Bài giảng chỉ thị sinh học môi trường chỉ thị sinh học môi trường nước GS TS nguyễn thế nhã

10-Feb-15 CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC 3.1 Vấn đề chung 3.1 Vấn đề chung CHÚNG TA MUỐN ĐÁNH GIÁ CÁI GÌ? Ảnh hưởng xấu/ Xáo trộn hệ sinh thái? Mối nguy hại sức khỏe người? Thay đổi Ảnh hưởng xấu đến Số lượng chất lượng nước?  Ảnh hưởng cố tự nhiên nhân tạo qua nhiều đường: Các chất tổng hợp đưa vào nước, chế độ thủy văn đặc điểm lý hóa nước bị thay đổi  Sinh vật nước mẫn cảm với thay đổi mơi trường ngun nhân tự nhiên (ví dụ tăng độ đục lũ lụt) nhân tạo (ơ nhiễm hóa chất suy giảm DO)  Sinh vật phản ứng khác nhau: chết di cư; suy giảm khả sinh sản, kìm hãm hệ thống nội tiết cần thiết  Biết đặc điểm phản ứng sinh vật với thay đổi mơi trường sử dụng chúng làm sinh vật thị CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC 3.2 Yếu tố ảnh hưởng đến sinh vật 3.2 Yếu tố ảnh hưởng đến sinh vật 3.2.1 Yếu tố tự nhiên  Dung trọng nước (density of the water: 1g/cm3) cho phép sinh vật sinh tồn môi trường thể treo (suspension)  Sinh vật [plankton: phù du, phiêu sinh] sinh vật bơi tự (nekton) sinh vật đáy (benthos) sinh sống phụ thuộc vào thời gian tồn lưu nước (residence time (or retention time)) Nước chảy dễ trôi sinh vật  nhóm thường cư trú thủy vực nước tĩnh  Cá với khả bơi tự  cư trú thủy vực nước chảy mạnh  Các đặc điểm thích nghi với thủy vực nước chảy nước tĩnh… sở nhận biết quan hệ sinh vật - MT 3.2.1 Yếu tố tự nhiên (tiếp tục):  Độ phong phú chất dinh dưỡng hòa tan lơ lửng  Mức dinh dưỡng không đổi thường cho phép quần xã sinh vật sinh vật đáy khác phát triển  Nguồn dinh dưỡng hịa tan dồi có thủy vưc nước tĩnh nước chảy chậm cho phép thực vật thủy sinh cỡ lớn sinh trưởng, cung cấp thức ăn, nơi cư trú sinh sản cho sinh vật khác 10-Feb-15 CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC 3.2 Yếu tố ảnh hưởng đến sinh vật 3.2 Yếu tố ảnh hưởng đến sinh vật 3.2.2 Yếu tố nhân tạo 3.2.2 Yếu tố nhân tạo (tiếp )  Ảnh hưởng trực tiếp như: đưa chất độc vào nước, làm tăng hàm lượng chất chất rắn lơ lửng, thay đổi sinh cảnh, làm suy giảm lượng ôxy…  Ảnh hưởng gián tiếp như: Khả bắt giữ kim loại (Chelating capacity)  Ơ nhiễm xáo trộn mơi trường nước thể thông qua: Đặc điểm vật lý Đặc điểm hóa học, Quần thể vi sinh vật Quần thể động vật KXS đáy CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC Cửa cống: chất thải vào 3.2 Yếu tố ảnh hưởng đến sinh vật 3.2.3 Thay đổi đặc điểm môi trường nước 3.2.3.1 Sự thay đổi đặc điểm vật lý môi trường nước  Sự xuất hay vắng mặt sinh vật nước phụ thuộc vào đặc điểm vật lý môi trường sinh cảnh liên quan Tảo Vi khuẩn  ĐĐ vật lý dễ bị thay đổi hoạt động người như: đắp đê, đào kênh, xây dựng hệ thống mương Thối hóa Nước Phân hủy mạnh Khoảng cách cuối nguồn Phục hồi Nước A B: Tính chất lý hóa nước: BOD, O2, Chất rắn hòa tan (Salt), chất rắn lơ lửng (SS) C: Quần thể vi sinh vật: nấm nước thải (Sewage fungus); tảo, vi khuẩn, động vật nguyên sinh (protozoa)… D: Quần thể động vật KXS: Giun tơ (Tubificidae); Muỗi lắc/chỉ hồng (Chironomus); Chân (Asellus) khu hệ động vật nước (clean water fauna) (Theo Hynes, 1960) máng  Thay đổi tự nhiên xảy hồn cảnh khí hậu địa lý địa phương 10-Feb-15 CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC 3.2 Yếu tố ảnh hưởng đến sinh vật 3.2 Yếu tố ảnh hưởng đến sinh vật 3.2.3 Thay đổi đặc điểm môi trường nước 3.2.3.1 Sự thay đổi đặc điểm vật lý môi trường nước  Nước mưa bão chảy xiết hạn hán kéo dài dẫn đến thay đổi đột ngột hay sinh cảnh tự nhiên, ví dụ gia tăng bồi lắng rửa trơi lịng sơng dẫn đến thay đổi khu hệ thực vật động vật nước  Sự thay đổi mạnh, bao gồm biến loài thời lâu dài  Vì cần hiểu rõ chế độ thủy văn thiết kế chương trình đánh giá chất lượng mơi trường nước, cho ảnh hưởng tự nhiên ảnh hưởng nhân tạo tách bạch cách rõ ràng 3.2.3 Thay đổi đặc điểm môi trường nước Tháng 10 11 12 Diệp lục a 3.2.3.2 Sự thay đổi DO (Dissolved oxygen)  Ôxy yếu tố quan trọng sống, đặc điểm hóa học mơi trường  Nồng độ O2 100% mức bão hòa thấy hồn cảnh đặc biệt: đáy hồ giầu chất dinh dưỡng vào ban đêm dịng sơng nước chảy chậm (xem ba hình kế sau đây!) Ơxy hịa tan (DO) (% bão hịa) Độ sâu CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC Tháng Thời gian Giờ Nồng độ ôxy chlorophyll a hồ Mendota, Minnesota năm 1976 Suy giảm ôxy (Oxygen depletion) vào tháng Bảy (J), Tám (A) Chín (S) tương ứng với thời kỳ tảo có lượng sinh khối cao (qua số diệp lục a) Nguyên nhân lắng chìm tảo xuống đáy hồ (Theo ILEC, 1987-1989) Biến động O2 pH liên quan đến sản lượng tảo dịng sơng phú dưỡng (P = Quang hợp; R = Hô hấp) 10-Feb-15 CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC Nồng độ ôxy 3.2 Yếu tố ảnh hưởng đến sinh vật Ôxy hòa tan (DO) Bão hòa mức bão hòa Nồng độ ôxy Thời gian N: Buổi trưa MN: Nửa đêm Biến đổi chu kỳ ơxy hịa tan hai khu vực sơng Saar có nhiễm chất hữu cơ: A: Güdingen (khơng bị nhiễm); B: Vưlklingen (bị nhiễm) (theo Müller Kirchesch, 1980) 3.2.3 Thay đổi đặc điểm môi trường nước 3.2.3.2 Sự thay đổi DO (Dissolved oxygen)  Ở sinh cảnh ơxy có nồng độ thấp thường thấy lồi thích nghi với hồn cảnh Trong điều kiện bình thường lồi thường chúng trở nên phổ biến với mức ô nhiễm phú dưỡng  Tuy nhiên nhiều lồi có khả sống sót thiếu ơxy thời gian ngắn, lồi chịu nhiều ngày nhiều thiếu ôxy  Khả sống sót sinh vật mức thiếu hụt ôxy khác sở xác định số sinh học phương pháp đánh giá chất lượng nước CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC 3.2 Yếu tố ảnh hưởng đến sinh vật 3.2 Yếu tố ảnh hưởng đến sinh vật 3.2.3 Thay đổi đặc điểm môi trường nước 3.2.3.3 Thời gian phơi nhiễm (TG ảnh hưởng)  Thời kỳ nồng độ chất nhiễm có tác dụng/ảnh hưởng  Thời gian dài (hậu quả) ngắn (do hiệu ứng hòa tan) thời gian đo nồng độ cao chất gây nhiễm  Nồng độ cao tập trung vị trí (bờ sơng, đáy sơng… ảnh hưởng đến thời gian phơi nhiễm nhóm sinh vật  Một số lồi có phản ứng nhanh với chất độc gây nhiễm  thị tốt  Thời gian tích lũy chất độc sinh vật tích tụ thường lâu  phát thay đổi chậm  Phú dưỡng vấn đề dài hạn 3.2.3 Thay đổi đặc điểm môi trường nước 3.2.3.4 Nồng độ  Phản ứng sinh lý tập tính sinh vật phụ thuộc vào nồng độ chất tự nhiên chất ô nhiễm có mơi trường thời gian cần thiết để chất có tác dụng tới hệ quan sinh vật  Nồng độ gây tác động độc hại phụ thuộc vào nhiều yếu tố mơi trường: có chất độc khác, thiếu chất dinh dưỡng, yếu tố vật lý thay đổi sinh cảnh, trầm tích, khơ hạn, thiếu ơxy, tình trạng stress  thơng số có phịng thí nghiệm khác so với thực địa 10-Feb-15 CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC 3.2 Yếu tố ảnh hưởng đến sinh vật 3.2 Yếu tố ảnh hưởng đến sinh vật 3.2.3 Thay đổi đặc điểm môi trường nước 3.2.3.4 Nồng độ 3.2.3 Thay đổi đặc điểm môi trường nước 3.2.3.5 Khả bắt kim loại Chelating capacity  Một số chất có độ độc hại khác loài  Khả bắt giữ ion kim loại hợp chất hữu Ví khác  Nồng độ cao không gây ảnh hưởng (no observed dụ axit humic axit fulvic EDTA (ethylenediaminetetraacetic acid) effect concentration = NOEC) NĐ không quan sát thấy hiệu ứng  NOEL (No Observable Effect Level): Mức ảnh hưởng khơng quan sát Ví dụ axit humic điển hình, có loạt thành phần quinon, phenol, catechol nửa đường CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC 3.2 Yếu tố ảnh hưởng đến sinh vật 3.2.3 Thay đổi đặc điểm môi trường nước 3.2.3.5 Khả bắt kim loại Chelating capacity 3.2 Yếu tố ảnh hưởng đến sinh vật  Các hợp chất từ từ nhả trả lại nước ion kim loại mà chúng bắt giữ  Như khả bắt giữ kim loại phụ thuộc vào hàm lượng axit humic phối tử (ligand) 3.2.3 Thay đổi đặc điểm môi trường nước 3.2.3.5 Khả bắt kim loại Chelating capacity  Độ cứng có vai trò quan trọng phân bố sinh vật nước nên nhiều loài sinh vật thị cho NƯỚC CỨNG NƯỚC MỀM  Sinh vật có vỏ can-xi cần hàm lượng can-xi cao thị cho nước cứng  Côn trùng Cánh úp (Plecoptera - stoneflies) số loài giun dẹt thị cho loại nước mềm độ cứng nước (nồng độ hịa tan chất khống canxi, ma-nhê….) Nhiều can-xi ma-nhê  nước cứng ngược lại 10-Feb-15 CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC 3.2 Yếu tố ảnh hưởng đến sinh vật 3.2.3.5 Khả bắt kim loại Chelating capacity 3.2 Yếu tố ảnh hưởng đến sinh vật 3.2.3.5 Khả bắt kim loại Chelating capacity  Nhu cầu khác thấy lồi họ Ví dụ Gammarus pulex G roeseli thích nước cứng, chịu suy giảm lượng ơxy, G fossarum lại mẫn cảm với ô nhiễm chất hữu thiếu ơxy, sống sót nơi nước cứng  Tuy nhiên G fossarum khơng chịu nước mềm  Lồi có họ hàng gần Niphargus sống nước mềm, nơi nước có can-xi  Độ độc chất phụ thuộc vào độ cứng nước  Độ độc đồng kẽm khác phụ thuộc vào nồng độ can-xi Nồng độ can-xi cao độ độc giảm Nồng độ kẽm đồng chấp nhận theo EU G roeseli Niphargus Gammarus pulex G fossarum Độ cứng nước (mg l-1 CaCO3) 10 50 100 500 Total zinc (mg l-1) – Tổng lượng kẽm Đối với nhóm cá hồi 0,03 0,2 0,3 0,5 Đối với nhóm cá chép 0,3 0,7 1,0 2,0 Dissolved copper (mg l-1) Lượng đồng hòa tan Cá hồi+ cá chép 0,005 0,022 0,04 0,112 CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC 3.2 Yếu tố ảnh hưởng đến sinh vật 3.2.3.5 Khả bắt kim loại Chelating capacity 3.2 Yếu tố ảnh hưởng đến sinh vật  Kẽm độc hại VI KHUẨN so với sinh vật khác, kể người, vi khuẩn  Độ độc kim loại giảm nước có nhiều axit humic khả bắt giữ kim loại chúng (thường gọi “nước nâu” “brown waters” Rio Negro, Brazil) 3.2.3 Thay đổi đặc điểm môi trường nước 3.1.2.6 Độ chua (Acidity)  Một số loài sinh vật mẫn cảm với độ chua độ kiềm nước  Mưa axit làm giảm độ pH, tăng nồng độ nhôm gây độc cho động vật không xương sống cá 10-Feb-15 CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC 3.3 Các hiệu ứng sinh học 3.4 Các kiểu tiếp cận đánh giá sinh học Thay đổi thành phần lồi sinh vật nước Thay đổi nhóm sinh vật ưu sinh cảnh Suy giảm số lượng loài – làm nghèo loài Tỷ lệ chết cao giai đoạn mẫn cảm trứng, non Chết tồn quần thể Thay đổi tập tính sinh vật Thay đổi trình trao đổi chất • changes in physiological metabolism, and Thay đổi mơ dị dạng hình thái Các hiệu ứng kết hợp với phương pháp giám sát đánh giá sinh học nhằm cung cấp thông tin lĩnh vực khác vấn đề chất lượng nước như: Tiếp cận sinh thái Phương pháp sử dụng vi sinh vật Tiếp cận sinh lý, sinh hóa Sử dụng sinh vật mơi trường kiểm soát – phương pháp sử dụng sinh vật thí nghiệm Tích lũy sinh học Phương pháp phân tích mơ hình thái Đánh giá phương pháp bảng 3.1 CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC 3.5 Phương pháp sinh học đánh giá môi trường nước 3.6 CHỈ THỊ SH ĐẶC TRƯNG CHO MT NƯỚC 3.6.1 Các loài sinh vật thị Phải có đặc tính nhạy cảm (sensitive) Có khả chống chịu (tolerant) Có khả tích luỹ độc tố thể Cung cấp thông tin hệ thống chất lượng nước dạng thị sinh học Quản lý tài nguyên thủy sản Xác định khái niệm nước tiêu chuẩn sinh học phương pháp chuẩn Cung cấp chế cảnh báo sớm, ví dụ phát nhiễm bất ngờ Đánh giá chất lượng nước với thừa nhận mối quan hệ sinh thái – kinh tế - sách  Những lồi vắng mặt có mặt, có biến đổi hình thái, số lượng, sinh lý, tập tính, phân tích hàm lượng số độc tố mô thể, xem xét để đánh giá chất lượng môi trường nước 10-Feb-15 CHỈ THỊ SINH HỌC MƠI TRƯỜNG NƯỚC CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC 3.6 CHỈ THỊ SH ĐẶC TRƯNG CHO MT NƯỚC 3.6.1 Các loài sinh vật thị  Loài mẫn cảm: Hầu hết ấu trùng lồi trùng cánh úp (Plecoptera) xem lồi thị cho mơi trường nước (thường suối đầu nguồn) 3.6 CHỈ THỊ SH ĐẶC TRƯNG CHO MT NƯỚC 3.6.1 Các loài sinh vật thị  Loài chống chịu: Muỗi lắc (Chironomus riparius), giun tơ (Tubifex tubifex, Limnodrilus hoffmeisteri) thường xem loài thị cho nước bị ô nhiễm hữu Tubifex Chironomus riparius CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC 3.6 CHỈ THỊ SH ĐẶC TRƯNG CHO MT NƯỚC 3.6.1 Các loài sinh vật thị  Lồi tích tụ: Thuỷ sinh vật có khả tích tụ muối kim loại: Rêu, thực vật lớn (bèo), tảo 3.6 CHỈ THỊ SH ĐẶC TRƯNG CHO MT NƯỚC 3.6.1 Các loài sinh vật thị Rêu Fontinalis antipyretica tích lũy Cadmium (Cd2+) Bèo (Pistia stratiotes) Lục bình (Eichhornia crassipes)? Vi khuẩn Tảo Chlorella Bèo dâu Muỗi hồng Giun tơ … Chlorella vulgaris 10-Feb-15 CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC 3.6 CHỈ THỊ SH ĐẶC TRƯNG CHO MT NƯỚC 3.6.2 Các quần xã thị Thu thập phân tích thơng số nơi cư trú quần xã sinh vật gồm: Thực vật bám (periphyton), Động vật không xương sống đáy cỡ lớn Cá.… 3.6 CHỈ THỊ SH ĐẶC TRƯNG CHO MT NƯỚC 3.6.3 Sinh vật thị môi trường nước chảy Vi khuẩn - Bacteria Động vật nguyên sinh - Protozoa Tảo - Algae Thực vật • Thực vật lớn – Macrophyta • Thực vật Động vật không xương sống cỡ lớn – Macroinvertebrates Cá Bảng 3.2 Ưu nhược điểm nhóm SVCT CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC 3.6 CHỈ THỊ SH ĐẶC TRƯNG CHO MT NƯỚC 3.6.3 Sinh vật thị môi trường nước chảy Bộ thị sinh học đầy đủ Việt Nam (Lê Hoàng Anh, 2010) Thực vật (Phytoplankton) 3.6 CHỈ THỊ SH ĐẶC TRƯNG CHO MT NƯỚC 3.6.3 Sinh vật thị môi trường nước chảy Bộ thị sinh học rút gọn Việt Nam (Lê Hoàng Anh, 2010) Thực vật nổi, Động vật Động vật không xương sống đáy cỡ lớn, Thực vật bám (Periphyton) Thực vật thuỷ sinh lớn (Macrophyta) Động vật (Zooplankton) Động vật KXS đáy cỡ lớn (Macrobenthos) Động vật KXS đáy cỡ trung bình giun trịn (Nematoda) Ba loại thị: Chỉ thị loài, Chỉ số đa dạng Hệ thống tính điểm BMWP Bảng 3.3 Bộ thị đầy đủ rút gọn Cá (Fishes) 10-Feb-15 CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC 3.6 CHỈ THỊ SH ĐẶC TRƯNG CHO MT NƯỚC 3.6.4 Sinh vật thị môi trường nước chảy 3.6.1 Vi khuẩn thị ô nhiễm phân 3.6 CHỈ THỊ SH ĐẶC TRƯNG CHO MT NƯỚC 3.6.4 Sinh vật thị môi trường nước chảy 3.6.1 Vi khuẩn thị nhiễm phân • Vi khuẩn có liên quan đến sức khoẻ cộng đồng lan truyền qua đường nước • Coliform tổng số, Coliform phân, E Coli thị cho điều kiện vệ sinh nước • Mẫu nước kiểm tra Coliform tổng số • Nếu có Coliform tổng số, mẫu kiểm tra Coliform phân E.coli Nếu có coliform phân  nhiễm • Nhóm vi khuẩn E.Coli nhóm nhỏ thuộc nhóm Coliform phân • Sự diện E Coli mẫu nước cho thấy nhiễm phân, có ô nhiễm thời gian gần  VK coliform tổng số thường tìm thấy mơi trường (thực vật, đất…) nhìn chung khơng có hại  VK coliform phân nhóm nhỏ coliform tổng số chúng xuất với số lượng lớn ruột phân người, động vật  E coli nhóm nhỏ nhóm coliform phân Hầu hết VK E coli khơng có hại thị cho nhiễm phân Total coliform = coliform tổng số Fecal Coliform = coliform phân Thermotolerant Coliform = chịu nhiệt CHỈ THỊ SINH HỌC MƠI TRƯỜNG NƯỚC 3.6.1 Vi khuẩn thị nhiễm phân VSV thị ô nhiễm phân Nhóm Coliform: đặc trưng Escherichia coli (E coli) Nhóm Streptococci: liên cầu, đặc trưng Streptococcus faecalis nguồn gốc từ người, S bovis từ cừu, S equinus từ ngựa Nhóm Clostridia: khử sunfit đặc trưng Clostridium perfringens đều dùng để phát nhiễm phân nước Tuy nhiên E coli thường lựa chọn 10 10-Feb-15 CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC 3.6.1 Vi khuẩn thị ô nhiễm phân 3.6.1 Vi khuẩn thị ô nhiễm phân o E coli thường lựa chọn nhóm quan trọng nhất, xác định điều kiện thực địa; o Xác định dễ so với nhóm khác (ví dụ nhóm Streptococci cần thời gian định ơn lâu, cịn Clostridia cần tiến hành 800C lên men Escherichia coli Clostridium perfringens Streptococcus lần) CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC 3.6.1 Vi khuẩn thị ô nhiễm phân Vi khuẩn gây bệnh: thị nguồn nước ô nhiễm sử dụng Số lượng coliform hay E coli biểu diễn số khả hữu MPN (Most Probable Number) Chi tiết xem: http://www.cuc.edu.vn/fckeditor/editor/filemanager/connectors /asp/image/hoanuocphan2(1).pdf VK salmonella_typhi gây bệnh thương hàn 11 10-Feb-15 CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC 3.6.1 Vi khuẩn thị ô nhiễm phân Khi cần xác định nước bị nhiễm bẩn phân người hay phân gia súc sử dụng tỉ lệ Fecal coliform Fecal streptococci 3.6.2 Động vật nguyên sinh - Protozoa Động vật nguyên sinh (đơn bào) - Protozoa: Sử dụng chất hữu rắn làm thức ăn, có vai trị quan trọng chuỗi thức ăn Dễ thu mẫu Tính số hoại sinh thích nghi tốt mơi trường giàu chất hữu Fecal coliform Faecal streptococci E coli Fecal streptococci chủ yếu sống ruột động vật flaellates colpidium CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC 3.6.3 Tảo - Algae 3.6.3 Tảo - Algae Tảo - Algae: Có khả quang hợp, đơn bào Tảo - Algae: • Phát triển mạnh điều kiện nước ấm, giàu chất hữu Nitơ Photpho từ nguồn nước thải sinh hoạt, cơng nghiệp thực phẩm, phân bón • Có sức chịu đựng với chất hữu cơ, Đồng không thị cho môi trường ô nhiễm thuốc trừ sâu • Tảo dùng làm thị cho độ axit, ô nhiễm hữu cơ, phú dưỡng hồ suối nhánh dài; thực vật (Phytoplankton), sinh vật tự dưỡng, sử dụng carbonic carbonat phosphate, nitơ vi lượng (magiê, bo, corban, canxi) để phát triển, sinh vật sống bám (periplankton)… 12 10-Feb-15 CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC 3.6.3 Tảo - Algae CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC 3.6.2 Tảo - Algae:  Kích thước nhỏ, đánh giá thay đổi môi trường dựa theo số lượng lớn cá thể quần xã tảo tiến hành dễ dàng  Với loài tảo sống bám bề mặt đá đòi hỏi trọng khâu lẫy mẫu  Chu kỳ sống ngắn nên không phù hợp để đánh giá tác động môi trường thời gian dài Tảo - Algae: • Tảo lam Blue Algae: Phormidium, Anabacna, Oscilatoria, Anacystis, Lyngbia, Spirulina • Tảo lục Green Algae: Careia, Spirogyra, Teraedron, cocum, Chlorella, Stigeoclonium, Chlamydomonas, Chlorogonium, Agmenllum • Tảo Silic: Nitochia, Gomphonema • Tảo mắt: Pyro botryp – Phacus, Lepocmena – Eugrema CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC 3.6.3 Tảo - Algae 3.6.3 Tảo - Algae Tảo - Algae: Tảo - Algae: • Tảo Chlorella có khả loại bỏ N-NH4+, PO43-của nước thải sinh hoạt cao Giá trị số nước sau xử lý đạt TCVN 5942-1995 nước mặt Trong phịng TN NNH4+ giảm 99% ,PO43- giảm 98% • Tảo Chlorella sinh trưởng tốt nguồn nước thải có COD từ 200-700 mg/l (Chemical Oxygen Demand - nhu cầu oxy hóa học) Phát triển tốt nước thải sinh hoạt với COD từ 200-400 mg/l, sinh khối đạt 400-1000mg tảo khơ/sau 5-6 ngày • Tảo Chlorella thể khả phân hủy COD BOD (Biochemical Oxygen Demand- nhu cầu oxy sinh hoá) cao nước thải sinh hoạt • Ni bể điều kiện phịng thí nghiệm, COD giảm 84%, BOD giảm 90% • Tảo Chlorella có khả hấp thụ Cu Zn mơi trường nước thải tổng hợp • Hiệu loại bỏ Cu đạt 94-95% sau 20 ngày hiệu loại bỏ Zn đạt 97% sau 16 ngày 13 10-Feb-15 Tảo HOÀNG GIA; Nhật Bản: 1550 viên/hộp 680.000 VND Tảo lục tiểu cầu Chlorella loài vi tảo quý giá,chứa đầy đủ acid amin, vitamin, khoáng chất đa lượng vi lượng, acid béo không no, acid nucleic (RNA DHA), đặc biệt hàm lượng Cholorophyll cao loài thực vật mà người biết đến Tác dụng: Tốt việc đào thải chất độc khỏi thể, làm chậm lão hoá tế bào, làm đẹp da, giảm cholesterol, ngăn ngừa ung thư, phòng chống béo phì CHỈ THỊ SINH HỌC MƠI TRƯỜNG NƯỚC CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC 3.6.3 Tảo - Algae 3.6.4 Thực vật Tảo - Algae: xem thêm • Thực vật • Thực vật lớn (Macrophyta): Bèo, lau, sậy … phát triển mạnh nước tù, chứa nhiều chất dinh dưỡng  giống tảo, rong thị cho tượng phú dưỡng Tảo beegiatoa thị MT nồng độ Hydrogen Sulfat cao Oscillatoria thuộc ngành tảo lam thị MT giàu chất hữu Tảo Sphaerolitus thị cho môi trường giàu protein, glucid, chất béo (eutrophication) 14 10-Feb-15 CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC CHỈ3 THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNGNƯỚC NƯỚC 3.6.4 Thực vật 3.6.4 Thực vật Thực vật Thực vật • Thực vật (Phytoplankton): thị ô nhiễm nguồn nước do: • Thực vật lớn (Macrophyta): • ảnh Bèo, • ảnh lau, sậy … Ô nhiễm hữu (gây kiệt oxy hịa tan) Phú dưỡng hóa Ơ nhiễm hóa chất độc (kim loại nặng, thuốc bảo vệ thực vật, hydrocacbon dị vịng) Ơ nhiễm dầu, mỡ CHỈ3 THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNGNƯỚC NƯỚC CHỈ3 THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG CHỈ THỊ SINH HỌC MƠI TRƯỜNGNƯỚC NƯỚC 3.6.5 Động vật khơng xương sống đáy Động vật không xương sống cỡ lớn – Macroinvertebrates • Tại sử dụng ĐVKXS cỡ lớn 01? • Có nhiều phương pháp khác để phân tích số liệu, dễ thực thu thập nhiều mẫu gặp khó khăn phân bố rải rác • ĐVKXSCL sống cố định đáy thuỷ vực, chịu tác động trực tiếp chất lượng nước chế độ thuỷ văn (oxy hồ tan, nhiễm chất hữu cơ, thuốc BVTV, kim loại nặng) 3.6.5 Động vật không xương sống đáy Động vật không xương sống cỡ lớn – Macroinvertebrates – động vật đáy – Vì sao? • Phổ biến sơng, hồ • Đa dạng lồi • Đặc trưng cho điều kiện thủy văn, cấu trúc đáy chất lượng nước • Tương đối cố định đáy sông, hồ, chịu thay đổi liên tục chất lượng nước chế độ thủy văn ngày • Thời gian phát triển lâu (vài tuần đến vài tháng), • Dễ thu mẫu dễ phân loại 15 10-Feb-15 CHỈ3 THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG CHỈ THỊ SINH HỌC MƠI TRƯỜNGNƯỚC NƯỚC 3.6.5 Động vật khơng xương sống đáy Động vật không xương sống cỡ lớn – Macroinvertebrates – Tại 02? • Tích luỹ hóa chất BVTV, kim loại nặng mơ • Đã có Chỉ số quan trắc sinh học BMWP (Biological Monitoring Working Party) dựa vào số loài phân bố động vật không xương sống để đánh giá chất lượng nguồn nước CHỈ3 THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG CHỈ THỊ SINH HỌC MƠI TRƯỜNGNƯỚC NƯỚC 3.6.5 Động vật khơng xương sống đáy Động vật không xương sống cỡ lớn – Macroinvertebrates – động vật đáy Châu Âu dùng ĐV đáy khơng xương sống (nghêu, sị, ốc, hến…) làm thị sinh học quan trắc ô nhiễm nước ngun nhân: • Ơ nhiễm hữu  suy giảm oxi hịa tan • Ơ nhiễm chất dinh dưỡng • Ơ nhiễm kim loại nặng thuốc bảo vệ thực vật CHỈ3 THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNGNƯỚC NƯỚC CHỈ3 THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNGNƯỚC NƯỚC 3.6.5 Động vật không xương sống đáy Động vật không xương sống cỡ lớn – Macroinvertebrates – động vật đáy • 3.6.5 Động vật khơng xương sống đáy Chironomus Muỗi hồng Rhyacophilidae Sphaeridae Động vật khơng xương sống cỡ lớn Macroinvertebrates • Giun tơ Rận nước Lymnaediae Baetis Glossiphonia 16 10-Feb-15 CHỈ3 THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNGNƯỚC NƯỚC CHỈ3 THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG CHỈ THỊ SINH HỌC MƠI TRƯỜNGNƯỚC NƯỚC 3.6.5 Động vật khơng xương sống đáy 3.6.5 Động vật không xương sống đáy Động vật không xương sống cỡ lớn Macroinvertebrates Động vật khơng xương sống cỡ lớn Macroinvertebrates • mayfly_larva Corixidae Dytiscidae Chironimus ấu trùng chuồn chuồn cased - caddis - larva gammarus pulex CHỈ3 THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNGNƯỚC NƯỚC CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC 3.6.6 Động vật 3.6.6 Động vật Động vật (Zooplankton) • Là thức ăn giàu dinh dưỡng cho nhiều loại cá giai đoạn ấu trùng • thị cho nước ô nhiễm hữu 17 10-Feb-15 CHỈ3 THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNGNƯỚC NƯỚC 3.6.6 Động vật CHỈ3 THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNGNƯỚC NƯỚC 3.6.7 Cá Động vật Zooplankton • Cá: Động vật máu lạnh, nhiều lồi có đặc điểm khác hình thái, thức ăn, sinh sản, phát triển , thích nghi sinh sống thủy vực nên sử dụng làm sinh vật thị: • Chỉ thị tốt cho tác động lâu dài đời sống cá dài có khả di động (Karr et al 1986) • Quần xã cá với nhiều kiểu dinh dưỡng (ăn tạp, ăn thực vật, ăn côn trùng, ăn sinh vật nổi, ăn cá con) CHỈ3 THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNGNƯỚC NƯỚC CHỈ3 THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNGNƯỚC NƯỚC 3.6.7 Cá Cá: • Quần xã cá tích hợp tác động mức dinh dưỡng thấp hơn, vậy, cấu trúc quần xã cá phản ảnh lành mạnh mơi trường tổng hợp • Mắt xích cuối chuỗi thức ăn thủy vực • Dễ thu thập dễ phân loại tới lồi • Môi trường sống đặc điểm phân bố hầu hết loài cá biết 3.6.7 Cá Cá: • Nước bị nhiễm hữu  giảm sút số lượng loài số cá thể lồi sống tầng nước trên, sau đến động vật đáy • Axit hóa đến độ pH 4,5-5 làm suy giảm lượng trứng cá lồi tơm cá nhỏ so với pH trung tính Độ pH hầu hết cá ăn biến 18