Trong những năm gần đây, nhiều vùng biển xảy ra hiện tượng chết hàng loạt của các sinh vật thủy sinh, bao gồm cả những loài vật nuôi trong ao đìa hay lồng bè khi có sự thay đổi màu nước ở đó. Báo chí hay người dân thường gọi hiện tượng này là “thủy triều đỏ” hoặc quy kết cho chất lượng môi trường hoặc một tai biến thiên nhiên nào khác. Khuôn khổ bài viết này chỉ đề cập đến những tai biến liên quan đến cái gọi là “thủy triều đỏ” mà chưa đề cập đến các nguyên nhân “môi trường” hay “tai biến thiên nhiên khác”. Năm nọ, cả một vùng rộng lớn ven bờ huyện Tuy Phong (Phan Rí, Bình Thuận) bốc mùi hôi thối, khu hệ thủy sinh vật sát bờ gần như bị tiêu hủy dưới một lớp bùn dày lên tới 10 cm. Và cứ như một chu kỳ, vùng biển Phan Thiết (Bình Thuận) độ vào thời kỳ gió mùa Tây Nam từ 7 đến tháng 9, lại xuất hiện từng đám bọt trắng được sóng đẩy tắp vào bờ cùng với màu màu xanh sậm của nước trộn lẫn với các bong bóng hình cầu nhỏ từ lớn 1-2 mm đến hơn 10-15 mm.
Ngay những ngày gần đây, trên các phương tiện thông tin đại chúng cũng đưa tin về hiện tượng này xuất hiện ở biển Phú Quốc (https://vnexpress.net/thuy-trieu-do-xuat-hien-o-bien-phu-quoc-4757814.html).
Đó là hiện tượng mà người ta hay gọi là “thủy triều đỏ”, mà thực chất nó chẳng đỏ một chút nào. Vậy đó là hiện tượng gì và bản chất của nó như thế nào? Tác động lợi/hại của nó ra sao?
Hiện tượng này là gì? Các nhà khoa học đã khám phá điều gì qua hiện tượng này?
“Tảo nở hoa” hay “thủy triều đỏ” hay “nở hoa nước” là một thuật ngữ thông thường để mô tả một hiện tượng sinh học trong thủy vực, đó là sự phát triển nhanh chóng làm gia tăng số lượng tế bào của bất kỳ một loài vi tảo đơn bào trong môi trường nước mà chúng ta chỉ có thể ghi nhận được bằng mắt qua sự thay đổi màu của nước. Nó có thể đỏ, xanh, vàng, nâu, v.v. tùy thuộc vào sắc tố của loài gây ra hiện tượng này. Nó cũng chẳng liên quan gì đến thủy triều, có chăng chỉ nhờ thủy triều đưa vào bờ. Vì vậy, gọi đó là “thủy triều đỏ” chưa thực sự mô tả đủ đặc điểm bản chất của nó. Giới khoa học hay gọi hiện tượng này tà “tảo nở hoa gây hại”.
Tảo nở hoa được thủy triều hay sóng đưa vào vùng ven bờ có thể tạo thành đám bọt lớn (Hình 2); tại đây chúng tiếp tục phát triển cho đến khi tàn lụi và lắng xuống nền đáy, bề mặt trầm tích, vì thế làm thiếu hụt một lượng oxy cần thiết cho nhóm sinh vật trên nền đáy (epifauna) hoặc vùi trong trầm tích đáy (infauna). Các nhà khoa học của Viện Hải dương học đã tìm thấy loài hai mảnh vỏ và các loài cá bơn trong vùng biển Hàm Thuận Nam chết hàng loạt có khả năng liên quan đến sự tụt giảm oxy trong cuối kỳ nở hoa của loài tảo sợi bám – Phaeocystis globosa (Hình 3). Sự bùng phát mật độ của tảo Sợi bám Phaeocystis globosa cũng xảy ra ở phía bắc Việt Nam, đảo Cát Hải đã làm chết 2.000 tấn nghêu (Merethrix merethrix).
Các sự kiện tảo nở hoa gần đây ở Việt Nam đã được báo cáo gây thiệt hại cho sinh vật nuôi ở nhiều nơi. Sự nở hoa của loài Tripos furca:ở Cát Bà đã làm chết 11 tấn cá nuôi các loại như cá bớp (cobia), cá hồng (snapper) và cá mú (grouper); ở cảng Nghi Sơn (Thanh Hóa) đã ảnh hưởng tới 21/66 hộ nuôi làm 48 tấn cá bị chết thiệt hại ước tính 8 tỉ đồng (Hình 4). Năm 2016, sự nở hoa của loài tảo này ở vịnh Vân Phong đã làm chết nhiều tấn cá bớp, tôm hùm, ốc hương và các loài thủy sinh khác, gây thiệt hại cho người dân nhiều tỉ đồng.
Trên thế giới, vào năm 1994, sự nở hoa của các loài tảo hai roi Tripos (Ceratium) furca và Prorocentrum micans ở Vịnh St. Helena trên bờ biển phía tây Nam Phi đã gây ra sự chết hàng loạt của khoảng 60 tấn tôm hùm đá và 1.500 tấn cá, gồm khoảng 50 loài, dạt vào bờ biển (Hình 5). Cá đối Liza richardsoni chiếm phần lớn tỷ lệ cá chết, phần còn lại chủ yếu là cá mập và cá sống ở đáy; nguyên nhân được xác định là do ngộ độc hydrogen sulfide (H2S) từ sự phân hủy xác các loài vi tảo nở hoa và nồng độ oxy được duy trì ở mức <5,5 mL/L ở vùng nước đáy của Vịnh.
Sự nở hoa của vi tảo không những tác động lớn đến các ngành kinh tế thủy sản mà còn ảnh hưởng đến ngành công nghiệp không khói (du lịch). Nhiều bãi tắm, khu biển dành cho du khách phải đóng cửa do sự xuất hiện dày đặc của một số loài vi tảo gây ảnh hưởng đến người tắm biển. Tuy vậy, đôi khi các tảo hai roi với mật độ vừa phải (không dày đặc) có thể là nơi thu hút khách du lịch do hiện tượng phát quang của chúng vào ban đêm tạo hiệu ứng lân tinh đẹp mắt.
Những sự kiện tảo nở hoa này có thể nhìn thấy bằng mắt thường nhưng trong tự nhiên có nhiều loài tảo đủ gây hại khi chúng chỉ ở mật độ rất thấp, chỉ vài trăm tế bào trong 1 lít nước. Đó là các loài tảo độc.
Các loài vi tảo sản sinh độc tố và các dạng ngộ độc
Nhiều loài tảo sản sinh độc tố, thường là để tránh bị ăn bởi các sinh vật khác. Tuy nhiên, khi chúng tồn tại trong thủy vực ở mật độ nhất định, độc tố của chúng được tích lũy trong chuỗi thức ăn và cuối cùng, sinh vật tiêu thụ ở đỉnh chuỗi thức ăn sẽ bị ngộ độc. Độc tố của vi tảo không màu, không mùi vị, không làm thay đổi vị ngon của thực phẩm và không thể phá hủy ở nhiệt độ cao trong quá trình đun nấu; thậm chí độc tố còn có thể lưu giữ nhiều năm trong các thực phẩm biển đóng hộp bảo quản trong điều kiện nhiệt độ thấp. Hiện nay có 6 triệu chứng ngộ độc khi tiêu thụ các thực phẩm bị nhiễm độc tố tảo.
i. Ngộ độc mất trí nhớ tạm thời (Amnesic shellfish poisoning – ASP):
Hội chứng này có thể đe dọa tính mạng. Nguyên nhân là do axit domoic được sản sinh bởi một nhóm vi tảo được tích tụ trong động vật ăn lọc, điển hình là các loài nghêu – sò. Tiêu thụ các loài sinh vật này gây ngộ độc ở người. Độc tố này dường như cũng có thể được tích lũy trong cá, do đó nguy cơ đối với con người có thể nghiêm trọng hơn những gì người ta tin trước đây. Ngộ độc được đặc trưng bởi các rối loạn tiêu hóa và thần kinh bao gồm mất trí nhớ. Nhiễm độc ASP ở người hiện nay chủ yếu được biết đến ở Canada, châu Âu và Mỹ. Tảo silic Pseudo-nitzschia là nguyên nhân gây nhiễm độc.Ở Việt Nam, có thể có đến 15 loài trong tổng số khoảng 30 loài hiện được biết trên thế giới.
ii. Ngộ độc Ciguatera (Ciguatera Fish Poisoning – CFP):
Độc tố CFP được tích lũy trong một số loài cá ở rạn san hô nhiệt đới, nhìn chung không gây chết người, mặc dù đã có trường hợp tử vong được ghi nhận. Ciguatera gây rối loạn tiêu hóa, thần kinh và tim mạch và quá trình phục hồi thường mất nhiều tháng hoặc thậm chí nhiều năm. Điểm nguy hiểm của dạng ngộ độc này là trạng thái đảo chiều cảm giác ở người bị nhiễm, như thấy nóng khi sờ vào vật lạnh và ngược lại. Dạng ngộ độc này phân bố rộng rãi ở vùng nhiệt đới. Giám sát để xác định hàm lượng độc tố ciguatoxin và maitotoxin là điều không dễ dàng. Các loài Gambierdiscus là các nhà sản sinh chủ yếu các độc tố ciguatoxins. Trên thế giới có 18 loài Gambierdiscus. Dự án VINIF.2022.DA00079 (Phân tích các dẫn liệu hình thái và di truyền về 50 loài vi tảo có khả năng gây hại trong vùng biển Việt Nam) do Quỹ VinIF tài trợ có mục tiêu xác định chính thức về hình thái học và số liệu phân tử của 5 loài, trong đó loài G. vietnamensis là loài mới cho khoa học.
iii. Ngộ độc gây tiêu chảy (Diarrhetic shellfish poisoning – DSP):
Điển hình của sự ngộ độc DSP là bị tiêu chảy do rối loạn tiêu hóa khi tiêu thụ các loài hai mảnh vỏ bị nhiễm độc tố từ các loài tảo hai roi Dinophysis. Các loài phổ biến ở Việt Nam là Dinophysis caudata, D. hastata, D. miles, và D. mitra.
iv. Ngộ độc thần kinh (Neurotoxic shellfish poisoning – NSP):
Các loài hai mảnh vỏ tích lũy độc tố brevetoxins được sản sinh bởi tảo hai roi Karenia breve. Chưa thấy tài liệu mô tả về loài này ở Việt Nam.
v. Ngộ độc gây liệt cơ (Paralytic shellfish poisoning – PSP):
Hội chứng nhiễm độc này đe dọa tính mạng kèm theo ảnh hưởng đến thần kinh. Không có thuốc giải độc cho PSP. Các thống kê toàn cầu về sự ngộ độc này cho thấy số ca đã tăng lên rõ rệt trong vài thập kỷ qua. Mỗi năm có khoảng 2.000 trường hợp nhiễm PSP được báo cáo, với tỷ lệ tử vong là 15%. Các loài tảo hai roi Alexandrium có khả năng sản sinh các độc tố saxitoxins, gonyautoxins và các đồng phân. Ở Việt Nam có khoảng 17-19 loài Alexandrium so với khoảng 30 loài trên thế giới. Độc tố PSP chặn các kênh natri phụ thuộc vào điện áp, ức chế dẫn truyền thần kinh và cuối cùng dẫn đến tê liệt cơ và suy hô hấp. Cơ chế tương tự cũng được chia sẻ bởi một loại độc tố khác – tetrodotoxin, một trong những chất độc hải sản nguy hiểm nhất, liên quan đến việc tiêu thụ hầu hết các loài cá nóc.
vi. Ngộ độc Azaspiracid (Azaspiracid shellfish poisoning- AZP):
Đây là dạng ngộ độc mới, các triệu chứng giống như sự ngộ độc DSP, các hội chứng về thần kinh cũng được phát hiện. Tuy vậy chưa thấy có ca tử vong nào được báo cáo.
Độc tố vi khuẩn lam
Trong số hơn 2.000 loài vi khuẩn lam, chỉ có khoảng 80 loài tạo ra độc tố. Thật không may, không thể xác định liệu các vi khuẩn lam nở hoa có chứa chất độc hay không chỉ bằng cách quan sát bằng mắt. Do đó, tất cả các loài tảo xanh lam nở hoa đều được coi là độc hại cho đến khi được chứng minh là vô hại. Có nhiều loại tảo vô hại có bề ngoài giống tảo xanh lam và việc phân biệt chúng thường đòi hỏi phải có xét nghiệm chuyên môn. Vi khuẩn lam có thể tạo ra độc tố ảnh hưởng đến hệ thần kinh (độc tố thần kinh), gan (độc tố gan) hoặc da (độc tố da).
Chất độc thần kinh phát tác trong vòng 60 phút sau khi tiếp xúc. Các dấu hiệu lâm sàng bao gồm cứng cơ, tê liệt, run, co giật, tiết nước bọt quá nhiều, nôn mửa, tiêu chảy, tích tụ dịch trong phổi và liệt cơ hoành, có thể dẫn đến tử vong. Chất độc thần kinh có thể gây tử vong trong vòng vài phút đến vài giờ sau khi tiếp xúc. Trên thực tế, gia súc uống nước từ ao bị nhiễm vi khuẩn lam độc thường chết ngay ở mép nước.
Độc tố gan xuất hiện trong vòng bốn giờ sau khi tiếp xúc. Các dấu hiệu lâm sàng bao gồm nôn mửa, tiêu chảy (có thể có máu hoặc đen), nướu nhợt nhạt hoặc vàng, lượng đường trong máu thấp, lượng protein thấp và chảy máu. Những dấu hiệu này xảy ra do gan không thể sản xuất ra các thành phần đông máu quan trọng.
Chất độc da có thể gây ngứa, tấy đỏ và phồng rộp da trong vòng vài giờ sau khi tiếp xúc. Những dấu hiệu này không gây tử vong nhưng có thể mất vài ngày đến vài tuần mới khỏi và gây khó chịu cho người bệnh.
Cả hai loại tảo nở hoa và tảo độc được gọi chung là tảo gây hại. Vậy làm thế nào để phòng tránh tảo gây hại?
Phòng tránh tảo gây hại
Có khoảng hơn 200 loài vi tảo có khả năng nở hoa và 1/3 số loài trong đó có thể sản sinh độc tố gây nguy hại cho môi trường và cho sức khỏe cộng đồng. Giải pháp phòng tránh tốt nhất là cần biết:
i. Tảo nở hoa là một hiện tượng sinh học tự nhiên có liên quan đến các điều kiện môi trường. Sự gia tăng hoạt động của con người ở vùng ven biển cũng góp phần gây nên sự nở hoa.
ii. Tảo nở hoa cần được giám sát, theo dõi và cảnh báo sớm để giảm thiểu các tác hại của chúng, đặc biệt là nuôi trồng thủy sản ven biển, trong sông, hồ, v.v.
iii. Độc tố của tảo độc có thể được tích lũy bằng con đường sinh học qua sự ăn lọc của các loài hai mảnh vỏ hay qua chuỗi thức ăn trong rạn san hô. Việc giám sát cả thành phần loài vi tảo độc và độc tố trong nghêu-sò-ốc và các loài cá sống trong rạn như cá hồng, cá mú, cá chình, cá bò da, cá nhồng là cần thiết để bảo đảm an toàn thực phẩm biển.
Ở nhiều quốc gia phát triển, kiểm soát tảo độc và độc tố tảo trở thành các quy trình thường quy để đảm bảo an toàn thực phẩm. Mặt khác, những quốc gia này ban hành các yêu cầu về kiểm định khắt khe các loài tảo/độc tố tảo cho các quốc gia xuất khẩu các sản phẩm thực phẩm biển vào thị trường của họ.
Tác giả: GS.TS. Nguyễn Ngọc Lâm và GS.TS. Đoàn Như Hải, Viện Hải dương học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
Biên tập: Quỹ đổi mới sáng tạo Vingroup (VinIF).
Tài liệu tham khảo
[1]. https://hab.ioc-unesco.org/what-are-harmful-algae/
[2]. https://vnexpress.net/thuy-trieu-do-xuat-hien-o-bien-phu-quoc-4757814.html
[3].https://vietnamnet.vn/gan-50-tan-ca-chet-bat-thuong-la-do-thuy-trieu-do-326020.html
[4]. Nguyen‐Ngoc, L., Larsen, J., Doan‐Nhu, H., Nguyen, X.V., Chomérat, N., Lundholm, N., Phan‐Tan, L., Dao, H.V., Nguyen, N.L., Nguyen, H.H. and Van Chu, T., 2023. Gambierdiscus (Gonyaulacales, Dinophyceae) diversity in Vietnamese waters with description of G. vietnamensis sp. nov. Journal of Phycology, 59(3), pp. 496-517. ISSN 0022-3646.
[5]. Pisapia, F., Holland, W.C., Hardison, D.R., Litaker, R.W., Fraga, S., Nishimura, T., Adachi, M., Nguyen-Ngoc, L., Séchet, V., Amzil, Z. and Herrenknecht, C., 2017. Toxicity screening of 13 Gambierdiscus strains using neuro-2a and erythrocyte lysis bioassays. Harmful Algae, 63, pp.173-183. ISSN 1568-9883
[6]. Lim, P.T., Sato, S., Van Thuoc, C., Tu, P.T., Huyen, N.T.M., Takata, Y., Yoshida, M., Kobiyama, A., Koike, K. and Ogata, T., 2007. Toxic Alexandrium minutum (Dinophyceae) from Vietnam with new gonyautoxin analogue. Harmful Algae, 6(3), pp.321-331. ISSN 1568-9883
[7]. Nguyen-Ngoc, L., Doan-Nhu, H., Phan-Tan, L., Huynh-Thi, D.N., Nguyen-Tam, V., Pham, A.H., Tran-Thi, H.M. and Tester, P., 2022. Seasonal occurrence of the potentially toxic benthic armoured dinoflagellates in Nha Trang Bay, South Central Coast of Viet Nam. Regional Studies in Marine Science, 55, p.102627. ISSN 2352-4855.
[8]. Tong, T.T.V., Le, T.H.H., Tu, B.M. and Le, D.C., 2018. Spatial and seasonal variation of diarrheic shellfish poisoning (DSP) toxins in bivalve mollusks from some coastal regions of Vietnam and assessment of potential health risks. Marine pollution bulletin, 133, pp.911-919. ISSN 0025-326X.
[9]. Hai, D.N., Lam, N.N. and Dippner, J.W., 2010. Development of Phaeocystis globosa blooms in the upwelling waters of the South Central coast of Viet Nam. Journal of Marine Systems, 83(3-4), pp.253-261. ISSN 0924-7963
[10]. Nguyen‐Ngoc, L., Doan‐Nhu, H., Larsen, J., Phan‐Tan, L., Nguyen, X.V., Lundholm, N., Van Chu, T. and Huynh‐Thi, D.N., 2021. Morphological and genetic analyses of Ostreopsis (Dinophyceae, Gonyaulacales, Ostreopsidaceae) species from Vietnamese waters with a re‐description of the type species, O. siamensis. Journal of Phycology, 57(3), pp.1059-1083.
[11]. Larsen, J. and Nguyen, N.L., 2004. Potentially toxic microalgae of Vietnamese waters Opera Botanica 140: 1-216 pp. Copenhagen, Denmark: Council for Nordic Publications in Botany. ISBN 87-88702-85-5