Nồng độ quinalphos trong nước, cá chép (Cyprinus carpio) và cá mè vinh (Barbonymus gonionotus) trong mô hình lúa cá kết hợp

- NỒNG ĐỘ QUINALPHOS TRONG NƯỚC, CÁ CHÉP (Cyprinus carpio) VÀ CÁ MÈ VINH (Barbonymus gonionotus) TRONG MÔ HÌNH LÚA CÁ KẾT HỢP.
- Kinalux 25EC, quinalphos, hệ số nồng độ sinh học (BCF).
- Quinalphos với tên thương mại là Kinalux 25EC là loại thuốc bảo vệ thực vật được sử dụng phổ biến trong nông nghiệp ở Đồng bằng sông Cửu Long.
- Nghiên cứu này được thực hiện nhằm xác định thời gian, nồng độ tồn lưu và nồng độ sinh học của quinalphos trong nước và cá trên mô hình lúa – cá ở huyện Cờ Đỏ - thành phố Cần Thơ.
- Thời gian bán hủy của quinalphos trên mẫu cá chép là biến động từ một đến hai ngày và trong mẫu nước là một ngày..
- Nồng độ quinalphos trong nước, cá chép (Cyprinus carpio) và cá mè vinh (Barbonymus gonionotus) trong mô hình lúa cá kết hợp.
- Các loài cá phổ biến được nuôi trong mô hình lúa cá ở Việt Nam bao gồm cá mè vinh (Barbonymus gonionotus), cá chép (Cyprinus carpio) và cá rô phi (Oreochromis niloticus) (Vromant et al., 2001)..
- Sự phát triển mạnh mẽ của nền nông nghiệp Việt Nam đã dẫn tới việc sử dụng ngày càng nhiều thuốc bảo vệ thực vật và theo Van Hoi et al..
- Các tác dụng về mặt sinh lý của quinalphos đã được nghiên cứu nhiều trên động vật như cá (Bagchi et al., 1990, Chebbi and David, 2009, Chebbi and David, 2010, Das and Mukherjee, 2000), chim (Anam and Maitra, 1995) và động vật hữu nhũ (Dikshith et al., 1982, Dikshith et al., 1980).
- Tác dụng cộng gộp của quinalphos và các thuốc bảo vệ thực vật khác cũng được nghiên cứu trên cá (Maske and Thosar, 2012).
- al., 1992).
- Tồn lưu của quinalphos đã được nghiên cứu trên nhiều đối tượng thực vật như súp lơ Chawla et al.
- (1979), đậu bắp (Aktar et al., 2008), quít (Battu et al., 2008), cà chua và củ cải (Gupta et al., 2011), bắp cải và cà tím (Chahil et al., 2011, Pathan et al., 2012)..
- Trong quá trình canh tác có một số thời điểm người dân phải sử dụng thuốc Kinalux để trừ địch hại trên lúa nên việc sử dụng thuốc này có thể dẫn đến quá trình tồn lưu trên cá nuôi và có khả năng ảnh hưởng đến sức khoẻ người tiêu dùng nếu không có thời gian cách ly phù hợp.
- Hoạt chất này đã bị cấm sử dụng ở châu Âu (PPDB, 2015) điều này đồng nghĩa với sự tồn lưu của quinalphos là không được phép trên các thực phẩm xuất khẩu sang thị trường này.
- Hiện tại, các nghiên cứu về tồn lưu và quá trình loại thải của quinalphos ở Việt Nam rất hạn chế nên gây khó khăn cho việc đánh giá tác hại của thuốc bảo vệ thực vật đến môi trường và sức khoẻ người tiêu dùng.
- Vì thế, việc đánh giá hàm lượng và thời gian tồn lưu của thuốc này trong môi trường nước trên ruộng cũng như trên cá nuôi trong mô hình cá lúa kết hợp là cần thiết..
- (Worli, Bombay, India) và được Công ty cổ phần Bảo vệ Thực vật An Giang phân phối, được sử dụng để phun lên ruộng thí nghiệm,.
- nồng độ quinalphos có trong sản phẩm Kinalux được xác đinh bằng hệ thống GC-MS của trường Đại học Liege, Vương Quốc Bỉ..
- Cá chép giống (8.0±1.5 g) và cá mè vinh giống (5.0±0.9 g) được cung cấp từ trại giống tại huyện Ô Môn, được vận chuyển về huyện Cờ Đỏ và thả trực tiếp vào ruộng lúa..
- Cá chép và cá mè vinh giống được thả với mật độ lần lượt là 3 và 2 con/m 2 vào ruộng khi lúa được 49 ngày tuổi..
- Kinalux 25EC được sử dụng vào các ngày 54 và 79, liều lượng thuốc được sử dụng theo khuyến cáo của nhà sản xuất (170 ml/1000m 2 , tương ứng với 42,5 g/1000m 2 hoạt chất quinalphos), thuốc được phun đều lên ruộng bằng bình phun 20 lít, vào thời điểm phun thuốc lần thứ nhất mực nước trên ruộng là 0,5 m và ở lần phun thứ hai là 0,3 m.
- Mẫu nước được thu theo mô tả của Lazartigues et al.
- Mẫu sau đó được vận chuyển về phòng thí nghiệm trong điều kiện lạnh và bảo quản ở nhiệt độ -20 o C cho đến khi phân tích.
- Mẫu cá và nước được thu trước khi sử dụng Kinalux 25EC, sau khi sử dụng Kinalux 25EC 30 phút, mẫu nước được thu để kiểm tra nồng độ quinalphos có trong nước sau đó mẫu cá và nước được thu vào các thời điểm ngày cho lần phun thuốc thứ nhất.
- Quá trình phân tích được tiến hành tuần tự theo tiến trình thu mẫu cho đến khi hàm lượng quinalphos trong mẫu cá và nước thấp hơn giới hạn phát hiện của phương pháp phân tích.
- Các yếu tố môi trường như pH, nhiệt độ và oxy hòa tan được đo định kỳ vào cuối mỗi tháng ở thời điểm 10 giờ sáng và được đo tại một điểm cố định trong ruộng thí nghiệm..
- 2.3 Thiết bị phân tích.
- Hệ thống phân tích GC-ECD của hãng Shimadzu (Kyoto, Japan) kết hợp với cột mao.
- Thời gian lưu của quinalphos và nội chuẩn lần lượt là 22,1 và 20,5 phút..
- Dung môi sau đó được làm bay hơi bằng hệ thống cô quay chân không, quinalphos sau đó được hòa tan với 1 mL nội chuẩn (Chlorpyrifos D10) nồng độ 40 ng/mL trong acetone.
- Hỗn hợp sau đó được lọc qua lọc có kích thước 0,2 µm và tiêm 2 µL vào hệ thống phân tích..
- Mẫu sau đó được chiết tách 2 lần bằng hỗn hợp dung môi acetone: acetonitrile (1:1) mỗi lần sử dụng 8 mL trên máy lắc ngang với cùng điều kiện như mẫu nước.
- Sau khi làm bay hơi dung môi, quinalphos được hòa tan với 1 mL nội chuẩn (Chlorpyrifos D10) nồng độ 40 ng/mL trong acetone.
- Quinalphos trong mẫu được định lượng bằng cách phân tích đồng thời cùng với đường chuẩn..
- Đường chuẩn được chuẩn bị bằng cách pha quinalphos chuẩn ở các nồng độ khác nhau từ và 200 µg/L đối với mẫu nước và và 200 µg/kg đối với mẫu cá..
- Thời gian bán hủy của quinalphos được tính toán theo mô tả của Lazartigues et al.
- Dựa vào phương trình phân hủy bậc 1: ln (nồng độ.
- a + bt, trong đó t là thời gian (ngày), a là hệ số của phương trình tương quan (intercept) và b là hằng số phân hủy hoặc còn được gọi là K d , khi đó thời gian bán hủy sẽ được tính bằng ln(2)/K d .
- Hệ số nồng độ sinh học (BCF) được tính theo Katagi (2010) bằng công thức BCF = C pb /C pw trong đó C pb là nồng độ của hóa chất trong cơ thể sinh vật và C pw là nồng độ của chất đó trong môi trường nước.
- 3.1 Hàm lượng quinalphos trong Kinalux 25EC và thông tin điều kiện môi trường.
- Kết quả phân tích hàm lượng quinalphos cho thấy nồng độ quinalphos có trong sản phẩm là 243,6±6,0 g/L (n=3) và đạt 97,5% so với công bố của nhà sản xuất.
- 3.2 Sự loại thải của quinalphos trong hệ thống cá lúa.
- Kết quả thí nghiệm cho thấy sau khi sử dụng Kinalux 25EC 30 phút, hàm lượng quinalphos trong nước đạt cao nhất, cụ thể là 11,3±1,5 ở lần phun thứ nhất và 9,1±1,2 µg/L ở lần phun thứ hai (Bảng 1).
- Nồng độ này thấp hơn rất nhiều so với giá trị LC 50 -96 giờ của cá chép (760 µg/L) (Nguyễn Quang Trung và Đỗ Thị Thanh Hương, 2012) và cá mè vinh (856 µg/L) (Trần Thiện Anh và ctv.
- Ở lần phun thứ hai nồng độ của quinalphos thấp hơn so với lần một, điều này có thể do tại thời điểm này lúa đã lớn hơn nên tăng khả năng giữ lại thuốc sau khi phun..
- Thời gian bán hủy của quinalphos trong nước ngắn ở cả hai đợt xử lý thuốc lần lượt là 1.1 và 1.0 ngày (Bảng 2).
- Thời gian bán hủy trong nghiên cứu này ngắn hơn rất nhiều so với các thí nghiệm được thực hiện trong phòng thí nghiệm không có ánh sáng và trong nước cất, ở điều kiện này thời gian bán hủy.
- của quinalphos lên đến 38.3 ngày (Gupta et al., 2011)..
- Bảng 1: Diễn biến nồng độ của quinalphos trong môi trường nước mà cơ thịt cá của mô hình lúa cá kết hợp khi sử dụng thuốc trừ sâu quinalphos.
- Thời gian (ngày).
- Nồng độ quinalphos Nước.
- (µg/L) Cá chép.
- 39 <LOD <LOD <LOD 53 <LOD <LOD <LOD LOD và LOQ của phương pháp phân tích mẫu nước:.
- LOD và LOQ của phương pháp phân tích mẫu cá: 6,8 và 22,7 µg/kg.
- giá trị ước lượng khi nồng độ phân tích nhỏ hơn LOQ nhưng cao hơn LOD.
- Trong lần xử lý thuốc thứ nhất, nồng độ quinalphos ở thời điểm một ngày sau khi phun thuốc ở cá chép là 1.662 µg/kg và ở cá mè vinh là 1.472 µg/kg sau đó nồng quinalphos trên cả 2 loài cá giảm dần và sau 24 ngày sử dụng hàm lượng quinalphos xuống thấp hơn giới hạn phát hiện của phương pháp phân tích (LOD=6,8 µg/kg).
- Trong lần phun thuốc thứ hai, nồng độ quinalphos trong cá chép và cá mè vinh chỉ đạt 485 và 712 µg/kg và tồn lưu của quianalphos xuống dưới mức phát hiện sau 14 ngày (Bảng 1).
- Trong hầu hết các thời điểm thu mẫu, nồng độ quinalphos tích lũy trong cơ thịt cá chép thấp hơn và khác biệt có ý nghĩa (p<0.05) so với cá mè vinh, ngoại trừ ở lần thu mẫu thứ nhất, nồng độ quinalphos trong cơ thịt cá chép cao hơn cá mè vinh, tuy nhiên sự khác biệt này không có ý nghĩa thống kê (Bảng 1).
- Sự khác nhau về nồng độ thuốc trừ sâu của các loài cá khác nhau trong cùng môi trường cũng được đề cập bởi nhiều.
- Điển hình như nghiên cứu về tồn lưu thuốc trừ sâu trên cá ở thượng nguồn sông Thames của Yamaguchi et al.
- Ngoài ra, theo Robinson et al.
- Theo Katagi (2010), hàm lượng lipid của động vật thủy sản, sự chuyển hóa, đào thải và giai đoạn phát triển đều ảnh hưởng đến hệ số nồng độ sinh học của động vật thủy sản..
- Thời gian bán hủy của quinalphos trong cơ thịt cá chép là 1,9 ngày và cá mè vinh là 2,5 ngày.
- nhiên, ở lần thứ hai thời gian bán hủy trên cá chép giảm còn 1,3 ngày và trên cá mè vinh giảm còn 1,1 ngày (Bảng 2).
- Điều này có thể do sự tăng khả năng tổng hợp các enzyme phân giải chất độc khi cá dần thích nghi với các chất này trong môi trường.
- Khi cá sống trong môi trường bị nhiễm nitrite nhiều lần thì khả năng chuyển hóa nitrite của lần sau sẽ nhanh hơn các lần trước và nồng độ nitrite trong cá cũng giảm thấp mặc dù cá bị gây nhiễm ở cùng nồng độ (Knudsen and Jensen, 1997).
- Ở nghiên cứu này cá tiếp xúc lần 2 có thể cũng tăng khả năng phân giải chất độc.
- Ngoài ra trong lần xử lý thứ hai, mực nước trong ruộng giảm thấp hơn lần thứ nhất, 0,3 m so với 0,5 m, do người dân hạ thấp mực nước khi gần cuối vụ lúa, điều này làm giảm khả năng di chuyển của cá lên ruộng dẫn đến nồng độ nhiễm độc sẽ thấp hơn lần đầu do thuốc chỉ được xử lý trên ruộng lúa mà không phun trực tiếp xuống mương bao..
- Bảng 2: Các thông số của thuốc trừ sâu quinalphos trong hệ thống cá lúa Loại mẫu/lần xử lý.
- 0,707 (R Cá chép.
- Cá mè vinh.
- LOD và LOQ của phương pháp phân tích mẫu nước: 0,4 and 1,2 µg/L.
- LOD và LOQ của phương pháp phân tích mẫu cá: 6,8 và 22,7 µg/kg 3.3 Nồng độ sinh học của quinalphos trong.
- môi trường cá lúa.
- Các chất có trong môi trường nước thường xâm nhập vào cơ thể cá thông qua mang, biểu bì hoặc qua đường tiêu hóa qua thức ăn, khả năng xâm nhập qua mang và biểu bì phụ thuộc rất nhiều vào độ phân cực cũng như khả năng hòa tan trong chất béo của các chất có mặt trong môi trường (Schlenk, 2005).
- Kết quả phân tích cho thấy nồng độ quinalphos trong cơ thịt cá cao hơn rất nhiều so với trong nước (khoảng 1662 µg/kg so với 6 µg) (Hình 1 và Bảng 1) và hệ số nồng độ sinh học (logBCF) dao động trong khoảng 2,1 đến 2,5 cho cả hai loài cá (Bảng 2).
- Qua đó cho thấy thuốc bảo vệ thực vật quinalphos có khả năng tích lũy sinh học đối với cá chép và cá mè vinh khi sống trong môi trường lúa – cá.
- Theo Gobas et al.
- (1999), khả năng tích tụ.
- sinh học phụ thuộc rất nhiều vào hai yếu tố: một là hệ số phân bố K o/w (octanol/water partition factor) của các chất hóa học giữa môi trường nước và môi trường không phân cực và yếu tố thứ hai là hàm lượng chất béo trong sinh vật.
- Quinalphos thuộc nhóm thuốc bảo vệ thực vật có khả năng hòa tan trong dung môi hữu cơ cao hơn rất nhiều so với tan trong nước với hệ số phân bố logK ow = 4,44 ở pH 7 và ở nhiệt độ 20 o C (PPDB, 2015).
- đồng thời, hàm lượng chất béo của cá chép biến động từ 5,7 – 7,8.
- (UrbÁNek et al., 2010) và hàm lượng béo của cá mè vinh là 4,4 % (McGill, 2008) nên 2 loài cá này thuộc nhóm cá béo và béo vừa (Sen, 2005).
- Hàm lượng chất béo cao của cá thí nghiệm và hệ số phân bố cao của quinalphos dẫn tới sự chênh lệch về nồng độ của quinalphos trong cơ thịt cá và trong nước.
- Trong nghiên cứu này, nồng độ của quinalphos trong cơ thịt cá giảm cùng với sự giảm.
- nồng độ của quinalphos trong môi trường nước cho thấy sự nhiễm quinalphos vào cá có thể từ môi trường nước qua bề mặt cơ thể (mang và da).
- Tuy nhiên, sự nhiễm quinalphos qua đường tiêu hoá cũng có khả năng xảy ra khi cá sử dụng các thức ăn tự nhiên bị nhiễm quinalphos, tuy nhiên khả năng tích luỹ các loại thuốc bảo vệ thực vật theo con đường này thường thấp (Lazartigues et al., 2013)..
- Trong nghiên cứu này, nồng độ của quinalphos trong bùn đáy và lúa không được xác định, nhưng theo nghiên cứu của Gupta et al.
- (2011), thời gian bán hủy của quinalphos trên thực vật tương đối ngắn khoảng 3 – 4 ngày nên lúa cũng có thể là một trong các nhân tố giúp loại thải nhanh quinalphos ra khỏi môi trường được khảo sát..
- Hình 1: Tồn lưu của quinalphos trong cá và trong nước theo thời gian (n=3) 4 KẾT LUẬN.
- Trong mô hình lúa cá ở huyện Cờ Đỏ, thành phố Cần Thơ, thời gian bán hủy của quinalphos trong môi trường nước và cơ thịt cá biến động trong khoảng 1 - 2 ngày..
- Quinalphos có khả năng tích tụ trong thịt cá chép và cá mè vinh nuôi trên mô hình lúa cá kết hợp, hệ số nồng độ sinh học (logBCF) biến động trong khoảng 2,1 đến 2,5..
- Sau khi xử lý thuốc trừ sâu hoạt chất quinalphos 24 ngày theo liều lượng khuyến cáo của nhà sản xuất, hàm lượng quinalphos trong cơ thịt cá giảm xuống dưới giới hạn phát hiện (<6,8 µg/kg).
- Cần có các nghiên cứu trong phòng thí nghiệm nơi các yếu tố đều có thể kiểm soát để mô tả cụ thể sự phân bố và chuyển hoá của hoạt chất quinalphos giữa và trong các thành phần môi trường..
- Nồng độ quinalphos trong cơ thịt cá (µg/kg).
- Nồng độ quinalphos trong nước (µg/L).
- Cá chép Cá mè vinh Nước.
- Ảnh hưởng của thuốc trừ sâu hoạt chất quinalphos lên hoạt tính men cholinesterase và glutathione-s-transferase trên cá chép (Cyprinus carpio).
- Cơ cấu sử dụng đất theo địa phương, ngày truy cập 28/1/2016.
- Ảnh hưởng của thuốc trừ sâu hoạt chất quinalphos lên hoạt tính của enzyme cholinesterase và sinh trưởng của cá mè vinh (Barbodes