Báo cáo nghiên cứu khoa học: "SỬ DỤNG ĐỘNG VẬT KHÔNG XƯƠNG SỐNG CỠ LỚN ĐỂ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG MÔI TRƯỜNG NƯỚC Ở MỘT SỐ ĐIỂM TRÊN SÔNG BỒ, TỈNH THỪA THIÊN HUẾ" docx

TẠP CHÍ KHOA HỌC, Đại học Huế, Số 57, 2010 SỬ DỤNG ĐỘNG VẬT KHÔNG XƯƠNG SỐNG CỠ LỚN ĐỂ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG MÔI TRƯỜNG NƯỚC Ở MỘT SỐ ĐIỂM TRÊN SÔNG BỒ, TỈNH THỪA THIÊN HUẾ Võ Văn Phú, H

TẠP CHÍ KHOA HỌC, Đại học Huế, Số 57, 2010

SỬ DỤNG ĐỘNG VẬT KHÔNG XƯƠNG SỐNG CỠ LỚN ĐỂ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG MÔI TRƯỜNG NƯỚC Ở MỘT SỐ ĐIỂM TRÊN SÔNG BỒ,

TỈNH THỪA THIÊN HUẾ

Võ Văn Phú, Hoàng Đình Trung, Lê Mai Hoàng Thy

Trường Đại học Khoa học, Đại học Huế

TÓM TẮT

Trong công tác quản lý, giám sát và quan trắc môi trường nước hiện nay, việc đánh giá chất lượng nước thông qua phương pháp phân tích các chỉ tiêu lý hóa đang được sử dụng rộng rãi Tuy nhiên, các phương pháp này có một số hạn chế nhất định Đây là phương pháp gián tiếp chỉ có thể phản ánh tình trạng thủy vực ngay tại thời điểm lấy mẫu, khó có thể dự báo chính xác về các tác động lâu dài của chúng đến khu hệ sinh vật nước Bên cạnh đó, việc phân tích hoá lý phải được thực hiện liên tục với tần suất lớn sẽ gây nhiều tốn kém về kinh tế Trái lại, phương pháp quan trắc sinh học khắc phục được một số hạn chế của phương pháp trên như cung cấp các dẫn liệu về thời gian, tiện lợi trong sử dụng và cho kết quả nhanh, trực tiếp về ảnh hưởng của hiện trạng ô nhiễm đến sự phát triển của hệ thống thủy sinh vật

Trong nghiên cứu này, chúng tôi tiến hành sử dụng thành phần động vật không xương sống (ĐVKXS) cỡ lớn ở sông Bồ, tỉnh Thừa Thiên Huế, làm chỉ thị sinh học để đánh giá chất lượng nước mặt tại 07 điểm trên sông thông qua hệ thống tính điểm BMWP Viet và chỉ số sinh học ASPT Kết quả phân tích mẫu vật ĐVKXS cỡ lớn thu được từ tháng II/2008 đến tháng VII/2008 đã xác định được 44 họ ĐVKXS cỡ lớn bao gồm: 28 họ thuộc 2 lớp của ngành Chân khớp (Arthropoda), 15 họ thuộc 2 lớp của ngành Thân mềm (Mollusca), 1 họ thuộc lớp Đỉa và một số đại diện của lớp Giun ít tơ, Giun nhiều tơ của ngành Giun đốt (Annelida) Trong đó, có 37 họ tham gia vào hệ thống tính điểm BMWP Viet ; nghiên cứu cho thấy chất lượng môi trường nước mặt tại đây đã bị ô nhiễm từ mức “nước bẩn vừa α” (α-Mesosaprobe) đến “nước bẩn vừa β” (β-Mesosaprobe) Kết quả này phù hợp với việc đánh giá chất lượng nước mặt thông qua phân tích các chỉ tiêu hoá học, mà nhóm nghiên cứu chúng tôi đã thực hiện trước đó (2007)

1 Mở đầu

Sông Bồ là phụ lưu cấp một của hệ thống sông Hương, bắt nguồn từ dãy Trường Sơn Đông và vùng núi phía Tây Nam huyện A Lưới, chảy qua ba huyện Hương Trà, Phong Điền và Quảng Điền, đổ vào sông Hương ở ngã ba Sình, cách trung tâm Huế 8km về phía Bắc Sông Bồ có mối quan hệ rất mật thiết đến đời sống của người dân Đây chính là nguồn cung cấp nước sinh hoạt và sản xuất trong khu vực Theo đó, chất

lượng nước cũng như nguồn tài nguyên sinh vật của hệ sinh thái sông Bồ rất cần được nghiên cứu và đánh giá kịp thời Ở Việt Nam, vấn đề giám sát sinh học chất lượng nước ngọt đã được đề cập ít nhiều trong 10 năm trở lại đây Tuy nhiên đến năm 2000, khi Nguyễn Xuân Quýnh và cộng sự xây dựng hệ thống tính điểm BMWPViet và khóa định loại đến họ các nhóm ĐVKXS cỡ lớn nước ngọt thường gặp (Nguyễn Xuân Quýnh,

2001, 2004) thì mới bắt đầu thời kỳ ứng dụng rộng rãi quy trình giám sát chất lượng nước ở các thủy vực nước ngọt Việt Nam Hiện nay chưa có những tiêu chuẩn sinh học

cụ thể hay các chỉ số sinh học đánh giá chất lượng nguồn nước mặt Cần phải có những nghiên cứu trên nhiều khu vực để xây dựng một hệ thống chỉ số sinh học dùng để đánh giá chất lượng nước phù hợp cho từng vùng

Trên cơ sở thực tiễn của vấn đề, chúng tôi tiến hành khảo sát, định loại thành phần ĐVKXS cỡ lớn ở sông Bồ, tỉnh Thừa Thiên Huế nhằm bước đầu góp phần xây dựng hệ thống chỉ thị sinh học đánh giá chất lượng nước mặt ở Thừa Thiên Huế với mục đích bảo vệ đa dạng sinh học nói chung và làm cơ sở cho việc đánh giá chất lượng nước ở vùng nghiên cứu

2 Đối tượng và phương pháp nghiên cứu

2.1 Đối tượng

Đối tượng nghiên cứu là thành phần loài ĐVKXS cỡ lớn ở sông Bồ, tỉnh Thừa Thiên Huế Quá trình nghiên cứu được thực hiện trên dòng chính của sông Bồ, từ đập thủy điện Hương Điền đến ngã ba Sình, tương ứng với 7 điểm lấy mẫu Các mặt cắt và điểm lấy mẫu được lựa chọn sao cho có thể thu được các đại diện cho vùng lấy mẫu và tuân thủ đúng theo quy trình, quy phạm điều tra cơ bản của UBKHKT, nay là Bộ KH&CN ban hành 1981

Bảng 1 Vị trí các điểm thu mẫu trên sông Bồ, tỉnh Thừa Thiên Huế

1 Đập thuỷ điện Hương Điền M1 Hương Vân, Hương Trà; Phong

Sơn, Phong Điền

2 Cầu Hiền Sỹ M2 Hương Vân, Hương Trà; Phong

Sơn, Phong Điền

Quảng Điền

Xá, Hương Văn

Hình 1 Sơ đồ các điểm thu mẫu trên sông Bồ 2.2 Phương pháp nghiên cứu

Hình 2 Mô hình nghiên cứu

2.2.1 Phương thu mẫu ngoài thực địa

- Mẫu ĐVKXS cỡ lớn được thu bằng vợt ao (pond net), vợt tay (hand net) và

gầu đáy Petersen, quy trình thu mẫu ở thực địa tuân theo phương pháp của Nguyễn Xuân Quýnh, Clive Pinder, Steve Tilling và Mai Đình Yên (2002) Các mẫu được cố định trong formol 4% ngay sau khi thu mẫu, nhằm ngăn ngừa các loài ăn thịt có trong mẫu không ăn các sinh vật khác và tránh bị thối rữa

Khảo sát thành phần và số

lượng ĐVKXS cỡ lớn

Phân tích các chỉ tiêu môi trường nước mặt

Đánh giá mối tương quan giữa các chỉ tiêu môi trường nước mặt và ĐVKXS cỡ lớn

Đánh giá chất lượng nước bằng

chỉ số ASPT

- Lấy mẫu nước: Song song với việc thu mẫu ĐVKXS cỡ lớn, chúng tôi còn tiến

hành khảo sát một số thông số môi trường nước theo phương pháp lấy mẫu và bảo quản của TCVN 5993 - 1995 [1], [5] và [6]

2.2.2 Phương pháp phân tích mẫu trong phòng thí nghiệm

- Mẫu ĐVKXS cỡ lớn sau khi thu về được phân tách thành các phenon, đánh mã

số và chuyển sang bảo quản trong cồn 700 Sau đó tiến hành định loại hình thái theo các khóa định loại lưỡng phân của Nguyễn Xuân Quýnh, Clive Pinder, Steve Tilling (2001); Đặng Ngọc Thanh, Thái Trần Bái, Phạm Văn Miên (1980) và một số tài liệu chuyên ngành ngoài nước dùng trong chỉ thị môi trường nước [2], [3], [4], [7], [8] Tất cả vật mẫu sau khi định loại, được lưu giữ ở phòng thí nghiệm Tài nguyên - Môi trường, Khoa Sinh học, Trường Đại học Khoa học, Đại học Huế

Chỉ số ASPT (Average Scores Per Taxon) là phương pháp sử dụng hệ thống tính điểm quan trắc của tổng điểm số của các họ ĐVKXS cỡ lớn bắt gặp Mẫu thu thập được phân loại, định danh đến taxon bậc họ Sử dụng hệ thống thang điểm BMWPViet

(Biological Monitoring Working Party, 2004) cho điều kiện Việt Nam

Bảng 2.Mối liên quan giữa chỉ số sinh học (ASPT) và mức độ ô nhiễm

II 7,9 – 6,0 Nước bẩn ít (Oligosaprobe), hay tương đối sạch III 5,9 – 5,0 Nước bẩn vừa (β - Mesosaprobe)

IV 4,9 – 3,0 Nước bẩn vừa (α - Mesosaprobe) hay khá bẩn

(Nguồn: Environmental Agency, UK, 1997)

Chỉ số ASPT nằm trong khoảng từ 1 - 10 Chỉ số càng thấp nước có độ ô nhiễm càng cao Dựa vào chỉ số ASPT để đánh giá chất lượng môi trường nước của từng điểm nghiên cứu theo bảng phân loại (bảng 2)

ASPT: chỉ số trung bình trên taxon

3 Kết quả nghiên cứu

3.1 Kết quả khảo sát về thành phần ĐVKXS cỡ lớn ở sông Bồ

Qua kết quả 6 đợt khảo sát tại 7 điểm trên sông Bồ, chúng tôi đã ghi nhận được

44 họ ĐVKXS cỡ lớn Đối với ngành Giun đốt (Annelida) có 3 lớp: lớp Đỉa (Hirudinea), lớp Giun ít tơ (Olygochaeta) và lớp Giun nhiều tơ (Polychaeta) Do điều kiện tài liệu chưa đầy đủ nên chưa thể tiến hành định loại đến họ, vì vậy, nếu mỗi lớp Giun ít tơ và Giun nhiều tơ có ít nhất 1 họ thì tổng số họ của hai lớp sẽ là 2 họ Như vậy, ngành Giun đốt có 3 họ nằm trong 3 lớp có mặt tại sông Bồ Trong ngành Thân mềm (Mollusca), chúng tôi đã xác định được 15 họ thuộc hai lớp Chân bụng (Gastropoda) và Hai mảnh

vỏ (Bivalvia) Ngành Chân khớp (Arthropoda) bao gồm 28 họ thuộc 8 bộ của 2 lớp Giáp xác (Crustacea) và lớp Côn trùng (Insecta)

15 3

28

Hình 3 Số lượng các họ thuộc các ngành ĐVKXS cỡ lớn ở sông Bồ

Bảng 3 Danh lục các họ ĐVKXS cỡ lớn có mặt tại các điểm thu mẫu trên sông Bồ

Điểm BMWP Viet

Ngành Giun đốt - ANNELIDA

Hirudinea

Ngành Thân mềm - MOLLUSCA

Gastropoda

7 Pilidae + + + + 4

Bivalvia

Ngành Chân khớp -ARTHROPODA

Crustacea

Amphipoda

Decapoda

Insecta

Diptera

Hemiptera

27 Gerridae + + 5

Coleoptera

Ephemeroptera

Trichoptera

Odonata

Ghi chú: (+) Sự có mặt tại các điểm nghiên cứu của các họ ĐVKXS cỡ lớn

(*) Có mặt nhưng không có trong bảng tính điểm BMWP Viet

Thành phần và mật độ của các họ ĐVKXS cỡ lớn ở sông Bồ là không giống nhau giữa các điểm nghiên cứu (từ M1 đến M7) và đỉnh cao về số họ thường tập trung ở

ngã ba Sình (M7), với 27 họ Đây là vùng đa sinh cảnh kéo theo đa dạng về thành phần taxon bậc họ của các lớp ĐVKXS cỡ lớn Do đặc trưng dòng chảy và chất lượng nước không giống nhau tại các điểm nghiên cứu nên thành phần và mật độ bắt gặp các họ ĐVKXS cỡ lớn ở từng điểm cũng khác nhau Cao nhất là tại ngã ba Sình (M7) với 27

họ và thấp nhất là tại cầu An Lỗ (M3) với 11 họ Một số họ có phạm vi phân bố rất hẹp, chỉ bắt gặp tại một điểm nghiên cứu và với mật độ không cao như họ Glossiphonidae thuộc lớp Đỉa (Hirudinea) chỉ xuất hiện ở vùng nước ven bờ sông chợ Hạ Lan (M5), họ Potamanthidae thuộc bộ Phù du (Ephemeroptera) Bên cạnh đó, có một số họ có phạm

vi phân bố rất rộng, điển hình là họ Fairbankiidae thuộc lớp Chân bụng (Gastropoda) có mặt trên tất cả các điểm nghiên cứu với mật độ rất cao (bảng 3)

3.2 Đánh giá chất lượng nước dựa trên ĐVKXS cỡ lớn

Từ các chỉ số sinh học ASPT thu được kết hợp với “Mối liên quan giữa chỉ số sinh học và mức độ ô nhiễm” (bảng 2), chúng tôi có được mức độ ô nhiễm tương ứng của các điểm nghiên cứu qua các đợt khảo sát (bảng 4)

Bảng 4 Chỉ số ASPT và mức độ ô nhiễm tại các điểm qua thời gian nghiên cứu

Điểm

nghiên

cứu

Theo hệ thống BMWPViet Tháng

II/2008

Tháng III/2008

Tháng IV/2008

Tháng

Tháng VII/2008

ASPT

Mức độ

nhiễm bẩn ASPT

Mức độ nhiễm bẩn ASPT

Mức độ nhiễm bẩn ASPT

Mức độ nhiễm bẩn ASPT

Mức độ nhiễm bẩn ASPT

Mức độ nhiễm bẩn

vừa (β) 5,3 Bẩn vừa

vừa (β) 5,3 Bẩn vừa

vừa (β) 5,0 Bẩn vừa

(β)

vừa (α) 4,4 Bẩn vừa

vừa (α) 4,4 Bẩn vừa

vừa (α) 4,2 Bẩn vừa

(α)

vừa (α) 4,7 Bẩn vừa

vừa (α) 4,8 Bẩn vừa

vừa (α) 4,4 Bẩn vừa

(α)

vừa (α) 4,9 Bẩn vừa

vừa (α) 4,1 Bẩn vừa

vừa (α) 4,2 Bẩn vừa

(α)

vừa (α) 3,4 Bẩn vừa

vừa (α) 3,3 Bẩn vừa

vừa (α) 3,1 Bẩn vừa

(α)

vừa (α) 4,2 Bẩn vừa

vừa (α) 4,4 Bẩn vừa

vừa (α) 4,0 Bẩn vừa

(α)

vừa (α) 4,0 Bẩn vừa

vừa (α) 4,4 Bẩn vừa

vừa (α) 4,1 Bẩn vừa

(α)

Bảng 5 Chất lượng nước tại các điểm ở sông Bồ qua thời gian nghiên cứu

Điểm

nghiên

cứu

Các chỉ tiêu hóa học Tháng

II/2007

Tháng III/2007

Tháng IV/2007

Tháng V/2007

Tháng VI/2007

Tháng VII/2007

COD

(mg/l)

(mg/l)

COD (mg/l)

(mg/l)

COD (mg/l)

(mg/l)

COD (mg/l)

BO (mg/l)

COD (mg/l)

(mg/l)

COD (mg/l)

(mg/l)

M1 10,5 6,3 9,7 5,8 8,1 4,7 11,0 6,1 10,0 5,9 11,5 6,3 M2 23,0 10,4 24,0 11,0 25,0 13,1 23,5 12,3 24,5 12,5 23,5 13,0 M3 20,0 12,0 19,0 10,2 21,0 11,4 18,5 9,5 20,0 11,5 20,5 12,5 M4 19,0 11,0 18,0 9,8 20,0 10,7 24,0 10,2 23,0 10,6 24,4 11,0 M5 32,0 16,8 26,0 17,1 28,0 15,0 31,0 16,3 30,0 17,5 32,0 17,8 M6 20,0 12,0 19,5 11,5 23,0 13,5 21,0 13,7 22,8 14,0 23,2 13,6 M7 33,0 19,0 35,0 17,6 33,6 18,5 37,0 16,0 35,6 16,8 37,1 17.4 Nguồn nước sông Bồ tại các điểm nghiên cứu tương đối tốt, chất lượng nước có

xu thế giảm từ trung lưu về hạ lưu Vùng nước ở đập thủy điện Hương Điền (M1) tương đối sạch (bẩn vừa β), có thể dùng để cấp nước cho sinh hoạt, cho các ngành công nghiệp, nông nghiệp và giải trí Vùng nước từ cầu Hiền Sỹ (M2) đến ngã ba Sình (M7) bị ô nhiễm hữu cơ và ô nhiễm phân vượt quá mức tiêu chuẩn cho phép dùng cho chất lượng nước mặt (QCVN08: 2008/BTNMT) nhưng chủ yếu vẫn nằm trong giới hạn loại B Từ các chỉ số sinh học ASPT theo hệ thống tính điểm BMWPViet cho thấy chất lượng nước sông Bồ ô nhiễm hữu cơ ở mức nhẹ Hầu hết các chỉ số ASPT thu được đều thuộc mức bẩn vừa α Chỉ có tại đập thủy điện Hương Điền có mức bẩn vừa β Giá trị chỉ số sinh học dao động từ 3,10 điểm đến 5,30 điểm Điều này được thể hiện khá phù hợp khi phân tích chất lượng môi trường nước và khi tính theo hệ thống điểm BMWPViet

Theo hệ thống tính điểm BMWPViet, chất lượng nước sông Bồ hầu hết thuộc loại bẩn vừa α (α - Mesosaprobe) nhưng giữa các điểm có chỉ số sinh học ASPT khác nhau, dao động trong khoảng 3,1 – 5,3 Tại vùng nước ngã ba Sình (M7) là điểm nằm cuối của dòng chảy, nơi hội tụ với sông Hương lại chịu ảnh hưởng của hai nguồn nước ngọt và mặn nên có mức ô nhiễm hữu cơ khá cao Bên cạnh đó, đoạn sông này có chế độ dòng chảy tương đối ổn định và vận tốc dòng chảy phân bố khá đều Vì vậy, không có sự chênh lệch lớn giữa các đợt khảo sát

4 Kết luận và đề nghị

4.1 Kết luận

- Nghiên cứu đã phát hiện có 44 họ ĐVKXS cỡ lớn: 28 họ thuộc 2 lớp của ngành Chân khớp (Arthropoda), 15 họ thuộc 2 lớp của ngành Thân mềm (Mollusca), 1 họ thuộc

lớp Đỉa (Hirudinea) và một số đại diện của lớp Giun ít tơ (Olygochaeta), Giun nhiều tơ (Polychaeta) của ngành Giun đốt (Annelida)

- Sử dụng ĐVKXS cỡ lớn để đánh giá chất lượng nước cho thấy chất lượng nước mặt ở sông Bồ tương đối tốt Mức độ ô nhiễm chỉ từ mức bẩn vừa α (α - Mesosaprobe) đến bẩn vừa β (β - Mesosaprobe), có thể cấp nước cho sinh hoạt khi được

xử lý lọc bằng bể

- Kết quả nghiên cứu chất lượng nước dựa vào chỉ thị ĐVKXS cỡ lớn cho thấy tương ứng khi đánh giá chất lượng nước dựa vào các chỉ tiêu hoá học, theo đó có thể sử dụng chỉ thị sinh học ĐVKXS cỡ lớn để đánh giá mức độ ô nhiễm của các nguồn nước mặt tại Thừa Thiên Huế Đây là phương pháp có nhiều ưu điểm góp phần đa dạng hoá các phương pháp đánh giá chất lượng nguồn nước mặt nội địa

4.2 Đề nghị

- Phương pháp đánh giá chất lượng nước bằng sinh vật chỉ thị, đặc biệt là ĐVKXS cỡ lớn là một phương pháp có rất nhiều ưu điểm, góp phần quan trọng cho sự phát triển bền vững môi trường sinh thái Vì vậy, phương pháp này cần có những nghiên cứu ở các thủy vực khác ở Thừa Thiên Huế và mở rộng đến các thủy sinh vật khác để xây dựng một bảng chỉ số sinh học đánh giá chất lượng nước có thể áp dụng trên toàn Quốc

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Bộ Tài nguyên & Môi trường, Quy chuẩn Kỹ thuật Quốc gia về chất lượng nước mặt

(QCVN08: 2008/BTNMT), 2008

2 Nguyễn Xuân Quýnh, Clive Pinder, Steve Tilling, Định loại các nhóm động vật không xương sống nước ngọt thường gặp ở Việt Nam, Nxb Đại học Quốc gia Hà Nội, 2001

3 Nguyễn Xuân Quýnh, Clive Pinder, Steve Tilling và Mai Đình Yên, Giám sát sinh học môi trường nước ngọt bằng động vật không xương sống cỡ lớn, Nxb Đại học Quốc gia

Hà Nội, 2002

4 Đặng Ngọc Thanh, Thái Trần Bái, Phạm Văn Miên, Định loại động vật không xương sống nước ngọt Bắc Việt Nam, Nxb Khoa học & Kỹ thuật, Hà Nội, 1980

5 Andrew D Eaton, Lenore S Clesceri, Eugene W Rice, Arnold E Greenberg, Standard methods for the examination of water & wastewater (21 st Edition), 2005

6 Environment Agency Assessing Water Quality, General Quality Assessment (GQA) scheme for Biology Environment Agency, Bristol, UK, 1997

7 J.A.M Hellawell, Biological indicators of freshwater pollution and environmental management Ellesmere Applied Science Pulishers, London, 1986