Đối chiếu kết quả đánh giá chất lượng nước theo bộ chỉ thị sinh học với kết quả quan trắc đánh giá theo các thông số hóa lý

Vị trí các điểm quan trắc trên lưu vực sông Nhuệ - Đáy: 30 điểm dọc lưu vực sông Nhuệ - Đáy được lựa chọn để thử nghiệm việc áp dụng Bộ chỉ thị sinh học vào quan trắc đánh giá chất lượn

MỤC LỤC

I GIỚI THIỆU CHUNG 3

1 Địa điểm quan trắc 3

1.1 Đặc điểm LVS Nhuệ - Đá y3 1.2 Vị trí các điểm quan trắc trên lưu vực sông Nhuệ - Đáy 3

2 Thời gian quan trắc 4

3 Các thông số được xem xét đánh giá 5

3.1 Các thông số lý hoá 5

3.2 Các chỉ thị sinh học 7

3.3 Phân tích tương quan 7

II KẾT QUẢ ĐỐI CHIẾU 8

1 Đánh giá chất lượng nước LVS Nhuệ - Đáy dựa trên thông số thủy hóa 8

1.1 DO 8

1.2 COD và BOD5 11

1.3 NH 4 + (tính theo N) 15

1.4 Tổng P 17

2 Đánh giá chất lượng nước LVS Nhuệ - Đáy dựa trên các chỉ thị sinh học 19

2.1 Động vật nổi – Zooplankton 19

2.2 Thực vật nổi – Phytoplankton 26

2.3 Động vật không xương sống đáy cỡ lớn (ĐVKXSĐCL) - Chỉ số ASPT 34

3 Tương quan giữa kết quả thủy hóa và các chỉ thị quần xã 37

III NHẬN XÉT 39

TÀI LIỆU THAM KHẢO 42

PHỤ LỤC THÀNH PHẦN CÁC LOÀI LƯU VỰC SÔNG NHUỆ - ĐÁY NĂM 2009 43

I GIỚI THIỆU CHUNG

1 Địa điểm quan trắc

1.1 Đặc điểm LVS Nhuệ - Đáy:

Lưu vực sông Nhuệ - sông Đáy nằm ở hữu ngạn sông Hồng, thuộc phần Tây Nam của vùng đồng bằng Bắc Bộ, có toạ độ địa lý từ 200 - 21020' vĩ độ Bắc và 1050 -

106030' kinh độ Đông Lưu vực có dạng hình nan quạt, trải dài qua năm tỉnh thành sau: Hoà Bình, Hà Nội, Hà Nam, Nam Định, Ninh Bình Tổng diện tích tự nhiên của toàn lưu vực là 7665 km2

Nước của lưu vực sông Nhuệ - Đáy được cung cấp chủ yếu từ sông Hồng, chiếm 85-90% tổng lượng nước lưu vực Chế độ dòng chảy của sông Nhuệ phụ thuộc nhiều vào chế độ đóng mở của các cống điều tiết: cống Liên Mạc (lấy nước sông Hồng), cống Thanh Liệt (lấy nước sông Tô Lịch) và một số cống trên trục về phía hạ lưu sông Chế độ dòng chảy của sông Đáy chịu ảnh hưởng từ chế độ nước sông Hồng và chế độ triều Vịnh Bắc Bộ

Chất lượng nước lưu vực sông Nhuệ - sông Đáy hiện nay đang chịu tác động mạnh mẽ của quá trình phát triển kinh tế - xã hội, đặc biệt là từ hoạt động của các khu công nghiệp, làng nghề, khu khai thác và chế biến, các tụ điểm dân cư Sự ra đời và phát triển của hàng loạt các khu công nghiệp thuộc các tỉnh, thành phố, các hoạt động tiểu thủ công nghiệp trong các làng nghề, các xí nghiệp kinh tế quốc phòng cùng với các hoạt động khai thác, chế biến khoáng sản, canh tác trên hành lang thoát lũ, chất thải bệnh viện, trường học đã gây ra nhiều áp lực tác động xấu đến môi trường nói chung và môi trường nước nói riêng của lưu vực sông Nhuệ - Đáy

1.2 Vị trí các điểm quan trắc trên lưu vực sông Nhuệ - Đáy:

30 điểm dọc lưu vực sông Nhuệ - Đáy được lựa chọn để thử nghiệm việc áp dụng Bộ chỉ thị sinh học vào quan trắc đánh giá chất lượng nước sông Cụ thể:

Bảng 1 Danh sách các điểm quan trắc dọc lưu vực sông Nhuệ - Đáy

2 Phúc La NM 002 - nt - Thị xã Hà Đông, Hà Tây

7 Cống Nhật Tựu NM 007 - nt - Duy Tiên, Hà Nam

9 Cầu Hồng Phú NM 009 - nt - Thị xã Phủ Lý, Hà Nam

10 Cầu Mai Lĩnh NM 010 Đáy Hà Đông, Hà Tây

14 Trạm Bơm Thanh Nộn NM 042 - nt - Kim Bảng, Hà Nam

15 Cầu phao Kiện Khê NM 015 - nt - Thanh Liêm, Hà Nam

17 Trung Hiếu Hạ NM 017 - nt - Thanh Liêm, Hà Nam

18 Xi măng Việt Trung NM 043 - nt - Thanh Liêm, Hà Nam

19 Gián Khẩu NM 019 - nt - Gia Viễn, Ninh Bình

20 Khánh Phú NM 020 - nt - Yên Khánh, Ninh Bình

24 Thượng Kiệm NM 024 - nt - Kim Sơn, Ninh Bình

27 Nho Quan NM 028 Hoàng Long Nho Quan, Ninh Bình

28 Cầu Phủ Lý NM 030 Châu Giang Thị xã Phủ Lý, Hà Nam

30 Cầu Mới NM 036 Sông Tô Lịch Thah Xuân, Hà Nội

2 Thời gian quan trắc

Đánh giá các chỉ tiêu lý hóa và sinh vật trong nước lưu vực sông Nhuệ Đáy năm

2009 dựa vào kết quả của Chương trình quan trắc thường xuyên (6 đợt) và kết quả của Chương trình quan trắc của Đề tài KHCN (4 đợt) theo bảng dưới đây

Bảng 2 Lịch trình quan trắc lưu vực sông Nhuệ - Đáy năm 2009

T3 21-31/03/2009 Chương trình QT thường xuyên

T11 04-12/11/2009 Chương trình QT thường xuyên

3 Các thông số được xem xét đánh giá

3.1 Các thông số lý hoá

3.1.1 Loại thông số

Các thông số lý hóa quan trắc bao gồm: pH, Nhiệt độ (T0), Độ đục, Độ dẫn điện (EC), Tổng chất rắn hoà tan (TDS), Ôxy hoà tan (DO), Nhu cầu ôxy sinh hoá (BOD5), Nhu cầu ôxy hoá học (COD), Chất rắn lơ lửng (SS), Amôni (NH4+), Tổng Nitơ Keldan (TKN), Nitrat (NO3-), Nitrit (NO2-), Tổng Phốt pho (TP), Clorua (Cl-), Sắt (Fe), Chì (Pb), Cadimi (Cd),S2–, Tổng Coliform

Các thông số được lựa chọn để đánh giá chất lượng nước lưu vực sông Nhuệ Đáy bao gồm: DO, COD, BOD5, NH4+, tổng P Đây là những thông số đặc trưng để đánh giá mức ô nhiễm hữu cơ của một dòng chảy

3.1.2 Phương pháp quan trắc

3.1.2.1 Phương pháp lấy mẫu và đo đạc tại hiện trường

Phương pháp lấy mẫu và đo đạc tại hiện trường, các dụng cụ lưu giữ mẫu, bảo quản mẫu, vận chuyển mẫu, tiếp nhận mẫu tuân thủ đúng theo hướng dẫn trong các TCVN tương ứng và dựa theo quy trình/quy phạm quan trắc và phân tích môi trường của Tổng cục Môi trường

Các thủ tục đảm bảo chất lượng lấy mẫu và đo đạc tại hiện trường được tuân thủ đúng theo hướng dẫn đảm bảo chất lượng và kiểm soát chất lượng (QA/QC) trong quan trắc và phân tích môi trường của Tổng cục Môi trường

Dưới đây là một số phương pháp lấy mẫu và đo đạc ngoài hiện trường:

• Các yếu tố thuỷ văn được đo ngay tại hiện trường bằng các máy móc có độ chính xác cao

• Tại mỗi điểm quan trắc để đảm bảo tính đại diện cao và tiết kiệm các chi phí quan trắc, mỗi mẫu đều được lấy ở 3 tầng khác nhau theo mặt cắt thẳng đứng hoặc thu mẫu ở 3 vị trí khác nhau: Bờ trái, bờ phải và giữa dòng theo các mặt cắt ngang Mẫu đem phân tích là mẫu trộn chung của 3 mẫu tại 3 vị trí nêu trên

• Các chỉ tiêu hoá lý (DO, pH, nhiệt độ, độ đục, độ dẫn điện, độ mặn) được xác định ngay tại hiện trường bằng thiết bị đo nhanh Các thông số còn lại được xác định bằng bằng cách thu mẫu và phân tích tại phòng thí nghiệm

• Khi tiến hành quan trắc tại hiện trường có tiến hành lập hồ sơ mẫu như: Địa điểm lấy mẫu, ký hiệu mẫu, thời gian lấy mẫu, các thông số đo nhanh, phương thức lấy mẫu và bảo quản, các ghi chú nhận xét về nguồn lấy mẫu, điều kiện thời tiết, trạng thái màu nước )

3.1.2.2 Phương pháp đo đạc và phân tích

Bảng 3 Thông tin về trang thiết bị, phương pháp quan trắc

TT quan trắc Thông số Phương pháp quan trắc Mô tả phương pháp Trang thiết bị thực hiện phát hiện Giới hạn

A Lấy mẫu, đo, thử tại hiện trường

1 pH TCVN 4559-1998; TCVN 6492:1999 Đo bằng máy đo Horiba U22XD

2 Nhiệt độ TCVN 4557-1998 Máy đo Horiba U22XD 0C

3 Độ đục TCVN 6184-1996 Đo bằng máy đo độ đục với các thang

đo NTU hoặc FTU

Horiba U22XD NTU

4 EC APHA 2510 Đo bằng máy đo độ dẫn điện Horiba U22XD S/m

5 DO TCVN 7325:2004 Phương pháp đầu đo điện hóa Horiba U22XD mgO 2 /l

B Phân tích trong phòng thí nghiệm

6 TSS APHA - 2540 B Phương pháp trọng lượng Cân 0,1 mg/l

7 COD APHA-5220-D hồi lưu kín, so màu Phương pháp đun

UV-Vis Optizen 2120UV – Hàn Quốc 5 mg/l

8 BOD 5 APHA-5210-B Đo DO xác định BOD

11 NO 3- EPA-352.1 Phương pháp so màu UV-Vis Optizen 2120UV – Hàn

Quốc

0,15 mg/l

Phương pháp axit ascobic APHA- 4500P

Phương pháp so màu

UV-Vis Optizen 2120UV – Hàn Quốc 0,02 mg/l

13 Cl- APHA-4500Clo-B Chuẩn độ Brand - Đức

3.1.2.3 Tiêu chuẩn so sánh đối với các thông số hoá lý

Báo cáo đã sử dụng QCVN 08 : 2008/BTNMT loại B1 về Giá trị giới hạn các thông số chất lượng nước mặt (dùng cho mục đích tưới tiêu thủy lợi hoặc các mục đích

sử dụng khác có yêu cầu chất lượng nước tương tự) để đánh giá chất lượng nước sông thuộc lưu vực sông Nhuệ - Đáy

3.2 Các chỉ thị sinh học

Căn cứ theo đề xuất bộ chỉ thị sinh học rút gọn, các chỉ số sinh học sau sẽ được tính toán và đối chiếu với các thông số lý hoá

• Chỉ thị loài đối với thực vật nổi và động vật nổi

• Chỉ số ASPT (tính toán từ hệ thống điểm BMWP cho ĐVKXSĐCL)

• Chỉ số đa dạng (D) cho thực vật nổi và động vật nổi

(Phương pháp thu mẫu và tính toán: xem phần Đề xuất Bộ chỉ thị sinh học rút gọn)

3.3 Phân tích tương quan

Phân tích tương quan là phép đo mối quan hệ giữa 2 bộ số liệu Mối tương quan chỉ ra cường độ mạnh và chiều hướng của mối quan hệ giữa 2 bộ số liệu đó

Có thể sử dụng nhiều công thức tính hệ số tương quan khác nhau cho những tình huống khác nhau Công thức tính hệ số tương quan sử dụng trong báo cáo:

Hệ số tương quan r (Correl (X,Y)) có giá trị từ -1 đến +1, trong đó r>0 là tương

quan tỷ lệ thuận và r<0 là tương quan tỷ lệ nghịch Dựa trên hệ số tương quan có thể chia mối quan hệ thành 3 loại (Bảng )

Bảng 4 Mức độ quan hệ theo hệ số tương quan

(±)0,40 – (±)0,69 Tương quan trung bình

II KẾT QUẢ ĐỐI CHIẾU

1 Đánh giá chất lượng nước LVS Nhuệ - Đáy dựa trên thông số thủy hóa

1.1 DO

Hàm lượng DO trong nước phụ thuộc vào sự khuyếch tán ôxy từ không khí vào nước quá trình quang hợp và hô hấp của sinh vật thuỷ sinh, sự tiêu hao ôxy do quá trình phân huỷ hoá học và sinh học các chất hữu cơ trong nước Theo QCVN 08:2008 loại B1, tiêu chuẩn cho phép của DO là 4 mg/l

1.1.1 Sông Nhuệ

Hàm lượng DO của các vị trí trên sông Nhuệ trong các lần quan trắc dao động từ 1,1 mg/l đến 8,5 mg/l Giá trị DO có sự biến thiên theo dòng chảy và thay đổi giữa những đợt quan trắc

Biến thiên theo dòng chảy: tại cống Liên Mạc, sông Nhuệ nhận nước từ sông

Hồng, nước tương đối sạch, DO có giá trị cao nhất Hàm lượng DO giảm đi đáng kể khi dòng chảy nhận nước thải của quận Hà Đông (điểm Phúc La) và giảm xuống thấp nhất sau khi sông Nhuệ nhận nước thải của các quận nội thành Hà Nội qua đập Thanh Liệt (điểm Cự Đà, Cầu Chiếc) Sau đó, hàm lượng DO có xu hướng tăng dần lên, tuy nhiên vẫn không thể đạt được giá trị như ở đầu nguồn (cống Liên Mạc)

Biến thiên giữa các đợt quan trắc: tại mỗi điểm quan trắc, giá trị DO có sự dao

động phụ thuộc vào nhiều yếu tố: việc đóng mở các cống làm thay đổi chế độ dòng chảy và hàm lượng các chất hữu cơ trong nước (cống Liên Mạc mở - hàm lượng DO cao hơn, cống Thanh Liệt mở - hàm lượng DO thấp hơn, ), mùa (mùa mưa – hàm lượng DO thường tăng hơn so với mùa khô)

Nhìn chung, phần lớn các điểm quan trắc trên sông Nhuệ có hàm lượng DO dao động xung quanh giới hạn cho phép của QCVN 08 - loại B1 Điểm Liên Mạc có giá trị cao nhất, điểm Cự Đà và Cầu Chiếc có giá trị DO thấp nhất

Cống Thần

Cống Nhật Tựu

Hồng Phú

1.1.2 Sông Đáy

Hàm lượng DO của các vị trí trên sông Đáy trong các lần quan trắc dao động từ 1,4 mg/l đến 8,2 mg/l Giá trị DO có sự thay đổi giữa các vị trí trên dòng chảy và giữa những đợt quan trắc Một số điểm giá trị DO đạt được tương đối thấp hơn những điểm khác như Cầu Mai Lĩnh, Cầu Tế Tiêu, Cầu Hồng Phú, Thanh Tân Đây là những điểm thường tiếp nhận các nguồn thải khác nhau Các điểm còn lại giá trị DO tương đối cao hơn Tại điểm Đò Mười có nồng độ DO cao nhất so với 16 điểm quan trắc khác trên sông Đáy,

Xét trên tại tất cả các lần quan trắc trên sông Đáy, giá trị DO đo được tương đối đồng đều Tần suất số lần quan trắc không đạt QCVN 08 - loại B (nhỏ hơn 4mg/l) chỉ

là 14,7% Điều này chứng tỏ nồng độ ôxy hòa tan trong nước cao

Trạm Bơm Thanh Nộn

Cầu Hồng Phú

Cầu Phao Kiện Khê

Thanh Tân

Trung Hiếu Hạ

Xi măng Việt Trung

Gián Khẩu

Khánh Phú

Yên Trị Độc Bộ Đò

Mười

Thượng Kiệm

Cửa Đáy

kể, dao động xung quanh ngưỡng 4 – 6 mg/l

Các điểm đo tại các sông khác có hàm lượng DO ở mức tương đối cao Phần lớn các lần đo (91%), hàm lượng DO đều đạt QCVN 08 - loại B1 Thậm chí có đến 59%

số lần đo giá trị DO đạt QCVN 08 - loại A1 (6mg/l)

Hình 3 Diễn biến hàm lượng DO trên các sông khác qua các tháng năm 2009

1.1.4 So sánh giữa các sông trong LVS Nhuệ - Đáy

Trong toàn lưu vực, điểm đo tại Cầu Mới, đại diện cho sông Tô Lịch, có giá trị

DO trung bình thấp nhất (không đạt QCVN 08 - loại B1) Tiếp đến là các điểm đo trên sông Nhuệ, sau khi nhận nước thì sông Tô Lịch, cũng có giá trị DO không đạt QCVN Nhìn chung, sông Nhuệ (ngoại trừ điểm đầu nguồn tại Cống Liên Mạc), do ảnh hưởng của nước thải của thành phố Hà Nội, hàm lượng DO tương đối thấp so với sông Đáy và các sông khác trong lưu vực

1.2 COD và BOD 5

Hàm lượng BOD5 và COD trong nước biểu thị mức độ ô nhiễm các chất hữu cơ trong nước Hai thông số này trong nước thường có tương quan chặt chẽ với nhau QCVN 08:2008 được sử dụng để đánh giá mức độ ô nhiễm của COD và BOD5 QCVN 08:2008 loại B1 đối với BOD và COD lần lượt là 15 và 30 mg/l

1.2.1 Sông Nhuệ

Hàm lượng BOD5 của các vị trí trên sông Nhuệ trong các lần quan trắc dao động

từ 1,0 mg/l đến 26,0 mg/l Hàm lượng COD dao động từ 5 mg/l đến 58,9 mg/l

Hàm lượng BOD5 và COD có sự biến thiên khá mạnh theo dòng chảy và thay đổi giữa những đợt quan trắc Tại điểm quan trắc Cống Liên Mạc hàm lượng BOD5 và COD có giá trị thấp nhất Điểm có hàm lượng BOD5 và COD cực đại là Cự Đà - điểm tiếp nhận nước thải từ sông Tô Lịch Sau đó hàm lượng BOD5 và COD giảm dần nhưng vẫn ở mức khá cao Số lần quan trắc vượt quá QCVN đối với BOD5 và COD lần lượt là 23,21% và 39,29%

Cống Thần

Cống Nhật Tựu

Đò Kiều Cầu

Hồng Phú

mg/l

T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9-1 T9-2 TB QCVN 08:2008,B1

Hình 5 Diễn biến hàm lượng BOD 5 trên sông Nhuệ qua các tháng năm 2009

B ơm Thanh Nộn

Cầu Hồng

P hú

Cầu

P hao Kiện Khê

Thanh Tân Trung Hiếu Hạ

Xi măng Việt Trung

Gián Khẩu Khánh Phú Yên Trị Độc B ộ Đò

M ười Thượng Kiệm Cửa Đáy

mg/l

T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9-1 T9-2 TB QCVN 08:2008,B1

Hình 7 Diễn biến hàm lượng BOD 5 trên sông Đáy qua các tháng năm 2009

Cầu Hồng

P hú

Cầu Phao Kiện Khê

Thanh Tân Trung Hiếu Hạ

Xi măng Việt Trung

Gián Khẩu Khánh

P hú Yên Trị Độc Bộ Đò

M ười Thượng Kiệm Cửa Đáy

mg/l

T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9-1 T9-2 TB QCVN 08:2008,B1

Hình 8 Diễn biến hàm lượng COD trên sông Đáy qua các tháng năm 2009

1.2.3 Các sông khác thuộc lưu vực sông Nhuệ Đáy

Nồng độ BOD5 và COD trên các nhánh sông thuộc lưu vực sông Nhuệ Đáy biến thiên lần lượt từ 1,0 đến 35,7 mg/l và 5,0 đến 106,2 mg/l Trừ điểm quan trắc Cầu Mới trên sông Tô Lịch, tất cả các điểm quan trắc khác đều có hàm lượng BOD5 và COD tương đối thấp Hầu hết các đợt quan trắc, giá trị BOD5 và COD tại điểm Cầu Mới đều vượt QCVN loại B1 nhiều lần

Hình 10 Diễn biến hàm lượng COD trên các sông qua các tháng năm 2009

1.2.4 So sánh giữa các sông thuộc lưu vực sông Nhuệ Đáy

Hàm lượng BOD5 và COD có sự khác biệt trong các sông thuộc lưu vực sông Nhuệ Đáy Sông Tô Lịch có hàm lượng BOD5 và COD cao nhất trong toàn lưu vực Hàm lượng BOD5 và COD trên sông Đáy thấp hơn sông Nhuệ

Cống Thần

Cống Nhật Tựu

1.3.2 Sông Đáy

Nồng độ NH4+ biến thiên từ giá trị 0,09 mg/l đến 6,12 mg/l Nồng độ NH4+ ở mức khá cao từ vị trí cầu Mai Lĩnh đến vị trí trạm bơm Thanh Nộn Sau khi nhận nước thải từ sông Nhuệ tại vị trí cầu Hồng Phú, nồng độ NH4+ còn cao hơn so với các điểm đầu nguồn Sau đó càng về cuối nguồn nồng độ NH4+ có xu hướng giảm Có đến 70,08% số lần đo có giá trị nồng độ NH4+ vượt quá QCCP

Cầu Hồng Phú

Cầu

P hao Kiện Khê

Thanh Tân Trung Hiếu Hạ

Xi măng Việt Trung

Gián Khẩu Khánh Phú Yên Trị Độc Bộ Đò

M ười Thượng Kiệm Cửa Đáy

1.3.4 So sánh giữa các sông thuộc lưu vực sông Nhuệ Đáy

Điểm có nồng độ NH4+ trung bình cao nhất trong tất cả các điểm quan trắc là cầu Mới – sông Tô Lịch Các điểm quan trắc trên sông Nhuệ có nồng độ NH4+ trung bình cao hơn rất nhiều so với các điểm quan trắc trên sông Đáy

Cống Thần

Cống Nhật Tựu

1.4.2 Sông Đáy

Hàm lượng TP trên sông Đáy biến thiên từ 0,02 đến 0,7 mg/l Điểm thường có hàm lượng TP cao nhất là Cầu Hồng Phú và Cầu Phao Kiện Khê, các điểm quan trắc khác có hàm lượng TP tương đối đồng đều

Cầu Quế

Trạm Bơm Thanh Nộn

Cầu Hồng Phú

Cầu Phao Kiện Khê

Thanh Tân

Trung Hiếu Hạ

Xi măng Việt Trung

Gián Khẩu

Khánh Phú

Yên Trị

Độc Bộ

Đò Mười

Thượ ng Kiệm

Cửa Đáy

mg/l

Hình 18 Hàm lượng TP trên sông Đáy năm 2009

1.4.3 Các sông khác thuộc lưu vực sông Nhuệ Đáy

Hàm lượng TP biến thiên từ 0,02 đến 4,1 mg/l Điểm quan trắc Cầu Mới có hàm lượng TP rất cao Các điểm quan trắc trên các sông khác có TP thấp hơn rất nhiều

Hình 19 Hàm lượng TP trên các sông năm 2009

1.4.4 So sánh giữa các sông thuộc lưu vực sông Nhuệ Đáy

Hàm lượng TP trung bình trên các sông thuộc lưu vực Nhuệ Đáy có sự khác biệt

rõ rệt giữa các sông Sông Tô Lịch có hàm lượng TP trung bình cao nhất Sông Nhuệ

có hàm lượng TP cao hơn sông Đáy và các nhánh sông khác

Hình 20 Hàm lượng TP trung bình trên các sông năm 2009

2 Đánh giá chất lượng nước LVS Nhuệ - Đáy dựa trên các chỉ thị sinh học

Các biến động của quần xã sinh vật trong thuỷ vực phụ thuộc vào nhiều yếu tố Tuy nhiên, các yếu tố chính thường được xem xét là yếu tố thời tiết (nhiệt độ, ánh sáng), yếu tố thuỷ văn (chế độ dòng chảy, tốc độ dòng, ) và yếu tố dinh dưỡng của dòng chảy (thành phần thủy hoá) Tuy nhiên, trong khuôn khổ của nghiên cứu, đề tài chỉ xem xét những biến động của các quần xã sinh vật trong mối tương quan với mức

độ ô nhiễm của dòng chảy để đánh giá khả năng sử dụng một số chỉ thị sinh học được

đề xuất làm công cụ đánh giá chất lượng nước của dòng chảy

giáp xác chân chèo-Copepoda có Mesocyclops leuckarti, Microcyclops varirans, Thermoccylops hyalinus; thuộc nhóm giáp xác râu ngành-Cladocera có Daphnia carinata, D lumholtzi, Moina dubia, Ceriodaphnia rigaudi; nhóm trùng bánh xe- Rotatoria có Asplanchna sieboldi, Brachionus calyciflorus

Trong lưu vực sông Nhuệ-Đáy, số lượng loài và tỷ lệ giữa các nhóm có dao động giữa các sông So sánh giữa các sông trong lưu vực, tỷ lệ nhóm Trùng bánh xe - Rotatoria (một nhóm với nhiều giống đặc trưng ô nhiễm) sông Nhuệ (25%), sông Đáy

và các sông khác trong lưu vực có tỷ lệ nhóm Trùng bánh xe dao động trong khoảng 22%-23% Trong khi đó, tỷ lệ nhóm Giáp xác chân chèo – Copepoda (nhóm có nhiều giống đặc trưng nước sạch), thấp nhất tại sông Nhuệ (25 %), cao nhất tại các sông Đáy (36%)

Đặc biệt tại sông Tô Lịch (điểm Cầu Mới), hầu như không thu được mẫu động vật nổi, số lượng loài qua tất cả các đợt khảo sát của năm 2009 chỉ là 6 loài, với số lượng cá thể hầu như không đáng kể

Toàn lưu vực

Cladocera 30%

Sông Đáy

Cladocera 30%

Rotatoria 22%

Copepoda 36%

Các nhóm khác 12%

Các sông khác

Cladocera 35%

Rotatoria 23%

Copepoda 28%

Các nhóm khác 14%

Hình 21 Tỷ lệ % các nhóm loài Động vật nổi các khu vực thuộc lưu vực sông

Nhụê-Đáy năm 2009

Thành phần loài động vật nổi tại các điểm khảo sát có thay đổi khác nhau và diễn

biến giữa các nhóm cũng khác nhau (Hình 22) Nhóm Trùng bánh xe - Rotatoria hầu

như ít xuất hiện ở những điểm khảo sát có chất lượng nước tương đối sạch như điểm Cống Liên Mạc (đầu nguồn sông Nhuệ), Đò Mười, Thượng Kiệm, Cửa Đáy (hạ lưu sông Đáy), nhưng lại xuất hiện ở tất cả các điểm có nước bị ô nhiễm Những điểm số loài thuộc nhóm Trùng bánh xe cao là: Phúc La, Đò Kiều, Cầu Hồng Phú (sông Nhuệ), Trạm Bơm Thanh Nộn (sông Đáy) Nhóm Giáp xác chân chèo – Copepoda (nhóm có nhiều giống đặc trưng nước sạch), thấp lại những điểm có nước bị ô nhiễm thuộc sông Nhuệ và cao tại các điểm hạ lưu sông Đáy, nơi có chất lượng nước tương đối tốt Số lượng loài của nhóm Giáp xác râu ngành và các nhóm khác cũng có sự biến động giữa những điểm khảo sát Tuy nhiên trong các nhóm này có cả những loài ưa sạch và những loài ưa bẩn, do đó sự thay đổi về số lượng loài của những nhóm này không thể hiện rõ xu thế chất lượng nước

Sông Nhuệ - Đáy

So loai Copepoda Cladocera Rotatoria Các nhóm khác

Hình 22 Thành phần loài động vật nổi tại các điểm khảo sát trong lưu vực sông

Nhuệ - Đáy năm 2009

trí khác Hầu hết các loài kể trên đều là những loài ưa sạch

Khi dòng chảy bị ô nhiễm, tần suất xuất hiện của các loài ưa sạch giảm và những loài ưa bẩn xuất hiện với tần số lớn Trong tất cả các đợt quan trắc, các loài

Asplanchna sieboldi, Brachionus caliciflorus, Brachionus quadridentatus (Trùng bánh xe) xuất hiện tại hầu hết các khu vực trong lưu vực sông Nhuệ - Đáy, đặc biệt là những

vùng ô nhiễm hữu cơ trong lưu vực Hầu hết các loài này là những loài thường xuất hiện tại các thuỷ vực bị nhiễm bẩn hữu cơ và được đánh giá là có khả năng chịu đựng

ô nhiễm cao Tần suất xuất hiện của các loài chỉ thị cho nước bị ô nhiễm trên sông Nhuệ cao hơn hẳn so với các sông khác trong lưu vực, và đặc biệt cao tại các điểm sau khi nhận các nguồn thải với lưu lượng lớn như Phúc La, Cự Đà

Tại những điểm có mức độ ô nhiễm hữu cơ ở mức trung bình, kết quả định loại cho thấy có sự xuất hiện của cả những loài ưa sạch và những loài thích nghi môi trường giầu chất hữu cơ

2.1.1.3 Đối chiếu danh sách đề xuất các giống loài động vật nổi chỉ thị

Bảng 5 Đối chiếu danh sách đề xuất các loài động vật nổi chỉ thị

Tên taxon Phân loại ô nhiễm Tần suất xuất hiện (%) Trùng bánh xe (Rotatoria)

Rotaria neptunia Ô nhiễm nặng 19%

Râu ngành (Cladocera)

Chân chèo (Copepoda)

Đối chiếu với danh sách đề xuất các loài động vật nổi chỉ thị cho thấy một số loài

được đề xuất không xuất hiện trong tất cả các đợt quan trắc Đó là các loài Keratella cochlearis, K Quadrangula, Lecane vurvirostris, Polyarthra vulgaris, Brachionus angularis (Trùng bánh xe), Alona guttata (Giáp xác râu ngành), Heliodiaptomus seratus (Giáp xác chân chèo)

Một số loài xuất hiện với tần suất khá cao Asplanchna sieboldi 65%, Brachionus caliciflorus 75% Tần suất xuất hiện của những loài này thậm chí là 100% tại những vị

trí bị ô nhiễm, và thấp hơn (25-50%) tại những điểm nước tương đối sạch Đây là những loài chủ yếu xuất hiện ở những nơi bị ô nhiễm hữu cơ

Một số loài thuộc Giáp xác chân chèo và Giáp xác râu ngành xuất hiện với tần suất thấp (chủ yếu chỉ xuất hiện tại những điểm nước tương đối sạch), do đây là những loài không thích nghi với điều kiện nước bị ô nhiễm

Do đó, để có thể đánh giá toàn diện hơn danh sách được đề xuất, cần tiếp tục thử nghiệm trên các thuỷ vực nước chảy khác với những đặc trưng về chế độ dòng chảy và điều kiện khí hậu khác với LVS Nhuệ - Đáy

23

Bảng 6 Tần suất xuất hiện của các loài động vật nổi được đối chiếu tại LVS Nhuệ - Đáy trong các đợt quan trắc năm 2009

2.1.2 Chỉ số đa dạng sinh học

Môi trường nước không bị ô nhiễm có đặc điểm là có số lượng lớn các loài nhưng không loài nào là chính của quần xã Khi môi trường mất cân bằng thì các loài nhạy cảm sẽ biến mất, làm giảm độ phong phú loài trong quần xã, đồng thời các loài thích nghi sẽ gia tăng số lượng

Chỉ số đa dạng quần xã động vật nổi có sự biến động theo chất lượng nước khá

TB Ô nhiễm trung bình Tương đối sạch Ô nhiễm nặng

Hình 23.Chỉ số đa dạng ĐVN sông Nhuệ (các tháng năm 2009)

Quần xã động vật nổi trên sông Nhuệ có chỉ số đa dạng dao động từ 1,1 đến 2,6 Duy nhất vị trí cống Liên Mạc có chỉ số đa dạng qua các đợt lấy mẫu đều cao (>2), đạt ngưỡng tương đối sạch do đây là đầu nguồn, đặc biệt là những đợt cửa cống mở để tiếp nhận nước sông Hồng phục vụ nông nghiệp Chỉ số đa dạng giảm đi đáng kể từ điểm Phúc La (nhận nước thải của quận Hà Đông) và điểm Cự Đà (sau khi nhận nước của sông Tô Lịch) Kế từ sau các điểm này, chỉ số đa dạng thường xuyên dao động ở mức thấp hơn 1,5 Có những thời điểm, ở những vị trí như Phúc La, Cự Đà, giá trị còn xuống xấp xỉ 1 Như vậy, trên toàn sông Nhuệ, ngoại trừ đầu nguồn, đều bị ô nhiễm ở mức trung bình cho đến ô nhiễm năng Càng về phía hạ lưu, giá trị đa dạng sinh học của động vật nổi có xu hướng tăng lên, thể hiện khả năng tự làm sạch của dòng chảy Tuy nhiên, mức tăng không đáng kể

Giá trị đa dạng sinh học cũng có sự thay đổi nhất định giữa các đợt quan trắc trong năm, tuỳ thuộc vào chế độ đóng mở của các cống trên dòng chảy Tuy nhiên sự biến động giá trị chỉ số đa dạng của động vật nổi hầu hết vẫn nằm trong ngưỡng chất lượng nước ô nhiễm trung bình, trừ điểm đầu nguồn cống Liên Mạc

2.1.2.2 Sông Đáy

Cầu Hồng Phú Cầu Phao Kiện Khê Thanh Tân Trung Hiếu Hạ

Xi măng Việt Trung

Gián Khẩu Khánh Phú Yên Trị Độc Bộ Đò Mười Thượng

Kiệm Cửa Đáy

Hình 24.Chỉ số đa dạng ĐVN sông Đáy (các tháng năm 2009)

Diễn biến chỉ số đa dạng động vật nổi (dọc 17 điểm quan trắc) trên sông Đáy biến đổi không đáng kể, chỉ số đa dạng trung bình là 1,66 thuộc mức ô nhiễm trung bình Trong phạm vi sông Đáy, chất lượng nước có xu hướng được cải thiện về hạ nguồn, chỉ số đa dạng thấp nhất là tại Cầu Mai Lĩnh (D=0,95) và cao nhất tại Thượng Kiệm (D=2,92) Nhìn chung kết quả phân tích cho thấy chất lượng nước sông Đáy ít ô nhiễm hơn sông Nhuệ (24% số điểm quan trắc trên sông Đáy có giá trị thấp hơn 1,5 so với 44% các điểm của sông Nhuệ) Sự biến động về tính đa dạng các quần xã động vật nổi biểu hiện rõ hơn qua các đợt quan trắc trong năm, cụ thể là giá trị đo tháng 4 và tháng 5 của 9/17 điểm đạt mức >2, tập trung vào các điểm hạ nguồn sông Đáy (Độc

Bộ, Đò Mười, Thượng Kiệm, Cửa Đáy)

TB Ô nhiễm nặng Ô nhiễm trung bình Tương đối sạch

Hình 25.Chỉ số đa dạng ĐVN nhóm các sông khác (các tháng năm 2009)

Trong lưu vực, chất lượng nước mặt cũng được phân tích thông qua chỉ số đa dạng động vật nổi tại sông Bôi (Bến Đế), sông Hoàng Long (Nho Quan), sông Châu Giang (Cầu Phủ Lý và Đầm Tái) và sông Tô Lịch (Cầu Mới) Kết quả phân tích cho

thấy chỉ số đa dạng của động vật nổi tại điểm Cầu Mới rất thấp Tất cả các thời điểm lấy mẫu (trừ tháng 8) giá trị đa dạng động vật nổi đều thấp hơn 1 thể hiện mức ô nhiễm nặng, do sông Tô Lịch tiếp nhận toàn bộ nước thải sinh hoạt và sản xuất của thành phố

Hà Nội Tại các nhánh sông khác, giá trị đa dạng động vật nổi dao động trong khoảng

từ 1,1 đến 2,8, nằm trong khoảng ô nhiễm trung bình

2.1.2.4 So sánh các sông trong lưu vực

Chỉ số D trung bình Ô nhiễm nặng Ô nhiễm trung bình Tương đối sạch

Hình 26.Chỉ số đa dạng trung bình giữa các tháng của ĐVĐ trên LVS Nhuệ-Đáy

So sánh giữa các sông trong toàn lưu vực cho thấy, chỉ số D trên toàn lưu vực dao động trong khoảng ô nhiễm trung bình Ngoại trừ hai điểm là điểm Cống Liên Mạc (điểm đầu nguồn lưu vực) chất lượng nước còn tương đối sạch (D trung bình = 2,31) và điểm Cầu Mới (sông Tô Lịch) nước bị ô nhiễm nghiêm trọng (D trung bình = 0,84) Chất lượng nước của sông Đáy (D trung bình = 1,66) có tốt hơn sông Nhuệ (D trung bình, không kể điểm Liên Mạc = 1,5)

Từ các phân tích trên, có thể nhận xét rằng, mức độ ô nhiễm trên hệ thống sông Nhuệ- Đáy đã thể hiện rõ ở thành phần loài và chỉ số đa dạng ĐVN thu được Trong

đó, các sông trong nội thành Hà Nội bị ô nhiễm nặng nhất, tiếp đến là sông Nhuệ, mức

độ ô nhiễm giảm dần khi sông chảy ra sông Đáy

có số loài cao nhất (có 53 loài, chiếm 44%), tiếp đến là tảo Silic (có 32 loài, chiếm 27%), tảo Mắt (18 loài, chiếm 15%) và tảo Lam (có 15 loài, chiếm 13%), sau cùng là

tảo Giáp (có 1 loài, chiếm 1% trên tổng số loài thực vật nổi) (Hình 27)

Toàn lưu vực

T.Lục 44%

T.Lam 13%

T.Mắt 15%

T.Giáp 1%

T.Silic 27%

Hình 27 Tỉ lệ % các nhóm tảo trong LVS Nhuệ - Đáy qua các đợt quan trắc

năm 2009

So sánh giữa các sông trong lưu vực, tỷ lệ tảo Mắt (một ngành với nhiều chi đặc trưng ô nhiễm) cao nhất ở sông Tô Lịch (21%) Trong khi đó, tỷ lệ tảo Silic (ngành có nhiều chi đặc trưng nước sạch) lại thấp nhất tại sông Tô Lịch (17%) Các ngành tảo Lam và tảo Lục tỷ lệ thay đổi không nhiều, do 2 ngành tảo này, khả năng thích nghi môi trường khá rộng

Sông Nhuệ

T.Lục 45%

T.Lam

13%

T.Silic 26%

T.Giáp 1%

T.Mắt 15%

Sông Đáy

T.Silic 27%

T.Mắt 15%

T.Giáp 1%

T.Lam 13%

T.Lục 44%

Sông khác

T.Lục 45%

T.Silic 27%

Sông Tô Lịch

T.Lục 48%

T.Lam 13%

T.Mắt 21%

T.Giáp 1%

T.Silic 17%

Hình 28 Tỉ lệ % các nhóm tảo tại các khu vực trong LVS Nhuệ - Đáy qua các

đợt quan trắc năm 2009

Thành phần loài thực vật nổi tại các điểm khảo sát có thay đổi khác nhau và

diễn biến giữa các nhóm cũng khác nhau (Hình 29) Tảo Mắt, tảo Lam và tảo Lục xuất

hiện tại tất cả các trạm với các loài ưa sống trong môi trường nhiễm bẩn Trong thành phần thực vật nổi tại các điểm khảo sát thì nhóm tảo Silic và tảo Lục có số loài cao hơn cả sau đến nhóm tảo Lam và tảo Mắt Các điểm ô nhiễm, tảo Mắt có số loài khá cao và mật độ cũng chiếm tỉ lệ đáng kể Các điểm có số loài tảo Mắt cao là: Cầu Mới (sông Tô Lịch), Cự Đà, Cống Thần, Nhật Tựu (sông Nhuệ), Thanh Nộm, Cầu Phao Kiện Khê (sông Đáy) Những điểm có số loài loài tảo Silic cao là Cống Liên Mạc, Cầu Hồng Phú, Đầm Tái

Hình 29 Số lượng loài các nhóm thực vật nổi tại các điểm khảo sát trong LVS

Nhuệ - Đáy năm 2009

2.2.1.2 Biến động về thành phần loài

Do đặc tính dòng chảy liên tục, thêm vào đó thực vật nổi lại dễ được đưa đi theo dòng chảy, do đó rất khó để đưa ra một danh giới phân bố rõ ràng của các loài theo dòng chảy Tuy nhiên, qua các đợt khảo sát, có thể thấy về thành phần loài, ở đoạn đầu nguồn của sông Nhuệ (cống Liên Mạc) và một số nơi có dòng chảy tương đối sạch,

các chi tảo như Pediastrum, Staurastrum (tảo Lục) và Cyclotella, Fragillaria (tảo

Silic) có xuất hiện, tần suất khá cao hơn những vị trí khác Theo Palmer (1980) và một

số các tác giả khác, hầu hết các loài kể trên đều là những loài ưa sạch

Khi dòng chảy bị ô nhiễm, tần suất xuất hiện của các loài ưa sạch giảm và những

loài ưa bẩn xuất hiện với tần số lớn Trong tất cả các đợt quan trắc, các chi Euglena, Phacus (tảo Mắt), chi Oscillatoria, Lynbya, Merismopedia (tảo Lam), chi Scenedesmus, Chlorella (tảo Lục) thấy xuất hiện tại hầu hết các khu vực trong lưu vực

sông Nhuệ - Đáy, đặc biệt là những vùng ô nhiễm hữu cơ trong lưu vực Hầu hết các loài thuộc các chi này là những loài thường xuất hiện tại các thuỷ vực bị nhiễm bẩn hữu cơ và được đánh giá là có khả năng chịu đựng ô nhiễm cao Một số loài tảo trong các chi trên cũng ưa sống trong môi trường giầu chất hữu cơ Điều này cho thấy hầu hết các các dòng chảy trong lưu vực sông Nhuệ - Đáy đã bị ô nhiễm ở các mức độ khác nhau Tần suất xuất hiện của các chi tảo chỉ thị cho nước bị ô nhiễm trên sông Tô Lịch và sông Nhuệ cao hơn hẳn so với các sông khác trong lưu vực, và đặc biệt cao tại sau các điểm nhận các nguồn thải với lưu lượng lớn như Phúc La, Cự Đà

Tại những điểm có mức độ ô nhiễm hữu cơ ở mức trung bình, kết quả định loại cho thấy có sự xuất hiện của cả những loài ưa sạch và những loài thích nghi môi trường giầu chất hữu cơ

2.2.1.3 Đối chiếu danh sách đề xuất các chi tảo chỉ thị

Bảng 7 Đối chiếu danh sách đề xuất các chi tảo chỉ thị

Taxon được đề xuất sử dụng làm chỉ thị Tần suất xuất hiện (%)

Các chi thường xuất hiện ở thuỷ vực nước sạch

Đối chiếu với danh sách đề xuất các chi tảo chỉ thị cho thấy một số chi tảo được

đề xuất không xuất hiện trong tất cả các đợt quan trắc Đó là các chi Aulacoseira, Dinobryon (các chi thường xuất hiện ở thuỷ vực nước sạch), Microcystis, Stigeoclonium, Chlammydomonas, Chlorogonium, Agmenllum (các chi thường xuất

hiện ở các thuỷ vực giầu chất hữu cơ)

Một số chi xuất hiện với tần suất thấp (6-24%) là các chi thuộc nhóm thường

xuất hiện ở các thuỷ vực nước sạch (Cyclotella, Fragilaria, Pediastrum, Staurastrum),

do dòng chảy của hầu hết các khu vực thuộc LVS Nhuệ - Đáy đều ô nhiễm ở mức trung bình trở lên Các chi thuộc đặc trưng cho nhóm thích nghi điều kiện giầu chất hữu cơ, khi có mặt trong LVS Nhuệ - Đáy, thường xuất hiện với tần suất cao, thậm chí

có chi lên tới 95% (Euglena), 94% (Melosira), 89% (Oscillatorria)

Do đó, để có thể đánh giá toàn diện hơn danh sách được đề xuất, cần tiếp tục thử nghiệm trên các thuỷ vực nước chảy khác với những đặc trưng về chế độ dòng chảy và điều kiện khí hậu khác với LVS Nhuệ - Đáy

31

Bảng 8 Tần suất xuất hiện của các chi tảo được đối chiếu tại LVS Nhuệ - Đáy trong các đợt quan trắc năm 2009

2.2.2 Chỉ số đa dạng sinh học

Tương tự chỉ số đa dạng động vật nổi, chỉ số đa dạng sinh học của quần xã thực vật nổi trong lưu vực sông Nhuệ - Đáy cũng thể hiện sự biến động đáng kể theo chất lượng nước

Hình 30.Chỉ số đa dạng TVN sông Nhuệ (các tháng năm 2009)

Quần xã thực vật nổi trên sông Nhuệ có chỉ số đa dạng dao động từ 1,38 đến 3,07 Trong tổng số các điểm quan trắc trên sông Nhuệ, vị trí cống Liên Mạc có chỉ số

đa dạng qua các đợt lấy mẫu đều cao (giá trị D nằm trong khoảng từ 2,34 đến 3,06), đạt ngưỡng tương đối sạch đến sạch do đây là điểm đầu nguồn sông Chỉ số đa dạng giảm mạnh tại điểm Phúc La do tiếp nhận nước thải của quận Hà Đông (giá trị D trung bình = 1,92) Kể từ sau điểm này, chỉ số đa dạng có tăng nhưng vẫn không đạt được độ sạch về chất lượng nước sông như điểm đầu nguồn (giá trị D trung bình dao động ở mức thấp hơn 2,5)

Như vậy, trên toàn sông Nhuệ, trừ điểm cống Liên Mạc có chất lượng nước tương đối sạch, toàn bộ dòng chảy bị ô nhiễm ở mức trung bình Điểm Phúc La bị ô nhiễm ở mức cao nhất (63% các đợt quan trắc có giá trị D<2) Đáng lưu ý là càng về phía hạ lưu, giá trị đa dạng của thực vật nổi có xu hướng tăng lên, thể hiện khả năng tự làm sạch của dòng chảy

Giá trị đa dạng sinh học cũng có sự thay đổi nhất định giữa các đợt quan trắc trong năm, dao động giữa ba cấp từ mức sạch, tương đối sạch đến ô nhiễm trung bình Tuy nhiên sự biến động này không phản ánh rõ rệt quy luật thay đổi theo tháng của các nhóm thực vật nổi mà tuỳ thuộc chủ yếu vào chế độ đóng mở của các cống trên dòng chảy