chi thi sinh hoc.chuong 2

CHƯƠNG II CHƯƠNG II CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG I. CÁC PHƯƠNG PHÁP GIÁM SÁT SINH HỌC I. CÁC PHƯƠNG PHÁP GIÁM SÁT SINH HỌC Các phương pháp giám sát sinh học được chia thành hai nhóm : -Nhóm phương pháp loài đơn lẻ - Nhóm phương pháp đa loài 1.1. Nhóm phương pháp loài đơn lẻ  sử dụng phản ứng của những loài đơn lẻ: loài chỉ thị, sinh vật nhạy cảm, sinh vật tích tụ Sủ dụng loài chỉ thị  Đánh giá tác động của chất gây ô nhiễm dựa trên sự có mặt của các loài chỉ thị đặc trưng (Năng bộp chỉ thị đất rất chua (pH=4-5) rất nhiều Al 3+ (> 2000ppm) .  Thường dùng trong đánh giá MT đất, ít dùng để đánh giá MT nước ( nhiều loài có thể không có mặt không liên quan đến chất lượng nước). Sủ dụng sinh vật nhạy cảm  Đánh giá tác động của chất ô nhiễm qua ảnh hưởng của chúng tới: mật độ, sự phát triển và đặc điểm sinh lý của các SV nhạy cảm  Có khả năng phát hiện ảnh hưởng của các chất gây ô nhiễm ở những nồng độ khác nhau (có hại đối với sinh vật).  Có thể áp dụng trong những nghiên cứu liên quan đến những biểu hện khác thường về hình thái sinh vật -khi chất gây ô nhiễm đã phá vỡ sự phát triển bình thưởng của sinh vật.(Vỏ của ấu trùng xuất hiện có liên quan đến khả năng chống chịu với những hoá chất ) Sủ dụng sinh vật tích tụ  Đánh giá tác động của chất gây ô nhiễm thông qua các sinh vật có khả năng tích tụ các chất gây ô nhiễm trong cơ thể chúng 1. 2. Phương pháp đa loài  sử dụng những phản ứng của nhiều loài SV(quần thể, quần xã) thông qua : các chỉ số sinh học, chỉ số đa dạng  Thường sử dụng trong quan trắc MT nước và sử dụng những nhóm sinh vật hay những quần xã sinh vật  Có thể thực hiện theo 4 hình thức: - Đo mức độ phong phú: dựa vào số lượng đơn vị phân loại có mặt tại một địa điểm. - Liệt kê: ghi nhận tổng số các cá thể không cần nhận dạng, các cá thể bị tác động môi trường ( số lượng có thể tăng hoặc giảm) - Đo đếm các nhóm sinh vật theo chức năng dinh dưỡng: nhằm xác định tỷ lệ giữa số lượng động vật trong những nhóm dinh dưỡng đặc biệt nhờ đó có thể làm rõ những nhóm chống chịu với những dạng tác động nào đó ( từ môi trường) tốt hơn. - Các chỉ số kết hợp: kết hợp các chỉ số có được từ những phép đo trên để tăng độ tin cậy cho kết quả nghiên cứu (so với khi áp dụng một phép đo riêng rẽ nào đó). Bảng . Chỉ số sinh học và chỉ số đa dạng Bảng . Chỉ số sinh học và chỉ số đa dạng ( sử dụng để giám sát sinh học theo phương pháp đa loài) ( sử dụng để giám sát sinh học theo phương pháp đa loài) Các chỉ số sinh học Tác giả, năm (A) Các tỷ lệ Chironomidea/ Côn trùng khác Winner et al (1980) Asellus/ Gammarus Watton and Hawkes (1984) Limnodrilus hoffmeisteri/ Oligochaeta khác Brinkhurst (1966) Chironomidae/ Oligochaeta Wiederholm (1980) Tubificidae/ Động vật không xương sống khác Goodnight and Whitley (1960) (B) Các chỉ số định lượng Chỉ số sinh học Trent Woodiwish (1964) Chỉ số sinh học Bỉ DePaw and Vanhooren (1983) Điểm số BMWP (Biological Monitoring Working Party) Nation Water Council (1981) (C) Các chỉ số bán định lượng Điểm số Chandler Chandler (1970) Chỉ số Chutter's Chutter (1972) (D) Các chỉ số đa dạng Chỉ số Shannon - Weiner - Ni/Nlog 2 Ni/N Shannon and Weiner (1949) Chỉ số Simpson - 1- Ni(Ni-1)/N(N-1) Simpson (1949) Chỉ số Margalef - (S-1)/logN Margalef (1968) Chỉ số Menhinick - S/N Menhinick, 1964 S = số loài trong mẫu ; Ni = số cá thể trong mỗi loài; N = tổng số cá thể động vật trong mẫu 1.3. Phương pháp quan trắc cấu trúc quần xã 1.3. Phương pháp quan trắc cấu trúc quần xã  Trong thực tế không thể giám sát toàn bộ quần xã SV, thường chỉ chọn: một số phân đoạn hoặc lát cắt của quần xã SV để giám sát, quan trắc - sinh vật nổi và sinh vật đáy đối với những hệ sinh thái nước - động vật không xương sống cỡ lớn hoặc thực vật lớn đối với các hệ sinh thái ở cạn.  Thường dùng hoặc chỉ số đa dạng hoặc chỉ số tương đồng, hoặc độ phong phú loài để nghiên cứu.( dựa trên sự có hay vắng mặt hoặc độ phong phú của các cá thể loài trong quần xã sinh học). 1.4. Phương pháp sử dụng phép phân tích đa biến  Sự thiếu tính khách quan trong nghiên cứu ( làm sai lệch kết quả quan trắc) có thể khắc phục bằng việc sử dụng kỹ thuật phân tích đa biến.  Liên kết những số liệu môi trường thích hợp đã biết về các mức ô nhiễm tại những điểm khác nhau để có thể suy đoán và tạo ra các giả thiết.  gộp nhóm số liệu theo các cách khác nhau có thể phát hiện những gián đoạn trong các quần xã SV từ các địa điểm khác nhau. Phương pháp sử dụng phép phân tích đa biến Phương pháp sử dụng phép phân tích đa biến TWINSPAN TWINSPAN (Two way indicator species analysis) (Two way indicator species analysis) Nấm nước thải có mặt bên trên dưới hoặc bên dưới các đá Có mặt >99 lớp giun ít tơ (Oligochaeta) Có Heptagennidae>9 Liệu có >50% nấm nước phủ thải phủ trên đá Liệu nhóm 1 > 9 rận nước (Gammarus) > 99 Baetidae Nhóm 2 Đã có ô nhiễm hữu cơ nhẹ Có trên 10% nấm nước thải phủ trên đá Nhóm 3 Ô nhiễm hữu cơ mạnh Không Có [...]... loài Giá trị S Giá trị h 1 Hoại sinh nhẹ hay yếu 1 Gặp tình cờ, ngẫu nhiên 2 - Hoại sinh vừa 2 Thường xuyên gặp 3 - Hoại sinh vừa 3 Gặp rất nhiều 4 Hoại sinh mạnh Dãy chỉ số hoại sinh 1,0 - 1,5 Hoại sinh nhẹ Không ô nhiễm 1,5 - 2, 5 Hoại sinh vừa Ô nhiễm hữu cơ yếu 2, 5 - 3,5 Hoại sinh vừa Ô nhiễm hữu cơ mạnh 3,5 - 4,0 Hoại sinh mạnh Ô nhiễm hữu cơ rất mạnh    • Các chỉ số sinh học khác tuần tự được phát... dễ hiểu về mức độ ô nhiễm Chỉ số sinh học TRENT ở Anh (1964) Chỉ số sinh học mở rộng của Anh (1978) Chỉ số sinh học Pháp (1968) Điểm số CHANDLER's của Anh (1970) Chỉ số sinh học chất lượng tổng thể (19 82) Chỉ số sinh học Bỉ (1983) Điểm số BMWP (1978) Điểm số BMWP cải biên của Anh H .2. 2 Sự phát triển của chỉ số sinh học hệ hoại sinh 2. 2 Sử dụng sinh vật tích tụ không ít sinh vật có thể tích luỹ các chất... Ô nhiễm - hoại sinh TB ( Mesosaprobe) V 2, 9 - 1 Ô nhiễm nặng - hoại sinh nặng (Polysaprobe) VI 0 Đánh giá chất lượng nước Ô nhiễm rất nặng - hoại sinh rất nặng (không có động vật không xương sống) 2. 1 .2 Sử dụng CSSH trong quan trắc môi trường  Các số liệu được sử dụng để ấn định giá trị đánh số đối với các chỉ thị sinh học cá thể  Tổng các giá trị đánh số của tất cả các loài chỉ thị sinh học tại mỗi... phép thử sinh học đúng Những chỉ tiêu chính sử dụng trong phép thử sinh học Loại sinh vật Vi khuẩn, nấm, động vật nguyên sinh chỉ tiêu theo dõi Tính đột biến BOD; nitrat hoá Khả năng phân huỷ Tảo và những thực vật khác Tốc độ sinh trưởng Tốc độ tái sinh (sinh sản) Khả năng quang hợp; hô hấp Hàm lượng chất diệp lục Tính đột biến Tác động hình thái và mô ĐVKXS và ĐVCXS Hiệu ứng gây chết Tốc độ tái sinh Phát... các giá trị hoại sinh của tất cả các CTSH tại một điểm chia cho tổng các giá trị tần số gặp cho chỉ số hoại sinh hay chỉ số nhiễm bẩn tại một điểm (bảng)  CSSH được sử dụng đầu tiên trong quan trắc môi trường là hệ hoại sinh ( dùng quan trắc ô nhiễm hữu cơ trong các sông) Bảng Chỉ số hoại sinh hay chỉ số nhiễm bẩn S= z (s.h)/zh với: S- chỉ số hoại sinh cho điểm; s- giá trị hoại sinh đối với mỗi loài... per Taxon) là chỉ số sinh học tương ứng với một mức ô nhiễm (chất lượng) nước bằng cách chia tổng số điểm (BMWP) cho tổng số họ đã lấy để tính điểm Đánh giá chất lượng nước theo chỉ số ô nhiễm (ASPT) Thứ hạng Chỉ số ô nhiễm (ASPT) hay chỉ số sinh học (Bio - index) I 10 - 8 Không ô nhiễm, nước sạch II 7,9 - 6 Ô nhiễm nhẹ - hoại sinh nhẹ (Oligosaprobe) III 5,9 - 5 Ô nhiễm vừa - hoại sinh vừa ( Mesosaprobe)... các chương trình giám sát ô nhiễm phải khắc phục theo 2 cách :Quan trắc thụ động và thu mẫu (để phân tích HH) từ nơi cư trú đặc biệt của những SV bản địa; Quan trắc chủ động (tại nơi cư trú) các SV có ở vùng không ô nhiễm 2. 3 Phép thử sinh học  Sử dụng sinh vật ở những điều kiện thí nghiệm (có đối chứng) để nghiên cứu, đánh giá MT  Nhiều phép thử sinh học đã được phát triển để sử dụng trong phòng thí... hưởng chính Phép thử đa loài Tương ứng tốt hơn với tình trạng của các hệ sinh thái tự nhiên   Các loại thông số (chỉ tiêu) dùng để theo dõi sinh vật thử nghiệm (xác định tác động gây ra bởi ô nhiễm) khá đa dạng và thường là: những thay đổi trong tập tính, hình thái, sinh lý và sinh hoá học (bảng.) Khi tiến hành các phép thử sinh học thường sử dụng các phương pháp nghiên cứu trong nông học (TNĐR,... chảy Phổ biến nhất là chỉ số sinh học TRENT ở Anh, điểm số sinh học CHANDLER (CBS) Nhiều nước sử dụng rộng rãi điểm số BMWP của nhóm động vật đáy cỡ lớn để quan trắc môi trường nước ( dựa vào việc xác định số loàivà phân bố của động vật đáy không xương sống để phân loại mức độ ô nhiễm nước) Hệ hoại sinh được cải tiến, mới nhất dùng để đánh giá chất lượng nước ở CHLB Đức (H2 .2) Các CSSH đều có hạn chế... tái sinh Phát triển tính dị thường Khả năng sinh trưởng; hô hấp Tỷ lệ thức ăn Biến đổi sinh hoá Tác động hình thái và mô Biến đổi tập tính 2. 4 Xây dựng bản đồ ô nhiễm    Sử dụng sinh vật chỉ thị xây dựng bản đồ phân bố loài để đưa ra các chỉ dẫn về phân bố ô nhiễm địa y mẫn cảm nhất đối với các loại chất gây ô nhiễm khí quyển đặc biệt là Sunfua điôxyt (SO2) các quần xã địa y trong thành phố và vùng . biên của Anh Chỉ số sinh học Bỉ (1983) H .2. 2. Sự phát triển của chỉ số sinh học hệ hoại sinh 2. 2. Sử dụng sinh vật tích tụ 2. 2. Sử dụng sinh vật tích tụ  không ít sinh vật có thể tích. nhiều 4. Hoại sinh mạnh Dãy chỉ số hoại sinh 1,0 - 1,5 Hoại sinh nhẹ Không ô nhiễm 1,5 - 2, 5 Hoại sinh vừa Ô nhiễm hữu cơ yếu 2, 5 - 3,5 Hoại sinh vừa Ô nhiễm hữu cơ mạnh 3,5 - 4,0 Hoại sinh mạnh. hoại sinh đối với mỗi loài chỉ thị; h- tần số gặp của mỗi loài Giá trị S Giá trị h 1. Hoại sinh nhẹ hay yếu 1. Gặp tình cờ, ngẫu nhiên 2. - Hoại sinh vừa 2. Thường xuyên gặp 3. - Hoại sinh