Bài giảng chỉ thị sinh học môi trường phương pháp nghiên cứu chỉ thị sinh học môi trường GS TS nguyễn thế nhã

28-Jan-15 PPNC CHỈ THỊ SINH HỌC MT PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CHỈ THỊ SINH HỌC MƠI TRƯỜNG NỘI DUNG CHÍNH PHƯƠNG PHÁP GIÁM SÁT SINH HỌC PHƯƠNG PHÁP THU MẪU PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG CHỈ THỊ SINH HỌC TRONG NGHIÊN CỨU Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG GS TS Nguyễn Thế Nhã 0912.202.305 nhanguyenthe@gmail.com Văn phòng: Phòng 112 Nhà A1 2.1 PHƯƠNG PHÁP GIÁM SÁT SINH HỌC 2.1 PHƯƠNG PHÁP GIÁM SÁT SINH HỌC 2.1.1 Phương pháp loài đơn lẻ 2.1.1.1 Sử dụng loài thị (Indicator species) NỘI DUNG PHƯƠNG PHÁP GIÁM SÁT SH Phương pháp sử dụng phản ứng loài đơn lẻ  Sử dụng loài thị  Sử dụng sinh vật nhạy cảm  Sử dụng sinh vật tích tụ Phương pháp sử dụng phản ứng nhiều loài  Đo mức độ phong phú  Liệt kê  Đo đếm theo chức dinh dưỡng  Sử dụng số kết hợp • • Lồi thị: mẫn cảm với điều kiện sinh lý, sinh hóa, thay đổi diện thay đổi số lượng cá thể Ví dụ Muỗi hồng (Chironomus riparin), Giun tơ (Tubifex tubifex Limnodrilus hoffmeisteri) có nhiều nơi nhiễm hữu Phù du (Ephemeroptera)… không chịu ô nhiễm thường vắng mặt Tubifex tubifex Chironomus riparin 28-Jan-15 • 2.1 PHƯƠNG PHÁP GIÁM SÁT SINH HỌC 2.1 PHƯƠNG PHÁP GIÁM SÁT SINH HỌC 2.1.1 Phương pháp loài đơn lẻ 2.1.1.2 Sử dụng loài nhạy cảm (Sensitive species) 2.1.1 Phương pháp loài đơn lẻ 2.1.1.2 Sử dụng loài nhạy cảm (Sensitive species) Lồi sống sót phạm vi hẹp (hẹp sinh thái), • biến gặp môi trường bị ô nhiễm xáo trộn lớn, tồn sinh cảnh đặc biệt, có số lượng hạn chế, phân bố hẹp đặc biệt mẫn cảm • Đánh giá tác động chất gây nhiễm lên mật độ, phát triển, sinh lý sinh vật thông qua quan hệ nồng độ chất ô nhiễm với sinh vật mẫn cảm Sự khác thường hình thái động vật  có mặt chất gây nhiễm: Hình thái đầu, vỏ thể bị thay đổi trình phát triển Sếu đầu đỏ Paphiopedilum hirsutissimum Sao la 2.1 PHƯƠNG PHÁP GIÁM SÁT SINH HỌC 2.1.1 Phương pháp loài đơn lẻ 2.1.1.3 Sử dụng sinh vật tích tụ (Bioaccumulator) • • • • • Rêu Tảo Thực vật Cá Không xương sống Tảo spirulina Cá mập xanh 2.1 PHƯƠNG PHÁP GIÁM SÁT SINH HỌC 2.1.2 Phương pháp đa loài Đo mức độ phong phú • Dựa vào số lượng đơn vị phân loại địa điểm (họ, loài) Cần nhận dạng loài họ Sự liệt kê • Ghi nhận tổng cá thể (không cần nhận dạng) xác định tỷ lệ độ phong phú nhóm sinh vật  Ví dụ tính tỷ lệ số nhóm sinh vật  Các số định lượng: Trent, BMWP  Các số bán định lượng: Chandler, Chutter’s  Các số đa dạng: Shannon Weiner, Simpson, Margalef, Menhinick 28-Jan-15 2.1 PHƯƠNG PHÁP GIÁM SÁT SINH HỌC 2.1.2 Phương pháp đa loài Sự liệt kê: tỷ lệ số nhóm sinh vật • Chrironomidae/Côn trùng khác: Muỗi hồng/CTK 2.1 PHƯƠNG PHÁP GIÁM SÁT SINH HỌC 2.1 PHƯƠNG PHÁP GIÁM SÁT SINH HỌC 2.1.2 Phương pháp đa loài Sự liệt kê: Chrironomidae/Cơn trùng khác 2.1.2 Phương pháp đa lồi • • • • • Muỗi CH phân bố rộng khắp giới, có mật độ cao thủy vực nước Sâu non số loài mẫn cảm, nhiều lồi lại chống nhiễm Sâu non ăn xác sinh vật lắng đọng nên chúng chịu ảnh hưởng chất gây nhiễm có Số lượng cá thể lồi chịu nhiễm lớn thi cho chất lượng xấu nước (ít DO, phú dưỡng) Sự liệt kê: Chrironomidae/Cơn trùng khác • Trong thể sâu non muỗi hồng có chất giống với hồng cầu giúp chúng sống nơi có ơxy Nước có chất lượng tốt có đặc điểm: mật độ cá thể lồi thấp, có nhiều loài (mật độ loài cao, = 50% loài muỗi hồng) 28-Jan-15 2.1 PHƯƠNG PHÁP GIÁM SÁT SINH HỌC 2.1 PHƯƠNG PHÁP GIÁM SÁT SINH HỌC 2.1.2 Phương pháp đa loài 2.1.2 Phương pháp đa loài Sự liệt kê: tỷ lệ số nhóm sinh vật Sự liệt kê: tỷ lệ số nhóm sinh vật • • • Asellus/Gammarus: Bộ chân / tơm tép Asellus_aquaticus Limnodrilus hoffmeisteri/Oligochaeta (giun tơ khác) Giun tơ Limnodrilus hoffmeisteri “Aquatic worms” thường thấy thủy vực nước thích nơi nước nơng, dài đến 5cm, rộng 1mm, màu đỏ, có n đốt Giống giun đất, cuối thân có dạng nhọn da mỏng nên nhìn thấy quan bênn Gammarus 2.1 PHƯƠNG PHÁP GIÁM SÁT SINH HỌC 2.1 PHƯƠNG PHÁP GIÁM SÁT SINH HỌC 2.1.2 Phương pháp đa loài 2.1.2 Phương pháp đa loài Sự liệt kê: tỷ lệ số nhóm sinh vật Sự liệt kê: tỷ lệ số nhóm sinh vật • • • • Chironomidae Muỗi hồng/Oligochaeta (giun tơ) Giun ống Turbificidae/ĐV khơng xương sống khác 28-Jan-15 2.1 PHƯƠNG PHÁP GIÁM SÁT SINH HỌC 2.1 PHƯƠNG PHÁP GIÁM SÁT SINH HỌC 2.1.2 Phương pháp đa loài 2.1.2 Phương pháp đa loài Sự liệt kê: Các số định lượng: Trent, BMWP…  Chỉ số sinh học Trent (Trent biotic index) Sự liệt kê: Chỉ số sinh học Trent (Trent biotic index)  So sánh chất lượng nước khơng cần phép thử hóa học  Điểm = mức ô nhiễm nặng, điểm 15 = nước  Giám sát sinh học dạng phát hiện: • Khi ƒ  Cơng bố lần Woodiwiss (1964) sử dụng lồi khơng xương sống cư trú nơi nước nơng sông khu vực miền trung nước Anh  Thu mẫu tay với vợt sục có mắt lưới 780 micron có nhiễm khơng thường xun, ảnh hưởng đến sinh vật khó phân tích hóa học • Ảnh hưởng hóa chất nồng độ thấp ƒ tích lũy thể sinh vật 2.1 PHƯƠNG PHÁP GIÁM SÁT SINH HỌC 2.1.2 Phương pháp đa loài Sự liệt kê: Chỉ số sinh học Trent (Trent biotic index) 2.1 PHƯƠNG PHÁP GIÁM SÁT SINH HỌC 2.1.2 Phương pháp đa loài Sự liệt kê: Chỉ số sinh học Trent (Trent biotic index)  Phân mẫu thu theo sáu nhóm là:  Mẫu phân loại theo sáu nhóm theo sơng Ấu trùng Cánh úp (Plecoptera)  Thang điểm 10 = nước sạch; điểm = nước ô nhiếm Ấu trùng Phù du (Ephemeroptera) Ấu trùng Bướm đá/Cánh lông (Trichoptera) dựa vào diện nhóm  Dễ sử dụng độ xác khơng cao  Bảng điểm số sinh học Trent Tôm tép Gammarus, Giáp xác thuộc Chân Asellus Giun ống sâu non muỗi hồng 28-Jan-15 2.1 PHƯƠNG PHÁP GIÁM SÁT SINH HỌC 2.1.2 Phương pháp đa loài Sự liệt kê: Chỉ số định lượng BMWP  Năm 1979 hệ thống điểm (Biological Monitoring Working Party (BMWP) áp dụng châu Âu 2.1 PHƯƠNG PHÁP GIÁM SÁT SINH HỌC 2.1.2 Phương pháp đa loài Sự liệt kê Chỉ số bán định lượng: Chandler, Chutter’s  Điểm số Chandler: Chandler’s Biotic Score (CBS) • •  Hệ thống điểm xác định dựa theo diện số họ động vật không xương sống cỡ lớn từ điểm 10 (rất sạch) đến điểm (rất bẩn) •  Bảng điểm BMWPViet • Thu mẫu đv không xương sống khu vực nước nông Chandler tạo số dựa theo sáu nhóm động vật “chỉ thị” Woodiwiss (như số Trent) “cấp phong phú” (The levels of abundance) bao gồm: Có mặt/Xuất (1-2), Ít (Một vài) (3-10), Trung bình (11-50), Nhiều (51-100), Rất nhiều (>100) Sắp xếp nhóm theo khả chịu ô nhiễm chất hữu gán cho số điểm (yếu tố cân bằng) theo mức phong phú chúng Link Bảng điểm số Chandler 2.1 PHƯƠNG PHÁP GIÁM SÁT SINH HỌC 2.1.2 Phương pháp đa loài Sự liệt kê Chỉ số bán định lượng: Chandler, Chutter’s  Chỉ số Chutter: Chutter’s Index (CI) • Chutter (1972) xác định số sinh học sử dụng cho Nam Phi dựa theo phản ứng loài họ ĐVKXS cỡ lớn với nhiễm chất hữu • Xác định số dựa theo giả thiết: 1) Có thể xác định quần xã động vật khu vực nước chảy khơng bị nhiễm; 2) Dự đốn thay đổi chúng có nhiễm chất hữu 3) Mức thay đổi tăng mức ô nhiễm tăng 28-Jan-15 2.1 PHƯƠNG PHÁP GIÁM SÁT SINH HỌC 2.1.2 Phương pháp đa loài Sự liệt kê Chỉ số bán định lượng: Chandler, Chutter’s  Chỉ số Chutter: Chutter’s Index (CI) • Xác định danh sách taxon mẫu thu gán giá trị liên quan đến mức (chịu) nhiễm: Các lồi nước 2.1 PHƯƠNG PHÁP GIÁM SÁT SINH HỌC 2.1.2 Phương pháp đa loài Sự liệt kê  Các số đa dạng: Shannon Weiner, Simpson, Margalef, Menhinick gán giá trị 0, lồi nơi bị nhiễm giá trị 10 𝐧 CI = • • • • 𝐧=𝟏  Xem 01! 𝐧𝐢 ∗𝐐𝐢 𝐍 Qi = giá trị tra bảng taxon i k = số taxon với giá trị khác n = số lượng cá thể taxon i N = tổng số lượng cá thể mẫu 2.1 PHƯƠNG PHÁP GIÁM SÁT SINH HỌC 2.1.2 Phương pháp đa loài Đo đếm theo chức dinh dưỡng • Xác định tỷ lệ số lượng lồi nhóm dinh dưỡng, từ xác định nhóm dinh dưỡng chịu stress Các số kết hợp • Kết hợp ba phương pháp kể 2.2 THU THẬP VÀ PHÂN TÍCH MẪU 2.2.1 Phương pháp thu thập mẫu 2.2.1.1 Dụng cụ, thiết bị • • • Dựa vào đối tượng lấy mẫu vị trí lấy mẫu Địa điểm hẹp nông sử dụng loại lưới, vợt ao, gầu múc bắt mẫu tay Ở vị trí mực nước sâu rộng cần kết hợp số loại dụng cụ thu mẫu để thu kết tốt Lưới thu mẫu sinh vật Dụng cụ thu mẫu sinh vật đáy Dụng cụ thu mẫu giun tròn (tuyến trùng) Dụng cụ khác 28-Jan-15 Thực vật 2.2 THU THẬP VÀ PHÂN TÍCH MẪU Động vật Sinh vật Sinh vật bơi tự Sinh vật đáy 2.2.1 Phương pháp thu thập mẫu 2.2.1.1 Dụng cụ, thiết bị Lưới thu mẫu sinh vật Bốn loại chính: Lưới hình chóp đơn giản, Lưới Hensen, Lưới Epstein Lưới Juday Thân lưới Cấu tạo gồm ba phần chính: Miệng lưới Thân lưới Ống đáy 2.2 THU THẬP VÀ PHÂN TÍCH MẪU 2.2.1 Phương pháp thu thập mẫu Lưới thu mẫu sinh vật • Phần miệng lưới: gồm vịng đai miệng (hoop, đường kính từ 1530cm), tiếp đến bao vải (canvas) hình chóp cụt Vịng đai miệng nối với dây kéo lưới (Bridle), phần vải hình chóp cụt nối với thân lưới Miệng lưới Ống đáy 2.2 THU THẬP VÀ PHÂN TÍCH MẪU 2.2.1 Phương pháp thu thập mẫu Lưới thu mẫu sinh vật • Phần thân lưới (phần lọc nước): thân lưới có chiều dài gấp 2-3 lần đường kính miệng lưới, làm từ loại vải đặc biệt có mắt lưới cực nhỏ (5-25, chí 315 micromet tuỳ theo lưới vớt TVPD hay ĐVPD) khả thoát nước phải cao Thân lưới nối với miệng lưới phía nối với ống đáy phía (qua manset vải) 28-Jan-15 2.2 THU THẬP VÀ PHÂN TÍCH MẪU 2.2 Phương pháp thu thập mẫu Lưới thu mẫu sinh vật • Ống đáy: thường loại ống kim loại hay nhựa, tích khoảng 150-200 ml (có thể giữ lại lượng nước lẫn mẫu) Ngồi phải có khố điều chỉnh (đóng mở) để lấy mẫu ra, sau kéo lưới thu mẫu vực nước 2.2 THU THẬP VÀ PHÂN TÍCH MẪU 2.2 Phương pháp thu thập mẫu Dụng cụ thu mẫu sinh vật đáy • Gồm vợt ao (pond net) gầu (Dredge) • Vợt ao: gồm khung hình chữ nhật…, đỡ túi lưới với chiều sâu khoảng 50 cm Kích thước mắt lưới thường có đường kính 1mm Khung đỡ lưới nối với cán dài cỡ 1,5 m 2.2 THU THẬP VÀ PHÂN TÍCH MẪU 2.2.1 Phương pháp thu thập mẫu a_Hensen egg net b_Nansen net open c_Nansen net closed d_standard net e_medium Epstein net f_Hensen egg net g_Helgoland larva net h_large vertical net of stramin 2.2 THU THẬP VÀ PHÂN TÍCH MẪU 2.2 Phương pháp thu thập mẫu Dụng cụ thu mẫu sinh vật đáy • Gầu/Cào đáy (Dredge): lấy mẫu đoạn (khúc) sông sâu Gầu gồm khung hình chữ nhật kim loại với kích thước 46x19 cm (+2 cm) Cào đáy thu mẫu (Dredge) Cào đáy thu mẫu định lượng côn trùng nước 28-Jan-15 2.2 THU THẬP VÀ PHÂN TÍCH MẪU 2.2 Phương pháp thu thập mẫu Dụng cụ thu mẫu sinh vật đáy • Gầu/Cào đáy (Dredge): Các phận Trọng lượng: Kích thước miệng: Chiều dài thân lưới: Kích thước: Dài x Cao x Rộng: 2.2 THU THẬP VÀ PHÂN TÍCH MẪU 2.2 Phương pháp thu thập mẫu Dụng cụ thu mẫu sinh vật đáy • Gầu/Cào đáy (Dredge): Petersen Grab Đặc điểm kg 20 x 40 cm 50 cm 105 x 25 x 43 cm 2.2 THU THẬP VÀ PHÂN TÍCH MẪU 2.2.1 Phương pháp thu thập mẫu 2.2.1.1 Dụng cụ, thiết bị Dụng cụ thu mẫu giun tròn (tuyến trùng – Nematoda) 2.2 THU THẬP VÀ PHÂN TÍCH MẪU 2.2.1 Phương pháp thu thập mẫu 2.2.1.1 Dụng cụ, thiết bị Dụng cụ thu mẫu giun trịn (Nematoda) • Tương tự dụng cụ lấy mẫu động vật đáy: gầu múc bùn kiểu Ponar/Petersen, lưới kéo bùn đáy • Với giun trịn sử dụng thiết bị thu mẫu hình trụ thu mẫu ven bờ, nước nơng: • ống kim loại hình trụ với phần có tay cầm nắp đậy thao tác 10 28-Jan-15 2.2 THU THẬP VÀ PHÂN TÍCH MẪU 2.2.1 Phương pháp thu thập mẫu 2.2.1.1 Dụng cụ, thiết bị Các dụng cụ khác • Xơ (V=5L) • Chậu (V=10-20L) • Lọ (can) đựng mẫu (V=250-5000ml, nhựa hay thuỷ tinh có nắp vặn hay nút mài) • Vở để ghi nhật ký trình thu mẫu… A: Drift net B: Pipe Net (with draw-string) C: Aquarist’s hand net D: Zooplankton trawl net (with lead weights) E: Hand net (with optional extended handle section, more than one can be fitted if required) 2.2 THU THẬP VÀ PHÂN TÍCH MẪU 2.2 THU THẬP VÀ PHÂN TÍCH MẪU 2.2.1 Phương pháp thu thập mẫu 2.2.1.2 Lựa chọn địa điểm lấy mẫu 2.2.1 Phương pháp thu thập mẫu 2.2.1.2 Lựa chọn địa điểm lấy mẫu Xác định mức độ tác động, phạm vi, nguồn gốc gây ô nhiễm môi trường - Xác định số điểm lấy mẫu đầu nguồn loạt điểm dọc hướng lây lan (sông, hướng gió…) - Điều tra lặp lại  xu hướng Tính điển hình, đại diện  sinh cảnh điểm lấy mẫu Tránh điểm có tác động cục (cầu, đập, đê…) Tính an tồn - Điểm lấy mẫu sinh vật = điểm đo thông số lý hóa - Số liệu điểm LM: sinh cảnh, độ sâu, chiều rộng, vận tốc chảy, đặc điểm hệ thực vật, đặc điểm trầm tích…, ước tính diện tích vùng có đáy khác nhau… - - Ví dụ mơ tả đặc điểm đáy sơng theo tiêu chí sau: Loại Bùn/Sét Cát Đá cuội/sỏi Đá cuội/sỏi Nền đá Kích thước hạt Mơ tả 64mm Kích thước ≥ nửa nắm tay Phần trồi lên đá 11 28-Jan-15 2.2 THU THẬP VÀ PHÂN TÍCH MẪU 2.2.1 Phương pháp thu thập mẫu 2.2.1.3 Lấy mẫu trường A) Mẫu sinh vật (Phytoplankton and Zooplankton):  Mẫu định tính: Tại điểm lấy mẫu dùng lưới vớt có mắt lưới 20-25micromet (đối với TV nổi) 315micromet (đối với động vật nổi) kéo thẳng từ đáy lên đặt miệng lưới cách mặt nước 15-20cm kéo theo hình số tám hay ziczắc Bản đồ điểm quan trắc LVS Nhuệ - Đáy 2.2 THU THẬP VÀ PHÂN TÍCH MẪU 2.2 THU THẬP VÀ PHÂN TÍCH MẪU 2.2.1 Phương pháp thu thập mẫu 2.2.1.3 Lấy mẫu trường 2.2.1 Phương pháp thu thập mẫu 2.2.1.3 Lấy mẫu trường A) Mẫu sinh vật (plankton):  Mẫu định lượng sinh vật nổi: Lấy 20-40l nước điểm thu mẫu Đổ qua lưới để lọc mẫu B) Mẫu thực vật bám (Phytoplankton):  Cạo lớp bám giá thể đáy, ý màu sắc, độ dầy lớp thực vật bám… 12 28-Jan-15 2.2 THU THẬP VÀ PHÂN TÍCH MẪU 2.2.1 Phương pháp thu thập mẫu 2.2.1.3 Lấy mẫu trường C) Mẫu động vật KXS đáy (Zoobenthod):  Mẫu đạp nước (Kicksampling)  Mẫu quét (sweep-sampling)  Lưới vét (đối với sông sâu) Tiến trình thu mẫu ĐVKXS đáy (theo Nguyễn Xuân Quýnh, 2004) Công đoạn 1: Hướng dẫn quan sát Thu thập động vật từ bề mặt nước (khoảng phút cho công đoạn này) Công đoạn 2: Thu mẫu chủ yếu D) Mẫu Giun tròn/Tuyến trùng (Nematoda): Thu thập theo A, B C A Nơi nơng lội qua - phút lấy mẫu vợt ao (Pond-net) cách đạp vợt Dựa vào đặc điểm tự nhiên đáy, dòng chảy, nơi sống động vật đáy động vật bơi lội tự - Phải thu mẫu tất nơi sống mối tương quan thời gian với bề mặt nên đáy tương ứng chúng 2.2 THU THẬP VÀ PHÂN TÍCH MẪU 2.2.1 Phương pháp thu thập mẫu 2.2.1.3 Lấy mẫu trường B Nước sâu hơn, lấy mẫu cách đạp tất điểm, lấy dịng chảy vợt ao C Quá sâu, thu thập mẫu vật từ dịng chảy vợt ao - phút lấy mẫu vợt ao (Pond-net) cách đạp vợt thu mẫu động vật đáy động vật bơi lội tự - Cố gắng thu thập tất nơi sống mối tương quan thời gian với bề mặt đáy chúng, khơng có khả thu thập vật mẫu dịng chảy - Đầu tiên thu thập động vật đáy: Từ đến lần kéo rê gầu Dredge qua tất nơi sống bề mặt đáy thuỷ vực Một lần kéo song song với bờ - Sau dùng vợt ao với thời gian phút thu thập động vật bơi lội tự từ thực vật thuỷ sinh nơi chúng sống Công đoạn 3: Thu thập mẫu bổ sung Thu thập cá thể động vật từ đá ngập nước, khúc gỗ ngắn thực vật thuỷ sinh hay giá thể ven bờ, nơi tập trung số nhóm lồi sinh vật Tổng thời gian cho công việc -2 phút  Ấn ống thu mẫu hình trụ xuống đáy, sâu 15cm  Đậy nắp, rút ống lên, cho mẫu vào lọ nhựa  Lọc qua rây lọc 0,3mm để loại bỏ rác  Nếu đáy cát: cho mẫu vào nước, quấy tròn mẫu lọ nhựa dung tích 1000mml, gạn nước phía vào lọ đựng mẫu 500ml  Đổ phần mẫu lên đĩa petri, cho thêm nước để tách động vật KXS khỏi cát bùn 13 28-Jan-15 2.2 THU THẬP VÀ PHÂN TÍCH MẪU 2.2.1.3 Lấy mẫu trường D) Mẫu Giun tròn/Tuyến trùng (Nematoda):  Tách lọc tuyến trùng theo sơ đồ sau: 2.2 THU THẬP VÀ PHÂN TÍCH MẪU 2.2.1 Phương pháp thu thập mẫu 2.2.1.4 Xử lý bảo quản mẫu trường  Mẫu sinh vật bảo quản foocmon 4-5%  Mẫu sinh vật đáy: foocmon 10% cồn tuyệt đối Mẫu đất 250cm3 Loại bỏ rác, bóp tơi Cố định formalin 4% Lọc qua rây (kích thước lỗ 0,3mm) Ly tâm lần (v=2500vòng/phút  Dung dịch lugol: trộn hai loại dung dịch (1) pha 100g KI (Kali Iode) với lít nước cất (2) pha 50gam Iod tinh thể với 100ml axit acetic Rửa cặn Gạn lọc 5-7 lần xô nhựa 10l Lọc tinh qua rây, KT lỗ 0,063mm 2.2 THU THẬP VÀ PHÂN TÍCH MẪU 2.3 SỬ DỤNG CHỈ SỐ SH TRONG NC Ơ NHIỄM 2.2.2 Phân tích mẫu 2.2.2.1 Phân tích định tính 2.3.1 Sử dụng số sinh học 2.3.1.1 Hệ hoại sinh  Xác định thành phần loài dựa theo mẫu tài liệu  Từ 1990: quan trắc phân loại tác động chất định loại hữu sông suối châu Âu 2.2.2.2 Phân tích định lượng  Bốn vùng nhiễm tính từ điểm xả chính: • Buồng đếm: BĐ hồng cầu (thực vật nổi); Vùng bẩn (polysaprobe) – nhiễm bẩn nặng • BĐ Bogorov (động vật nổi) Vùng bẩn vừa loại  (-mesosaprobe) – NB nặng Vùng bẩn vừa loại  ( -mesosaprobe) – NB t bình Vùng bẩn nhẹ (oligosaprobe) – NB nhẹ KNB Nay chi tiết hóa với vùng trung gian 14 28-Jan-15 2.3 SỬ DỤNG CHỈ SỐ SH TRONG NC Ô NHIỄM 2.3 SỬ DỤNG CHỈ SỐ SH TRONG NC Ô NHIỄM 2.3.1 Sử dụng số sinh học 2.3.1.1 Hệ hoại sinh 2.3.1 Sử dụng số sinh học 2.3.1.1 Hệ hoại sinh  Chỉ số hoại sinh (Saprobe Index)  Chỉ số hoại sinh (Saprobe Index) (𝑠.ℎ) SI = ℎ với SI = số hoại sinh cho điểm, s=giá trị hoại sinh Dãy số hoại sinh loài thị, h = tần số gặp loài Giá trị s Giá trị h (và theo Liebmann (1962) Hoại sinh nhẹ hay yếu gặp tình cờ/ngẫu nhiên (1) 1,0 – 1,5 Hoại sinh nhẹ Không ô nhiễm 1,5 – 2,5 Hoại sinh vừa  Ô nhiễm hữu yếu  - Hoại sinh vừa – Hoại sinh vừa Hoại sinh mạnh (Nguồn: Pantle, Buck, 1955) 2,5 – 3,5 Hoại sinh vừa  Ô nhiễm hữu mạnh 3,5 – 4,0 Hoại sinh mạnh Ô nhiễm hữu mạnh thường xuyên gặp (3) gặp nhiều (5) Một số công thức cập nhật (slide sau) Phân vùng ô nhiễm hữu chi tiết 2.3 SỬ DỤNG CHỈ SỐ SH TRONG NC Ô NHIỄM Mã Mức ô nhiễm Mức hoại sinh Chỉ số SI Khơng ƠN đến ƠN yếu I-II ƠN yếu Oligosaprobic 1,0-< 1,5 Oligosaprobe-ß mesosaprobe 1,5- 10.000 11.500 N Caledomia Brooks, 1981 19 28-Jan-15 2.3 SỬ DỤNG CHỈ SỐ SH TRONG NC Ô NHIỄM 2.3 SỬ DỤNG CHỈ SỐ SH TRONG NC Ơ NHIỄM 2.3.2 Sử dụng sinh vật tích tụ (Bioaccumulator) 2.3.2.3 Sinh vật tích tụ điển hình 2.3.2 Sử dụng sinh vật tích tụ (Bioaccumulator) 2.3.2.3 Sinh vật tích tụ điển hình Thlaspi calaminare (Brassicaceae) Aeolanthus biformifolius họ Hoa môi (Lamiaceae) Phyllanthus serpentinus Họ Diệp hạ châu Phyllanthaceae Haumaniastrum robertii họ Hoa mơi (Lamiaceae) Astragalus sp Hồng kỳ Alysxia rubricaulis Họ Đậu Fabaceae Họ Trúc đào (Apocynaceae) 2.3 SỬ DỤNG CHỈ SỐ SH TRONG NC Ô NHIỄM 2.3 SỬ DỤNG CHỈ SỐ SH TRONG NC Ô NHIỄM 2.3.2 Sử dụng sinh vật tích tụ (Bioaccumulator) 2.3.2.3 Sinh vật tích tụ điển hình − Thlaspi caerulescens tích tụ tối đa 2,7% Zn 1000mg Cd/kg (Baker et al, 1994…) − 1998 biết 397 loài thuộc 41 họ tích tụ KLN − 2002 biết 420 lồi tích tụ KLN 2.3.2 Sử dụng sinh vật tích tụ (Bioaccumulator) 2.3.2.3 Sinh vật tích tụ điển hình − Trung Quốc trồng thu gom As độc hại: Pteris vitata L (Dương xỉ) hấp phụ 10% As từ đất năm − Thực vật lớn thủy sinh SVTT 20 28-Jan-15 2.3 SỬ DỤNG CHỈ SỐ SH TRONG NC Ô NHIỄM 2.3 SỬ DỤNG CHỈ SỐ SH TRONG NC Ô NHIỄM 2.3.2 Sử dụng sinh vật tích tụ (Bioaccumulator) 2.3.2.3 Sinh vật tích tụ điển hình Động vật tích tụ − Nhuyễn thể: “Tầm nhìn vẹm” Mytilus vision − Cá 2.3.2 Sử dụng sinh vật tích tụ (Bioaccumulator) 2.3.2.3 Sinh vật tích tụ điển hình Sinh vật khác 2.3 SỬ DỤNG CHỈ SỐ SH TRONG NC Ô NHIỄM 2.3 SỬ DỤNG CHỈ SỐ SH TRONG NC Ô NHIỄM 2.3.2 Sử dụng sinh vật tích tụ (Bioaccumulator) 2.3.2.3 Sinh vật tích tụ điển hình Sinh vật khác 2.3.3 Sử dụng Phép thử sinh học Khái niệm: − Rêu (moss) túi rêu (moss-bag) − Địa y (Lichen) • Sử dụng thể sinh vật điều kiện đối chứng để xác định tác động ngắn hạn liều lượng lớn chất nhiễm (cấp tính) tác động lâu dài liều lượng thấp chất ô nhiễm (mãn tính) • Dùng để nghiên cứu mẫu hình tác động đường vận chuyển chất ô nhiễm qua hệ sinh thái • Sử dụng phịng trường 21 28-Jan-15 2.3 SỬ DỤNG CHỈ SỐ SH TRONG NC Ô NHIỄM 2.3 SỬ DỤNG CHỈ SỐ SH TRONG NC Ô NHIỄM 2.3.3 Sử dụng Phép thử sinh học Mục tiêu: 2.3.3 Sử dụng Phép thử sinh học Tiêu chuẩn: Xác định tác động tiềm chất gây ô nhiễm riêng biệt hỗn hợp chất ô nhiễm đến cá thể, quần thể, quần xã sinh vật Xác định đa dạng NGƯỠNG ĐỘC HẠI liên quan đến hiệu ứng gây chết toàn gây chết nửa Nơi thích hợp để xác định chất gây nhiễm giới hạn chuẩn Góp phần phát triển biện pháp cải tạo chống nhiễm Xác định tính mẫn cảm sinh vật điển hình chất ô nhiễm đặc trưng Cung cấp tín hiệu sớm nhiễm gây hại tiềm ẩn • Mẫn cảm bền vững phản hồi với chất gây ô nhiễm hiệu nghiên cứu • Phân bố rộng phong phú quanh năm • Có ý nghĩa rộng sinh thái, kinh tế nghỉ dưỡng • Phải trạng thái khỏe mạnh không dễ bị nhiễm bệnh ký sinh • Dễ bảo quản phịng thí nghiệm, có tính biến dị di truyền thấp có số liệu gốc sinh học 2.3 SỬ DỤNG CHỈ SỐ SH TRONG NC Ô NHIỄM 2.3 SỬ DỤNG CHỈ SỐ SH TRONG NC Ô NHIỄM 2.3.3 Sử dụng Phép thử sinh học Các nhóm sinh vật phép thử: 2.3.4 Xây dựng đồ ô nhiễm Các nhóm lồi sinh vật thị đồ ơn: • Phép thử đơn loài phép thử đa loài • Xây dựng đồ phân bố loài  phân bố nhiễm − Ví dụ sử dụng Địa y (Lichen) mẫn cảm với nhiễm khơng khí (sunfua điơxyt flo) – − Dùng Địa y thị để xây dựng đồ nồng độ số chất ô nhiễm Loài sinh vật Phương pháp thử Vi khuẩn, nấm, động Tính đột biến vật nguyên sinh BOD, nitrat hóa; Khả phân hủy  Kích thước nhỏ, vịng đời ngắn thuận lợi Tảo thực vật khác Tốc độ sinh trưởng; Tốc độ sinh sản (tái sinh); Khả quang hợp, hô hấp; Hàm lượng diệp lục; Tính đột biến; Tác động hình thái mơ Động vật không Hiệu ứng gây chết; Tốc độ sinh sản xương sống động Phát triển tính dị thường; Sinh trưởng vật có xương sống Hơ hấp; Tỷ lệ thức ăn; Biến đổi sinh hóa; Tác động hình thái mơ; Biến đổi tập tính 22 28-Jan-15 2.3 SỬ DỤNG CHỈ SỐ SH TRONG NC Ô NHIỄM 2.3 SỬ DỤNG CHỈ SỐ SH TRONG NC Ô NHIỄM 2.3.4 Xây dựng đồ nhiễm Các nhóm lồi sinh vật thị đồ ôn: 2.3.4 Xây dựng đồ nhiễm Các nhóm lồi sinh vật thị đồ ơn: • Xây dựng đồ phân bố lồi  phân bố nhiễm − Rêu vi nấm: Nấm men mẫn cảm với SO2, O3, Flo, kim loại nặng − Thực vật có mạch • Xây dựng đồ phân bố lồi  phân bố nhiễm − Ve Humerobates rostrolamellatus mẫn cảm với sunfua điôxyt: Ve đặt hộp địa điểm nghiên cứu qua vài tuần, đếm số ve chết  tương quan với mức sunfua điôxyt 23