Nghiên cứu cơ sở khoa học cho việc đánh giá chất lượng nước sông Hàn, thành phố Đà Nẵng bằng chỉ thị động vật không xương sống cỡ lớn

Header Page of 126 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG PHAN THỊ HIỀN NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC CHO VIỆC ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC SÔNG HÀN, THÀNH PHỐ ĐÀ NẰNG BẰNG CHỈ THỊ ĐỘNG VẬT KHÔNG XƯƠNG SỐNG CỠ LỚN Chuyên ngành: SINH THÁI HỌC Mã số: 60.42.60 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Đà Nẵng, Năm 2011 Footer Page of 126 Header Page of 126 Cơng trình hồn thành ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Người hướng dẫn khoa học: TS NGUYỄN ĐÌNH ANH Phản biện 1: TS HUỲNH NGỌC THẠCH Phản biện 2: TS TRƯƠNG VĂN TẤN Luận văn ñược bảo vệ trước Hội ñồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ khoa học họp Đại học Đà Nẵng vào ngày 27 tháng 11 năm 2011 * Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Trung tâm Thông tin - Học liệu, Đại học Đà Nẵng - Thư viện trường Đại học Sư phạm, Đại học Đà Nẵng Footer Page of 126 Header Page of 126 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Quan trắc mơi trường nước sơng có vai trị quan trọng việc ñịnh, xây dựng chiến lược kế hoạch phát triển kinh tế - xã hội Quốc gia thành phố Đến nay, giới Việt Nam ñã sử dụng chủ yếu phương pháp quan trắc môi trường nước sông: quan trắc lý hóa quan trắc sinh học Do thiết bị quan trắc lý - hóa ngày đại phổ biến nên phương pháp trở nên tối ưu ñược áp dụng rộng rãi Mặc dù quan trắc hóa - lý đánh giá mức độ nhiễm nước khơng đánh giá ảnh hưởng nhiễm ñến hệ sinh vật thủy sinh, phát biến ñổi sinh thái xác ñịnh mối tương quan chất lượng nước sinh vật Trong quan trắc sinh học động vật khơng xương sống (ĐVKXS) cỡ lớn lại giải ñược nhược ñiểm phương pháp quan trắc lý hóa Ngồi ra, quan trắc sinh học cịn có nhiều ưu điểm như: đơn giản; thu thập ñịnh lượng, bảo quản dễ dàng; rẻ tiền, ñặc biệt thuận lợi cho việc giám sát sau Quan trắc sinh học thông qua ĐVKXS cỡ lớn ñã ñược nghiên cứu, thử nghiệm áp dụng nhiều nơi giới từ năm 1970 sở sử dụng hệ thống tính điểm số sinh học (BMWP) Anh Ở Việt Nam, ñã có nghiên cứu sớm sử dụng ĐVKXS cỡ lớn để đánh giá nhiễm nước thủy vực ñến năm 2001 Nguyễn Xuân Quýnh cộng cơng bố bảng tính điểm BMWP (Biological monitoring working party) để áp dụng Việt Nam, hệ thống có tên gọi BMWPVIET Từ năm 2001 ñến nay, ñã có nhiều tác giả sử dụng BMWPVIET để đánh giá, xếp loại chất lượng nước cho số thủy vực phía Footer Page of 126 Header Page of 126 Bắc, phía Nam miền Trung, Kết ứng dụng bảng tính điểm cho thấy, BMWP cơng cụ đơn giản, hiệu việc đánh giá hiệu chất lượng mơi trường đến ĐVKXS cỡ lớn môi trường nước, phù hợp với ñiều kiện nước ta Tuy nhiên, việc nghiên cứu sử dụng ĐVKXS cỡ lớn ñể ñánh giá chất lượng nước mặt sơng Hàn đoạn từ Cầu Đỏ đến gần Ngã ba cầu Tuyên Sơn chưa ñược thực Mặc khác, Chương trình quan trắc mơi trường nước Đà Nẵng chủ yếu quan trắc lý hoá Quan trắc sinh học có mơ thuỷ sản coliform, 02 thông số ñược ảnh hưởng chất lượng môi trường ñến hệ sinh thái nước Kết nghiên cứu cung cấp dẫn liệu khoa học đoạn sơng nghiên cứu chất lượng nước, họ ñộng vật không xương sống cỡ lớn mối tương quan chất lượng mơi trường nước với hệ sinh thái động vật khơng xương sống, đưa sở khoa học cho việc xây dựng hoàn thiện mặt sinh học chương trình quan trắc mơi trường tổng hợp thành phố Đà Nẵng Chính vậy, việc tiến hành ñề tài “Nghiên cứu sở khoa học cho việc đánh giá chất lượng nước sơng Hàn, thành phố Đà Nẵng thị động vật khơng xương sống cỡ lớn” cần thiết, góp phần đưa luận khoa học, ñề xuất khả áp dụng chương trình quan trắc thành phố Đà Nẵng Mục tiêu nghiên cứu: - Xác ñịnh ñược thành phần ĐVKXS cỡ lớn sông Hàn, thành phố Đà Nẵng ñoạn từ Cầu Đỏ ñến gần Ngã ba cầu Tun Sơn, đánh giá chất lượng mơi trường nước sơng qua hệ thống ñiểm BMWPVIET số ASPT Footer Page of 126 Header Page of 126 - Phân tích tương quan chất lượng nước sơng Hàn qua hệ thống điểm BMWPVIET, ASPT tiêu chí lý hóa thời điểm nghiên cứu nguồn xả thải hồi cứu số liệu quan trắc lý hóa để làm sở khoa học cho việc đề xuất quy trình quan trắc sinh học nước sông Hàn, thành phố Đà Nẵng thông qua sử dụng thị ĐVKXS cỡ lớn Đối tượng phạm vi nghiên cứu: Đối tượng nghiên cứu ĐVKXS cỡ lớn Đề tài tiến hành nghiên cứu từ tháng 11 năm 2010 ñến tháng năm 2011 ñoạn sơng dài km, đoạn từ cầu Đỏ đến gần ngã ba cầu Tuyên Sơn thuộc sông Hàn, thành phố Đà Nẵng Phương pháp nghiên cứu: Trong trình nghiên cứu, Đề tài áp dụng phương pháp sau: Phương pháp thu mẫu trường, (2) Phương pháp phòng thí nghiệm, (3) Phương pháp xác định điểm số BMWP số ASPT, (4) Phương pháp ước lượng ñộ phong phú, (5) Phương pháp xác ñịnh số WQI (6) Phương pháp toán học Ý nghĩa khoa học thực tiễn: Đề tài cung cấp dẫn liệu khoa học chất lượng nước, họ ñộng vật không xương sống cỡ lớn mối tương quan chất lượng môi trường nước với hệ sinh thái ñộng vật không xương sống cỡ lớn làm sở khoa học cho việc đánh giá chất lượng mơi trường nước, xây dựng hoàn thiện mặt sinh học sinh thái chương trình quan trắc mơi trường tổng hợp thành phố Đà Nẵng Cấu trúc luận văn: Luận văn trình bày 82 trang, bao gồm Chương: Mở ñầu (4 trang), Chương 1- Tổng quan tài liệu (34 trang), Chương 2- Đối tượng phương pháp nghiên cứu (7 trang), Chương 3- Kết bàn luận (35 trang) Kết luận kiến nghị (2 trang) Footer Page of 126 Header Page of 126 Chương - TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 LƯỢC SỬ PHÁT TRIỂN CỦA QUAN TRẮC SINH HỌC Quan trắc sinh học ñang ñược chấp nhận rộng rãi giới, việc sử dụng động vật khơng xương sống (ĐVKXS) cỡ lớn làm sinh vật thị quan trắc ñánh giá chất lượng môi trường nước, thông qua số sinh học, ñang hướng nghiên cứu ñược quan tâm giới Việt Nam Theo Cairns Pratt (1993), Hellawell (1978 - 1986), Calow Maltby (1987), Metcalfe (1989) tác giả khác Rosenberg Resh (1993), quan trắc sinh học ñược ñịnh nghĩa “Sự giám sát việc sử dụng phản ứng thể sống để xác định mơi trường có thích hợp hay khơng thể sống [19] Quan trắc sinh học thuận lợi hệ thống quan trắc hóa lý, đưa số ñiều kiện khứ tại, phản ánh tác động tích dồn đến hệ sinh thái [46] Theo Muralidharan (2010) phương pháp quan trắc sinh học thể ưu ñiểm ñáng kể ñánh giá chất lượng nước: - Nhưng quần xã sinh vật đóng vai trò giám sát viên liên tục nước thay cho việc lấy mẫu khơng liên tục để phân tích hố học - Các quần xã sinh vật phản ứng với chất lượng nước khác phạm vi rộng yếu tố xác ñịnh chất nhiễm - Những quần xã sinh vật có khả hợp ảnh hưởng chất ñộc tổng hợp Số liệu hoá học cần đến để tính tốn tác động qua lại để dự đốn ảnh hưởng chất độc lên khu hệ sinh vật [46] Footer Page of 126 Header Page of 126 1.2 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG QUAN TRẮC SINH HỌC TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM 1.2.1 Kết nghiên cứu giới Ở Anh năm 1976, tổ chức nghiên cứu quan trắc sinh học “Biological Monitoring Working Party” ñã ñược thành lập ñã ñưa hệ thống hệ thống điểm số BMWP Trừ lớp Giun tơ, hệ thống sử dụng số liệu mức ñộ họ, họ ñược quy cho điểm số phù hợp với tính nhạy cảm với nhiễm hữu Những điểm số riêng ñược cộng lại ñể cho ñiểm số tổng mẫu Sự biến thiên ñiểm số BMWP cách chia tổng điểm số cho số họ có mặt, ta điểm số trung bình cho đơn vị phân loại (ASPT) Hệ thống ñiểm số BMWP có hiệu lực thực tiễn tương đối dễ dàng áp dụng địi hỏi mức ñộ kỹ phân loại tương ñối bình thường Kết chấp nhận cách rộng rãi, làm sở quan trắc sinh học khắp nước Anh Khi cải tiến cịn áp dụng khu vực khác nhau, nước khác nhau, bao gồm Tây ban Nha (Alba - Tercedor Sanchez - Ortega, 1988), Ấn Độ (De Zwart Trivedi, 1994), Úc (Chessman, 1995) Thái Lan (Mustow, 1997) [19] Ở Nhật Bản, Mỹ, Úc Ấn Độ: Từ ñược giới thiệu tiếp cận, hệ thống trải qua vài lần thay ñổi theo hướng ñơn giản bổ sung, áp dụng số nước phía đơng Châu Âu Đức (Friedrich, 1990), Áo (Zelinka Marvan, 1961; Moog, 1995) Ở Anh vào năm 1976, ñã ñưa hệ thống thường ñược biết ñến hệ thống ñiểm số BMWP (Biological Monitoring Working Party) với hai số ñánh giá: BMWP ASPT (Average Footer Page of 126 Header Page of 126 Score Per Taxon) Hệ thống sử dụng loài ĐVKSX cỡ lớn làm sinh vật thị, loài ĐVKSX cỡ lớn thu ñiểm nghiên cứu ñược phân loại ñến họ họ ñược quy cho ñiểm số gọi ñiểm BMWP có thang ñiểm từ ñến 10, phù hợp với mức ñộ nhạy cảm với nhiễm [16], [43] Đánh giá chất lượng môi trường nước thông qua số ASPT theo thang xếp loại Richard Orton, Anne Bebbington, Jonh Bebbington (1995) Stephen Eric Mustow (1997): Bảng 1.3 Mối liên hệ số sinh học (ASPT) với mức ñộ ô nhiễm Chỉ số ASPT Mức ñộ ô nhiễm Điểm Nước bẩn Điểm - 2,9 Nước bẩn (Polysaprobe) Điểm - 4,9 Nước bẩn vừa (α-Mesosaprobe) Điểm - 5,9 Nước bẩn vừa (β-Mesosaprobe) Điểm - 7,9 Nước tương ñối (Oligosaprobe) Điểm - 10 Nước (nguồn Environment Agency, UK, 1997; Richard Orton, Anne Bebbington Jonh Bebbington, 1995; Stephen Eric Mustow, 1997) Ở Thái Lan Tương tự, Mustow (1997) ñã nghiên cứu quần xã ĐVKXS cỡ lớn 23 ñịa ñiểm Bắc Thái Lan bổ sung thêm số họ phù hợp với ñiều kiện Thái Lan ñồng thời, số họ khác bị loại bỏ dựa sở khơng tìm chứng minh đầy đủ, bảng điểm có tên gọi BMWPTHAI Hệ thống điểm BMWPTHAI hệ thống chuẩn Thái Lan sở cho nước Đơng Nam Á khác điều chỉnh, áp dụng [19] Footer Page of 126 Header Page of 126 1.2.2 Kết nghiên cứu Việt Nam Nguyễn Xuân Quýnh (1995) ñã ñề xuất hệ thống phân loại ñộ nhiễm bẩn thủy vực có nước thải Hà Nội dựa số tiêu sinh học kèm theo tiêu lý hóa học, quy ñịnh có mặt hay vắng mặt số lồi hay nhóm lồi ĐVKXS cỡ lớn, coi sinh vật thị, quy ñịnh phát triển số lượng khối lượng chúng mức ñộ khác Khoa Sinh học - Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội phối hợp với tổ chức quốc tế như: Hội nghiên cứu thực ñịa (Field Studies Council) Viện sinh thái nước Anh Quốc (Institute of Freshwater Ecology) tiến hành nghiên cứu liệu ban ñầu ñiều chỉnh hệ thống tính điểm BMWP cho phù hợp với điều kiện Việt Nam Năm 2001, khóa ñịnh loại ĐVKXS cỡ lớn ñến họ ñã ñược xây dựng, quy trình lấy mẫu hệ thống ñiểm BMWPVIET ñã ñược thiết lập sở dựa vào ñiều chỉnh hệ thống BMWPTHAI số nghiên cứu Việt Nam Sự ñời hệ thống BMWPVIET sở khoa học việc nghiên cứu, áp dụng QTSH ñể ñánh giá chất lượng môi trường nước Việt Nam [19] Trong nghiên cứu Nguyễn Vũ Thanh cộng (2003, 2004), sử dụng số sinh học ASPT ñể ñánh giá nhanh chất lượng nước sơng Cầu phía Bắc Việt Nam [32], [33], [34] Nguyễn Thị Mai (2004) ñã nghiên cứu Đa dạng thành phần động vật khơng xương sống cỡ lớn sử dụng chúng ñánh giá chất lượng mơi trường nước khúc sơng Sài Gịn, thuộc quận 2, thành phố Hồ Chí Minh [20] Ở khu vực miền Trung, quan trắc sinh học môi trường nước ĐVKXS cỡ lớn bắt ñầu ñược nghiên cứu năm gần Footer Page of 126 Header Page 10 of 126 ñây Từ năm 2006 - 2010, Nguyễn Văn Khánh cs ñã nghiên cứu sử dụng ĐVKXS cỡ lớn đánh giá chất lượng mơi trường nước sơng Phú Lộc, nước mặt cánh ñồng Xuân Thiều số hồ ñịa bàn thành phố Đà Nẵng [16], [17], [18] Mới ñây, nghiên cứu Võ Văn Phú cs (2010) số điểm sơng Bồ, tỉnh Thừa Thiên Huế Tác giả sử dụng ñộng vật khơng xương sống cỡ lớn để đánh giá chất lượng môi trường nước [22], [23] 1.3 TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ - XÃ HỘI THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG 1.3.1 Vị trí địa lý, địa hình khí hậu 1.3.2 Biến đổi khí hậu 1.3.2.1 Tăng nhiệt ñộ 1.3.2.2 Thay ñổi lượng mưa 1.3.2.3 Gia tăng mực nước biển 1.3.3 Khát quát tình hình kinh tế - xã hội 1.3.3.1 Giới thiệu tài nguyên 1.3.3.2 Phát triển kinh tế - xã hội 1.3.3.3 Hiện trạng mơi trường 1.4 TỔNG QUAN VỀ SƠNG HÀN - THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG Footer Page 10 of 126 Header Page 12 of 126 10 Chương - KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 3.1 ĐẶC ĐIỂM MÔI TRƯỜNG NƯỚC SÔNG HÀN TẠI THỜI ĐIỂM NGHIÊN CỨU 3.1.1 Đặc ñiểm nguồn thải tác động đến chất lượng nước sơng Hàn Quan sát hoạt ñộng phát triển kinh tế - xã hội liên quan ñến khu vực nghiên cứu ñợt quan trắc, kết khảo sát cho thấy, hoạt động sản xuất nơng nghiệp sử dụng phân bón, chất thải nơng, hoạt động cải tạo ñất học hóa học, ñặc biệt chất thải, nước thải từ khu công nghiệp, khu dân cư đưa vào mơi trường nước nhiều chất dinh dưỡng, vi sinh vật chất vô gây ô nhiễm môi trường nước Khai thác cát sông nguyên nhân ảnh hưởng chất lượng nước, ảnh hưởng dòng chảy hệ sinh thái nước Trên chiều dài đoạn sơng nghiên cứu có khoảng 10 vị trí khai thác cát 15 lồng bè nuôi cá nước ngọt, 03 cống thải từ khu dân cư môi trường sơng Giữa đoạn nghiên cứu có 02 nguồn thải: Cống thải KCN Hồ Cầm Khu chưa có hệ thống xử lý, có 35 dự án hoạt ñộng, tỷ lệ lấp ñầy chiếm 70%, tổng lượng nước thải trung bình 320m3/ngày đêm, xả vào lưu vực Ngồi ra, gần cầu Cẩm Lệ, nơi nguồn nước thải sinh hoạt sau xử lý Trạm xử lý nước thải Hồ Cường thải vào (cách điểm thải 150m phía hạ lưu), lưu lượng thải trung bình 26.400 m3/ngày đêm 3.1.2 Đặc điểm lý hóa mơi trường nước sơng Hàn thời điểm nghiên cứu Qua ñợt thu mẫu 06 khu vực nghiên cứu, với 54 mẫu nước ñược thu ñồng thời với mẫu ñộng vật Tiến hành phân tích Footer Page 12 of 126 Header Page 13 of 126 11 tiêu: ñộ mặn, DO, COD, pH, N-NO3-, TSS, P-PO43- mẫu nước để xác định mức độ nhiễm dựa tiêu chuẩn lý hóa Đồng thời kết tiến hành phân tích mối liên hệ tiêu lý hóa mơi trường với số sinh học (BMWPVIET ASPT) thông qua số tương quan Đánh giá chung, so với quy chuẩn cho phép QCVN 08: 2008/BTNMT giới hạn A2 khu vực giới hạn B1 khu vực cịn lại, cho thấy: Hàm lượng thơng số: pH, DO, N-NO3- ñảm bảo tiêu chuẩn cho phép tất khu vực qua ñợt khảo sát Các thơng số cịn lại: COD, TSS P-PO43- vài nơi vượt tiêu chuẩn cho phép 3.2 THÀNH PHẦN VÀ ĐỘ ĐA DẠNG ĐVKXS CỠ LỚN TRONG HỆ THỐNG ĐIỂM BMWPVIET 3.2.1 Thành phần họ ĐVKXS cỡ lớn Qua kết ñợt khảo sát 06 khu vực sơng Hàn, Đề tài ghi nhận tổng số 25 họ ĐVKXS cỡ lớn 10 bộ, lớp (gọi chung Bộ) thuộc ngành: Giun ñốt (Annelada), Chân khớp (Arthropoda), Thân mềm (Mollusca), chiếm ưu Odonata với 04 họ (có 03 họ khơng tham gia tính điểm), Decapoda với 03 họ (có 01 họ khơng tính điểm), Basommatophora với họ; Hemiptera với họ (trong có 01 họ khơng tính điểm); cịn lại có từ đến họ Footer Page 13 of 126 Header Page 14 of 126 12 Bảng 3.11 Danh sách họ ĐVKXS cỡ lớn khu vực nghiên cứu Tên Amphipoda Tên họ Gammaridae (*) Tên Architaenioglossa Viviparidae Basommatophora Ancylidae Fluminicolidae (*) Lymnaeidae Stenothyridae (*) Mesogastropoda Tên họ Pilidae Planorbidae Neotaenioglossa Thiaridae Coleoptera Chrysomelidae Odonata Lestidae Decapoda Potamidae Hemiptera Hypsogastropoda Palaemonidae Cordulegastridae (*) Petaluridae (*) Parathelphusidae Platycnemiidae (*) Hydrometridae Polychaeta Polychaeta Pleidae Sorbeoconcha Pachychilidae (*) Belostomatidae Unionoida Unionidae Assimineidae (*) Veneroida Corbiculide (*) Ghi chú: (*) họ thu khơng có hệ thống BMWPVIET So với họ có hệ thống BMWPVIET, ñề tài thu ñược thêm 09 họ mới: Assimineidae, Corbiculide, Cordulegastridae, Fluminicolidae, Gammaridae, Pachychilidae, Petaluridae, Platycnemiidae, Stenothyridae Trong ngành khảo sát, nhiều ngành Chân khớp (Arthropoda) với 12 họ, ngành Thân mềm (Mollusca), ñề tài ñã xác ñịnh ñược 12 họ, lại ngành Giun ñốt (Annelida) có 01 họ 3.2.2 Biến ñộng số lượng, ñộ thường gặp họ ĐVKXS cỡ lớn theo thời gian không gian Trong số 25 họ quan trắc ñịnh loại ñược, thành phần mật ñộ họ ĐVKXS cỡ lớn đợt khơng giống khu vực nghiên cứu Footer Page 14 of 126 Header Page 15 of 126 13 Các phân tích cho thấy, số lượng họ ĐVKXS cỡ lớn thay đổi khơng lớn q trình quan trắc khu vực nghiên cứu Quan sát tính biến thiên ĐVKXS cỡ lớn cho thấy, có xuất lớp giun nhiều tơ Polychaeta, Cánh úp Plecoptera chun sống mơi trường nước hồn tồn vắng mặt 03 ñợt quan trắc tất khu vực nghiên cứu So sánh với chất lượng nước sông Bồ, tỉnh Thừa Thiên Huế (Võ Văn Phú cộng sự, 2010), nơi đánh giá có mức nhiễm nhẹ, chất lượng nước sông Cầu (Nguyễn Vũ Thanh, Tạ Huy Thịnh, 2002), nơi đánh giá có mức ô nhiễm vừa ñến bẩn chất lượng sông Sài Gịn (Nguyễn Thị Mai, 2003) đánh giá nhiễm mức nhiễm vừa α (α Mesosaprobe), số lượng họ nghiên cứu tương ñương với khu vực sơng Sài Gịn Đánh giá chung: - Kết ñề tài ñã xác ñịnh ñược tổng số 25 họ ĐVKXS cỡ lớn 10 thuộc ngành: Giun ñốt (Annelada), Chân khớp (Arthropoda), Thân mềm (Mollusca) - Chiếm ưu Odonata (có 04 họ), Decapoda (có 03 họ), Basommatophora (có họ), Hemiptera (3 họ), cịn lại có từ ñến họ - Thu ñược thêm 09 họ mới: Assimineidae, Corbiculide, Cordulegastridae, Fluminicolidae, Gammaridae, Pachychilidae, Petaluridae, Platycnemiidae, Stenothyridae - So với khu vực ñã nghiên cứu, số họ ĐVKXS cỡ lớn sơng Hàn đoạn nghiên cứu tương đương với khu vực sơng Sài Gòn theo nghiên cứu Nguyễn Thị Mai (2003) sông Phú Lộc theo nghiên cứu Nguyễn Văn Khánh cs (2010), nơi đánh giá nhiễm mức ô nhiễm vừa α (α - Mesosaprobe) Footer Page 15 of 126 Header Page 16 of 126 14 - Trong 16 họ xác định có mặt, có 04 họ có tần suất gặp cao (>4 lần gặp/ñợt xuất từ ñợt trở lên): Pilidae, Planorbidae Luynacidae Riêng họ Thiaridae tần suất gặp trung bình đợt mật độ cá thể cao Điều cho thấy, giới hạn chống chịu họ cao với ñiều kiện môi trường - Xét mặt không gian, họ sau xuất có mặt số khu vực: Belostomatidae, Chrysomelidae, Hydrometridae, cho thấy họ có mẫn cảm với chất lượng nước nhiễm Họ Polychaeta có mặt đợt khảo sát 02 vị trí thượng lưu, Cánh úp Plecoptera chuyên sống môi trường nước hồn tồn vắng mặt 03 đợt quan trắc tất khu vực nghiên cứu Ngoài ra, Potamidae xuất vị trí từ - 6, mà khơng có mặt khu vực cầu Đỏ Điều cho thấy, khu vực nghiên cứu ñang bị ô nhiễm, khu vực thượng lưu 3.3 ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG MÔI TRƯỜNG NƯỚC BẰNG ĐIỂM SỐ BMWPVIET VÀ CHỈ SỐ ASPT 3.3.1 Kết phân tích ñiểm số BMWPVIET ASPT Dựa vào mối liên hệ ñiểm số sinh học BMWPVIET, số ASPT chất lượng mơi trường nước để đánh giá mức độ ô nhiễm môi trường nước khu vực nghiên cứu Kết nghiên cứu ñợt cho thấy, điểm số BMWP dao động từ 13 ÷ 24 ñiểm, trung bình 17,50±4,76 ñiểm, cao khu vực hạ lưu thấp khu vực thượng lưu, tương ứng với số ASPT dao ñộng từ 3,25 ÷ 4,00, trung bình 3,58±0,34 Điểm số BMWP có xu hướng giảm, rõ rệt từ thượng nguồn hạ nguồn Footer Page 16 of 126 Header Page 17 of 126 15 Kết nghiên cứu ñợt cho thấy, ñiểm số BMWP dao ñộng từ 14 ÷ 44 điểm, gần gấp đơi điểm số cao đợt 1, trung bình 29,17±11,84 điểm, cao khu vực trung lưu (3, 5) thấp khu vực hạ lưu, tương ứng với số ASPT dao động từ 4,40 ÷ 4,67, trung bình 4,42±0,19 Điểm số BMWP khu vực hạ lưu thấp số ASPT cao nhất, số họ xuất khu vực thời điểm nghiên cứu (3/13 họ tham gia tính điểm), nhiên số lượng cá thể họ phân phố hẹp lại xuất nhiều khu vực khác ñợt nghiên cứu (7 cá thể họ Potamidae) Xu hướng ñiểm số ñợt gia tăng phía hạ lưu Ở đợt 3, ñiểm số BMWP dao ñộng thấp ñợt 2, mức dao động khoảng từ 20 ÷ 33 điểm, trung bình 26,00±4,69 điểm, cao khu vực gần thượng lưu (khu vực 2) thấp khu vực thượng lưu Chỉ số ASPT dao động từ 4,00 ÷ 5,60, trung bình 4,36±0,70 cao khu vực hạ lưu (ASPT = 5,60) Ngoại trừ ñiểm số khu vực 2, điểm số BMWP gia tăng phía hạ lưu Ở khu vực 6, ñiểm số BMWB không cao số ASPT cao Cũng ñợt khảo sát 2, thành phần họ xuất khu vực hạ lưu chưa phong phú (5/12 họ bắt gặp), có họ có ñiểm số cao phân bố hẹp có mặt khu vực này, như: Potamidae, Ancylidae, Unionidae,…trong họ Potamidae bắt gặp ñược cá thể, họ Unionidae 31 cá thể, khu vực khác hoàn toàn khơng xuất “có mặt” thời điểm nghiên cứu 3.3.2 Kết phân tích số ASPT ñánh giá xếp loại chất lượng nước Footer Page 17 of 126 Header Page 18 of 126 16 Để đánh giá chất lượng nước sơng thị ĐVKXS cỡ lớn người ta sử dụng số ASPT Kết phân tích số ASPT sơng Hàn qua đợt khảo sát bảng 3.20 cho thấy nhìn chung nhiễm mức trung bình α (α- mesosaprobe) Bảng 3.19 Xếp loại chất lượng nước vị trí nghiên cứu theo số ASPT Chỉ số ASPT Khu vực Đợt Đợt Đợt Trung bình KV1 3,25 4,40 4,00 3,88 KV2 3,50 4,40 4,71 4,20 KV3 4,00 4,40 3,67 4,02 KV4 3,25 4,57 4,00 3,94 KV5 3,50 4,10 4,17 3,92 KV6 4,00 4,67 5,60 4,76 Mức độ nhiễm Nước bẩn vừa (α - Mesosaprobe) Nước bẩn vừa (α - Mesosaprobe) Nước bẩn vừa (α - Mesosaprobe) Nước bẩn vừa (α - Mesosaprobe) Nước bẩn vừa (α - Mesosaprobe) Nước bẩn vừa (α - Mesosaprobe) Đánh giá theo hệ thống xếp loại mối liên hệ số sinh học ASPT chất lượng môi trường nước Richard Orton, Anne Bebbington, Jonh Bebbington (1995) Kết cho thấy, chất lượng môi trường nước hầu hết vị trí nghiên cứu mức xếp loại nước bẩn vừa “α - Mesosaprobe”, vị trí cuối nguồn 1/3 đợt quan trắc có số ASPT 5,60, tương ứng chất lượng nước bẩn vừa “β - Mesosaprobe” So với số sơng khác nghiên cứu chất lượng nước sơng Hàn nghiên cứu tương đương với số khu vực ô nhiễm khu vực Nam sông Sài Gịn đánh giá mức “Nước bẩn vừa α” (Nguyễn Thị Mai, 2006), tốt chất lượng nước sơng Cầu đánh giá nước bẩn vừa “α - Mesosaprobe” đến “ơ Footer Page 18 of 126 Header Page 19 of 126 17 nhiễm nặng” (Nguyễn Vũ Thanh cộng sự, 2003) Kết phù hợp với chất lượng môi trường qua thông số lý hố Chương trình quan trắc quốc gia giai đoạn 2006 - 2009 Bộ Tài nguyên Môi trường khu vực Cầu Đỏ, sông Hàn, thành phố Đà Nẵng 3.4 PHÂN TÍCH TƯƠNG QUAN GIỮA CHỈ SỐ SINH HỌC VÀ CÁC YẾU TỐ MƠI TRƯỜNG Để có sở khoa học cho việc sử dụng ĐVKXS cỡ lớn làm sinh học ñánh giá chất lượng nước sơng Hàn, Đề tài tiến hành phân tích tương quan ñiểm số BMWP số ASPT với thông số: DO, pH, N-NO3-, TSS, P-PO43- COD mơi trường Hình 3.15 Tương quan điểm số BMWP với pH DO Kết cho thấy, ñiểm số BMWP có tương quan thuận với thơng số DO, pH P-PO43-, nhiên mối tương quan “tương quan yếu”, pH (r = 0,05, ), DO (r = 0,018), P-PO43- (r = 0,015) Các thông số cịn lại có tương quan nghịch với BMWP Ngoại trừ TSS (r = - 0,39), thơng số cịn lại tương quan nghịch mức “tương quan yếu”, N-NO3- (r = -0,14), COD (r = -0,18) Footer Page 19 of 126 Header Page 20 of 126 18 Hình 3.16 Tương quan số ASPT với COD TSS Tiến hành phân tích mức độ tương quan số ASPT với thông số: DO, pH, N-NO3-, TSS, P-PO43- COD môi trường Kết cho thấy, số ASPT có tương quan thuận với thông số: DO, pH P-PO43-, nhiên ngoại trừ pH (r = 0,256), lại DO mức “tương quan yếu” (r = 0,074) P-PO43- “tương quan yếu” (r = 0,23) Chỉ số ASPT tương quan nghịch với thơng số cịn lại: NNO3-, TSS COD Thông số TSS thể rõ tương quan với số ASPT với r = -0,404 Đối với 02 thơng số cịn lại, ASPT thể “tương quan yếu”, cụ thể COD với r = -0,151 N-NO3- với r = 0,147 Đánh giá chung: - Chỉ số ASPT có tương quan thuận với thơng số: DO, pH 3- P-PO4 , nhiên ngoại trừ pH (r = 0,256), lại DO mức “tương quan yếu” (r = 0,074) Riêng lý P-PO43- tương quan thuận với ASPT hàm lượng P-PO43- phần lớn khu vực ñợt khảo sát ñều ñạt tiêu chuẩn cho phép, có số khu vực 3, 4, 5, ñợt cao tiêu chuẩn khơng đáng kể Vì vậy, giá trị trung bình thấp tiêu chuẩn, tạo nên tương quan thuận (r = 0,23) Footer Page 20 of 126 Header Page 21 of 126 19 - Chỉ số ASPT tương quan nghịch với thơng số cịn lại: N- NO3 , TSS COD Thông số TSS thể rõ tương quan với số ASPT với r = -0,404 Đối với 02 thơng số cịn lại, ASPT thể “tương - quan yếu”, cụ thể COD với r = -0,151 N-NO3 với r = -0,147 3.5 TƯƠNG QUAN GIỮA CHẤT LƯỢNG NƯỚC SÔNG HÀN QUA HỆ THỐNG TÍNH ĐIỂM BMWP, ASPT VÀ SỐ LIỆU CỦA CHƯƠNG TRÌNH QUAN TRẮC MƠI TRƯỜNG QUỐC GIA Để có sở cho việc đề xuất quan trắc sinh học ĐVKXS cỡ lớn sông Hàn, thành phố Đà Nẵng ñoạn nghiên cứu, ñề tài ñã hồi cứu số liệu phân tích lý hóa chất lượng nước sông Hàn qua năm 2006 - 2009 02 vị trí: Cầu Đỏ (trong đoạn sơng nghiên cứu) cầu Nguyễn Văn Trỗi (dưới đoạn sơng nghiên cứu), kết hồi cứu trình bày bảng sau: Bảng 3.20 Chỉ số WQI theo số chất lượng nước Quỹ vệ sinh quốc gia Mỹ Chỉ số chất lượng nước WQI So sánh với bảng phân loại (*) Mùa khô Cầu Đỏ Cầu NVT 70 74 Trung Tốt bình Mùa mưa Cầu Đỏ Cầu NVT 69 71 Trung bình Tốt Ghi chú: (*) dựa số chất lượng nước (WQI) Quỹ Vệ sinh Quốc gia Mỹ (National Sanitation Foundation - Water Quality Index) Bảng 3.21 Chỉ số WQI theo hướng dẫn Tổng cục Môi trường Chỉ số chất lượng nước WQI So sánh với bảng phân loại (*) Footer Page 21 of 126 Mùa khơ Cầu Đỏ Cầu NVT 12 18 Màu đỏ Màu ñỏ Mùa mưa Cầu Đỏ Cầu NVT 11 15 Màu ñỏ Màu ñỏ Header Page 22 of 126 20 Ghi chú: (*) dựa số chất lượng nước (WQI) Tổng cục Môi trường năm 2011, Sổ tay hướng dẫn tính tốn số chất lượng mơi trường nước (WQI), Hà Nội Kết bảng 3.20 cho thấy, chất lượng nước sơng cầu Đỏ đạt mức ñộ trung bình, tương ứng với số WQI(cầu Đỏ) mùa khô = 70, số WQI(cầu Đỏ) mùa mưa = 69 Ở vị trí cầu Nguyễn Văn Trỗi hạ nguồn vùng nghiên cứu, chất lượng nước sơng đạt mức ñộ khá, tương ứng với số WQI(cầu Nguyễn Văn Trỗi) mùa khô = 74 số WQI(cầu Nguyễn Văn Trỗi) mùa mưa = 71 Kết phù hợp với kết phân tích số ASPT Kết cho thấy, chất lượng nước sơng Hàn đoạn từ Cầu Đỏ đến cầu Nguyễn Văn Trỗi nhiễm mức “trung bình” đến “tốt” theo khơng gian giai đoạn 2006 - 2009 Tuy nhiên, tính tốn số WQI theo hướng dẫn Tổng cục môi trường (mô tả phụ lục) cho thấy giá trị WQI khoảng 25, thuộc mức ñánh giá “Nước ô nhiễm nặng, cần biện pháp xử lý tương lai” Chỉ số WQI(cầu Đỏ) mùa khô = 12, số WQI(cầu Đỏ) mùa mưa = 11 Ở vị trí cầu Nguyễn Văn Trỗi hạ nguồn vùng nghiên cứu, chất lượng nước sơng có hơn, tương ứng với số WQI(cầu Nguyễn Văn Trỗi) mùa khô = 18 số WQI(cầu Nguyễn Văn Trỗi) mùa mưa = 15 Như vậy, chất lượng nước sơng Hàn qua hệ thống điểm BMWPVIET số ASPT đoạn sơng nghiên cứu có phù hợp với chất lượng môi trường từ năm 2006 - 2009 qua số WQI (theo hướng dẫn Quỹ vệ sinh Quốc gia Mỹ) Mặc khác, kết quan sát nguồn thải đặc điểm mơi trường đoạn sơng nghiên cứu cho thấy, có nhiều nguồn xả Footer Page 22 of 126 Header Page 23 of 126 21 thải từ Cầu Đỏ ñến gần ngã ba cầu Tuyên Sơn Đây nguyên nhân gây nhiễm đoạn sơng nghiên cứu Như vậy, khẳng định hệ thống điểm BMWP ASPT phản ánh xác chất lượng nước sơng Hàn ñoạn từ Cầu Đỏ ñến gần ngã ba cầu Tuyên Sơn Đây sở khoa học cho việc ñề xuất áp dụng quan trắc sinh học ĐVKXS cỡ lớn để đánh giá chất lượng nước sơng Hàn thời gian tới 3.6 ĐỀ XUẤT KẾT HỢP QUAN TRẮC SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC SÔNG Ở THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG Từ kết nghiên cứu ñạt ñược ñề tài dựa vào phương pháp nghiên cứu Nguyên Xuân Quýnh sử dụng hệ thống BMWP bước ñầu ñề xuất: tiếp tục phát triển theo hướng sử dụng ĐVKXS cỡ lớn ñể ñánh chất lượng mơi trường nước sơng Hàn đoạn nghiên cứu để hồn thiện Chương trình quan trắc sinh học phù hợp với thành phố Đà Nẵng Đề xuất khu vực nghiên cứu - Khu vực nghiên cứu: Sông Hàn thành phố Đà Nẵng, ñoạn từ Cầu Đỏ ñến gần ngã ba cầu Tuyên Sơn Ở khu vực ñề xuất thuận lợi cho việc quan trắc tiêu lý hố đồng thời, tốn Tuy nhiên, điểm thu mẫu vị trí cần phải khảo sát cụ thể ñể chọn ñiểm ñại diện ñặc trưng cho nguồn ô nhiễm tiềm khác nhau, ñặc trưng ñiều kiện vật lý hoá học khác Lưu ý tránh khu vực có mực nước lớn, dịng chảy mạnh gần hoạt ñộng ñang diễn ra, nơi hệ sinh thái cấu trúc quần xã sinh vật nước dễ bị xáo trộn Tần suất thời gian thu mẫu nghiên cứu Do thành phố Đà Nẵng có 02 mùa rõ rệt (mùa mưa mùa khô) Do vậy, quan trắc sinh học thơng qua ĐVKXS cỡ lớn đề xuất Footer Page 23 of 126 Header Page 24 of 126 22 thực tần suất lần/năm, 02 ñợt mùa mưa 02 ñợt mùa khô, vào tháng IV, VI, VIII XII Phương pháp thu mẫu nghiên cứu Trong nghiên cứu Đề tài ñã sử dụng phương pháp thu mẫu ĐVKXS sống bao gồm lấy mẫu ñạp nước (kick - sampling) nơi nước cạn vợt pondnet, lấy mẫu quét (sweep - sampling) nơi có thực vật thủy sinh với vợt pondnet gàu Dredge nơi có nước sâu Trong số trường hợp, cần tiến hành dị tìm trực tiếp nơi cư trú sinh vật thực lấy mẫu phương pháp thu mẫu phía tảng ñá khúc gỗ ngập nước cách lật tìm bắt động vật bám vào giá thể Tuy nhiên, nới nước sâu có thực vật phương pháp trở nên hạn chế dẫn đến việc thu mẫu khơng hiệu Do đó, khu vực có độ sâu lớn sử dụng bổ sung phương pháp thu mẫu lưới vét thay cho vợt pondnet gàu Dredge ñể lấy mẫu Và phương pháp lấy mẫu áp dụng vị trí riêng biệt phương pháp nên áp dụng tất lần lấy mẫu sau đó, không việc so sánh qua thời gian thực khơng thể xác ñịnh ñược thay ñổi Footer Page 24 of 126 Header Page 25 of 126 23 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Hệ ĐVKXS cỡ lớn sơng Hàn tương đối đa dạng, nghiên cứu ñã xác ñịnh ñược 10 với 16 họ nằm hệ thống điểm BMWPVIET sơng Hàn đoạn cầu Đỏ ñến gần cầu Tuyên Sơn, ñồng thời phát thêm 09 họ khơng có hệ thống BMWPVIET (Assimineidae, Fluminicolidae, Gammaridae, Corbiculide, Cordulegastridae, Pachychilidae, Palamonidae, Petaluridae, Platycnemiidae, Stenothyridae) Đánh giá chất lượng nước sông Hàn qua số ASPT cho thấy tình trạng nhiễm mức trung bình “α - Mesosaprobe” Kết phù hợp với kết hồi cứu số liệu thông qua việc xác ñịnh số chất lượng nước WQI từ năm 2006 - 2009 khu vực cầu Đỏ khu vực cầu Nguyễn Văn Trỗi (dưới vùng nghiên cứu) Có tương quan thuận rõ số ASPT với DO, pH tương quan nghịch số ASPT với COD, TSS NNO3- Điều ñó có khẳng ñịnh việc sử dụng ĐVKXS cỡ lớn có sở để tiếp tục nghiên cứu phát triển theo hướng ngày hồn thiện Chương trình quan trắc sinh học sông Hàn, thành phố Đà Nẵng thời gian tới Để áp dụng quan trắc ĐVKXS cỡ lớn sông Hàn cần lưu ý ñến việc lựa chọn thời ñiểm phù hợp với ñặc trưng mùa đặc điểm thuỷ văn sơng Hàn, thành phố Đà Nẵng Kiến nghị Do ñiều kiện thực nghiên cứu đề tài cịn nhiều hạn chế phạm vi thời gian thực hiện, số đợt quan trắc chưa đủ đánh giá phân tích liệu theo mùa cụ thể Đề tài ñưa ñược Footer Page 25 of 126 Header Page 26 of 126 24 liệu ban ñầu, chưa thể nghiên cứu ñánh giá diễn biến, hay biến ñộng cấu trúc quần xã sinh vật ĐVKXS cỡ lớn theo mùa theo khơng gian Vì vậy, hướng nghiên cứu cần tiếp tục ñược thực với thời gian dài ñể xây dựng sở khoa học toàn diện phù hợp thành phố Đà Nẵng, nhằm: - Xác định nhóm lồi ĐVKXS cỡ lớn đặc trưng, lồi chống chịu, lồi mẫn cảm, lồi trung gian phù hợp điều kiện mơi trường nước Đà Nẵng - Đánh giá sâu ảnh hưởng chất lượng nước ñến ñời sống sinh vật nước mà cụ thể ĐVKXS cỡ lớn - Để củng cố phát thêm nhiều loài vùng nghiên cứu - Dãy số liệu ñủ ñảm bảo theo dõi giao ñộng thành phần số lượng cá thể họ theo thời gian khơng gian Trên sở đánh giá hậu sinh học ô nhiễm nước - Cung cấp sở liệu ĐVKXS cỡ lớn mối liên quan với đặc điểm mơi trường, bổ sung thêm số họ khơng có hệ thống gốc Anh Việt Nam, tiến tới thay ñổi giá trị ñiểm số phân bố theo họ cho phù hợp với Việt Nam Đà Nẵng Footer Page 26 of 126 ... Kết nghiên cứu cung cấp dẫn liệu khoa học đoạn sơng nghiên cứu chất lượng nước, họ động vật khơng xương sống cỡ lớn mối tương quan chất lượng môi trường nước với hệ sinh thái động vật khơng xương. .. sống, đưa sở khoa học cho việc xây dựng hồn thiện mặt sinh học chương trình quan trắc mơi trường tổng hợp thành phố Đà Nẵng Chính vậy, việc tiến hành đề tài ? ?Nghiên cứu sở khoa học cho việc ñánh... Stenothyridae - So với khu vực ñã nghiên cứu, số họ ĐVKXS cỡ lớn sơng Hàn đoạn nghiên cứu tương đương với khu vực sơng Sài Gịn theo nghiên cứu Nguyễn Thị Mai (2003) sông Phú Lộc theo nghiên cứu Nguyễn Văn