Viện Khoa học & công nghệ việt Nam Phân viện Hải dơng học tại hải phòng _________________________________ Bộ khoa học và công nghệ Chuong trình KC-09 _____________________ Đề tài Đề tài: Điều tra nghiên cứu tảo độc, tảo gây hại ở một số vùng nuôi trồng thủy sản tập trung ven biển, đề xuất giải pháp phòng ngừa, giảm thiểu những tác hại do chúng gây ra m số: kc.09-19 Báo cáo chuyên đề Dẫn liệu nghiên cứu bớc đầu về sự tích luỹ độc tố tảo ASP trong nhuyễn thể hai vỏ ở một số vùng nuôi thuỷ sản ven biển miền Bắc, Việt Nam Ngời thực hiện: ThS. Nguyễn Thị Minh Huyền 6132-31 02/10/2006 Hải Phòng, tháng 12/2004 Mở đầu Ô nhiễm môi trờng ngày càng gia tăng đang là vấn đề của toàn cầu, trong đó có cả môi trờng biển và nớc ngọt. Điều này cũng đồng nghĩa với sự bùng nổ mật độ của các loài tảo độc hại đang gia tăng. Hiện tợng này đã và đang gây nhiều thiệt hại lớn cho ngành nuôi trồng thuỷ sản. Mặt khác nó gây nên hiện tợng ngộ độc khi sử dụng thực phẩm thuỷ sản do có tích luỹ độc tố từ tảo độc hại và có thể gây tử vong cho con ngời cũng nh các động vật biển khác. Nguyên nhân của các hiện tợng ngộ độc này là do các độc tố PSP, DSP, ASP, NSP, và CFP đợc sản sinh từ các loài vi tảo độc hại thuộc một số chi nh Alexandrium, Dinophysis, Prorocentrum, Pseudonitzschia Tuỳ thuộc vào bản chất hoá học, mỗi loại độc tố có các cơ chế tác động và hiệu ứng sinh học khác nhau, có thể làm tổn hại hệ thần kinh hoặc tiêu hoá với những triệu chứng đặc trng ở ngời và các động vật. Nghiên cứu về sự nở hoa của tảo độc hại nói chung và độc tố vi tảo nói riêng mới chỉ đợc bắt đầu tại Việt Nam trong những năm gần đây do nhóm các nhà Khoa học thuộc Phân viện Hải dơng học tại Hải Phòng và Viện hải dơng học Nha Trang thực hiện. Năm 2003, trong khuôn khổ hợp tác song phơng giữa các nhà khoa học Việt Nam và Nhật Bản thuộc chơng trình JSPS, một nội dung nghiên cứu về khả năng tích luỹ độc tố vi tảo trong nhuyễn thể hai vỏ tại một số vùng nuôi trồng thuỷ sản phía Bắc đã đợc thực hiện bởi nhóm các nhà khoa học thuộc Phân viện Hải dơng học tại Hải Phòng và Trờng Đại học Kitasato (Nhật Bản). Bên cạnh đó, một số nội dung nghiên cứu về lĩnh vực tảo độc hại cũng đã đợc tiến hành trong phạm vi đề tài cấp Viện KH và CN Việt Nam do Viện Công nghệ Môi trờng chủ trì (2003-2004) và đề tài thuộc Bộ Thuỷ sản do Viện Nghiên cứu Hải sản chủ trì. Các nghiên cứu trên bớc đầu đã thu đợc một số kết quả nhất định. Trong khuôn khổ của bài báo này, chúng tôi trình bày tóm tắt một số kết quả đã đạt đợc trong quá trình nghiên cứu về sự tích luỹ độc tố tảo ASP trong nhuyễn thể hai vỏ ở một số vùng nuôi thuỷ sản ven biển miền Bắc, Việt Nam. 1. Hàm lợng độc tố ASP trong nhuyễn thể hai vỏ Theo kết quả quan trắc về thành phần loài và mật độ tế bào của các loài tảo độc hại tại vùng ven biển phía Bắc cho thấy, loài tảo Silíc thuộc chi Pseudonitzschia thờng xuyên có mặt trong các tháng thu mẫu với mật độ dao động từ hàng trăm đến hàng ngàn tế bào trên lít (TB/L), có tháng chúng trở thành loài chiếm u thế tuyệt đối với mật độ đạt tới hàng trăm ngàn TB/L, có khi gây nở hoa nớc trong phạm vi hẹp. Đây là các loài tảo Silíc đã đợc các tác giả trên thế giới nghiên cứu và phát hiện phần lớn các loài thuộc chi tảo này có khả năng sản sinh độc tố ASP (Amnesic Shelfish Poisoning) - loại độc tố làm ảnh hởng đến các tế bào thần kinh có bản chất là domoic axít (DA). 1.1. Khu vực Đồ Sơn, Cát Bà (Hải Phòng) Trong năm 2002 đến 2004, chúng tôi đã tiến hành thu mẫu thân mềm hàng tháng (với tần xuất 2lần/tháng) tại hai khu vực Đồ Sơn Cát Bà để nghiên cứu về khả năng tích luỹ độc tố ASP có trong nhuyễn thể hai vỏ và bớc đầu đã thu đợc một số dẫn liệu. Kết quả thu đợc liên tục trong 1 năm đã chỉ ra biến động hàm lợng độc tố theo thời gian và theo đối tợng nhuyễn thể hai vỏ đợc nuôi tại các vùng nuôi trồng thuỷ sản khác nhau (hình 1 và 2). Hình 1và 2. Biến động hàm lợng độc tố ASP trong ngao (Meretrix meretrix) tại Đồ Sơn và vẹm (Mytilus sp.) tại Cát Bà theo thời gian Hình 1 và 2 cho thấy hàm lợng độc tố trong cả hai đối tợng ngao và vẹm đều không cao trong suốt các tháng khảo sát. Hàm lợng độc tố có trong từng loại nhuyễn thể cũng khác nhau, đó là hàm lợng độc tố (HLĐT) trong ngao thờng thấp hơn vẹm nhiều lần. Cụ thể là HLĐT trong ngao thờng dao động từ 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 2 00 3 - 0 4 - I 3 - 0 5- I 3 - 0 6- I 3 - 0 7- I 3 - 0 8- I 3 - 0 9- I 3 - 1 0- I 3 - 1 1- I 3 - 1 2- I 2 00 4 - 0 1 - I 4 - 0 2- I 4 - 0 3- I DA (ng/ml) 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 2 00 3 - 0 4 - I 3 - 05 - I 3-06 - I 3-07 - I 3-08 - I 3-09 - I 3-10 - I 3-11- I 3-12- I 2004-01- I 4-02- I 4- 0 3- I Thời gian thu mẫu DA (ng/ml) 0 đến 3,6 ng/ml (tơng đơng từ 0 đến 7,2 ng/g mô nội tạng), trong khi đó HLĐT trong vẹm lại dao động từ 0 đến 40 ng/ml (tơng đơng từ 0 đến 80 ng/g mô nội tạng), gấp hơn 10 lần so với ngao. Hàm lợng độc tố trong cả 2 đối tợng này đều tạo thành 2 đỉnh cao trong tháng 6 và tháng 11. Đỉnh HLĐT trong tháng 6 nhỏ, ở ngao không đáng kể, nhng ở vẹm cao hơn đạt 22 ng/ml. Đỉnh lớn nhất của HLĐT trong ngao xảy ra vào tháng 11, còn ở vẹm lại xảy ra từ tháng 10 đến hết tháng 12 và cao nhất trong lần thu mẫu thứ nhất của tháng 12 (hình 3) với hàm lợng cao hơn ngao rất nhiều. Tuy nhiên HLĐT trong cả ngao và vẹm vẫn còn thấp hơn tiêu chuẩn cho phép khi sử dụng chúng làm thực phẩm cho cộng đồng dân c ven biển nhiều lần. 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 2 00 3 - 0 4 - I 3 - 0 4- I I 3 - 0 5- I 3 - 0 5- I I 3 - 0 6- I 3 - 0 6- I I 3 - 0 7- I 3 - 0 7- I I 3 - 0 8- I 3 - 0 8- I I 3 - 0 9- I 3 - 0 9- I I 3 - 1 0- I 3 - 1 0- I I 3 - 1 1- I 3 - 1 1- I I 3 - 1 2- I 3 - 1 2- I I 2 00 4 - 0 1 - I 4 - 0 1- I I 4 - 0 2- I 4 - 0 2- I I 4 - 0 3- I 4 - 0 3- I I Thời gian thu mẫu DA (ng/g) Cát Bà Đồ Sơn Hình 3. So sánh Hàm lợng độc tố ASP có trong ngao (Đồ Sơn) và vẹm (Cát Bà) 1.2. Khu vực Thái Bình, Nam Định và Thanh Hoá Thái Bình, Nam Định và Thanh Hoá là ba vùng nuôi ngao trọng điểm của khu vực phía bắc. Chúng tôi tiến hành thu các mẫu ngao nuôi ở các khu vực trên trong hai tháng (tháng 6 và tháng 9 năm 2003) để phân tích hàm lợng độc tố ASP. Kết quả phân tích đã cho thấy, độc tố ASP đã đợc phát hiện trong nội tạng của ngao. Cũng giống nh kết quả đã quan trắc đợc ở Đồ Sơn và Cát Bà, hàm lợng độc tố này biến động theo thời gian và chỉ có trong ngao nuôi tại Thái Bình và Nam Định. Kết quả cụ thể đợc chỉ rõ trong hình 4. Hình 4 cho thấy không phát hiện đợc độc tố ASP trong nội tạng của ngao nuôi ở tỉnh Thanh Hoá trong cả 2 đợt thu mẫu. Ngao Thái Bình thu trong tháng 6 có độc tố ASP đạt 150 ng/g nhng tháng 9 lại không có. Còn ngao nuôi ở khu vực tỉnh Nam Định, độc tố ASP phát hiện thấy có trong cả 2 đợt thu mẫu. Hàm lợng độc tố phát hiện đợc tơng ứng trong tháng 6 và tháng 9 năm 2003 là 50 ng/g và 310 ng/g. Tuy nhiên, các kết quả nghiên cứu cũng đã cho thấy HLĐT trong ngao nuôi tại các khu vực trên thấp hơn ngỡng an toàn quy định nhiều lần. Kết quả này cũng phù hợp với kết quả nghiên cứu của Đào Việt Hà và Nguyễn Văn Nguyên (2004) đó là: trong suốt thời gian nghiên cứu (từ tháng 5/2002 đến tháng 8/2003), HLĐT ASP trong ngao Meretrix meretrix ở cả 3 vùng nuôi trên đều thấp, dới 2,5àg/100g thịt ngao. 1.3. Mối quan hệ giữa hàm lợng độc tố đợc tích luỹ trong các mô nội tạng của nhuyễn thể hai vỏ và mật độ các loài tảo thuộc chi Pseudonizschia 1.3.1. Trong nớc biển tự nhiên Sự tích luỹ độc tố trong nhuyễn thể hai vỏ có mối tơng quan với mật độ các loài tảo TTĐH trong nớc biển hay không ? còn là một câu hỏi cho các nhà nghiên cứu. Ngao và vẹm có tập tính ăn lọc, chúng sẽ ăn tất cả các loài vi tảo có mặt trong khu vực nuôi. Các kết quả phân tích về thành phần loài và mật độ TB/L của các loài thuộc chi Pseudonitzschia tại các khu vực thu mẫu ngao và vẹm cho kết quả rất trái ngợc nhau. 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 Thái BìnhNam Định Thanh Hoá Thái BìnhNam Định Thanh Hoá Tháng 6/2003 Tháng 9/2003 Địa điểm và thời gian thu mẫu Mật độ TB/L 0 50 100 150 200 250 300 350 Hàm lợng DA(ng/g) Mật độ tế bào Hàm lợng DA Hình 4. Mối tơng quan giữa mật độ tảo Pseudonitzschia trong nớc biển với hàm lợng DA tích luỹ trong nội tạng của ngao Kết quả nghiên cứu tại vùng nuôi ngao Thái Bình, Nam Định và Thanh Hoá đã cho thấy có mối tơng quan khá thuận giữa hàm lợng độc tố đợc tích luỹ trong ngao và mật độ của chúng (hình 4). Để giải thích cơ chế của mối tơng quan này là một vấn đề lớn, không thể giải thích chỉ qua 2 đợt thu mẫu tại các cuộc khảo sát mặt rộng và tức thời trong phạm vi thu mẫu của đề tài. Đặc biệt là cơ chế tích luỹ và tự đào thải độc tố tảo trong các mô của ngao, vì vậy số liệu chúng tôi đa ra chỉ mang tính tham khảo. Mặt khác, có thể do thành phần loài và mật độ phân bố của các loài tảo thuộc chi Pseudonitzschia thu tại các tỉnh khác nhau là các loài khác nhau nên khả năng sản sinh độc tố trong chúng cũng khác nhau. Để có thể hiểu rõ hơn vấn đề này rất cần có các nghiên cứu tiếp theo. 1.3.2. Trong tảo nuôi cấy Để tìm hiểu mối tơng quan giữa tảo silíc thuộc chi Pseudonitzschia và sự tích luỹ độc tố trong mô của ngao nuôi, Phòng thí nghiệm Thực vật phù du thuộc Phân viện Hải dơng học tại Hải phòng đã tiến hành thu mẫu tảo sống, phân lập và nuôi cấy một số loài tảo thuộc chi Pseudonitzschia. Dới sự giúp đỡ hỗ trợ của các chuyên gia Nhật Bản, các loài tảo sau khi đã đợc tinh sạch và đạt đến một sinh khối nhất định, đợc thu và tiến hành phân tích độc tố bằng phơng pháp ELIZA. Kết quả bớc đầu cho thấy, 2 loài tảo thuộc chi Pseudonitzschia phân lập đợc từ mẫu thu tại Giao Lạc (Nam Định) là loài có khả năng sản sinh ra độc tố ASP (DA) trong tế bào. Hàm lợng độc tố DA trong tế bào của mỗi loài cũng biến động khác nhau. Mặt khác, loài tảo silic Nitzschia navis-varingica phân lập đợc từ ao nuôi Đồ Sơn, Hải Phòng cũng đã tìm thấy có chứa domoic acid (nhóm ASP) [Kotaki và cộng sự, 2000]. Đây mới chỉ là những nghiên cứu bớc đầu góp phần làm sáng tỏ khả năng tích luỹ độc tố tảo trong nhuyễn thể, rất cần có các nghiên cứu tiếp theo nhằm tìm hiểu cơ chế tự sản sinh độc tố trong mỗi tế bào của các loài tảo độc hại cũng nh cơ chế tích luỹ độc tố trong nhuyễn thể hai vỏ. 2. Đánh giá mức độ an toàn của độc tố ASP trong nhuyễn thể hai vỏ đợc nuôi tại khu vực phía Bắc Độc tố ASP không gây nguy hiểm cho tính mạng của con ngời nh độc tố PSP (nh gây tê liệt thần kinh, dễ dàng dẫn đến tử vong khi ăn phải nhuyễn thể hai vỏ có tích luỹ loại độc tố này), nhng độc tố ASP có thể làm giảm trí nhớ, ảnh hởng đến các tế bào thần kinh của ngời. Vì vậy, độc tố ASP cũng đợc quan tâm nghiên cứu và hiện là một trong những tiêu chuẩn kiểm định an toàn thực phẩm trong xuất nhập khẩu thuỷ sản của các nớc EU và phơng Tây. Với đặc tính có thể tự lọc sạch, đào thải độc tính nếu ngao đợc nuôi trong nớc sạch (Grimmel và cộng sự, 1990) sau nhiều ngày, nhng độc tố trong mô không bị phân huỷ khi nấu với nhiệt độ cao, thậm chí thời gian dài. Điều này đã làm độc tố ASP trở nên nguy hiểm hơn vì không thể loại trừ khỏi thực phẩm khi nhuyễn thể đã tích luỹ loại độc tố này trong thời gian khai thác. Để bảo vệ sức khoẻ của ngời dân, hiện tại một số nớc đã có các tiêu chuẩn cụ thể về mật độ của các loài tảo Silíc thuộc chi Pseudonitzschia trong nớc biển tại các khu nuôi trồng nhuyễn thể tập trung. Ngời ta có thể đi đến các quyết định cho phép khai thác hay đóng cửa các khu nuôi khi mật độ các loài tảo chi Pseudonitzschia quá cao hoặc hàm lợng độc tố ASP trong mô của nhuyễn thể vợt quá hàm lợng cho phép. Dới đây là một số tiêu chuẩn cho phép về mức độ an toàn cho phép của loại độc tố này tại một số nớc trên thế giới (bảng 2). Bảng 2. Giới hạn cho phép của độc tố tảo ASP trong nhuyễn thể hai vỏ (Theo Andersen, 1996) STT Nớc Hàm lợng cho phép (mg/100g) 1 Canada 2 2 Đan Mạch 2 3 Tây Ban Nha 2 4 Mỹ 2 trong nhuyễn thể và 3 trong thịt cua Dựa vào các tiêu chuẩn cho phép về hàm lợng độc tố ASP trong nhuyễn thể của các nớc trên, chúng tôi nhận thấy độc tố ASP đã phát hiện đợc trong ngao và vẹm nuôi tại các khu vực Hải Phòng, Thái Bình và Nam Định mới ở hàm lợng thấp hơn mức cho phép và vẫn nằm trong giới hạn an toàn cho sức khoẻ của ngời dân tại các cộng đồng dân c ven biển tại các tỉnh này. Tuy nhiên rất cần có các quan trắc thờng xuyên về mật độ tảo thuộc chi Pseudonitzschia và loại độc tố ASP để phát hiện kịp thời khi vợt quá giới hạn cho phép. Kết luận Các kết quả nghiên cứu ban đầu về HLĐT ASP trong nhuyễn thể hai vỏ (ngao và vẹm) đợc nuôi tại một số vùng nuôi trọng điểm khu vực phía Bắc đã cho thấy: - Có tích luỹ độc tố ASP trong ngao, vẹm nuôi, nhng hàm lợng độc tố thấp dới mức quy định an toàn trong sử dụng thực phẩm nhiều lần. - Hàm lợng độc tố ASP biến động theo thời gian, địa điểm thu mẫu và đối tợng nghiên cứu. - Để có đợc những câu trả lời đầy đủ về cơ chế tích luỹ độc tố trong nhuyễn thể hai vỏ và mối tơng quan với mật độ tảo TTĐH trong nớc biển rất cần có những nghiên cứu tiếp theo. Tài liệu tham khảo Nguyễn Văn Nguyên, Đào Việt Hà và cộng sự, 2004. Báo cáo đề tài cấp Bộ Điều tra nghiên cứu tảo độc hại ở ba vùng nuôi ngao tập trung tại Thái Bình, Nam Định và Thanh Hoá. Báo cáo hiện lu giữ tại Th viện, viện nghiên cứu Hải sản. Chu Văn Thuộc, Nguyễn Thị Minh Huyền, 2004. Báo cáo đề tài nhánh thuộc đề tài cấp Viện KH và CN Việt Nam: Nghiên cứu tảo độc ở những vùng nuôi nhuyễn thể hai mảnh vỏ trọng điểm của Việt Nam và đề xuất một số giải pháp phòng ngừa. Báo cáo hiện lu giữ tại th viện Phân viện Hải dơng học tại Hải Phòng . Andersen P. (1996), Design and implementation of some harmful algal monitoring system, IOC Technical Series No. 44, UNESCO. Anderson D. M., Andersen P., Bricelj M. V., Cullen J. J., Rensel J. E. J. (2001), Monitoring and Management Strategies for Harmful Algal Blooms in Coastal Waters, APEC, Singapore and IOC Technical Series No.59, Paris. Falconer I. R. (1993), Algal toxins in seafood and drinking water, Academic Press, Harcourt Brace & Company. Kotaki Y., Koike K., Yoshida M., Thuoc C. V., Huyen N. T. M., Hoi N. C., Fukuyo Y. and Kodama M. (2000), Domoic acid production in Nitzschia sp. (Bacillariophyceae) isolated from a shrimp-culture pond in Do Son, Vietnam, Journal of Phycology 36: 1057 - 1060. . nuôi tr ng thủy sản tập trung ven biển, đề xuất giải pháp phòng ngừa, giảm thiểu những tác hại do chúng gây ra m số: kc.0 9-1 9 Báo cáo chuyên đề Dẫn liệu nghiên cứu bớc đầu về. I I 3 - 0 9- I 3 - 0 9- I I 3 - 1 0- I 3 - 1 0- I I 3 - 1 1- I 3 - 1 1- I I 3 - 1 2- I 3 - 1 2- I I 2 00 4 - 0 1 - I 4 - 0 1- I I 4 - 0 2- I 4 - 0 2- I I 4 - 0 3- I 4 - 0 3- I I Thời. 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 2 00 3 - 0 4 - I 3 - 0 5- I 3 - 0 6- I 3 - 0 7- I 3 - 0 8- I 3 - 0 9- I 3 - 1 0- I 3 - 1 1- I 3 - 1 2- I 2 00 4 - 0 1 - I 4 - 0 2- I 4 - 0 3- I DA (ng/ml) 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 2 00 3 - 0 4 -