Nghiên cứu đánh giá dư lượng một số chất kháng sinh trong nước và động vật thủy sinh trong một số hồ Hà Nội

- PHẠM THỊ THANH YÊN NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ DƯ LƯỢNG MỘT SỐ CHẤT KHÁNG SINH TRONG NƯỚC VÀ ĐỘNG VẬT THỦY SINH TRONG MỘT SỐ HỒ HÀ NỘI Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trường Mã số: 62520320 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG Hà Nội - 2018 Công trình được hoàn thành tại: Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Người hướng dẫn khoa học 1: GS.TS Huỳnh Trung Hải Người hướng dẫn khoa học 2: PGS.TS Nguyễn Quang Trung Phản biện 1: PGS.TS Nguyễn Phước Dân Phản biện 2: PGS.TS Trịnh Văn Tuyên Phản biện 3: PGS.TS Cao Thế Hà Luận án được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án tiến sĩ cấp Trường họp tại Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Vào hồi 14 giờ, ngày 06 tháng 02 năm 2018 Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện: 1.
- Thư viện Quốc gia Việt Nam DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN 1.Phạm Thị Thanh Yên, Nguyễn Quang Trung (2012) Hiện trạng sử dụng kháng sinh và sự tồn dư kháng sinh trong môi trường nước ở Việt Nam.
- Phạm Thị Thanh Yên, Nguyễn Quang Trung (2013) Dư lượng kháng sinh chloramphenicol trong tôm ở một số chợ của Hà Nội.
- Nguyễn Quang Trung, Huỳnh Trung Hải, Phạm Thị Thanh Yên (2014) Sự xuất hiện và phân bố của các kháng sinh trong một số hồ, sông Kim Ngưu và sông Tô Lịch ở Hà Nội.
- Phạm Thị Thanh Yên, Huỳnh Trung Hải, Nguyễn Quang Trung (2014) Xác định đồng thời kháng sinh họ quinolons, penicillins và trimethoprim trong cá bằng sắc ký lỏng hai lần khối phổ.
- Phạm Thị Thanh Yên, Nguyễn Quang Trung, Huỳnh Trung Hải (2015) Nghiên cứu xác định kháng sinh sulfathiazole, sulfamethazine, sulfamethoxazole, sulfamerazine trong nước mặt bằng sắc ký lòng hai lần khối phổ.
- Tạp chí phân tích Hóa, Lý và Sinh học, 20(2), pp.
- Phạm Thị Thanh Yên, Nguyễn Quang Trung, Huỳnh Trung Hải (2016) Đánh giá sự xuất hiện và rủi ro tiềm năng của các kháng sinh quinonoles, sulfonamides và trimethoprim đối với môi trường nước và trầm tích của Hồ Tây và hồ Trúc Bạch.
- 1 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết của đề tài Kháng sinh có ý nghĩa rất quan trọng đối với con người và vật nuôi, nhưng với hạn chế về hiểu biết và xem kháng sinh là thần dược, con người đã và đang lạm dụng kháng sinh quá mức dẫn đến sự tồn dư trong môi trường.
- Trong môi trường tự nhiên kháng sinh không dễ phân hủy, thêm nữa chúng liên tục được đưa vào từ các hoạt động của con người nên kháng sinh được coi là những chất gây ô nhiễm "giả liên tục".
- Nhiều bằng chứng cho thấy sự tồn lưu kháng sinh trong môi trường dù ở nồng độ thấp vẫn có nguy cơ ảnh hưởng nghiêm trọng tới môi trường sinh thái, đặc biệt là sinh ra các vi khuẩn kháng kháng sinh, vì vậy chúng ngày càng nhận được sự quan tâm của các nhà khoa học, các phương tiện truyền thông.
- Sulfonamides (SAs), trimethoprim (TRI) và quinolones (QNs) là những kháng sinh phổ rộng được sử dụng phổ biến ở Việt Nam trong y học ở người, nuôi trồng thủy sản và gia súc.
- Thêm nữa thời gian tồn lưu trong môi trường lâu, nên nghiên cứu đã lựa chọn các kháng sinh này để đánh giá dư lượng trong nước, trầm tích, cá rô phi và ốc ở hồ Tây, hồ Trúc Bạch, hồ Thủ Lệ, hồ Ngọc Khánh và hồ Yên Sở của Hà Nội.
- Mục tiêu nghiên cứu của luận án - Nghiên cứu hàm lượng kháng sinh quinolones, sulfonamides, trimethoprim trong nước, trầm tích, cá rô phi và ốc tại hồ Tây, hồ Trúc Bạch, hồ Ngọc Khánh, hồ Thủ Lệ và hồ Yên Sở.
- Xác định mối quan tương quan giữa nồng độ kháng sinh trong nước với trầm tích và động vật thủy sinh ở 5 hồ Hà Nội.
- Dự báo mức độ nguy hại của kháng sinh QNs, SAs, TRI đối với quần thể sinh vật trong nước và trầm tích.
- Đối tượng và phương pháp nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu là hàm lượng kháng sinh quinolones, sulfonamides và trimethoprim trong nước, trầm tích, cá rô phi và ốc tại 5 hồ của Hà Nội.
- 2 - Sử dụng phương pháp nghiên cứu thực nghiệm tại hiện trường (lấy mẫu, bảo quản mẫu, khảo sát hiện trạng các hồ), trong phòng thí nghiệm (xử lý mẫu và phân tích trên sắc ký lóng hai lần khối phổ LC/MS/MS) để xác định hàm lượng kháng sinh trong nước, trầm tích, cá rô phi và ốc tại 5 hồ của Hà Nội.
- sử dụng phương pháp thống kê để xử lý số liệu phân tích.
- phương pháp kế thừa các số liệu thu thập được trong các tài liệu và các kết quả đã được nghiên cứu.
- Ý nghĩa khoa học và thực tiễn - Đã ứng dụng sắc ký lỏng hai lần khối phổ (LC/MS/MS) để phân tích hàm lượng kháng sinh họ quinonoles, sulfonamides và trimethoprim.
- Đánh giá được hiện trạng ô nhiễm kháng sinh trong 5 hồ Hà Nội, trên cơ sở đó xác định nguyên nhân ô nhiễm kháng sinh vào hồ.
- Bước đầu nghiên cứu khả năng tích tụ kháng sinh trong ốc và cá rô phi qua hệ số tích lũy sinh học để đưa ra các khuyến cáo với người dân trong sử dụng ốc và cá rô ở các hồ có nguồn nước thải vào làm thực phẩm.
- Dự đoán được loại kháng sinh có nguy cơ ảnh hưởng mạnh tới quần thể sinh vật trong 5 hồ Hà Nội thông qua thương số nguy hại HQ.
- Những điểm mới của luận án - Đã tối ưu hóa qui trình phân tích đồng thời ba kháng sinh quinolones, sulfonamide và trimethoprim trong nước, trầm tích và cá rô phi.
- Luận án đầu tiên đánh giá về hiện trạng tồn dư một số kháng sinh trong môi trường nước, trầm tích và cá rô phi, ốc tại 5 hồ Hà Nội (hồ Tây, Trúc Bạch, Thủ Lệ, Ngọc Khánh, Yên Sở).
- Xác định mối tương quan giữa nồng độ kháng sinh trong nước với nồng độ kháng sinh trong trầm tích, động vật thủy sinh ở 5 hồ nghiên cứu.
- Cấu trúc của luận án gồm Luận án gồm 102 trang gồm mở đầu (3 trang), chương 1-Tổng quan tài liệu (27 trang), chương 2 – Phương pháp nghiên cứu (15 trang), chương 3 3- Kết quả và thảo luận (55 trang), kết luận (2 trang), tài liệu tham khảo và phụ lục.
- TỔNG QUAN 1.1.Tổng quan về thuốc kháng sinh Thuốc kháng sinh là những chất được sử dụng để điều trị các bệnh nhiễm khuẩn do vi khuẩn và các vi sinh vật khác gây ra.
- Dựa vào cấu trúc hóa học, kháng sinh được chia thành 9 nhóm: β-lactam, aminoglycosid, tetracyclin, phenicol, macrolid, lincosamid, peptid.
- Sulfonamides, trimethoprim và quinolones là những kháng sinh phổ rộng được sử dụng phổ biến để điều trị bệnh hoặc kích thích tăng trưởng cho người, chăn nuôi và nuôi trồng thủy sản ở Việt Nam do giá thành rẻ, hiệu quả xử lý cao.
- Trên thế giới cũng như ở Việt nam các kháng sinh này được phát hiện với nồng độ và tần suất lớn trong môi trường nước, trầm tích.
- Hiện trạng sử dụng thuốc kháng sinh Để đánh giá chính xác mức tiêu thụ toàn cầu của tất cả các loại thuốc kháng sinh sẽ là khó khăn, nếu có thể nói là không thể, nhưng nhìn chung sự tiêu thụ kháng sinh trên toàn thế giới sử dụng cho người đang gia tăng đặc biệt là ở các quốc gia có thu nhập thấp và trung bình.
- Người bệnh chỉ cần mô tả triệu chứng bệnh, người bán với kiến thức hạn chế về y, dược sẽ đưa ra các hướng dẫn lựa chọn.Trong chăn nuôi việc lựa chọn kháng sinh và quyết định liều dùng chủ yếu dựa trên kinh nghiệm của chủ hộ 44%, 33% theo hướng dẫn của bác sỹ thú y, 17% theo hướng dẫn của nhà sản xuất.
- Trong chăn nuôi phần lớn các chủ hộ không tuân theo quy định về việc ngừng sử dụng kháng sinh trước khi thu hoạch từ động vật.
- Ô nhiễm thuốc kháng sinh và các tác động đến môi trường Con người và động vật hấp thụ không hoàn toàn các hợp chất kháng sinh, do đó chúng sẽ đi vào môi trường qua đường nước tiểu, phân ở dạng 4 ban đầu và dạng chất chuyển hóa.
- Trong môi trường kháng sinh có thể tồn tại ổn định và lâu dài.
- Kháng sinh có tính hấp phụ mạnh, thường có xu hướng tích lũy trong đất hoặc trầm tích (như tetracylin, floquinonoles) và ngược lại, nhưng kháng sinh có tính linh động cao (như SAs), ít bị phân hủy thì thường có xu hướng thấm vào nước ngầm và được vận chuyển cùng với nước ngầm hay theo các đường thoát nước chảy tràn vào nước mặt.
- Kháng sinh tồn tại trong môi trường sẽ gây ra những ảnh hưởng nghiêm trọng như: Sinh ra các vi khuẩn kháng kháng sinh, tăng cường sức đề kháng của vi sinh vật kháng thuốc, sự tích tụ kháng sinh trong sinh vật có khả năng tác động tới sức khỏe con người, do các gen kháng và/hoặc vi khuẩn kháng kháng sinh có thể chuyển từ động vật sang người, có nguy cơ gây ảnh hưởng tới môi trường sinh thái.
- THỰC NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1.
- Hóa chất, dụng cụ và thiết bị Các dung môi và hóa chất sử dụng để xử lý mẫu và chạy sắc ký lỏng hai lần khối phổ là những dung môi có độ tinh khiết cao chuyên dùng để phân tích và chạy máy sắc ký.
- Bảng tổng hợp số mẫu lấy tại 5 hồ Hà Nội STT Tên hồ Số lượng mẫu Nước Trầm tích Cá rô phi Ốc 1 Hồ Tây Hồ Trúc Bạch Hồ Thủ Lệ 30 10 4 Hồ Ngọc Khánh 30 10 5 Hồ Yên Sở 30 10 2.3.
- Tối ưu hóa quy trình phân tích đồng thời kháng sinh QNs, SAs, TRI trong nước, trầm tích và cá rô phi Khảo sát các điều kiện tối ưu cho sắc ký lỏng hai lần khối phổ: ion mẹ, ion con và năng lượng bắn được thể hiện ở bảng 2.3, pha động và chế độ chạy pha động.
- Thời gian lưu, thông số khối phổ của kháng sinh SAs, QNs và TRI Tên chất Thời gian lưu (Phút) Ion mẹ (m/z) Ion con định lượng (Năng lượng) m/z (V) Ion con định tính (Năng lượng) m/z (V) STZ SMZ SMX SMR TRI CIP NOR OFL ENR Tối ưu hóa quy trình phân tích nồng độ kháng sinh QNs, SAs, TRI trong nước với các yếu tố khảo sát: thể tích mẫu chiết, giá trị pH của mẫu chiết và đối chứng lại phương pháp.
- Tối ưu hóa quy trình phân tích nồng độ kháng sinh QNs, SAs, TRI trong trầm tích với các yếu tố khảo sát: trạng thái của mẫu, dung môi chiết, ảnh hưởng của pH tới hiệu suất chiết kháng sinh và đối chứng lại phương pháp.
- Tối ưu hóa quy trình phân tích nồng độ kháng sinh QNs, SAs, TRI trong cá rô phi và đối chứng lại phương pháp.
- Hàm lượng và sự phân bố kháng sinh quinolones, sulfonamides và trimethoprim trong các hồ của Hà Nội Kháng sinh tồn dư trong môi trường nước thì cũng có khả năng tích tụ trong trầm tích, động vật thủy sinh, vì vậy để đánh giá toàn diện về mức độ ô nhiễm kháng sinh trong 5 hồ của Hà Nội, nghiên cứu đã tiến hành lấy mẫu ở cả ba môi trường để xác định nồng độ kháng sinh.
- Từ các kết quả phân tích kháng sinh ở các vị trí khác nhau trong hồ và ở thời gian lấy mẫu khác nhau, kết hợp với các số liệu về thời tiết (nhiệt độ, lượng mưa trung bình trong tháng), kết quả khảo sát hiện trạng các hồ đưa ra các kết luận về nguyên nhân gây ô nhiễm kháng sinh trong hồ, quy luật phân bố kháng sinh theo không gian và thời gian.
- Đánh giá sự nguy hại của kháng sinh Đánh giá khả năng tích tụ của kháng sinh trong trầm tích thông qua hệ số hấp phụ Kd.
- Đánh giá khả năng tích lũy kháng sinh trong động vật thủy sinh thông qua hệ số BAF và BSAF.
- Đánh giá ảnh hưởng của kháng sinh tới quần thể sinh vật trong nước và trầm tích dựa vào giá trị EC50 và thương số HQ.
- Tối ưu hóa quy trình phân tích kháng sinh SAs, TRI, QNs trong nước, trầm tích và cá 3.1.1.
- Khảo sát pha động sử dụng cho LC/MS/MS Thành phần các chất, loại dung môi sử dụng trong pha động sẽ ảnh hưởng tới khả năng phân tách, hình dạng của pic và tín hiệu phát hiện kháng sinh.
- Quy trình xử lý mẫu nước hồ xác định đồng thời các kháng sinh Kết quả khảo sát đã xác định được các điều kiện tối ưu cho quá trình chiết mẫu.
- Môi trường pH của mẫu trước khi chiết kháng sinh: 3,5 - 4.
- Quy trình phân tích kháng sinh trong nước được thể hiện trong hình 3.6.
- Sơ đồ phân tích đồng thời kháng sinh trong nước hồ Hình 3.10.
- Sơ đồ phân tích đồng thời kháng sinh trong trầm tích Hình 3.12.
- Sơ đồ phân tích đồng thời kháng sinh trong cá 3.1.3.
- Quy trình xử lý mẫu trầm tích xác định đồng thời các kháng sinh Kết quả khảo sát đã xác định được các điều kiện tối ưu cho quá trình chiết mẫu: 8 - Trạng thái của mẫu chiết là ở dạng ướt.
- Dung dịch thích hợp chiết kháng sinh ra khỏi trầm tích là MeOH: đệm citrat (1:1, v/v.
- Quy trình phân tích kháng sinh trong trầm tích được thể hiện trong hình 3.10.
- Quy trình xử lý mẫu cá xác định đồng thời kháng sinh Kết quả khảo sát đã xác định được các điều kiện tối ưu cho quá trình chiết mẫu.
- Dung dịch chiết kháng sinh ra khỏi mẫu cá: ACN (FA 0,5-1.
- Quy trình phân tích kháng sinh trong cá được thể hiện trong hình 3.12.
- Hàm lượng kháng sinh trong nước, trầm tích và động vật thủy sinh ở năm hồ của Hà Nội 3.2.1.
- Hàm lượng kháng sinh trong nước hồ Kháng sinh trong các nguồn nước thải chỉ bị loại bỏ một phần bởi các quá trình sinh học hoặc các quá trình khác, phần còn lại vẫn tồn tại trong môi trường nước nên chúng có khả năng lan truyền xa hơn và tồn dư với nồng độ cao.
- Vì vậy nghiên cứu đã tiến hành phân tích hàm lượng kháng sinh trong nước của năm hồ Hà Nội thể hiện ở hình 3.13, kết quả cho thấy cả năm hồ nghiên cứu đều phát hiện thấy kháng sinh với nồng độ dao động từ nhỏ hơn giới hạn phát hiện đến

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt