Khảo sát sự phân bố động vật đáy với các yếu tố môi trường, nên đáy ở rạch tầm bốt thành phố Long Xuyên

Đồng bằng sông Cửu Long có diện tích chiếm khoảng 12% tổng diện tích quốc gia dân số chiêm khoảng 20,6%

ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH AN GIANG TRƯỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG KHOA NÔNG NGHIỆP - TÀI NGHIÊN THIÊN NHIÊN BỘ MÔN THỦY SẢN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG KHẢO SÁT SỰ PHÂN BỐ ĐỘNG VẬT ĐÁY VỚI CÁC YẾU TỐ MÔI TRƯỜNG, NỀN ĐÁY Ở RẠCH TẦM BÓT, THÀNH PHỐ LONG XUYÊN Chủ nhiệm đề tài: ThS LÊ CÔNG QUYỀN Long Xuyên, tháng năm 2009 CẢM TẠ Chủ nhiệm đề tài chân thành cảm ơn: Ban giám hiệu, Phòng Quản lý Khoa học Hợp tác Quốc tế, Phòng Kế hoạch – Tài vụ, Ban chủ nhiệm Khoa Nông nghiệp - Tài nguyên Thiên nhiên - Trường Đại học An Giang tạo điều kiện tuận lợi cho việc thực đề tài Tập thể giảng viên Bộ môn Thủy Sản - Trường Đại học An Giang nhiệt tình cộng tác để thực đề tài Phịng thí nghiệm, Khoa Nơng nghiệp & TNTN, Trường Đại học An Giang ; Phòng thí nghiệm, Khoa Mơi trường & TNTN; Phịng thí nghiệm, Bộ môn Khoa học Đất, Khoa Nông nghiệp SHƯD, Trường Đại học Cần Thơ hướng dẫn, giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả suốt thời gian thực phân tích mẫu Sinh viên Bùi Văn Mướp Nguyễn Minh Trí lớp DH5TS nhiệt tình tham gia thực đề tài Chủ nhiệm đề tài Lê Cơng Quyền i TĨM LƯỢC Đề tài “Khảo sát phân bố động vật đáy với yếu tố môi trường, đáy rạch Tầm Bót, Thành phố Long Xuyên, Tỉnh An Giang” thực từ tháng 01/2008 đến tháng 01/2009 với đợt khảo sát qua vị trí khảo sát Kết nghiên cứu cho thấy: Các thơng số lý hóa biến động với nhiệt độ từ 28,5 – 32 0C, pH từ 6,27 – 7,5, DO từ 0,8 – 5,48, COD từ 11,2 – 190,4 mg/L, lân tổng từ 0,1 – 1,44 mg/L, đạm tổng từ 0,5 – 12,9 mg/L, TSS 19,5 – 112 mg/L Cho thấy chất lượng nước khu vực ô nhiễm mức từ nhẹ đến nặng Các thơng số lý hóa đáy biến động với tỷ lệ sét từ – 45 %, bùn từ 15 – 65 %, cát từ – 82 % thành phần giới đất, chất hữu từ 0,59 – 3,87 % C, lân tổng từ 0,12 – 0,27 % P2O5 đạm tổng từ 0,11 – 0,30 % Đã phát 11 loài ĐVĐ thuộc lớp: Oligochaeta, Polychaeta, Insecta, Gastropoda, Bivalvia Chỉ số đa dạng Shannon biến động từ 0,122 đến 1,279 Số lượng ĐVĐ biến động lớn theo mùa, từ 998 đến 2622 cá thể/m2 biến động chủ yếu nhóm Oligochaeta Khối lượng ĐVĐ biến động lớn theo mùa, từ 122,2 đến 237,05 g/m2 khác biệt chủ yếu nhóm Bivalvia Đạm tổng, lân tổng COD nước có ảnh hưởng lớn đến phân bố ĐVĐ, lồi Limnodrilus hoffmeisteri có khả chịu đựng tốt điều kiện mơi trường có nồng độ đạm tổng, lân tổng, COD nước cao Vào mùa khô hàm lượng đạm tổng, lân tổng chất hữu đáy ảnh hưởng không rỏ ràng đến phân bố loài động vật đáy Vào mùa mưa hàm lượng cát định phân bố loài Assiminae brevicula, Corbicula castanae, Mycetopoda siliquota; hàm lượng bùn ảnh hưởng đến phân bố loài Limnodrilus hoffmeisteri, Brachyura sowebyii, Chironomus sp; hàm lượng sét tác động đến loài Limnodrilus hoffmeisteri, Brachyura sowebyii Với mức tương đồng 30 % sinh lượng động vật đáy, vùng nghiên cứu chia làm phân vùng cho hai mùa: phân vùng có diện thường xun nhóm giun tơ với số lượng cao, phân vùng có thành phần lồi sinh khối động vật đáy thấp phân vùng có thành phần lồi sinh khối động vật đáy cao Dựa vào thành phần loài, sinh lượng động vật đáy sở ứng dụng phần mềm Primer V.5.2.9 số sinh học RPB III phân chia vùng khác đánh giá mức độ nhiễm thủy vực Từ khóa: Động vật đáy, Primer, Ô nhiễm nước thải sinh hoạt ii MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa Lời cảm tạ i Tóm lược ii Mục lục iii Danh sách bảng .v Danh sách hình vi Danh sách từ viết tắt vii Chương I MỞ ĐẦU 01 I MỤC TIÊU VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU .02 Mục tiêu nghiên cứu .02 Nội dung nghiên cứu .02 II ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU .03 Đối tượng nghiên cứu .03 Phạm vi nghiên cứu 03 III CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 03 Cơ sở lý luận 03 1.1 Sơ lược khu vực nghiên cứu 03 1.2 Sơ lược thành phần nước thải ô nhiễm hữu .04 1.3 Sinh vật thị .05 1.4 Sử dụng động vật đáy (ĐVĐ) quan trắc sinh học 06 1.5 Phân vùng sinh thái dựa mối quan hệ ĐVĐ môi trường 11 PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 11 2.1 Địa điểm thời gian nghiên cứu 11 2.2 Phương tiện hoá chất .12 2.3 Phương pháp 12 Chương II KẾT QUẢ THẢO LUẬN 18 I Các thơng số lý hóa mơi trường nước .18 Nhiệt độ 18 pH 18 Oxy hòa tan (DO) 19 COD 20 Lân tổng 21 Đạm tổng .21 TSS 22 Kết luận chung 23 II Đặc tính lý hóa đáy rạch Tầm Bót 23 Tỷ lệ sét đáy 23 Tỷ lệ bùn đáy 24 Tỷ lệ cát đáy 25 Hàm lượng chất hữu đáy 25 iii Hàm lượng lân tổng đáy 26 Hàm lượng đạm tổng đáy .27 III Đặc điểm động vật đáy rạch Tầm Bót 27 Thành phần loài động vật đáy .27 Sinh lượng động vật đáy khu vực rạch Tầm Bót 29 Tính đa dạng động vật đáy 31 Quan hệ cấu trúc ĐVĐ với tiêu lý, hóa nước đáy 32 Chương III KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 38 I Kết luận 38 II Đề nghị 38 TÀI LIỆU THAM KHẢO 39 Phụ lục 43 iv DANH SÁCH BẢNG Bảng 10 Tựa bảng Phân loại nguồn nước mặt theo số tiêu lý hóa Chỉ số sinh học FBI theo họ động vật đáy Chỉ số sinh học RBP III theo họ động vật đáy Mối liên quan số sinh học (ASPT) mức độ ô nhiễm Tọa độ điểm khảo sát hệ thống rạch Tầm Bót (UTM WGS84-48N) Cách thu, bảo quản phân tích mẫu nước Cách thu, bảo quản phân tích mẫu đất Biến động số đa dạng động vật đáy rạch Tầm Bót Điểm số ASPT RBP III vị trí khảo sát rạch Tầm Bót Xếp loại mức độ nhiễm rạch Tầm Bót theo hệ thống điểm APST RBP III Trang 05 07 08 09 13 14 15 32 36 37 v DANH SÁCH HÌNH Hình 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 Tựa hình Thành phần chất bẩn nước thải sinh hoạt Bản đồ điểm khảo sát hệ thống rạch Tầm Bót, P Mỹ Phước Sự biến động nhiệt độ nước tuyến rạch Tầm Bót Sự biến động pH nước tuyến rạch Tầm Bót Sự biến động DO nước tuyến rạch Tầm Bót Sự biến động COD nước tuyến rạch Tầm Bót Sự biến động TP nước tuyến rạch Tầm Bót Sự biến động TN nước tuyến rạch Tầm Bót Sự biến động TSS nước tuyến rạch Tầm Bót Sự biến động tỷ lệ sét đáy tuyến rạch Tầm Bót Sự biến động tỷ lệ bùn đáy tuyến rạch Tầm Bót Sự biến động tỷ lệ cát đáy tuyến rạch Tầm Bót Sự biến động hàm lượng chất hữu đáy tuyến rạch Tầm Bót Sự biến động hàm lượng lân tổng đáy tuyến rạch Tầm Bót Sự biến động hàm lượng đạm tổng đáy tuyến rạch Tầm Bót Thành phần lồi động vật đáy qua đợt thu mẫu Biến động số lượng lồi động vật đáy khu vực rạch Tầm Bót Sự biến động số lượng động vật đáy khu vực rạch Tầm Bót Sự biến động sinh khối động vật đáy khu vực rạch Tầm Bót Độ tương đồng động vật đáy qua vị trí khảo sát vào mùa khô Sự tác động TN, TP, COD đến thành phần lồi ĐVĐ vào mùa khơ Sự tác động TND, TPD, CHCD đến thành phần loài ĐVĐ vào mùa khơ Độ tương đồng ĐVĐ qua vị trí khảo sát vào mùa mưa Sự tác động TN, TP, COD đến thành phần loài ĐVĐ vào mùa mưa Sự tác động Cát, Bùn, Sét đến thành phần loài ĐVĐ Trang 05 13 18 19 20 20 21 22 23 24 24 25 26 26 27 28 29 30 31 33 33 34 35 35 36 vi Từ viết tắt ASPT BBI BMWP BOD BUN CAT CHCD COD Dxy (D31) DO ĐBSCL ĐVĐ ĐVKXS FBI LI LII LIII LIV ÔN ÔNMT ÔNTB PCA RBP TBI TN TND TP TPD TPLX TSS SET UBND USA DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT Diễn giải Avegera Score Per Taxon Belgian Biotic Index Biological Monitoring Working Party Nhu cầu oxy sinh học Bùn đáy Cát đáy Chất hữu đáy Nhu cầu oxy hóa học Điểm x lần thu mẫu thứ y (Điểm lần thu mẫu thứ I) Oxy hịa tan Đồng sơng Cửu Long Động vật đáy Động vật không xương sống Family Biotic Index Lần thu mẫu thứ I Lần thu mẫu thứ II Lần thu mẫu thứ III Lần thu mẫu thứ IV Ô nhiễm Ơ nhiễm mơi trường Ơ nhiễm trung bình Principal Component Analysis Rapid Bioassessment Protocols (Biotic Indices) Trend Biotic Indices Đạm tổng nước Đạm tổng đáy Lân tổng nước Lân tổng đáy Thành phố Long Xuyên Tổng chất rắn lơ lững nước Sét đáy Ủy ban nhân dân United States of American vii Chương I MỞ ĐẦU Đồng Bằng Sơng Cửu Long (ĐBSCL) có diện tích tự nhiên chiếm khoảng 12% tổng diện tích quốc gia dân số chiếm khoảng 20,6% tổng dân số Việt Nam (Bộ Nông nghiệp Phát triển Nông thôn, 2008) Những năm gần hoạt động kinh tế vùng phát triển nhanh; nhiều khu công nghiệp, dân cư hình thành nhiều tỉnh, thành phố vùng ĐBSCL; việc mở rộng, nâng cấp đô thị tiến hành nhiều thành phố, huyện thị Sự phát triển thu hút lao động tập trung khu đô thị, công nghiệp ngày nhiều sinh nhiều vấn đề đe dọa đến chất lượng môi trường Thành phố Long Xuyên (TPLX) trung tâm tỉnh An Giang, có tổng dân số 275.519 người, mật độ trung bình 2.387 người.km-2 (Cục Thống kê Tỉnh An Giang, 2008) Phần lớn người dân tham gia lao động ngành công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp, thương mại dịch vụ Mỹ Phước phường nằm trung tâm TPLX, nơi có mật độ dân số 6.291 người.km-2, cao gần gấp lần mật độ dân số trung bình thành phố (Phòng thống kê thành phố Long Xuyên, 2008) Mặc dù mức sống người dân phường cao họ chưa thật quan tâm đến việc bảo vệ mơi trường quanh mình; chất thải sinh hoạt hàng ngày thường thải trực tiếp xuống sông rạch, gây ô nhiễm hữu trầm trọng cho khu vực (UBND phường Mỹ Phước, 2008a; Sở Tài nguyên Mơi trường tỉnh An Giang, 2008) Rạch Tầm Bót nhận nước thải trực tiếp từ hộ sống phường Mỹ Phước Số liệu quan trắc môi trường nước hàng năm cho thấy số tiêu lý, hóa Rạch vượt TCVN 5942 - 1995 nhiều lần (Sở Tài nguyên Môi trường tỉnh An Giang, 2008) Quan trắc thơng số lý hóa mơi trường phương pháp truyền thống áp dụng nhiều nơi giới để phát ô nhiễm mơi trường Các số liệu hữu ích đánh giá nhiễm phản ánh tình trạng tức thời thu mẫu Trong đó, tồn hay biến sinh vật môi trường kết tương tác lâu dài sinh vật với môi trường sống Nghiên cứu tồn hay biến sinh vật xem phương pháp sinh học để phản ảnh chất lượng môi trường (Hellawell, 1986) Theo Lê Văn Khoa ctv., (2007) sinh vật thị sinh vật có yêu cầu định điều kiện sinh thái liên quan đến nhu cầu dinh dưỡng, hàm lượng oxy, khả chống chịu hàm lượng định yếu tố độc hại mơi trường sống Do đó, diện chúng biểu thị tình trạng điều kiện sinh thái môi trường sống nằm giới hạn nhu cầu khả chống chịu sinh vật Hiện nay, việc nghiên cứu sử dụng sinh vật để đánh giá, kiểm soát cải thiện chất lượng môi trường đạt nhiều thành tựu có ý nghĩa khoa học thực tiễn nhiều quốc gia giới Tại nước phát triển, đặc biệt số nước khu vực Trung Quốc, Ấn Độ, Thái Lan, việc nghiên cứu sử dụng sinh vật thị tiến hành từ nhiều năm (Lê Văn Khoa ctv., 2007) Có nhiều sinh vật lựa chọn để thị cho nhiều mục đích khác Trong số sinh vật thị số nhóm xác định phù hợp cho mục đích bảo vệ mơi trường thực vật lớn, thực vật nổi, động vật nguyên sinh, cá, số vi sinh vật động vật đáy để thị cho số đặc tính khác mơi trường nước Trong trường hợp đánh giá tác động ô nhiễm nước chất thải sinh hoạt đến hệ sinh thái nước nhóm động vật đáy thường chọn (Lê Văn Khoa ctv., 2007) Theo Hellawell (1986) chất thải hữu vào nước làm giảm hàm lượng oxy hoà tan, gia tăng hàm lượng chất dinh dưỡng nước, làm thay đổi vật chất đáy gây nên thay đổi thành phần loài phân bố sinh vật quần xã sinh vật hệ sinh thái sơng ngịi Do cần có quan tâm to lớn việc quản lý nguồn chất thải hữu nhằm góp phần bảo vệ hệ sinh thái sơng ngịi Trên sở đó, đề tài “Khảo sát phân bố động vật đáy với yếu tố môi trường, đáy rạch Tầm Bót, Thành phố Long Xuyên, Tỉnh An Giang” thực nhằm đánh giá phân bố động vật đáy hệ thống kinh rạch có liên quan đến chất lượng nước chịu tác động nước thải sinh hoạt, đồng thời áp dụng phân bố nhóm sinh vật vào việc đánh giá ô nhiễm nước thải sinh hoạt vào hệ thống kinh rạch TPLX nói riêng ĐBSCL nói chung I MỤC TIÊU VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Mục tiêu nghiên cứu Đánh giá trạng chất lượng nước đáy khu vực nghiên cứu nhằm cung cấp số liệu giải thích mối liên quan với sinh vật đáy Nghiên cứu tính đa dạng, thay đổi thành phần loài, sinh khối động vật đáy khu vực nghiên cứu nhằm cung cấp số liệu cho nghiên cứu Tìm mối quan hệ thành phần loài, sinh khối ĐVĐ với số yếu tố môi trường nhằm làm sở cho việc áp dụng sinh học vào đánh giá chất lượng mơi trường nước rạch Tầm Bót Nội dung nghiên cứu Khảo sát biến động số yếu tố môi trường nước pH, nhiệt độ, DO, COD, TN, TP, TSS rạch Tầm Bót qua mùa vị trí khảo sát Khảo sát đặc tính đáy rạch Tầm Bót thành phần học, chất hữu cơ, TN, TP rạch Tầm Bót qua mùa vị trí khảo sát Khảo sát biến động thành phần loài sinh lượng động vật đáy rạch Tầm Bót qua mùa vị trí khảo sát Tìm mối quan hệ cấu trúc ĐVĐ với số yếu tố môi trường nước đáy Phụ lục 13: KẾT QUẢ PHÂN TÍCH ĐẤT LẦN I Lý lịch mẫu Đ1 Đ2 Đ3 Đ4 Đ5 Đ6 Đ7 Đ8 Đ9 Nts % 0.14 0.21 0.25 0.11 0.24 0.14 0.23 0.14 0.12 CHC %C 2.86 2.11 3.22 3.27 3.17 1.64 3.26 1.85 1.93 Pts %P2O5 0.22 0.22 0.27 0.16 0.24 0.18 0.25 0.14 0.16 % Sand 0.05-2mm TPCG %Silt 0.002-0.05mm %Clay