Ảnh hưởng của thuốc bảo vệ thực vật chứa hoạt chất chlorpyrifos ethyl lên sự phát triển của vi tảo Chlorella và Scenedesmus

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SÀI GÒN SAIGON UNIVERSITY TẠP CHÍ KHOA HỌC SCIENTIFIC JOURNAL ĐẠI HỌC SÀI GÒN OF SAIGON UNIVERSITY Số 71 (05/2020) No. 71 (05/2020) Email: tcdhsg@sgu.edu.vn ; Website: 3 ẢNH HƯỞNG CỦA THUỐC BẢO VỆ THỰC VẬT CHỨA HOẠT CHẤT CHLORPYRIFOS ETHYL LÊN SỰ PHÁT TRIỂN CỦA VI TẢO CHLORELLA VÀ SCENEDESMUS Effects of pesticide containing Chlorpyrifos Ethyl on the growth of microalgae Chlorella and Scenedesmus Nguyễn Thị Thanh Phụng(1), Nguyễn Văn Tài(2), PGS.TS. Đào Thanh Sơn(3), ThS. Võ Thị Mỹ Chi(4) (1),(2),(3),(4)Trường Đại học Bách khoa – ĐHQG TP.HCM TÓM TẮT Hiện nay, việc lạm dụng thuốc bảo vệ thực vật trong sản xuất nông nghiệp đã và đang để lại một dư lượng lớn trong môi trường nước dẫn đến sự mất cân bằng của hệ sinh thái thủy vực. Trong nghiên cứu này, hai loài tảo lục Chlorella sp. và Scenedesmus protuberans phân lập từ Việt Nam, được phơi nhiễm riêng lẻ và đồng thời với thuốc bảo vệ thực vật chứa hoạt chất Chlorpyrifos Ethyl tại các nồng độ 0, 5, 25 và 125 µg L-1 trong 18 ngày. Kết quả cho thấy, mật độ và tốc độ tăng trưởng của Chlorella sp. khi nuôi riêng lẻ hoặc cùng với S. protuberans trong môi trường chứa thuốc bảo vệ thực vật ở nồng độ 125 µg L-1 đều bị suy giảm so với đối chứng. Ngược lại, trong cùng một điều kiện phơi nhiễm, hai thông số này của S. protuberans lại cao hơn so với đối chứng trong hầu hết các ngày khảo sát. Ngoài ra, mật độ và tốc độ tăng trưởng của Chlorella sp. được ghi nhận cao hơn so với S. protuberans khi nuôi chung hai loài này trong 1 bình thí nghiệm. Kết quả nghiên cứu này góp phần cung cấp những thông tin hữu ích về những rủi ro của thuốc bảo vệ thực vật đến hệ sinh thái thủy vực, đặc biệt là vi tảo cho các nhà quản lý và các nhà nghiên cứu môi trường. Từ khóa: Chlorella sp., Chlorpyrifos Ethyl, mật độ, Scenedesmus protuberans, tốc độ tăng trưởng ABSTRACT Nowadays the overuse of pesticides in agricultural production has left a huge residue of these contaminants in the water bodies consequently the aquatic ecosystem imbalance. In the current study, the two green algae Chlorella sp. and Scenedesmus protuberans from Vietnam were exposed separately or together to the pesticide containing Chlorpyrifos Ethyl at concentrations of 0, 5, 25 and 125 g L-1 during 18 days. The results revealed that when cultivating the two microalgae individually or simultaneously in the medium containing Chlorpyrifos Ethyl at concentrations of 125 g L-1, the density and growth rate of Chlorella sp. went down compared to the control. Conversely, at the same exposed conditions, these parameters of S. protuberans were higher than those of the control on most of the days. Additionally, the density and growth rate of Chlorella sp. were recorded to be higher than those of S. protuberans when they were incubated together. These results could provide the useful information on the environmental risk of pesticides to the aquatic ecosystem, especially microalgae for the environmental managers and scientists. Keywords: Chlorella sp., Chlorpyrifos Ethyl, density, Scenedesmus protuberans, growth rate Email: vtmchi91@gmail.com SCIENTIFIC JOURNAL OF SAIGON UNIVERSITY No. 71 (05/2020) 4 1. Giới thiệu Ô nhiễm môi trường nước là một trong những vấn đề nghiêm trọng và đáng lo ngại trên toàn cầu. Sự gia tăng không ngừng việc sử dụng hóa chất ở các lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp và chăn nuôi đã và đang gây sức ép cho môi trường nước. Trong đó, thuốc bảo vệ thực vật (BVTV) được xem là một trong những chất gây ô nhiễm đáng lo ngại bởi sự thông dụng và những tác động khó lường của chúng đến hệ sinh thái thủy vực [1]. Dư lượng của quá trình sử dụng thuốc BVTV có thể đi vào trong môi trường nước và gây ra các tác động bất lợi đến sinh vật (ví dụ: vi tảo, vi giáp xác, cá, tôm) gây mất cân bằng hệ sinh thái [2], [3]. Vi tảo đóng vai trò quan trọng và thiết yếu trong hệ sinh thái thủy vực, bởi chúng có chức năng sản xuất oxy, giảm nồng độ chất ô nhiễm và cung cấp thức ăn cho các sinh vật bậc cao hơn [4], [5], [6]. Vì thế, những tác động bất lợi của thuốc BVTV lên vi tảo có khả năng làm phá hủy cấu trúc và chức năng của hệ sinh thái thủy vực bởi sự suy giảm lượng oxy hòa tan và cạn kiệt nguồn thức ăn cho các sinh vật bậc cao hơn [2]. Các nghiên cứu trước đây trên thế giới đã ghi nhận độc tính của thuốc BVTV đối với vi tảo đặc biệt cao hơn so với các sinh vật khác trong hệ sinh thái thủy vực (như vi giáp xác, động vật không xương sống và cá) [3], [7]. Kết quả nghiên cứu của Agirman và cộng sự (2014) ghi nhận sự suy giảm mật độ và tốc độ tăng trưởng trên vi tảo Chlorella vulgaris khi phơi nhiễm với 4 loại thuốc BVTV chứa các hoạt chất Dichlorvos, Diazinon, Trifluralin và Paraquat ở các nồng độ từ 1 - 20 g L-1 trong 6 ngày thí nghiệm [3]. Tương tự, khi tiếp xúc với thuốc BVTV chứa hoạt chất Paraquat ở nồng độ từ 0,05 - 3,2 mg L-1, tốc độ tăng trưởng của vi tảo Scenedesmus acutus đều bị ức chế trong suốt thời gian thí nghiệm [8]. Cũng trên loài vi tảo S. acutus, các thí nghiệm phơi nhiễm thuốc BVTV chứa thành phần diazinon, azoxystrobin hay flusilazole với nồng độ rất thấp (1 - 32 g L-1) đều ghi nhận được những tác động ức chế đến sự sinh trưởng và phát triển của vi tảo [9], [10]. Không chỉ tác động ức chế đáng kể tốc độ tăng trưởng của vi tảo, thuốc BVTV còn làm giảm hiệu suất quang hợp và nồng độ chlorophyll-a của vi tảo Spirulina platensis [11]. Tuy nhiên, những ảnh hưởng bất lợi của thuốc BVTV lên vi tảo có sự khác biệt giữa các loài, phụ thuộc vào đặc điểm của từng loài vi tảo, môi trường sống và đặc biệt là các thành phần hoạt chất chính của mỗi loại thuốc BVTV [1], [3], [9], [11]. Chlorpyrifos Ethyl có tên hoá học là O, O-diethyl O-(3,5,6-trichloro-2-pyridyl) phosphorothioate, công thức phân tử là C9H11Cl3NO3PS. Đây là hoạt chất có tác dụng diệt côn trùng phổ biến thuộc nhóm lân hữu cơ, được sử dụng rộng rãi để phòng trị sâu trên nhiều đối tượng cây trồng như cây lấy hạt, cây ăn quả, rau màu [12]. Thời gian bán hủy của Chlorpyrifos thường có thể dao động từ 33 - 56 ngày trong đất, khoảng 25 ngày trong nước và từ 4 - 10 ngày trong không khí [13]. Chlorpyrifos Ethyl thuộc nhóm độc II theo Tổ chức Y tế Thế giới (WHO). Việc tiếp xúc với Chlorpyrifos Ethyl có thể gây đổ mồ hôi cục bộ trên da và co thắt cơ bắp không tự chủ, tác động ức chế thần kinh cao và có thể dẫn đến một loạt các hiệu ứng của hệ thần kinh như đau đầu, mắt mờ, tiết nước bọt, nói líu lưỡi, mất phản xạ, suy nhược, mệt mỏi, co giật, tê liệt tứ chi, cơ thể và các cơ hô hấp. Ngoài ra, Chlorpyrifos Ethyl có thể tác động gây chết NGUYỄN THỊ THANH PHỤNG và cộng sự TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐẠI HỌC SÀI GÒN 5 người do suy hô hấp hoặc tim ngừng đập, giảm cân nặng sơ sinh, giảm chu vi vòng đầu của trẻ sơ sinh có mẹ phơi nhiễm hay suy giảm nội tiết tố sinh sản [14]. Việt Nam là một trong những nước nông nghiệp, sử dụng lượng thuốc BVTV rất lớn hàng năm, tuy nhiên các nghiên cứu về tác động của thuốc BVTV lên hệ sinh thái và đặc biệt là vi tảo có nguồn gốc từ Việt Nam vẫn còn rất hạn chế [15], [16]. Vì vậy, nghiên cứu này có mục tiêu đánh giá ảnh hưởng của thuốc BVTV với thành phần hoạt chất Chlorpyrifos Ethyl, một loại thuốc được dùng phổ biến ở đồng bằng sông Cửu Long hiện nay, đến sự phát triển của hai loài vi tảo Chlorella sp. và Scenedesmus protuberans (S. protuberans) có nguồn gốc Việt Nam khi nuôi chúng riêng lẻ và đồng thời, góp phần cung cấp thêm thông tin và cơ sở khoa học cho công tác quản lý và kiểm soát việc sử dụng thuốc BVTV. 2. Vật liệu và phương pháp 2.1. Vật liệu Thuốc BVTV sử dụng cho nghiên cứu này ở dạng thương phẩm, có nhãn hiệu VITASHIELD và chứa hoạt chất chủ yếu là Chlorpyrifos Ethyl với nồng độ 400g L-1. Để tiến hành thí nghiệm, thuốc BVTV này được pha với môi trường nhân tạo Z8 [17] thành dung dịch có nồng độ 2 mg Chlorpyrifos Ethyl L-1 và sau đó được bảo quản ở nhiệt độ 25oC tại phòng thí nghiệm trong điều kiện không ánh sáng. Cùng với đó, hai loài vi tảo được sử dụng cho nghiên cứu này, bao gồm Chlorella sp. (Hình 1a.) và S. protuberans (Hình 1b.) được phân lập từ kênh Nhiêu Lộc - Thị Nghè (Thành phố Hồ Chí Minh). Vi tảo được nuôi duy trì và tăng sinh khối trong môi trường nhân tạo Z8 ở điều kiện phòng thí nghiệm với nhiệt độ 25 ± 1oC, cường độ ánh sáng khoảng 3.000 Lux, chu kỳ sáng tối 12h:12h [18]. Hình 1. Chlorella sp. (a) và Scenedesmus protuberans (b) quan sát dưới kính hiển vi Optika B-150 độ phóng đại 100 – 1000 lần 2.2. Thiết kế thí nghiệm Thí nghiệm đánh giá ảnh hưởng của thuốc BVTV đến sự phát triển của vi tảo được tiến hành theo hướng dẫn của Muhaemin (2004) với một vài sự thay đổi nhỏ [19]. Theo đó, trong thí nghiệm phơi nhiễm với thuốc BVTV lên từng loài vi tảo riêng lẻ Chlorella sp. và S. protuberans, vi tảo được nuôi trong bình erlen thủy tinh 250 mL chứa 150 mL môi trường Z8 [17] và thuốc BVTV ở các nồng độ 0 (đối chứng), 5, 25 và 125 µg L-1. Ở mỗi nồng độ phơi nhiễm, thí nghiệm được lặp lại 3 lần (n=3) với mật độ vi tảo khởi đầu trong SCIENTIFIC JOURNAL OF SAIGON UNIVERSITY No. 71 (05/2020) 6 tất cả các bình là tương đương nhau. Thí nghiệm kéo dài 18 ngày trong điều kiện phòng thí nghiệm như trình bày phần trên [18]. Suốt thời gian thí nghiệm, để xác định mật độ vi tảo tại các bình thí nghiệm qua các giai đoạn thì một lượng nhỏ mẫu vi tảo (2 mL) ở các bình thí nghiệm được lấy ra với tần suất 2 ngày/lần. Mẫu vi tảo này sẽ được cố định bằng dung dịch Lugol [20] ngay sau khi lấy ra và tiếp đó được xác định mật độ bằng buồng đếm Sedgewick Rafter dưới kính hiển vi [18]. Ngoài ra, một thí nghiệm khác cũng được tiến hành tương tự khi trộn 2 loài vi tảo (Chlorella sp. và S. protuberans) với nhau và nuôi trong cùng một bình, tại nồng độ 0 (đối chứng) và 125 µg L-1. Thí nghiệm này được thực hiện với 3 lần lặp (n=3) tiến hành trong 12 ngày ở điều kiện phòng thí nghiệm như đã nêu trên. 2.3. Xử lý số liệu Tốc độ tăng trưởng (µ) của vi tảo được tính toán theo công thức: µ = (ln X2 – ln X1)/(t2 – t1) [21]. Trong đó: X1, X2 là mật độ tế bào vi tảo lần lượt tại thời điểm ngày thứ t1 và t2 (số tế bào mL-1); t1, t2 là thời gian thí nghiệm (ngày). Ngoài ra, phần mềm Sigma Plot (phiên bản 12.0) cũng được sử dụng để đánh giá sự khác biệt thống kê về mật độ và tốc độ tăng trưởng của từng loài vi tảo giữa các lô phơi nhiễm so với đối chứng bằng phương pháp phân tích phương sai một yếu tố (one-way anova). 3. Kết quả và thảo luận 3.1. Ảnh hưởng của thuốc bảo vệ thực vật lên mật độ của vi tảo Kết quả thí nghiệm đã ghi nhận sự khác biệt mang tính thống kê về mật độ tế bào tại một số thời điểm giữa các lô phơi nhiễm và đối chứng trên cả hai loài vi tảo được đề cập. Đối với Chlorella sp., khi phơi nhiễm với thuốc BVTV ở các nồng độ 25 và 125 µg L-1, vi tảo vẫn có khả năng tăng trưởng. Tuy nhiên, nếu như tại ngày bắt đầu thí nghiệm, mật độ tế bào ở các lô phơi nhiễm và đối chứng tương đương nhau (khoảng 90000 tế bào mL-1) thì hai ngày sau đó, mật độ tế bào ở các lô phơi nhiễm đều thấp hơn so với đối chứng (Hình 2a.). Trái lại, với mật độ khởi đầu ở tất cả các lô thí nghiệm vào khoảng 7000 tế bào mL-1, mật độ vi tảo S. protuberans trong lô phơi nhiễm tại nồng độ cao nhất (125 µg L-1) được ghi nhận cao hơn so với đối chứng trong hầu hết các ngày khảo sát. Trong khi đó, tại hai nồng độ phơi nhiễm thấp hơn (5 và 25 µg L-1), gần như không ghi nhận được sự khác biệt mang tính thống kê về mật độ vi tảo giữa các lô phơi nhiễm và đối chứng (Hình 2b.). Ngoài ra, tại tất cả các nồng độ phơi nhiễm, cả hai loài vi tảo này đều có thể tiếp tục sinh trưởng và không có sự ức chế hay suy giảm số lượng tế bào so với thời điểm ban đầu trong suốt thời gian thí nghiệm. Nghiên cứu trước đây của Agirman và cộng sự (2014) [3] đã ghi nhận sự suy giảm mật độ tế bào đáng kể của vi tảo C. vulgaris khi phơi nhiễm các loại thuốc BVTV chứa các thành phần Diazinon, Paraquat, Dichlorvos và Trifluralin ở các nồng độ 1-20 µg L-1 trong 6 ngày. Như vậy, với thành phần chính là Chlorpyrifos Ethyl, thuốc BVTV sử dụng trong thí nghiệm này ít ảnh hưởng đến sự phát triển của hai loài vi tảo Chlorella sp. và S. protuberans so với tác động của các loại thuốc BVTV chứa các thành phần như Diazinon, Paraquat, Dichlorvos và Trifluralin lên vi tảo C. vulgaris. Điều này cho thấy tác động của thuốc BVTV đến các sinh vật trong hệ sinh thái, điển hình là vi tảo phụ thuộc rất nhiều vào thành phần chính trong mỗi loại thuốc BVTV và đặc NGUYỄN THỊ THANH PHỤNG và cộng sự TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐẠI HỌC SÀI GÒN 7 điểm của mỗi loài vi tảo. Kết quả này cũng phù hợp với những ghi nhận của Ma và cộng sự (2004) [1], theo đó loài vi tảo lục Scenedesmus quadricauda có biểu hiện và phản ứng rất đa dạng, có thể bị ức chế hoặc kích thích tăng trưởng trong nghiên cứu phơi nhiễm cấp tính 21 loại thuốc BVTV khác nhau. Mặt khác, tại cùng nồng độ phơi nhiễm (125 µg L-1), so với lô đối chứng của mỗi loài vi tảo, mật độ tế bào của Chlorella sp. bị suy giảm, trong khi mật độ của S. protuberans lại gia tăng. Điều này đã cho thấy sự ảnh hưởng khác biệt của cùng một loại thuốc BVTV tại cùng một nồng độ lên các loài vi tảo khác nhau. Nguyên nhân có thể giải thích bởi các loài vi tảo khác nhau sẽ có độ nhạy và khả năng thích ứng khác nhau đối với các chất ô nhiễm trong môi trường [1], [3]. Vì thế, thuốc BVTV với thành phần chính Chlorpyrofos Ethyl trong thí nghiệm này vừa có biểu hiện ức chế sự gia tăng mật độ của vi tảo Chlorella sp., vừa có tác động kích thích sự gia tăng mật độ tế bào của vi tảo S. protuberans ở nồng độ 125 µg L-1. Điều này cho thấy vi tảo Chlorella sp. nhạy với thuốc BVTV chứa Chlorpyrifos Ethyl hơn so với S. protuberans. Hình 2. Mật độ Chlorella sp. trong đối chứng (Ch0), khi phơi nhiễm tại nồng độ 25 µg L-1 (Ch25) và 125 µg L-1 (Ch125) (a); mật độ S. protuberans trong đối chứng (Sc0), khi phơi nhiễm tại nồng độ 5 µg L-1 (Sc5), 25 µg L-1 (Sc25) và 125 µg L-1 (Sc125) (b). Chữ cái “x, y” lần lượt thể hiện sự khác biệt thống kê (p < 0,05) giữa lô phơi nhiễm tại nồng độ 25 và 125 µg L-1 so với đối chứng đối với cả hai loài vi tảo 3.2. Ảnh hưởng của thuốc bảo vệ thực vật đến tốc độ tăng trưởng Ảnh hưởng của thuốc BVTV với thành phần chính Chlorpyrifos Ethyl càng được thể hiện rõ hơn thông qua chỉ số tốc độ tăng trưởng của vi tảo ở các lô phơi nhiễm so với đối chứng. Cụ thể, ở nồng độ phơi nhiễm 25 và 125 µg L-1 tốc độ tăng trưởng SCIENTIFIC JOURNAL OF SAIGON UNIVERSITY No. 71 (05/2020) 8 của vi tảo Chlorella sp. đều thấp hơn so với đối chứng trong suốt 10 ngày đầu và ngày kết thúc thí nghiệm (Hình 3a.). Kết quả tương tự cũng được ghi nhận ở nghiên cứu trước đây, trong đó tốc độ tăng trưởng của vi tảo Chlorella pyrenoidosa và Merismopedia sp. đều bị suy giảm khi gia tăng nồng độ phơi nhiễm với Chlorpyrifos từ 9 đến 150 mg L-1 trong thời gian phơi nhiễm 24 giờ và 96 giờ [22]. Bên cạnh đó, tốc độ tăng trưởng của vi tảo S. protuberans khi phơi nhiễm với Chlorpyrifos Ethyl tại nồng độ 125 µg L-1 cao hơn so với đối chứng tại một số thời điểm, tuy nhiên ở các nồng độ 5 và 25 µg L- 1 hầu như không ghi nhận được điều này (Hình 3b.). Trong một nghiên cứu trước đây cũng từng ghi nhận tốc độ tăng trưởng của vi tảo C. vulgaris không bị suy giảm so với đối chứng khi được phơi nhiễm với thuốc BVTV tại nồng độ lên đến 25 µg L-1 [23] và 200 µg L-1 đối với S. quadricauda [24]. Ngoài mật độ tế bào thì mối liên hệ giữa tốc độ tăng trưởng của vi tảo và nồng độ phơi nhiễm thuốc BVTV cũng đã được quan tâm và sử dụng để đánh giá các tác động bất lợi của thuốc BVTV đến vi tảo trong các nghiên cứu trước đây. Theo đó, cũng giống như cơ chế tác động đến sự gia tăng mật độ vi tảo, tác động của thuốc BVTV lên vi tảo cũng phụ thuộc rất nhiều vào đặc điểm khác nhau giữa từng loài vi tảo và thành phần hoạt chất chính của thuốc BVTV như đã thảo luận ở phần trên [1], [3], [25]. Do đó, tương tự với sự gia tăng mật độ, đã có sự tác động khác nhau của thuốc BVTV đến tốc độ tăng trưởng của vi tảo Chlorella sp và S. protuberans trong nghiên cứu này. Hình 3. Tốc độ tăng trưởng của vi tảo Chlorella sp. (a) và S. protuberans (b) khi phơi nhiễm với Chlorpyrifos Ethyl trong thuốc BVTV tại nhiều nồng độ. Các ký hiệu và chữ viết tắt tương tự trong Hình 2 NGUYỄN THỊ THANH PHỤNG và cộng sự TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐẠI HỌC SÀI GÒN 9 3.3. Mật độ và tốc độ tăng trưởng của hai loài vi tảo khi phơi nhiễm đồng thời Trong tự nhiên, hai loài vi tảo Chlorella sp. và S. protuberans có thể tồn tại cùng nhau, do đó thí nghiệm phơi nhiễm với sự hiện diện đồng thời cả hai loài vi tảo này với thuốc BVTV ở cùng nồng độ đã được tiến hành. Kết quả cho thấy, cùng một bình thí nghiệm chứa cả 2 loài vi tảo, tốc độ tăng trưởng và mật độ của vi tảo Chlorella sp. luôn cao hơn so với vi tảo S. protuberans ngay cả khi phơi nhiễm hoặc không phơi nhiễm với thuốc BVTV trong suốt 12 ngày thí nghiệm (Hình 4). Tương tự với kết quả của thí nghiệm phơi nhiễm riêng lẻ trên từng loài vi tảo, mật độ và tốc độ tăng trưởng của Chlorella sp. trong lô phơi nhiễm thấp hơn so với lô đối chứng (Hình 4a., 4b.). Mặt khác, mật độ tế bào của S. protuberans ở lô phơi nhiễm lại không khác biệt so với đối chứng trong hơn một tuần đầu của thí nghiệm. Tuy nhiên, sau đó, mật độ S. protuberans ở lô phơi nhiễm được ghi nhận là cao hơn so với đối chứng (Hình 4a.). Như vậy, kết quả ở thí nghiệm này khá tương đồng với thí nghiệm phơi nhiễm thuốc BVTV trên từng loài riêng lẻ Chlorella sp. và S. protuberans. Ngoài ra, kết quả thí nghiệm này cũng chỉ ra rằng, tuy khả năng chịu đựng và thích nghi của vi tảo S. protuberans đối với thuốc BVTV cao hơn so với vi tảo Chlorella sp., nhưng trong cùng điều kiện sinh trưởng thì vi tảo Chlorella sp. có khả năng tăng trưởng nhanh và mạnh hơn so với vi tảo S. protuberans. Các kết quả của một vài công bố trước đây cũng ghi nhận các loài vi tảo có kích thước và có cấu tạo tế bào khác nhau thì có tốc độ tăng trưởng khác nhau, đa số các loài vi tảo có kích thước nhỏ và cấu tạo tế bào đơn giản có tốc độ tăng trưởng nhanh hơn so với các loài vi tảo có kích thước lớn hơn và cấu tạo tế bào phức tạp hơn [26], [27], [28]. Theo kết quả của các nghiên cứu trước đây, kích thước tế bào của Chlorella sp. (2,3 - 2,9 µm) [29] nhỏ hơn so với S. protuberans (24,9 µm) [30], vì thế điều này có thể giải thích cho kết quả của nghiên cứu này khi tốc độ tăng trưởng của Chlorella sp. nhanh hơn so với S. protuberans khi nuôi cùng nhau trong môi trường nhân tạo. Ngoài ra, mặc dù mật độ và tốc độ tăng trưởng của các lô phơi nhiễm của cả hai loài vi tảo trong thí nghiệm này đều bị ức chế trong gian đoạn đầu và giữa của thí nghiệm, vi tảo vẫn có khả thích ứng với thuốc BVTV và phát triển bình thường trở lại so với đối chứng ở giai đoạn cuối của thí nghiệm. Khả năng thích ứng của vi tảo cũng đã được ghi nhận trước đây qua các biểu hiện đa dạng từ ức chế hoàn toàn đến kiềm chế và cuối cùng có khả năng thích ứng và phát triển lại bình thường của vi tảo khi phơi nhiễm với thuốc BVTV hay các chất ô nhiễm trong môi trường nước [25], [31], [32]. SCIENTIFIC JOURNAL OF SAIGON UNIVERSITY No. 71 (05/2020) 10 Hình 4. Mật độ (a) và tốc độ tăng trưởng (b) của hai loài vi tảo khi phơi nhiễm đồng thời với thuốc BVTV. Chlorella sp. và S. protuberans trong lô đối chứng (Ch0hh và Sc0hh), và phơi nhiễm tại nồng độ 125 µg L-1 (Ch125hh và Sc125hh), Chữ cái “x,y” lần lượt thể hiện sự khác biệt thống kê (p < 0,05) giữa lô phơi nhiễm của Chlorella sp. và S. protuberans so với đối chứng 4. Kết luận Kết quả thí nghiệm nuôi riêng lẻ và đồng thời Chlorella sp. cùng S. protuberans đã chứng minh thuốc BVTV với thành phần chính Chlorpyrifos Ethyl có thể gây tác động ức chế hoặc kích thích sự phát triển của vi tảo và đáp ứng này tùy thuộc vào khả năng chịu đựng, thích nghi của từng loài. Để có cái nhìn tổng quan hơn về những tác động và rủi ro mà thuốc BVTV có thể gây ra cho môi trường, sinh vật và hệ sinh thái thủy vực, đặc biệt vi tảo, cần thực hiện nhiều nghiên cứu sâu hơn các tác động đơn lẻ và kết hợp của nhiều loại thuốc BVTV chứa các hoạt chất khác nhau lên một hay nhiều loài vi tảo. NGUYỄN THỊ THANH PHỤNG và cộng sự TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐẠI HỌC SÀI GÒN 11 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Ma. J, Lin. F, Wang. S, Xu. L, “Acute toxicity assessment of 20 herbicides to the green alga Scenedesmus quadricauda (Trup.) Breb”, Bulletin of Environment Contamination Toxicology, 72, 1164-1171, 2004. [2] Kersting. K, Van den Brink. P.J, “Effects of the insecticide dursban (activer ingredient chlorpyrifos) in outdoor experimental ditches: responses of ecosystem metabolism”, Environmental Toxicology and Chemistry, 16, 251-259, 1997. [3] Agirman. N, Kendirlioglu. G, Cetin. K, “The effects of four pesticides on the growth of Chlorella vulgaris”. Fresenius Environmental Bulletin, 23(6), 1418-1422, 2014. [4] Raja. R, Shanmugam. H, Ganesan. V, Carvalho. I.S, “Biomass from Microalgae: An Overview”, Journal of Oceanography and Marine Research, 2(1), pp. 1-7, 2014. [5] Wolkers. H, Barbosa. M, Kleinegris. D, Bosma. R, Wijffels. R.H, Microalgae: the green gold of the future?: large-scale sustainable cultivation of microalgae for the production of bulk commodities,Wageningen UR-Food & Biobased Research, 2011. [6] Saenz. M.E, Marzio. D.D, Accorinti. J, Tortorelli. M.C, “Paraquat toxcity to different green alga”, Bulletin of Environment Contamination Toxicology, 58, 922-928, 1997. [7] Ferraz. D.G.D, Sabater. C, Carrasco. J.M, “Effects of Propanil, Tebufenozide and Mefenacet on Growth of Four Freshwater Species of Phytoplankton: A Microplate Bioassay”. Chemosphere, 56(4), 315-320, 2004 [8] Saenz. M.E, Marzio. W.D.D., Alberdi. Z.L, Tortorelli. M.C, “Algal Growth Recovery Studies After Paraquat Exposure”, Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology, 66(2), 263-268, 2001. [9] Cetın. A.K, Gur. N, Firat. Z, “Growth rate of Scenedesmus acutus in laboratory cultures exposed to diazinon”, African Journal of Biotechnology, 10(34), 6540-6543, 2011. [10] Bedil. B, Kendirlioglu. G, Agirman. N, Cetin. A.K, “Effects of azoxystrobin and flusilazole on growth and protein amount of Scenedesmus acutus”, Fresenius Environmental Bulletin, 24(4), pp. 1258 – 1262, 2015. [11] Bhuvaneswari. R.G, Purushothaman. C.S, Pandey. P.K, Gupta. S, Kumar. H.S, Shukla. S.P, “Toxicological Effects of Chlorpyrifos on Growth, Chlorophyll a Synthesis and Enzyme Activity of a Cyanobacterium Spirulina (Arthrospira) platensis”, International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences, 7(6), 2980-2990, 2018. [12] Trương Quốc Tất, Dương Minh Viễn, Huỳnh Thị Cẩm My, Dirk Springeal, “Khảo sát khả năng phân hủy yếm khí Chlorpyrifos ethyl của hệ vi khuẩn trên đất canh tác chuyên canh lúa tại Phụng Hiệp - Hậu Giang”. Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, 33(2S), 146-155, 2017. SCIENTIFIC JOURNAL OF SAIGON UNIVERSITY No. 71 (05/2020) 12 [13] Trunnelle. K.J, Bennett. D.H, Tulve. N.S, Clifton. M.S, Davis. M.D, Calafat. A.M, Moran. R, Tancredi. D.J, Hertz-Picciotto. I, “Urinary pyrethroid and chlorpyrifos metabolite concentrations in northern California families and their relationship to indoor residential Iinsecticide levels, part of the study of use of products and exposure related behavior (SUPERB)”. Environmental Science & Technology, 48(3), pp. 1931–1939, 2014. [14] Mink. P.J, Kimmel. C.A, Li. A.A, “Potential effects of Chlorpyrifos on fetal growth outcomes: Implications for risk assessment”, Journal of Toxicology and Environmental Health. Part B, Critical Reviews, 15(4), 281-316, 2012. [15] Braun. G, Braun. M, Kruse. J, Amelung. W, Renaud. F.G, Khoi. C.M, Duong. M.V, “Pesticides and antibiotics in permanent rice, alternating rice-shrimp and permanent shrimp systems of the coastal Mekong Delta, Vietnam”, Environment International, 127, 442 – 451, 2019. [16] Vo. T.M.C, Dao. M.P, Dao. T.S, “Growth of duckweed upon exposure to aluminum and atrazine in the laboratory conditions”, Journal of Vietnamese Environment, 9(2), 106-111, 2018. [17] Kotai. J, “Intruction for preparation of modified nutrient solution Z8 for algae”, Norwegian Institute for Water research Oslo, 11(69), 1-5, 1972. [18] American Public Health Association, American Water Works Association, Water Pollution Control Federation, Water Environment Federation, Standard methods for the examination of water and wastewater, American Public Health Association, 1915. [19] Muhaemin. M, “Toxicity and bioaccumulation of lead in Chlorella and Dunaliella”, Journal of Coastal Development, 8(1), 27-33, 2004. [20] Hasle. G.R, Fryxell. G.A, “Taxonomy of Diatoms”, in Manual on harmful marine microalgae, Intergovernmental Oceanographic Commission, UNESCO, 1995, 339-364. [21] Lobban. C.S, Chapman. D.J, Kremer. B.P, Experimental phycology – a laboratory manual, Cambridge University Press, 1988. [22] Asselborn. A, Fernandez. C, Zalocar. Y, Parodi. E. R, “Effects of Chlorpyrifos on the growth and ultrastructure of green algae, Ankistrodesmus gracilis”, Ecotoxicology and Environmental Safety, 120, 334-341, 2015. [23] Wong. P.K, “Effects of 2,4-D, glyphosate and paraquat on growth, photosynthesis and chlorophyll-a synthesis of Scenedesmus quadricauda Berb 614”, Chemosphere, 41, 177-182, 2000. [24] Oliveira. J.B, Goncalves. A.M.M, Goncalves. F, Pereira. M.J, “Growth inhibition of algae exposed to paraquat”, Fresenius Environmental Bullletin, 16, 621-625, 2007. NGUYỄN THỊ THANH PHỤNG và cộng sự TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐẠI HỌC SÀI GÒN 13 [25] Chen. S, Chen. M, Wang. Z, Qiu. W, Wang. J, Shen. Y, Wang. Y, Ge. S, “Toxicological Effects of Chlorpyrifos on growth, enzyme activity and chlorophyll a synthesis of Freshwater Microalgae”, Environmental Toxicology and Pharmacology, 45, 179-186, 2016. [26] Vadia. S, Levin. P.A, “Growth rate and cell size: a re-examination of the growth law”, Current Opinion in Microbiology, 24, 96-103, 2015. [27] Banse. K, “Rates of growth, respiration and photosynthesis of unicellular algae as related to cell size”, Journal of Phycology, 12, 135-140, 1976. [28] Harris. G.P, Ganf. G.G, Thomas. D.P, “Productivity, growth rates and cell size distributions of phytoplankton in the SW Tasman Sea: implications for carbon metabolism in the photic zone”, Journal of Plankton Research, 9(5), 1003-1030, 1987. [29] Kang. Kirim, Lee. C.Y.J, Lee. C.H, “Comparison of rheological properties of powder Chlorella sp. cultivated in fermentor and pond”, Journal of Microbiology and Biotechnology, 12(5), 740-745, 2002. [30] Nguyen. V.T, Vo. T.M.C, Bui. T.N.P, Hua. H.H, Dao. T.S, “Nutritional value of microalgae isolated from Viet Nam”, Journal of Animal Husbandry Sciences and Technics (JAHST), 249, 55-59, 2019. [31] Mohapatra. P.K, Mohanty. R.C, “Growth pattern changes of Chlorella vulgaris and Anabaena doloilum due to toxicity of and endosulfan”, Bulletin of Environment Contamination and Toxicology, 49, 576–581, 1992. [32] Tukaj. Z, Pokora. W, “Individual and combined effect of anthracene, cadmium and chloridazone on growth and activity of SOD izoformes in three Scenedesmus species”, Ecotoxicology and Environmental Safety, 65, 323-331, 2006. Ngày nhận bài: 13/11/2019 Biên tập xong: 15/5/2020 Duyệt đăng: 20/5/2020