BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI
==================

LUẬN VĂN THẠC SĨ
NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA pH
ĐẾN ĐỘC TÍNH CỦA NIKEN LÊN SINH VẬT
DAPHNIA LUMHOLTZI TRÊN MẪU NƯỚC
SÔNG ĐỒNG NAI

CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

ĐỖ VĂN PHƯƠNG

HÀ NỘI, NĂM 2017


BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI
==================

LUẬN VĂN THẠC SĨ
NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA pH
ĐẾN ĐỘC TÍNH CỦA NIKEN LÊN SINH VẬT
DAPHNIA LUMHOLTZI TRÊN MẪU NƯỚC
SÔNG ĐỒNG NAI

ĐỖ VĂN PHƯƠNG
CHUYÊN NGÀNH : KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG
MÃ SỐ : 60440301



tháng 12 năm 2017

Tác giả luận văn

Đỗ Văn Phương


ii

LỜI CẢM ƠN
Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc nhất, em xin chân thành gửi tới TS.
Nguyễn Thu Huyền đã tận tình hướng dẫn, góp ý cho em trong quá trình thực
hiện luận văn, đồng thời tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất để em sớm hoàn
thành luận văn tốt nghiệp này.
Gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy Mai Quang Tuấn đã tạo điều kiện để
em có thể tham gia một nhánh trong đề tài cấp bộ số 2015.04.23 (2015 –
2017), “Nghiên cứu, ứng dụng mô hình phối tử sinh học, xác định ngưỡng
độc của kim loại nặng trong môi trường nước mặt, thử nghiệm ở sông Đồng
Nai”.
Lời cảm ơn sâu sắc tôi xin gửi đến ban Lãnh đạo khoa Môi trường –
Trường ĐH Tài Nguyên và Môi Trường Thành Phố HCM đã giúp đỡ và tạo
điều kiện thuận lợi nhất để em có thể hoàn thành chương trình học tập trong
thời gian làm thí nghiệm tại đây. Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Ban
giám hiệu nhà trường cùng toàn thể các Thầy giáo, Cô giáo trong Khoa Môi
trường - Trường ĐH Tài Nguyên và Môi Hà Nội, đã tận tình giảng dạy, trao
đổi kiến thức và hỗ trợ tôi trong suốt quá trình học tập nghiên cứu khoa học
đạt kết quả tốt nhất. Cuối cùng, em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu
sắc đối với gia đình, nguồn động lực chính để em có sức mạnh vượt qua mọi
khó khăn trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn này. Các anh, chị,

1.2.2.Đặc điểm Kinh tế - Xã Hội ................................................................................9
1.3.Tổng quan đối tượng nghiên cứu ........................................................................12
1.3.1.Tổng quan về sinh vật chỉ thị Daphnia Lumholtzi ...........................................12
1.3.2.Tổng quan về Niken (Ni) .................................................................................15
CHƯƠNG II: ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
...................................................................................................................................16
2.1.Đối tượng và phạm vi nghiên cứu .......................................................................16
2.1.1.Đối tượng nghiên cứu.......................................................................................16
2.1.2.Phạm vi nghiên cứu ..........................................................................................20
2.2.Phương pháp nghiên cứu.....................................................................................21
2.2.1.Phương pháp thu thập, phân tích tài liệu, kế thứa ............................................21


iv

2.2.2.Phương pháp lấy và bảo quản mẫu ..................................................................22
2.2.3.Phương pháp thực nghiệm ...............................................................................29
2.2.4.Phương pháp xử lý số liệu bằng phần mềm Comprehensive Environmental
Toxicity Information System (CETIS) .....................................................................40
CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ......................................................43
3.1.Kết quả phân tích mẫu nước mặt sông Đồng Nai ...............................................43
3.1.1.Kết quả phân tích mấu nước sông 2015 và 2016 .............................................43
3.1.2.Kết quả Phân tích mẫu nước sông tại 05 vị trí năm 2017 ................................46
3.2.Kết quả thí nghiệm đánh giá ảnh hưởng của pH đến độc tính của Ni lên Daphnia
Lumholtzi ..................................................................................................................47
3.2.1.Kết quả xác định giá trị LC50 tại các mức pH .................................................47
3.2.2.Ảnh hưởng của pH đến đến tính gây độc của Ni .............................................55
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................58
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................60
PHỤ LỤC

Hình 3.11. Mối tương quan giữa nồng độ và tính gây độc Ni ở mức pH = 7,5 ........52
Hình 3.12. Mối tương quan giữa nồng độ và tính gây độc Ni ở mức pH = 8,0 ........54
Hình 3.13. Ảnh hưởng của pH đến LC50 của Ni ......................................................56


vi

DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1. Tổng hợp vị trí lấy mẫu 2015 và 2016 [14] ..............................................23
Bảng 2.2. Tổng hợp các vị trí lấy mẫu 2017[15] ......................................................24
Bảng 2.3. Phương pháp bảo quản mẫu......................................................................27
Bảng 2.4. Dung cụ lấy mẫu nước hiện trường ..........................................................28
Bảng 2.5. Điều kiện nuôi Daphnia Lumholtzi ..........................................................31
Bảng 2.6. Môi trường COMBO nuôi Daphnia [17] ..................................................32
Bảng 3.1. Kết quả tỷ lệ sống sót của Daphnia Lumholtzi sau 48h phơi nhiễm, tại
mức pH = 7,0 .............................................................................................................47
Bảng 3.2. Kết quả tỷ lệ sống sót của Daphnia Lumholtzi sau 48h phơi nhiễm, tại
mức pH = 5,9 .............................................................................................................49
Bảng 3.3. Kết quả tỷ lệ sống sót của Daphnia Lumholtzi sau 48h phơi nhiễm, tại
mức pH = 6,5 .............................................................................................................50
Bảng 3.4. Kết quả tỷ lệ sống sót của Daphnia Lumholtzi sau 48h phơi nhiễm, tại
mức pH = 7,5 .............................................................................................................52
Bảng 3.5. Kết quả tỷ lệ sống sót của Daphnia Lumholtzi sau 48h phơi nhiễm, tại
mức pH = 8,0 ............................................................................................................54
Bảng 3.6. Kết quả giá trị LC50 của Ni tại các mức pH ............................................55


vii

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT


: Quy chuẩn Việt Nam

TCVN

: Tiêu chuẩn Việt Nam

UCL

: Upper control line

YTC

: Yeast, Cerophyll, Trout chow


1

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Sự phát triển kinh tế, xã hội và môi trường luôn có quan hệ chặt chẽ với
nhau. Môi trường được hiểu là các yếu tố tự nhiên và xã hội bao quanh con
người có ảnh hưởng tới con người và tác động qua lại với các hoạt động sống
của con người như sinh vật, không khí, đất, nước, ... Trong đó, nước là một
phần không thể thiếu của môi trường và cũng là ngôi nhà chung của nhiều
loài sinh vật mà sự tồn tại của con người cũng phụ thuộc vào ngôi nhà chung
đó. Phát triển kinh tế - xã hội phải gắn với khả năng nguồn nước, với việc bảo
vệ và phát triển tài nguyên nước. Khai thác, sử dụng tài nguyên nước phải
mang tính tổng hợp, đa mục tiêu, kết hợp hài hoà lợi ích của từng ngành, từng
địa phương và cộng đồng trong mối quan hệ tổng thể giữa thượng lưu và hạ

mức cao nhất trong vùng. Hiện trên toàn bộ lưu vực sông Đồng Nai có 114
khu công nghiệp, với 57 nghìn cơ sở sản xuất công nghiệp, tiểu thủ công
nghiệp, trong đó mới chỉ có 79 khu công nghiệp có hệ thống xử lý nước thải,
còn lại các khu công nghiệp đều xả nước thải trực tiếp ra sông Đồng Nai [1]..
Chính vì vậy, tình trạng ô nhiễm nguồn nước sông Đồng Nai đang ở mức
báo động, trung bình mỗi tháng có khoảng trên dưới 30 tấn chất thải gây ô
nhiễm như dầu mỡ, chất thải hữu cơ, kim loại nặng đổ ra sông này. Bên cạnh
những nguồn nước thải từ khu công nghiệp, nước thải sinh hoạt từ các khu đô
thị cũng đang đe dọa trực tiếp cuộc sống của người dân nơi đây.
Trong đó nồng độ kim loại Niken (Ni) trong nước mặt có ảnh hưởng rất
lớn đến sức khỏe của con người cũng như sinh vật. Việc tiếp xúc lâu dài với
Ni gây ra hiện tượng viêm da và có thể xuất hiện dị ứng ở một số người. Ngộ
độc Ni qua đường hô hấp gây khó chịu và buồn nôn, đau đầu, nếu kéo dài sẽ
ảnh hưởng tới phổi, hệ thần kinh trung ương, gan và thận. Ni có độc tính cao
với cá, nồng độ Ni trên 0,03 mg/l gây tác hại cho các cơ thể sống bậc thấp
trong nước [2]. Lưu vực sông Đồng Nai có rất nhiều khu vực nuôi trồng thủy


3

sản của người dân, do đó việc ô nhiễm Ni sẽ gây ảnh hưởng lớn đến việc nuôi
trồng thủy sản, ảnh hưởng đến kinh tế của người dân trên lưu vực sông.
Ngoài các yếu tố ảnh hưởng đến độc tính của kim loại nói chung và Ni
nói riêng như độ cứng, độ kiềm, Ca... thì pH là yếu tố có ảnh hưởng mạnh mẽ
nhất đến độc tính của kim loại này. Ảnh hưởng của pH đã được chứng minh
trong một số nghiên cứu cấp tính. Thông thường pH giảm thì tính linh động
của kim loại nặng tăng lên, cùng với nó là độc tính của kim loại tăng lên và
ngược lại. Tuy nhiên đối với Ni thì diễn biến độc tính lại thay đổi hoàn toàn
khác ở các khoảng pH khác nhau. [2] [3]
Nhận thức rõ tầm quan trọng và tính cấp thiết của việc nghiên cứu này,


5

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan tình hình nghiên cứu liên quan đến luận văn
1.1.1. Nghiên cứu trong nước
Trong những năm gần đây ở Việt Nam những đề tài nghiên cứu về độc
tính của kim loại nặng trong nước mặt mới được quan tâm. Các nghiên cứu
chủ yếu tập trung vào đánh giá hiện trạng ô nhiễm kim loại nặng trong nước
và độc tính của kim loại nặng cũng như những ảnh hưởng đến sinh vật có thể
kể đến như: Nghiên cứu của Bùi Lê Thanh Khiết và cộng sự năm 2016, ghi
nhận giá trị 48h- LC50 đối với Cu từ 6,15 – 8,61 µg/L, và từ 5,77 – 7,23 µg/L
theo thứ tự cho hai loài vi giáp xác nhiệt đới D. lumholtzi và Ceriodaphnia
cornuta đối với nghiên cứu ảnh hưởng của Đồng đến hai loài giáp xác trên
nước sông Mekong[4] [5].
Ngoài ra nghiên cứu của tác giả Đào Thanh Sơn và cộng sự năm 2016,
nhóm tác giả đã tiến hành thí nghiệm cấp tính và mãn tính Daphnia lumholtzi
đối với Ni được thêm vào trong nước sông Sài Gòn sau khi đã lọc các vật chất
lơ lửng với màng lọc 0,45µm (Sartorius, Đức). Trước khi tiến hành thí
nghiệm, nhóm tác giả cũng đã tiến hành phân tích các thông số vật lý và hóa
học của nước sông dự kiến tiến hành thí nghiệm. Trong thí nghiệm cấp tính,
Daphnia lumholtzi được phơi nhiễm với Ni tại nồng độ từ 50-1000 µg/L.
Trong thí nghiệm mãn tính, sinh vật được nuôi trong lô đối chứng (nước sông
đã lọc) hoặc nước sông đã lọc cho thêm Ni (với nồng độ 5, 12 và 196 µg/L)
sau 14 ngày[5] [6].
Qua đây chúng ta cũng có thể thấy, những đề tài nghiên cứu về độc tính
của kim loại nặng trong nước mặt là khá mới mẻ ở nước ta. Tất cả các tài liệu
mà tác giả thu thập được hầu hết chỉ ở mực độ cở bản, sơ khai.




7

437 km và lưu vực 38.600 km², nếu tính từ đầu nguồn sông Đa Dâng thì dài
586 km còn nếu tính từ điểm hợp lưu với sông Đa Nhim phía dưới thác
Pongour thì dài 487 km. Sông Đồng Nai đổ vào biển Đông tại khu vực
huyện Cần Giờ [1] [7].
Dòng chính sông Đồng Nai ở hạ lưu, đoạn từ chỗ sông Sài Gòn hợp lưu
đến chỗ phân lưu thành Soài Rạp và Lòng Tàu, thường gọi là sông Nhà Bè.
Sách xưa gọi sông này là "Phước Bình".

Hình 1.1. Hệ thống sông Đồng Nai


8

Hình 1.2. Khu vực cửa sông Đồng Nai tại huyện Cần Giờ, TP Hồ Chí Minh

b. Chế độ thủy văn
Sông Đồng Nai có lượng nước phong phú, do lưu vực sông nằm ở sườn
đón gió mùa Tây – Nam, đồng thời chịu ảnh hưởng của gió mùa Đông - Bắc,
nên lượng mưa ở đây khá lớn có thể tới 2.300mm/năm và mùa mưa kéo dài 67 tháng trong năm từ tháng từ tháng 9 – 10 dương lịch. Lưu lượng nước trên
sông Đồng Nai mỗi năm đổ ra biển (không kể đến sông Sài Gòn và sông Vàm
Cỏ) khoảng 22 tỉ m3 nước/năm. Mođul dòng chảy bình quân của sông Đồng
Nai là 40,6 l/s-km2 tức là lớn hơn modul dòng chảy bình quân của các sông
trên cả nước. Sông Đồng Nai có chế độ nước chảy khá đơn giản, trong mùa
mưa thường có dạng hai đỉnh. Trong năm thủy văn chỉ có một mùa lũ và một
mùa cạn kế tiếp nhau. Ngoài mùa lũ chính thức còn có mùa lũ tiểu mãn ngắn,
đặc điểm này này do tác động điều tiết tự nhiên của lưu vực, nhất là vai trò
của lớp thổ nhưỡng dày. Cũng do tác động điều tiết của tự nhiên nên cường

tích canh tác và khai thác bừa bãi, đặc biệt trong những thập niên 80, 90 nên
diện tích rừng bị thu hẹp đáng kể. Tính đến năm 2005, rừng trên lưu vực
Đồng Nai chỉ chiếm khoảng 35,5% tổng diện tích tự nhiên. Ngoài rừng tự


10

nhiên, rừng trồng cũng có diện tích lớn chủ yếu là các loại cây lâm nghiệp
làm nguyên liệu cho công nghiệp chế biến và xuất khẩu có giá trị. Nhìn
chung, rừng trên lưu vực bị tàn phá nặng nề, nhiều nơi chỉ còn đồi trọc, nên
một số nơi tình trạng môi trường bị xuống cấp nghiêm trọng và hậu quả là đất
bị xói mòn rửa trôi, đặc biệt để xảy ra lũ quét ảnh hưởng đến tính mạng và tài
sản của người dân.
Sông Đồng Nai là nguồn cung cấp nước chính cho phát triển nông
nghiệp trong lưu vực và các vùng liên quan với tổng diện tích cần tưới khoảng
1,85 triệu ha. Đây còn là nguồn cung cấp nước chính cho phát triển công
nghiệp và dân sinh với tổng lượng khoảng hơn 2 triệu m3/ngày. Các nhu cầu
nước này sẽ còn tăng lên nhiều trong tương lai.
Các sông suối thuộc hệ thống sông Đồng Nai có tiềm năng phát triển
thuỷ điện to lớn. Tổng lượng điện cung cấp cho khu vực hơn 5.000
GWh/năm. Hiện tại cũng như tương lai hệ thống thuỷ điện trên lưu vực là
nguồn cung cấp năng lượng lớn cho khu vực.
Hạ lưu Đồng Nai - Sài Gòn có mạng lưới giao thông thuỷ đóng vai trò
quan trọng trong phát triển kinh tế của vùng nối liền với vùng đồng bằng sông
Cửu Long cũng như khu vực và quốc tế. Ngoài ra, hệ thống sông Đồng Nai,
đặc biệt là vùng hạ lưu cùng với hệ thống các hồ chứa lớn, vừa và nhỏ trong
lưu vực có tiềm năng lớn để phát triển thuỷ sản nội địa.
b. Đặc điểm xã hội
Lưu vực hệ thống sông Đồng Nai là một lưu vực sông “nội địa” có vai
trò rất quan trọng trong phát triển kinh tế - xã hội khu vực phía Nam nói riêng

trường nước đang ở trong tình trạng báo động. Một quy hoạch mà ở đó không
chỉ nhằm mục đích khai thác sử dụng đáp ứng các nhu cầu trước mắt, lâu dài
mà còn phải nhằm bảo đảm môi trường trong sạch, ổn định cho phát triển
trong tương lai là một trong những vấn đề hết sức cần thiết, và rất cấp bách.


12

1.3. Tổng quan đối tượng nghiên cứu
1.3.1. Tổng quan về sinh vật chỉ thị Daphnia Lumholtzi
a) Sinh vật chỉ thị
Sinh vật chỉ thị là những đối tượng sinh vật có yêu cầu nhất định về điều
kiện sinh thái liên quan đến nhu cầu dinh dưỡng, hàm lượng oxy, cũng như
khả năng chống chịu một hàm lượng nhất định các yếu tố độc hại trong môi
trường sống và do đó, sự hiện diện của chúng biểu thị một tình trạng về điều
kiện sinh thái của môi trường sống nằm trong giới hạn nhu cầu và khả năng
chống chịu của đối tượng sinh vật đó.
Đối tượng sinh vật chỉ thị có thể là các loài (loài chỉ thị) hoặc các tập
hợp loài (nhóm chỉ thị). Các điều kiện sinh thái chủ yếu là các yếu tố vô sinh
như hàm lượng các chất dinh dưỡng, nhu cầu oxy, chất độc (kim loại nặng,
thuốc trừ sâu, diệt cỏ, dầu, các chất oxy hóa quang hóa, chất phóng xạ…) và
các chất gây ô nhiễm khác. Chúng có thể chỉ thị về độ sạch, độ nhiễm bẩn của
thủy vực (gắn liền với độ giàu, nghèo dinh dưỡng) chỉ thị về chất lượng nước:
nước cứng, nước mềm, nồng độ muối, độ nhiễm phèn, nhiễm độc[9] [10].
 Phân loại sinh vật chỉ thị:
- Mẫn cảm: chỉ thị đặc trưng cho các điều kiện môi trường không điển
hình, dùng để dự đoán môi trường
- Các công cụ thăm dò: các loài xuất hiện tự nhiên trong môi trường
dùng để đo sự phản ứng của loài với sự biến đổi môi trường (biến động nhóm
tuổi, sinh sản, kích thước quần thể, tập tính…)

- Các loài có cơ thể lớn thường có khả năng làm chỉ thị tốt hơn những
loài có cơ thể nhỏ. Bởi vì trong một dòng năng lượng nào đó, sinh khối lớn
hay năng suất toàn phần được duy trì tốt hơn nếu sinh khối đó thuộc về sinh
vật lớn. Tốc độ vòng đời các sinh vật nhỏ có thể rất cao. Vì vậy từng loài có
mặt trong thời điểm nghiên cứu có thể không phải là sinh vật chỉ thị tối ưu.


14

- Trước khi tách một loài ra khỏi loài kia hoặc sử dụng một loài nào đó
làm sinh vật chỉ thị, cần phải xem xét các dấu hiệu thực nghiệm và tính chất
từng yếu tố giới hạn.
- Tỷ lệ số lượng của các loài và cả quần xã cũng cần chú ý trong khi xác
định sinh vật chỉ thị. Thường thì số lượng của chúng phát triển nó phản ánh
đầy đủ tính thích ứng của sinh vật đối với môi trường. Ví dụ, ở vùng nào cây
mua phát triển mạnh, mọc đầy các đồi núi, ta biết ngay rằng ở môi trường đó
đất hơi chua hoặc chua (pH = 4 - 5).
- Khi lựa chọn sinh vật chỉ thị chúng ta cần tìm hiểu ảnh hưởng của sự
phát triển sinh vật có lợi hay có hại cho môi trường sống của con người và
môi trường sinh thái.
b) Lý do lựa chọn Daphnia Lumholtzi
Daphnia Lumholtzi là loài giáp xác đầu tiên đã giải mã trình tự bộ gen
của nó. Daphnia Lumholtzi có nhà sinh học thích thú trong nhiều thế kỷ vì
tầm quan trọng của nó trong hệ sinh thái thủy sinh, amenability của mình cho
cả hai lĩnh vực nghiên cứu và phòng thí nghiệm, và bởi vì khả năng vượt trội
của nó và tính linh hoạt để đối phó với những thách thức môi trường. Những
dữ liệu về gen mới sẽ tăng cường nghiên cứu trong nhiều lĩnh vực mà sử dụng
các Daphnia Lumholtzi cho nghiên cứu - bao gồm cả giáp xác sinh học, sinh
thái học, sinh lý học, độc tính, di truyền học dân số, và sự tiến hóa và sẽ thúc
đẩy hiểu biết hơn về sự tương tác phức tạp giữa cấu trúc gen, biểu hiện gen,

mặt trong các tế bào động thực vật. Nguồn Ni lớn nhất do con người tạo ra là
việc đốt cháy nhiên liệu và dầu ăn thừa, thải ra 26700 tấn Ni/năm trên toàn
thế giới. Ni tập trung trong khói thải của động cơ điezen là 500 ÷ 1000 mg/lít.
Ni có trong nước thải của một số nhà máy luyện kim và hoá chất có sử dụng
Ni, đặc biệt là trong nước thải của các cơ sở mạ điện và sản xuất thép. Trong
tự nhiên cũng có các nguồn phát sinh Ni như: hoạt động của núi lửa, cháy
rừng, bụi sao băng.