Đánh giá độc tính của thuốc trừ sâu endosulfan đến sinh trưởng của daphnia magna

Đăng ngày 4/2/2019 10:40:36 PM | Thể loại: | Lần tải: 0 | Lần xem: 15 | Page: 5 | FileSize: 0.56 M | File type: PDF
Đánh giá độc tính của thuốc trừ sâu endosulfan đến sinh trưởng của daphnia magna. Nghiên cứu này nhằm đánh giá độc tính của thuốc trừ sâu endosulfan lên sinh trưởng của giáp xác D. magna. Thuốc trừ sâu endosulfan là hóa chất bảo vệ thực vật họ clo hữu cơ, một nhóm chất hữu cơ bền, có khả năng gây rối loạn nội tiết, ảnh hưởng đến hệ thần kinh, gây các tác động xấu cho nội tạng và gây nguy hiểm cho con người. Nồng độ endosulfan được lựa chọn trong nghiên cứu này dao động từ 0 (mẫu đối chứng) đến 0,5 µg/l. Sau 48h phơi nhiễm, tỷ lệ chết của D. magna cao nhất đạt 97% ở nồng độ 0,5 µg/l. Giá trị LC50 ghi nhận tại thời điểm 48h là 0,129 µg/l.
5
Khoa học Tự nhiên
Đánh giá độc tính của thuốc trừ sâu endosulfan
đến sinh trưởng của Daphnia magna
Nguyễn Xuân Tòng1,2, Trần Thị Thu Hương3*
1Viện Khoa học Công nghệ Quản Môi trường, Trường Đại học Công nghiệp TP Hồ Chí Minh
2Học viện Khoa học Công nghệ, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam
3Khoa Môi trường, Trường Đại học Mỏ - Địa chất
Ngày nhận bài 15/10/2018; ngày chuyển phản biện 25/10/2018; ngày nhận phản biện 26/11/2018; ngày chấp nhận đăng 30/11/2018
Tóm tắt:
Giáp xác Daphnia magna nhiều đặc điểm nổi bật như dễ nhận biết dễ kiểm soát với các chất chứa độc tố, phân bố
rộng, sinh sản nhanh bằng hình thức trinh sản trong thời gian ngắn, nên được sử dụng trong nhiều nghiên cứu khoa
học như một sinh vật hình chuẩn để thử nghiệm độc tính trong môi trường sinh thái thủy sinh. Nghiên cứu này nhằm
đánh giá độc tính của thuốc trừ sâu endosulfan lên sinh trưởng của giáp xác D. magna. Thuốc trừ sâu endosulfan
hóa chất bảo vệ thực vật họ clo hữu cơ, một nhóm chất hữu bền, khả năng gây rối loạn nội tiết, ảnh hưởng đến hệ
thần kinh, gây các tác động xấu cho nội tạng gây nguy hiểm cho con người. Nồng độ endosulfan được lựa chọn trong
nghiên cứu này dao động từ 0 (mẫu đối chứng) đến 0,5 µg/l. Sau 48h phơi nhiễm, tỷ lệ chết của D. magna cao nhất đạt
97% nồng độ 0,5 µg/l. Giá trị LC0 ghi nhận tại thời điểm 48h 0,129 µg/l.
Từ khóa: ảnh hưởng, D. magna, độc tính, endosulfan, tỷ lệ chết.
Chỉ số phân loại: 1.7
Mở đầu
các quốc gia đã cam kết ngừng sử dụng hóa chất bảo vệ
Hóa chất bảo vệ thực vật họ clo hữu cơ (OCPs) là dạng
hóa chất tự nhiên hoặc tổng hợp có khả năng làm rối loạn
nội tiết, ức chế sinh trưởng và là những hợp chất khó phân
hủy, tồn lưu lâu dài trong nước cũng như trong trầm tích, có
khả năng tích lũy sinh học thông qua chuỗi thức ăn và tác
động bất lợi đến sức khỏe con người và sinh vật [1]. OCPs
bền vững trong môi trường và có thời gian bán phân huỷ
dài (từ 1-3 tháng tới 2-6 năm) [2], khi bị phân huỷ OCPs có
thể biến đổi thành những chất có độc tính cao hơn rất nhiều
thực vật endosulfan và dự định chấm dứt hoàn toàn vào năm
2016 [3, 4]. Tuy nhiên, việc tiêu thụ thuốc trừ sâu cũng như
phân bón tại Việt Nam đã và tiếp tục tăng lên đáng kể trong
những thập kỷ qua cùng với việc phát triển và cơ khí hóa
ngành nông nghiệp. Sản lượng và giá trị nhập khẩu thuốc trừ
sâu qua đường tiểu ngạch đã tăng nhanh chóng, từ 6.500-
9.000 tấn/năm (trong những năm 1981-1986) lên 100.000
tấn/năm (năm 2015) và giá trị nhập khẩu tăng từ 427 triệu
USD (năm 2008) lên gần 700 triệu USD (năm 2015) [5].
lần so với chất ban đầu. Mặt khác, các hợp chất OCPs ít tan
Endosulfan có hai dạng đồng phân bao gồm α-endosulfan,
trong nước, tan tốt trong mô mỡ của các loài động vật nên
β-endosulfan hoặc dẫn xuất endosulfan sulphate [2]. Dù tồn
khi xâm nhập vào cơ thể chúng ít bị đào thải ra ngoài mà
tại ở dạng nào, hóa chất này cũng rất độc đối với cơ thể sinh
được tích luỹ lại trong các mô dự trữ của sinh vật và có khả
vật, chúng có thể gây độc mạn tính, cấp tính, ảnh hưởng tới
năng tác động đến hệ sinh thái, sức khỏe con người trong
sinh sản, làm dị dạng phôi bào… [6, 7]. Kết quả nghiên cứu
thời gian dài [1]. Endosulfan là hóa chất bảo vệ thực vật
của Palma và cộng sự (2009) về ảnh hưởng của endosulfan
thuộc nhóm OCPs, gốc cyclodiene, có nguy cơ gây độc thần
đến sinh trưởng và phát triển của giáp xác D. magna đã chỉ
kinh. Chúng tồn tại ở dạng kem màu nâu đất, phản ứng dưới
ra rằng, endosulfan làm giảm tỷ lệ con non và kích thước
dạng tinh thể hoặc dạng “bông tuyết”, có mùi giống mùi của
con mẹ, tăng tỷ lệ phôi dị dạng và tỷ lệ con đực ở tất cả
nhựa thông và không cháy [3]. Hàng năm, trên thế giới có
các nồng độ thử nghiệm (từ 9,2 đến 458,7 mg/l) [7]. Khả
khoảng 18.000 đến 20.000 tấn endosulfan đã được sản xuất,
năng sinh sản, sinh trưởng và tỷ lệ sống sót của con non
trong đó Ấn Độ sản xuất khoảng 10.000 tấn; Trung Quốc
mới sinh ra đã giảm đáng kể khi tiếp xúc với các khoảng
khoảng 5.000 tấn, còn lại là Israel, Brazil và Hàn Quốc [3].
nồng độ 0,12; 0,15; 0,20; 0,25 và 0,31 mg/l endosulfan sau
Khi phơi nhiễm qua đường tiêu hóa với liều lượng là 260
21 ngày thử nghiệm [8]. Rối loạn nội tiết của D. magna
mg/kg, endosulfan sẽ gây tử vong cho người. Trên thế giới,
đã được ghi nhận trong nghiên cứu của Palma và cộng sự
*Tác giả liên hệ: Email: tranthithuhuong@humg.edu.vn; huonghumg@gmail.com
61(1) 1.2019
21
50
Khoa học Tự nhiên
The impact of endosulfan
pesticide toxicity on the growth
of Daphnia magna
đã bị cấm sử dụng là endosulfan tại xã Tiền Phong, huyện
Mê Linh, Hà Nội [4]. Endosulfan được sử dụng với liều
lượng thiodan 35ND phun 3 kg/ha, nông dân ở huyện Cờ
Đỏ, Cần Thơ đã làm gia tăng hàm lượng endosulfan trong
nước ruộng và nước kênh ngay sau khi phun (593 và 390
μg/l). Kết quả đã làm cho cá chết, thiệt hại nguồn lợi thủy
Xuan Tong Nguyen 1,2, Thi Thu Huong Tran3*
sản tự nhiên trên đồng ruộng. Mặc dù dư lượng endosulfan
1Institute for Environmental Science, Engineering and Management,
trong hạt lúa (biến động từ 9-18 μg/kg) còn rất thấp so với
Industrial University of Ho Chi Minh City
2Graduate University of Science and Technology,
Vietnam Academy of Science and Technology
3Faculty of Environmental, Ha noi University of Mining and Geology
tiêu chuẩn môi trường nhưng vẫn cao hơn 2-3 lần ngưỡng
tối thiểu có nguy cơ gây hại cho con người [12].
D. magna (hay còn gọi là rận nước, bọ nước) là loài giáp
Received 15 October 2018; accepted 30 November 2018
Abstract:
xác nước ngọt thuộc họ Cladocera. Chúng phân bố rộng với
nhiều loài khác nhau như: D. lumholtzi, D. cornuta… có
cấu tạo cơ thể hình bầu dục, có vỏ giáp bọc ngoài, phân đốt
The crustacean D. magna is used in many scientific
researches as a model organism for testing the toxicity
in the aquatic environment because of its unique
featuressuchaseasy to identify and easy to control toxic
substances, wide distribution, and quick reproduction
cơ thể không rõ ràng. D. magna có thể ăn nhiều loại thức
ăn khác nhau nhưng chủ yếu là các loại tảo đơn bào tươi, vi
khuẩn, nấm men… [13, 14]. D. magna sinh sản theo kiểu
trinh sản (con mẹ chỉ đẻ ra con cái), thời gian phát triển
tương đối nhanh chỉ từ 7 đến 8 ngày và phát triển tốt nhất ở
under the form of parthenogenesis in a short time. This
21±1oC. Do đặc điểm sinh sản vô tính nên khi gặp điều kiện
study aims to assess how the toxicity of endosulfan
pesticides affects the growth of D. magna. The pesticide
endosulfan belongs to the group of organochlorinated
pesticides (OCPs), a persistent organic substance group,
which is capable of causing endocrine disruption,
affecting the nervous system, causing adverse effects
on the internal organs, and causing other dangers for
human. The endosulfan concentrations which were
selected in this research varied from 0 (control) to 0.5
µg/l to study. After a 48h exposure, the highest death
rate of the D. magna was 97% at the concentration of
0.5 µg/l. The LC value recorded at 48 hours was 0.129
µg/l.
Keywords:Daphnia magna, effect, endosulfan, mortality
bất lợi sẽ xuất hiện trứng đen trong túi ấp và nở ra con đực.
Cơ thể D. magna cũng có những thay đổi rõ rệt để phản ứng
lại độc tố của môi trường, dễ dàng nhận biết và dễ kiểm soát
nên nó được sử dụng trong nhiều nghiên cứu khoa học như
một sinh vật mô hình chuẩn để thử nghiệm độc tính của môi
trường nước [13, 14]. Ở Việt Nam, nghiên cứu độc tính của
hóa chất bảo vệ thực vật đã được nhiều báo cáo đề cập, công
bố, tuy nhiên ảnh hưởng độc tính của chúng đến môi trường
sau khi sử dụng và đến sinh trưởng, phát triển của sinh vật
phù du vẫn còn khá hạn chế. Vì vậy, nghiên cứu này được
thực hiện để đánh giá độc tính của thuốc trừ sâu endosulfan
đến khả năng sinh trưởng và phát triển của động vật phù du
D. magna.
rate, toxicity.
Vật liệu và phương pháp nghiên cứu
Classification number: 1.7
Thuốc trừ sâu endosulfan
Endosulfan tinh khiết 99% có nguồn gốc từ Merck, có
khả năng tích tụ lâu trong tự nhiên, khó hòa tan nên được
(2009), kết quả nghiên cứu cho thấy cả hai loại thuốc trừ sâu
atrazine và endosulfan sulphate đều làm tăng sự phát triển
bất thường của phôi thai, cản trở quá trình lột xác và gián
đoạn hệ thống ecdysteroids ở động vật giáp xác bằng cách
hòa tan trong dung môi không phân cực dimetylsulfoxide
4h trước khi thí nghiệm. Tất cả các thí nghiệm được thực
hiện với nồng độ endosulfan bổ sung là 0 (mẫu đối chứng)
và 0,1; 0,2; 0,3; 0,5 µg/l (mẫu thí nghiệm).
điều khiển hormone 20-hydroxyecdysone [9]. Ở Việt Nam,
D. magna
endosulfan đã bị cấm sử dụng vào năm 2011, song nông dân
vẫn sử dụng loại thuốc này một cách hết sức tùy tiện, thậm
chí endosulfan còn được pha với các loại hóa chất bảo vệ
thực vật khác nhằm tăng khả năng trừ sâu của thuốc [4, 5,
10, 11]. Đầu năm 2015, đoàn kiểm tra liên ngành Sở Nông
Để D. magna thích nghi với môi trường dinh dưỡng và
điều kiện nuôi cấy trong phòng thí nghiệm, D. magna thuần
chủng thu nhận từ Phòng Độc học sinh thái - Đại học Lige
(Bỉ) được nuôi trong môi trường M4 (ISO 6341:2012), điều
kiện nuôi như sau: nhiệt độ khoảng 21±1oC, chu kỳ sáng:tối
nghiệp và Phát triển nông thôn Hà Nội đã kiểm tra, phát
là 16:8 giờ với cường độ chiếu sáng từ 500-800 lux, không
hiện và bắt giữ 41 chai loại 100 g/chai thuốc bảo vệ thực vật
được vượt quá 1.000 lux để tránh sự phát triển của tảo [15].
61(1) 1.2019
22