Ảnh hưởng của chất lượng nước đến số lượng và thành phần loài động vật nổi tại một số thuỷ vực trên địa bàn Huyện Gia Lâm, Thành phố Hà Nội

Do ựó, trong thời gian gần ựây, bên cạnh những quan trắc ựặc trưng lý hóa học, các nhà khoa học ựã bắt ựầu quan tâm ựến các nghiên cứu về các loài sinh vật thủy sinh; và ựẩy mạnh việc ng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI



HỒ THỊ THUÝ HẰNG

ẢNH HƯỞNG CỦA CHẤT LƯỢNG NƯỚC ðẾN

SỐ LƯỢNG VÀ THÀNH PHẦN LOÀI ðỘNG VẬT NỔI

TẠI MỘT SỐ THUỶ VỰC TRÊN ðỊA BÀN

HUYỆN GIA LÂM, THÀNH PHỐ HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP

HÀ NỘI - 2013

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI



HỒ THỊ THUÝ HẰNG

ẢNH HƯỞNG CỦA CHẤT LƯỢNG NƯỚC ðẾN

SỐ LƯỢNG VÀ THÀNH PHẦN LOÀI ðỘNG VẬT NỔI

TẠI MỘT SỐ THUỶ VỰC TRÊN ðỊA BÀN

HUYỆN GIA LÂM, THÀNH PHỐ HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP

Người hướng dẫn khoa học : TS TRỊNH QUANG HUY

HÀ NỘI - 2013

LỜI CAM ðOAN

Tôi xin cam ñoan rằng các số liệu và kết quả trình bày trong luận văn này là trung thực và chưa từng ñược sử dụng ñể bảo vệ một học vị nào

Tôi xin cam ñoan rằng mọi sự giúp ñỡ trong việc thực hiện luận văn này ñã ñược cảm ơn và mọi thông tin trích dẫn trong luận văn ñã ñược chỉ rõ nguồn gốc

Hà Nội, ngày 11 tháng 01 năm 2013

Tác giả

Hồ Thị Thúy Hằng

LỜI CẢM ƠN

Trong thời gian vừa qua, ngoài sự nỗ lực của bản thân, tôi ñã nhận ñược sự giúp ñỡ nhiệt tình của các thầy cô giáo, cán bộ, gia ñình cùng bạn bè ñể hoàn thành luận văn của mình Nhân dịp này, cho phép tôi bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc ñến tất cả những sự giúp ñỡ quý báu ñó

Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban chủ nhiệm Khoa Tài nguyên và Môi trường,

Bộ môn Công nghệ Môi trường, các thầy cô giáo giảng dạy và hướng dẫn thực tập, ñã tạo ñiều kiện thuận lợi nhất cho tôi trong thời gian qua Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Trịnh Quang Huy, người ñã trực tiếp hướng dẫn và giúp ñỡ tôi trong suốt quá trình thực tập ñể hoàn thành luận văn này

Tôi xin cảm ơn các bạn sinh viên, các nghiên cứu viên thực tập và làm việc tại Phòng thí nghiệm Bộ môn Công nghệ Môi trường, ñặc biệt cảm ơn Ths Nguyễn Thị Thu Hà, KS Hoàng Minh Huế và KS Lại Thị Thanh Loan ñã giúp

ñỡ tôi rất nhiều trong công tác thu thập và phân tích mẫu

Cuối cùng tôi muốn dành lời cảm ơn chân thành nhất tới bố mẹ, em gái và những người ñã ñộng viên giúp ñỡ tôi trong suốt thời gian học tập và rèn luyện tại trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội

Hà Nội, ngày 11 tháng 01 năm 2013

Tác giả

Hồ Thị Thúy Hằng

MỤC LỤC

LỜI CAM ðOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC BẢNG v

DANH MỤC HÌNH vi

DANH MỤC VIẾT TẮT vii

PHẦN I MỞ ðẦU 1

1.1 Tính cấp thiết của ñề tài 1

1.2 Mục ñích và yêu cầu nghiên cứu 3

1.2.1 Mục ñích nghiên cứu 3

1.2.2 Yêu cầu nghiên cứu 3

PHẦN II TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 4

2.1 Một số vấn ñề chất lượng môi trường nước mặt nội ñịa hiện nay 4

2.1.1 Hiện trạng chất lượng nước một số các thủy vực ñiển hình 5

2.1.2 Hiện trạng môi trường nước mặt huyện Gia Lâm, thành phố Hà Nội 8

2.1.3 Ảnh hưởng của chất lượng nước ñến ñời sống các loài thủy sinh 12

2.2 ðặc ñiểm ñộng vật nổi trong hệ sinh thái nước ngọt Việt Nam 14

2.2.1 ðặc ñiểm sinh học của ñộng vật nổi 14

2.2.2 Vai trò của ñộng vật nổi trong hệ sinh thái thuỷ vực 20

2.2.3 ðặc trưng ña dạng ðVN trong các hệ sinh thái thủy vực Bắc Việt Nam 22

2.3 Nghiên cứu ứng dụng sinh vật trong ñánh giá chất lượng môi trường nước 25

PHẦN III ðỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 30

3.1 ðối tượng và phạm vi nghiên cứu 30

3.2 Nội dung nghiên cứu 30

3.3 Phương pháp nghiên cứu 30

3.3.1 Thu thập tài liệu thứ cấp 30

3.3.2 Khảo sát thực ựịa và chọn ựiểm nghiên cứu 30

3.3.3 đánh giá chất lượng nước các thủy vực nghiên cứu trên ựịa bàn huyện Gia Lâm 32

3.3.4 đánh giá ựa dạng ựộng vật nổi 34

3.3.5 đánh giá ảnh hưởng của chất lượng nước tới ựa dạng ựộng vật nổi 37

PHẦN IV KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 38

4.1 Chất lượng nước các thủy vực nghiên cứu trên ựịa bàn huyện Gia Lâm 38 4.2 đa dạng ựộng vật nổi trong các thủy vực nghiên cứu trên ựịa bàn huyện Gia Lâm, thành phố Hà Nội 52

4.2.1 Cấu trúc quần xã ựộng vật nổi tại các thuỷ vực nghiên cứu 52

4.2.2 Biến ựộng cấu trúc quần xã ựộng vật nổi theo không gian và thời gian 56

4.2.3 đánh giá tổng hợp chất lượng khu hệ ựộng vật nổi trên ựịa bàn nghiên cứu.61 4.3 Ảnh hưởng của chất lượng nước ựến ựộ ựa dạng ựộng vật nổi 63

PHẦN V KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 69

5.1 Kết luận 69

5.2 Kiến nghị 70

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1 Hiện trạng sử dụng mặt nước huyện Gia Lâm 11 Bảng 2.2 So sánh mật ñộ ñộng vật nổi các loại hình thủy vực vùng ñồng bằng 25 Bảng 3.1 ðặc ñiểm của các ñối tượng thủy vực nghiên cứu 31 Bảng 3.2 Bảng quy ñịnh các giá trị qi, BPi 33 Bảng 4.1 Hiện trạng chất lượng nước các thủy vực trên ñịa bàn Gia Lâm 41 Bảng 4.2 Phân mức chất lượng theo chỉ số WQI tại các thủy vực nghiên cứu 48 Bảng 4.3 Các họ ñộng vật nổi xuất hiện trên ñịa bàn nghiên cứu 53 Bảng 4.4 Số lượng loài và mật ñộ ñộng vật nổi tại các vị trí thu mẫu 56 Bảng 4.5 So sánh kết quả thành phần loài ñộng vật nổi tại các thủy vực trên ñịa bàn huyện Gia Lâm 56 Bảng 4.6 Diễn biến số lượng loài của các nhóm ñộng vật nổi theo mùa 58 Bảng 4.7 Chỉ số ña dạng H’ – Shannon Weiner tại các vị trí thu mẫu 61 Bảng 4.8 Chỉ số ña dạng H’ – Shannon – Weiner của các nhóm Rotatoria, Cladocera và Copepoda theo mùa 62 Bảng 4.9 Chất lượng nước và ñộ ña dạng loài ở các ñối tượng thủy vực khác nhau 63 Bảng 4.10 Các nhóm thủy sinh vật có tần suất cao tương ứng tại mỗi mức chất lượng nước 65 Bảng 4.11 Một số loài ñặc trưng riêng ñược tìm thấy tại các mức chất lượng nước khác nhau 68

DANH MỤC HÌNH

Hình 2.1 Chuỗi thức ăn trong hệ sinh thái thủy vực 20

Hình 3.1 Sơ ñồ vị trí lấy mẫu 31

Hình 3.2 Hình dạng một lưới phiêu sinh 35

Hình 4.1 Khoanh vùng các áp lực tới các thủy vực xã ða Tốn 40

Hình 4.2 Khoanh vùng các áp lực tới các thủy vực xã Dương Xá 40

Hình 4.3 Biến ñộng một số thông số chất lượng nước theo ñịa ñiểm nghiên cứu 43

Hình 4.4 ðặc ñiểm khí hậu trên ñịa bàn năm 2011 và ñầu năm 2012 46

Hình 4.5 Diễn biến hàm lượng của một số thông số theo mùa 47

Hình 4.6 Khoảng phân bố giá trị WQI tại các thủy vực trong thời gian nghiên cứu…50 Hình 4.7 Tần suất xuất hiện ñộng vật nổi tại các vị trí thu mẫu 54

Hình 4.8 Tần suất xuất hiện ñộng vật nổi tại các thuỷ vực trong thời gian nghiên cứu 59

Hình 4.9 Diễn biến mật ñộ Rotatoria, Cladocera và Copepoda theo mùa 61

Hình 4.10 Tương quan giữa chỉ số chất lượng nước với các chỉ số sinh học 64

Hình 4.11: Tần suất xuất hiện của các nhóm ðVN chỉ thị cho chất lượng nước tại hai loại hình thủy vực 67

DANH MỤC VIẾT TẮT

BMWP Biological Monitoring Working Party

ðHKHTN ðại học khoa học tự nhiên

ðHQGTP HCM ðại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh

PHẦN I MỞ đẦU

1.1 Tắnh cấp thiết của ựề tài

Nước mặt là nguồn tài nguyên quý giá và có vai trò quan trọng trong ựời sống và sản xuất của con người, ựồng thời cũng là môi trường sống cho rất nhiều các loài thủy sinh vật Tuy nhiên, trong những năm gần ựây dưới tác ựộng của quá trình ựô thị hóa, và phát triển kinh tế ựã làm phát sinh một lượng lớn chất thải, gây áp lực không nhỏ tới chất lượng nước các thủy vực, ựặc biệt ở các khu vực ựông dân cư, khu sản xuất tập trung trong ựó có thủ ựô

Hà Nội Theo Báo cáo hiện trạng môi trường quốc gia qua các năm 2003,

2006 và 2010 ựều cho thấy tình trạng ô nhiễm ựang xảy ra ở hầu hết các lưu vực sông (LVS) lớn như sông Cầu, sông Nhuệ - đáy, sông đồng Nai, và cũng tương tự với các ao hồ, ựặc biệt là các ao hồ trong khu vực nội ựô và ngoại vi của các thành phố lớn Riêng khu vực Hà Nội, 4 sông nội ựô chắnh là sông

Lừ, sông Sét, sông Kim Ngưu và sông Tô Lịch ựều ựã bị ô nhiễm, hàm lượng oxy hòa tan (DO) thường xuyên dao ựộng trong khoảng 0 - 2 mg/l, nhu cầu oxy sinh hóa (BOD) thường xuyên ở mức 200 mg/l [13] Chắnh tình trạng sụt giảm nghiêm trọng oxy hòa tan trong các thủy vực cùng với việc gia tăng chất thải ựã gây ảnh hưởng không nhỏ tới các mục ựắch sử dụng của con người và ảnh hưởng trực tiếp tới khu hệ sinh vật thủy sinh Tuy nhiên, các phương pháp quan trắc lý hóa học ựang áp dụng rộng rãi hiện nay lại không phản ánh ựược toàn diện diễn biến chất lượng môi trường và không cho thấy ựược ảnh hưởng tới các sinh vật thủy sinh Do ựó, trong thời gian gần ựây, bên cạnh những quan trắc ựặc trưng lý hóa học, các nhà khoa học ựã bắt ựầu quan tâm ựến các nghiên cứu về các loài sinh vật thủy sinh; và ựẩy mạnh việc nghiên cứu mối quan hệ của chúng với các ựặc tắnh thủy lý hóa của các thủy vực ựể

sử dụng chúng như một công cụ mới trong ựánh giá chất lượng môi trường thủy vực

Trong số các ñối tượng thủy sinh vật ñược sử dụng cho nghiên cứu quan

trắc sinh học, ñộng vật nổi (zooplankton) là nhóm sinh vật ñã và ñang thu hút

nhiều sự chú ý quan tâm của các nhà nghiên cứu bởi những ñặc tính thuận lợi như kích thước cơ thể nhỏ, khả năng sinh trưởng nhanh, vòng ñời ngắn, do

ñó, ứng với từng chu kỳ quan trắc nhất ñịnh, sự tồn tại của ñộng vật nổi phản ánh tính nhạy cảm ñối với những thay ñổi từ môi trường nước thông qua biến ñộng về số lượng và thành phần loài Ngoài ra, ñộng vật nổi còn là mắt xích khâu nối quan trọng của mạng lưới thức ăn tự nhiên trong thủy vực; do ñó sự

ña dạng và mức ñộ biến ñộng của chúng dẫn tới sự thay ñổi các loài sinh vật khác, từ ñó làm thay ñổi cả hệ sinh thái thủy vực

ðộng vật nổi ñã ñược các nhà khoa học trên thế giới nghiên cứu ngay từ những năm ñầu của thế kỷ XX Ở Việt Nam, trong những năm 1960-1970, ñã

có những nghiên cứu về ñặc ñiểm, thành phần loài và tính ña dạng của các loài ñộng vật nổi như “Khu hệ ñộng vật không xương sống Bắc Việt Nam - ðặng Ngọc Thanh (1980), “ðịnh loại ñộng vật không xương sống Bắc Việt Nam - ðặng Ngọc Thanh (1980), “ðịnh loại các nhóm ñộng vật không xương sống nước ngọt thường gặp ở Việt Nam” – Nguyễn Xuân Quýnh (2001)…chính vì vậy khóa phân loại ñộng vật nổi cho tới thời ñiểm này là khá ñầy ñủ và chi tiết, là cơ sở thuận lợi cho việc nghiên cứu ñộng vật nổi trong các thủy vực của Việt Nam

Thủ ñô Hà Nội - một thành phố của sông và hồ- với hơn 40 hồ và nhiều sông lớn Tuy nhiên, cùng với sự phát triển của kinh tế, việc lấn chiếm và ñổ thải xuống các hệ thống ao hồ, sông ngòi thủ ñô ngày càng trở nên phổ biến, làm mất hoặc thu hẹp diện tích nhiều ao hồ, suy giảm chất lượng nước và nghiêm trọng hơn cả là làm thay ñổi cả khu hệ sinh vật phong phú trong các thủy vực này Do ñó, ñể quản lý và bảo vệ có hiệu quả các thủy vực này cần

có nhiều nghiên cứu ñể ñánh giá toàn diện về chất lượng thủy vực (bao gồm

cả chất lượng nước và chất lượng khu hệ sinh vật sinh sống trong ñó)

1.2 Mục ựắch và yêu cầu nghiên cứu

1.2.1 Mục ựắch nghiên cứu

Nghiên cứu này ựược thực hiện nhằm xem xét ảnh hưởng của chất lượng nước tới ựộ ựa dạng về số lượng và thành phần loài ựộng vật nổi trong một số thủy vực trên ựịa bàn huyện Gia Lâm, thành phố Hà Nội, tạo cơ sở dữ liệu cho nghiên cứu quan trắc sinh học lâu dài, hướng tới xây dựng công cụ mới cho ựánh giá chất lượng môi trường nước

1.2.2 Yêu cầu nghiên cứu

+ đánh giá ựược chất lượng nước một số thủy vực nghiên cứu trên ựịa bàn huyện Gia Lâm, thành phố Hà Nội

+ đánh giá ựược ựộ ựa dạng về số lượng và thành phần loài ựộng vật nổi trong các thủy vực nghiên cứu và biến ựộng theo thời gian

+ đánh giá ựược ảnh hưởng của chất lượng nước ựến ựộ ựa dạng ựộng vật nổi trong các thủy vực nghiên cứu trên ựịa bàn huyện Gia Lâm

PHẦN II TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU

2.1 Một số vấn ñề chất lượng môi trường nước mặt nội ñịa hiện nay

Việt Nam có mạng lưới sông ngòi dày ñặc, trong ñó, có 13 hệ thống sông lớn có diện tích trên 10.000 km2 Tài nguyên nước mặt tương ñối phong phú, chiếm khoảng 2% tổng lượng dòng chảy của các sông trên thế giới Tổng lượng dòng chảy năm của sông Mê Kông (ñoạn chảy qua ñịa phận nước ta) bằng khoảng 500 km3, chiếm tới 59% tổng lượng dòng chảy năm của các sông trong

cả nước, hệ thống sông Hồng 126,5 km3 (chiếm 14,9%), hệ thống sông ðồng Nai 36,3 km3 (chiếm 4,3%), sông Mã, sông Cả, sông Thu Bồn có tổng lượng chảy xấp xỉ nhau, khoảng 20 km3 (chiếm 2,3 – 2,6%), các hệ thống sông Kỳ Cùng, sông Thái Bình và sông Ba cũng xấp xỉ nhau, khoảng 9km3 (chiếm 1%), các sông còn lại là 94,5 km3 (chiếm 11,1%) (Nguồn: Cục Quản lý tài nguyên

nước) ðây là nguồn tài nguyên quý giá góp phần quan trọng vào sự phát triển

kinh tế - xã hội ñất nước Tuy nhiên, nước mặt ở Việt Nam ñang ñối mặt với nhiều thách thức, trong ñó ñáng kể nhất là tình trạng suy kiệt và ô nhiễm trên diện rộng.[13]

Về hiện trạng suy kiệt tài nguyên nước mặt, theo Báo cáo hiện trạng Quốc gia 2010, tình trạng suy kiệt nguồn nước trong hệ thống sông, hồ chứa trên cả nước ñang diễn ra ngày càng nghiêm trọng Nguyên nhân chủ yếu là

do khai thác quá mức tài nguyên nước và ảnh hưởng của biến ñổi khí hậu (BðKH) Theo khuyến cáo của các tổ chức quốc tế về tài nguyên nước, ngưỡng khai thác ñược phép của Việt Nam giới hạn trong phạm vi 30% lượng dòng chảy, nhưng thực tế hiện nay, hầu hết các tỉnh miền Trung và Tây Nguyên ñã và ñang khai thác trên 50% lượng dòng chảy Riêng tại tỉnh Ninh Thuận, hiện các dòng chảy ñã bị khai thác tới 70 – 80% Việc khai thác quá mức các dòng chảy ñã làm suy thoái nghiêm trọng về số lượng và chất lượng tài nguyên nước trên các lưu vực sông (LVS) lớn của Việt Nam như sông

Hồng, sông Thái Bình và sông đồng Nai Bên cạnh ựó, nguyên nhân quan trọng thứ hai do ảnh hưởng của BđKH, ở Việt Nam mùa mưa và lưu lượng mưa ựang có xu hướng diễn biến thất thường nên hạn hán hoặc úng ngập cục

bộ xảy ra thường xuyên và trên diện rộng hơn Sự suy kiệt và diễn biến thất thường của các nguồn tài nguyên nước phản ánh thực tế Việt Nam ựã và ựang ựứng trước nguy cơ thiếu nước về mùa khô, lũ lụt về mùa mưa gây nhiều thiệt hại về người và của trên nhiều vùng Và nghiêm trọng hơn, ựó là khi tình trạng suy kiệt dòng chảy kéo dài, kết hợp với chất thải từ các hoạt ựộng của con người không ngừng tăng lên, dẫn tới nguy cơ ô nhiễm cục bộ, ựặc biệt về mùa khô ở nhiều vùng

Về hiện trạng ô nhiễm nước, các nguồn nước mặt nội ựịa của nước ta ựang ựối diện với nguy cơ ô nhiễm bởi các chất thải từ các hoạt ựộng sản xuất, sinh hoạt của con người Tình trạng suy giảm chất lượng nước ựã và ựang diễn ra trên diện rộng, tập trung ở các LVS lớn chảy qua ựịa phận các vùng kinh tế phát triển, khu vực sản xuất tập trung và khu vực ựông dân cư như LVS Nhuệ Ờ đáy, LVS sông đồng Nai, các sông, các hồ nội ựô và vùng phụ cận làm chức năng tiêu thoát nước và cảnh quan ựô thị

2.1.1 Hiện trạng chất lượng nước một số các thủy vực ựiển hình

Các kết quả ựiều tra khảo sát về môi trường nước trong thời gian gần ựây

ựã cho thấy tình trạng chất lượng nước các thủy vực nước ngọt nội ựịa Việt Nam như sau:

Hiện trạng ô nhiễm bởi các chất dinh dưỡng, các thành phần hữu cơ và các vi sinh vật gây bệnh diễn ra phổ biến tại hầu hết các thủy vực tiếp nhận nước thải từ các ựô thị lớn như Hà Nội, Hải Phòng, TP Hồ Chắ Minh Một

số hồ ở Hà Nội ựang trong tình trạng phú dưỡng là các hồ Bảy mẫu, hồ Ba mẫu, hồ Trúc Bạch, và một số khu vực thuộc hồ Tây Sự phú dưỡng có thể diễn ra trong từng thời kỳ hoặc quanh năm.[19]

Chất thải từ hoạt ñộng công nghiệp ñã gây ra tình trạng ô nhiễm cục bộ cho các thủy vực tiếp nhận, ñặc biệt với những chất thải nguy hại, chất ñộc công nghiệp ñã biến nhiều thủy vực tiếp nhận thành những dòng sông chết, không còn khả năng ñể các loài thủy sinh phát triển Ở phía Bắc, các KCN như Việt Trí, Phú Thọ, Thái Nguyên ñều là những KCN ñã và ñang gây tác ñộng không nhỏ tới môi trường xung quanh Ngoài ra, các KCN tại các vùng phục cận Hà Nội như Hà Nam, Hải Dương, Hưng Yên, cũng ñang có nguy

cơ cảnh báo cho tình trạng ô nhiễm Ở phía Nam, ñặc biệt là ở tỉnh ðồng Nai, KCN Sài Gòn – Biên Hòa, nơi có các KCN tập trung, ô nhiễm môi trường nước ñang diễn ra trên diện rộng hơn

Bên cạnh chất thải của các KCN, tại một số làng nghề truyền thống trên lưu vực các sông lớn vùng ñồng bằng Bắc Bộ, tình trạng chất lượng nước ñang

có diễn biến xấu do nước thải chưa ñược xử lý thải ra các thủy vực tự nhiên, gây ra ảnh hưởng ñến chất lượng môi trường nước, như các làng nghề tái chế giấy Phong Khê, tái chế sắt thép ða Hội - Bắc Ninh, các làng nghề làm bún bánh tại Hà Nội (Hà Tây cũ), nước thải làng nghề giết mổ gia súc, gia cầm ở Hải Dương, làng nghề chế biến ñay ở Hưng Yên, ñã làm hầu hết các thủy vực

bị ô nhiễm với mức ñộ khác nhau Trong ñó, các thủy vực tiếp nhận trực tiếp nước thải bị ô nhiễm nặng nề nhất, thậm chí chất lượng nước ngầm (giếng khơi, giếng khoan) cũng bị ảnh hưởng

Xét riêng thành phố Hà Nội – trung tâm kinh tế chính trị của cả nước và vùng phụ cận, những kết quả nghiên cứu gần ñây ñều cho thấy dấu hiệu cảnh báo cho những thủy vực nội thành và cả những phụ vùng sông lớn bao quanh

Hà Nội Trong khu vực nội thành, hệ thống tiêu dẫn nước thải chính gồm 4 trục sông: Tô Lịch, Sét, Lừ và Kim Ngưu với chiều dài tổng cộng khoảng 40

km và các kênh hở với chiều dài khoảng 30 km Bản chất các sông này là những thủy vực có vai trò ñiều hòa khí hậu, nhưng trước áp lực phát triển, chất thải từ các hoạt ñộng của con người ñều ñổ thải xuống các hệ thống này,

biến chúng từ những sông tiêu úng thành sông chứa và tiêu nước thải Hiện nay, hầu hết các thủy vực nước chảy trong nội ựô ựều có dấu hiệu ô nhiễm hữu cơ nghiêm trọng, nước có màu ựen và mùi hôi thối, vận tốc dòng chảy chậm, các thông số thủy lý hóa khi phân tắch cho thấy hàm lượng BOD, COD cao, hàm lượng oxy hòa tan (DO) thấp, nhiều vị trắ không còn oxy ngay cả ở khối nước tầng mặt, sản phẩm của các quá trình phân hủy kỵ khắ xuất hiện với hàm lượng lớn gây mùi khó chịu cho khu vực xung quanh Tuy nhiên, mức ựộ

ô nhiễm của các sông tiêu thoát nước này khác nhau tùy thuộc vào lượng các chất ô nhiễm thải xuống, phụ thuộc vào tắnh chất thủy văn và liên quan ựến khả năng tự làm sạch của thủy vực Trong 4 hệ thống sông tiêu thoát nước thải của thành phố Hà Nội, sông Kim Ngưu có mức ựộ ô nhiễm nặng nhất, sông Tô Lịch có mức ô nhiễm nhẹ nhất.[19]

Trong hệ thống các thủy vực nước chảy khu vực Hà Nội và phụ cận, không riêng các sông tiêu nước cho khu vực nội ựô mà các lưu vực sông lớn làm nhiệm vụ cấp nước cho sản xuất cũng có dấu hiệu ô nhiễm nghiêm trọng Theo báo cáo hiện trạng môi trường quốc gia, hai hệ thống sông Nhuệ - đáy

và sông Cầu (thuộc hai hệ thông sông lớn của miền Bắc là sông Hồng và sông Thái Bình) có chất lượng nước suy giảm nghiêm trọng qua các năm, các thông số quan trắc ựều không ựạt QCVN 08:2008/BTNMT, ựặc biệt là ô nhiễm các chất hữu cơ Môi trường nước mặt của LVS Nhuệ - đáy ựang chịu

sự tác ựộng mạnh của nước thải sinh hoạt và các hoạt ựộng công nghiệp, nông nghiệp, làng nghề và nuôi trồng thủy sản trong khu vực Chất lượng nước của nhiều ựoạn sông ựã bị ô nhiễm tới mức báo ựộng, ựặc biệt vào mùa khô, giá trị các thông số BOD5, COD, Coliform tại các ựiểm ựo ựều vượt QCVN 08:2008/BTNMT loại B1 Tại khu vực ựầu nguồn (sau khi nhận nước sông Hồng), nước sông hầu như không bị ô nhiễm, nhưng từ ựoạn sông chảy qua ựịa phận khu vực Hà đông (Phúc La) cho tới khi nhận nước sông Tô Lịch, nước ựã bắt ựầu bị ô nhiễm Nước màu ựen, có váng, cặn lắng và có mùi tanh;

ựặc biệt là vào mùa khô (khi không có nguồn nước sông Hồng ựổ vào pha loãng cho sông Nhuệ) Nguyên nhân gây ô nhiễm chủ yếu do nước thải sinh hoạt của quận Hà đông và nước thải sản xuất của các cơ sở sản xuất và làng nghề trong khu vực Sau khi tiếp nhận nước thải của sông Tô Lịch, nước sông Nhuệ ựã bị ô nhiễm nặng Có thể thấy nước thải sông Tô Lịch (nguồn tiếp nhận nước thải chắnh của toàn bộ các quận nội thành Hà Nội) là nguyên nhân chắnh gây ô nhiễm cho sông Nhuệ (từ ựiểm Cầu Tó trở ựi) Dọc theo ựoạn sông từ sau khi nhận nước sông Tô Lịch cho tới nguồn (hợp lưu với sông đáy) mức ựộ ô nhiễm của nước sông Nhuệ có phần giảm dần do quá trình tự làm sạch của dòng sông.[12]

Chất lượng nước LVS đáy và các sông khác bị ô nhiễm ở mức nhẹ hơn sông Nhuệ và ô nhiễm mang tắnh cục bộ Một số nơi chỉ chịu ảnh hưởng từ nước thải sinh hoạt, một số khác lại chịu ảnh hưởng của nước thải sinh hoạt

và công nghiệp của thành phố Phủ Lý ựổ xuống Một số khu vực nhận nước thải của Hà đông như Cầu Mai Lĩnh và hợp lưu với sông Nhuệ như cầu Hồng Phú, rồi ựổ về sông đáy làm cho nước sông bị ô nhiễm ựáng kể, các thông số ựều không ựạt QCVN 08:2008/BTNMT loại B1 Ở hạ lưu sông đáy (Kim Sơn Ờ Ninh Bình) nhờ có quá trình pha loãng và tự làm sạch nên nước sông ựược cải thiện hơn.[12]

2.1.2 Hiện trạng môi trường nước mặt huyện Gia Lâm, thành phố Hà Nội

Gia Lâm là huyện cửa ngõ đông Bắc của thủ ựô Hà Nội với diện tắch

tự nhiên 114,79 km2, dân số khoảng 243.957 người (năm 2011) Vị trắ ựịa lý của huyện nằm ở phắa đông của Thủ ựô Hà Nội Phắa Bắc của Huyện là quận Long Biên; phắa Tây Nam có ựịa giới là dòng sông Hồng, bên kia bờ là huyện Thanh Trì và quận Hoàng Mai; phắa đông Bắc và đông giáp với các huyện

Từ Sơn, Tiên Du, Thuận Thành của tỉnh Bắc Ninh; phắa Nam giáp với huyện Văn Lâm, tỉnh Hưng Yên.Sau Nghị ựịnh 132/2003/Nđ-CP của Thủ tướng chắnh phủ ra ngày 6/11/2003 ựược thực hiện, huyện Gia Lâm còn lại 22 ựơn

vị hành chắnh trực thuộc gồm 2 thị trấn: Yên Viên và Trâu Quỳ; 20 xã: Lệ Chi, đình Xuyên, Ninh Hiệp, Phù đổng, Trung Màu, Dương Hà, Yên Thường, Yên Viên, Kim Lan, Cổ Bi, Bát Tràng, đa Tốn, Dương Xá, Kiêu

Kỵ, Văn đức, đông Dư, Dương Quang, Phú Thị, đặng Xá, Kim Sơn.[30]Gia Lâm hiện nay là khu vực phát triển ựô thị hóa và kinh tế trọng ựiểm,

là ựầu mối của nhiều công trình giao thông và hạ tầng kỹ thuật quan trọng của thành phố cũng như quốc gia, và cũng là khu vực phát triển các cơ sở công nghiệp quy mô, các trung tâm dịch vụ, thương mại lớn Năm 2012, giá trị sản xuất các ngành kinh tế chủ yếu do huyện quản lý tăng 11,77% so với năm 2011; cơ cấu giá trị sản xuất của huyện: Công nghiệp, xây dựng 54,16%; Thương mại, dịch vụ 28%; Nông, lâm nghiệp, thuỷ sản 17,84% Là khu vực nông nghiệp ngoại thành Hà Nội, sản xuất nông nghiệp của huyện Gia Lâm năm sau cao hơn năm trước: trồng trọt tăng bình quân 1,5%, chăn nuôi tăng 5,6%, thủy sản tăng 10,2%; diện tắch rau an toàn ựạt gần 60% Hiện nay Gia Lâm ựang trong tiến trình phát triển nông nghiệp theo hướng thay thế các loại cây trồng hiệu quả kinh tế thấp bằng các loại cây ựặc sản có hiệu quả cao hơn Trong ựịa bàn huyện cũng ựã hình thành các vùng sản xuất rau an toàn tập trung tại các xã Văn đức, Lệ Chi, đặng Xá, đông Dư Ngoài ra, trên ựịa bàn huyện Gia Lâm còn tập trung nhiều làng nghề truyền thống như Bát Tràng (sản xuất gốm sứ), Kiêu Kỵ (dát bạc, sơn son thếp vàng, ựồ gỗ), Ninh Hiệp (thuốc Bắc, buôn bán vải vóc)Ầ Tuy nhiên, công tác quản lý môi trường trên ựịa bàn còn chưa tương xứng với tốc ựộ phát triển kinh tế nên ựã ựã làm nảy sinh nhiều vấn ựề môi trường, ựặc biệt là vấn ựề môi trường nước trong các thủy vực chứa nước của vùng.[30]

Xét riêng về tài nguyên nước mặt, Gia Lâm có tổng diện tắch mặt nước vào khoảng 625,27 ha ao hồ, ựầm, kênh, mương có khả năng nuôi trồng thuỷ sản Diện tắch mặt nước không sử dụng cho mục ựắch nuôi trồng thuỷ sản trên toàn huyện là 143,2 ha tương ứng 22,9%, trong ựó hơn 17,7% diện tắch thuỷ

vực nước ựứng (ao, hồ, ựầm) và hơn 57,2% diện tắch thuỷ vực nước mặt (kênh, mương, sông ựào) không ựược sử dụng cho mục ựắch này [26] Hệ thống sông ngòi và kênh mương lớn có trữ lượng nước dồi dào cung cấp cho sản xuất nông nghiệp và nuôi trồng thủy sản cho toàn huyện gồm: hệ thống thủy lợi Bắc Hưng Hải và hệ thống thủy lợi Bắc đuống, cả hai hệ thống này ựều lấy nước từ sông Hồng Theo số liệu thống kê, hai hệ thống này cấp nước cho 8.255 ha ựất nông nghiệp (chiếm 47,5% diện tắch của toàn huyện), trong

ựó lúa và cây hàng năm chiếm 43,3 %, thủy sản chiếm 3,4%, còn lại là ựất cây lâu năm, vườn tạp và ựất trồng cỏ phục vụ chăn nuôi gia súc.[30]

Hệ thống thủy nông Bắc Hưng Hải là hệ thống thủy lợi lớn nhất của ựồng bằng Bắc Bộ Hệ thống này cung cấp nước cho các xã và thị trấn thuộc cụm Nam đuống, bao gồm: Thị trấn Trâu Quỳ, Cổ Bi, đông Dư, đa Tốn, Bát Tràng, Kiêu Kỵ, Kim Lan, Văn đức, đặng Xá, Dương Xá, Phú Thị, Dương Quang, Kim Sơn, Lệ Chi Còn các ựơn vị hành chắnh Thị trấn Yên Viên, Yên Thường, Dương Hà, Ninh Hiệp, đình Xuyên, Phù đổng, Trung Mầu (còn gọi

là cụm các xã Bắc đuống) ựược cấp nước bởi hệ thống thủy lợi Bắc đuống lấy nước từ sông đuống qua các sông chắnh là sông Thiên đức, sông Ngũ Huyện Khê Tuy nhiên, do quá trình phát triển ựô thị và hoạt ựộng công nghiệp, dịch vụ của khu vực Hà Nội và phụ cận, các con sông này ựã có dấu hiệu suy thoái, không ựảm chất lượng nước tưới cho cây trồng.[10]

Sông Thiên đức hay còn gọi là sông đuống dài 68 km, nối sông Hồng

với sông Thái Bình điểm ựầu từ ngã ba Dâu (xã Xuân Canh, huyện đông Anh, thành phố Hà Nội tại ựịa giới giữa 2 ựơn vị hành chắnh là huyện đông Anh và quận Long Biên của thành phố Hà Nội) điểm cuối là ngã ba Mỹ Lộc (xã Trung Kênh, huyện Lương Tài, tỉnh Bắc Ninh) Về tổng thể sông đuống chảy theo hướng tây- ựông, là một phân lưu của sông Hồng, trước ựây chỉ là một dòng sông nhỏ, do cửa nối với sông Hồng bị cát bồi cao nên chỉ khi sông Hồng có lũ lớn mới tràn qua ựược Từ năm 1958, cửa sông ựược mở rộng ựể

trở thành một phân lưu quan trọng giảm sức uy hiếp của lũ sông Hồng ñối với

Hà Nội So với lượng lũ của sông Hồng tại Sơn Tây thì sông ðuống tiêu ñược 20-30 % Theo Bách khoa toàn thư Việt Nam, tại Thượng Cát (Từ Liêm, Hà Nội), lưu lượng nước trung bình nhiều năm ñạt 880 m³/s Lưu lượng ñỉnh lũ lớn nhất 9.000 m³/s (ngày 22 tháng 8 năm 1971) Mực nước cao nhất tại bến

Hồ vào tháng 8 năm 1945 là 9,64 m, cao hơn so với mặt ruộng là 3-4 m Sông ðuống có hàm lượng phù sa cao, vào mùa mưa trung bình cứ 1 m³ nước có 2,8 kg phù sa

Bên cạnh các sông lớn và hệ thống thủy lợi chính cung cấp nước sản xuất nông nghiệp thì các thủy vực ao, hồ, ñầm phân bố rải rác trên ñịa bàn cũng góp phần dự trữ nguồn nước tưới, tiêu cho diện tích lúa và hoa màu của các xã, sử dụng nước mặt ñể nuôi cá; ñồng thời, chúng cũng là những thủy vực chịu tác ñộng từ nước thải sinh hoạt mỗi ngày của các khu dân cư, gây nhiễm bẩn nguồn nước dẫn ñến việc ngày càng hạn chế việc sử dụng các nguồn nước này vào mục ñích nông nghiệp và nuôi trồng thủy sản Diện tích mặt nước tự nhiên và diện tích mặt nước bị ô nhiễm của các ñối tượng thủy vực này ñược thể hiện ở bảng 2.1

Bảng 2.1 Hiện trạng sử dụng mặt nước huyện Gia Lâm

Chỉ tiêu

Do công nghiệp

Do sinh hoạt

Ngoài các yếu tố tự nhiên chi phối ñến ñời sống thủy sinh như chế ñộ thủy văn, nền ñịa chất, thổ nhưỡng, thảm thực vật , các hoạt ñộng kinh tế xã hội của vùng cũng là những yếu tố gây tác ñộng ñến chất lượng môi trường thủy vực với ñặc trưng là các thông số thủy lý hóa học Từ ñó ảnh hưởng ñến hoạt ñộng sinh học diễn ra trong mỗi thủy vực tiếp nhận các tác ñộng trên Trên ñịa bàn huyện Gia Lâm hình thành nhiều các khu vực hoạt ñộng sản xuất công nghiệp, nông nghiệp và khu vực dân cư sinh sống nên các thủy vực thuộc vùng này ít nhiều ñều chịu ảnh hưởng bởi chất thải từ các loại hình hoạt ñộng trên Kết quả thống kê ở bảng 2.1 cho thấy hai nguồn chủ yếu gây ô nhiễm nước mặt trên toàn huyện là hoạt ñộng công nghiệp và hoạt ñộng sinh hoạt, trong ñó phần lớn ô nhiễm nước mặt do hoạt ñộng công nghiệp (chiếm 70% tổng diện tích mặt nước), còn lại là bị ô nhiễm bởi hoạt ñộng sinh hoạt (30%) Các hệ thống sông cung cấp nước thủy lợi chính của huyện Gia Lâm như sông Cầu Bây, sông Thiên ðức và sông Bắc Hưng Hải hầu hết ñều chịu tác ñộng của tất cả các nguồn thải trên ở các mức ñộ khác nhau; còn các thủy vực nước ñứng ở Gia Lâm lại bị ảnh hưởng nhiều do nước thải sinh hoạt

2.1.3 Ảnh hưởng của chất lượng nước ñến ñời sống các loài thủy sinh

Kết quả nghiên cứu về ñặc tính thủy sinh vật cho thấy, một nét cơ bản là ñiều kiện môi trường nước ñã tác ñộng ñến ñặc tính thủy sinh thông qua các ñặc ñiểm về cấu trúc thành phần loài, sự phân bố số lượng các nhóm thủy sinh vật ðặc ñiểm này thể hiện như sau:

+ Một số khu vực nghiên cứu thường có một vài loài hoặc nhóm loài có tần suất cao hơn hẳn so với nhóm loài khác cũng như so với khu vực khác + Một số nhóm loài chỉ phân bố ở khu vực này mà không thấy phân bố ở khu vực khác ðây là những nhóm loài ñược coi là nhạy cảm với ñiều kiện

môi trường ðặc trưng là các loài giáp xác chân chèo Copepoda – Calanoida,

tôm, và một số họ ấu trùng côn trùng ở nước

+ Một số nhóm loài thấy xuất hiện ở tất cả các ñiểm nghiên cứu dạng sông với nền ñáy mềm, bùn – cát, cát – bùn như giun ít tơ Oligochaeta ðây là nhóm loài ñược coi là có tính chống chịu nhất với ñiều kiện môi trường + Bên cạnh sự hiện diện các nhóm loài ñặc trưng, mật ñộ số lượng các nhóm,

số lượng loài cũng là ñặc ñiểm ñể phân biệt sự khác nhau giữa các khu vực

Kết quả ñiều tra thành phần khu hệ ñộng vật nổi ở khu vực ðồng Tháp Mười (Hồ Thanh Hải, 1985) cho thấy tại các thủy vực có ñộ pH < 5, không thấy xuất hiện các loài giáp xác chân chèo Calanoida Trong khi các loài thuộc nhóm này xuất hiện nhiều ở các loại thủy vực tương tự nhưng vơi pH >5 tới trung tính Trong các yếu tố môi trường thủy hóa, hàm lượng các muối dinh dưỡng phot phat và nitrat (NO3) là các yếu tố quan trọng tác ñộng ñến ñặc tính thủy sinh vật của thủy vực Trước tiên, các yếu tố này là cơ sở phát triển thực vật nổi (mắt xích ñầu tiên trong chuỗi thức ăn tự nhiên của thủy vực) Các kết quả nghiên cứu cho thấy trong hầu hết các loại hình thủy vực, có mối tương quan dương giữa hàm lượng photphat với mật ñộ thực vật nổi Hàm lượng photphat cao thì số lượng và sinh khối thực vật nổi cao Nhưng cũng thấy rằng chính photphat cùng với nitrat với hàm lượng cao tới một mức nào ñó lại gây ô nhiễm hữu cơ thủy vực

Các nghiên cứu về hồ ở Hà Nội ñã cho thấy hầu hết các hồ có hàm lượng

PO4 và NO3 cao thì trong thành phần tảo, nhóm tảo lục (Chlorophyta) với các

loài thuộc chi Scenedesmus thường rất phát triển Trong ñộng vật nổi, nhóm

trùng bánh xe (Rotatoria) và Râu ngành (Cladocera) phát triển Dường như không thấy sự có mặt của các loài giáp xác chân chèo Copepoda – Calanoida

trong các hồ này Khi xác ñịnh các mức ñộ ô nhiễm một số thủy vực ở Hà Nội, Nguyễn Xuân Quýnh (1995) ñã xem tỷ lệ về thành phần loài và số lượng giữa trùng bánh xe (R) và giáp xác chân chèo (Co) với giáp xác râu ngành (Cl), hoặc giữa ấu trùng Chironomidae (Ch) với giun ít tơ (Oli) là những chỉ

số ñánh giá quan trọng Các thủy vực ít bẩn (oligosaprobe) có tỷ lệ R ≤Co +Cl

và Ch ≥ Oli, các thủy vực bẩn vừa (mesosaprobe) có tỷ lệ R ≥ Co + Cl và Ch

≤ Oli, các thủy vực rất bẩn (polysaprobe) (sông Kim Ngưu, sông Tô Lịch, sông Sét) chỉ có R và Oli Như vậy, có thể xem các nhóm trùng bánh xe, giun

ít tơ là chỉ thị cho thủy vực giàu dinh dưỡng và bẩn hữu cơ

2.2 ðặc ñiểm ñộng vật nổi trong hệ sinh thái nước ngọt Việt Nam

2.2.1 ðặc ñiểm sinh học của ñộng vật nổi (ðVN)

ðộng vật nổi (Zooplankton) là tập hợp những ñộng vật sống trôi nổi

trong các tầng nước, cơ quan vận ñộng của chúng rất yếu hoặc không có, chúng vận ñộng một cách thụ ñộng và không có khả năng bơi ngược dòng nước [3][16]

Trong chuỗi thức ăn thủy vực, ñộng vật nổi (zooplankton) là những sinh vật tiêu thụ bậc 1, chúng ăn thực vật nổi (phytoplankton), cặn bẩn và vi

khuẩn, ñồng thời tạo ra nguồn thức ăn ñộng vật ñầu tiên cho các nhóm ñộng vật ăn thịt tiếp theo Tùy theo các dạng sống hoặc kích thước mà chúng ñược phân chia thành các nhóm khác nhau

* Dựa vào kích thước, ðVN ñược phân chia thành:

- Sinh vật nổi cực lớn (Megaloplankton): có kích thước lớn hơn 1m, ñiển

hình là các loài sứa biển

- Sinh vật nổi lớn (Macroplankton): có kích thước trong khoảng 1-

100cm, ñiển hình là các loài sứa nhỏ

- Sinh vật nổi lớn vừa (Mesoplankton): có kích thước trong khoảng 10mm, ñiển hình là các loài thuộc phân lớp giáp xác chân chèo (Copepoda)

và giáp xác râu ngành (Cladocera)

- Sinh vật nổi nhỏ (Microplankton): có kích thước từ 0,05 – 1,0 mm ñiển hình là các loại ấu trùng thuộc giáp xác chân chèo (Copepoda), giáp xác râu ngành (Cladocera), nhuyễn thể (Mollusa) và trùng bánh xe (Rotatoria)

- Sinh vật nổi cực nhỏ (Nanoplankton): có kích thước khoảng vài chục micromet, ñiển hình là các loài ñộng vật nguyên sinh (Protozoa), vi khuẩn (Bacteria)

* Dựa vào tập tính sống, ðVN ñược chia ra làm hai nhóm sau:

- Sinh vật nổi hoàn toàn (Holoplankton): là những sinh vật trong vòng

ñời của nó hoàn toàn sống nổi trong nước chỉ trừ giai ñoạn trứng (cyst) là ở tầng ñáy như trùng bánh xe, giáp xác râu ngành, giáp xác chân chèo và một số dạng của nguyên sinh ñộng vật

- Sinh vật nổi không hoàn toàn (Mesoplankton): là những sinh vật chỉ

sống nổi trong một giai ñoạn của vòng ñời như giai ñoạn ấu trùng, còn lại phần lớn cuộc ñời sống ñáy hoặc sống bám như thủy tức, nhuyễn thể…

* Dựa vào sự phân bố theo ñộ sâu (chủ yếu là sinh vật biển), ðVN cũng ñược

chia thành hai nhóm chủ yếu:

- Sinh vật nổi tầng mặt (Epiplankton): là những sinh vật ở ñộ sâu từ 0 –

200m, ñây là vùng có sự xâm nhập của ánh sáng, có thực vật và có quá trình

tự dưỡng

- Sinh vật nổi ở tầng sâu (Nyctoplankton): gồm những sinh vật sống ở

ñộ sâu trên 200m, không có ánh sáng xuyên thấu nên không có thực vật

* Dựa vào cây phát sinh sinh vật và hình thái cơ bản của ñộng vật nổi (ñặc

ñiểm phân loại), ðVN cơ bản thuộc về 3 nhóm lớn: phân lớp giáp xác chân

chèo (Copepoda), bộ giáp xác râu ngành (Cladocera) và lớp trùng bánh xe (Rotatoria)

a) ðặc ñiểm sinh học của phân lớp giáp xác chân chèo Copepoda

Giáp xác chân chèo Copepoda (chân mái chèo) là một phân lớp của lớp giáp xác, ngành chân khớp Phân lớp Copepoda phân chia thành ba bộ: Bộ

Calanoida, Bộ Cyclopoida và Bộ Harpacticoida.[16]

Hình thái: Cơ thể chúng có chiều dài biến ñộng trong khoảng 0,3 – 3,2

mm nhưng ña phần có chiều dài nhỏ hơn 2,0 mm[20] Cơ thể màu nâu hay xám, những loài sống ở vùng triều có màu sáng hơn, có thể có màu tím hay

ñỏ Màu sắc của chúng là do sự phân bố của các hạt sắc tố có tác dụng bảo vệ

cơ thể chống lại tác hại ánh sáng Cơ thể tương ñối thuần nhất về cấu tạo, sự

khác biệt giữa các loài ñược nhận dạng qua sự khác biệt của các phần phụ Cơ thể của chúng ñược chia thành 3 phần là ñầu, ngực và bụng.[3]

Vận ñộng, một số loài Calanoida và Cycloppoida di chuyển bằng cách

bơi lội, còn Harpacticoida thường bò hoặc chạy trên nền ñáy hoặc giá thể Copepoida dùng chân ñạp mạnh và tiếp theo là vận ñộng của các ñôi râu Cả hai nhóm Calanoida và Cyclopoida, chạc ñuôi có tác dụng như là bánh lái.[3]

Sinh sản: Tập tính sinh sản hầu như giống nhau ở các nhóm loài thuộc

phân lớp Copepoda nhưng thời kỳ sinh sản khác nhau Con ñực dùng râu A2 và chân ngực ôm lấy con cái, thời gian ôm nhau khoảng vài phút hoặc có khi lên ñến vài ngày Con ñực ôm lấy con cái trước khi con cái lột xác ñể thành thục

Sự thụ tinh thật sự xảy ra khi hai cá thể ñã tách rời nhau và con cái ñẻ trứng Trứng thụ tinh sẽ ñược giữ trên mình con cái trong một hoặc hai túi trứng cho ñến khi nở thành ấu trùng, khi trứng vừa nở thì nhóm trứng khác ñược bắt ñầu sinh ra và tiếp tục ñược thụ tinh.[16]

Vòng ñời: Trong chu kỳ sống của Copepoda, thông thường có 4 dạng hình

thái là: 1 giai ñoạn trứng, 6 giai ñoạn ấu trùng, 5 giai ñoạn copepoidid và trưởng thành.Trứng của Copepda nở thành ấu trùng nhỏ, hoạt ñộng gọi là nauplius Sau mỗi lần lột xác, con vật lớn lên và dài hơn ñồng thời có thêm cơ quan phụ Thời gian ñể hoàn thành một chu kỳ sống từ trứng cho ñến khi sinh sản tùy theo loài và ñiều kiện sống [16]

Nguồn gốc và phân bố, Copepoda là nhóm sinh vật có nguồn gốc biển,

chúng trải qua quá trình tiến hóa ñể ñi vào vùng nước ngọt, riêng bộ Cyclopoida là nhóm ðVN ưa sống trong nước ngọt và có phân bố rộng trên thế giới So với Cladocera, Copepoda có khả năng chịu ñựng ñiều kiện thiếu oxy tốt hơn ñó là do khả năng trao ñổi chất tốt trong ñiều kiện thiếu oxy ở nền ñáy thủy vực [16]

b) đặc ựiểm sinh học của bộ Cladocera

Hình thái: Hầu hết các sinh vật thuộc bộ Cladocera có chiều dài từ 0,2 Ờ 0,3

mm Cơ thể không phân ựốt rõ ràng nhưng ựều có vỏ giáp bao lấy ựầu và ngực

Vận ựộng, phần lớn Cladocera di chuyển bằng cách nhảy liên tục sử

dụng râu tạo ra các bước nhảy nhanh hoặc chậm Các loài sống ở nơi giàu thức ăn có cách vận ựộng theo kiểu bơi nhờ vào râu, cách này có liên quan tới việc lấy thức ăn.[16]

Sinh sản: Hình thức sinh sản ựơn tắnh xuất hiện quanh năm trong suốt

quá trình sống khi chỉ có con cái Các noãn nguyên bào ựược giảm phân một lần trong buồng trứng và sau ựó theo ống dẫn trứng ựi vào buồng phôi Tùy theo loài và ựiều kiện môi trường sống mà trong buồng phôi có từ 2-40 buồng trứng (thường là 10-20 buồng) Trứng nở trong buồng phôi và ra ngoài khi chúng trưởng thành Hình thức sinh sản hữu tắnh xuất hiện khi trong môi trường sống có con ựực Số lượng con ựực thường chỉ chiếm khoảng 5% trong quần thể nhưng cũng có khi lên ựến 50% Yếu tố ảnh hưởng ựến sự xuất hiện của con ựực ựã và ựang ựược nhiều nhà khoa học nghiên cứu nhưng phần lớn ựều dự ựoán có thể là kết quả tác ựộng từ các nhân tố môi trường Sự xuất hiện con ựực là cách ựể (1) giảm ựi mật ựộ con cái và phần chất thải; (2) thắch hợp trong môi trường có lượng thức ăn giảm; (3) chống chịu ựiều kiện thay ựổi quá mức chịu ựựng và (4) chịu cường ựộ ánh sáng quá lớn Nếu các yếu tố này kéo dài thì hiện tượng sinh sản hữu tắnh xuất hiện Trứng từ sinh sản hữu tắnh vẫn giống với trứng sinh sản ựơn tắnh nhưng con cái chỉ sinh ra 1 hay 2 trứng, gọi là cyst Cyst ựược thụ tinh ựi vào buồng phôi và tạo vỏ dày, sẫm Khi sinh ra, cyst có thể chìm dýới đáy ao, bám vào giá thể hay nổi trên mặt nýớc Nhờ có vỏ dày mà cyst có thể chịu đựng đýợc nhiều điều kiện khắc nghiệt nhý nhiệt độ, môi trýờng khô ráo và kể cả chịu sự tác động của men tiêu hóa trong ruột cá.[2]

Vòng ñời của Cladocera chia thành 4 giai ñoạn chính là trứng, ấu thể, lột

xác và thành thục Trứng thoát khỏi buồng phôi là phân ñốt và tạo ngay con non,

từ lúc con non ñến con trưởng thành là hai ngày nhưng chúng phải trải qua nhiều lần lột xác Giai ñoạn lột xác ñầu tiên trong buồng phôi, khi con non vừa lột xác lần ñầu chưa xong là con cái tiếp tục ñưa trứng mới vào buồng Thời gian của Cladocera từ khi thoát ra khỏi buồng trứng cho ñến khi chết rất biến ñộng, tùy

theo loài và ñiều kiện môi trường Ví dụ: Daphnia thường sống trong khoảng

28-30 ngày trong ñiều kiện nuôi ở phòng thí nghiệm

Nguồn gốc và phân bố: Cladocera là sinh vật có nguồn gốc nước ngọt

Ngoài những thủy vực nước chảy mạnh như suối và thủy vực ô nhiễm nặng thì chúng vẫn có thể chiếm ưu thế ở nhiều thủy vực khác Do sự hình thành cyst nên Cladocera có thể ñược mang ñi khắp nơi và trở thành loài phân bố rộng Hầu hết Cladocera là sinh vật chịu ñược pH trong khoảng 6,5 – 8,5 [2] Dựa vào nguồn thức ăn ưa thích có thể chia Cladocera thành hai nhóm chính là sinh vật ưu thực vật và sinh vật ưu chất hữu cơ

c) ðặc ñiểm sinh học của lớp trùng bánh xe Rotatoria

Hình thái: Trùng bánh xe là sinh vật hiển vi với chiều dài khoảng 0,04 – 2,5 mm,

thường trong khoảng 0,1 – 0,5 mm ðược gọi tên là trùng bánh xe bởi vì nhiều loài có vòng tơ giống như bánh xe quay ñồng bộ Những sinh vật trong

lớp Trùng bánh xe ñược chia thành hai bộ là Bộ noãn sào chẵn (Digononta)

và Bộ noãn sào lẻ (Monogononta) Hình thái cơ thể của Trùng bánh xe là kết

quả của quá trình thích nghi, thường thì cơ thể hình trụ dài có khi từ dạng lá thành dạng cầu Cơ thể chia làm ba phần riêng biệt là ñầu, thân và chân Cơ thể có màu hơi xám, hơi vàng, ñôi khi tím hay hơi xanh nhưng thường màu thể hiện là phần thức ăn trong ống tiêu hoá và chất thải trong bộ phận chứa chất bài tiết [3]

Sinh sản: Hình thức sinh sản phổ biến nhất của lớp trùng bánh xe

Rotatoria là sinh sản ñơn tính Với bộ noãn sào lẻ, con cái mang trứng trong một túi nằm dài theo mặt bụng Phần dưỡng chất là hỗn hợp của một nhân lớn Khi trứng thành thục sẽ chìm xuống, dưỡng chất chuyển hóa thành khối noãn hoàng Trứng ñi qua vòi trứng ngắn và ra ngoài bằng lỗ huyệt Trứng có dạng dài, mềm dẻo nên dễ dàng chui qua vòi trứng Có vài loài ñẻ con nhưng thực chất là trứng nở ngay trong buồng trứng, chúng thuộc bộ Notiomatidae,

bộ Bdelloidea như Asplanchna, Conochilus, Rhinoglena và vài loài khác

Trứng của con cái sinh sản ñơn tính thường nở ra sau 2 -3 ngày Trứng này dễ nổi vì có giọt dầu nhỏ trong nó Có vài loài trứng dính vào chân con mẹ cho ñến khi nở Loại cyst thì nặng, có vỏ dày và có vân Nó có khả năng chống chịu với nhiệt ñộ cao, nhiệt ñộ thấp, sự khô ráo và những ñiều kiện biến ñổi hóa học của ñiều kiện môi trường trong thời gian dài Trứng này tồn tại rất lâu

và chúng có thể nở ra khi ñiều kiện môi trường biến ñổi thích hợp trở lại.[2] Hình thức sinh sản hữu tính ở trùng bánh xe không xuất hiện nhiều vì sự xuất hiện của con ñực ñược coi là dấu hiệu của sự suy thoái môi trường sống

mà nguyên nhân từ các nhân tố bên ngoài Những nguyên nhân chính ñó có thể

là (1) sự thay ñổi về loại thức ăn (tảo hoặc vi khuẩn) (2) nguồn thức ăn gia tăng (3) hay sự giảm thức ăn Ngoài ra còn phải kể ñến các nguyên nhân khác có thể ảnh hưởng chủ yếu ñến sự xuất hiện con ñực là mật ñộ cao, môi trường sống tốt chuyển sang nhiều kiềm, nhiệt ñộ biến ñổi

Chu kỳ phát triển: Hầu hết các loài trùng bánh xe Rotatoria phát triển

nhanh trong vài giờ sau khi trứng nở, sau ñó thì chậm lại Tuổi thọ tính từ lúc

mới nở cho ñến chết rất biến ñộng như Epiphanes senta là 8 ngày, Lecane

thermis là 7,4 ngày, Brachionus calyciflorus là 6 ngày Do tốc ñộ sinh sản

nhanh, vòng ñời ngắn nên chúng chiếm ưu thế hầu như suốt năm Trong một năm, trùng bánh xe có thể có một chu kỳ hay nhiều chu kỳ tùy thuộc vào loài nên nó tạo ra một, hai hay nhiều ñỉnh cao số lượng Chu kỳ phát triển ñỉnh cao của quần thể biến ñộng theo loài và theo năm trong một thủy vực nhất ñịnh hay

biến ñộng theo thủy vực Chẳng hạn, những loài như Kellicottia longispina và Conochilus unicornis coi như loài một chu kỳ Brachionus angularis và Keratella

cochlearis là những loài hai chu kỳ nhưng vẫn thấy ñược quanh năm.[3]

Nguồn gốc và phân bố: Trùng bánh xe là nhóm sinh vật phân bố rộng

nhưng cũng bị hạn chế bởi vùng có nhiệt ñộ quá nóng hay quá lạnh, vùng nước chảy mạnh hay vùng mặn Chúng có thể tồn tại trong một thuỷ vực nhiều năm nhưng cũng không thể giải thích tại sao chúng vắng mặt trong một thời gian dài rồi lại xuất hiện cũng trên thuỷ vực ñó

2.2.2 Vai trò của ñộng vật nổi trong hệ sinh thái thuỷ vực

+ Là mắt xích quan trọng trong mạng lưới thức ăn thuỷ vực

Mối quan hệ chủ yếu của các sinh vật trong thủy vực là quan hệ mạng lưới thức ăn (hình 2.1) Sinh vật ñầu tiên trong chuỗi thức ăn trong thủy vực là tảo (sinh vật tự dưỡng) ñóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp nguồn dinh dưỡng cho cả mạng lưới thức ăn thủy sinh Năng lượng từ tảo ñược chuyển hóa qua nhiều mắt xích ở các bậc dinh dưỡng cao hơn như ðVN, các loài ñộng vật không xương sống ăn thịt khác, ấu trùng của cá cho ñến mắt xích cuối cùng là các loài cá

Hình 2.1 Chuỗi thức ăn trong hệ sinh thái thủy vực

(Nguồn: Dương Trí Dũng, 2000)

Trong chuỗi thức ăn thủy vực, ðVN là mắt xích trung gian giúp chuyển hóa vật chất và năng lượng từ tảo ñến các mắt xích kế tiếp trong chuỗi thức ăn ðVN cũng như các mắt xích khác trong chuỗi thức ăn ñều góp phần quan trọng

ñể chu trình chuyển hóa vật chất và năng lượng diễn ra hoàn chỉnh, nếu một mắt xích mất ñi thì gây ra mất cân bằng sinh thái trong hệ sinh thái thủy vực

+ Vai trò làm sạch nước

Do ñặc tính dinh dưỡng của từng nhóm sinh vật trong quần xã mà tính chất lọc sạch nước ñược coi như là ñặc tính ưu việt nhất của thủy sinh vật, quá trình lọc sạch ñược thể hiện ở các dạng như sau:

- Làm giảm các nguồn hữu cơ gây ô nhiễm môi trường: ñặc tính ăn lọc của

các nhóm sinh vật không xương sống thủy sinh như Protozoa, Rotatoria và Cladocera, ngoài ra còn có Mollusa sẽ là giảm ñi nguồn vật chất hữu cơ Sự phân giải vật chất hữu cơ trong môi trường nước thành vật chất vô cơ của vi sinh vật cũng góp phần làm sạch nước

- Tích lũy chất ñộc, kim loại nặng: trong quá trình sinh trưởng và phát

triển do sự hấp thu lâu dài nên cơ thể các loài thủy sinh có khả năng tích tụ ñược một lượng chất ñộc ñáng kể cao gấp hàng chục, hàng trăm lần so với nồng ñộ của ñộc chất trong nước Quá trình này chuyển hóa chất ñộc từ môi trường nước sang cơ thể sinh vật làm cho nguồn nước ñược sạch hơn

- Loại bỏ chất ñộc, chất ô nhiễm ra khỏi tầng nước: quá trình lọc của thủy

sinh vật ñã chuyển từ chất hữu cơ lơ lửng thành chất lắng tụ ở nền ñáy, khiến cho chất ñộc hữu cơ bị loại ra khỏi tầng nước

+ Vai trò chỉ thị chất lượng môi trường nước

ðộng vật thủy sinh nói chung và nhóm ðVN nói riêng có ñặc tính sinh trưởng nhanh, sức sinh sản cao, vòng ñời ngắn rất thích hợp cho việc nghiên

cứu chỉ thị sinh học cho môi trường nước

ðVN ñóng vai trò như là sinh vật chỉ thị cho chất lượng môi trường nước dựa vào sự có mặt hoặc vắng mặt của chúng trong thủy vực Sự phát

triển mạnh của một loài hay một nhóm loài ðVN biểu hiện cho tính chất môi trường tại thủy vực ñó thích hợp cho sự phát triển của quần xã này Ví dụ, môi trường giàu chất hữu cơ tạo ñiều kiện thuận lợi cho sự sinh trưởng và phát triển của nhóm sinh vật ăn lọc như Protozoa, Rotatoria hay Cladocera, tùy theo mức ñộ ô nhiễm sẽ có từng nhóm phát triển Hay những loài bò bám của trùng bánh xe không bao giờ xuất hiện khi nhiệt ñộ dưới 15oC, thông thường thì xuất hiện nhiều ở nhiệt ñộ trên 20oC Mặt khác, sự không thích nghi hoặc biến mất của một nhóm loài sinh vật trong khu hệ cũng là dấu hiệu cho thấy xu thế biến ñổi của môi trường Ví dụ, trong thủy vực có hàm lượng cao các ñộc chất có nguồn gốc từ việc sử dụng hóa chất trong nông nghiệp sẽ gây ức chế quá trình phát triển và có thể tiêu diệt các nhóm sinh vật như Rotatoria, Cladocera Khi môi trường ñược khôi phục lại, hàm lượng nông dược giảm thì nhóm sinh vật Rotatoria phát triển nhanh chóng và trở lại trạng thái ban ñầu, khi môi trường hoàn toàn vô ñộc thì nhóm Cladocera phát triển[1]; hay khi môi trường nước có pH > 7 thì số lượng thành phần loài Rotatoria ít nhưng mật ñộ

lớn, các loài ñại diện là Asplanchna, Asplanchnopus, Mytilina, Brachionus,

Filinia…khi môi trường chuyển sang axit, nhiều loài xuất hiện nhưng mật ñộ

không cao như Lepadella, Lecane, Trichocera, Cephalodella…[16]

2.2.3 ðặc trưng ña dạng ðVN trong các hệ sinh thái thủy vực Bắc Việt Nam

Các thủy vực vùng ñồng bằng sông Hồng nói chung, huyện Gia Lâm nói riêng hầu hết là phần hạ lưu của các con sông lớn, các sông ñào, kênh rạch, ñầm ao, ruộng lúa nước Nhìn chung chúng là các thủy vực có chế ñộ dòng chảy chậm, ñộ trong thấp, nền ñáy mềm, thường là nền ñất phù sa giàu dinh dưỡng Kết hợp với ñiều kiện khí hậu nhiệt ñới có mùa ñông lạnh kéo dài ñã tạo nên ñặc ñiểm cấu trúc quần xã thủy sinh vật ñặc trưng vùng ñồng bằng Bắc Việt Nam

Kết quả nghiên cứu trong giai ñoạn ñầu thế kỷ 20 của các nhà khoa học

ñã cho thấy, giữa các ñối tượng thủy vực nước chảy và nước ñứng của vùng ñồng bằng sông Hồng có sự khác biệt nhất ñịnh về ñặc trưng ña dạng loài

trong ñó có sự khác biệt về ña dạng các nhóm ðVN

- Quần xã sinh vật nổi ao, hồ

Trong hồ hay các thuỷ vực vùng vĩ ñộ thấp nói chung, nhóm

mesoplankton rất ña dạng về thành phần loài và ñông về số lượng, ñặc biệt là

ấu trùng Bởi vậy, sau mỗi lần biến thái, thành phần loài và số lượng chung của ðVN biến ñộng rất lớn ðộng vật nổi trong hồ chủ yếu là trùng Roi không màu, Infuzoria, Rotatoria, Cladocera và Copepoda,… cùng với ấu trùng của ñộng vật ñáy, trứng cá và cá con Tuy nhiên phụ thuộc vào sự phân bố, hình thái của hồ cũng như các ñiều kiện sống trong hồ mà thành phần loài ðVN rất khác nhau Các nghiên cứu ñã công bố ñều cho thấy rằng trong phần lớn các

hồ kể cả vùng vĩ ñộ cao và vĩ ñộ thấp, ưu thế trong thành phần ðVN là nhóm Rotatoria và Cladocera.[35]

Về phân bố ðVN tập trung chủ yếu trong các tầng nước gần mặt, nơi giàu nguồn thức ăn và chế ñộ chiếu sáng vừa phải Chính vì vậy, trong các hồ sâu, chúng thường tiến hành di cư theo chiều thẳng ñứng, ñặc biệt theo chu kỳ ngày ñêm Ban ngày, chúng di chuyển xuống tầng nước sâu hơn, còn ban ñêm

di chuyển lên sát tầng mặt Con ñường di cư thẳng ñứng phụ thuộc vào từng

loài, vào các giai ñoạn phát triển và cả giới tính Theo mặt phẳng ngang, ðVN

thường tập trung ñông ở nơi giàu thức ăn, song tại trung tâm vùng nở hoa của

tảo, mật ñộ ðVN giảm ñi rõ rệt, và vùng có mật ñộ ðVN cực ñại thường xuất

hiện lân cận nơi nước nở hoa Do phụ thuộc vào thức ăn, sự phát triển về số lượng của ðVN ñến muộn hơn so với sự phát triển của thực vật nổi trong năm Nhóm ñộng vật nguyên sinh (Protozoa), Rotatoria phát triển sớm hơn các nhóm ðVN khác (Cladocera và Copepoda) và cũng sớm chấm dứt vai trò chủ ñạo, nhường cho sự phát triển của ðVN có kích thước lớn.[35]

Ở vùng nhiệt ñới xích ñạo, thành phần loài ðVN không ña dạng như thực vật nổi.Trong những hồ miền núi như Ba Bể, ñến nay mới phát hiện ñược 35 loài, trong ñó nhiều nhất là Cladocera, Copepoda và cuối cùng là Rotatoria Các hồ ở ñồng bằng, số lượng loài cũng không lớn hơn, chẳng hạn như ở Hồ Tây (Hà Nội), ñến nay ñã phát hiện ñược 40 loài, hồ Trúc Bạch 35 loài, Hồ Hoàn Kiếm 42 loài, hồ Bảy Mẫu 44 loài, trong ñó Rotatoria chiếm tới 70% tổng số loài, sau ñó là Cladocera Ở các thủy vực bị ô nhiễm, Rotatoria thường chiếm ưu thế về số loài và có xu thế gia tăng về số lượng.[18]

- Quần xã sinh vật nổi sông

Những quần xã sinh vật sống trong dòng chảy, nơi nước luôn vận ñộng

có thành phần loài rất ña dạng do ña dạng về sinh cảnh (dạng hình, vị trí ñịa

lý của sông, suối, tốc ñộ và mực nước, ñặc tính của nền ñáy ) Hơn nữa, nhiều sinh vật trong hệ thống sông bao gồm nhiều nhóm loài bản ñịa và những loài di nhập từ nơi khác ñến.Trong các kiểu hệ sinh thái sông, suối, các sinh vật sản xuất trong thủy vực ở nước ngọt chủ yếu là tảo lục, tảo silic và vi khuẩn lam rất phong phú; Do ñó, các nhóm ðVN – là mắt xích thức ăn ñầu tiên trong chuỗi thức ăn ñộng vật cũng phát triển mạnh mẽ như là nhóm giáp xác chân chèo (Copepoda) và giáp xác râu ngành (Cladocera).[35]

Sự ña dạng của các nhóm sinh vật nổi trong các thủy vực nước chảy còn phụ thuộc vào chiều dài, chiều rộng và ñộ sâu của mỗi dòng Cụ thể, theo chiều dài từ thượng lưu ñến cửa sông, tính ña dạng về thành phần loài, sự phát triển về số lượng của các quần xã sinh vật tăng dần, ñồng thời có sự thay thế những nhóm ưa oxi bằng các nhóm kém ưa oxi hơn, những nhóm có khả năng chống chịu tốc ñộ dòng chảy lớn (thân trơn, dài, có giác bám ) bằng những loài kém thích nghi hơn (cá thân cao), những loài ăn thịt (ấu trùng và côn trùng dưới nước) bằng những loài ăn thực vật, mùn bã và sinh vật nổi, những loài ñẻ trứng vùi bằng những loài ñẻ trứng bám và trứng nổi Những thay thế ñó có liên quan chặt chẽ ñến tốc ñộ dòng chảy Theo chiều ngang sông, thành phần loài và sinh

vật lượng thay ñổi từ bờ ra giữa dòng theo chiều giảm ñi Nơi giàu có nhất là nơi nước chảy yếu xuất hiện trên các triền sông Ngoài ra sự biến ñổi về số lượng và thành phần loài sinh vật còn phụ thuộc vào sự dao ñộng mực nước trên sông, liên quan ñến sự thay ñổi mùa khí hậu.[35]

Các sông thuộc vùng ñồng bằng có số lượng cá thể ðVN khá cao, như ở sông Bắc Hưng Hải, số lượng ðVN dao ñộng từ 8.000 con/m3 (mùa hè) ñến 38.000 con/m3 (mùa ñông)[18] Còn theo số liệu của Trần Văn Vỹ, Trương Quốc Thiệu (1971), sự biến ñổi về mật ñộ cá thể của thủy sinh vật trong hệ thống dòng chảy theo mùa tại sông Chảy (1966) ở nơi nước chảy mạnh về mùa lũ rất thấp, thực vật nổi chỉ có 295.440 tế bào/l, ðVN có số lượng trung bình 133 con/m3, thấp nhất vào mùa lũ (tháng 6): 19 con/m3, trong ñó giáp xác chiếm ưu thế Vào mùa nước kiệt, số lượng và và thành phần loài sinh vật nổi ñều tăng gấp 2-3 lần so với mùa lũ [18]

Bảng 2.2 So sánh mật ñộ ñộng vật nổi các loại hình thủy vực vùng ñồng bằng

yếu Giáp xác phù du Trùng bánh xe Giáp xác phù du

(Nguồn: ðặng Ngọc Thanh (chủ biên), 2002 [6])

2.3 Nghiên cứu ứng dụng sinh vật trong ñánh giá chất lượng môi trường nước

Sử dụng sinh vật trong ñánh giá chất lượng môi trường nói chung, môi trường nước nói riêng là việc quan sát những phản ứng của cơ thể sinh vật trước những biến ñổi của môi trường Trong ñó, các sinh vật ñược ứng dụng

là “Những ñối tượng sinh vật có yêu cầu nhất ñịnh về ñiều kiện sinh thái liên quan ñến nhu cầu dinh dưỡng, hàm lượng oxi cũng như khả năng chống chịu một hàm lượng nhất ñịnh các yếu tố ñộc hại trong môi trường sống và do ñó

sự hiện diện của chúng biểu thị một tình trạng về ñiều kiện sinh thái của môi trường sống nằm trong giới hạn nhu cầu và khả năng chống chịu của ñối tượng sinh vật ñó” – chúng ñược gọi là các sinh vật chỉ thị

Nhìn chung các phương pháp sử dụng chỉ thị sinh học trong nghiên cứu

ô nhiễm môi trường nước thường lợi dụng sự có mặt hoặc vắng mặt những loài ñơn lẻ nhất ñịnh hoặc những nhóm các ñơn vị phân loại mẫn cảm và phản ứng với sự có mặt của chất ô nhiễm trong môi trường, những biến ñổi về sinh

lý và hình thái ñược sử dụng ñể xác ñịnh các tác ñộng và phân bố các chất ô nhiễm trong vùng lấy mẫu Các phương pháp sử dụng chỉ thị sinh học ñánh

giá chất lượng nước bao gồm: sử dụng chỉ số sinh học, sử dụng sinh vật tích

tụ, phép thử sinh học, xây dựng bản ñồ ô nhiễm, so sánh, quan trắc bằng vi sinh vật

Trong thời gian gần ñây, phương pháp sinh học trong ñánh giá chất lượng môi trường nước ngày càng ñược quan tâm nghiên cứu bởi vì:

+ Thứ nhất, các phương pháp lý hóa học chỉ xác ñịnh các yếu tố riêng

lẻ trong môi trường nước ô nhiễm Tác ñộng này rất khác với tác ñộng tổng hợp của toàn bộ các yếu tố Tác ñộng tổng hợp này chỉ ñược thể hiện qua các

dữ liệu sinh học thu ñược trên các thể sinh vật hoặc quần xã sinh vật trong môi trường nước bị ô nhiễm

+ Thứ hai, phương pháp lý hóa học xác ñịnh chất lượng môi trường nước trong một thời ñiểm tức thời Trong khi ñó, phương pháp sinh học thể hiện chất lượng môi trường nước qua một quá trình diễn ra trong một thời gian nhất ñịnh ñủ cho một vài chu kỳ sống của sinh vật chỉ thị

+ Thứ ba, các phương pháp, kỹ thuật phân tích lý hóa học hiện nay chưa có khả năng xác ñịnh các chất có hàm lượng siêu nhỏ trong môi trường nước nằm dưới giới hạn phân tích Trong khi ñó, phương pháp sinh học có khả năng gián tiếp xác ñịnh ñược các chất có hàm lượng siêu nhỏ, dựa vào khả năng tích tụ sinh học của các sinh vật chỉ thị

+ Cuối cùng, các phương pháp lý hóa học truyền thống hiện nay chỉ xác ñịnh ñược khoảng 25 chất ô nhiễm thải vào môi trường nước, trong khi

ñó, số chất ô nhiễm ñược thải vào môi trường hiện nay là rất lớn, tới khoảng 1.500 chất, vượt qua khả năng kỹ thuật và ñặc biệt kinh phí phân tích lý hóa học trong giám sát môi trường nước

Như vậy có thể thấy phương pháp sinh học trong giám sát môi trường sử dụng sinh vật chỉ thị 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 ñộng tổng hợp các yếu tố môi trường của sinh vật Do ñó, ngày từ những năm ñầu của thế kỷ XX, trên thế giới ñã có nhiều nghiên cứu ứng dụng sinh vật trong ñánh giá chất lượng môi trường, và ñến nay việc nghiên cứu và sử dụng các yếu tố sinh học ñánh giá, giám sát và cải thiện chất lượng môi trường

ñã ñạt ñược nhiều thành tựu có ý nghĩa khoa học và thực tế

ðối với mục ñích ñánh giá chất lượng nước, hiện nay có khá nhiều loài

sinh vật ñã ñược phát hiện và ứng dụng thành công làm sinh vật chỉ thị ở nhiều vùng trên thế giới Có nhiều tác giả ñã sử dụng ðVKXS cỡ lớn ñánh giá

ô nhiễm hữu cơ ở các thuỷ vực, với ưu ñiểm là dễ thu thập ñịnh lượng, dễ dàng bảo quản và thuận lợi cho việc giám ñịnh về sau Dựa vào ñặc tính sống ñáy và lọc các chất cặn bã trong ao, ở các nước như Nhật Bản, Mỹ, Úc, Ấn

ðộ, người ta dùng nhiều loài sinh vật như trai nước ngọt, trai nước mặn, ñể kiểm soát chất lượng nước, ñặc biệt là nước ô nhiễm kim loại nặng, ñồng thời làm sạch nước (Momoshima et al, Risebrough, 1983, Cope 1999, John

2001…) Kabler (1957) ñã coi nhóm vi khuẩn E.coli là các chỉ thị cho ô

nhiễm về chất lượng nước uống Việc sử dụng các loài cá làm sinh vật chỉ thị cũng ñược Dondoroff (1957) ñề cập tới Tại các nước phát triển châu Âu và Bắc Mỹ, ñặc biệt là ở ngay một số nước trong khu vực như Trung Quốc, Ấn

ðộ, Thái Lan, ñã có những nghiên cứu nhiều năm sử dụng các nhóm sinh vật ñánh giá và giám sát môi trường Nhiều quốc gia ñã thiết lập những chỉ số

sinh học riêng của mình ñể ñánh giá chất lượng môi trường nước như những thông số không thể thiếu bên cạnh những chỉ tiêu thủy lý hóa truyền thống (chỉ số sinh học của Bỉ - BBI, của Pháp – FI, của Anh Trend Index, chỉ số hoại sinh – SI, chỉ số ña dạng – DI, ) Cho ñến nay, có khoảng 50 phương pháp sinh học ñánh giá chất lượng nước mặt Các phương pháp này ñều ñưa

ra hệ thống chỉ số ô nhiễm, chỉ số sinh học khác nhau cho việc ñánh giá chất lượng môi trường nước.[19]

Ở Việt Nam, việc nghiên cứu sử dụng sinh vật chỉ thị ñánh giá chất lượng môi trường nước cũng ñã ñược tiến hành Các nhà khoa học thuộc khoa Sinh trường ðHKHTN, ðHQGHN ñã xây dựng một khoá ñịnh loại ðVKXS

cỡ lớn ñến họ và thiết lập một quy trình lấy mẫu, và một hệ thống tính ñiểm

sử sụng trong quan trắc sinh học ñối với các thuỷ vực nước chảy tại Việt Nam Trên cơ sở nghiên cứu trong vòng 10 năm (1985 – 1995) cùng với các dẫn liệu ñã biết trước ñây về các thuỷ vực có nước thải vùng Hà Nội Nguyễn Xuân Quýnh (1995) ñã ñề xuất một hệ thống phân loại ñộ nhiễm bẩn các thuỷ vực nước thải ở Hà Nội dựa trên một số chỉ tiêu cơ bản về sinh học, kèm theo

nó là các chỉ tiêu lý hoá học quy ñịnh sự có mặt hay vắng mặt của một số loài hay nhóm loài ðVKXS, ñược coi như sinh vật chỉ thị quy ñịnh sự phát triển

về số lượng và khối lượng của chúng ở những mức ñộ khác nhau Trương Thanh Cảnh và Ngô Thị Trâm Anh trường ðHKHTN, ðHQG TPHCM cũng

ñã sử dụng ðVKXS ñể ñánh giá chất lượng nước tại 4 kênh mương chính trong TP HCM, sử dụng hệ thống tính ñiểm BMWP và ASPT Các kết quả này là dữ liệu quan trọng cho việc xây dựng các chỉ thị và chỉ số sinh học Tuy nhiên các nghiên cứu này hầu hết mới dừng ở mức ñánh giá ñịnh tính và ñiều tra khu hệ và chưa ñược thực hiện một cách ñồng bộ, thống nhất Trong khi ñó, ñể lựa chọn ñược sinh vật chỉ thị và xây dựng ñược chỉ số sinh học cần phải có những nghiên cứu lâu dài, liên tục và bộ dữ liệu hoàn chỉnh về sinh vật chỉ thị với các ñiều kiện môi trường nước khác nhau ðồng thời, mỗi

loài sinh vật chỉ thị có sự thích ứng khác nhau và phân bố khác nhau tuỳ ñiều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu và ñặc tính chống chịu của chúng, một ñối tượng có khả năng làm sinh vật chỉ thị ở vùng này chưa chắc ñã thích hợp làm sinh vật chỉ thị tại vùng khác, do ñó khi nghiên cứu ứng dụng chỉ số sinh học cho môi trường cụ thể của Việt Nam cũng cần phải có nhiều nghiên cứu kiểm chứng tính phù hợp của các chỉ số này.[25]

Ngoài việc sử dụng các loài chỉ thị, ñể ñánh giá chất lượng môi trường nước người ta có thể sử dụng các chỉ số sinh học và cho ñến nay ñã có hàng chục phương pháp và chỉ số sinh học ñánh giá chất lượng môi trường nước Tuy nhiên, tùy theo các mục tiêu mà lựa chọn sử dụng chỉ số sinh học cho phù hợp Các phương pháp sử dụng yếu tố sinh học chỉ thị môi trường thường thông qua một số các chỉ số sinh học cơ bản sau:

+ Cấu trúc quần xã, và mật ñộ số lượng (quần xã, quần thể sinh vật chỉ thị): ñược sử dụng trên cở sở ñặc tính thau ñổi cấu trúc thành phần loài, tỷ lệ

về mật ñộ số lượng giữa các nhóm sinh vật

+ Chỉ số ưu thế: sử dụng một số nhóm loài ñặc trưng phát triển ưu thế

về số lượng và tần suất

+ Chỉ số ña dạng: các chỉ số ña dạng ñược tính theo nhiều công thức của

các tác giả ñưa ra như chỉ số Shannon&Weaver (H’), Margaleft (D), chỉ số ña dạng cá (α)

+ Chỉ số sinh học tổ hợp (Intergrated Biological Index – IBI)

+ Chỉ số sử dụng ñộng vật ñáy cỡ lớn (macrobenthos) ñể ñánh giá nhanh

chất lượng nước theo hệ thống tính ñiểm BMWP

PHẦN III đỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 đối tượng và phạm vi nghiên cứu

+ đối tượng nghiên cứu: Chất lượng nước và ựộng vật nổi

+ Phạm vi nghiên cứu: Các thủy vực trên ựịa bàn các xã Nam đuống của huyện Gia Lâm, Hà Nội (không kể ựến phần sông Hồng và sông đuống)

+ Thời gian nghiên cứu: Từ tháng 5/2011 ựến tháng 5/2012

3.2 Nội dung nghiên cứu

+ đánh giá chất lượng nước các thủy vực nghiên cứu trên ựịa bàn huyện Gia Lâm, thành phố Hà Nội

+ đánh giá ựộ ựa dạng về số lượng và thành phần loài ựộng vật nổi trong các thủy vực nghiên cứu và biến ựộng của chúng theo thời gian

+ đánh giá ảnh hưởng của chất lượng nước ựến ựộ ựa dạng ựộng vật nổi trong các thủy vực nghiên cứu trên ựịa bàn huyện Gia Lâm, thành phố Hà Nội

3.3 Phương pháp nghiên cứu

3.3.1 Thu thập tài liệu thứ cấp

Bao gồm bản ựồ và các tài liệu về phát triển kinh tế của huyện, hiện trạng

cơ sở hạ tầng, công tác quản lý các hệ thống thủy vực trên ựịa bàn ựược thu thập trực tiếp tại phòng Thống kê huyện Gia Lâm, phòng Thống kê và kế hoạch các

xã đa Tốn, Dương Xá

Thu thập các tài liệu chuyên sâu liên quan ựến việc nghiên cứu và sử dụng các loài thủy sinh vật và phương pháp ựánh giá chúng

3.3.2 Khảo sát thực ựịa và chọn ựiểm nghiên cứu

Từ tài liệu thứ cấp về mạng lưới phân bố và hiện trạng chất lượng các thủy vực trên ựịa bàn Gia Lâm, nhóm nghiên cứu tiến hành khảo sát thực ựịa, phân nhóm các ựối tượng thủy vực theo tiêu chắ dòng chảy và mức ựộ chịu tác ựộng

từ các nguồn thải Sau ựó, bốc thăm ngẫu nhiên trong mỗi nhóm thủy vực:

+ Nhóm hệ thống thủy vực nước chảy: sông Cầu Bây, sông Thiên đức, sông Bắc Hưng Hải với nhiệm vụ cấp nước cho sản xuất nông nghiệp

+ Nhóm hệ thống thủy vực nước tĩnh: các ao hồ có vai trò cảnh quan, nuôi trồng thủy sản và ựiều hòa vi khắ hậu

Bảng 3.1 đặc ựiểm của các ựối tượng thủy vực nghiên cứu

- Chảy qua ựịa phận xã đa Tốn

- Là nguồn nước tưới tiêu chắnh ở đa Tốn Tiếp nhận nước thải công nghiệp (Sài đồng), nước thải sinh hoạt và nước thải canh tác lúa (Trâu Quỳ và

đa Tốn)

M2

Bắc Hưng Hải

20058Ỗ20,4Ợ N

105055Ỗ53,7Ợ E

- Tại cống Xuân Quan

- Cung cấp nước tưới tiêu cho toàn bộ ựịa bàn Ít chịu ảnh hưởng bởi các nguồn gây ô nhiễm trên ựịa bàn

- Chảy qua xã Dương Xá

- Cung cấp nước NTTS và tưới tiêu cho hơn 10ha hoa màu ven sông của xã này Chịu ảnh hưởng từ nước thải chăn nuôi và sinh hoạt thôn đề Trụ(xã Dương Quang)

M4 Ao đa Tốn 20

0 59Ỗ24,1Ợ N

105 0 55Ỗ39,7Ợ E

- Tại thôn Thuận Tốn

- Ao NTTS và cấp nước tưới Tiếp nhận nước thải sinh hoạt thôn Thuận Tốn

Xá 21000Ỗ28,7Ợ N

105058Ỗ07,9Ợ E

- Tại thôn Dương đá

- Là hồ cảnh quan, tiếp nhận nước thải sinh hoạt

Hình 3.1 Sơ ựồ vị trắ lấy mẫu