Các nhà khoa học phát triển một phương pháp khoa học mới để lấy được các tiêu chí chất lượng nước của kim loại để bảo vệ các hệ sinh thái biển khác nhau trên toàn thế giới
Sự gia tăng ô nhiễm các hệ sinh thái biển bằng kim loại như thủy ngân, cadmium, crom và niken là mối quan tâm về môi trường toàn cầu, vì nồng độ kim loại cao có thể gây nguy hiểm cho sinh vật biển và con người có thể tiêu thụ hải sản bị ô nhiễm.
Thiết lập các tiêu chuẩn chất lượng nước (WQC) của các kim loại khác nhau (nghĩa là giới hạn an toàn môi trường) là một bước quan trọng để đánh giá và điều chỉnh mức độ rủi ro trong môi trường biển, và do đó bảo vệ sinh vật biển và tính toàn vẹn của hệ sinh thái.
Hiện nay, phương pháp hiện tại để lấy WQC kim loại ở Úc, Châu Âu và Bắc Mỹ chủ yếu dựa trên dữ liệu phòng thí nghiệm được tạo ra từ các thử nghiệm độc tính với các sinh vật biển khác nhau được thực hiện tại các điều kiện phòng thí nghiệm cố định (ví dụ: sự kết hợp cố định nhiệt độ và độ mặn). WQC có nguồn gốc từ phòng thí nghiệm này có thể không bảo vệ được đối với các hệ sinh thái biển khác nhau bởi vì điều kiện môi trường trong môi trường tự nhiên thường rất khác với môi trường phòng thí nghiệm. Trong thực tế, các điều kiện môi trường khác nhau giữa các vùng địa lý khác nhau (ví dụ như vùng nhiệt đới so với các vùng ôn đới); thậm chí ở cùng một khu vực, các điều kiện môi trường như nhiệt độ nước và độ mặn thay đổi theo mùa. Những thay đổi này có thể ảnh hưởng đáng kể đến độc tính của kim loại đối với sinh vật biển.
Trong thập kỷ qua, các nhà khoa học môi trường đã tìm kiếm một cách để dự đoán độc tính của kim loại và lấy WQC của họ để bảo vệ đa dạng sinh học và tính toàn vẹn của các hệ sinh thái biển với các điều kiện môi trường khác nhau. Nhiệm vụ này là cực kỳ quan trọng để bảo vệ môi trường.
Giáo sư Kenneth Leung, Phó Giám đốc Trường Khoa học Sinh học và Khoa học thuộc Viện Khoa học Hàng hải Swire thuộc HKU, cùng với Giáo sư Wu Fengchang, Giám đốc Phòng thí nghiệm trọng điểm quốc gia về Đánh giá môi trường và Đánh giá rủi ro tại Viện nghiên cứu khoa học môi trường Trung Quốc (CRAES) ) và Viện sĩ của Học viện Kỹ thuật Trung Quốc để cùng nhau giải quyết vấn đề toàn cầu này. Nhóm của họ đã dành ba năm nỗ lực để phát triển một mô hình thực nghiệm mới để ước lượng độc tính và phát sinh WQC cho kim loại và kim loại trong môi trường biển ven biển với các chế độ nhiệt độ và độ mặn thay đổi. Phương pháp của họ dựa trên sự tích hợp các phân bố độ nhạy của các loài có nhiệt độ và độ mặn (SSD) với mô hình quan hệ đặc trưng ion định lượng (QICAR), trong khi các phần của kết quả mô hình của họ được xác thực bằng dữ liệu thực nghiệm. Nhóm nghiên cứu cũng phân tích dữ liệu môi trường thời gian thực về nhiệt độ bề mặt biển và độ mặn ở các phần khác nhau của thế giới và áp dụng mô hình của chúng để lấy WQC tạm thời cho hơn 30 kim loại và kim loại.
Nhóm nghiên cứu, lần đầu tiên sử dụng thành công dữ liệu lớn và phát triển mô hình mới để dự đoán độc tính kim loại và phát sinh WQC cụ thể tại các môi trường biển khác nhau trên toàn thế giới. Sự đổi mới quan trọng này đã được công bố trên số ra mới nhất của tạp chí khoa học và công nghệ môi trường quốc tế .
Kết quả cho thấy độc tính kim loại đối với sinh vật biển thường tăng theo nhiệt độ nước biển tăng, nhưng độc tính kim loại được tìm thấy là thấp nhất ở độ mặn tối ưu và tăng khi độ mặn tăng hoặc giảm từ độ mặn tối ưu. Nếu một WQC của kim loại có nguồn gốc từ thí nghiệm trong phòng thí nghiệm được tiến hành ở nhiệt độ và độ mặn tối ưu, thì WQC không thể bảo vệ cho sinh vật biển đang sống trong môi trường có nhiệt độ cao hơn và độ mặn thấp hơn.
Kết quả cũng cho thấy rằng các loài sinh vật biển sống trong vùng nước ấm hơn ở vùng nhiệt đới (bao gồm Hồng Kông và Nam Trung Quốc) dễ bị nhiễm độc kim loại hơn so với các đối tác ôn đới của chúng. Nhiều chính phủ ở châu Á như Hồng Kông và Hàn Quốc thường sử dụng dữ liệu độc tính ôn đới để phát sinh WQC hoặc trực tiếp áp dụng WQC từ châu Âu và Bắc Mỹ, nhưng việc sử dụng thay thế thông tin ôn đới để bảo vệ hệ sinh thái biển nhiệt đới gây ra sự không chắc chắn cao .
Phương pháp mới được phát triển bởi nhóm nghiên cứu sẽ cải thiện đáng kể việc quản lý kim loại và kim loại trong môi trường biển ven biển trên toàn thế giới, vì các nhà quản lý môi trường có thể sử dụng phương pháp này để lấy WQC cho trang web tạm thời nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho việc bảo vệ hệ sinh thái tốt hơn. của biến đổi khí hậu toàn cầu.
Giáo sư Wu Fengchang cho biết: “Giáo sư Kenneth Leung và nhóm của ông ở HKU đã tiết lộ hồ sơ độc tính về nhiệt độ và độ mặn phụ thuộc vào các chất gây ô nhiễm khác nhau và tạo ra các tập dữ liệu thực nghiệm có liên quan, trong khi nhóm của chúng tôi tại CRAES rất giỏi trong mô hình mối quan hệ cấu trúc hoạt động định lượng cho độc tính kim loại. Kiến thức và kỹ năng bổ sung của chúng tôi là điều kiện tiên quyết cho sự thành công của dự án hợp tác này. Chúng tôi rất vui mừng được làm việc cùng nhau ”.
Giáo sư Wu cũng cho rằng kết quả của nghiên cứu này sẽ mang lại lợi ích to lớn trong việc tạo ra WQC kim loại cho các phần khác nhau của môi trường biển ở Trung Quốc và xa hơn nữa.
Giáo sư Kenneth Leung nói: “Ở Hồng Kông, độ mặn ở vùng biển phía tây tương đối thấp do nước ngọt chảy ra từ sông Châu Giang, trong khi độ mặn ở vùng biển phía đông luôn cao do ảnh hưởng chủ yếu của dòng đại dương từ Thái Bình Dương và Nam Với sự khác biệt về độ mặn như vậy, phương pháp được nhóm nghiên cứu phát triển có thể được áp dụng một cách dễ dàng để lấy được WQC tạm thời của kim loại để bảo vệ tốt hơn hệ sinh thái biển phía Đông và Tây của Hồng Kông. “
“Phương pháp mới của chúng tôi không chỉ cho phép các quốc gia khác nhau lấy được WQC của kim loại để bảo vệ môi trường biển của họ, nó cũng mang lại lợi ích kinh tế xã hội cho các xã hội trên toàn thế giới. trong các thử nghiệm, giết ít loài động vật hơn, và tiết kiệm rất nhiều tiền và thời gian để tiến hành các xét nghiệm như vậy. ” Giáo sư Leung nói thêm.
Nhóm nghiên cứu sẽ tiếp tục điều tra ảnh hưởng của chất hữu cơ hòa tan và lơ lửng về độc tính của kim loại trong nước biển, nhằm cải thiện mô hình của chúng. Họ cũng sẽ sử dụng dữ liệu giám sát dựa trên thực địa về nồng độ kim loại và đa dạng sinh học biển để xác nhận WQC tạm thời có nguồn gốc của chúng trong các nguồn nước khác nhau.
Dự án nghiên cứu này được tài trợ một phần bởi Hội đồng tài trợ nghiên cứu thông qua một quỹ nghiên cứu chung.
Nguồn: https://www.sciencedaily.com/releases/2018/05/180507111843.htm
