điều tra mức độ đa dạng sinh học các loài động vật đáy không xương sống cỡ lớn làm cơ sở để đánh giá chất lượng môi trường nước hồ trị an

.Ngoài mục tiêu đánh giá hiện trạng chất lượng và xu hướng biến đổi chất lượng nước trong thủy vực, kết quả quan trắc sinh học còn hỗ trợ hiệu quả trong quá trình nghiên cứ ảnh hưởng đến

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP HCM

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP HCM

Tôi

Trường Đại học Kỹ thuật Công nghệ TP HCM

” là của riêng tôi Các số liệu, kết quả nêutrong

là trung thực và

Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã đượccảm

ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đã được chỉ rõ nguồn gốc

KS.P hạm Văn Miên

ảm ơn gia đình và bạn bè đã luôn động viên và bên

c tôi trong chặng được học tập và nghiên cứ

M ỤC LỤC

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT iii

iv

v

1

6

6

1.2 Ứng dụng ĐVĐKXSCL trong quan trắc sinh học 7

1.2.1 Trên thế giới 7

13

1.3 Các chỉ số sinh học thường được sử dụng trong quan trắc sinh học 16

1.3.1 Chỉ số thể hiện sự đa dạng của quần xã sinh vật 16

ồng Soresen, 1948 (Similarity index) 17

1.3.3 Ch ỉ số ưu thế 17

1.3.4 Chỉ số sinh học Trent (Cairns) (1968) 17

1.3.5 Chỉ số sinh học Chandler (Chandler, 1970) 18

1.3.6 Ch ỉ số sinh học BMWP (Biological Monitoring Working Party Score) 19 1.3.7 Đánh giá sức khỏe sinh thái sông 19

20

22

22

23

23

– vi sinh 24

26

26

– vi sinh 27

29

– vi sinh 30

32

– .32

35

35

38

Shannon – Wienner 42

44

3.4.1 Mối tương quan giữa số .44

3.4.2 M ối tương quan giữ .46

3.4.3 M ối tương quan giữa chỉ số .47

50

50

51

TÀI LIỆU THAM KHẢO 53

1 Tiếng Việt 53

2 Tiếng nước ngoài 54

PHỤ LỤC 1

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

WQI: Chỉ số chất lượng nước

MRC: Mekong River Commission

Bảng 2.1 Vị trí tọa độ thu mẫu ĐVĐKXSCL 22

Bảng 2.2.Phương pháp đo đạc tại hiện trường 25

2.3.Phương pháp bảo quản mẫu theo TCVN đối với từng loại thông số 25

2.4.Phương pháp phân tích phòng thí nghiệ – vi sinh 28

Bảng 2.5 Thang ựa trên chỉ số H’ 29

Bảng 2.6 Các giá trị tương quan theo R2 30

Bảng 3.1 Thành phầ 32

Bả 33

Bảng ế tại hồ Trị An tháng 04/2012 38

Bả ế tại hồ Trị An tháng 08/2012 39

Bảng 3.5.Chỉ số H’ nhóm ĐVĐKXSCL tại hồ Trị 08 năm 2012 42

Bảng 3.6 Giá trị R2 giữa số loài và các yếu tố 44

Bảng 3.7 Giá trị R2 giữ ếu tố 47

Bảng 3.8 Giá trị R2 giữ ếu tố 47

Hình 2.1 Bản đồ vị trí thu mẫu 23

Hình 2.2 Quá trình thu mẫu ĐVĐKXSCL 24

2.3 ẫu ĐVĐKXSCL 27

Hình 3.1 Biểu đồ biểu diễn xu thế biến đổi số lượng loài giữa 2 mùa 36

Hình 3.2. 38

Hình 3.3. 42

Hình 3.4 Tương quan giữa số loài với các yếu tố 45

Hình 3.5 Tương quan giữa số loài với các yếu tố 46

Hình 3.6 Tương quan giữ ới các yếu tố 48

1 Tính c ấp thiết của đề tài

, các công trình giao thông,chưa chú ý đúng mức đến công tác bảo vệ , vấn đề ô nhiễm môi trường,

sự cố môi trường, suy giảm tài nguyên sinh vật, thay đổi khí hậu toàn cầu… Tất cả

, sự tồn tạ

thế hệ mai sau

tốc độ phát triển công nghiệp

nguồn tài nguyên đa

quan trọng như: cung cấp điện năng, cung cấp nước tưới cho các diện tích canh tác

ở hạ du, cấp nước cho công nghiệp và sinh hoạt , hồ còn có nhiều tác dụng khác như cải thiện điều kiện môi trường, giảm độ mặn ở hạ lưu sông Đồng Nai, phát triển nghề cá, du lịch

, ảnh hưởng đến các nguồn lợi

th sản, đồng thời cũng rất nguy hiểm khi nguồn nước từ hồ được sử dụng cho

.Ngoài mục tiêu đánh giá hiện trạng chất lượng và xu hướng biến đổi chất lượng nước trong thủy vực, kết quả quan trắc sinh học còn hỗ trợ hiệu quả trong quá trình nghiên cứ ảnh hưởng đến hệ sinh thái (thay đổi cấu trúc khu hệ, chức năng sinh học của quần xã) và phạm

vi thiệt hại của hệ sinh thái (thay đổ ảm số lượng và chất lượng quần xã)

do các hoạt động diễn ra trong thủy vự

- Hệ thống điể /ASTP (Biological Monitoring Working

Party/Avegare Score Per Taxon), “Ch ỉ số sinh học Trent” (TBI) của

Woodiwiss (1964) và “Điểm số Chandler’’do Chandler (1970)đã được đưa ra ụng ở Anh

- Chỉ số quần xã ĐVKXS (Invertebrate Community Index - ICI) và chỉ số sinh

bản “Phương pháp quan trắc sinh học cho hạ lưu sông Mekong”

:

- Từ năm 1988, Nguyễn Văn Tuyên đã sử dụng vi tảo và động vật đáy để đánh giá chất lượng nước sông rạch TP Hồ Chí Minh

- 1995, Nguyễn Xuân Quýnh dựa vào sự có mặt và vắng mặt của

một số loài, nhóm loài ĐVKXS được coi là sinh vật chỉ thị để xây dựng hệ

thống phân loại độ nhiễm bẩn các thủy vực Hà Nội

- Trong đề tài “Nghiên cứu môi trường Biển Hồ Pleiku 1999 -

2000 do Lê Trình làm chủ nhiệm, Phạm Văn Miên đã sử dụng chỉ số dinh dưỡng của Nygaard (1949) để đánh giá chất lượng nước

- Đề tài “Nghiên cứu đề xuất các chỉ tiêu sinh học đề giám sát hệ sinh thái

danh mục các loài chỉ thị và hệ thống phân loại độ nhiễm bẩn hữu cơ 4 bậc cho các thủy vực

- Từ năm 1998, trạm Quan trắc Môi trường Đồng Nai (tiền thân của Trung tâm Quan trắc và Kỹ thuật Môi trường Đồng Nai) đã quan tâm khảo sát nhóm ĐVĐKXSCL cùng với hai nhóm thực vật phiêu sinh và động vật phiêu sinh

quan trắc chất lượng nước định kỳ mỗi năm trên địa bàn tỉnh Đồng Nai

4 Nhi ệm vụ nghiên cứu

5 Phương pháp nghiên cứu

Cụ thể từng phương pháp được trình bày trong các chương có liên quan

• Thu thập thông tin:

- Tình hình ứng dụng nhóm ĐVĐKXSCLtrong quan trắc sinh học ở thế giới

tảng các phương pháp thu mẫu được đề xuất trong “Phương pháp quan trắc

• Phân tích mẫu: Phân tích so sánh về mặt hình thái để định danh đến loài hoặc đến giống nhóm ĐVĐKXSCL

)

6 Các k ết quả đạt được của đề tài

CHƯƠNG

Đối tượng khảo sát là nhóm ĐV sống ở Chúng sinh sống trên

hoặc trong nền đáy của thủy vực, một số sống bám vào các giá thể, chịu nhiều tác động từ các yếu tố hóa lý trong nước và sự tích tụ, lắng đọng các chất đáy.Sự tồn tại

và phát triển củ phụ thuộc vào môi trường nước rất nhiều, do vậy mà sự phát triển của một nhóm sinh vật trong môi trường nào đó là kết quả của quá trình thích nghi.Sự phát triển mạnh của một nhóm sinh vật bất kỳ sẽ biểu hiện được tính chất môi trường ở đó thích hợp cho sự phát triển quần xã đó.Ví dụ môi trường giàu

chất hữu cơ sẽ là môi trường thuận lợi cho các nhóm giun ít tơ (Oligochaeta) Tùy theo mức độ ô nhiễm sẽ có từng nhóm phát triển, hoặc sự không thích ứng hay sự

mất đi một nhóm sinh vật nào đó trong khu hệ cũng là dấu hiệu cho thấy xu hướng

diễn biến của môi trường[22]

Chu kì sống của ĐVĐKXSCL thường kéo dài hơn 1 đến 2 tuần, do đó chúng có thể cho ta nhìn thấy chất lượng môi trường nước trong khoảng thời gian này Những loài khác như ấu trùng của côn trùng, các loài sâu, giun, nhuyễn thể, và các loài không xương sống cỡ lớn khác thường có vòng đời dài hơn một tháng,

thậm chí có thể tới một vài năm, cho ta một cái nhìn về chất lượng môi trường nước

1.2 Ứng dụng ĐVĐKXSCL trong quan trắc sinh học

trắc sinh học sông suối bằng cách đo mức độ nhiễm bẩn do các chất hữu cơ gây ra

và thấy nồng độ oxy hòa tan giảm Từ đó xác định các nhóm loài chỉ thị cho các môi trường khác nhau và đề xuất một hệ thống phân loại độ nhiễm bẩn Đầu tiên, hệ thống phân loại độ nhiễm bẩn dựa vào các loài chỉ thị được tìm thấy trong các quần

xã phiêu sinh (plankton) và sinh vật bám (periphyton), sau đó mở rộng tới thực vật

lớn (macrophyton), ĐVKXS cỡ lớn (macroinvertebrates) và cá

bẩn (polysaprobic) với hàm lượng chất hữu cơ rất cao

Hệ thống phân loại độ nhiễm bẩn tiếp tục được Kolkwits (1950), Liebmann (1951, 1962), Frerdingstad (1988) bổ sung và phát triển, được Pantle và Buck (1955), Zelinka và Marvan (1961) ứng dụng để xây dựng chỉ số ô nhiễm 1973, Sladecek đã tổng kết và phát triển các phương pháp sinh học đánh giá chất lượng nước với một danh mục các nhóm thủy sinh vật chỉ thị ô nhiễm

Sau đó, ứng dụng thực tiễn của quan trắc sinh học nước ngọt đã được nghiên cứu nhiều thông qua “sự giám sát bằng việc sử dụng những phản ứng của cơ thể sống

để xác định môi trường có thích hợp hay không đối với cơ thể sống” do Cairns và

Pratt 1993 Quan niệm hiện đại về quan trắc sinh học chất lượng nước sông và suối được khởi xướng ở Châu Âu với sự phát triển của hệ thống xác định độ nhiễm bẩn của Kolkwitz và Mason(1908, 1909) Họ thừa nhận 4 giai đoạn

oxy hóa của chất hữu cơ, từ nghèo dinh dưỡng (Oligotrophic) với không bẩn đến rất giàu dinh dưỡng (polytropB hic) ứng với nhiễm bẩn hữu cơ rất mạnh Trung gian

giữ là vùng dinh dưỡng trung bình (Mesotrophic) ứng với bẩn vừa (Meosaprobic) Trong đó lại chia thành hai bậc: bẩn α(α- Mesosaprobic), bẩn β(β-

Mesosaprobic) Nó được nhận biết tốt qua chỉ số độ nhiễm bẩn (Saprobic index).Dựa vào danh sách các loài chỉ thị, các tác giả xác định giá trị nhiễm bẩn phù

hợp với khả năng chống chịu ô nhiễm của từng loài Danh sách của các sinh vật, vi khuẩn, tảo, nguyên sinh động vật và trùng bánh xe, ĐVKXS đã được thu thập và

những giá trị độ nhiễm bẩn được xác định liên quan đến sự phân bố và độ phong phú của sinh vật theo các vùng chất lượng nước đã biết Năm 1973, Sladecek đưa ra danh sách bao gồm thông tin của 2.000 loài Chỉ số độ nhiễm bẩn được tính toán theo công thức sau[6]:

S= ∑s.h/∑h(1.1) Trong đó:

S: chỉ số độ nhiễm bẩn

s: giá trị độ nhiễm bẩn cho mỗi loài

H: tần số xuất hiện của mỗi loài nằm trong mức từ 1-5 (hiếm = 1; nhiều =5)

Mặc dù hệ thống được chấp nhận ở Châu Âu nhưng nó cũng đã bị chỉ trích

ở các mức độ khác nhau Trừ Đức và Hà Lan ra, còn hầu hết các nước ở châu Âu đã chấp nhận vào những năm 1970 Những phương pháp không được chấp nhận là những phương pháp dựa trên độ nhiễm bẩn thiên về chỉ số sinh

học và những hệ thống điểm quá đơn giản

Năm 1975, khoảng 20 phương pháp khác nhau về quan trắc sinh học chất lượng nước đã được sử dụng ở Châu Âu, sau đó diễn ra một loạt các hội thảo nhằm đạt được sự chuẩn hóa về phương pháp Kết quả là năm 1979, Persoone và De Pauw

chỉ số sinh học Trent mở rộng được chọn như là một phương pháp tham

khảo.Đây là một phương pháp mở rộng của Woodiwiss (1964) và nó đã được thử nghiệm ở Bỉ 1983.Tuy nhiên, ngay tại Bỉ nó đã bị những nhà khoa học

không chấp nhận, mà họ thích chỉ số sinh học Pháp “French Indice Biotique”.Chỉ số

“French Indice Biotique”được đưa ra bởi Tufery và Verneaux (1968) và nó đã trở thành cơ sở cho chỉ số sinh học Bỉ BBI [6], [10]

Năm 1976 hệ thống điểm số BMWP/ASTP (Biological Monitoring Working Party/Avegare Score Per Taxon)đã được đưa ra ở Anh Hệ thống này còn có những hạn chế nên năm 1977, các nhà sinh học Anh đã phát triển, cải tiến và xây dựng chương trình RIVPACS (River Invertebrate Prediction And Calssification System) Chương trình này đưa ra hệ thống phân loại và dự báo chất lượng môi trường bằng ĐVKXS ở sông với mức độ phân loại tới họ và chỉ số chất lượng môi trường EQI (Environmental Quality Index)

Những chỉ số khác được phát triển để sử dụng ở Anh cũng được dựa trên nguyên

tắc các nhóm sinh vật chống chịu khác nhau đối với sự ô nhiễm.Hai trong số chỉ số

tốt hơn là chỉ số về định lượng - “Chỉ số sinh học Trent” (TBI) của Woodiwiss (1964)và bán định lượng -“Điểm số Chandler’ Chandler (1970) Cả hai chỉ số này đều được phác thảo để quan trắc chất lượng nước ở những vùng đặc biệt ở Anh, nhưng sau đó đã được áp dụng rộng rãi hơn ở cả những nơi không được thích hợp,

dẫn đến khả năng đưa ra những kết luận sai lầm liên quan đến chất lượng nước Để

có những phương pháp chuẩn, một tổ chức làm việc về quan trắc sinh học

“Biological Monitoring Working Party” đã được thành lập ở Anh vào năm 1976 đã đưa ra một hệ thống mới thường được biết đến là điểm số BMWP Trừ lớp giun ít tơ

ra, hệ thống này sử dụng số liệu ở mức độ họ, mỗi họ được quy cho một điểm số phù hợp với tính nhạy cảm của nó ở mức độ ô nhiễm hữu cơ.Những điểm số riêng được cộng lại để cho điểm số tổng của mẫu Một sự biến thiên của điểm số BMWP

nhận được bằng cách chia điểm tổng số cho số họ có mặt cho ta một điểm số trung bình của các đơn vị phân loại

Nhược điểm của điểm số BMWP là trong phạm vi của các họ thì có loài chống chịu,

có loài ưa thích với điều kiện sinh thái Ví dụ nhưđại diện họ

Chironomidae(Ablabesmyia, Chironomus, Endochironomus, Thiennemannimyia,…)

được tìm thấy trong hầu hết những nơi sống là nước ngọt bao gồm những giống

loài có khả năng chống chịu cao, đôi khi trong một biên độ rộng của sự ô nhiễm, nhưng nó cũng có cả những , loài rất nhạy cảm Tuy vậy, toàn bộ họ được

xếp vào mức độ chống chịu với ô nhiễm.Nhận xét tương tự cũng được áp dụng trong trường hợp của giun ít tơ (Oligochaeta)

Hệ thống điểm số BMWP rất có ý nghĩa trong thực tiễn và tương đối dễ dàng áp dụng vì chỉ đòi hỏi những kỹ năng phân loại bình thường Chính vì vậy, BMWP được chấp nhận rộng rãi trong quan trắc sinh học ở khắp nước Anh, và khi được cải

tiến nó còn được áp dụng ở các khu vực khác nhau, ở các nước khác nhau, bao gồm Tây Ban Nha, Ấn Độ; Úc và Thái Lan [6], [10], [20]

Khái niệm sinh vật chỉ thị đã phát triển qua các nghiên cứu cổ điển của A.Forbes trên sông Illinos từ những năm 1870, bằng các mô tả giá trị chỉ thị của động vật đáy Các quan trắc sinh học ở bắc Mỹ chịu nhiều ảnh hưởng của Patrick tập trung vào

tảo silic và các dẫn liệu về số loài, số lượng cá thể của các nhóm loài chỉ thị Trong khi đó, Cairns và Pratt (1993) cho rằng quần xã là kết quả của một sự đổi mới liên

tục qua sự di nhập và mất đi của một số loài, do vậy khái niệm về loài chỉ thị chưa chắc đã có giá trị

Kết quả là nhiều nhà sinh vật học ở Mỹ thích sử dụng chỉ số đa dạng định lượng trong một thời gian dài, và vừa mới đây quay lại với việc lấy mẫu định lượng kết

hợp với các quy trình lấy mẫu nhanh.Resh và Jackson (1993) mô tả sự phát triển

của các phương pháp ở Mỹ từ những năm 1960 đến nay trải qua 3 giai đoạn.Đầu tiên tập trung vào các phương pháp định tính bao gồm mối liên quan về sự có mặt,

vắng mặt hoặc sự phong phú của động vật không xương sống cỡ lớn nhất định với

chất lượng môi trường Trong thập niên tiếp theo, đã chuyển sang dùng những phương pháp định lượng nghiêm ngặt hơn gồm cả lấy mẫu lặp lại, phân tích thống

kê và sử dụng các chỉ số đa dạng, sau đó, phương pháp lại được thay đổi Những phương pháp đánh giá nhanh được ưa dùng, giống các phương pháp truyền thống đã dùng ở Châu Âu[10], [20]

Cho đến nay, các nghiên cứu về các chỉ thị sinh học đã được nghiên cứu cụ thể từ

liều lượng tác động, ngưỡng gây chết của các chất độc lên thủy sinh, cho đến cách

thu mẫu và các khóa phân loại đến giống các nhóm thủy sinh vật Các phương pháp

đã được liệt kê và hướng dẫn cụ thể trong ấn phẩm về các phương pháp chuẩn để

kiểm tra nước và nước thải [29]

Năm 1997, Thorne và William đã thử một loạt các phương pháp đánh giá nhanh

bằng sử dụng ĐVKXS ở Brazil, Ghan và Thái Lan 20 phương pháp phân tích được kiểm tra gồm đại diện của 5 loại chính được phân loại bởi Resh và Jackson (1993) đó là chỉ số độ phong phú, sự liệt kê, đánh giá về sự đa dạng và đồng dạng, các chỉ số sinh học và các chỉ số chức năng Hai chỉ số đa dạng cũng được thử nhưng bị thất bại trong việc đối phó lại với những mức độ của ô nhiễm đã được dự báo.Cuối cùng không có phép thử chuẩn nhưng điểm số BMWP thỏa mãn

Qua quá trình nghiên cứu quần xã động vật không xương sống cỡ lớn tại 23 trạm thu mẫu trên sông Mea Ping, Mustow (1997) hợp nhất 10 họ bổ sung vào hệ thống cho điểm của BMWPANH

và sửa đổi cho phù hợp với điều kiện miền Bắc Thái Lan

và gọi nó là điểm số BMWPT HAI

[10]

ưu vực sông Mekong, từ những năm 1980 Ủy hội sông Mekong (Mekong river commission-MRC) đã quan tâm đến quan trắc sinh học trong quản lý tài nguyên nước Nhưng đến tháng 7 năm 2002 thì các chuyên gia quốc gia của các vùng thuộc

Ủy hội sông Mekong cùng các nhà tư vấn quốc tế mới thảo luận về khả năng phát triển một chương trình quan trắc môi trường cho trung và hạ lưu sông Mekong và các chi lưu chính của nó

Năm 2003, đợt khảo sát thăm dò được tiến hành tại bốn quốc gia các vùng ven sông Mekong, để sử dụng tiềm năng sinh vật và làm cơ sở trong việc quan trắc thường xuyên sức khỏe sinh thái của sông Mekong và các chi lưu chính Sau khi xem xét, cân nhắc các kinh nghiệm đã có trong lĩnh vực quan trắc sinh học nước ngọt Các nhóm sinh vật được lựa chọn gồm:

- Tảo đáy, bao gồm tảo silic siêu nhỏ Những loài này là thức ăn cho cá, ĐVKXS cỡ lớn, các loài tảo lớn như loài rong sông - là loài có giá trị kinh tế

vì có thể chế biến, bán và sử dụng làm thức ăn cho người dân địa phương

- Động vật phù du sống trôi nổi trong tầng nước Chúng quan trọng trong vai trò là thức ăn cho các loài cá và chỉ thị cho chất lượng nước

- ĐVKXS ven bờ cỡ lớn là các động vật không xương sống có thể nhìn thấy

bằng mắt thường tại các vùng nước nông ở các bờ sông, chúng quan trọng trong vai trò là thức ăn cho các loài cá và chỉ thị cho chất lượng nước

- ĐVĐKXSCL, sống vùi bên trong hoặc trên bề mặt các trầm tích tại đáy của sông, chúng quan trọng trong vai trò là thức ăn cho các loài cá và chỉ thị cho chất lượng nước

Từ 2004 - 2007, bốn nhóm sinh vật trên được quan trắc thường xuyên với sự hỗ trợ

của MRC và chuyên gia quan trắc sinh học quốc tế.Mỗi quốc gia thành viên cử các chuyên gia đã được huấn luyện về sinh học và sinh thái tham gia vào chương trình

Một hoặc hai thành viên của nhóm nghiên cứu chịu trách nhiệm thu mẫu, nhận

dạng, phân tích và báo cáo kết quả về một trong bốn nhóm sinh vật được chọn lựa Các nhóm thu mẫu này được thực hiện tại tất cả các quốc gia thành viên

Năm 2008- 2009, chương trình quan trắc được chuyển giao đến các cơ quan chuyên ngành của các quốc gia thành viên qua MRC MRC tiếp tục hỗ trợ và mỗi quốc gia thành viên đã thu mẫu tại 8 vị trí trong phạm vi biên giới của họ (tổng cộng 32 vị trí toàn lưu vực)

Năm 2010, MRC xuất bản “Phương pháp quan trắc sinh học cho hạ lưu sông

tuân thủ trong việc đánh giá vị trí, lấy mẫu thực địa, công việc trong phòng thí nghiệm, phân tích dữ liệu và viết báo cáo[19]

Từ năm 1988, Nguyễn Văn Tuyên đã sử dụng vi tảo và động vật đáy để đánh giá

chất lượng nước sông rạch TP Hồ Chí Minh (Chương trình nghiên cứu sinh thái

cảnh quan các thủy vực TP Hồ Chí Minh) phục vụ cho phát triể –

do Đặng Hữu Ngọc làm chủ nhiệm

Cùng trong chương trình nêu trên, từ năm 1989 - 1990 Phạm Văn Miên đã sử dụng

cấu trúc quần xã và loài ưu thế của các nhóm thủy sinh vật để phân vùng, phân loại

và đánh giá chất lượng nước hệ thống sông rạch thành phố nhưng chương trình này

đã không được tổng kết Trong chương trình quan trắc chất lượng nước sông Sài Gòn - Đồng Nai (1996 - 1997) do sở Khoa Học Công Nghệ và Môi trường TP Hồ Chí Minh chủ trì và chương trình quan trắc chất lượng nước sông Đồng Nai, sông

Thị Vải do Sở Khoa học Công nghệ và Môi Trường tỉnh Đồng Nai chủ trì; chương trình quan trắc hệ sinh thái dưới nước - tiểu dự án thủy lợi Hóc Môn - Bắc Bình Chánh (1998-2001), quan trắc hệ sinh thái thủy sinh dự án thoát nước và xử lý nước

thải TP Hồ Chí Minh (1998), các đề tài nghiên cứu ô nhiễm lưu vực sông Đồng Nai

- Sài Gòn do Lâm Minh Triết chủ nhiệm (1994 - 2004) và nhiều chương trình khác, ngoài phân tích cấu trúc quần xã, loài ưu thế, loài chỉ thị, Phạm Văn Miên và các

cộng tác viên còn xác lập các chỉ số đa dạng ’ Shannon – Winner), chỉ số tương đồng để đánh giá chất lượng nước

Năm 1995, Nguyễn Xuân Quýnh dựa vào sự có mặt và vắng mặt của một số loài, nhóm loài ĐVKXS được coi là sinh vật chỉ thị

), sự phát triển số lượng, khối lượng của chúng ở mức độ khác nhau để xây

dựng hệ thống phân loại độ nhiễm bẩn các thủy vực Hà Nội

Năm 2000, Nguyễn Xuân Quýnh dựa vào hệ thống tính diểm BMWP/ASTP để xây

dựng quy trình quan trắc và đánh giá chất lượng nước bằng ĐVKXS cỡ lớn Ông đã cùng với Mai Đình Yên, Steve Tilling và Clive Pinder đã khảo sát 14 địa điểm thu

mẫu ở miền Bắc tại Tam Đảo, Vĩnh Phúc và 15 điểm miền Nam tại Đà Lạt Các mẫu được phân tích cả số lượng các loài cùng với 9 thông số hóa lý Sau đó điều

chỉnh hệ thống cho điểm BMWPT HAI và đề xuất thành chỉ số BMWPVIET

cho phù

hợp với điều kiện Việt Nam để đánh giá chất lượng nước sông suối miền núi Việt Nam [10]

Trong đề tài “Nghiên cứu môi trường Biển Hồ Pleiku” (1999 - 2000) do Lê Trình

làm chủ nhiệm, Phạm Văn Miên đã sử dụng chỉ số dinh dưỡng của Nygaard (1949)

để đánh giá chất lượng nước, xếp biển hồ và hồ chứa nước thị xã Pleiku vào loại

giàu dinh dưỡng (Eutrophic) Gần đây nhất, đề tài “Nghiên cứu đề xuất các chỉ tiêu

Biên (Tây Quảng Trị, Thừa Thiên Huế), cao nguyên Tây Nguyên và đồng bằng sông Cửu Long, xây dựng chỉ số ô nhiễm Zelinka và Marvan và hệ thống phân loại

độ nhiễm bẩn hữu cơ 4 bậc cho các thủy vực (Phạm Văn Miên và cộng sự)[8], [20] Đồng Nai, từ năm 1998 trạm Quan trắc Môi trường Đồng Nai (tiền thân của Trung tâm Quan trắc và Kỹ thuật Môi trường Đồng Nai) đã quan tâm khảo sát nhóm ĐVĐKXSCL cùng với hai nhóm thực vật phiêu sinh và động vật phiêu sinh

tạo nên các báo cáo tổng thể về khu hệ thủy sinh để bổ sung vào các kết quả quan

trắc chất lượng nước định kỳ mỗi năm trên địa bàn tỉnh Đồng Nai Các thủy vực được quan trắc đến nay bao gồm:

- Sông Đồng Nai, dòng chính bắt đầu từ xã Nam Cát Tiên (huyện Tân Phú) đến xã Ngọc Định - huyện Định Quán) đến Ngã 3 Cái Mép - xã Phước An - Huyện Nhơn Trạch

- Sông Thị vải

- Hồ Trị An

Tại mỗi thủy vực, các nhóm được khảo sát về cấu trúc, thành phần loài, loài ưu thế, các chỉ số như chỉ số H’, chỉ số tương đồng Công tác quan trắc, khảo sát được tiến hành hai đợt: mùa khô và mùa mưa Các kết quả khảo sát có đưa ra nhận định đánh giá chất lượng môi trường nước tại mỗi vị trí dựa trên kết quả tính toán được của

chỉ số H’

– vi sinh

giá chất lượng nước sông Đồng Nai đoạn chảy qua thành phố Biên Hòa năm 2011

1.3 Các ch ỉ số sinh học thường được sử dụng trong quan trắc sinh học

1.3.1 Ch ỉ số thể hiện sự đa dạng của quần xã sinh vật

Một hệ sinh thái ổn định được đặc trưng bởi một sự giàu có về số lượng loài, hầu hết các loài đều có cơ hội phát triển ngang bằng nhau về số lượng cá thể, số lượng đó thường là ở mức nhỏ và cân đối để giảm bớt tính cạnh tranh Khi môi trường bị áp lực tác động hay bị ô nhiễm hữu cơ thường kéo theo sự giảm sút về tính đa dạng Chỉ số này có thể so sánh được giữa các vị trí, khu vực sông khác nhau.Có thể áp dụng chỉ

số này cho nhiều vùng địa lý, nhiều loại thủy vực

Các chỉ số đa dạng thường dùng:

Chỉ số Simpson

))1(

)1((1

n n

N

ni N

ni n

thô,

,

1.3.2 ồng Soresen, 1948 (Similarity index)

Nj Ni

Nc S

) 1 (

−

−

N N

n n

Trong đó: N: tổng cá thể trong mẫu

Nmax: tổng số cá thể của loài có số lượng cao nhất

ni :Số cá thể của loài thứ i trong quần thể

1.3.4 Ch ỉ số sinh học Trent (Cairns) (1968)

Căn cứ vào sự có mặt và vắng mặt của những nhóm chỉ thị nhất định (ví dụ Plecoptera, Ephemeroptera, Gammaridae) và một số loài chỉ thị khác tại các vị trí thu mẫu Phương pháp này thích hợp nhất với các vùng nước bị ô nhiễm bởi các chất hữu cơ, nhất là do các nước thải từ các cống rãnh gây ra, vì các sinh vật chỉ thị thường nhạy cảm với sự giảm nồng độ oxy [6]

Chỉ số này dựa vào số lượng các bậc phân loại khác nhau của ĐVĐKXSCL trong mối tương quan với các nhóm sinh vật chính trong khu hệ động vật của vị trí thu

mẫu Tùy vào số lượng các loài/bậc phân loại cao hơn có mặt và các sinh vật chính

đã được tìm thấy trong khu hệ động vật, chỉ số sẽ có một phạm vi giá trị từ 10 tương ứng với nước sạch, tới 0 tương ứng với nước bị ô nhiễm nặng

Yêu cầu trong các mẫu nước được thu để quan trắc, phải nhận dạng được các loài ĐVĐKXSCL có trong danh sách chỉ thị

: Plecoptera larva, Ephemeroptera larvae, Trichoptera larva, Gammarus, Asellus, Tubificidae và Chironomidae.

Nếu không tìm thấy bất cứ loài, nhóm nào trong số đó, sẽ không thể xác định được chất lượng nước của mẫu nằm trong hạng nào Hoặc khi có sự sai sót trong nhận dạng loài/bậc phân loại cao hơn, có thể làm cho kết quả nhận định chất lượng nước

bị sai lệch[10], [26]

1.3.5 Ch ỉ số sinh học Chandler (Chandler, 1970)

Là phương pháp tính điểm nguyên thuỷ nhất được gọi là điểm sinh học Chandler, phương pháp này cũng căn cứ vào sự có mặt và vắng mặt của những nhóm chỉ thị

nhất định thuộc ĐVKXS Về sau phương pháp này được xây dựng hoàn thiện hơn

về phương pháp thu mẫu ngoài thực địa cũng như phân tích, tính toán trong phòng

Các mẫu được nhận dạng, định loại và đếm số cá thể Mỗi một nhóm nhận dạng được, sẽ được ấn định một điểm số tùy theo số lượng cá thể của chúng.Tổng số các điểm số trong mỗi mẫu thu chính là giá trị của chỉ số Chandler cho vị trí

Giá trị của chỉ số Chandler tỷ lệ với số lượng loài/đơn vị phân loại, và số lượng cá

thể của chúng.Giá trị của chỉ số Chandler càng cao, nước càng sạch, và ngược lại Cũng giống như chỉ số sinh học Trent, trong chỉ số Chandler, cần có kỹ năng phân

loại tốt để nhận dạng chính xác các loài, nhóm loài có mặt trong mẫu được thu Điểm khác biệt trong phương pháp này là phải cần đến cả các mẫu định lượng, và yêu cầu phải đếm chính xác số lượng cá thể Một điểm khác biệt nữa, ở chỉ số Trent, chỉ thu các mẫu ĐVĐKXSCL, còn với chỉ số Chandler, là ĐVKXS nói chung, phạm vi thu mẫu rộng hơn, phức tạp hơn [10]

1.3.6 Ch ỉ số sinh học BMWP (Biological Monitoring Working Party Score)

Cả 2 chỉ số sinh học trên (chỉ số Trent, và chỉ số Chandler), mức phân loại đều tới loài.Để giảm bớt khó khăn cho công tác phân loại, một loạt chỉ số khác đã được phát triển, trong đó chỉ yêu cầu mức nhận dạng tới họ (family) Một trong số đó là chỉ số sinh học BMWP, khởi nguồn bởi Hellawell năm 1986 được áp dụng lần đầu ở Anh quốc

Giống chỉ số Chandler, đối tượng sử dụng là ĐVKXS cỡ lớn nói chung, được nhận dạng tới mức họ Mỗi họ được nhận dạng, tính điểm.Điểm số có giá trị giữa 1 và 10

Những sinh vật nhạy cảm nhất, như một số họ của bộ phù du(Ephemeroptera)sẽ có điểm số ấn định là 10, trong khi các loài thuộ (Mollusca) có điểm

số là 3, còn loài chịu đựng nhất sẽ có điểm số là 1

Điểm số BMWP chung cuộc, chính là chỉ số sinh học BMWP, là tổng của tất cả các điểm số tương ứng với các họ đã được nhận dạng trong một mẫu (vị trí).Số lượng

của các họ thể hiện mức độ đa dạng của khu hệ ĐVKXS tại vị trí quan trắc.Chỉ số BMWP đạt giá trị càng lớn, vị trí càng ít bị ônhiễm.Khi giá trị lớn hơn 100, vị trí được coi là sạch

Phương pháp này cũng chủ yếu sử dụng mẫu định tính (xác định tên loài hoặc đơn

vị phân loại cao hơn), không tính đến mẫu định lượng (đếm cá thể).Và chỉ sử dụng với một nhóm loài ĐVĐKXSCL [10]

1.3.7 Đánh giá sức khỏe sinh thái sông

Phương pháp này vừa áp dụng đo đạc các chỉ tiêu hóa lý truyền thống, vừa tiếp cận với hệ sinh thái thủy vực, bằng việc chọn các nhóm chỉ thị sinh học khác nhau (tảo silic đáy, động vật phù du, ĐVKXS cỡ lớn ven bờ và đáy) để mô tả sức khỏe sinh thái của sông Chúng cung cấp những thông số về độ giàu của loài, độ phong phú cá thể và sức chịu đựng ô nhiễm của loài/nhóm loài.Sau đó cùng với kết quả đo đạc các thông số hóa lý sẽ cho ra các thông tin có giá trị về sức khỏe sinh thái của sông

ở các thứ hạng A,B,C&D

Cùng với tốc độ phát triển công nghiệp và đô thị làm thay đổi bộ mặ ỉnh

thể khắc phục được trong một thời gian ngắn do chưa có sự chuẩn bị tốt về cơ sở hạ

tầng Nhìn chung, quá trình phát triể – đang đặt ra những vấn đề môi trường cấp bách đối với tỉnh Đồng Nai như sau:

- Hệ thống thoát nước còn chưa đồng bộ và nước thải sinh hoạt đô thị chưa được thu gom và xử lý

- Chưa chấm dứt được các nguồn thải gây ô nhiễm nước sông Đồ

- Nước thải từ mặc dù đã được xử lý nhưng chưa đạt được quy chuẩn

- Chất thải rắn sinh hoạt và chất thải công nghiệp chưa được thu gom và xử lý triệt để

- Chất thải do hoạt động chăn nuôi vẫn chưa được thu gom và xử lý theo đúng quy định bảo vệ môi trường

- Các hoạt động khai thác khoáng sản còn gây tác động xấu tới môi trường

- Chất thải từ các làng nghề chưa được thu gom và xử lý đạt quy chuẩn

- Tình trạng ô nhiễm do sử dụng phân bón hóa học và thuốc bảo vệ thực vật

vẫn còn phổ biến

323 km2

, nâng

Các mẫ ến hành thu kết hợp với quá trình quan trắ

chất lượng môi trường nướ ủa Trung tâm Quan trắc và Kỹ thuật Môi trường Đồ

ảng 2.1

Bảng 2.1.Vị trí tọa độ thu mẫu ĐVĐKXSCL

Vĩ độ Kinh độ

1 Gần cửa đập xã Hiếu Liêm - huyện Vĩnh

4 Bờ phía thị trấn Vĩnh An (gần đảo Ó) 428647 1227971 SW-TA-04

6 Xã La Ngà (xóm Bến Cá) 444049 1239452 SW-TA-06

7 Cửa sông Đồng Nai đổ vào - xã Thanh

8 Cách cầu La Ngà 1,5 km về phía hạ lưu 446953 1235533 SW-TA-08

10 Nhà máy nước Vĩnh An 423691 1227201 SW-TA-10

Hình 2.1.Bản đồ vị trí thu mẫu

Phương pháp thu mẫu được thực hiện dựa trên nền tảng các phương pháp thu mẫu

được đề xuất trong “Phương pháp quan trắc sinh học cho hạ lưu sông Mekong” c

2010 Để thu ĐVĐKXSCLcần sử dụngcuốc bùn kiểu Petersen (gàu đáy) 0,025m2 Các bước tiến hành như sau:

- Kéo gàu lên, nhả tất cả các chất ngoạm được vào trong mộ

thước mắt lưới 0,3 mm

formandehyde hoặc bằng ethanol 95%

M 4 gàu, một gàu 0,025m2 rồi ghép thành một mẫu đơn, phủ

tổng diện tích thu mẫu 0,1m2

Gàu đáy thu mẫu ĐVĐKXSCL H ạ gàu thu mẫu xuố

Kéo gàu lên, thả tất cả

0.3mm

Thu t ất cả mẫu vào lọ 500 ml M ẫu được bổ sung formandehyde để bảo quản

Hình 2.2.Quá trình thu mẫu ĐVĐKXSCL

– vi sinh

Các chỉ tiêu hóa lý như pH, Oxy hòa tan, nhiệt độ, độ dẫn điện được xác định ngay

tại hiện trường bằng thiết bị đo nhanh HQ40d – Hach (Mỹ)

Bảng 2.2.Phương pháp đo đạc tại hiện trường

được thu theo TCVN 5994:1995(Phương pháp thu

mẫu nước hồ)

Nguyên tắc thu mẫu quan trắc môi trường nước hồ

sau:tại mỗi vị trí thu 3 mẫu tại 3 tầng(tầng mặt 1 mẫu, tầng giữa 1 mẫu và tầng đáy

- Bảo quản mẫu bằng hóa chất: axit hóa bằng H2SO4 1:1và HNO3 1:1 đối với

một số thông số nêu tại bảng 2.3

- Dụng cụ chứa mẫu: sử dụng bình nhựa hoặc chai thủy tinh tùy theo thông số

2.3 Phương pháp bảo quản mẫu theo TCVN đối với từng loại thông số

Stt Thông s ố Thể tích m ẫu yêu

cầu (ml)

Yêu c ầu bình chứa

Phương pháp b ảo quản

Stt Thông số Th mẫu yêu ể tích

c ầu (ml)

Yêu c ầu bình

ch ứa

Phương pháp bảo

mặt hình thái (morphology) Thiết bị hỗ trợ định danh là kính hiển vi soi nổi Optika

có độ phóng đại 07 – 90 lần

Tài liệu sử dụng để định danh là các khóa phân loại trong và ngoài nước

[3], [9],[11],[12], [23],[24],[27],[29])

(Oligochaeta), (Gastropoda) và (Bivalvia) nói chung được định dan Cá

(Insecta) được định danh tới mức giống

Kính hi ển vi soi nổi phân tích ĐVĐKXSCL

thô - vi sinh được thực hiện tạ

Phương pháp phân tích - thử nghiệm đã và đang sử dụng các phương pháp thử theo quy định của quy chuẩn quốc gia 08/2008/BTNMT hoặc các phương pháp thử

đã được Quốc tế công nhận (SMEWW, EPA)

3 Oxy hoá học (COD) SMEWW 5220.C-2005

4 Oxy sinh hóa (BOD5) TCVN 6001-2-2008

5 Amoni (NH4

+) (tính theo N) TCVN 6179-1-1996, TCVN 5988-1995

6 Nitrit (NO2

) (tính theo N) TCVN 6178-1996, SMEWW 4500 NO2-

-.B:2005

7 Nitrit (NO3

) (tính theo N) TCVN 6180-1996, SMEWW 4500 NO3-