Xác định hệ số tích tụ pb và cd của cá rô phi (oreochromis niloticus), cá trôi (labeo rohita) và cá chép (cyprinus carpio) nuôi trong phòng thí nghiệm

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

PHẠM THỊ MINH UYÊN

XÁC ĐỊNH HỆ SỐ TÍCH TỤ Pb VÀ Cd CỦA CÁ RÔ PHI
(OREOCHROMIS NILOTICUS), CÁ TRÔI (LABEO ROHITA) VÀ CÁ CHÉP
(CYPRINUS CARPIO) NUÔI TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội – 12/2014


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

PHẠM THỊ MINH UYÊN

XÁC ĐỊNH HỆ SỐ TÍCH TỤ Pb VÀ Cd CỦA CÁ RÔ PHI
(OREOCHROMIS NILOTICUS), CÁ TRÔI (LABEO ROHITA) VÀ CÁ CHÉP
(CYPRINUS CARPIO) NUÔI TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM

Chuyên ngành: Sinh thái học
Mã số: 60 42 01 20

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS. TS. Lê Thu Hà

Hà Nội – 12/2014

LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành được luận văn này em đã nhận được sự giúp đỡ và góp ý rất tận
tình từ PGS-TS Lê Thu Hà, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến Cô vì tất cả
những hướng dẫn và sự giúp đỡ của Cô trong suốt thời gian em học tập và hoàn
thành luận văn này.
Em xin gửi lời cảm ơn đến ThS. Bùi Thị Hoa cùng các thầy, cô giáo, các em
sinh viên làm cùng đề tài trong phòng thí nghiệm Sinh thái học và Sinh học môi
trường, Khoa Sinh học, trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà
Nội đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho em hoàn thành tốt luận văn.
Luận văn của tôi đã nhận được sự hỗ trợ kinh phí từ đề tài QG.12.10
Cuối cùng là lời cảm ơn sâu sắc của tôi tới gia đình và bạn bè, những người luôn
quan tâm, động viên và giúp đỡ tôi trong thòi gian tôi học tập và nghiên cứu.
Hà Nội, ngày tháng 12 năm 2104
Học viên

Phạm Thị Minh Uyên


MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN .................................................................................................. 1
Chƣơng 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ............................................................ 8
1.1. Trạng thái tự nhiên và hiệu ứng hóa sinh của Chì (Pb) và Cadimi (Cd) .. 8
1.1.1. Chì (Pb) ........................................................................................... 8
1.2. Ảnh hƣởng của ô nhiễm chì và cadimi đến con ngƣời và quần xã
sinh vật thủy sinh ....................................... Error! Bookmark not defined.
1.2.1. Ảnh hưởng của chì và cadimi đến cơ thể con người: [3,6,12]
.................................................................. Error! Bookmark not defined.

1.2.2. Ảnh hưởng của chì và cadimi đến quần xã thủy sinh vật ....... Error!
Bookmark not defined.
1.3. Tổng quan một số kết quả nghiên cứu về hàm lƣợng kim loại nặng
trong sinh vật ở Việt Nam ......................... Error! Bookmark not defined.
1.4. Vai trò của enzim catalaza đối với ô nhiễm kim loại nặng ...... Error!
Bookmark not defined.
Chƣơng 2: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ....... Error!
Bookmark not defined.
2.1. Đối tƣợng nghiên cứu ........................ Error! Bookmark not defined.
2.1.1. Cá Rô phi ....................................... Error! Bookmark not defined.
2.1.2. Cá Trôi ........................................... Error! Bookmark not defined.
2.1.3. Cá Chép ......................................... Error! Bookmark not defined.
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu ................... Error! Bookmark not defined.
2.2.1. Thiết kế thí nghiệm........................... Error! Bookmark not defined.
2.2.2. Phân tích hàm lượng kim loại nặng Pb và Cd trong các mẫu cơ cáError!
Bookmark not defined.
2.2.3. Xác định hoạt tính enzim catalaza trong mẫu gan cá ............ Error!
Bookmark not defined.
2.2.4. Phương pháp xử lý số liệu ............. Error! Bookmark not defined.


Chƣơng 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN Error! Bookmark
not defined.
3.1. Sự tích tụ kim loại nặng trong mô thịt cá ....... Error! Bookmark not
defined.
3.1.1. Sự tích tụ Pb ................................... Error! Bookmark not defined.
3.1.2. Sự tích tụ Cd .................................. Error! Bookmark not defined.
3.2. Hoạt tính của Catalaza trong gan cá Error! Bookmark not defined.
3.2.1. Trong môi trường nước có Pb ....... Error! Bookmark not defined.
3.2.2. Trong môi trường nước có Cd ....... Error! Bookmark not defined.

KẾT LUẬN ........................................................ Error! Bookmark not defined.
KIẾN NGHỊ ....................................................... Error! Bookmark not defined.
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 10
PHỤ LỤC ........................................................... Error! Bookmark not defined.


DANH MỤC CHỮ CÁI VIẾT TẮT

BYT

: Bộ y tế

CAT

: Enzyme catalase

Cd

: Cadimi

Fe3+ - E

: Phức hệ enzyme và ion Fe3+

KLN

: Kim loại nặng

O=Fe4+ - E

: Phức hệ enzyme, ion Fe4+ và nguyên tử Oxi

Pb

: Chì

QCVN 08- 2008/BTNMT

: Quy chuẩn Việt Nam về chất lượng nước mặt

TCCP

: Tiêu chuẩn cho phép


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1. Hàm lượng kim loại nặng trong động vật thủy sinh (cá)Error! Bookmark
not defined.
Bảng 2. Hàm lượng trung bình của Pb và Cu trong một số loài nhuyễn thể hai mảnh
vỏ vùng ven biển Đà Nẵng ........................................ Error! Bookmark not defined.
Bảng 3. Hàm lượng Cd2+ tích tụ trong các bộ phận và toàn cơ thể cá ở các nồng độ
(mg/kg) ...................................................................... Error! Bookmark not defined.
Bảng 4. Nồng độ kim loại nặng trong môi trường nước thí nghiệm ................. Error!
Bookmark not defined.
Bảng 5. Hàm lượng Pb (mg/kg) trong thịt cá Rô phi Error! Bookmark not defined.
Bảng 6. Hàm lượng Pb (mg/kg) trong thịt cá Chép .. Error! Bookmark not defined.
Bảng 7. Hàm lượng Pb (mg/kg) trong thịt cá Trôi .... Error! Bookmark not defined.
Bảng 8. Hệ số tích tụ Pb của 3 loài cá nghiên cứu ở ngày thứ 60Error! Bookmark
not defined.
Bảng 9. Hàm lượng Cd (mg/kg) trong thịt cá Rô phiError! Bookmark not defined.

Bảng 10. Hàm lượng Cd (mg/kg) trong thịt cá Chép Error! Bookmark not defined.
Bảng 11. Hàm lượng Cd (mg/kg) trong thịt cá Trôi . Error! Bookmark not defined.
Bảng 12. Hệ số tích tụ Cd của ba loài cá nghiên cứu ở ngày thứ 60 ................ Error!
Bookmark not defined.
Bảng 13. Hoạt tính CAT của gan cá Rô phi trong môi trường có Pb ............... Error!
Bookmark not defined.
Bảng 14. Hoạt tính CAT của gan cá chép trong môi trường có Pb (Đơn vị units/mg) Error!
Bookmark not defined.
Bảng 15. Hoạt tính CAT của gan cá trôi trong môi trường có PbError! Bookmark
not defined.
Bảng 16. Hoạt tính CAT của gan 3 loài cá nghiên cứu trong môi trường có Pb sau
60 ngày phơi nhiễm (units/mg) ................................. Error! Bookmark not defined.
Bảng 17. Biến động hoạt tính CAT trong gan cá Rô phi theo thời gian phơi nhiễm
Cd (units/mg) ............................................................ Error! Bookmark not defined.


Bảng 18. Biến động hoạt tính CAT trong gan cá Chép theo thời gian phơi nhiễm Cd
(units/mg) .................................................................. Error! Bookmark not defined.
Bảng 19. Biến động hoạt tính CAT trong gan cá trôi theo thời gian phơi nhiễm Cd
(units/mg) .................................................................. Error! Bookmark not defined.
Bảng 20. Hoạt tính CAT của gan 3 loài cá nghiên cứu trong môi trường có Cd sau
45 ngày phơi nhiễm (units/mg) ................................. Error! Bookmark not defined.


DANH MỤC HÌNH
Hình 1. Khoảng nồng độ tác động của các chất ô nhiễm đối với một số loài giáp xác [28]
................................................................................... Error! Bookmark not defined.
Hình 2. Cá Rô phi Oreochoromis niloticus ............... Error! Bookmark not defined.
Hình 3. Cá Trôi Labeo rohita .................................... Error! Bookmark not defined.
Hình 4. Cá Chép Cyprinus carpio ............................. Error! Bookmark not defined.

Hình 5. Biến động hàm lượng Pb trong mô thịt cá rô phi theo thời gian ......... Error!
Bookmark not defined.
Hình 6. Biến động hàm lượng Pb trong mô thịt cá chép theo thời gian ........... Error!
Bookmark not defined.
Hình 7. Biến động hàm lượng Pb trong mô thịt cá trôi theo thời gian ............. Error!
Bookmark not defined.
Hình 8. Đồ thị so sánh sự tích tụ Pb của ba loài cá ở ngày thứ 60Error! Bookmark
not defined.
Hình 9. Biến động hàm lượng Cd trong mô thịt cá rô phi theo thời gian ......... Error!
Bookmark not defined.
Hình 10. Biến động hàm lượng Cd trong mô thịt cá Chép theo thời gian ........ Error!
Bookmark not defined.
Hình 11. Biến động hàm lượng Cd trong mô thịt cá Trôi theo thời gian .......... Error!
Bookmark not defined.
Hình 12. Đồ thị so sánh sự tích tụ Cd của ba loài cá ở ngày thứ 60 ................. Error!
Bookmark not defined.
Hình 13. Biến động hoạt tính CAT trong gan cá rô phi theo thời gian phơi nhiễm Pb. Error!
Bookmark not defined.
Hình 14. Biến động hoạt tính CAT trong gan cá chép theo thời gian phơi nhiễm chì . Error!
Bookmark not defined.
Hình 15. Biến động hoạt tính CAT trong gan cá trôi theo thời gian phơi nhiễm chì ... Error!
Bookmark not defined.
Hình 16. Đồ thị so sánh hoạt tính của enzyme CAT giữa 3 loài cá nghiên cứu trong
môi trường có chì ...................................................... Error! Bookmark not defined.


Hình 17. Biến động hoạt tính CAT trong gan cá Rô phi theo thời gian phơi nhiễm
cadimi ........................................................................ Error! Bookmark not defined.
Hình 18. Biến động hoạt tính CAT trong gan cá chép theo thời gian phơi nhiễm
Cadimi ....................................................................... Error! Bookmark not defined.

Hình 19. Biến động hoạt tính CAT trong gan cá trôi theo thời gian phơi nhiễm
cadimi ........................................................................ Error! Bookmark not defined.
Hình 20. Đồ thị so sánh hoạt tính của enzyme CAT với ba loài cá nghiên cứu trong
môi trường Cadimi .................................................... Error! Bookmark not defined.

.


MỞ ĐẦU
Kim loại nặng được coi là những chất “ô nhiễm bảo toàn” bởi vì chúng không bị
phân hủy hoặc bị phân hủy sau một thời gian rất dài được đưa vào nước. Các chất này
được tích luỹ trong cơ thể sinh vật và một số có thể được khuyếch đại sinh học qua các
chuỗi thức ăn. Những động vật ăn thịt nằm ở mắt xích cuối cùng của chuỗi thức ăn như
cá, lại hấp thụ phần lớn các chất ô nhiễm từ các hệ sinh thái thuỷ vực bằng con đường
tiêu hoá, vì thế khả năng tích tụ sinh học rất lớn. Nếu các loài cá này được sử dụng làm
thực phẩm thì sẽ gây tác động đến sức khỏe cộng đồng.
Trong các động vật thủy sinh, cá là sinh vật mà không thể thoát khỏi tác động có hại
của chất gây ô nhiễm. Sinh vật hiếu khí tạo ra các chất hoạt động chứa ôxy (ROS), chẳng
hạn như superoxide anion gốc tự do (O2), hydrogen peroxide (H2O2), và hydroxyl triệt để
(OH). Để làm giảm bớt những tác động tiêu cực của ROS, cá có một hệ thống phòng thủ
chống oxy hóa sử dụng cơ chế enzyme và phi enzyme.Và enzyme catalase (CAT) được
coi là 1 biomarker và là 1 trong các chất chống oxy hóa quan trọng nhất.
Trong các nghiên cứu về độc tính của phơi nhiễm cấp tính, thay đổi nồng độ và hoạt
động enzyme thường trực phản ánh tổn thương tế bào trong các cơ quan cụ thể. Gan là
một cơ quan quan trọng lưu trữ và tham gia vào quá trình trao đổi chất, giải độc của cơ
thể. Trong một số tình huống, các kim loại nặng có thể tích tụ trong gan để thể hiện mức
độ độc hại và gây ra sự thay đổi bệnh lý.
Những nghiên cứu về đánh giá hàm lượng kim loại nặng trong sinh vật ở Việt Nam
chưa nhiều. Các nghiên cứu này hầu hết tập trung phân tích và đánh giá hàm lượng kim
loại nặng trong sinh vật sinh sống trong môi trường ô nhiễm. Vì vậy, đề tài “Xác định hệ

số tích tụ Pb và Cd của cá Rô phi (Oreochromis niloticus), cá Trôi (Labeo rohita) và
cá Chép (Cyprinus carpio) nuôi trong phòng thí nghiệm” được thực hiện với mục tiêu
như sau:
1.

Đánh giá sự tích tụ của chì và cadimi trong thịt cá rô phi, cá trôi và cá chép

được nuôi trong môi trường chứa kim loại ở các nồng độ khác nhau.
2.

Đánh giá sự ảnh hưởng của môi trường có kim loại nặng đến hoạt tính của

enzim catalaza trong gan cá.


Chƣơng 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Trạng thái tự nhiên và hiệu ứng hóa sinh của Chì (Pb) và Cadimi (Cd)
1.1.1. Chì (Pb)
Trạng thái tự nhiên của chì
Chì là kim loại có màu trắng bạc và sáng, bề mặt cắt còn tươi của nó xỉn nhanh
trong không khí tạo ra màu tối, rất mềm, dễ uốn, nặng và có tính dẫn điện kém so với các
kim loại khác. Chì có tính chống ăn mòn cao, vì thuộc tính này nên chì được sử dụng để
chứa các chất ăn mòn (như axit sulfuric). Do tính dễ dát mỏng và chống ăn mòn, chì được
sử dụng trong các công trình xây dựng như trong các tấm phủ bên ngoài các tấm lợp.
Chì tồn tại khá phổ biến trong tự nhiên, chiếm khoảng 1,6.10-3 % khối lượng vỏ trái
đất ứng với khoảng 1,6.10-4 tổng số nguyên tử của vỏ trái đất.
Trong khí quyển chì tương đối giàu hơn so với kim loại khác. Nguồn chính của chì
phân tán trong không khí xuất phát từ quá trình đốt cháy các nhiên liệu xăng dầu chứa
chì. Chì được trộn thêm dưới dạng Pb(CH3)4 và Pb(C2H5)4 cùng với các chất làm sạch
1,2- dicloetan và 1,2 – đibrommetan.

Trong nước, dạng tồn tại của chì là dạng ion Pb2+. Chì trong nước máy có nguồn
gốc tự nhiên chiếm tỉ lệ rất ít, chủ yếu là từ đường ống dẫn, các thiết bị tiếp xúc có chứa
chì.
Vai trò và hiệu ứng sinh hóa của chì
Chì được sử dụng để chế tạo pin, acquy chì – axit, hợp kim, thiết bị bảo vệ tia
phóng xạ trong lò phản ứng hạt nhân... lượng lớn chì được dùng để điều chế hợp kim
quan trọng: Thiếc hàn chứa 20 – 90% Sn và 80 – 10% Pb, hợp chất chữ in chứa 81% Pb,
15,5%Sb và 3,5% Sn. Hợp kim ổ trục chứa 80% Sn, 12% Sb, 6% Cu và 2% Pb. Hợp chất
chì hữu cơ Pb(CH3)4 ; Pb(C2H5)4 một thời gian dài được sử dụng khá phổ biến làm chất
phụ gia cho xăng dầu bôi trơn nhưng hiện nay đã được thay thế.
Một trong những ảnh hưởng của chì vô cơ là nó ức chế sự tổng hợp hemoglobin dẫn
đến bệnh thiếu máu. Hai enzym của ty thể là delta hoặc anpha – amino levunin axit
dehydrogenase (ALAD) và ferochelatase bị làm ức chế hoạt động, điều này dẫn đến kết



TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tài liệu Tiếng Việt
1. Bộ Tài nguyên Môi trường, (2008), “Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất lượng
mặt nước” QCVN 08:2008/BTNMT
2. Bộ Y tế, (2007), “Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia đối với giới hạn ô nhiễm kim loại
nặng trong thực phẩm” NĐ46/BYT
3. Đặng Đình Bạch, Nguyễn Văn Hải, (2006), Giáo trình hóa môi trường. NXB
Khoa học và Kỹ Thuật Hà Nôi, Hà Nội.
4. Lê Huy Bá, (2005), Sinh thái môi trường học cơ bản. NXB ĐH Quốc gia
TP.HCM, 575 trang.
5. Hoàng Văn Bính, (2007), Độc chất học công nghiệp và dự phòng nhiễm độc.
NXB khoa học kỹ thuật.
6. Hoàng Nhâm, (2000), Hóa học vô cơ, tập 3. NXB Giáo dục.
7. Lê Thị Mùi, (2008), “Sự tích tụ chì và đồng trong một số nhuyễn thể hai mảnh vỏ

vùng ven biển Đà Nẵng”, Tạp chí khoa học công nghệ, Đại Học Đà Nẵng- số 4 (27)
2008.
8. Mai Đình Yên, (1978), Định loại cá nước ngọt các tỉnh phía bắc Việt Nam. NXB
khoa học kĩ thuật Hà Nội.
9. Nguyễn Thị Hà, (2007), “ Nghiên cứu khả năng hấp thị một số KLN (Cu2+ , Pb2+
, Zn2+ ) trong nước của nấm men Saccharomyces cerevisiae”, Tạp chí khoa học ĐH Quốc
gia Hà Nội, khoa học và công nghệ, 23 (2007)
10. Nguyễn Văn Hảo, Ngô Sĩ Vân, (2006), Cá nước ngọt Việt Nam tập 1. NXB
Nông nghiệp.
11. Nguyễn Thị Hường, (2010), “Xây dựng quy trình phân tích hàm lượng kim loại
đồng trong rau muống ở một số khu vực thuộc thành phố Đà Nẵng”, tạp chí Khoa Học và
Công Nghệ, ĐH Đà Nẵng- số 5 (40) 2010.


12. Nguyễn Thị Thương Huyền và các cộng sự, (2013), “Khảo sát khả năng tích tụ
cadimi trên cá ngựa vằn Danio Rerio”, Tạp chí khoa học ĐHSP thành phố Hồ Chí Minh,
51 (2013).
13. Nguyễn Văn Mùi, (2002), Xác định hoạt độ Enzym, NXB Khoa Học Kĩ Thuật
14. Trần Văn Quang, Phan Thị Kim Thủy, (2012), “Nghiên cứu đánh giá mức độ ô
nhiễm kim loại nặng trong hồ công vên 29/3 – TP Đà Nẵng”,
15. Trịnh Thị Thanh, (2000), Độc học môi trường và sứ khỏe con người.NXB
ĐHQG Hà Nội
Tài liệu Tiếng Anh
16. Allen P., (1995), “Accumulation profiles of lead and cadmium in the edible
tissues of Oreochromis aure us during acute exposure”. J. Fish. Biol., 47(4) p. 559-568.+
17. Alves L. C., Glover C. N. and Wood C. M., (2006), Dietary Pb accumulation in
juvenile freshwater rainbow trout (Oncorhynchus mykiss). Archiv. Environ. Contam.
Toxicololy, 51 (4) p. 615-625.
18. Ahmed M.S. and Bibi S, (2010), Uptake and bioaccumulation of waterborne
lead (Pb) in the fingerllings of a freshwater cyprinid, catla catla L., The Journal of

Animal & Plant Sciences, 20(3) p. 201-207.
19. Boon EM, Downs A, Marcey D, (2007), "Proposed Mechanism of
Catalase".Catalase: H2O2: H2O2 Oxidoreductase: Catalase Structural Tutorial.
Retrieved
20. Chelikani P, Fita I, Loewen PC, (January 2004), Diversity of structures and
properties among Catalaza”. Cell. Mol. Life Sci. 61(2): 192 – 208.
21. Hammond P. B. &Bililes R.P. (1980) “Casarett and Doull’s Toxicology”, 2nd
edition, Macmillan Publishing Corp., New York,pp.409-467.
22. Potter I, C, Bird D, J, Claridge P, N, Clarke K, R, Hyndes G, A, Newton L, C,
(2001), Fish fauna of the Severn Estuary, Are there long term changes in abundance and
species composition and are the recruitmet patterns of the main marine species
correlated?, Journal of Experimental Marine Biology and Ecology 258, pp, 15-37


23. WHO, (1992), Environmental Health Criteria 135: Cadmium- Environmental
Aspects, World Health Organization, Geneva.
24. Zera Haji Hosseini, Maliheh khanlarian, mahlagha ghoranli, (2007), “Effect of
lead Germination, Growth and Activity of Catalaza and Peroxidase enzym in Rooth and
Shoot of two cultivars of Brassica napus L.”, Journal of Biological Sciences 7 (4): 592 598

Websites
25. :1025/collect/bstcvdbs/index/HASH0133.dir/RoPhiVan.jpg
26. />27. />28. />