Đà Nẵng, nhằm đánh giá chất lượng nước mặt tại các khu vực nghiên cứu thông qua chỉ số BMWP VIET và chỉ số ASPT.. Kết quả nghiên cứu đã phát hiện được 26 họ ĐVKXS cỡ lớn có trong bảng đ
Trang 1SỬ DỤNG ĐỘNG VẬT KHÔNG XƯƠNG SỐNG CỠ LỚN ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC BỀ MẶT TẠI
CÁNH ĐỒNG XUÂN THIỀU, PHƯỜNG HÕA HIỆP, QUẬN LIÊN CHIỂU, TP ĐÀ NẴNG
USING MACROINVERTEBRATES TO ASSESSMENT SURFACE WATER
QUALITY IN XUAN THIEU FIELD, HOA HIEP VILLAGE,
LIEN CHIEU DISTRICT, DA NANG CITY
NGUYỄN VĂN KHÁNH PHẠM VĂN HIỆP, PHAN THỊ MAI, LÊ THỊ QUẾ
Trường Đại học Sư phạm, Đại học Đà Nẵng
TÓM TẮT
Trong nghiên cứu này, chúng tôi tiến hành nghiên cứu thành phần động vật không xương sống (ĐVKXS) cỡ lớn tại cánh đồng Xuân Thiều, phường Hòa Hiệp, quận Liên Chiểu, TP Đà Nẵng, nhằm đánh giá chất lượng nước mặt tại các khu vực nghiên cứu thông qua chỉ số BMWP VIET
và chỉ số ASPT Kết quả nghiên cứu đã phát hiện được 26 họ ĐVKXS cỡ lớn có trong bảng điểm BMWPVIET; chất lượng môi trường nước mặt tại đây đã bị ô nhiễm từ mức “nước bẩn vừa α”
(α-Mesosaprobe) đến “nước rất bẩn” (Polysaprobe)
ABSTRACT
In this research, we investigated the component of macro invertebrates at Xuan Thieu field in coder to estimate surface water quality in this region rely on BMWPVIET and ASPT indexes The results showed an appearance of 26 families of macro invertebrates in BMWPVIET score This surface water is found to be polluted ranging from - Mesosaprobe to Polysaprobe (Very dirty)
1 MỞ ĐẦU
Trên thế giới, ngoài phương pháp lý hoá thì việc quan trắc chất lượng môi trường nước bằng phương pháp sử dụng sinh vật chỉ thị môi trường, đặc biệt phương pháp quan trắc bằng ĐVKXS cỡ lớn đã được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi Đây là phương pháp quan trắc nhanh, hiệu quả, ít tốn kém, dễ áp dụng trên diện rộng, cho cái nhìn toàn diện về tác động của chất gây ô nhiễm đến hệ sinh thái Phương pháp
dựa vào hệ thống điểm BMWP (Biological Monitoring Working Party) và chỉ số ASPT (Average Score Per Taxon) để đánh giá chất lượng nước ở các thủy vực nước ngọt và được áp dụng ở nhiều nước trên thế giới
như: Anh, Bỉ, Úc, Braxin, Ấn Độ, Thái Lan…
Ở Việt Nam, sử dụng ĐVKXS cỡ lớn để đánh giá chất lượng môi trường nước đã được nghiên cứu từ năm 1995, quy trình lấy mẫu và phân tích số liệu đã được thiết lập Phương pháp này đã được tiến hành ở nhiều sông ngòi, nó cho thấy đây là phương pháp phù hợp với điều kiện nước ta
Trong những năm qua khu vực cánh đồng Xuân Thiều là một trong những điểm nóng về ô nhiễm môi trường, do đây là nơi tiếp nhận trực tiếp nguồn nước thải từ khu công nghiệp Hòa Khánh, làm ảnh hưởng đến hoạt động sản xuất Nông - Ngư nghiệp, đời sống và sức khỏe người dân trong vùng Sử dụng Động vật không xương sống cỡ lớn để đánh giá chất lượng nước bề mặt tại cánh đồng Xuân Thiều, cho chúng ta cái nhìn toàn diện về hiện trạng và những tác động của ô nhiễm đối với môi trường
2 ĐỊA ĐIỂM, THỜI GIAN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Địa điểm nghiên cứu: cánh đồng Xuân Thiều, phường Hòa Hiệp, quận Liên Chiểu, TP Đà Nẵng Thời gian nghiên cứu: từ tháng 09 năm 2006 đến tháng 04 năm 2007
Phương pháp nghiên cứu:
Trang 2- Khảo sát chọn 15 điểm thu mẫu nằm dọc theo các kênh mương ở cánh đồng Xuân Thiều, phường Hoà Hiệp, thuộc 5 khu vực: Khu vực I: Hồ Bàu Tràm (điểm 1, 2, 3); Khu vực II: Cống Bà Lụa (điểm 4, 5, 6); Khu vực III: Đập Tràn (điểm 7, 8, 9); Khu vực IV: Cầu Liên Hiệp (điểm 10, 11, 12); Khu vực V: Cầu Đình (điểm 13, 14, 15)
- Tiến hành thu mẫu ở 5 khu vực nghiên cứu, mẫu được thu vào mùa Thu, mùa Đông và mùa Xuân
- Thu mẫu ĐVKXS cỡ lớn: sử dụng vợt pondnet, thu mẫu theo phương pháp của Nguyễn Xuân Quýnh, Clive Pinder, Steve Tilling và Mai Đình Yên (2002) [3]
- Thu mẫu nước: mẫu nước được đựng trong chai 200ml đưa về phòng thí nghiệm Môi trường, Khoa Sinh - Môi trường
- Phân tích pH bằng máy đo pH: Inolab; Phân tích DO bằng máy đo DO: YSI - 5000
- Mẫu động vật được phân thành các phenon, đánh mã số và được bảo quản trong cồn 700 tại phòng thí nghiệm Môi trường, Khoa Sinh - Môi trường, trường Đại học Sư phạm
- ĐVKXS được định loại hình thái theo các khóa định loại của Nguyễn Xuân Quýnh, Clive Pinder, Steve Tilling (2001) [3]; Đặng Ngọc Thanh, Thái Trần Bái, Phạm Văn Miên (1980) [4]
- Xác định điểm số BMWP của mỗi họ dựa trên bảng điểm BMWPVIET [3]
- Tính chỉ số ASPT theo công thức [3]
N
n
N: tổng số họ tham gia tính điểm; BMWP : tổng điểm số BMWP;
ASPT: chỉ số trung bình trên taxon
- Đánh giá chất lượng môi trường nước thông qua chỉ số ASPT theo thang xếp loại của Richard Orton,
Anne Bebbington, Jonh Bebbington (1995) và Stephen Eric Mustow (1997) [3]
- Xử lý số liệu thống kê trên phần mềm Excel, vẽ biểu đồ trên phần mềm Origin 5.0; Xây dựng ma trận
tương đồng (Similarity) và vẽ biểu đồ nhóm (Cluster) trên phần mềm Primer V5.0 [6]
3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Chỉ tiêu hóa lý môi trường nước tại các khu vực nghiên cứu
- DO biến động lớn trong khoảng từ 0,82 - 3,64 mg/l vào mùa Thu, vào mùa Đông từ 0,67 - 7,57
mg/l và vào mùa Xuân 0,19 - 5,60 mg/l Kết quả cho thấy, tại khu vực II có DO thấp nhất (chất lượng nước mặt loại B: DO > 2 mg/l, TCVN: 5942 - 1995) DO thấp và có độ lệch chuẩn (SD) thấp cho thấy môi
trường nước tương đối đồng nhất
- Chỉ số pH dao động từ 5,60 - 7,83 nằm trong khoảng cho phép của tiêu chuẩn môi trường nước
loại A (TCVN: 5942 - 1995) pH ít biến động qua các mùa trong năm và chênh lệch giữa các khu vực là
không đáng kể Riêng khu vực II, vào mùa Xuân có pH thấp (5,6 ± 1,99), thấp hơn chất lượng nước mặt
loại A (TCVN: 5942 - 1995)
Bảng 1 DO (mg/l) và pH môi trường nước tại các khu vực nghiên cứu
Chỉ tiêu hóa
lý Môi
trường
Khu vực
NC
mùa Thu mùa Đông mùa Xuân
TB ± SD TB ± SD TB ± SD
DO (mg/l)
I 2,38 ± 1,54 7,57 ± 0,12 5,60 ± 1,08
II 0,82 ± 0,09 0,67 ± 0,03 0,19 ± 0,12 III 3,64 ± 1,91 5,47 ± 0,90 4,74 ± 0,21
IV 2,85 ± 1,69 6,34 ± 1,07 4,46 ± 0,38
V 1,75 ± 1,32 6,13 ± 1,90 3,81 ± 0,26
pH
I 7,26 ± 0,71 7,83 ± 0,13 8,33 ± 0,78
II 7,25 ± 0,10 7,12 ± 0,03 5,60 ± 1,99 III 7,46 ± 0,16 6,88 ± 0,07 7,34 ± 0,17
IV 6,67 ± 0,10 6,46 ± 0,08 6,65 ± 0,10
V 6,52 ± 0,03 6,28 ± 0,06 6,39 ± 0,04
Thành phần ĐVKXS cỡ lớn
Trang 3Qua 3 đợt thu mẫu ở 15 điểm của 5 khu vực nghiên cứu, chúng tôi đã xác định được 9 bộ với 33 họ ĐVKXS cỡ lớn, trong đó có 26 họ nằm trong hệ thống điểm BMWPVIET Chiếm ưu thế là bộ Hemiptera với
8 họ chiếm 30,77%; bộ Coleoptera với 5 họ chiếm 19,23%; bộ Mesogastropoda và Decapoda với 3 họ
chiếm 11,53%; các bộ còn lại có số lượng từ 1 - 2 họ
Bảng 2: Thành phần ĐVKXS cỡ lớn trong hệ thống điểm BMWP VIET
họ Tỉ lệ %
3 Mesogastropoda 3 11,53
8 Rhynchobdellida 1 3,85
9 Ephemeroptera 1 3,85
Tổng cộng 26 100
Đánh giá chất lượng môi trường nước thông qua chỉ số BMWP VIET
và ASPT
Tiến hành so sánh chỉ số BMWPVIET
và ASPT giữa các mùa trong năm bằng phân tích ANOVA cho thấy chỉ số BMWPVIET
có sự sai khác có ý nghĩa giữa các mùa trong năm (α = 0,05) Kiểm tra LSD
(Least Significant Difference) cho thấy BMWPVIET thấp nhất vào mùa Xuân và khác nhau có ý nghĩa với mùa Thu và mùa Đông Điểm số trung bình ASPT không có sự khác nhau có ý nghĩa giữa các mùa trong
năm (bảng 3 và 4)
Bảng 3 Chỉ số BMWP và ASPT của các điểm theo các mùa trong năm
Khu vực NC Điểm
NC
I
II
III
IV
V
Trung bình 23,33 a 4,11 a’ 20,40 a 4,08 a’ 11,93 c 3,50 a’
Các giá trị trung bình có cùng chữ cái a, b, c hoặc a’, b’, c’ không khác nhau có ý nghĩa ở mức α =
0,05
Trang 4Theo hệ thống xếp loại mối quan hệ giữa chỉ số sinh học ASPT và chất lượng môi trường nước của Richard Orton, Anne Bebbington, Jonh Bebbington (1995) và Stephen Eric Mustow (1997) cho thấy chất
lượng môi trường nước ở 5 khu vực nghiên cứu đều đã bị ô nhiễm, từ mức “nước bẩn vừa α” ( - Mesosaprobe) đến “nước rất bẩn” (Polysaprobe) Từ những phân tích trên cho thấy, chất lượng nước bề
mặt ở cánh đồng Xuân Thiều chịu sự tác động mạnh mẽ và thường xuyên do hoạt động xả thải của khu công nghiệp Hòa Khánh (bảng 4)
So sánh kết quả nghiên cứu với các nghiên cứu khác cùng phương pháp, cho thấy chất lượng nước
ở Xuân Thiều tương đương với một số điểm nóng ô nhiễm môi trường như: sông Cầu (Nguyễn Vũ Thanh
và sc, 2002); sông Cà Lồ và sông Nhuệ (Nguyễn Xuân Quýnh và cs, 2002); vùng đất ngập nước đồng Tháp Mười (Nguyễn Vũ Thanh và cs, 2004)
Bảng 4 Bảng xếp loại chất lượng nước tại các điểm nghiên cứu
Khu
vực NC
ASPT Xếp loại ASPT Xếp loại ASPT Xếp loại
I 3,81 Nước bẩn vừa α 4,02 Nước bẩn vừa α 4,06 Nước bẩn vừa α
II 4,40 Nước bẩn vừa α 4,14 Nước bẩn vừa α 1,44 Nước rất bẩn
III 4,11 Nước bẩn vừa α 3,98 Nước bẩn vừa α 4,27 Nước bẩn vừa α
IV 4,31 Nước bẩn vừa α 4,00 Nước bẩn vừa α 4,44 Nước bẩn vừa α
V 3,93 Nước bẩn vừa α 4,27 Nước bẩn vừa α 3,28 Nước bẩn vừa α
Phân tích chỉ số ASPT dựa trên ma trận tương đồng theo 5 khu vực nghiên cứu Kết quả ở hình 1, với mức tương đồng 97%, 5 khu vực nghiên cứu được chia làm 3 nhóm Trong đó khu vực II ô nhiễm nặng nhất, có ASPT dao động từ 1,44 - 4,40; khu vực V ít ô nhiễm hơn nhưng ASPT dao động ở mức thấp, trong khoảng 3,28 - 4,27 Như vậy, chất lượng môi trường nước ở khu vực II và khu vực V có nhiều khác biệt với các khu vực khác về mức độ ô nhiễm
Hình 1 Biểu đồ nhóm (Cluster) giữa các khu vực nghiên cứu (Primer V5.0)
Trang 5Tương quan giữa BMWP , ASPT với chỉ số DO (mg/l) và pH môi trường
Hình 2 Tương quan giữa chỉ số BMWP VIET và ASPT với chỉ sốDO (mg/l) và pH môi trường
Từ kết quả phân tích các chỉ số môi trường, chỉ số BMWPVIET
và ASPT, chúng tôi tiến hành phân tích mức độ tương quan giữa điểm số BMWPVIET
và ASPT với các chỉ số môi trường DO, pH để đánh giá hiệu quả của hai chỉ số này trong việc đánh giá ô nhiễm ở các khu vực nghiên cứu
Chỉ số DO và pH có mối tương quan thuận với điểm số BMWPVIET
nhưng mối tương quan này không cao (hình 2 (A) và (B)) Chỉ số ASPT cũng có mối tương quan thuận với DO và pH và mức độ tương quan cao hơn (hình 2 (C) và (D)) Kết quả này cho thấy biến thiên của BMWPVIET
và ASPT phản ánh được sự biến đổi của chất lượng môi trường nước
4 KẾT LUẬN
1 Điều kiện môi trường nước tại các khu vực nghiên cứu: DO thấp dao động trong khoảng 0,19 - 7,57 mg/l, riêng khu vực II là thấp nhất qua cả 3 mùa, dao động trong khoảng 0,19 - 0,82 mg/l thấp hơn TCVN nước loại B pH dao động từ 5,60 - 7,83
2 Xác định được 33 họ ĐVKXS cỡ lớn, trong đó có 26 họ nằm trong hệ thống điểm BMWPVIET
tập trung trong 9 bộ Hầu hết các họ đều nằm trong nhóm có điểm số BMWPVIET
thấp
3 Chỉ số BMWPVIET
trung bình giữa các mùa có sự khác nhau có ý nghĩa ở mức α = 0,05: mùa Thu 23,33; mùa Đông 20,40; mùa Xuân 11,93 Chỉ số ASPT không có sự khác nhau có ý nghĩa giữa các mùa trong năm (α = 0,05): mùa Thu 4,11; mùa Đông 4,08; mùa Xuân 3,50
4 Nước bề mặt ở 4 khu vực nghiên cứu I, III, IV và V đều bị ô nhiễm ở mức Nước bẩn vừa α, riêng khu vực II là khu vực ô nhiễm nặng nhất ở mức Nước rất bẩn
Trang 65 Chỉ số ASPT và chỉ số BMWP có tương quan thuận với DO và pH của môi trường BMWPVIET và ASPT phản ánh được hiện trạng chất lượng môi trường nước mặt tại Xuân Thiều
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Thái Trần Bái (2005) Động vật học không xương sống, NXB Giáo dục, Hà Nội
[2] Nguyễn Xuân Quýnh, Clive Pinder, Steve Tilling (2001) Định loại các nhóm động vật
không xương sống nước ngọt thường gặp ở Việt Nam, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội
[3] Nguyễn Xuân Quýnh, Clive Pinder, Steve Tilling và Mai Đình Yên (2002) Giám sát sinh
học môi trường nước ngọt bằng động vật không xương sống cỡ lớn, NXB Đại học Quốc
gia Hà Nội
[4] Đặng Ngọc Thanh, Thái Trần Bái, Phạm Văn Miên (1980) Định loại động vật không
xương sống nước ngọt Bắc Việt Nam, NXB Khoa học Kỹ thuật
[5] Chloe Delgery (2005) Survey of the river Ems at Brook Meadow Report to Brook
Meadow Conservation Group, School of Biologycal Sciences, University of Portsmouth [6] K R Clarke & R M Warwick (2001) Change in Marine Communities: An approach to
statistical analysis and interpretation, 2 nd edition, PRIMER-E: Plymouth
[7] R Aquilina (2003) Habitat quality in constructed wetlands as part of a sustainable urban
drainage system (SUDS), School of Conservation Sciences, University of Bournemouth
