TỔNG QUAN
Tổng quan về động vật phù du
1.1.1 Giới thiệu chung về động vật phù du Động vật phù du (Zooplankton) hay còn gọi là động vật nổi, là những động vật không xương sống, sống lơ lửng và trôi dạt trong các thủy vực như ao hồ, sông suối, biển, đại dương… Chúng thường là động vật rất nhỏ hoặc lớn nhưng thân mềm, không có khả năng bơi khoảng cách xa hoặc chống lại các dòng chảy Động vật phù du sống trôi nổi hoặc có khả năng bơi một cách yếu ớt, dựa vào dòng nước để di chuyển bất kỳ khoảng cách xa nào, bao gồm đại diện của nhiều đơn vị phân loại thuộc các giới khác nhau [1]
Thống kê cho thấy có hơn 30.000 loài động vật phù du sống trong cả nước ngọt và nước mặn, phân bố rộng rãi ở các thủy vực Các cá thể động vật phù du thường có kích thước rất nhỏ, từ vài chục micromet (Protozoa), nhưng cũng có những loài lớn như sứa Động vật phù du bao gồm nhiều loại, từ động vật nguyên sinh nhỏ đến ấu trùng của các sinh vật phức tạp hơn, với kích thước đa dạng từ cực nhỏ cho đến những loài dài nhất ở biển như sứa.
Phân loại động vật phù du
Trong hệ sinh thái biển, động vật phù du được chia thành hai loại chính: Holoplankton, là những sinh vật sống toàn bộ cuộc đời dưới dạng động vật phù du, và Meroplankton, chỉ tồn tại dưới dạng động vật phù du trong giai đoạn ấu trùng.
Holoplankton: Là những sinh vật dành toàn bộ vòng đời của nó sống trôi nổi Ví dụ: Cladocera, Copepods, Salps hay sứa
Meroplankton là các sinh vật chỉ có một giai đoạn nhất định trong vòng đời sống trôi nổi, thường ở dạng ấu trùng Các ví dụ điển hình bao gồm sao biển, giáp xác, giun biển và hầu hết các loài cá.
Theo kích thước: Nhiều loài động vật phù du quá nhỏ để có thể nhìn thấy riêng lẻ với mắt thường
Nếu dựa theo kích thước thì có thể chia động vật phù du thành các nhóm:
Picoplankton: 2×10 -7 → 2×10 -6 m (0.2 - 2 μm), chủ yếu là vi khuẩn
Femtoplankton là loại động vật phù du có kích thước nhỏ hơn 0,2 μm, bao gồm một số loài virus biển Chúng có mặt trong mọi môi trường nước, nhưng tập trung chủ yếu ở tầng mặt, nơi có đủ ánh sáng cho thực vật phù du phát triển Động vật phù du chủ yếu ăn thực vật phù du, các động vật phù du khác, và các mảnh vụn hữu cơ, do đó thường được tìm thấy ở vùng nước mặt giàu nguồn thức ăn Chúng đóng vai trò là bậc thứ hai trong mạng lưới thức ăn, bắt đầu với thực vật phù du - những sinh vật sản xuất chuyển đổi chất vô cơ thành chất hữu cơ nhờ năng lượng mặt trời Động vật phù du không chỉ là nguồn thức ăn cho các loài cá nhỏ mà còn cho các loài cá lớn như cá voi Chúng là mắt xích quan trọng trong chuỗi thức ăn thủy vực, kết nối thực vật phù du với các sinh vật tiêu thụ ở bậc dinh dưỡng cao hơn.
Chuỗi thức ăn dưới nước thường ngắn và ít đa dạng hơn so với chuỗi trên cạn, do đó mỗi mắt xích đều rất quan trọng cho toàn bộ hệ sinh thái Động vật phù du đóng vai trò kết nối thiết yếu giữa thực vật phù du và các động vật lớn hơn.
Động vật chân chèo, nhuyễn thể và động vật chân đốt nhỏ như copepods, krill và pteropods là thành phần quan trọng của hệ sinh thái dưới nước, đóng vai trò làm thức ăn cho các động vật phù du lớn hơn, cá và cả cá voi Sự giảm sút phong phú của những sinh vật nhỏ này có thể dẫn đến hậu quả nghiêm trọng và đột ngột cho các loài động vật lớn trong hệ sinh thái.
Động vật phù du chủ yếu trôi dạt trong suốt cuộc đời, với khả năng di chuyển theo chiều thẳng đứng lên đến vài trăm mét mỗi ngày, một hành vi được gọi là di cư theo chiều thẳng đứng Sự dịch chuyển theo phương nằm ngang của chúng hoàn toàn phụ thuộc vào dòng nước, khác với các sinh vật tự bơi (Nekton) như mực, cá và thú biển, có khả năng kiểm soát di chuyển ngang và bơi ngược dòng Nhiều loài động vật phù du, mặc dù bơi yếu, vẫn có thể di cư sâu hàng trăm mét vào ban ngày để tránh kẻ săn mồi và quay trở lại bề mặt vào ban đêm để ăn thực vật và vi sinh vật phù du Hành vi di cư hàng ngày này cũng ảnh hưởng đến nhiều bộ phận khác trong chuỗi thức ăn.
Hệ động vật phù du trong các thủy vực nước ngọt bao gồm động vật phù du nguyên sinh, luân trùng, và nhiều loại giáp xác như giáp xác râu ngành, giáp xác chân chèo, và giáp xác có vỏ Ở các hồ tự nhiên, giáp xác và luân trùng là hai nhóm động vật phù du chiếm ưu thế về năng suất và sinh khối Ngoài ra, một số loài giáp xác bơi nghiêng, động vật có khoang, ấu trùng sán lá dẹp, chân bụng, và ấu trùng côn trùng cũng trải qua giai đoạn động vật phù du trong vòng đời của chúng.
Một số nhóm loài động vật phù du như Crustacea và Eurotatorea rất nhạy cảm với biến đổi môi trường nước, được coi là chỉ thị tốt cho điều kiện thủy vực dưới tác động bất lợi như giảm hàm lượng oxy hòa tan và gia tăng dinh dưỡng Các loài kích thước nhỏ như luân trùng có mối liên hệ chặt chẽ với hàm lượng dinh dưỡng, đóng vai trò như bộ máy lọc nước, trong khi các loài lớn hơn là nguồn thực phẩm quan trọng cho cá và ấu trùng cá Động vật phù du có thể sinh sản hữu tính hoặc vô tính, trong đó sinh sản vô tính xảy ra thường xuyên hơn thông qua phân chia tế bào.
1.1.2 Đặc điểm một số nhóm động vật nổi [3, 4, 5]
Nhóm Rotatoria, hay còn gọi là luân trùng, là một trong những nhóm động vật phổ biến nhất trong môi trường nước ngọt Kích thước của chúng thường dao động từ 100 – 200 µm, với kích thước nhỏ nhất khoảng 40 µm và lớn nhất không quá 2mm Hình dạng của luân trùng rất đa dạng; các dạng sống phiêu sinh thường có hình túi hoặc hình cầu như Asplanchna, Testudinella, trong khi các dạng sống bám thường có hình phễu như Collotheca Cơ thể của chúng có thể có đối xứng lưỡng trắc hoặc mất đối xứng, với cấu trúc dẹp lưng bụng hoặc dẹt bên, và được chia thành ba phần: đầu, thân và chân.
Bộ máy tiên mao là đặc điểm nổi bật của trùng bánh xe (Rotatoria), đóng vai trò quan trọng trong việc vận chuyển và tạo dòng nước đưa thức ăn vào miệng Cấu trúc của bộ máy tiên mao bao gồm vùng tiên mao quanh miệng và đai tiên mao quanh đầu, trong đó phần trên không có tiên mao mà có cơ quan cảm giác Nếu tiên mao chỉ phát triển ở phía trên và dưới đai tiên mao, sẽ có hai vòng tiên mao, gồm vòng trên (trochus) và vòng dưới (cingulum) Các hàng tiên mao ở bờ trên vùng miệng nối với đai tiên mao được gọi là paratrochus và paracingulum, trong khi tiên mao ở phần trước vùng miệng được gọi là Pseudotrochus Hình dạng và cấu tạo của bộ máy tiên mao có sự biến đổi đa dạng, dẫn đến việc phân loại thành 9 kiểu cấu tạo cơ sở.
Phần thân của trùng bánh xe có lớp vỏ cuticula không thấm nước, chỉ bị phân hủy khi chết, với thành phần hóa học chưa rõ ràng Một số loài có vỏ tiêu giảm hoặc không có, và vỏ có thể bao bọc toàn thân hoặc chỉ một phần Tầng biểu bì rất mỏng, gồm nhiều hạt sắp xếp đối xứng, số lượng không nhiều Trên bề mặt vỏ có thể xuất hiện các gai động hoặc bất động, tạo nên hình dạng vỏ đa dạng, đặc biệt ở vùng nhiệt đới với nhiều dạng gai dài và hình thù kỳ lạ Hình dạng và số lượng gai trên vỏ có vai trò quan trọng trong việc phân loại trùng bánh xe, với tên gọi quy ước cho các gai như gai bên trước, gai giữa trước, gai trung gian và gai bên sau Phần chân nằm phía sau vỏ có lỗ chân, được bọc bởi cuticula, có thể phân đốt hoặc không, và tận cùng bằng vuốt Hình dạng cấu tạo của chân, ngón và vuốt là những đặc điểm quan trọng trong việc phân loại loài và giống.
Nhóm Cladocera là một loại giáp xác có cơ thể được bao bọc bởi vỏ giáp trong suốt, gồm hai mảnh dính nhau ở phía lưng Cơ thể của chúng được chia thành ba phần: đầu, ngực và bụng, nhưng không có sự phân đốt rõ rệt từ bên ngoài Râu II của Cladocera phát triển lớn với hai nhánh, trong khi phần phụ có dạng bản mỏng, không phân đốt rõ ràng.
Phần đầu của vỏ giáp thường kéo dài thành chủy nhọn, nhưng cũng có thể không phát triển như ở Diaphanosoma, Moina, và Ceriodaphnia Phía sau vỏ giáp đầu có các lỗ đầu, bao gồm lỗ chính và lỗ bên Gốc râu hai bên đầu có thể có nếp gấp tạo thành gờ bên (fornix) hoặc mũi nhọn lớn Thân vỏ giáp có cạnh lưng, bụng và sau, với cạnh bụng có thể có nẹp viền gai hoặc tơ Góc sau dưới vỏ giáp có thể có răng, tròn hoặc dài thành gia đuôi lớn như ở Bosmina Cạnh sau vỏ giáp có thể liên tục với cạnh bụng, tạo thành đuôi kéo dài như ở Daphniidae Mặt vỏ giáp có thể trơn, có chấm, vạch dọc hoặc mạng ô hình bình hành Phần ngực trong vỏ giáp không phân đốt rõ, có 4-6 đôi chân ngực, trong khi phần bụng kéo dài thành đuôi bụng (post-abdomen) không có phần phụ, lỗ hậu môn nằm ở cạnh trên góc đuôi bụng Trước hậu môn thường có núm lồi nhỏ với 2 tơ dài, và ngay phía trên có thể có phần lồi đuôi bụng hình dải lớn như ở Daphnia Cạnh trên đuôi bụng thường có hàng gai, và mặt bên có thể có hàng gai hoặc tơ mọc thành đám hoặc dãy song song Đầu ngọn đuôi bụng có vuốt ngọn, trong khi gốc có thể có gai.
Hình ảnh của một số loài thuộc nhóm Cladocera được thể hiện trong các hình dưới đây:
Hình 1.2 Hình ảnh Moina dubia
Hình 1.3 Hình ảnh Daphnia dubia
Hiện trạng môi trường nước thủy vực Hà Nội
1.2.1 Vai trò của hệ thống hồ Hà Nội
Theo thống kê của Trung tâm nghiên cứu môi trường và cộng đồng (CERC) năm
Tính đến năm 2015, Hà Nội sở hữu 112 hồ lớn nhỏ, trong đó có 17 hồ đã bị san lấp hoàn toàn và 7 hồ mới được thêm vào so với năm 2010 Tổng diện tích mặt nước của các hồ này ước tính khoảng 696 ha, với 56 hồ nằm tại các quận lớn như Tây Hồ, Cầu Giấy, Đống Đa, Hoàn Kiếm và Hai Bà Trưng, chiếm khoảng 415 ha.
Hồ thường hình thành từ các vùng trũng hoặc nhánh sông, đóng vai trò quan trọng trong việc tiếp nhận và điều hòa nước mưa, thoát lũ, và xử lý nước thải tự nhiên Chúng gắn liền với sự phát triển của khu dân cư và đô thị, bảo tồn đa dạng sinh học, nuôi trồng thủy sản, và cung cấp không gian vui chơi giải trí cho cộng đồng.
Sự phân cấp chức năng hồ không rõ ràng đã gây khó khăn trong quản lý và xây dựng hệ thống thoát nước, dẫn đến nhiều hồ xuống cấp và diện tích thu hẹp Sự gia tăng dinh dưỡng trong hồ gây ra hiện tượng phát triển quá mức của tảo, làm tăng năng suất sinh học Xác chết của tảo và vi sinh vật lắng đọng cùng với cặn nước thải tạo nên lớp trầm tích ở đáy hồ, gây ra nhiều vấn đề cần có biện pháp quản lý và xử lý kịp thời để duy trì cân bằng sinh thái.
1.2.2 Hiện trạng chất lượng nước hồ Hà Nội
Theo thống kê của Trung tâm nghiên cứu Môi trường và Cộng đồng (CECR) năm 2015, Hà Nội đã giảm 10 hồ so với năm 2010, chỉ còn 112 hồ với tổng diện tích mặt nước gần 7.000.000 m², giảm hơn 72.500 m² Mặc dù hồ có chức năng chính là thoát nước, nhiều hồ lại được sử dụng cho các mục đích kinh tế và giải trí, dẫn đến sự phân cấp chức năng không rõ ràng và tình trạng xuống cấp của nhiều hồ, gây khó khăn cho quản lý Trong số 30 hồ được nghiên cứu, chỉ có 5 hồ không ô nhiễm, trong khi 11 hồ ô nhiễm, 8 hồ ô nhiễm nặng và 6 hồ ô nhiễm rất nặng Nguyên nhân chính dẫn đến ô nhiễm chất lượng nước hồ chủ yếu là do các hoạt động của con người, như xả thải nước sinh hoạt, rác thải và lấn chiếm lòng hồ, đặc biệt là ở các khu vực dân cư đông đúc.
Dựa trên chỉ số Chlorophyll-a từ 30 hồ, có 7 hồ ở mức độ phú dưỡng, 21 hồ ở mức độ siêu phú dưỡng và 2 hồ thiếu dữ liệu đánh giá Mặc dù ô nhiễm vẫn nghiêm trọng, nhưng so với năm 2010, chất lượng nước đã có sự cải thiện, với xu hướng giảm số hồ ô nhiễm nặng và rất nặng.
Báo cáo "Hiện trạng môi trường quốc gia năm 2016 – Môi trường đô thị" chỉ ra rằng nước mặt tại các sông, hồ, kênh, mương ở nội thành các đô thị lớn như Hà Nội đã bị ô nhiễm nghiêm trọng do tiếp nhận chất thải từ hoạt động phát triển đô thị Nhiều hồ trong khu vực này có khả năng tự làm sạch thấp và đã trở thành nơi chứa nước thải từ các khu vực xung quanh.
Mặc dù đã có những nỗ lực cải thiện chất lượng nước tại một số sông, kênh, hồ ở các thành phố lớn, ô nhiễm nước mặt vẫn là vấn đề nghiêm trọng tại nhiều tỉnh, thành phố Các thông số ô nhiễm hữu cơ như BOD5, COD và chất dinh dưỡng như Amoni đều vượt tiêu chuẩn QCVN 08-MT:2015/BTNMT (B1) Nguyên nhân chính là do các khu vực này tiếp nhận nước thải sinh hoạt và nước thải từ các cơ sở sản xuất chưa được xử lý hoặc xử lý không đạt yêu cầu.
Hai đô thị đặc biệt, Hà Nội và TP Hồ Chí Minh, đang đối mặt với tình trạng ô nhiễm nghiêm trọng ở các sông, hồ và kênh rạch nội thành Các hồ trong khu vực này chủ yếu có chức năng điều tiết nước, xử lý nước thải và tạo cảnh quan đô thị, nhưng đã bị thu hẹp và ô nhiễm do phát triển đô thị không bền vững Nhiều khu dân cư xung quanh hồ không có hệ thống thu gom nước thải, dẫn đến việc xả thải trực tiếp vào hồ, khiến chúng trở thành nơi chứa nước thải với chất lượng kém Tình trạng vứt rác bừa bãi và xả nước thải chưa qua xử lý xuống sông, kênh mương diễn ra phổ biến, làm giảm diện tích mặt nước và cản trở dòng chảy Mặc dù ô nhiễm nước đã tồn tại nhiều năm, đặc biệt tại các sông như Tô Lịch, Lừ, Sét ở Hà Nội và các kênh ở TP Hồ Chí Minh, nhưng tình hình vẫn chưa được cải thiện Tính đến tháng 11/2016, chỉ khoảng 20,62% lượng nước thải sinh hoạt ở Hà Nội được xử lý, trong khi hơn 700.000 m³/ngày vẫn bị xả thải trực tiếp ra môi trường.
Nhiều đô thị hiện nay, hồ nước đã trở thành nơi chứa nước thải và không có sự lưu thông, dẫn đến tình trạng ô nhiễm nghiêm trọng Các hồ nội thành ở Hà Nội, ngoại trừ một số hồ như Tây, Ngọc Khánh, và các hồ đã được cải tạo, chủ yếu bị ô nhiễm hữu cơ và dinh dưỡng Kết quả đánh giá cho thấy, chỉ có hồ Tây và một số hồ cải tạo đạt chất lượng loại III, phù hợp cho tưới tiêu, trong khi hầu hết các hồ khác đều ở mức loại IV, chỉ đủ cho giao thông thủy.
V (ô nhiễm nặng, cần áp dụng biện pháp xử lý) [18]
1.2.3 Phân bố động vật thủy sinh trong hồ Hà Nội Đa dạng về hệ sinh thái là cơ sở cho sự đa dạng loài động/thực vật, vi sinh vật Việt Nam nằm trong khu vực Indo - Burma, là 1 trong 25 điểm nóng về đa dạng sinh học toàn cầu Đa dạng sinh học ở Việt Nam đứng thứ 16 trên thế giới [19] Giá trị đa dạng sinh học cao nhưng tình trạng bảo tồn về đa dạng sinh học cũng là một vấn đề cấp bách của quốc gia
Hồ Hà Nội có đặc trưng nước tĩnh hoặc chảy chậm, độ trong thấp, cùng với nền đáy mềm bùn và cát Những đặc điểm này ảnh hưởng đến cấu trúc quần xã và thành phần loài của các sinh vật thủy sinh trong vùng đồng bằng.
Hồ Tây là một hệ sinh thái đất ngập nước độc đáo với sự đa dạng động thực vật, đại diện cho hệ sinh thái nước ngọt ở đồng bằng Bắc Bộ Tuy nhiên, giá trị đa dạng sinh học tại đây đang suy giảm nghiêm trọng Các khảo sát cho thấy số lượng loài thực vật nổi đã giảm từ 115 loài vào năm 1996 xuống còn 60-70 loài vào năm 2014, tức là giảm gần một nửa Đặc biệt, ngành tảo Lục đã giảm mạnh từ hơn 70 loài xuống chỉ còn hơn 20 loài.
Hồ Tây hiện có 48 loài cá thuộc 13 họ, với sự gia tăng chủ yếu nhờ vào các loài cá nhập nội và di nhập từ vùng khác Tuy nhiên, ba loài cá quý hiếm trong sách Đỏ Việt Nam, gồm cá vền, cá trắm đen và cá lóc, đang gặp nguy cơ tuyệt chủng Hiện tại, chỉ còn cá vền đứng trước nguy cơ bị khai tử, trong khi cá trắm đen và cá lóc đã không còn được ghi trong sách Đỏ.
Môi trường nước tại hồ Tây đã trở nên ô nhiễm nghiêm trọng trong những năm gần đây, đặc biệt là vào mùa khô, dẫn đến tình trạng cá chết ngày càng gia tăng, đặc biệt vào mùa nước cạn Các loài cá như cá mè trắng, cá trôi rô hu và cá rô phi là những loài bị ảnh hưởng nặng nề nhất.
Quá trình đô thị hóa và phát triển kinh tế nhanh chóng đã dẫn đến ô nhiễm ngày càng tăng tại Hồ Tây, với lượng nước thải đổ ra ngày càng nhiều, làm suy giảm chất lượng nước và biến đổi thành phần loài Biến đổi khí hậu, với sự xen kẽ giữa hạn hán và lũ lụt bất thường, cũng đang ảnh hưởng tiêu cực đến đa dạng sinh học của hồ Tác động của con người đã khiến đa dạng sinh học của thực vật thủy sinh và động vật đáy bị suy thoái nghiêm trọng, dẫn đến sự mất mát của nhiều loài đặc hữu và sự xuất hiện của các loài ngoại lai.
Các yếu tố môi trường ảnh hưởng đến thủy sinh vật
1.3.1 Cơ chế gây tác động trong môi trường nước
Môi trường nước là một hệ sinh thái phức tạp và đa dạng, bao gồm sông, suối, ao, hồ, cửa sông, biển ven bờ và đại dương, với khả năng phát tán chất ô nhiễm nhanh chóng trên quy mô rộng Hệ sinh thái nước chứa nhiều thành phần sinh học như thực vật, động vật và vi sinh vật, mỗi loài sống trong ổ sinh thái riêng Đồng thời, các thành phần phi sinh học như nước, chất nền và vật liệu trầm tích cũng đóng vai trò quan trọng trong cấu trúc của hệ sinh thái Sự tương tác giữa các thành phần sinh học và phi sinh học tạo nên sự thống nhất phức tạp trong mỗi hệ sinh thái dưới nước.
Hiểu và xác định phản ứng của một hệ sinh thái đối với hóa chất là khó khăn do các mối tương tác phức tạp giữa các tác nhân lý, hóa và sinh học Sự thích nghi của các thành phần sinh học và đa dạng loài, cùng với sự khác biệt về phản hồi cấu trúc và chức năng, làm cho việc đánh giá trở nên phức tạp hơn Những khác biệt nhỏ trong môi trường vật lý và hóa học cũng như cấu tạo loài có thể dẫn đến sự khác biệt lớn về độc tính của hợp chất, ảnh hưởng đến hệ sinh thái Do đó, việc xác định các điều kiện môi trường tại một vùng cụ thể là cần thiết khi đánh giá độ nguy hiểm tiềm tàng của độc chất.
Các yếu tố môi trường như hàm lượng oxy hòa tan, pH, nhiệt độ và chất rắn lơ lửng có ảnh hưởng đáng kể đến độc tính của hợp chất Bên cạnh đó, các đặc tính lý hóa như độ hòa tan và áp suất bay hơi cũng đóng vai trò quan trọng Những yếu tố này quyết định khả năng hoạt động, độ bền vững, sự biến đổi và dạng gây độc cuối cùng của hợp chất trong môi trường nước.
Để một hóa chất gây ra phản ứng độc hại đối với sinh vật thủy sinh, nó cần phải tiếp xúc với vị trí tiếp nhận tương thích trên sinh vật với nồng độ đủ cao và thời gian đủ dài Nồng độ và thời gian cần thiết cho tác động độc hiệu quả thay đổi theo từng loại hóa chất, loài sinh vật và mức độ nguy hiểm của tác động Sự tiếp xúc với chất độc dẫn đến phản ứng gây tổn hại hoặc tử vong cho sinh vật, được gọi là sự ngộ độc Trong đánh giá độc tính, các yếu tố quan trọng nhất liên quan đến ngộ độc bao gồm loại hóa chất, thời gian và tần suất tiếp xúc, cũng như nồng độ của hóa chất.
Các sinh vật trong nước có thể bị ảnh hưởng bởi hóa chất có trong nước, bùn trầm tích và thức ăn Hóa chất tan trong nước thường hoạt động mạnh hơn các hóa chất không tan, vì chúng dễ dàng kết nối với các vật thể lơ lửng và chất hữu cơ Những chất này có thể xâm nhập vào cơ thể sinh vật qua toàn bộ bề mặt, mang và miệng, trong khi hóa chất trong thức ăn được hấp thụ qua đường tiêu hóa Các chất hấp thụ có khả năng xâm nhập qua da và mang, từ đó tác động đến sinh vật Sự ngộ độc có thể ảnh hưởng đến các yếu tố như hấp thụ, phân bố, trao đổi sinh học và bài tiết, giúp xác định độc tính của hóa chất.
Tác hại của tác động độc có thể xảy ra qua ngộ độc cấp tính và mãn tính Ngộ độc cấp tính ảnh hưởng đến giai đoạn sinh trưởng và vòng đời của cá thể, trong khi ngộ độc mãn tính kéo dài suốt cuộc sống và có thể ảnh hưởng đến nhiều thế hệ của loài.
Tác động tổng hợp của sự ngộ độc có thể ảnh hưởng đến mức độ độc tính của hóa chất Một sự ngộ độc cấp tính từ một hóa chất đơn lẻ thường gây ra tác hại ngay lập tức, trong khi hai lần ngộ độc liên tiếp với tổng lượng hóa chất tương đương có thể gây ra tác hại ít hơn hoặc không có tác hại, thậm chí có thể gia tăng tác hại Điều này phụ thuộc vào quá trình trao đổi chất của hóa chất và khả năng thích nghi của sinh vật Tuy nhiên, nếu hóa chất không dễ dàng được chuyển hóa và bài tiết, chúng có thể tích tụ trong cơ thể, dẫn đến ngộ độc mãn tính.
Các loài sinh vật có mức độ nhạy cảm khác nhau đối với các loại hóa chất, điều này có thể liên quan đến khả năng bị tác động khác nhau Nghiên cứu cho thấy tỷ lệ nhạy cảm với hóa chất ở cá có yếu tố di truyền Chế độ ăn uống cũng ảnh hưởng đến tác động của chất độc, dẫn đến những thay đổi trong cơ thể sinh vật Các con non và ấu trùng thường dễ bị tổn thương hơn so với cá trưởng thành, do cơ chế thích nghi chưa hoàn thiện và sự khác biệt trong khối lượng chất bài tiết ở mỗi độ tuổi cũng ảnh hưởng đến độc tính.
1.3.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến thủy sinh vật
Mức độ độc hại của một chất có hại đối với cơ thể sinh vật phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm môi trường xung quanh và trạng thái của cơ thể bị ảnh hưởng, đặc trưng giống loài, giới tính, khả năng thích nghi, sức đề kháng và độ mẫn cảm của từng cá thể.
(1) Các điều kiện tiếp xúc với chất độc
Liều lượng (nồng độ) tại vị trí tiếp xúc sẽ quyết định mức độ của sự đáp ứng
Khi liều lượng tiếp xúc càng cao và thời gian tiếp xúc càng lâu thì tính độc có tác hại càng lớn
Con đường tiếp xúc với methylene chloride có vai trò quan trọng trong việc gây ra các khối u Nếu phơi nhiễm qua đường hô hấp, người dùng có nguy cơ cao phát triển khối u, trong khi phơi nhiễm qua đường tiêu hóa lại không dẫn đến tình trạng này.
Thời gian tiếp xúc ngắn với các chất độc hại có thể gây ra những tác hại tạm thời, nhưng nếu tiếp xúc lâu dài, hậu quả sẽ nghiêm trọng và khó phục hồi Chẳng hạn, việc nhiễm độc ngắn hạn do rượu có thể làm giảm khả năng lọc mỡ của gan, nhưng nếu kéo dài, sẽ dẫn đến bệnh xơ gan.
Bản chất của hoá chất, bao gồm tính chất hoá học và vật lý, quyết định hoạt tính sinh học của chúng Các yếu tố như cấu trúc phân tử, tính tan trong nước và áp suất bay hơi ảnh hưởng đến khả năng tương tác với thụ thể Tính chất hoá lý và độ tan trong dầu cũng quyết định tốc độ và phạm vi di chuyển qua màng tế bào, cũng như nồng độ tại các cơ quan tiếp nhận Trong quá trình biến đổi sinh học, cơ thể thường chuyển đổi các chất tan trong dầu thành dạng dễ bị loại bỏ.
Sự tương tác chéo xảy ra khi nhiều loại hoá chất có mặt đồng thời trong cơ thể hoặc môi trường, dẫn đến các phản ứng hỗn hợp làm thay đổi đáp ứng định tính và định lượng so với từng loại hoá chất riêng lẻ Sự tiếp xúc và đáp ứng có thể diễn ra đồng thời hoặc nối tiếp, và mức độ độc tính có thể tăng lên hoặc giảm đi Có hai loại tương tác chéo chính cần được lưu ý.
- Sinh học: Ảnh hưởng của hoá chất lên sự định vị và hoạt tính thụ thể của loại hoá chất khác
- Hoá học: Các phản ứng giữa các loại hoá chất tạo nên các chất có hoạt tính hay mất hoạt tính
Các tương tác chéo hoá học có thể xảy ra bên ngoài cơ thể trong không khí, nước, thực phẩm, hoặc bên trong cơ thể liên quan đến sự định vị sinh học, bao gồm hấp thụ, phân bố, chuyển hoá sinh học, bài tiết và động học Trong môi trường có nhiều độc chất, tính độc có thể thay đổi, với phản ứng thu được có thể khuếch đại độ độc hoặc mang tính tiêu độc Tác động của hai hoặc nhiều loại hoá chất cùng lúc có thể tương đương với tổng các hiệu ứng riêng lẻ, lớn hơn hoặc nhỏ hơn các hiệu ứng này.
Tỷ lệ trung bình của hóa chất trong nguồn thải vào môi trường nước đóng vai trò quan trọng trong việc dự đoán nồng độ hóa chất Tuy nhiên, việc ước tính tỷ lệ trung bình của nguồn vào và tốc độ xả thải cao trong thời gian ngắn do sản xuất gặp nhiều khó khăn, dẫn đến độ chính xác không cao Thông tin về nồng độ cơ bản của hóa chất và các sản phẩm biến đổi trung gian cũng rất cần thiết để tính toán nồng độ của chúng trong môi trường nước.
Các nghiên cứu trong và ngoài nước về ảnh hưởng của điều kiện môi trường đến phân bố động vật phù du trong nước
Các nhà khoa học đang nghiên cứu tác động của biến đổi khí hậu đến hệ sinh thái đại dương, đặc biệt ở các vùng cực Họ điều tra mối liên hệ giữa nhiệt độ nước, thời gian phát triển theo mùa của thực vật và động vật phù du, cũng như sự thay đổi quần thể cá và cá voi Nghiên cứu này nhằm hiểu rõ hơn về sự phân bố động vật phù du trong nước và những ảnh hưởng của biến đổi khí hậu.
Các sinh vật phù du nhỏ có vỏ như động vật chân đốt (pteropods) là nguồn thức ăn quan trọng cho cá và cũng là chỉ thị về tác động của axit hóa đại dương Khi nồng độ carbon dioxide trong khí quyển tăng, độ pH của đại dương giảm, làm giảm nồng độ ion canxi cacbonat mà động vật cần để tạo vỏ Nếu độ pH tiếp tục giảm, vật liệu tạo vỏ có thể tan biến Nghiên cứu của Lam-Hoai và cộng sự (2006) tại cửa sông Kaw, Pháp cho thấy quần xã động vật phù du thay đổi theo mùa và bị ảnh hưởng bởi độ đục của nước.
Nghiên cứu của Olja Vidjak và các cộng sự (2012) tại các kênh và vịnh ở bờ biển Địa Trung Hải (phía đông Adriatic) chỉ ra rằng động vật phù du bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ và độ mặn của nước Sự xuất hiện của chúng có thể phản ánh tình trạng dinh dưỡng của môi trường nước ven biển.
Nghiên cứu của O Farhadian và M Pouladi về động vật phù du tại cửa sông Helleh, Iran, chỉ ra rằng sự phân bố của chúng thay đổi theo mùa Mối quan hệ giữa động vật phù du và các chỉ tiêu hóa lý của nước, đặc biệt là độ mặn, được xác định là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến sự biến động này.
Tại Việt Nam, nghiên cứu về động vật phù du ở khu vực Đồng bằng sông Cửu Long, đặc biệt là tại Sóc Trăng, đã chỉ ra sự phong phú của các loài, với 246 loài được ghi nhận, trong đó nhóm Copepod chiếm ưu thế về số lượng loài.
Nghiên cứu của Dương Trí Dũng và Nguyễn Hoàng Oanh (2011) chỉ ra rằng quần xã động vật phù du có thể được sử dụng để đánh giá ô nhiễm nguồn nước Cụ thể, loài Filina longiseta xuất hiện với mật độ trên 30%, cho thấy mức độ ô nhiễm nghiêm trọng tại rạch Cái Khế, Cần Thơ trong mùa khô.
Nghiên cứu về ảnh hưởng của chất lượng nước đến phân bố động vật nổi ở Hà Nội còn hạn chế Mục tiêu của nghiên cứu này là đánh giá tác động của các thông số môi trường đến sinh khối, thành phần loài và mật độ động vật nổi đặc trưng cho hệ sinh thái hồ Hà Nội Nghiên cứu sẽ giúp xác định mức độ ô nhiễm chất hữu cơ và dinh dưỡng trong thủy vực, từ đó lựa chọn sinh vật chỉ thị và đề xuất giải pháp kiểm soát ô nhiễm hiệu quả trong hồ.
