài được tiến hành từ tháng 9/2013 đến

tháng 8/2014.
- Địa điểm nghiên cứu: Phòng thí nghiệm bộ môn Di truyền, Khoa Sinh
học, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội.

NỘI DUNG

CHƯƠNG I
TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU

2.1. Ô nhiêm nước và thực trạng chất lượng nguồn nước ở một số
sông tại Hà Nội.
2.1.1. Ô nhiễm nước
Ô nhiễm nước là sự thay đổi thành phần và tinh chất của nước, có hại
cho hoạt động sống bình thường của con người và sinh vật, do sự có mặt của
các tác nhân quá ngưỡng cho phép.
8


Hiến chương Châu Âu định nghĩa: “Sự ô nhiễm nước là một sự biến
đổi nói chung do con người gây ra đối với chất lượng nước, làm ô nhiễm
nước và gây nguy hại đối với việc sử dụng của con người, cho công nghiệp,
nông nghiệp, nuôi cá, nghỉ ngơi - giải trí, cũng như đối với các động vật nuôi,
các loài hoang dại”.
2.1.2. Vai trò của nước và hậu quả sử dụng nguồn nước ô nhiễm
Nước tham gia vào thành phần cấu trúc sinh quyển, điều hòa các yếu tố
khí hậu, đất đai và sinh vật. Nước còn đáp ứng những nhu cầu đa dạng của
con người trong sinh hoạt hàng ngày, tưới tiêu cho nông nghiệp, sản xuất
công nghiệp, sản xuất điện năng và tạo ra nhiều cảnh quan đẹp.
Nước rất cần thiết cho hoạt động sống của con người cũng như các sinh
vật. Nước cần thiết cho sự tăng trưởng và duy trì cơ thể bởi nó liên quan đến

nhiều hoạt động : tiêu hóa, hấp thu...đều cần có nước. Ngoài ra nước có nhiệm
vụ thanh lọc và giải phóng những độc tố xâm nhập và cơ thể qua đường tiêu
hóa và hô hấp một cách có hiệu quả. Nhiều nghiên cứu cũng cho thấy nước là
thành phần chủ yếu của lớp sụn và chất hoạt dịch, khi bộ phận này được cung
cấp đủ nước, sự va chạm trực tiếp sẽ giảm đi, từ đó giảm nguy cơ viêm khớp.
Trong quá trình hình thành sự sống trên trái đất thì nước và môi trường
nước đóng vai trò quan trọng. Nước tham gia vào vai trò tái sinh thế giới hữu
cơ (tham gia vào quá trình quang hợp). Trong quá trình trao đổi chất nước
đóng vai trò trung tâm, những phản ứng hóa học diễn ra với sự tham gia bắt
buộc của nước. Nước là dung môi của nhiều chất và đóng vai trò dẫn đường
cho các muối đi vào cơ thể.

9


Hậu quả chung của tình trạng ô nhiễm nước đến con người là tỉ lệ
người mắc các bệnh cấp và mạn tính liên quan đến ô nhiễm nước như viêm
màng kết, tiêu chảy, ung thư…ngày càng tăng. Người dân sinh sống quanh
khu vực ô nhiễm ngày càng mắc nhiều loại bệnh tình nghi là do dùng nước
bẩn trong mọi sinh hoạt. Ngoài ra ô nhiễm nguồn nước còn gây tổn thất lớn
cho các ngành sản xuất kinh doanh, các hộ nuôi trồng thủy sản.
Các nghiên cứu khoa học cũng cho thấy, khi sử dụng nước nhiễm asen
để ăn uống, con người có thể mắc bệnh ung thư trong đó thường gặp là ung
thư da. Ngoài ra, asen còn gây nhiễm độc hệ thống tuần hoàn khi uống phải
nguồn nước có hàm lượng asen 0,1mg/l. Vì vậy, cần phải xử lý nước nhiễm
asen trước khi dùng cho sinh hoạt và ăn uống.
Người nhiễm chì, mangan lâu ngày có thể mắc bệnh thận, thần kinh,
nhiễm amoni, nitrat, nitrit gây mắc bệnh xanh da, thiếu máu, có thể gây ung
thư. Metyl tert-butyl ete (MTBE) là chất phụ gia phổ biến trong khai thác dầu
lửa có khả năng gây ung thư rất cao. Nhiễm natri (Na) gây bệnh cao huyết áp,

bệnh tim mạch, lưu huỳnh gây bệnh về đường tiêu hoá, kali, cadimi gây bệnh
thoái hoá cột sống, đau lưng. Hợp chất hữu cơ, thuốc trừ sâu, thuốc diệt côn
trùng, diệt cỏ, thuốc kích thích tăng trưởng, thuốc bảo quản thực phẩm, phốt
pho... gây ngộ độc, viêm gan.
Nước nhiễm crom rất độc, có thể gây ung thư phổi, loét dạ dày, ruột
non, viêm gan, viêm thận, gây độc cho hệ thần kinh và tim...Crom xâm nhập
vào nguồn nước từ nước thải các nhà máy điện, nhuộm thuộc da, chất nổ, đồ
gốm, sản xuất mực viết, mực in, in tráng ảnh...
Tiếp xúc lâu dài sẽ gây ung thư nghiêm trọng các cơ quan nội tạng.
Chất tẩy trắng xenon peroxide, sodium percarbonate gây viêm đường hô hấp,
10


oxalate kết hợp với calcium tạo ra calcium oxalate gây đau thận, sỏi mật. Vi
khuẩn, ký sinh trùng các loại là nguyên nhân gây các bệnh đường tiêu hóa,
nhiễm giun, sán. Kim loại nặng các loại: titan, sắt, chì, cadimi, asen, thuỷ
ngân, kẽm gây đau thần kinh, thận, hệ bài tiết, viêm xương, thiếu máu.
Đối với thực vật, nước chiếm một tỉ lệ lớn trong tế bào, là thành phần
không thể thiếu để tiến hành chuyển hóa vật chất và duy trì sự sống của tế bào.
Nhờ có nước mà hoạt động của NST là cấu trúc trong tế bào được hoạt động
bình thường. NST mang ADN chứa thông tin di truyền đặc trưng của loài, được
giữ ổn định qua các thế hệ nhờ các cơ chế nguyên phân giảm phân và thụ tinh.
Nhờ hai sự kiện quan trọng đó là sự tự nhân đôi của NST, sự phân ly và tổ hợp
của các NST trong nguyên phân, giảm phân và thụ tinh đã đảm bảo sự liên tục
vè mặc vật chất di truyền giữa các thế hệ tế bào và giữa các thế hệ cơ thể:
 Phân bào nguyên nhiễm
Nguyên phân là phương thức sinh sản của tế bào và của các cơ thể đơn
bào. Nhờ quá trình phân bào nguyên nhiễm mà cơ thể của các loài sinh vật đa
bào mới có thể tăng trưởng. Khi sự phân bào bị ức chế (do khối lượng mô
hoặc cơ quan đạt mức tới hạn) thì mô và cơ quan ngừng sinh trưởng.

Phân bào nguyên nhiễm là phương thức qua đó tế bào mẹ truyền thông
tin di truyền cho các tế bào con. Thông tin di truyền trong ADN của NST
được nhân đôi qua pha S và được nhân đôi về 2 tế bào con. Nhờ đó mà số
lượng NST được bảo tồn qua các thế hệ [2].
Quá trình nguyên phân khá phức tạp, được điều tiết một cách chặt
chẽ và được chia thành 4 kỳ: kỳ đầu, kỳ giữa, kỳ sau và kỳ cuối.


Kỳ đầu

11


Chất nhiễm sắc trở nên xoắn và cô đặc lại hình thành các NST. Mỗi một
NST gồm hai nhiễm sắc tử chị em được đính với nhau bởi một vùng được gọi là
trung thể. Màng nhân, nhân con biến mất và thoi vô sắc được hình thành.


Kỳ giữa
Khi màng nhân biến mất thì thoi phân bào di chuyển chiếm ngay vị trí
trung tâm. Các NST được đính với tơ vô sắc tại tâm động. NST ở kỳ trung
gian đóng xoắn cực đại. Do tác động của các sợi tâm động, các NST được xếp
thành một hàng ở mặt phẳng xích đạo.



Kỳ sau
Đặc điểm của kỳ sau là sự tách đôi của hai nhiễm sắc tử chị em khỏi
nhau và trở thành thể nhiễm sắc con độc lập và di chuyển về hai cực nhờ
sự co ngắn của sợi tâm động phối hợp với sự kéo dài của các sợi cực và

hẹp lại của thoi.



Kỳ cuối
Trong kỳ này các NST con đã di chuyển tới hai cực, giãn xoắn, dài ra
và biến dạng trở thành chất nhiễm sắc. Thoi phân bào biến mất, đồng thời
hình thành màng nhân bao quanh chất nhiễm sắc. Hạch nhân được tái tạo hình
thành hai nhân con trong khối tế bào chất chung [2].



Phân chia tế bào chất
Sự phân chia tế bào chất được bắt đầu từ cuối kỳ sau hoặc đầu kỳ cuối
và diễn ra suốt kỳ cuối.
Tế bào thực vật được bao bởi lớp vỏ xenlulozơ làm cho tế bào không
vận động được nên sự phân chia tế bào chất ở tế bào thực vật được bắt đầu
bằng sự xuất hiện một vách ngang ở vùng trung tâm xích đạo, vách ngang
phát triển dần ra ngoại vi cho đến khi liên kết với vách bao tế bào và như vậy
tế bào chất được chia thành hai nửa. Trên vách ngang phân tách hai tế bào con

12


phát triển hệ thống cầu nối tế bào chất tạo thành cấu trúc plasmodesma đặc
trưng cho tế bào thực vật.
Các bào quan như: ty thể, lục lạp, mạng lưới nội chất…được phân về
2 tế bào con. Nói chung trong thời kỳ phân bào các hoạt động tổng hợp,
hoạt động sinh lý của tế bào bị đình chỉ hoặc giảm bớt nhằm phục vụ cho
sự phân bào [2].

 Phân bào giảm nhiễm
Sự xuất hiện sinh sản hữu tính là bước tiến hóa lớn của sinh vật. Phân
bào giảm nhiễm tạo điều kiện cho sự hình thành giao tử mang bộ NST đơn
bội trong quá trình sinh sản hữu tính. Khi hai giao tử đực và giao tử cái thụ
tinh hòa hợp để tạo thành hợp tử, bộ lưỡng bội được khôi phục. Do đó bảo
đảm sự ổn định bộ NST qua các thế hệ nhờ sự luân phiên: phân bào giảm
nhiễm (n) - thụ tinh (2n) - phân bào giảm nhiễm (n) - thụ tinh (2n) v.v.. Nếu
không có phân bào giảm nhiễm thì qua các thế hệ bộ NST của loài sẽ tăng từ
2n → 4n → 8n v.v..
Phân bào giảm nhiễm xảy ra ở tế bào sinh dục đi vào giai đoạn chín.
Quá trình phân bào giảm nhiễm trải qua 2 lần phân bản liên tiếp: phân bào
giảm nhiễm I và phân bào giảm nhiễm II. Mỗi lần phân bào đều trải qua các
kỳ biến đổi của NST. Kết quả của quá trình phân bào giảm nhiễm là tạo ra các
tế bào đơn bội, có số lượng NST đã giảm xuống chỉ còn 1 nửa so với NST
trong tế bào soma.



Phân bào giảm nhiễm I.
Kỳ đầu I
Phân bào giảm nhiễm I có thời gian kéo dài và rất phức tạp. Kỳ đầu I
được phân thành năm giai đoạn:
Giai đoạn Leptonema: Xuất hiện các sợi nhiễm sắc xoắn, co ngắn có
mang trung tiết, sắp xếp định hướng thành hình sao và đính vào màng nhân.
13


Giai đoạn Zygonema: Sự sắp xếp có định hướng của các sợi nhiễm sắc
tạo điều kiện cho sự tiếp hợp cặp đôi của các thể nhiễm sắc tương đồng.
Giai đoạn Pachinema: Được đặc trưng bởi hiện tượng trao đổi chéo

giữa hai NST trong cặp tương đồng. Mỗi NST lúc này gồm hai nhiễm sắc tử
chị em đính với nhau ở tâm động
Sự trao đổi chéo xảy ra giữa các nhiễm sắc tử không phải là chị em của
cặp tương đồng. Qua sự trao đổi chéo các nhiễm sắc tử không phải chị em
trao đổi các đoạn cho nhau - tức là trao đổi gen cho nhau giữa NST bố và mẹ,
là quá trình được gọi là tái tổ hợp di truyền.
Giai đoạn Diplonema: Đặc trưng bởi sự phân ly của các cặp tương
đồng. Hai NST của cặp tương đồng tách khỏi nhau, tuy nhiên chúng vẫn còn
dính nhau ở một vài điểm được gọi là điểm chéo. Điểm chéo chính là vùng
mà ở đó hai thể NST đồng trao đổi gen cho nhau.
Giai đoạn Diakinesis: Đặc trưng của giai đoạn này là các thể nhiễm sắc
ngừng tổng hợp ARN, xoắn lại, cô đặc và dày lên. Các NST tách khỏi màng
nhân. Màng nhân, hạch nhân biến mất. Xuất hiện thoi và sao phân bào [2].


Kỳ giữa I
Ở kỳ giữa I, màng nhân và nhân con biến mất, sợi thoi vô sắc được
hình thành. NST co ngắn cực đại và các NST tương đồng xếp song song với
mặt phẳng xích đạo theo cách xếp đối mặt với nhau



Kỳ sau I
Mỗi thành viên của cặp NST tương đồng với 2 nhiễm sắc tử chị em sẽ
di chuyển về một cực tế bào.



Kỳ cuối I
Các NST kép về 2 cực và phân chia tế bào chất hình thành 2 tế bào con.

Lúc này, NST trong mỗi tế bào con có n nhiễm sắc thể kép, có nguồn gốc từ
bố hoặc từ mẹ [2].



Phân bào giảm nhiễm II

14


Tiếp theo phân bào I, hai tế bào con trải qua một kỳ trung gian rất ngắn:
nhân con ở trạng thái nghỉ ngắn nhưng không có quá trình tổng hợp ADN và
nhân đôi NST. Rồi chuyển sang phân bào II.
Lần phân bào II cũng trải qua các kỳ: kỳ đầu II, kỳ giữa II, kỳ sau II,
kỳ cuối II và phân chia tế bào chất để tạo thành hai tế bào mới mang bộ
NST đơn bội. Người ta nói lần phân bào II là phân bào cân bằng và nó
tương tự với phân nguyên phân vì sự phân ly ở kỳ sau II giống hệt nguyên
phân. So với tiến trình phân bào I thì phân bào II xảy ra nhanh chóng với
thời gian chỉ chiếm 1 – 10%.
Kết quả là qua hai lần phân bào, từ một tế bào 2n kép đã tạo nên bốn
giao tử chứa số lượng NST đơn bội n [2].
Nếu như những hoạt động này của NST bị rối loạn do những nguyên
nhân bên trong hoặc bên ngoài môi trường có thể làm xuất hiện những dạng
đột biến NST và dẫn đến những hậu quả về mặt di truyền qua các thế hệ.
Đột biến NST có thể xảy ra làm thay đổi số lượng NST (đột biến đa bội
hoặc dị bội) hoặc làm thay đổi cấu trúc NST (bao gồm các trường hợp mất
đoạn, lặp đoạn hoặc đảo đoạn).
Đột biến cấu trúc NST có thể xảy ra ở giai đoạn trước khi tái bản ADN
(sai hình cấp độ NST) hoặc ở giai đoạn sau tái bản ADN (sai hình ở cấp độ
cromatit), làm rối loạn quá trình phân chia của tế bào.

Nhiều loại tác nhân bên ngoài có hiệu quả gây đột biến. Các tác nhân đó
có thể là tác nhân lý học, tác nhân hóa học có trong môi trường. Dưới tác dụng
của các tác nhân gây đột biến, NST thường bị đứt ngang ở một hoặc nhiều chỗ,
các đoạn NST bị đứt ra có thể kết hợp lại với nhau tạo thành các NST có hai tâm
động, hoặc vòng NST hoặc NST có một hoặc hai cánh dài hơn.
Nem-sê-va (1970) đã cho rằng những sai hình thể nhiễm sắc và chromatit
gây ra do các tác nhân gây đột biến có thể xếp vào bốn kiểu chủ yếu: Đứt thể
nhiễm sắc hoặc chromatit; thể nhiễm sắc hoặc chromatit có hai tâm động; thể
15


nhiễm sắc hoặc chromatit có một hoặc hai cánh bị biến đổi về chiều dài; vòng
thể nhiễm sắc hoặc vòng chromatit có hoặc không có tâm động.
2.1.3. Thực trạng chất lượng nguồn nước ở một số sông tại Hà Nội
2.1.3.1. Thực trạng chất lượng nước sông Nhuệ
Đoạn sông Nhuệ chảy qua địa bàn Hà Nội lấy nước từ Sông Hồng trong
địa phận quận Bắc Từ Liêm, chảy qua quận Nam Từ Liêm rồi về Hà Đông. Sông
Nhuệ vừa là kênh tưới vừa là kênh tiêu nước của hai quận Từ Liêm.
Kết quả phân tích mẫu nước sông Nhuệ lấy tại Liên Mạc, Cầu Diễn và
cầu Hà Đông cho thấy tổng khoáng hóa của nước tăng lên khá nhanh từ
0,194g/l đến 0,223g/l và lên 0,340g/l. Nước từ loại hình Bicacbonat chuyển
sang clorua- Bicacbonat- Natri. Từ Cầu Diễn do nước sông Nhuệ tiếp nhận
thêm nước thải nên bị nhiễm bẩn, hàm lượng vi sinh, Nitrit, BOD 5 (lượng oxy
cần thiết để oxy hóa một phần các hợp chất hữu cơ dễ phân hủy bởi vi sinh
vật, COD (lượng oxy cần để oxy hóa toàn bộ các chất hóa học trong nước)
nhiều nơi vượt quá tiêu chuẩn cho phép loại B. Giá trị BOD5 và COD lần lượt
dao động trong khoảng 4,0 đến 125mg/L và từ 10 đến 173mg/L [9] [10].
Hầu hết các điểm lấy mẫu trên sông Nhuệ có giá trị DO dao động trong
khoảng từ 2,5-3,3mg/L và chỉ đáp ứng cho yêu cầu của chất lượng nước loại
B2 (giao thông thủy và các mục đích khác với yêu cầu chất lượng nước thấp.

Hàm lượng N-NH4+, và P-PO43- trong nước sông Nhuệ đều tương đối
cao. N-NH4+ dao động trong khoảng từ 3,1 đến 9,4 mg/L, PO 43- dao động
trong khoảng từ 0,53 đến 3,85mg/L. Tất cả các mẫu đều có giá trị N-NH 4+, và
P-PO43- vượt mức giới hạn tối đa cho phép ở tất cả các loại (A1- B2) từ một
vài lần đến vài chục lần [5].
Sông Nhuệ phần thượng lưu (từ xã Liên Mạc đến Phú Diễn – Bắc Từ
Liêm) chất lượng nước ở mức ô nhiễm rất nhẹ, tuy nhiên khi qua Phú Diễn Từ Liêm ô nhiễm gia tăng rõ rệt, chất lượng nước chỉ đạt loại ô nhiễm trung
bình đến ô nhiễm nặng do nhận nước tưới tiêu nông nghiệp của quận Bắc và
16


Nam Từ Liêm và nước thải làng nghề, sinh hoạt ở hai bên bờ sông. Ô nhiễm
nặng và nghiêm trọng từ khu vực quận Hà Đông trở về hạ lưu (huyện Phú
Xuyên, Ứng Hòa) [9] [10].
2.1.3.2. Thực trạng chất lượng nước sông Tô Lịch
Sông Tô Lịch là sông thoát nước dài nhất nằm trong nội thành Hà Nội
(13.346 km), rộng 30-45m, sâu 2-3m. Sông Tô Lịch ngày nay bắt đầu từ
phường Nghĩa Đô thuộc quận Cầu Giấy (Phía nam đường Hoàng Quốc Việt),
chảy cùng hướng với đường Bưởi, đường Láng và đường Kim Giang về phía
Tây Nam rồi ngoặt sang phía Đông Nam và đổ vào sông Nhuệ ở đối diện làng
Hữu Từ thuộc xã Hữu Hòa, Thanh trì. Mỗi ngày con sông này phải tiếp nhận
trên 150.000m3 nước thải sinh hoạt hòa lẫn nước công nghiệp tập trung ở khu
vực Thượng Đình, cầu Bươu và hàng trăm cơ sở lớn nhỏ xen kẽ trong khu
dân cư. Dọc sông Tô Lịch có 15 cửa xả nước thải. Vào mùa mưa, do nước
mưa làm pha loãng các chất nên mức độ ô nhiễm giảm nhiều.
Theo các nghiên cứu khảo sát thì nước sông Tô Lịch nhiễm bẩn chủ
yếu là COD, BOD, chất rắn lơ lửng (SS), NO2 và coliform cả mùa mưa và
mùa khô, nước sông đen và có mùi hôi nồng nặc, đặc biệt vào những ngày
nắng nóng, nhất là đoạn Kim Giang- Cầu Bươu.
Về mùa khô: Nước sông phần lớn chứa nước thải. Hàm lượng BOD,

COD các chất hữu cơ, NH 3, SS, độ dẫn điện, kim loại nặng, dầu mỡ, coliform
đều rất cao.
Về mùa mưa: Nước sông chảy mạnh hơn, tốc độ dòng chảy tăng, do
ảnh hưởng của nước mưa đã pha loãng nước thải nên chất lượng nước sông
Tô Lịch được cải thiện rất nhiều. Tuy nhiên nước đã được pha loãng nhưng
hàm lượng các chất trong nước sông vẫn ở tình trạng xấp xỉ hoặc cao hơn
chút ít so với tiêu chuẩn cho phép và một số chỉ tiêu vẫn cao hơn nhiều như
COD, BOD, dầu mỡ, SS.
Từ thượng lưu đến hạ lưu, mức độ ô nhiễm tăng dần theo chiều dòng
chảy, tăng đột ngột là ở vị trí đập Thanh Liệt do đây là vị trí tiếp nhận nước thải
17


ô nhiễm từ sông Kim Ngưu, sông Tô Lịch, đến hạ lưu tại vị trí cầu Tó, mức độ ô
nhiễm giảm do nước pha loãng giữa sông Tô Lịch và sông Nhuệ. Nguyên nhân
chủ yếu do đây là sông chính tiếp nhận nước thải của thành phố Hà Nội, một số
nguồn thải chính là: Bệnh viện Lao, Bệnh viện Nhi Thụy Điển, Bệnh viện phụ
sản, nhà máy Nhựa Đại Lim, nhà máy sơn Tổng hợp…..) cùng với nước thải
sinh hoạt của hơn 3 triệu dân nội thành, các cơ sở sản xuất nhỏ lẻ len lỏi qua hệ
thống cống thoát nước đổ ra sông Tô Lịch cũng không kém phần độc hại. Chất
lượng nước sông Tô Lịch được thể hiện ở dưới bảng sau:
Bảng 1.1: Chất lượng nước sông Tô Lịch

Nguồn Công ty TNHH MTV thoát nước Hà Nội, 2012
18


Hàm Lượng BOD5, COD trên toàn bộ sông đều vượt quá tiêu chuẩn
cho phép, BOD5 đo được khoảng 50-89mg/l, cao nhất ở đập Thanh Liệt, vượt
tiêu chuẩn cho phép từ 2-3,56 lần, trung bình vượt 2,27 lần. COD từ khoảng

96-173mg/l, vượt quy chuẩn cho phép từ 1,92-3,46 lần, COD trung bình vượt
ngưỡng cho phép 2,68 lần, cao nhất vẫn là ở đập Thanh Liệt.
Hàm lượng Amoni tại đập Thanh Liệt lên đến 43,1mg/l, trung bình gấp
30 lần so với ngưỡng cho phép, lượng dầu mỡ trong sông cao nhất ở đập
Thanh Liệt vượt gấp 7 lần so với tiêu chuẩn cho phép, váng dầu có thể tìm
thấy dọc sông. Lượng Coliform lên rất cao, vượt mức hàng nghìn lần. Nước
sông có màu xanh đen, bốc mùi đặc biệt là vào những ngày nắng nóng.
2.1.3.3. Thực trạng chất lượng nước sông Lừ
Sông Lừ ngày nay dài 5,242 km, lòng sông rộng từ 10 đến 20 m, sâu 23m, chảy qua địa bàn các phường Nam Đồng, Trung Tự, Kim Liên, Khương
Thượng, Phương Mai, Phương Liên (quận Đống Đa). Đến Phương Liên, sông
Lừ chia làm hai, một rẽ sang phía Đông tời Giáp Bát và hội lưu với sông Sét,
một chảy tiếp về phía Nam qua Định Công và hội lưu với sông Tô Lịch tại
phía Bắc khu đô thị Linh Đàm gần cầu Dậu, phường Đại Kim, quận Hoàng
Mai. Nhánh hội lưu với Tô Lịch càng gần đến chỗ hội lưu thì dòng chảy càng
bị thu hẹp lại. Mỗi ngày sông tiếp nhận khoảng 50.00m3 nước thải. Kết quả
phân tích nước tại một số điểm trên sông cho thấy nước sông cũng bị ô nhiễm
khá nặng COD, BOD, Coliform vào cả mùa khô và mùa mưa, các chỉ tiêu còn
lại vẫn nằm trong giới hạn cho phép.

19


20


Bảng 1.2: Chất lượng nước sông Lừ

Nguồn công ty TNHH MTV Thoát nước Hà Nội, 2012
Hàm lượng BOD cao gấp 3 lần so với TCCP, cao nhất là thượng lưu
và hạ lưu của sông. COD cao gấp 2,9 lần so với TCCP. Hàm lượng Amoni

cao gấp 26,7- 40,8 lần so với TC, trung bình là cao gấp 34,35 lần. Lượng
oxy hòa tan DO luôn nhỏ hơn 2, sông bốc mùi hôi thối nặng nề. Lượng dầu
mỡ trên sông trung bình vượt tiêu chuẩn cho phép tới 7,9 lần. Hàm lượng ô
nhiễm vi sinh vật trên sông rất cao, hàm lượng coliform trung bình cao gấp
hàng nghìn lần so với tiêu chuẩn. Nước luôn có màu rất đen, hôi thối cả về
mùa mưa và mùa khô.
21


Mức độ ô nhiễm hữu cơ ở thượng lưu khu vực mương chẹm Xã Đàn là
cao nhất, sau đó giảm dần và tăng ở phía hạ lưu khu vực cầu Định Công.
Nguyên nhân chủ yếu là do khu vực này tập trung nhiều khu chung cư, tập
thể, nước thải của khu đô thị Đền Lừ nên lượng xả ra lớn hơn các vị trí khác,
ngoài ra có nước thải của bệnh viện Bạch Mai, bệnh viện Việt Pháp…
2.1.3.4. Thực trạng chất lượng nước Sông Sét
Sông Sét dài 5,806km, là một phân lưu của sông Kim Ngưu, nó tách
khỏi Kim Ngưu ở Phương Liệt, sông Sét dài hơn 3,6km, bắt nguồn từ hồ Bảy
Mẫu trong công viên Thống Nhất (quận Hai Bà Trưng), chảy theo hướng
Bắc- Nam và đổ vào hồ Yên Sở (Quận Hoàng Mai). Khi đi qua Giáp Bát, nó
nhận nước từ một phân lưu của sông Lừ từ Phương Liên chảy sang. Sông Sét
suốt nhiều năm bị bùn bồi lắng và bị các công trình xây dựng lấn bờ, nên bề
rộng và độ sâu của sông đã giảm đáng kể. Nhiều nơi sông chỉ rộng chừng 5m,
độ sâu trung bình chỉ hơn 1m. Hàm lượng BOD 5 trung bình vượt 2,86 lần so
với tiêu chuẩn cho phép, COD trung bình vượt 2,64 lần, hàm lượng Amoni
cao hơn tiêu chuẩn cho phép đến 30 lần. Mức độ ô nhiễm vi sinh vật rất cao,
xấp xỉ vượt 1000 lần so với tiêu chuẩn cho phép, dầu mỡ vượt 7,8 lần so với
tiêu chuẩn cho phép.

22

Bảng 1.3: Chất lượng nước sông Sét

Nguồn công ty TNHH MTV Thoát nước Hà Nội, 2012
Mức độ ô nhiễm ở tại cầu Sét cao hơn so với cầu Khỉ nhưng mức độ ô
nhiễm colifrom thì ngược lại, tuy nhiên mức độ ô nhiễm giữa hai cầu không
quá chênh lệch nhau.
2.2. Đánh giá chất lượng nguồn nước sử dụng các loài thực vật chỉ thị
2.2.1 Đánh giá chất lượng nguồn nước sử dụng các chỉ tiêu lý hóa



Các chỉ tiêu vật lý
Màu, mùi, vị

23


Nước tinh khiết không màu, không mùi, không vị. Sự xuất hiện màu,
mùi vị của nước một mặt biểu thị sự thay đổi tính lý học của nước, tác động
đến cảnh quan, thẩm mỹ, mặt khác nó là dấu hiệu về sự thay đổi tính chất hóa
học và sinh học của nước.


Nhiệt độ
Là nhân tố sinh thái quan trọng, nhiệt độ tăng quá cao hoặc quá nhanh
đều tác động xấu đến hệ sinh thái, đặc biệt là những mắt xích nhạy cảm nhất,
như loài hẹp nhiệt, con non, ấu trùng, trứng, cơ quan sinh sản...



pH
Là đại lượng đặc trưng cho mức độ axit hoặc kiểm của nước. Nước
trong tự nhiên thường có giá trị pH vào khoảng 6-6,5; nhiều loại sinh vật thủy
sinh không có khả năng sống trong môi trường có pH quá cao hoặc quá thấp.



Độ đục, độ trong, chất rắn lơ lửng (SS)
Là những thông số vật lý biểu thị sự có mặt của các hạt lơ lửng, các
loài thực vật phù du cản trở tầm xuyên qua của ánh sáng. Độ đục lớn, độ
trong nhỏ tác động bất lợi tới cảm quan, thẩm mĩ, giảm giá trị sử dụng của
nước.



Oxi hòa tan (DO)
Độ bão hòa oxi hòa tan trong nước sạch phụ thuộc nhiệt độ, áp suất. Ở
00C và P = 1atm, DO đạt bão hòa là 14,6mg/l. Thông thường DO trong nước
chỉ đạt 8-10mg/l, nhưng trong điều kiện quang hợp giải phóng oxi mạnh, nó
có thể đạt tới 200% (siêu bão hòa). Hai nguồn cung cấp oxi chính cho thủy
vực là quang hợp diễn ra trên tầng mặt khi có các thực vật và tảo, được chiếu
sáng và trao đổi với khí quyển qua mặt nước khi oxi trong nước chưa đạt độ
bão hòa. Hai quá trình tiêu thụ oxi chính là hô hấp, diễn ra ngày đêm và phân
hủy các chất hữu cơ. Do đó phân bố lượng DO trong nước không đồng đều,
24


căn cứ vào lượng DO có thể đánh giá được các điều kiện chiếm ưu thế trong
nước, đánh giá chất lượng nước. DO thấp không thuận lợi cho sự sống và quá

trình tự làm sạch.


Nhu cầu oxi hóa (BOD)
Là lượng oxi cần thiết cho quá trình phân hủy các chất hữu cơ có trong
nước bằng con đường sinh học. Thông thường người ta tính BOD cho 5 ngày
đầu tiên, BOD5 (thường chiếm khoảng 70% BOD toàn phần) hoặc BOD 20
(thường chiếm khoảng 95-99% BOD toàn phần). Do đó BOD là đại lượng
gián tiếp biểu thị mức độ ô nhiễm chất hữu cơ trong nước.



Nhu cầu oxi hóa học (COD)
Là lượng oxi cần thiết cho quá trình oxi hóa các chất hữu cơ trong nước
bằng con đường hóa học, được xác định thông qua việc sử dụng một tác nhân
oxi hóa mạnh trong môi trường axit. Phản ứng oxi hóa xảy ra không chỉ với
chất hữu cơ mà còn cả đối với một số chất vô cơ ở dạng khử. Do vậy, COD là
đại lượng biểu thị không chỉ cho chất ô nhiễm hữu cơ mà còn có cả một phần
chất vô cơ. Kết quả phân tích COD phản ánh lượng chất hữu cơ bao gồm sinh
vật có thể oxi hóa được và không oxi hóa được, do đó chỉ số COD >BOD.



Các chỉ tiêu hóa học
Kim loại nặng trong nước là những nguyên tố kim loại có tỷ trọng lớn
(>5), chúng thường có mặt trong tự nhiên với hàm lượng nhỏ nhưng lại có
tính độc cao đối với đời sống sinh vật và con người. Những kim loại nặng
thường được nghiên cứu như As, Pb, Hg, Mn...
Hg là nguyên tố độc phát tán vào nguồn nước từ các nguồn thải tự
nhiên, khai khoáng, công nghiệp, đặc biệt là công nghiệp sản xuất clo, kiềm.

Hg có thể tồn tại ở dạng liên kết với các tác nhân hữu cơ hoặc vô cơ. Trong
môi trường axit, Hg tồn tại ở dạng CH3Hg, chất này tan trong nước, tích lũy
theo chuỗi thức ăn, gây độc cho cả sinh vật và người.
25