- ẢNH HƯỞNG CỦA CHLORINE ĐẾN SỰ HÌNH THÀNH HỢP CHẤT CHLORAMINE VÀ METHEMOGLOBINE TRONG. - MÁU CÁ RÔ PHI (OREOCHROMIS NILOTICUS). - Results showed that chlorine was toxic to tilapia with 96h LC50 of 0,7 mg Cl/L. - Effect of chlorine on the formation of chloramine compounds were carried out on five levels of chlorine concentrations and 0,7 mg Cl / L) over seven sampling times hours). - Chlorine là hóa chất xử lý nước được sử dụng rộng rãi trong nuôi trồng thủy sản. - Khi môi trường có nhiều chất hữu cơ gốc amine, chlorine sẽ phản ứng để tạo thành hợp chất chloramine khá bền và độc đối với tôm, cá. - Nghiên cứu được thực hiện nhằm đánh giá khả năng hình thành hợp chất chloramine và xác định độ độc của chlorine lên cá rô phi giống (trọng lượng 8-12 g/con, chiều dài 8-10 cm/con). - Kết quả cho thấy chlorine độc đối với cá rô phi với giá trị LC 50 -96 giờ là 0,7 mg Cl/L. - Ảnh hưởng của chlorine lên sự hình thành các hợp chất chloramine được thực hiện trên 5 mức nồng độ chlorine (0. - 0,35 và 0,7 mg Cl/L) với các mức thời gian giờ). - Kết quả thu được hàm lượng chlorine tự do và các hợp chất chloramine sinh ra tăng theo nồng độ chlorine xử lý và giảm theo thời gian, trong đó monochloramine hình thành là chủ yếu.. - Ngay sau khi xử lý chlorine, phản ứng chủ yếu hình thành chlorine tự do, hàm lượng monochloramine đạt giá trị cao nhất sau 6 giờ xử lý chlorine, dichloramine sinh ra nhiều nhất sau 72 giờ và sau 24 giờ trichloramine chủ yếu tạo thành, sau 96 giờ không phát hiện được sự tồn tại của chlorine tự do và các hợp chất chloramine. - Nồng độ chlorine càng cao thì nồng độ methemoglobine trong máu cá càng tăng, khi đó máu cá chuyển sang màu nâu.. - Từ khóa: Chlorine, chloramine, LC 50 -96 giờ, methemoglobin, cá rô phi. - Cùng với sự phát triển của các mô hình nuôi thâm canh, có nhiều loại thuốc và hóa chất đã được sử dụng với nhiều mục đích khác nhau như xử lý nước, tăng cường năng suất sinh học tự nhiên, kích thích sinh trưởng, quản lý sức khỏe cá nuôi…Trong đó sử dụng hóa chất xử lý nước là biện pháp rất quan trọng và phổ biến trong nuôi thủy sản. - Theo khảo sát trên 3 địa bàn Cà Mau, Sóc Trăng, Cần Thơ có khoảng 224 hóa chất xử lý nước trong đó 81% sản phẩm dùng để diệt khuẩn (Nguyễn Thị Phương Nga, 2004). - Tuy nhiên, ngoài tác dụng khử trùng nước thì chlorine còn có tác dụng phụ do chlorine phản ứng với một số chất hữu cơ và muối dinh dưỡng hình thành các chất độc trong ao. - 2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. - 2.1 Thí nghiệm xác định nồng độ gây độc cấp tính của chlorine đối với cá rô phi 2.1.1 Thí nghiệm xác định khoảng gây độc của chlorine đối với cá rô phi (thí. - Thí nghiệm được tiến hành trong bể composite 100 L, mỗi bể thả 10 con cá rô phi với kích cỡ 8-12 g/con. - Bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên với 12 mức nồng độ chlorine khác nhau là 0. - 1,15 mg Cl/L (tương ứng với 0. - Thí nghiệm nhằm xác định nồng độ cao nhất gây chết không quá 10% cá sau 96 giờ và nồng độ thấp nhất gây chết khoảng 90% cá sau 3- 6 giờ và đây là cơ sở cho bố trí thí nghiệm tiếp theo (thí nghiệm xác định LC 50. - 2.1.2 Thí nghiệm xác định giá trị LC 50 -96h. - Dựa trên kết quả thí nghiệm xác định khoảng gây độc, thí nghiệm bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên 6 mức nồng độ chlorine là 0. - 0,78 và 0,94 mg Cl/L (tương ứng với 0. - Trong suốt thời gian thí nghiệm cá không được cho ăn, các bể được sục khí nhẹ. - 2.2 Thí nghiệm về sự hình thành hợp chất chloramine trong nước 2.2.1 Bố trí thí nghiệm. - Thí nghiệm được tiến hành trong những hệ thống nước có sục khí nhẹ, không thay nước, nguồn nước sử dụng là nước máy. - Bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên 10 cá rô phi khỏe mạnh (8-12g/con) trong những bể composite 100 L. - Thí nghiệm gồm 5 nghiệm thức là đối chứng (không có chlorine), LC 5 -96 giờ (0,03 mg Cl/L), LC 10 -96 giờ (0,28 mg Cl/L), LC 20 -96 giờ (0,35 mg Cl/L) và LC 50 - 96 giờ (0,7 mg Cl/L), mỗi nghiệm thức lặp lại 3 lần. - Sau khi bố trí giờ thu mẫu nước trong bình nâu, đem phân tích trong phòng thí nghiệm để đo hàm lượng các hợp chất chloramine gồm monochloramine (NH 2 Cl), dichloramine (NHCl 2 ) và trichloramine (NCl 3 ) được tạo ra. - Các hợp chất chloramine được phân tích theo phương pháp so màu DPD (APHA et al., 1995). - 2.3 Thí nghiệm xác định ảnh hưởng của chlorine đến nồng độ ethemoglobine trong máu cá. - 2.3.1 Bố trí thí nghiệm. - Bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên 25 cá rô phi khỏe mạnh (8-12g/con) trong những bể composite 100 L một ngày trước khi xử lý chlorine. - Thí nghiệm gồm 4 nghiệm thức là đối chứng (không có chlorine), LC 5 -96 giờ (0,03 mg Cl/L), LC 10 -96 giờ (0,28 mg Cl/L) và LC 20 -96 giờ (0,35 mg Cl/L), mỗi nghiệm thức lặp lại 3 lần.. - Dữ liệu được xử lý qua phần mềm SigmaPlot 10.0.. - 2.4 Phương pháp xử lý số liệu. - Tất cả số liệu được tính giá trị trung bình, độ lệch chuẩn và phân tích phương sai để tìm sự khác biệt giữa các nghiệm thức (phân tích ANOVA và phép thử Ducan) bằng phần mềm Excel và SPSS 13.0. - Một số yếu tố môi trường trong thí nghiệm xác định LC 50 và thí nghiệm về sự hình thành hợp chất chloramine được trình bày ở Bảng 1. - Kết quả cho thấy nhiệt độ, Oxy hòa tan và pH của 2 thí nghiệm đều ổn định, không có sự biến động lớn và đều nằm trong khoảng thích hợp của cá rô phi.. - Bảng 1: Các chỉ tiêu môi trường trong hai thí nghiệm. - Thí nghiệm Nhiệt độ ( o C) Oxy hòa tan (mg/L) pH. - LC 50. - 3.1 Nồng độ gây độc cấp tính của chlorine đối với cá rô phi. - Dựa vào kết quả về tỷ lệ cá chết được trình bày ở Bảng 2 cho thấy tỷ lệ chết của cá tăng theo sự gia tăng của nồng độ chlorine và thời gian. - Quan sát hoạt động của cá rô phi cho thấy, ở các nghiệm thức có nồng độ chlorine cao mg Cl/L) sau khoảng 1 giờ tiếp xúc với thuốc cá hoạt động mạnh, thỉnh thoảng nhảy lên mặt nước, tần số hô hấp của mang tăng nhanh, tia vây ngực quạt nước rất mạnh. - Ở nồng độ chlorine thấp (≤0,62 mg Cl/L) trong 24 giờ đầu hầu hết cá giảm hoạt động bơi lội, tập trung dưới đáy bể.. - theo thời gian và theo nồng độ chlorine thí nghiệm Nồng độ chlorine. - Kết quả nghiên cứu của Raymond và Robert (1977) trên cá rô trắng (Morone americana), cá vược (Morone saxatilis) và cá trích (Alosa aestivalis) cho thấy giá trị LC 50 -96 giờ của chlorine dao động trong khoảng 0,2-0,4 mg/L. - (2003), giá trị LC 50 96 giờ của chlorine là 0,35 mg/L đối với cá tuế và 0,44 mg/L ở cá tráp. - Giá trị LC 50 -24 giờ của chlorine lên một số động vật hai mãnh vỏ như Villosa iris, Lampsilis fasciola, Epioblasma capsaeformis, Epioblasma brevidens lần lượt là 220 µgCl/L, 145 µgCl/L, 107 µgCl/L và 70 µgCl/L (Valenti et al., 2006). - 3.2 Ảnh hưởng của chlorine lên sự hình thành các hợp chất chloramine Từ kết quả thí nghiệm được thể hiện ở hình 1 cho thấy nồng độ chlorine tự do đạt. - xử lý chlorine nồng độ càng tăng (0,35 và 0,7 mg Cl/L) thì chlorine tự do sinh ra càng cao và khác biệt có ý nghĩa thống kê so với đối chứng (p<0,05).. - Thời gian (giờ). - Nồng độ chlorine tự do (mgCl/L). - Hình 1: Sự biến động của chlorine tự do. - Dựa vào kết quả về sự hình thành hợp chất monochloramine (NH 2 Cl) (Hình 2) cho thấy nồng độ NH 2 Cl sinh ra cao nhất ở thời điểm 6 giờ sau khi bố trí. - Sự hình thành hợp chất NH 2 Cl ở nghiệm thức xử lý chlorine 0,7 mg Cl/L và 0,35 mg Cl/L qua các lần thu mẫu đều khác biệt có ý nghĩa thống kê so với đối chứng (p<0,05).. - Nồng độ NH 2 Cl giảm dần qua thời gian.. - Nồng độ NH2Cl (mgCl/L). - Sự hình thành hợp chất dichloramine (NHCl 2 ) được thể hiện ở Hình 3. - NHCl 2 sinh ra ở các nghiệm thức xử lý chlorine đều khác biệt có nghĩa thống kê so với đối chứng (p<0,05). - Ở thời điểm 72 giờ NHCl 2 ở nghiệm thức xử lý chlorine 0,7 mgCl/L đạt giá trị cao nhất với nồng độ 0,155 mg Cl/L.. - Nồng độ NHCl2 (mgCl/L). - Hợp chất trichloramine (NCl 3 ) sinh ra với nồng độ thấp hơn so với các hợp chất chloramine khác (0,11 mg Cl/L). - NCl 3 qua các thời điểm sau khi bố trí tăng cao và đạt đỉnh cao nhất ở nghiệm thức xử lý chlorine 0,7 mg Cl/L ở 24 giờ. - Tuy nhiên, đến 72 và 96 giờ không phát hiện ra hợp chất NCl 3 (Hình 4).. - Nồng độ NCl3 (mgCl/L). - Qua kết quả nghiên cứu về sự hình thành chlorine tự do và các hợp chất chloramine cho thấy khi xử lý chlorine với nồng độ càng cao thì nồng độ của chlorine tự do và các hợp chất chloramine hình thành càng tăng và khác biệt có ý nghĩa thống kê so với các đối chứng (p<0,05). - Hàm lượng chlorine tự do và các hợp chất chloramine sinh ra tăng theo nồng độ chlorine xử lý và giảm theo thời gian, trong đó monochloramine hình thành là chủ yếu. - Ngay sau khi xử lý chlorine, phản ứng chủ yếu hình thành chlorine tự do, hàm lượng monochloramine đạt giá trị cao nhất sau 6 giờ xử lý chlorine, dichloramine sinh ra nhiều nhất sau 72 giờ và sau 24 giờ trichloramine chủ yếu tạo thành. - Ở nghiệm thức xử lý chlorine 0,7 mg Cl/L (LC 50 -96 giờ) monochloramine sinh ra với giá trị cao nhất là 0,53 mg Cl/L.. - Do đó ở nghiệm thức xử lý chlorine 0,7 mg Cl/L (LC 50 -96 giờ) hợp chất monochloramine sinh ra cao hơn rất nhiều so với giá trị LC 50 -96 giờ của monochloramine ở các nghiên cứu trên nên sẽ tác động lớn đối với các loài thủy sinh vật khác.. - 3.3 Ảnh hưởng của chlorine nồng độ methemoglobine trong máu cá 3.3.1 Các chỉ tiêu môi trường. - Trong suốt thời gian thí nghiệm, một số yếu tố môi trường nước như nhiệt độ, pH và oxy hòa tan của tất cả các bể thí nghiệm đều ổn định và nằm trong khoảng thích hợp. - Bảng 3: Sự biến động một số yếu tố môi trường trong thời gian thí nghiệm. - 3.3.2 Sự biến động nồng độ methemoglobine (%meth). - Sự biến động tỷ lệ methemoglobin trong máu cá giữa các nghiệm thức được trình bày ở Bảng 4. - Kết quả cho thấy tỷ lệ methemoglobin trong máu cá tăng theo nồng độ chlorine xử lý. - Tỷ lệ methemoglobin ở nghiệm thức xử lý chlorine 0,28 và 0,35 mg Cl/L tăng cao và khác biệt có ý nghĩa thống kê so với nghiệm thức đối chứng (p<0,05). - Nồng độ methemoglobin trong máu cá cao nhất ở nghiệm thức xử lý chlorine 0,35 mg Cl/ ở thời điểm 72 giờ. - Tuy nhiên, sau 72 giờ bố trí chlorine, tỷ lệ methemoglobin hình thành ở các nghiệm thức xử lý chlorine giảm dần. - Quan sát các mẫu máu của cá rô phi khi gây nhiễm chlorine cho thấy nồng độ chlorine càng cao thì máu cá càng chuyển sang màu nâu.. - Bảng 4: Sự biến động nồng độ methemoglobine. - Thời gian (giờ) Nồng độ (mg Cl/L). - Nghiệm thức Nhiệt độ pH Oxy hòa tan. - 0,03 mg Cl/L . - 0,28 mg Cl/L . - 0,35 mg Cl/L . - Kết quả của nghiên cứu này tương tự như các kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của chlorine lên một số loài cá khác. - Tuy nhiên, các chỉ tiêu sinh lý máu đều trở về mức độ như đối chứng trong vòng 24 giờ sau khi gây nhiễm, nồng độ chlorine cao làm chậm thời gian hồi phục của cá. - Grothe và Eaton (1975) khi thí nghiệm cá tuế trong môi trường có chứa 1,5 mg/L chloramine trong 1 giờ kết luận nồng độ methemoglobin trong máu cá tăng lên 30%.. - (2004) trên cá Colossoma macropomum cho thấy lượng methemoglobin tăng cao khi tiếp xúc với nồng độ nitrite cao (chiếm 66-76%. - (2006) nghiên cứu ảnh hưởng của NO 2 - đến cá rô phi (trọng lượng g) ở các mức nồng độ từ 0,5 đến 1,38 mg/L trong 24 và 48 giờ cho thấy tỷ lệ methemoglobin dao động từ 16 – 42%, hàm lượng hemoglobin và hematocrit giảm rõ rệt.. - Nồng độ gây độc cấp tính (LC 50- 96 giờ) của chlorine đối với cá rô phi (Oreochromis niloticus) là 0,7 mg Cl/L tương đương với 2,17 mg/L (Ca(OCl) 2 - 65% hoạt chất).. - Ngay sau khi xử lý chlorine, phản ứng chủ yếu hình thành chlorine tự do, hàm lượng monochloramine đạt giá trị cao nhất sau 6 giờ xử lý chlorine, dichloramine sinh ra nhiều nhất sau 72 giờ và sau 24 giờ trichloramine chủ yếu tạo thành.. - Nồng độ xử lý chlorine càng cao thì nồng độ methemoglobine trong máu cá càng tăng và khác biệt có ý nghĩa thống kê so với đối chứng.. - Tiếp tục nghiên cứu ảnh hưởng của chlorine lên các chỉ tiêu sinh lý, sinh hóa trên các đối tượng khác.