Đánh giá hàm lượng thuốc trừ sâu clo hữu cơ trong nước, trầm tích, thủy sinh vật tại cửa sông sài gòn – đồng nai và thử nghiệm độc tính của DDTs lên phôi, ấu trùng hàu thái bình dương

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
-----------------------------

Nguyễn Xuân Tòng

ĐÁNH GIÁ HÀM LƯỢNG THUỐC TRỪ SÂU CLO HỮU CƠ
TRONG NƯỚC, TRẦM TÍCH, THỦY SINH VẬT TẠI CỬA
SƠNG SÀI GỊN – ĐỒNG NAI VÀ THỬ NGHIỆM ĐỘC TÍNH
CỦA DDTs LÊN PHƠI, ẤU TRÙNG HÀU THÁI BÌNH DƯƠNG,
CÁ MEDAKA
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

Hà Nội – 2021


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
-----------------------------

Nguyễn Xuân Tòng

ĐÁNH GIÁ HÀM LƯỢNG THUỐC TRỪ SÂU CLO HỮU CƠ

TRONG NƯỚC, TRẦM TÍCH, THỦY SINH VẬT TẠI CỬA
SƠNG SÀI GỊN – ĐỒNG NAI VÀ THỬ NGHIỆM ĐỘC TÍNH
CỦA DDTs LÊN PHƠI, ẤU TRÙNG HÀU THÁI BÌNH DƯƠNG,
CÁ MEDAKA
Chun ngành: Kỹ thuật Môi trường
Mã số: 9 52 03 20

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. TS. Mai Hương
2. PGS. TS. Dương Thị Thủy

Hà Nội – 2021


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan nội dung của luận án là cơng trình nghiên cứu của riêng tơi
dưới sự hướng dẫn khoa học của TS. Mai Hương và PGS.TS. Dương Thị Thủy. Các
số liệu và kết quả được nêu trong luận án là trung thực và chưa từng được cơng bố
trong bất kỳ cơng trình nào khác.
Tơi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận án đã được cảm
ơn, các thơng tin trích dẫn trong luận án này đều được chỉ rõ nguồn gốc.

Hà Nội, ngày

tháng

năm 2021

Nguyễn Xuân Tòng

LỜI CẢM ƠN
Tơi xin bày tỏ lịng cảm ơn sâu sắc tới TS. Mai Hương, Trường Đại học Khoa
học và Công nghệ Hà Nội và PGS.TS. Dương Thị Thủy, Viện Công nghệ Môi trường,
Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, đã định hướng nghiên cứu, tận tình
hướng dẫn, sửa luận án và tạo mọi điều kiện thuận lợi để tơi có thể hồn thành Bản
luận án này.
Tơi xin cảm ơn phịng quản lý Đào tạo Viện Cơng nghệ Môi trường, Học viện
Khoa học và Công nghệ -Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã tạo
điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tơi hồn thành mọi thủ tục cần thiết trong quá trình làm
nghiên cứu.
Trong q trình nghiên cứu và hồn thành luận án, tơi đã nhận được sự giúp
đỡ hết sức nhiệt tình và quý báu của Viện Khoa học Công nghệ và Quản lý Môi
trường – Trường Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh, Viện Vệ sinh Dịch
tể Trung ương, Trung tâm Cơng nghệ Sinh học Thành phố Hồ Chí Minh, Trung Tâm
Kiểm Định Và Khảo Nghiệm Thuốc Bảo Vệ Thực Vật Phía Nam, Phịng Độc học
Sinh thái - Đại học Liege - Vương Quốc Bỉ. Tôi xin trân trọng cảm ơn.
Tôi xin chân thành cảm ơn các nhà khoa học đã giúp đỡ, đóng góp nhiều ý
kiến quý báu liên quan đến luận án cũng như đánh giá chất lượng luận án để luận án
được hồn thiện.
Cuối cùng, tơi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến những người thân yêu trong
gia đình, đồng nghiệp và bạn bè đã luôn quan tâm, động viên, ủng hộ và giúp đỡ tơi
trong q trình học tập và nghiên cứu.

Tác giả luận án: Nguyễn Xuân Tòng


i

MỤC LỤC
MỤC LỤC ................................................................................................................... i
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT .................................................................................... iv
DANH MỤC BẢNG ................................................................................................. vi
DANH MỤC HÌNH ẢNH ...................................................................................... viii
MỞ ĐẦU .....................................................................................................................1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU .....................................................................5
1.1. Tổng quan về hóa chất BVTV .........................................................................5
1.1.1. Phân loại hóa chất BVTV .........................................................................5
1.1.2. Một số nhóm hóa chất BVTV chính .........................................................6
1.1.3. Nguồn gốc hóa chất BVTV trong mơi trường ..........................................9
1.2. Tình hình nghiên cứu và hiện trạng tồn dư hóa chất BVTV, độc tính trong mơi
trường sinh thái thủy sinh ......................................................................................11
1.2.1. Tình hình nghiên cứu và hiện trạng sử dụng hóa chất BVTV trên thế giới
...........................................................................................................................11
1.2.2. Tình hình nghiên cứu và hiện trạng sử dụng hóa chất BVTV ở Việt Nam
...........................................................................................................................15
1.2.3. Độc tính của hóa chất BVTV ..................................................................19
1.3. Tổng quan về hàu Thái Bình Dương (Crassostrea gigas), cá medaka (Oryzias
latipes) và ứng dụng trong đánh giá độc học sinh thái .........................................25
1.3.1. Tổng quan về hàu Thái Bình Dương (Crassostrea gigas) .......................25
1.3.2. Tổng quan về cá medaka (Oryzias latipes) .............................................26
1.3.3. Vai trò của hàu Thái Bình Dương (Crassostrea giagas) và cá medaka
(Oryzias latipes) trong nghiên cứu độc học sinh thái........................................27
1.4. Tổng quan về khu vực nghiên cứu .................................................................29
1.4.1. Đặc điểm tự nhiên ...................................................................................29


ii
1.4.2. Đặc điểm kinh tế xã hội ..........................................................................31

1.4.3. Đặc điểm mơi trường ..............................................................................32
CHƯƠNG 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ......................................................34
2.1. Hóa chất, dụng cụ và thiết bị thí nghiệm .......................................................34
2.1.1 Hóa chất ...................................................................................................34
2.1.2. Dụng cụ, thiết bị ......................................................................................35
2.2. Địa điểm lấy mẫu ...........................................................................................35
2.3. Các phương pháp lấy mẫu ..............................................................................40
2.3.1. Mẫu nước mặt .........................................................................................40
2.3.2. Mẫu trầm tích ..........................................................................................40
2.3.3. Mẫu sinh vật ............................................................................................40
2.4. Phương pháp phân tích mẫu ...........................................................................41
2.4.1. Phân tích các thơng số hóa lý ..................................................................41
2.4.2. Xác định OCPs trong mẫu nước .............................................................41
2.4.3. Xác định OCPs trong mẫu trầm tích .......................................................41
2.4.4. Xác định OCPs trong mẫu sinh vật .........................................................43
2.5. Các phương pháp thử nghiệm trên phơi, ấu trùng hàu Thái Bình Dương và cá
medaka ..................................................................................................................43
2.5.1. Phơi, ấu trùng hàu Thái Bình Dương ......................................................43
2.5.2. Phôi, ấu trùng cá medaka ........................................................................46
2.6. Các phương pháp đánh giá độc tính ...............................................................48
2.6.1. Xác định LC50, EC50 và tỷ lệ sống chết ...................................................48
2.6.2. Phương pháp phân tích qRT-PCR để đánh giá ảnh hưởng của hóa chất
BVTV đến cá medaka ở mức độ sinh học phân tử ...........................................48
2.6.3. Các phương pháp quan sát hình thái, cấu tạo tế bào ...............................51
2.7. Xử lý thống kê số liệu ....................................................................................52
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ – THẢO LUẬN................................................................55


iii
3.1. Phân nhóm các địa điểm lấy mẫu...................................................................55

3.2. Hiện trạng OCPs trong nước và trầm tích ......................................................56
3.2.1. Các thơng số hóa lý trong nước mặt và trầm tích ...................................56
3.2.2. Nồng độ OCPs trong nước ......................................................................57
3.2.3. Nồng độ OCPs trong trầm tích ................................................................64
3.2.4. Mối liên hệ giữa nồng độ OCPs trong nước và trong trầm tích ..............72
3.2.5. Đánh giá nguồn gốc ô nhiễm OCP bằng phân tích thành phần chính ....76
3.3. OCPs trong cá và nhuyễn thể hai mảnh vỏ ....................................................79
3.3.1. Nồng độ các OCPs trong sinh vật theo loài ............................................80
3.3.2. Nồng độ các OCPs trong sinh vật theo không gian (vị trí) .....................93
3.3.3. Nguồn ơ nhiễm OCPs trong sinh vật ......................................................95
3.4. Đánh giá độc tính của DDTs ..........................................................................98
3.4.1. Độc tính của DDTs đến sinh trưởng của phôi, ấu trùng hàu Thái Bình
Dương ................................................................................................................98
3.4.2. Độc tính của DDT đến sinh trưởng của phơi cá medaka ......................117
3.4.3. Kết quả đánh giá hình thái, cấu trúc gan cá medaka .............................126
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.................................................................................130
DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ...............................................132
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................133
PHỤ LỤC .................................................................................................................... I


iv

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
Từ viết tắt

Tiếng anh

Tiếng việt

ADN

Deoxyribonucleic Acid

ANOVA

Analysis Of Variance

Phân tích phương sai

BAF

Bioaccumulation factor

Hệ số tích lũy sinh học

BDL

Below Detectable Level

Dưới mức có thể phát hiện

BR-VT

Bà Rịa – Vũng Tàu

BVTV

Bảo vệ thực vật

CA

Cluster analysis

DCM

Diclometan

DDD

Dichloro-Diphenyl-Dichloroethane

DDE

DDT

Dichloro-DiphenylDichloroethylene
Dichloro-DiphenylTrichloroethane

DMSO

Dimethyl sulfoxit

EC

Electrical Conductivity

EC50

Effective Concentration

GC/MS

GC/ECD
HCH

Phân tích cụm

Gas chromatography–mass
spectrometry

Độ dẫn điện
Nồng độ ảnh hưởng đến
50% sinh vật phơi nhiễm
Sắc ký khí – khối phổ

Gas chromatography-electron

Sắc ký khí – detector bẫy

capture detector

electron

Hexachlorocyclohexane

KCN

Khu công nghiệp

KPH

Không phát hiện

LC50

LOEC
LOQ

Lethal Concentration

Nồng độ gây chết 50% sinh
vật bị phơi nhiễm

Lowest Observed Effect

Nồng độ thấp nhất có ảnh

Concentration

hưởng

Limit of Quantitation

Giới hạn định lượng


v
NOEC

No Observed Effect Concentration

OCP

Organochlorine Pesticides

PCA/FA

Nồng độ cao nhất khơng có
ảnh hưởng
Hóa chất Bảo vệ thực vật
nhóm clo hữu cơ

Principal Component

Phân tích thành phần

Analysis/Factor Analysis

chính/Phân tích nhân tố

PE

Polyetylen

POP

Persistant Organic Pollutant

QCVN

Chất ơ nhiễm hữu cơ khó
phân hủy
Quy chuẩn Việt Nam

Real-Time Polymerase Chain

Phản ứng tổng hợp chuỗi

Reaction

polymerase thời gian thực

SE

Standard error

Sai số chuẩn

SEM

Scanning Electron Microscope

Kính hiển vi điện tử qt

RT-PCR

TB

Trung bình

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

TDS

Total Dissolved Solids

TEM

Transmission Electron Microscope

Tổng chất rắn hịa tan
Kính hiển vi điện tử truyền
qua

TLTK

Tài liệu tham khảo

TN&MT

Tài nguyên và Môi trường

TOC

Total Organic Carbon

TP HCM

Tổng cacbon hữu cơ
Thành phố Hồ Chí Minh

TSS

Total Suspended Solids

WHO

World Health Organization

Tổng chất rắn lơ lững
Tổ chức Tổ chức tế Thế
giới


vi

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1. 1. Phân loại các loại hóa chất BVTV .................................................5
Bảng 1. 2. Phân loại hóa chất BVTV nhóm clo hữu cơ ...................................6
Bảng 1. 3. Ảnh hưởng của một số loại hóa chất BVTV phổ biến đến một số
sinh vật thủy sinh ............................................................................................28
Bảng 1. 4. Các sơng chính ở khu vực hạ lưu hệ thống sông Đồng Nai .........30

Bảng 2. 1. Hỗn hợp chuẩn gốc OCPs ............................................................34
Bảng 2. 2. Các hóa chất dùng trong phân tích ..............................................34
Bảng 2. 3. Đặc điểm vị trí lấy mẫu ở cửa sơng Sài Gòn – Đồng Nai ............38
Bảng 2. 4. Kỹ thuật phân tích các thơng số hóa lý mẫu nước mặt và trầm tích

...................................................................................................................................41
Bảng 2. 5. Bảng quy đổi hệ số Probit ............................................................48
Bảng 2. 6. Các cặp mồi phân tích Real-time PCR .........................................50
Bảng 2. 7. Cài đặt quy trình phân tích phản ứng Real-time PCR .................50
Bảng 3. 1. Chỉ tiêu lý – hóa nước tại thủy vực nghiên cứu ............................56
Bảng 3. 2. Chỉ tiêu lý – hóa trong trầm tích tại thủy vực nghiên cứu ............57
Bảng 3. 3. Nồng độ của OCP (µg/L) trong nước ở hai mùa..........................58
Bảng 3. 4. Thành phần của DDT (%) trong nước theo mùa ..........................59
Bảng 3. 5. Thành phần của HCHs (%) trong nước theo mùa ........................60
Bảng 3. 6. Nồng độ các OCPs (µg/L) trong mẫu nước mặt được thu thập từ
nghiên cứu ở các khu vực khác nhau trên thế giới ........................................60
Bảng 3. 7. Nồng độ của OCPs (µg/L) trong nước ở hai nhóm ......................61
Bảng 3. 8. Thành phần của tổng DDTs (%) trong nước theo nhóm ..............62
Bảng 3. 9. Thành phần của HCHs (%) trong nước theo nhóm ......................63
Bảng 3. 10. Nồng độ của OCPs (µg/kg) trong trầm tích theo hai mùa .........64
Bảng 3. 11. Thành phần của tổng DDTs (%) trong trầm tích theo mùa........65
Bảng 3. 12. Thành phần của tổng HCHs (%) trong trầm tích theo mùa .......68
Bảng 3.13. Nồng độ các OCPs (µg/kg) trong mẫu trầm tích được thu thập từ
các khu vực khác nhau trên thế giới ..............................................................69


vii
Bảng 3. 14. Nồng độ của OCPs (µg/kg) trong trầm tích ở hai nhóm ............70
Bảng 3. 15. Thành phần của tổng DDTs (%) trong trầm tích theo nhóm......70
Bảng 3. 16. Thành phần của tổng HCHs (%) trong trầm tích theo nhóm .....71
Bảng 3. 17. Tương quan giữa dư lượng OCPs trong nước với các chỉ tiêu hóa
lý .....................................................................................................................72
Bảng 3. 18. Tương quan giữa dư lượng OCPs trong trầm tích với chỉ tiêu hóa
lý .....................................................................................................................72
Bảng 3. 19. Tương quan OCPs với những nhân tố tiềm ẩn (VF) hình thành từ

phân tích PCA/FA trong hai mùa và hai nhóm ..............................................76
Bảng 3. 20. Đặc điểm sinh học của cá và nhuyễn thể hai mảnh vỏ ...............79
Bảng 3. 21. Nồng độ các OCPs (µg/kg) trong mơ các lồi cá và nhuyễn thể
hai mảnh vỏ các nước trên thế giới ................................................................92
Bảng 3. 22. Nồng độ DDTs, dieldrin và OCPs (µg/kg) trong các mẫu cá và
nhuyễn thể hai mảnh vỏ theo vị trí ở cửa sơng Sài Gòn – Đồng Nai.............93
Bảng 3. 23. Hệ số tải trọng của các thông số OCPs đối với các nhân tố khác
nhau được hình thành từ phân tích PCA/FA..................................................96
Bảng 3. 24. Các giá trị giới hạn NOEC, LOEC và EC50 sau 2 giờ hàu Thái
Bình Dương phơi nhiễm với DDTs trong nước............................................100
Bảng 3. 25. Các giá trị giới hạn NOEC, LOEC và LC50 sau 24 giờ phơi nhiễm
với DDTs trong nước....................................................................................102
Bảng 3. 26. Giá trị NOEC, LOEC và EC50 của DDTs trong trầm tích đối với
sự chậm phát triển phơi hàu .........................................................................106
Bảng 3. 27. Các giá trị NOEC, LOEC và LC50 của DDTs trong trầm tích đối
với sự tử vong của phôi, ấu trùng hàu .........................................................108
Bảng 3. 28. Tỷ lệ tử vong của phôi cá medaka sau 24, 48, 72 và 96 giờ phơi
nhiễm DDT ...................................................................................................118
Bảng 3. 29. Giá trị LC50 của DDTs tại các thời điểm 24, 48, 72 và 96 giờ phơi
nhiễm ............................................................................................................120


viii

DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1. Cấu trúc của o,p–DDE, p,p–DDE, o,p–DDD, p,p–DDD, o,p–DDT
và p,p–DDT ......................................................................................................7
Hình 1. 2. Cấu trúc của hexachlorobenzene ....................................................7
Hình 1. 3. Cấu trúc hóa học của endosulfan....................................................7
Hình 1. 4. Cấu trúc hóa học của aldrin và dieldrin .........................................8

Hình 1. 5. Cấu trúc hóa học của endrin ...........................................................9
Hình 1. 6. Thị trường phân phối mỗi loại hóa chất BVTV.............................11
Hình 1. 7. Tình hình nhập khẩu hóa chất BVTV ở Việt Nam giai đoạn 2010 –
2014 ................................................................................................................16
Hình 1. 8. Số lượng hóa chất BVTV được phép sử dụng trong nơng nghiệp ở
Việt Nam .........................................................................................................17
Hình 1. 9. Con đường di chuyển của POP trong mơi trường ........................20
Hình 1. 10. Các con đường phơi nhiễm của các hợp chất POP trong mơi
trường .............................................................................................................21
Hình 1. 11. Sơ đồ minh họa cách DDT sinh học tạo ra trong chuỗi thức ăn.
Nồng độ trong nước chỉ bằng 3×10−6 phần triệu có thể đạt tới 10 triệu lần so
với nồng độ ở các loài săn mồi đầu chuỗi thức ăn ........................................24
Hình 1. 12. Cấu tạo của hàu Thái Bình Dương (Crassostrea gigas) ............25
Hình 1. 13. Cấu tạo cá medaka cái (a) và đực (b) .........................................27
Hình 2. 1. Bản đồ mơ tả các vị trí lấy mẫu nước và trầm tích .......................37
Hình 2. 2. Bản đồ mơ tả các vị trí lấy mẫu sinh vật .......................................38
Hình 2. 3. Sơ đồ tóm tắt quy trình xử lý mẫu trầm tích .................................42
Hình 2. 4. Sơ đồ tổng hợp các bước bổ sung và rửa giải trầm tích ...............44
Hình 2. 5. Sơ đồ tách trứng và tinh trùng từ hàu bố mẹ ................................45
Hình 2. 6. Sơ đồ thử nghiệm sinh học trên hàu Thái Bình Dương ................46
Hình 2. 7. Quy trình thực hiện đánh giá độc tính của DDT với cá medaka ..47
Hình 2. 8. Quy trình tóm tắt chuẩn bị mẫu và phân tích Real-time PCR ......49
Hình 2. 9. Sơ đồ nghiên cứu chung của luận án.............................................54


ix
Hình 3. 1. Biểu đồ phân tích cụm trên khơng gian các vị trí lấy mẫu ...........55
Hình 3. 2. Sự thay đổi nồng độ của DDTs và thành phần trong các mẫu trầm
tích ..................................................................................................................67
Hình 3. 3. Mối tương quan giữa nồng độ DDTs và HCHs trong nước và trầm

tích ..................................................................................................................73
Hình 3. 4. Mối tương quan giữa nồng độ aldrin, heptachlor, dieldrin và endrin
trong nước và trầm tích ..................................................................................75
Hình 3. 5. Hai OCPs được trích xuất khi thực hiện PCA/FA cho tồn bộ dữ
liệu ..................................................................................................................78
Hình 3. 6. Nồng độ của OCPs trong cá và nhuyễn thể hai mảnh vỏ .............80
Hình 3. 7. Nồng độ của HCHs trong cá và nhuyễn thể hai mảnh vỏ .............82
Hình 3. 8. Phân tích thành phần HCHs trong cá và nhuyễn thể hai mảnh vỏ
...................................................................................................................................83
Hình 3. 9. Nồng độ của DDTs trong cá và nhuyễn thể hai mảnh vỏ .............85
Hình 3. 10. Phân tích thành phần DDTs trong cá và nhuyễn thể hai mảnh vỏ
...................................................................................................................................86
Hình 3. 11. Nồng độ của endosulfans trong cá và nhuyễn thể hai mảnh vỏ..88
Hình 3. 12. Nồng độ của heptachlor, aldrin, dieldrin, endrin trong cá và
nhuyễn thể hai mảnh vỏ..................................................................................90
Hình 3. 13. Nồng độ của (a) DDTs, (b) dieldrin và (c) OCPs trong cá và
nhuyễn thể hai mảnh vỏ được thu thập trong sơng chính và sơng phụ ..........94
Hình 3. 14. Phân tích thành phần (a) HCHs và (b) DDTs trong hai khu vực
...................................................................................................................................95
Hình 3. 15. Nhóm cá và nhuyễn thể hai mảnh vỏ được kiểm tra dựa trên phân
tích PCA/FA ...................................................................................................97
Hình 3. 16. Biểu đồ thể hiện tỷ lệ phân bào của phơi hàu Thái Bình Dương sau
2 giờ phơi nhiễm với DDTs trong môi trường nước biển nhân tạo ...............99
Hình 3. 17. Biểu đồ thể hiện phương trình hồi quy của tỷ lệ phôi chậm phát
triển sau 2 giờ phơi nhiễm với DDTs trong nước (p < 0,0001)...................100
Hình 3. 18. Biểu đồ thể hiện tỷ lệ phần trăm phôi, ấu trùng tử vong (Mean ±
SE) sau 24 giờ phơi nhiễm với DDT trong nước biển nhân tạo ..................101


x

Hình 3. 19. Biểu đồ thể hiện phương trình hồi quy của tử lệ phôi, ấu trùng tử
vong sau 24 giờ phơi nhiễm với DDT trong nước (p < 0,001) ....................102
Hình 3. 20. Biểu đồ thể hiện tỷ lệ phần trăm phôi chậm phát triển (Mean ± SE)
sau 24 giờ phơi nhiễm với DDT trong trầm tích ..........................................105
Hình 3. 21. Biểu đồ thể hiện phương trình hồi quy của tỷ lệ phôi chậm phát
triển sau 2 giờ phơi nhiễm với DDTs trong trầm tích (p < 0,0001) ............105
Hình 3. 22. Biểu đồ thể hiện tỷ lệ phần trăm phôi, ấu trùng tử vong (Mean ±
SE) sau 24 giờ phơi nhiễm với DDT trong trầm tích ...................................107
Hình 3. 23. Biểu đồ thể hiện phương trình hồi quy của tỷ lệ phơi và ấu trùng
tử vong sau 24 giờ phơi nhiễm với DDTs trong trầm tích ...........................107
Hình 3. 24. Kết quả chụp SEM hình thái cấu trúc phơi hàu Thái Bình Dương
C. gigas trong môi trường nước biển nhân tạo sau 24 giờ ..........................110
Hình 3. 25. Kết quả chụp TEM cấu trúc bào quan phơi hàu Thái Bình Dương
C. gigas trong mơi trường nước biển nhân tạo ở mẫu đối chứng (không phơi
nhiễm với DDTs) sau 24 giờ ........................................................................111
Hình 3. 26. Kết quả chụp TEM cấu trúc bào quan phôi hàu Thái Bình Dương
C. gigas trong mơi trường nước biển nhân tạo ở mẫu thử nghiệm (phơi nhiễm
với 1 g/L DDTs) sau 24 giờ .......................................................................112
Hình 3. 27. Kết quả chụp SEM hình thái cấu trúc phơi hàu Thái Bình Dương
C. gigas trên mơi trường trầm tích sau 24 giờ .............................................113
Hình 3. 28. Kết quả chụp TEM cấu trúc bào quan phôi hàu Thái Bình Dương
C. gigas ở mẫu trầm tích đối chứng (khơng phơi nhiễm với DDTs) sau 24 giờ
......................................................................................................................114
Hình 3. 29. Kết quả chụp TEM cấu trúc bào quan phôi hàu Thái Bình Dương
C. gigas ở mẫu trầm tích thử nghiệm (phơi nhiễm với DDTs ở nồng độ 1mg/kg)
sau 24 giờ .....................................................................................................115
Hình 3. 30. Biến động tỷ lệ tử vong của phôi cá medaka sau 24, 48, 72 và 96
giờ phơi nhiễm với 0; 0,04; 0,08; 0,12; 0,16; 0,2 và 0,24 μg/L hóa chất BVTV
DDT ..............................................................................................................119
Hình 3. 31. Đồ thị tương quan giữa liều phản ứng và % tỷ lệ tử vong và nồng

độ DDTs .......................................................................................................121


xi
Hình 3. 32. Độc tính của DDTs đến phơi cá medaka O. latipes, những khiếm
khuyết hình thái điển hình ............................................................................122
Hình 3. 33. Biểu hiện của 3 gen p53, rara1 và wnt trên phôi cá medaka sau
khi phơi nhiễm với 1700 g/L DDTs bằng phương pháp Real-time PCR ...123
Hình 3. 34. Biểu hiện của 3 gen p53, rara1 và wnt trên phôi cá medaka sau
khi phơi nhiễm với 1500 và 1700 g/L DDTs bằng phương pháp Real-time
PCR ..............................................................................................................124
Hình 3. 35. Kết quả phân tích sự thành cơng của Real-time PCR và chu kỳ
định lượng (Cq) ............................................................................................124
Hình 3. 36. Cấu trúc tế bào gan cá medaka đối chứng (không phơi nhiễm với
DDTs 1g/L) sau 24 giờ ..............................................................................127
Hình 3. 37. Cấu trúc tế bào gan cá medaka thử nghiệm (phơi nhiễm với DDTs
1g/L) sau 24 giờ; nu – hạt nhân; hn – nhân hepatocyte s; ly – lysosome .128


1

MỞ ĐẦU
Hóa chất bảo vệ thực vật (BVTV) là những chất cần thiết cho sự phát triển và
bảo quản cây trồng thơng qua việc kiểm sốt dịch hại trong nơng nghiệp thương mại
hiện đại [1]. Hóa chất BVTV nhóm clo hữu cơ (OCPs) được sử dụng rộng rãi trên thế
giới trong nhiều thế kỷ qua để kiểm soát sâu bọ, nấm và các lồi cơn trùng khác nhau
nhằm tăng năng suất sản xuất và bảo vệ sức khỏe cộng đồng, phịng chống muỗi gây
bệnh sốt rét [2]. Các chất ơ nhiễm hữu cơ gốc OCPs có trong mơi trường nước xuất
phát từ nhiều nguồn khác nhau như nước thải công nghiệp, nơng nghiệp và đơ thị,
lắng đọng khí quyển, hoạt động ven biển, vận chuyển hàng hải và sự cố tràn dầu [3].

Trên toàn cầu, OCPs bị nghiêm cấm hoặc hạn chế sử dụng từ một vài thập kỷ trước
do khả năng gây độc của chúng. Tuy bị cấm nhưng OCPs vẫn được phát hiện ở nhiều
môi trường khác nhau, như trong các đại dương, các vùng biển, trong nước và trầm
tích, trong khơng khí. Q trình phơi nhiễm với các hóa chất này trong mơi trường
có ảnh hưởng nghiêm trọng đến hệ sinh thái và sự phát triển của các sinh vật thủy
sinh. Các loài cá và nhuyễn thể hai mảnh vỏ là đối tượng đại diện cho sự tích lũy chất
gây ơ nhiễm trong hệ sinh thái cửa sơng và ven biển vì chúng là những lồi ăn lọc
nên có khả năng tích tụ nhiều hóa chất trong mơ. Hơn nữa, đây là những nhóm lồi
có giá trị thặng dư thương mại cao về sản phẩm thủy, hải sản nên việc trích xuất được
nguồn gốc sản phẩm và xác định được giới hạn chất ô nhiễm là mối quan tâm của
cộng đồng. Sự tồn tại lâu dài và độc tính của các hóa chất gốc OCPs đối với sinh vật
sống đã thúc đẩy hầu hết các nước trên thế giới phát triển các kế hoạch và chiến lược
quốc gia để bảo vệ môi trường và sức khỏe cộng đồng chống lại mối đe dọa từ các
hợp chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy (POPs). Vì vậy, cần có các biện pháp để ngăn
chặn sự xuất hiện và tác dụng độc hại của các hóa chất độc hại này.
Mặt khác, ở Việt Nam dù đã bị cấm từ vài thập kỷ trước nhưng một số OCPs
đã được sử dụng trước đây trong một thời gian dài vẫn có thể tồn lưu trong môi trường
với các nồng độ khác nhau. Nhiều nghiên cứu đã được thực hiện để khảo sát, đánh
giá hiện trạng ô nhiễm OCPs và tác động khác nhau của chúng tới các hệ sinh thái
thủy sinh như nghiên cứu của Minh và cộng sự [4] chỉ ra rằng nồng độ DDTs trong
trầm tích thu nhận ở các kênh rạch tại TP HCM cao hơn nhiều so với những vị trí
khác trong vùng nghiên cứu. Điều này cho thấy rằng ơ nhiễm OCPs có thể xuất phát


2
từ các khu vực dân cư và khu công nghiệp. Nghiên cứu này cũng chỉ ra rằng ở phần
hạ lưu của hệ thống sơng Sài Gịn – Đồng Nai nồng độ của DDTs và HCHs trong
trầm tích giảm dần theo thời gian [4]. Hoài và cộng sự [5] đã phát hiện nồng độ của
tổng DDTs trong trầm tích lấy từ một số sông ở Hà Nội cao hơn các địa điểm khác ở
Việt Nam. Do đó, các tác giả cho rằng DDTs đã được sử dụng bất hợp pháp và sau

đó được thải ra mơi trường trong khu vực nghiên cứu. Vì vậy, hiện trạng ơ nhiễm
OCPs tại các khu vực do ảnh hưởng của việc xả thải các chất ô nhiễm từ khu vực
xung quanh cần phải nghiên cứu thêm.
Gần đây, các khu vực đô thị và công nghiệp phát triển nhanh chóng có thể là
các nguồn ơ nhiễm OCPs tiềm ẩn kết hợp với việc sử dụng OCPs trái phép ở phía
thượng nguồn làm cho nồng độ OCPs tăng lên trong nước mặt và trầm tích phía hạ lưu
hệ thống sơng Sài Gịn – Đồng Nai [4]. Do đó, nghiên cứu về ơ nhiễm OCPs trong
nước mặt, trầm tích và các lồi sinh vật vùng cửa sơng có ý nghĩa khoa học và tính thời
sự cao. Vì vậy, đề tài “Đánh giá hàm lượng thuốc trừ sâu clo hữu cơ trong nước,
trầm tích, thủy sinh vật tại cửa sơng Sài Gịn – Đồng Nai và thử nghiệm độc tính
của DDTs lên phơi, ấu trùng hàu Thái Bình Dương, cá medaka” đã được lựa chọn
thực hiện ở vùng cửa sơng Sài Gịn – Đồng Nai trong hai năm 2017 – 2018.
✓ Mục tiêu của luận án
Luận án có mục tiêu tổng thể là: Nghiên cứu, xác định dư lượng thuốc trừ sâu
clo hữu cơ trong nước, trầm tích, thủy sinh vật tại cửa sơng Sài Gịn – Đồng Nai và
đánh giá độc tính của thuốc trừ sâu DDTs lên phơi, ấu trùng hàu Thái Bình Dương
(Crassostrea gigas), cá medaka (Oryzias latipes).
Mục tiêu cụ thể là:
- Xác định hiện trạng ô nhiễm OCPs trong nước mặt và trầm tích cửa sơng Sài
Gịn – Đồng Nai và đánh giá nguồn gốc gây ô nhiễm.
- Xác định mức độ ô nhiễm OCPs trong cá và nhuyễn thể hai mảnh vỏ khu vực
cửa sơng Sài Gịn – Đồng Nai và đánh giá nguồn gốc gây ơ nhiễm.
- Đánh giá độc tính của hóa chất DDTs lên sinh trưởng của phôi, ấu trùng hàu
Thái Bình Dương (Crassostrea gigas) và cá medaka (Oryzias latipes).
✓ Nội dung nghiên cứu của luận án
Khảo sát hiện trạng ô nhiễm thuốc trừ sâu OCPs trong nước, trầm tích ở cửa
sơng Sài Gịn – Đồng Nai theo mùa và theo nhóm.


3

Khảo sát hiện trạng ô nhiễm thuốc trừ sâu OCPs trong cá, nhuyễn thể hai mảnh
vỏ và xác định nguồn gốc ơ nhiễm ở cửa sơng Sài Gịn – Đồng Nai.
Đánh giá độc tính của thuốc trừ sâu đến sinh trưởng của phơi, ấu trùng hàu
Thái Bình Dương (Crassostrea gigas) và cá medaka (Oryzias latipes) thông qua việc
xác định LC50/EC50 và quan sát ảnh hưởng đến hình thái phơi, ấu trùng.
✓ Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Sự tồn dư của các hợp chất hữu cơ khó phân hủy POPs như các hoạt chất OCPs
trong nước, trầm tích ở cửa sơng và ven biển - khu vực tập trung chính cho nuôi trồng
thủy, hải sản ở nước ta đã nhận được nhiều sự quan tâm, nghiên cứu trong thời gian
qua. Đề tài đã nghiên cứu đánh giá độc tính của các hợp chất ô nhiễm gốc OCPs trong
hệ sinh thái cũng như tác động của các chất này đến sự phát triển của cá và nhuyễn
thể hai mảnh vỏ. Kết quả phân tích, đánh giá là cơ sở dữ liệu tham khảo cho các
nghiên cứu về tồn lưu hóa chất OCPs trong môi trường sinh thái và thủy sinh vật. Các
cơ quan môi trường và các tỉnh thượng nguồn sông Sài Gòn – Đồng Nai xem xét các
kết quả nghiên cứu như một nguồn dữ liệu hỗ trợ để xác định được nguồn phát thải,
đánh giá chất lượng nước và định hướng cấp phép xả thải vào nguồn nước.
✓ Điểm mới của luận án
Bước đầu xác định được phân bố hàm lượng một số thuốc trừ sâu gốc OCPs
trong nước, trầm tích và thủy sinh vật tại khu vực cửa sơng Sài Gịn – Đồng Nai với
nồng độ DDTs, HCHs, aldrin, heptachlor, dieldrin, và endrin lần lượt là 0,137 µg/L;
0,107; 0,008; 0,009; 0,007 và 0,019 µg/L (thời điểm mùa khơ) và là 0,301; 0,292;
0,067; 0,040; 0,024 và 0,027 µg/L (thời điểm mùa mưa). Nồng độ trong mẫu nước
của nhóm 1 cao hơn nhiều so với nhóm 2 lần lượt là 0,139; 0,151; 0,029; 0,018 và
0,008 µg/L. Nồng độ OCPs tích lũy trong cá bống bớp > trai > vẹm xanh > ngao >
hàu và có giá trị lần lượt 19,519 µg/kg; 19,212 µg/kg; 14,320 µg/kg; 12,376 µg/kg
và 9,297 µg/kg.
Đã đánh giá được độc tính của DDTs lên phơi, ấu trùng hàu Thái Bình Dương
và cá medaka khi phơi nhiễm với 0; 0,1; 1; 10 và 100 g/L DDTs trong môi trường
nước và 0; 0,01; 0,05; 0,1; 0,5; 1; 5 mg/kg DDTs trong mơi trường trầm tích với LC50
ghi nhận tương ứng là 66,88 g/L và 1,1 mg/kg DDT. LC50 gây tử vong 50% phôi

lần lượt là 4,62 g/L và 0,3 mg/kg DDT. Kết quả SEM, TEM, qRT-PCR ở mô sinh
vật chứng tỏ tác động của DDTs đã làm thay đổi cấu trúc hình thái phơi, ấu trùng hàu


4
và cá cũng như biến đổi sinh học phân tử ba gen p53, rara1 và wnt khi thử nghiệm
trên cá medaka.
✓ Bố cục của luận án
Ngoài phần mở đầu, kết luận, phụ lục và tài liệu tham khảo, nội dung của luận
án được trình bày trong 3 chương với bố cục như sau:
Chương 1: Tổng quan về hóa chất BVTV, nguồn gốc ơ nhiễm chính trong
nghiên cứu và tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước liên quan đến nội dung luận
án.
Chương 2: Phương pháp nghiên cứu, lấy mẫu, kỹ thuật chiết tách phân tích,
phương pháp đánh giá độc tính (LC50, EC50); phương pháp đánh giá ảnh hưởng ở mức
độ phân tử (qRT – PCR), phương pháp phân tích hình thái phôi hàu (SEM và TEM).
Chương 3: Phần kết quả và thảo luận tập trung vào 3 nội dung kết quả chính:
(i) Xác định hiện trạng ơ nhiễm OCPs trong nước và trầm tích; (ii) Nồng độ ơ nhiễm
và nguồn gốc ô nhiễm của OCPs trong cá và nhuyễn thể hai mảnh vỏ; (iii) Đánh giá
độc tính của DDTs lên phơi, ấu trùng hàu Thái Bình Dương (Crassostrea gigas), cá
medaka (Oryzias latipes).


5

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Tổng quan về hóa chất BVTV
Hóa chất BVTV được chuyển nghĩa từ thuật ngữ tiếng Anh “pesticide” có
nghĩa là thuốc trừ cơn trùng gây hại. Tuy nhiên, hiện nay khái niệm này được mở
rộng cho nhiều loại hóa chất sử dụng trong trồng trọt bao gồm cả thuốc điều hòa sinh

trưởng, thuốc rụng lá và thuốc trừ cỏ [6].
Hóa chất BVTV là bất kỳ chất hoặc hỗn hợp các chất được sử dụng để tiêu
diệt, đẩy lùi, hoặc kiểm soát địch hại, bao gồm cả côn trùng, nhuyễn thể hai mảnh vỏ,
động vật gặm nhấm, nấm, vi khuẩn và cỏ dại [7].
Trong Luật Bảo vệ và Kiểm dịch thực vật [8] định nghĩa hóa chất BVTV là
chất hoặc hỗn hợp các chất hoặc chế phẩm vi sinh vật có tác dụng phịng ngừa, ngăn
chặn, xua đuổi, dẫn dụ, tiêu diệt hoặc kiểm soát sinh vật gây hại thực vật; điều hòa
sinh trưởng thực vật; bảo quản thực vật; làm tăng độ an toàn, hiệu quả cây trồng khi
sử dụng hóa chất.
Tổng hợp các luận điểm này cho thấy hóa chất BVTV được hiểu là các chất
độc hóa học hay chất độc tự nhiên dùng để diệt trừ, ngăn chặn, phòng ngừa, xua đuổi,
dẫn dụ, hoặc kiểm sốt các lồi sinh vật gây hại thực vật. Do hóa chất BVTV có nhiều
tính chất hóa lý khác nhau, cấu tạo hóa học, ứng dụng và độc chất nên được chia
thành các loại khác nhau.
1.1.1. Phân loại hóa chất BVTV
Hóa chất BVTV có thể phân theo các cách khác nhau như theo mục đích sử dụng,
mức độ độc tính, đặc điểm lý hóa học hay phương thức hoạt động của chúng, tuy nhiên
phân loại dựa trên mục đích sử dụng là phổ biến nhất [9] (Bảng 1.1).
Bảng 1. 1. Phân loại các loại hóa chất BVTV
Phân loại
Mục đích sử dụng
Mức độ độc tính

Cấu tạo hóa học

Ví dụ
Thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ, thuốc diệt nấm, thuốc diệt chuột,
thuốc diệt tảo, thuốc diệt giun
Cực độc (nhóm Ia), độc tính cao (nhóm Ib), độc tính trung bình
(nhóm II), độc tính nhẹ (nhóm III), gần như khơng có độc (U)

Hợp chất hữu cơ thiên nhiên, hợp chất vơ cơ, nhóm clo hữu cơ,
nhóm phosphor hữu cơ, nhóm pyrethroid


6
Trạng thái vật lý
Cơ chế hoạt động

Dung dịch hòa tan, dung dịch lắng đọng và chất rắn dễ bay hơi
Gây độc qua tiếp xúc, gây độc qua đường thở, gây độc qua đường
ăn uống

1.1.2. Một số nhóm hóa chất BVTV chính
Để quan trắc và đánh giá rủi ro của bất kỳ chất nào phải hiểu được các thông
tin chung cơ bản nhất về chất đó như: cấu trúc hóa học, thành phần, các tính chất hóa
lý, sự lan truyền và phân bố trong mơi trường. Hóa chất OCPs là các hợp chất hữu cơ
có nhiều hơn 5 nguyên tố clo. Các hợp chất tổng hợp đầu tiên được dùng trong sức
khỏe cộng động và nông nghiệp, hầu hết là dùng để kiểm sốt nhiều lồi cơn trùng
thơng qua việc gây rối loạn hệ thần kinh, suy giảm chức năng sống và cuối cùng gây
chết côn trùng. Về mặt cấu tạo, OCPs được xếp vào 4 nhóm nhỏ [10] (Bảng 1.2):
Bảng 1. 2. Phân loại hóa chất BVTV nhóm clo hữu cơ
Nhóm Tên gọi

Ví dụ

1

Nhóm diphenyl aliphatic

DDT, dicofon, methoxychlor,…

2

Nhóm hóa chất benzen

Lindan, HCH, pentaclorophenol,…

3

Nhóm hợp chất cyclodien

4

Nhóm hợp chất polycloroterpen Toxaphen, polyclorocamphen,…

Endrin, dieldrin, heptachlor, aldrin,
endosulfan sulfat,…

Luận án này tập trung vào một số hóa chất OCPs chính như sau:
• Nhóm DDT và HCH
DDT là một loại hóa chất BVTV gốc hydrocarbon chlor thơm thường được sử dụng
làm thuốc trừ sâu, được tạo thành từ mười bốn hợp chất hữu cơ tương đồng về tính chất,
trong đó: 77,1% là p,p’–DDT; 14,9% là o,p’–DDT; 0,3% p,p’–DDD; 0,1% là o,p’–DDD;
4% là p,p’–DDE; 0,1% là o,p’–DDE; các sản phẩm khác là 3,5% [11]. DDT cũng là một
hợp chất dễ bay hơi ở dạng nguyên chất và tồn tại ở nhiệt độ phòng dưới dạng chất rắn
khơng màu (đến màu trắng) có mùi thơm nhẹ.
DDT có độ phân cực kém nên tan ít trong nước 1 µg/L nhưng có khả năng giữ nước
và tan tốt trong các dung môi hữu cơ như benzen, benzen benzoat, cacbon tetraclorua,
chlorobenzene, aceton, isopropanol, dầu hỏa, morpholine, dầu đậu phộng, cyclohexanone,
etanol, etylen và tributyl phosphat.

7

Hình 1.1. Cấu trúc của o,p–DDE, p,p–DDE, o,p–DDD, p,p–DDD, o,p–DDT và p,p–DDT
HCH bao gồm tám đồng phân [12, 13], chỉ có 𝛾–HCH, α–HCH, 𝛽–HCH và
𝛿–HCH có ý nghĩa thương mại. Lindan là một trong những đồng phân chính của
HCH với tên thường gọi là γ–HCH. Là chất rắn tinh thể màu nâu đến trắng dễ bay
hơi và khơng hịa tan trong nước nhưng dễ tan trong ether, benzen, ethanol và
chloroform [13]. Lindane kỹ thuật chứa đến 99% 𝛾–HCH và ổn định trong môi trường
dưới nhiệt độ và áp suất tiêu chuẩn [11].

Hình 1. 2. Cấu trúc của hexachlorobenzene
• Nhóm endosulfan

Hình 1. 3. Cấu trúc hóa học của endosulfan
Endosulfan (6, 7, 8, 9, 10, 10-hexachloro–1, 5, 5a, 6, 9, 9a–hexahydro–6, 9–
methano–2, 4,3–benzodioxathiepine–3–oxide) là một chất gây rối loạn nội tiết và
thuốc trừ sâu cực độc. Có dạng kem màu nâu đất, phản ứng dưới dạng tinh thể hoặc
dạng “bơng tuyết”, có mùi giống như mùi của nhựa thông nhưng không cháy.


8
Các sản phẩm của endosulfan thường là hỗn hợp của hai đồng phân α và β với
tỷ lệ khoảng 2:1. Đồng phân α dễ dàng bị phân hủy nhưng đồng phân β bị hấp thụ và
có độ bền hóa học lớn do đó tồn lưu lâu dài trong mơi trường.
• Nhóm OCPs khác (Aldrin, dieldrin, heptachlor, endrin)

Hình 1. 4. Cấu trúc hóa học của aldrin và dieldrin
Cả aldrin và dieldrin được đề cập chung trong mục này vì chúng có chung một

số đặc điểm do aldrin dễ dàng chuyển thành dieldrin khi xâm nhập vào môi trường
hoặc cơ thể. Aldrin và dieldrin có cấu trúc hóa học tương tự nhau và thường được sử
dụng làm thuốc trừ sâu. Trong kỹ thuật, aldrin và dieldrin có cấu tạo bột màu nâu
trong khi dạng nguyên chất của chúng là bột trắng. Cả hai hợp chất bay hơi chậm
trong khơng khí mặc dù aldrin bay hơi dễ dàng hơn dieldrin. Cả hai đều có mùi hóa
học nhẹ. Aldrin/dieldrin được biết là rất bền với các chất kiềm hữu cơ và vơ cơ, axit
lỗng và clorua kim loại ngậm nước [14].
Hầu hết các loại phân bón, thuốc diệt cỏ, thuốc diệt nấm và thuốc trừ sâu đều
phát hiện có sử dụng aldrin và dieldrin [15]. Diedrin được hình thành do sự epoxit
hóa aldrin với peracetic hay perbenzoic acid, và là một đồng phân lập thể của endrin
[14]. Dieldrin đã được báo cáo là phản ứng với HBr để tạo thành bromohydrin
(C3H4BrO).
Heptachlor tinh khiết là chất rắn tinh thể màu trắng có mùi giống như long
não, tuy nhiên heptachlor kỹ thuật là một loại bột màu nâu. Heptachlor không tan
trong nước, và dễ bị hấp phụ vào các hạt vật chất và dung môi hữu cơ, sẽ phân bố vào
khí quyển vì tính chất dễ bay hơi. Heptachlor là một chất bền và có chu kỳ bán rã lên
tới 2 năm trong đất ở vùng ôn đới do hệ số phân vùng cao (KOW = 4,4 – 5,5), hấp phụ
mạnh vào trầm tích dưới nước và tích tụ sinh học trong sinh vật [16]. Hơn nữa, hợp
chất này rất bền, dễ bay hơi và ít tan trong nước nên dễ phát tán, dẫn đến phân tử gốc
và các chất chuyển hóa được phát hiện trong nước, khơng khí và sinh vật. Heptachlor
và aldrin được cơ thể chuyển hóa nhanh chóng và có thời gian bán hủy ngắn trong


9
các sinh vật. Tuy nhiên, các chất chuyển hóa có thể độc hại hoặc đơi khi cịn độc hơn
cả hợp chất gốc.

Hình 1. 5. Cấu trúc hóa học của endrin
Endrin là một đồng phân lập thể endo của dieldrin và là một chất rắn kết tinh
màu trắng, không mùi, ở trạng thái tinh khiết có màu nâu nhạt và mùi hóa học nhẹ.

Endrin kỹ thuật có độ tinh khiết ít nhất 92% [17]. Do tính chất bền và hệ số phân bổ
cao, endrin có thể tích tụ trong các hạt vật chất và sinh vật. Endrin là một trong những
hóa chất có độc tính cao nhất trong số các OCPs.
1.1.3. Nguồn gốc hóa chất BVTV trong mơi trường
Các khu vực kinh tế đang phát triển địi hỏi một nền nơng nghiệp chun
nghiệp và hiện đại, vì thế hóa chất BVTV đóng vai trị là cơng cụ quan trọng cho mục
đích này. Tuy nhiên, một số tác động bất lợi từ các loại hóa chất BVTV được biết đến
như sự khó phân hủy, hấp thụ và giải hấp trong đất, dịch bệnh phát triển, khả năng
chống chịu của thực vật và cơn trùng, rị rỉ nước nơng nghiệp và ơ nhiễm thực phẩm.
Sự thiếu hiểu biết và hành vi vô ý thức có thể dẫn đến việc sử dụng quá mức các hợp
chất này, làm tăng hàm lượng trong đất và cây trồng. Ngồi ra, sự ơ nhiễm từ nguồn
thức ăn thơ trong chăn ni cũng dẫn đến q trình ngưng tụ sinh học. Báo cáo mới
nhất của Cơ quan An toàn Thực phẩm Châu Âu (EFSA) ghi nhận trong hơn 80.000
mẫu phân tích có 45,4% tồn tại dư lượng hóa chất BVTV và 2,6% có giá trị cao hơn
MRL đã thiết lập [18]. Bên cạnh các mục đích liên quan đến trồng trọt, hóa chất
BVTV cịn xâm nhập vào mơi trường do bốc hơi, rị rỉ, rửa trơi và được hấp thụ bởi
thực vật và sinh vật. Vì vậy, việc xác định các nguồn gốc ơ nhiễm hóa chất BVTV
trong mơi trường nước, trầm tích và sinh vật là điều cần thiết trong nghiên cứu.
1.1.3.1. Nguồn gốc hóa chất BVTV trong mơi trường nước
Ơ nhiễm nguồn nước có nguồn gốc hóa chất BVTV, là kết quả của q trình
rửa trơi bề mặt, xả thải, rị rỉ hóa chất BVTV, xói mòn đất và nước rỉ từ các khu vực
khác [19]. Thời gian bán hủy của hóa chất BVTV có thể bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ,


10
pH, các hạt và vật chất khác có trong nước. Ngồi các q trình thủy phân, hóa chất
BVTV có thể làm suy giảm hệ sinh thái vi sinh vật có lợi trong môi trường. Thời gian
bán phân hủy là giá trị chính để ước tính độ bền của hợp chất và đánh giá tác động
của chúng lên môi trường thủy sinh. Dịng chảy bề mặt từ các khu vực nơng nghiệp
là nguồn ơ nhiễm hóa chất BVTV chính. Tuy nhiên ở thành thị, nước thải đô thị là

nguồn ô nhiễm quan trọng cho môi trường nước do việc xử lý khơng hiệu quả hóa
chất BVTV trong các nhà máy xử lý nước thải đơ thị.
1.1.3.2. Nguồn gốc hóa chất BVTV trong đất và trầm tích
Đất và trầm tích có vai trị như một lớp khóa nơi hấp phụ hầu hết dư lượng hóa
chất BVTV và phụ thuộc vào độ hịa tan của thuốc trừ sâu. Hàm lượng chất hữu cơ
trong đất và trầm tích có giá trị Koc ≤ 300 cho thấy khả năng hóa chất BVTV bị rị rỉ
và rửa trơi cao [19].
Sự hấp phụ của hóa chất BVTV cũng phụ thuộc vào các đặc tính vật lý và hóa
học, chẳng hạn như lực Vander waals và các liên kết hóa học giữa hóa chất BVTV
và trầm tích [20]. Quá trình phân hủy vi sinh do nấm, vi khuẩn và các vi sinh vật khác
cũng ảnh hưởng đến sự tồn tại của hợp chất này. Ngồi ra, hóa hơi cũng có thể làm
giảm lượng hóa chất BVTV; giá trị của hằng số định luật Henry (kH) càng cao thì xu
hướng hóa chất BVTV bay hơi từ mơi trường càng cao. Hóa chất BVTV có mặt trong
hệ thống trầm tích thường xuất phát từ q trình xói mịn đất ơ nhiễm [21].
1.1.3.3. Nguồn gốc hóa chất BVTV trong sinh vật thủy sinh
Từ những năm 1990, thế giới đã nhìn nhận được tác hại của hóa chất BVTV
nên việc giám sát dư lượng hóa chất BVTV trong sinh vật có tầm quan trọng rất lớn;
do đó, mức dư lượng hóa chất BVTV trong sinh vật được coi là một trong những chỉ
số đánh giá ơ nhiễm mơi trường. Do hóa chất BVTV có đặc tính hịa tan trong nước
thấp và độ bền cao nên có xu hướng tích lũy trong các quần xã sinh vật cao. Hệ số
tích lũy sinh học (BAF) là một yếu tố quan trọng để đánh giá nồng độ hóa chất BVTV
trong cơ thể sinh vật so với nồng độ được tìm thấy trong mơi trường sống của chúng.
BAF cao trong trường hợp hợp chất không phân cực có độ hịa tan thấp trong nước
(Koc cao) và giá trị chu kỳ bán hủy lớn.
Tiếp xúc với một lượng lớn các hóa chất BVTV có thể gây tử vong đột ngột
trong nuôi trồng thủy sản quy mô lớn, ví dụ như cá chết do ơ nhiễm thuốc trừ sâu
nơng nghiệp. Một lượng nhỏ xả hóa chất BVTV có thể dẫn đến tích tụ trong các lồi