Nghiên cứu cơ sở khoa học và thực tiễn nhằm xây dựng, thử nghiệm bộ chỉ thị sinh học phục vụ quan trắc môi trường các lưu vực sông của việt nam áp dụng thử nghiệm cho lưu vực sông nhuệ đáy thiết kế chương trình quan trắ

Cấu trúc mạng lưới và các điểm quan trắc môi trường nước lưu vực sông Nhuệ - sông Đáy .... Xuất phát từ tình hình thực tế, cần thiết phải xây dựng một bộ chỉ thi sinh học môi trường nước

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG

CỤC BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG

MỤC LỤC

Trang

I MỞ ĐẦU 2

II NỘI DUNG 3

II.1 XÁC ĐỊNH VÀ ĐỀ XUẤT BỘ CHỈ THỊ SINH HỌC CHO HỆ SINH THÁI LƯU VỰC SÔNG NHUỆ ĐÁY 3

II.1.1 Sử dụng động vật đáy cỡ lớn (Macrobenthos) để đánh giá nhanh chất lượng nước 4

II.1.2 Sử dụng chỉ số đa dạng đánh giá chất lượng nước 5

II.2 THIẾT KẾ CHƯƠNG TRÌNH QUAN TRẮC LVS NHUỆ ĐÁY 7

II.2.1 Xác định kiểu/loại quan trắc 8

II.2.2 Ranh giới khu vực quan trắc 9

III Thành phần môi trường và thông số quan trắc 10

IV Cấu trúc mạng lưới và các điểm quan trắc môi trường nước lưu vực sông Nhuệ - sông Đáy 12

IV.1 Cấu trúc mạng lưới 12

IV.2 Các điểm quan trắc 13

IV.2.1 Số lượng các điểm quan trắc (bảng tổng hợp theo khu vực quan trắc) .13

IV.2.2 Thông tin về các điểm quan trắc 14

IV.2.3 Sơ đồ các điểm quan trắc 28

V Thời gian và tần suất quan trắc 29

VI Phương pháp quan trắc 29

VI.1 Phương pháp lấy mẫu và đo đạc tại hiện trường 29

VI.2 Phương pháp đo đạc và phân tích 30

VII Chế độ kiểm chuẩn thiết bị 32

VIII KẾT LUẬN 33

I MỞ ĐẦU

Hoạt động quan trắc môi trường ở Việt Nam ngày càng tốt lên kể từ khi Luật Bảo vệ Môi trường được ban hành và áp dụng Trong hoạt động quan trắc môi trường nói chung không chỉ có hoạt động của các trạm Quan trắc thuộc mạng lưới Quan trắc môi trường Quốc gia còn có các trạm thuộc các địa phương và một số ngành có liên quan khác

Trong thời gian qua, với nhiều nỗ lực và cố gắng, công tác bảo vệ môi trường ở nước ta đã có những chuyển biến tích cực Hệ thống chính sách, cơ chế từng bước được xây dựng và hoàn thiện phục vụ ngày càng hiệu quả cho công tác bảo vệ môi trường và mục tiêu phát triển kinh tế - xã hội bền vững Tài nguyên thiên nhiên đóng vai trò cực kỳ quan trọng đối với sự phát triển kinh tế - xã hội của quốc gia Thông tin, dữ liệu về tài nguyên và môi trường còn cung cấp cho các cơ quan quản lý nhà nước các cấp về thực trạng và diễn biến ô nhiễm của các thành phần môi trường, từ đó đề ra các biện pháp, chính sách giảm thiểu, xử lý ô nhiễm nhằm phục hồi môi trường

Các nghiên cứu đã cho thấy, sử dụng sinh vật chỉ thị đánh giá môi trường

có thuận lợi, hiệu quả hơn so với phương pháp lý hoá học nhờ khai thác khả năng tích tụ các chất ô nhiễm trong cơ thể sinh vật và giá trị biểu thị tác động tổng hợp các yếu tố môi trường của sinh vật Cho tới nay, nhiều nước trên thế giới đã xây dựng bộ chỉ thị sinh học riêng cho quốc gia để đánh giá chất lượi môi trường nước Xuất phát từ tình hình thực tế, cần thiết phải xây dựng một bộ chỉ thi sinh học môi trường nước của Việt Nam

Chuyên đề này sẽ đề cập đến việc thiết kế chương trình quan trắc môi trường nước lưu vực sông Nhuệ Đáy sử dụng bộ chỉ thị sinh học

II NỘI DUNG

II.1 XÁC ĐỊNH VÀ ĐỀ XUẤT BỘ CHỈ THỊ SINH HỌC CHO HỆ SINH THÁI LƯU VỰC SÔNG NHUỆ ĐÁY

Trong thực tế hiện nay, đã có những công tác thu thập sinh vật nổi, sinh vật đáy ở các trạm giám sát môi trường nước ở nước ta, tuy vậy, cần xác định bộ chỉ thị sinh học để sử dụng trong sinh giám sát chất lượng nước phù hợp với điều kiện sinh thái của thủy vực và thực tế của Việt Nam

Như vậy, để phù hợp với điều kiện thực tế, đặc biệt tính khả thi trong việc

sử dụng các chỉ thị sinh học bao gồm cả chỉ số sinh học đánh giá chất lượng môi trường nước nói chung, môi trường nước của lưu vực sông Nhuệ Đáy nói riêng,

có thể đề xuất những chỉ thị sinh học chỉ thị cho các kiểu ô nhiễm nước chính như sau:

Chỉ thị ô nhiễm hữu cơ

• Nhóm sinh vật chỉ thị/quần xã sinh vật như Động vật KXS đáy cỡ lớn với bảng tính điểm BMWP để đánh giá nhanh chất lượng nước chảy một cách định lượng

• Các chỉ số đa dạng (H’, D)

• Chỉ số sinh học tổ hợp IBI (tính riêng cho cá)

Chỉ thị ô nhiễm kim loại nặng (Hg, Pb )

Thông qua phân tích sinh phẩm của:

• Nhóm trai sông họ Unionidae

• Nhóm rong

Chỉ thị mức độ dinh dưỡng thủy vực

• Mật độ tảo lam tấm (Microcystic spp.) và tảo si líc (Melosira spp.)

• Nhóm trùng bánh xe (Rotatoria), tảo mắt (Euglenophyta)

Ngoài ra, thời gian gần đây, trong dự án xây dựng bộ chỉ số đa dạng sinh vật cho Việt Nam, Mai Đình Yên (2007) đã xây dựng bộ chỉ số quan trắc đa dạng sinh học ĐNN nội địa bao gồm 15 chỉ số Trong đó, có 2 chỉ số liên quan đến hính thái thuỷ vực, 3 chỉ số liên quan tới chỉ số đa dạng, 3 chỉ số liên quan tới cá

và 4 chỉ số liên quan đến đa dạng thành phần loài động, thực vật bao gồm cả các nhóm sinh vật ngoại lai xâm hại

II.1.1 Sử dụng động vật đáy cỡ lớn (Macrobenthos) để đánh giá nhanh chất lượng nước

Nhóm động vật đáy cỡ lớn từ lâu đã là đối tượng được nghiên cứu sử dụng trong sinh giám sát môi trường nước bởi đây là một nhóm đa dạng có chu kỳ sống khá lâu Các loài động vật đáy sống tĩnh tại có phản ứng mạnh và thường có thể dự báo các ảnh hưởng đến môi trường Nhóm động vật đáy cỡ lớn ở sông suối

và hồ đã sớm được sử dụng trong sinh giám sát ô nhiễm hữu cơ Trên cơ sở các nhóm động vật đáy, hệ thống tính điểm số BMWP (Biological Monitoring Working Party) (Armitage et al., 1983) đã được các nhà sinh thái học Anh sử dụng để tiêu chuẩn hoá việc đánh giá chất lượng nước Hệ thống điểm BMWP đang hiện hành một số bảng tính điểm Trong đó, có hệ áp dụng ở Anh (theo Armitage et al., 1983) gọi là hệ tính điểm BMWPAnh, một hệ khác được cải tiến

và áp dụng ở Thái Lan (theo Stephan Mustow, 1997) gọi là hệ tính điểm BMWP

Thái

Ở Việt Nam, trong khuôn khổ hợp tác giữa một số cơ sở nghiên cứu của Anh như Hội Nghiên cứu thực địa và Viện Sinh thái nước ngọt với Khoa Sinh học Đại học KHTN-Đại học Quốc gia Hà Nội, các nhà khoa học hai nước đang nghiên cứu, điều chỉnh hệ thống tính điểm BMWP phù hợp với Việt Nam Tập hợp các hệ thống tính điểm đã có, hệ thống tính điểm BMWPVietnam phù hợp với đặc điểm khu hệ ĐVKXS và điều kiện môi trường tự nhiên của Việt Nam đã được đề xuất và sử dụng thử để tính toán và phân hạng chất lượng nước trong một số đề tài Hệ thống này sử dụng bậc phân loại (taxon) động vật đáy chỉ tới

họ

II.1.2 Sử dụng chỉ số đa dạng đánh giá chất lượng nước

Về lý thuyết, chỉ số đa dạng được xây dựng để đánh giá mức độ đa dạng thành phần loài của quần xã sinh vật Ở góc độ sinh thái học, các mức độ đa dạng còn chịu tác động của điều kiện môi trường Bởi vậy, các nhà chuyên môn đã xác định chất lượng môi trường gián tiếp theo chỉ số đa dạng Tuy nhiên, tuỳ theo điều kiện thực tiễn, các bậc phân hạng môi trường theo chỉ số đa dạng của các quần xã sinh vật ở nước, ở trên cạn có thể là khác nhau Trong đánh giá môi trường nước, Stau et all (1970) đã đưa ra bảng so sách mức độ phân hạng môi trường nước theo chỉ số đa dạng

Để đánh giá tính đa dạng của một quần xã thuỷ sinh vật trong thiên nhiên, người ta thường dùng cách tính toán một số hệ số đa dạng sinh học dùng cho một

số quần xã là đối tượng so sánh về tính đa dạng Nguyên tắc của các phương pháp tính toán này dựa trên mối quan hệ giữa số loài và số cá thể có trong một quần xã thuỷ sinh vật, và theo qui luật tính đa dạng của quần xã thay đổi khi hệ sinh thái thuỷ vực có biến đổi, đặc biệt khi bị ô nhiễm

Ưu điểm của cách tính các hệ số này là dễ thực hiện, áp dụng được cho mọi loại thuỷ vực, mọi loại quần xã; không phụ thuộc vào vị trí địa lý, thành phần phân loại học Mặt hạn chế của phương pháp này là chỉ áp dụng được cho một thuỷ vực có độ lớn nhất định, không cho biết được các thông tin về thành phần phân loại của loài do chỗ các loài có giá trị tính toán như nhau, và có hạn chế khi đánh giá mức độ biến đổi sinh thái của thuỷ vực vì ngay cả khi thuỷ vực ở tình trạng tự nhiên, tính đa dạng cũng có thể thay đổi do những nguyên nhân khác

Hệ số Shannon-Weiner

N

Ni N

Ni H

s i

ni

H′ = − ∑ lg2

S: Tổng số loài trong một mẫu thu

Ni: Số cá thể của loài i trong mẫu thu

N: Tổng số cá thể trong mẫu

Hệ số Shannon H ′ thường được dùng phổ biến trong việc đánh giá mức độ

ô nhiễm một thuỷ vực căn cứ vào hiện trạng tính đa dạng của quần xã thuỷ sinh vật sống trong đó, theo một bảng tính sẵn, có gía trị từ H ′>4.5 (rất sạch) tới

ln

1

−

=Trong đó: D là chỉ số đa dạng Margalef; S là tổng số loài trong mẫu; N là tổng số lượng cá thể trong mẫu

Hệ số Simpson

) 1 (

) 1 (

Ni Ni S

S: Tổng số loài trong một mẫu thu

Ni: Số cá thể của loài i trong mẫu thu

N: Tổng số cá thể trong mẫu

Bảng 2 Xếp hạng chất lượng nước theo chỉ số đa dạng

Chỉ số đa dạng Chất lượng nước

Nguồn : Stau et al., (1970)

Đối tượng sử dụng để tính chỉ số đa dạng tùy theo điều kiện thực tế có thể lựa chọn:

II.2 THIẾT KẾ CHƯƠNG TRÌNH QUAN TRẮC LVS NHUỆ ĐÁY

Nguyên tắc thiết kế của chương trình

- Phù hợp với các quy định trong các bộ luật: Luật Tài nguyên nước, Luật Bảo vệ môi trường, Luật Bảo vệ rừng và các văn bản pháp quy hiện hành có liên quan

- Không tách rời Chiến lược bảo vệ môi trường quốc gia, chiến lược quốc gia về tài nguyên nước và chiến lược phát triển KT - XH của các tỉnh thuộc lưu vực sông

- Đảm bảo tính hệ thống của môi trường nước trong lưu vực, không bị chia cắt bởi các ranh giới hành chính (nguyên tắc trực thuộc)

- Đối tượng quan trắc ưu tiên tập trung vào các đoạn sông bị ô nhiễm, các dòng chính có ảnh hưởng trực tiếp và sâu rộng đến nhu cầu sử dụng nước cho các đối tượng dùng nước (nguyên tắc sàng lọc)

- Đổi mới lộ trình thiết kế xây dựng Chương trình quan trắc theo hướng công khai, có sự tham gia của các địa phương nhằm đáp ứng kịp thời những đòi hỏi bức xúc của các địa phương (khách quan)

- Tận dụng tối đa mạng lưới điểm quan trắc đã và đang được thực hiện trên lưu vực nhằm khai thác, kế thừa chuỗi số liệu quan trắc đã có (nguyên tắc kế thừa)

- Chương trình có tính mềm dẻo, linh hoạt để có thể thích nghi với những yêu cầu mới, nhất là khi có những biến động phức tạp về môi trường ở lưu vực sông

Yêu cầu của chương trình

- Đảm bảo tính khách quan và khoa học cao;

- Đảm bảo thu thập đầy đủ, chính xác và kịp thời các thông tin về tình hình chất lượng nước mặt của lưu vực sông;

- Đảm bảo tính khả thi và phù hợp với nguồn lực sẵn có để triển khai thực hiện Chương trình một cách có hiệu quả;

- Tuân thủ đúng các bước trong bản Hướng dẫn đảm bảo chất lượng và kiểm soát chất lượng (QA/QC) trong quan trắc môi trường của Cục Bảo vệ môi trường, có bổ sung những điểm mới cho phù hợp với điều kiện thực tế của lưu vực sông

II.2.1 Xác định kiểu/loại quan trắc

Tùy thuộc vào mục tiêu, cần xác định kiểu, loại quan trắc là quan trắc nền, quan trắc tác động hay quan trắc tuân thủ Quan trắc môi trường nước mặt lưu vực sông Nhuệ - Đáy thuộc kiểu quan trắc tác động

II.2.2 Ranh giới khu vực quan trắc

Lưu vực sông Nhuệ - Đáy nằm trong phạm vi toạ độ 200 ÷ 21020' vĩ độ Bắc

và 1050 ÷ 106030' kinh độ Đông Các địa phận hành chính của các tỉnh nằm trong lưu vực quan trắc bao gồm:

- Tỉnh Hoà Bình bao gồm các huyện: Lương Sơn, Kim Bôi, Lạc Thuỷ và Yên Thuỷ

- Hà Nội bao gồm: huyện Từ Liêm, huyện Thanh Trì và các quận nội thành

- Tỉnh Hà Tây bao gồm: thị xã Hà Đông và các huyện: Đan Phượng, Hoài Đức, Thường Tín, Phú Xuyên, Thanh Oai, ứng Hoà, Chương Mỹ và Mỹ Đức

- Tỉnh Hà Nam bao gồm: thị xã Phủ Lý và các huyện Duy Tiên, Lý Nhân, Kim Bảng, Bình Lục và Thanh Liêm

- Tỉnh Nam Định bao gồm: thành phố Nam Định và các huyện: Nam Trực, Vụ Bản, Xuân Trường, Trực Ninh, Nghĩa Hưng, ý Yên, Giao Thủy và Hải Hậu

- Tỉnh Ninh Bình bao gồm: thị xã Ninh Bình, thị xã Tam Điệp và các huyện: Gia Viễn, Nho Quan, Hoa Lư, Yên Khánh, Yên Mô và Kim Sơn

Quan trắc môi trường nước được thực hiện trên các sông chính và các nhánh sông lớn của lưu vực sông Nhuệ và sông Đáy, bao gồm:

- Sông Nhuệ có chiều dài 72 km (từ Cống Liên Mạc đến cống Lương Cổ)

- Sông Đáy từ Vân Cốc đến cửa sông Đáy dài tổng cộng 245 km

- Các sông trong nội thành Hà Nội: sông Tô Lịch có chiều dài khoảng 14,6 km; sông Lừ dài khoảng 5,6 km; sông Sét dài khoảng 5,9 km và sông Kim Ngưu dài khoảng 11,8 km

- Sông Thanh Hà có chiều dài 40 km (từ núi đá vôi Kim Bôi đến Đục Khê)

- Sông Tích có chiều dài 110 km (bắt nguồn từ núi Tản Viên đổ vào sông Đáy tại

Ba Thá)

- Sông Hoàng Long có chiều dài dòng chính là 125 km

- Sông Châu Giang còn được gọi là sông Phủ Lý có chiều dài 27 km

- Sông Đào Nam Định có chiều dài khoảng 34 km (bắt nguồn từ sông Hồng phía

Nam cầu Tân Đệ, qua TP Nam Định gặp sông Đáy ở Hoàng Nam, huyện Nghĩa

Hưng)

- Sông Ninh Cơ có chiều dài khoảng 52 km, nối với sông Đáy qua kênh Quần

Liêu

Ngoài ra còn có các sông nội đồng và hồ lớn nằm trong khu vực nghiên

cứu như: sông Vân, sông Sắt, sông Vạc, sông Càn và các hồ Hoàng Liệt, Hồ

Tây, hồ Bảy Mẫu, hồ Suối Hai, hồ Quan Sơn, hồ Tân Xã,

III Thành phần môi trường và thông số quan trắc

Thành phần môi trường quan trắc Nhóm thông số

Mực nước Vận tốc dòng chảy

Chất rắn lơ lửng (SS)

IV Cấu trúc mạng lưới và các điểm quan trắc môi trường nước lưu vực sông Nhuệ - sông Đáy

IV.1 Cấu trúc mạng lưới

Mạng lưới quan trắc nước mặt lưu vực sông Nhuệ - sông Đáy được tổ chức theo 2 cấp khác nhau:

+ Mạng cấp 1: Mạng lưới các điểm quan trắc cấp 1 đại diện cho chất lượng

nước của khu vực khống chế Các điểm quan trắc thuộc mạng cấp 1 được đặt chủ yếu trên các sông, hồ chính trong lưu vực sông Nhuệ - sông Đáy

Thành phần quan trắc, bao gồm: Thuỷ văn, môi trường nước mặt, trầm tích đáy Môi trường nước mặt tập trung vào 3 nhóm chỉ thị là: hoá lý cơ bản, sinh học và độc học Đối với trầm tích đáy thành phần quan trắc tập trung vào nhóm chỉ thị độc học

+ Mạng cấp 2: Mạng lưới quan trắc các khu vực cụ thể, ít có tính đại diện,

là các khu vực chịu tác động cục bộ hoặc tổng hợp của một tác nhân nào đó trên lưu vực (quan trắc một dòng thải, một sông nhánh, kênh mương ) Mạng lưới các điểm quan trắc thuộc mạng này có thể phát triển vào các sông nhánh, kênh, mương, ao, hồ của các tỉnh trong lưu vực sông Nhuệ - sông Đáy

Thành phần quan trắc đối với mạng cấp 2: Chủ yếu là môi trường nước mặt

Chỉ tiêu quan trắc là nhóm chỉ tiêu hoá lý cơ bản, thuỷ văn và tuỳ theo đặc trưng

ô nhiễm từng điểm có thể áp dụng nhóm chỉ tiêu độc học

IV.2 Các điểm quan trắc

IV.2.1 Số lượng các điểm quan trắc (bảng tổng hợp theo khu vực quan trắc)

Số điểm quan trắc Khu vực quan trắc Thuỷ

văn

Hoá lý

cơ bản

Sinh học

Bùn lắng

Các sông nội thành Hà Nội 10 13 13 10

Các cống thải trên lưu vực

sông

1 4 4 0

IV.2.2 Thông tin về các điểm quan trắc

Mạng cấp 1: 44 điểm

Tọa độ quan trắc

Thuộc sông

Thuộc huyện/

tỉnh Vĩ độ Kinh

độ

Nhóm chỉ thị hoá lý

cơ bản

Nhóm chỉ thị sinh học

Nhóm chỉ thị độc học

105°46

5' Tất cả Tất cả

Pb, Cd, dầu mỡ

3 Cự Đà ND_1_3 -nt- Thanh Trì,

Hà Nội

20°56.1'

105°48

3' -nt- Tất cả

Tất cả trừ dư lượng TBVTV

4 Cầu Chiếc ND_1_4 -nt- Thường Tín, Hà

Tây

20°52.1'

105°50

0'

- nt - - nt - Tất cả

trừ dầu, Phenol

5 Đồng

Quan ND_1_5 -nt-

Phú Xuyên,

Hà Tây

20°47.3'

105°50

5'

- nt - - nt - Tất cả

trừ Phenol

6 Cống Thần ND_1_6 -nt-

Phú Xuyên,

Hà Tây

20°41.5' 105°53.6'

- nt - - nt - - nt -

7 Cống Nhật Tựu ND_1_7 -nt- Duy Tiên, Hà Nam 20°38.2' 105°54.3' -nt- Tất cả

Tất cả trừ Phenol

8 Đò Kiều ND_1_8 -nt-

Kim Bảng, Hà Nam

20°35.0'

105°55

5'

- nt - - nt - - nt -

Tọa độ quan trắc

Thuộc sông

Thuộc huyện/

tỉnh Vĩ độ Kinh

độ

Nhóm chỉ thị hoá lý

cơ bản

Nhóm chỉ thị sinh học

Nhóm chỉ thị độc học

9 Cầu Hồng Phú ND_1_9 -nt-

Thị xã Phủ Lý,

Hà Nam

20°32.4'

20°31.4'

20°30.5' 105°54.6' - nt - Tất cả - nt -

16 Thanh Tân ND_1_16

- nt - Thanh

Liêm, Hà Nam

20°26.4' 105°54.2'

20°22.8'

105°55

5' - nt - Tất cả - nt -

18 Gia ND_1_1 - nt - Gia Viễn, 20°21.6 105°55 - nt - Tất cả - nt -