nghiên cứu hoàn thiện các chỉ tiêu sinh học để đánh giá chất lượng và phân vùng phân loại môi trường nước các thủy vực tp hcm

Đầu tiên, hệ thống phân loại độ nhiễm bẩn dựa vào các loài chỉ thị được tìm thấy trong các quần xã phiêu sinh plankton và sinh vật bám periphyton, sau đó mở rộng tới thực vật lớn macroph

Trang 1

_

i Viện Môi trường và Phát triển Bền vững, 5 - 2004

ĐỀ TÀI :

Nghiên cứu hoàn thiện các chỉ tiêu sinh học để đánh giá chất lượng và phân vùng, phân loại môi trường nước các

thủy vực Tp Hồ Chí Minh

Trang 2

ii Viện Môi trường và Phát triển Bền vững, 5 - 2004

DANH S¸ÁCH CÁN BỘ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

Hoàng Văn Tùng CN Sinh Học Viện Môi trường và Phát triển Bền vững Võ Thành Hiển CN Sinh Học Viện Môi trường và Phát triển Bền vững Nguyễn Vũ Khải CN Sinh Học Viện Môi trường và Phát triển Bền vững Hoàng Diệu Thúy KS Môi trường Viện Môi trường và Phát triển Bền vững

Hoàng Khánh Hòa ThS Phân Viện Nhiệt đới &ø Môi trường Quân sự

Nguyễn Thị Mai Linh CN Sinh Học Viện Sinh học Nhiệt đới

Nguyễn Thị Thơm CN Địa Lý Phân Viện Nhiệt đới & Môi trường Quân sự

Trang 3

_

iii Viện Môi trường và Phát triển Bền vững, 5 - 2004

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC

1.1 Tình hình phát triển và ứng dụng chỉ thị sinh học trên thế giới và

Việt Nam

1-1

1.2 Các khái niệm chung về sinh vật chỉ thị và chỉ tiêu sinh học để

đánh giá chất lượng môi trường nước

1-5

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC XÁC ĐỊNH CÁC LOÀI SINH VẬT CHỈ THỊ VÀ CÁC CHỈ TIÊU SINH HỌC ĐỂ PHÂN VÙNG VÀ PHÂN LOẠI HỆ THỐNG SÔNG RẠCH TP HỒ CHÍ MINH VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Vùng nghiên cứu của đề tài 2-1

2.2 Các điều kiện sinh thái 2-1

2.2.3 Cấu trúc thành phần loài động thực vật 2-5

2.3.4 Phương pháp xác định các chỉ tiêu sinh học 2-10

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

3.1 Cấu trúc thành phần loài và phân bố của thuỷ sinh vật 3-1

3.2 Hệ thống các loài chỉ thị 3-3

Trang 4

iv Viện Môi trường và Phát triển Bền vững, 5 - 2004

3.3 Hệ thống phân vùng và phân loại môi trường nước sông rạch ở

Tp Hồ Chí Minh

3-15

3.3.1 Phân vùng môi trường nước thuỷ vực Tp Hồ Chí Minh 3-15

3.4 Các chỉ số sinh học được dùng để đánh giá chất lượng nước sông

rạch Tp Hồ Chí Minh

2-20

3.4.6 Tỷ số E/S và chỉ số P= E/S+E (Phạm Văn Miên) 3-35

3.5 Lựa chọn và đề xuất các chỉ tiêu sinh học có thể dùng để đánh

gía và phân vùng chất lượng nước hệ thống sông rạch Tp Hồ

Chí Minh

3-38

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

Trang 5

_

v Viện Môi trường và Phát triển Bền vững, 5 - 2004

MỞ ĐẦU

Ngày nay, quan trắc sinh học được xác định như một phần thống nhất của quan trắc chất lượng nước Bên cạnh các chỉ tiêu lý hoá, người ta sử dụng một hệ thống sinh vật chỉ thị để đánh giá chất lượng nước Quan trắc sinh học có các ưu điểm sau :

- Các quần xã sinh vật có chức năng như người giám sát liên tục chất lượng nước, đối lập với thu mẫu gián đoạn của phân tích lý hoá

- Sự phản ứng của sinh vật là kết quả của sự thay đổi các điều kiện môi trường hiện tại và trong quá khứ, trong khi phân tích lý hoá chỉ biểu hiện tính chất hiện tại của môi trường

- Các quần xã sinh vật không phản ứng với một yếu tố riêng lẻ mà phản ứng với toàn bộ các tác động môi trường

Với các ưu điểm trên, trong các chương trình quan trắc lớn chất lượng môi trường sông rạch Thành phố Hồ Chí Minh và các vùng lân cận đều có nội dung quan trắc sinh học

Tuy nhiên, các quan trắc sinh học thực hiện ở sông rạch Thành phố Hồ Chí Minh và các khu vực lân cận mới dừng ở mức thu thập dẫn liệu về cấu trúc quần xã và loài ưu thế để đánh giá chất lượng môi trường

Vì nhiều nguyên nhân, các chỉ tiêu sinh học quan trọng như hệ thống các loài chỉ thị và các chỉ số sinh học chưa được xác định đầy đủ rõ ràng và sử dụng đúng mức trong giám sát sinh học chất lượng nước

Nhằm góp phần nâng cao chất lượng quan trắc sinh học để đánh giá chất lượng môi trường nước, chúng tôi thực hiện đề tài “Nghiên cứu hoàn thiện các chỉ tiêu sinh học để đánh giá và phân vùng – phân loại chất lượng nước hệ thống sông rạch thành phố Hồ Chí Minh” Đề tài thuộc chương trình “ nghiên cứu môi trường” do Sở Khoa học và Công nghệ Thành phố Hồ Chí Minh quản lý với các mục tiêu cơ bản:

Trang 6

vi Viện Môi trường và Phát triển Bền vững, 5 - 2004

- Xác định một hệ thống các sinh vật chỉ thị cho chất lượng nước sông rạch khu vực Thành phố Hồ Chí Minh trên cơ sở phân tích cấu trúc thành phần loài, số lượng của khu hệ thuỷ sinh vật

- Xác định mối tương quan giữa các yếu tố thuỷ văn, thuỷ hoá và thuỷ sinh trong các hệ sinh thái nước trong khu vực

- Xác định các chỉ tiêu sinh học có thể sử dụng để đánh giá chất lượng nước sông rạch thuộc các vùng sinh thái khác nhau của thành phố một cách hiệu quả

- Ứng dụng các kết quả đạt được phân loại chất lượng môi trường nước hệ thống sông rạch trong thành phố

Để hoàn thành đề tài nghiên cứu phức tạp và mới mẻ này chúng tôi đã nhận được sự hỗ trợ, giúp đỡ của Sở Khoa học Công nghệ và Môi trường Tp Hồ Chí Minh (nay là Sở Khoa học và Công nghệ), đặc biệt là phòng Quản lý khoa học, Phòng tài vụ thuộc Sở, Chương trình nghiên cứu Bảo vệ Môi trường Tp Hồ Chí Minh, Viện Môi trường và Phát triển Bền vững, Phân viện Công nghệ Mới và Bảo vệ Môi trường, Phân Viện Nhiệt đới – Môi trường Quân sự, Viện Sinh học Nhiệt đới, Trung tâm khí tượng – Thuỷ văn phía Nam, UBND các quận, huyện của TP Hồ Chí Minh và các nhà sinh học: TS Nguyễn Văn Tuyên, TS Bùi Lai, TS Đoàn Cảnh, TS Trần Linh Thước, TS Trần Triết Chúng tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ chân thành và hiệu quả của các cơ quan và đồng nghiệp nêu trên

Trang 7

_

1-1 Viện Môi trường và Phát triển Bền vững, 5 - 2004

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC

1.1 TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN VÀ ỨNG DỤNG CHỈ THỊ SINH HỌC TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM

Về chất lượng và ô nhiễm nước, từ giữa thế kỷ XIX, Kolenati (1848), Colin (1853), Forbes (1877) Khi quan sát các nhóm thuỷ sinh vật ở các thuỷ vực nước sạch và nước bị nhiễm bẩn đã nhận thấy có sự khác biệt rất lớn Đến năm 1902, ở Châu Âu, Kolkwits và Marson đã công bố các kết quả quan trắc sinh học sông suối bằng cách đo mức độ nhiễm bẩn do các chất hữu cơ gây ra và thấy nồng độ oxy hoà tan giảm Từ đó xác định các nhóm loài chỉ thị cho các điều kiện môi trường khác nhau và đề xuất một hệ thống phân loại độ nhiễm bẩn Đầu tiên, hệ thống phân loại độ nhiễm bẩn dựa vào các loài chỉ thị được tìm thấy trong các quần xã phiêu sinh (plankton) và sinh vật bám (periphyton), sau đó mở rộng tới thực vật lớn (macrophyton), động vật không xương sống cỡ lớn (macroinvertebrates) và cá

Mỗi nhóm sinh vật chỉ thị gắn với một giai đoạn oxy hoá từ nghèo dinh dưỡng – không bẩn (Oligosaprobic), nhiễm bẩn vừa mức β (β-mesosaprobic), nhiễm bẩn vừa mức α (α-mesosaprobic), đến rất bẩn (Polysaprobic) với hàm lượng chất hữu cơ rất cao

Hệ thống phân loại độ nhiễm bẩn tiếp tục được Kolkwitzs (1950), Liebmann (1951, 1962), Fjerdingstad (1988) bổ xung và phát triển, được Pantle và Buck (1955), Zelinka và Marvan (1961) ứng dụng để xây dựng chỉ số ô nhiễm

Sladecek (1973) đã tổng kết và phát triển các phương pháp sinh học đánh giá chất lượng nước với một danh mục các nhóm thuỷ sinh vật chỉ thị ô nhiễm

Hiện nay, hệ thống phân loại độ nhiễm bẩn và các chỉ số sinh học được ứng dụng không chỉ giới hạn ở các nước Châu Âu mà còn mở rộng ra các lục địa khác Dù còn những tranh luận về giá trị của mỗi loài đối với các mức độ nhiễm bẩn, việc ứng dụng các chỉ số sinh học còn đang tiếp diễn (Courl, 1987; Foissner, 1988) Các hệ thống quan trắc sinh học đã được thực hiện như chuẩn quốc gia cho quan trắc chất lượng nước ở một số nước Châu Âu

Ở Anh:

Trang 8

Năm 1976 đã đưa ra hệ thống điểm số BMWP/ASPT, (Biological

Monitoring Working Party/Average Score Per Taxon) Hệ thống này còn có

những hạn chế nên năm 1977, các nhà sinh học Anh đã phát triển, cải tiến và xây

dựng chương trình RIVPACS (River Invertebrate Prediction And Classification

System) hệ thống phân loại và dự báo chất lượng môi trường bằng động vật không

xương sống ở sông với mức độ phân loại tới họ và chỉ số chất lượng môi trường EQI (Environmental Quality Index)

Ở Bỉ:

Các nhà khoa học đã kết hợp các ưu điểm của chỉ số sinh học Trent (TBI – Trent Biotic Index) và chỉ số sinh học Pháp (FBI – French Biotic Index) thành chỉ số sinh học Bỉ (BBI – Belgian Biotic Index) Hiện nay, Vanhooren đã phát triển chỉ số sinh học toàn cầu (IBG) và đang được sử dụng ở Pháp

Ở Hoa Kỳ:

Khái niệm sinh vật chỉ thị đã phát triển qua các nghiên cứu cổ điển của A.Forbes trên sông Illinois từ những năm 1870, bằng các mô tả giá trị chỉ thị của động vật đáy Các quan trắc sinh học ở Bắc Mỹ chịu nhiều ảnh hưởng của Patrick (1948), Mac Arthur và Wilson (1967) Patrick tập trung vào tảo silic và các dẫn liệu về số loài, số lượng cá thể của các nhóm loài chỉ thị Trong khi đó, Cairns và Pratt (1993) cho rằng quần xã là kết quả của một sự đổi mới liên tục qua sự di nhập và mất đi của một số loài do vậy khái niệm về loài chỉ thị chưa chắc đã có giá trị

Gần đây ở Hoa Kỳ đưa ra 2 khái niệm:

- Vùng địa lý tự nhiên (Hughes và Larsen, 1987): Trong vùng địa lý tự nhiên các quần xã sinh vật tương đồng với nhau hơn so với các quần xã ở vùng khác

Trang 9

_

- Vùng đồng nhất (Karr và CTV, 1986): Trong một vùng đồng nhất có thể xác định được cấu trúc tự nhiên và tính biến đổi của quần xã sinh vật

Những khái niệm này được dùng để xác định các nhóm loài chỉ thị ở vùng Tây Bắc Hoa Kỳ(Whittier và CTV, 1988), Askansas (Rolin và CTV, 1987), Ohio (Ohio EPA, 1987) và các vùng khác

Ở bang Ohio, chỉ số quần xã động vật không xương sống (Invertebrate Community Index – ICI) và chỉ số sinh học tổ hợp (Index of Biotic Integrity – IBI (Karr et al, 1986) được sử dụng để đánh giá chất lượng nước hệ thống sông suối

Hiện nay, chỉ số IBI được sử dụng rộng rãi ở Bắc Mỹ

Đáng lưu ý là hệ thống phân loại độ nhiễm bẩn được chấp nhận ở các nước Châu Âu nhưng ít được sử dụng ở Bắc Mỹ vì các lý do:

- Ở Bắc Mỹ, người ta quan tâm đến độ nhiễm độc nhiều hơn là nhiễm bẩn hữu cơ

- Các nhóm loài sinh vật chỉ thị phân bố ở Châu Âu thuộc vùng địa lý Cổ Bắc (Paleartic) còn ở Hoa Kỳ thuộc vùng địa lý Tân Bắc (Neoartic)

- Các nhà động vật đáy ở Bắc Mỹ ít quan tâm tới khái niệm sinh vật chỉ thị, mặc dù giá trị chỉ thị của các loài được xác định ở sông suối Bắc Mỹ đã xuất bản thành sách (Lowe, 1974; Hilsenhoff, 1982)

Nói cách khác, ở Bắc Mỹ người ta loại bỏ phương pháp chỉ thị sinh học với mục đích duy trì một niềm tin vào các phương pháp hoá học

Ở Châu Á:

- Qua quá trình nghiên cứu quần xã động vật không xương sống cỡ lớn tại 23 trạm thu mẫu trên sông Mae Ping, Mustow (1997) thấy rằng trong số 85 họ đã biết thì 71 họ có trong chỉ số gốc và 65 họ trong đó cùng với 33 họ bổ sung đã tìm thấy

ở sông Mae Ping không có trong hệ thống chỉ thị của Anh Mustow hợp nhất 10 họ bổ sung vào hệ thống cho điểm của BMWP – Anh và sửa đổi cho phù hợp với điều kiện miền Bắc Thái Lan và gọi nó là điểm số BMWP – Thai

- Ở Ấn Độ:

Trang 10

Điểm số BMWP – Anh được De Zwart và Trivedi (1994) chuyển đổi cho phù hợp với điều kiện nước này bằng cách loại ra những họ không có và thêm vào các họ khác có ở Ấn Độ

- Ở Việt Nam :

Từ năm 1988, Nguyễn Văn Tuyên, đã sử dụng vi tảo và động vật đáy để đánh giá chất lượng nước sông rạch Thành phố Hồ Chí Minh (Chương trình nghiên cứu sinh thái cảnh quan các thuỷ vực Thành phố Hồ Chí Minh phục vụ cho phát triển kinh tế – xã hội do Đặng Hữu Ngọc làm chủ nhiệm

Cùng trong chương trình nêu trên, từ năm 1989 – 1990 Phạm Văn Miên đã sử dụng cấu trúc quần xã và loài ưu thế của các nhóm thuỷ sinh vật để phân vùng, phân loại và đánh giá chất lượng nước hệ thống sông rạch thành phố

Đáng tiếc, chương trình này đã không được tổng kết Trong chương trình quan trắc chất lượng nước sông Sài Gòn – Đồng Nai (1996 – 1997) do Sở Khoa học Công nghệ Và Môi trường Tp.Hồ Chí Minh chủ trì và chương trình quan trắc chất lượng nước sông Đồng Nai, sông Thị Vải do Sở Khoa học Công nghệ và Môi trường Tỉnh Đồng Nai chủ trì; chương trình quan trắc hệ sinh thái dưới nước tiểu dự án thuỷ lợi Hóc Môn – Bắc Bình Chánh, quan trắc hệ sinh thái thuỷ sinh dự án thoát nước và xử lý nước thải Thành phố Hồ Chí Minh, các đề tài nghiên cứu ô nhiễm lưu vực sông Đồng Nai – Sài Gòn do Lâm Minh Triết chủ nhiệm (1994 – 2004), các đề tài nghiên cứu môi trường các tỉnh trong lưu vực do Lê Trình làm chủ nhiệm (1994 – 2004) và nhiều chương trình khác, ngoài phân tích cấu trúc quần xã, loài ưu thế, loài chỉ thị, Phạm Văn Miên và CTV còn xác lập các chỉ số đa dạng, chỉ số tương đồng để đánh giá chất lượng nước

Trong đề tài “Nghiên cứu môi trường Biển Hồ Pleiku (1999 – 2000) do Lê Trình làm chủ nhiệm, Phạm Văn Miên đã sử dụng chỉ số dinh dưỡng của Nygaard (1949) để đánh giá chất lượng nước, xếp Biển Hồ và hồ chứa nước thị xã Pleiku vào loại giầu dinh dưỡng (Eutrophic) Gần đây nhất, khi thực hiện đề tài “Nghiên cứu đề xuất các chỉ tiêu sinh học để giám sát hệ sinh thái thuỷ sinh thuộc lưu vực sông Mêcông của Việt Nam ” 2003, (Phạm Văn Miên và cộng sự ) đã xác định một danh mục các loài chỉ thị cho các loại nước ở vùng Điện Biên, vùng thượng lưu sông Xê Băng Hiên (Tây Quảng Trị, Thừa Thiên Huế), cao nguyên Tây Nguyên và Đồng bằng Sông Cửu Long, xây dựng chỉ số ô nhiễm Zelinka và Marvan và hệ thống phân loại độ nhiễm bẩn hữu cơ 4 bậc cho các thuỷ vực

Trang 11

_

- Nguyễn Xuân Quýnh (1995) dưa vào sự có mặt và vắng mặt của một số loài hay nhóm loài động vật không xương sống được coi là sinh vật chỉ thị, sự phát triển số lượng, khối lượng của chúng ở mức độ khác nhau để xây dựng hệ thống phân loại độ nhiễm bẩn các thuỷ vực Hà Nội

- Năm 2001, Nguyễn Xuân Quýnh dựa vào hệ thống tính điểm BMWP/ASPT để xây dựng quy trình quan trắc và đánh giá chất lượng nước bằng động vật không xương sống cỡ lớn Năm 1999, Steve Tilling và Clive Pinder đã điều chỉnh hệ thống cho điểm BMWP cho phù hợp với điều kiện Việt Nam để đánh giá chất lượng nước sông suối miền núi ở Việt Nam

- Trần Trường Lưu et al, (1997) dựa vào thành phần loài mật độ của vi tảo và động vật đáy để đánh giá hiện trạng ô nhiễm sông Thị Vải

1.2 CÁC KHÁI NIỆM CHUNG VỀ SINH VẬT CHỈ THỊ VÀ CHỈ TIÊU SINH HỌC ĐỂ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG MÔI TRƯỜNG NƯỚC

1.2.1 Sinh vật chỉ thị

• Sử dụng sinh vật chỉ thị để xác định tính chất môi trường

Có 3 phương pháp xác định chất lượng môi trường nước:

- Phương pháp hóa-lý: xác định nồng độ chất ô nhiễm Nhược điểm: chi phí cao, cần nhiều thời gian Không đánh giá được đầy đủ các tác động của chất ô nhiễm với môi trường vì có khi cùng một lượng chất ô nhiễm lại có tác động khác nhau đối với hệ sinh thái

- Phương pháp vi sinh: phức tạp và cũng cần nhiều thời gian

- Phương pháp sinh học: sử dụng các chỉ tiêu sinh học để đánh giá chất lượng môi trường gồm:

+ Sinh vật chỉ thị (Bioindicator)

+ Chỉ số độ bẩn (Saprobic index)

+ Chỉ số đa dạng sinh học (Biodiversity index)

+ Chỉ số tương đồng (Similarity index)

+ Cá thể và quần thể chỉ thị

+ Cấu trúc quần xã (cấu trúc thành phần loài, số lượng)

Trang 12

• Sinh vật chỉ thị (Bioindicators):

Là những loài sinh vật có những yêu cầu nhất định về điều kiện sống cũng như nhu cầu về chất dinh dưỡng, hàm lượng oxy Sự hiện diện của chúng thể hiện tình trạng nào đó của môi trường sống, trong giới hạn chịu đựng của sinh vật đó Vì vậy, các đối tượng này được sử dụng trong phương pháp sinh học để đánh giá nhanh chất lượng môi trường Tới nay, khái niệm sinh vật chỉ thị được mở rộng hơn nhiều, không chỉ đơn giản là có hay không có trong môi trường, người ta đã bổ sung các khái niệm sau:

- Sinh vật cảm ứng (bio-senor): là những sinh vật chỉ thị tiếp tục tồn tại trong môi trường nghiên cứu nhưng do tác động của sự ô nhiễm đã có những biểu hiện giảm tốc độ sinh trưởng, giảm khả năng sinh sản và thay đổi tập tính

- Sinh vật tích tụ (bioacumulator): là những sinh vật có khả năng tích tụ các chất ô nhiễm (kim loại nặng, chất hữu cơ) trong mô cơ thể của chúng với hàm lượng cao hơn môi trường ngoài nhiều lần Phân tích hóa sinh hữu cơ sẽ dễ dàng phát hiện và đánh giá ô nhiễm

- Cấu trúc quần xã chỉ thị (community structure indicator): là một kiểu cấu trúc quần xã với thành phần đặc trưng nhất định khi cấu trúc đó hoặc một nhóm trong quần xã thay đổi thể hiện sự biến đổi của môi trường

- Cá thể và quần thể chỉ thị là quần thể của một loài sinh vật sống trong môi trường mà sự thay đổi số lượng hay quan hệ quần thể biểu hiện những biến đổi của môi trường

• Tiêu chuẩn lựa chọn sinh vật chỉ thị

- Ít biến dị

- Dễ định loại

- Dễ thu thập

- Có nhiều tư liệu về sinh thái cá thể

- Có giá trị kinh tế (nguồn lợi hoặc dịch hại)

- Dễ tích tụ các chất ô nhiễm

- Dễ nuôi trong phòng thí nghiệm

- Phân bố rộng, thường là các loài phân bố toàn cầu (cosmopolite)

• Các đối tượng đã được chọn làm sinh vật chỉ thị

Trang 13

_

- Môi trường nước ngọt

Động vật không xương sống 26%

- Môi trường biển

Chim biển

Cá

Nhuyễn thể

Rong biển

Hiện tượng bùng nổ số lượng của tảo (Water bloom)

- Môi trường cạn

Cây trồng đô thị

Địa y (Lichens)

Côn trùng đất: côn trùng không cánh (Collembola), côn trùng cánh cứng (Carabidae), ruồi

1.2.2 Các chỉ số đánh giá chất lượng nước

Có thể dùng nhiều loại chỉ số (indices) để đánh giá chất lượng môi trường nước bằng các sinh vật chỉ thị trong quần xã sinh vật

Trang 14

- Chỉ số ô nhiễm (saprobic indices)

- Chỉ số sinh học (biotic indices)

- Chỉ số đa dạng (diversity indices)

- Chỉ số dinh dưỡng (trophic indices)

Dựa trên giá trị ô nhiễm (saprobic value) khả năng chịu ô nhiễm (tolerant value) đa dạng sinh học và giá trị dinh dưỡng của quần xã liên quan tới mức độ ô nhiễm Mỗi phương pháp đều có ưu điểm và nhược điểm

• Chỉ số ô nhiễm

- Nguyên lý

Xác định chỉ số ô nhiễm dựa vào số loài của quần xã và khả năng chịu ô nhiễm của các loài Chỉ số ô nhiễm được dùng để xác định chất lượng môi trường theo hệ thống ô nhiễm (saprobic system)

- S: chỉ số ô nhiễm cho một địa điểm

- s: giá trị chịu ô nhiễm cho loài chỉ thị

- h: tần số gặp

+ h = 1 : hiếm

+ h = 3 : trung bình

+ h = 5 : nhiều

Trang 15

_

Pantle và Buch (1955) đề nghị:

Chỉ số ô nhiễm của Zelinka và Marvan (1961)

i : Loài thứ i trong mẫu vật

n : Số lượng loài trong mẫu vật thu được

Ai : Chỉ số phong phú của loài chỉ thị

Gi : Độ dao động chỉ thị của loài đó

Si : Chỉ số ô nhiễm của mỗi loài sinh vật chỉ thị sử dụng

• Chỉ số sinh học và điểm số sinh học

Là chỉ số dùng đề đánh giá chất lượng nước của các thủy vực nước chảy như sông suối dựa vào các động vật đáy cỡ lớn (macroinvertebrates)

Khi xây dựng các chỉ số này, người ta dựa trên nguyên lý khi chất lượng nước biến đổi thì quần xã sinh vật thay đổi

Chỉ số sinh học thường được kết hợp với chỉ số đa dạng và chỉ số ô nhiễm để đánh giá chất lượng môi trường

- Ưu điểm

Chỉ yêu cầu khảo sát thành phần ở đơn vị phân loại cao như họ, giống, dễ thực hiện, không yêu cầu tính toán số lượng các loài Kết quả dễ thể hiện trên bản đồ địa lý, ít tốn kém

n i

Gi Ai

Gi Ai Si

Sa

1

Trang 16

- Nhược điểm

Khó xác định quần xã sinh vật chuẩn để so sánh Hạn chế của các chỉ số cho điểm này là do chỉ định loại đến họ – mà sức chống chịu của các loài trong họ đối với tác động của môi trường rất khác nhau Vì thế, muốn sử dụng các chỉ số này cho các vùng khác phải có sự điều chỉnh cho phù hợp với các điều kiện địa lý và sinh thái từng vùng

• Chỉ số đa dạng

Khi hệ sinh thái biến đổi thì quần xã sinh vật biến đổi dẫn tới biến đổi tính

đa dạng sinh học của quần xã, thể hiện ở mức độ loài và cá thể

- Ưu điểm

Chỉ số đa dạng được dùng để so sánh tính đa dạng các quần xã sinh vật nghiên cứu Có thể dùng trong mọi vùng địa lý, mọi loại thủy vực, dễ tính toán, thể hiện số lượng cụ thể

) 1 ( 1

ni ni

s i

D

N

S D

ni H

1ln '

Trang 17

_

+ Chi số cân bằng (Pielou, 1966)

+ Chỉ số Menhinick (1964)

• Chỉ số dinh dưỡng

Nygaard (1949) đã xác định chỉ số dinh dưỡng cho các thuỷ vực dạng hồ theo công thức

Khi Q < 1 : nghèo dinh dưỡng (oligotrophic)

Q :1 – 5 : dinh dưỡng trung bình (mesotrophic)

Q > 5 : giàu dinh dưỡng (eutrophic)

Sc : Là số loài chung của 2 mẫu

Si, Sj : Là số loài của quần xã thứ i và j

max '.

2

Sj Si

Sc S

ni : Số lượng của các cá thể của loài thứ i trong mẫu lấy từ một quần xã

n : Số lượng của các cá thể trong một mẫu lấy từ một quần xã

S : Số lượng các loài có trong mẫu hoặc mật độ mẫu

N : Số lượng các cá thể trong một quần thể hoặc quần xã

N S

I =

Trang 18

• Chỉ số ưu thế (Berger và Parker, 1970)

Trong đó :

N : Là tổng cá thể trong mẫu

Nmax : Là tổng số cá thể của loài có số lượng cao nhất

• Tỷ số E/S và chỉ số P = E/S+E (Phạm Văn Miên, 2001)

Trong đó :

E : Số loài (số lượng) giun nhiều tơ sống tự do (Errantia – Polychaeta)

S : Số loài (số lượng) giun nhiều tơ sống định cư (Sedentaria – Polychaeta)

N N

D = max

Trang 19

_

_ 2-1 Viện Môi trường và Phát triển Bền vững, 5 - 2004

CHƯƠNG HAI

CƠ SỞ KHOA HỌC XÁC ĐỊNH CÁC LOÀI SINH VẬT CHỈ THỊ VÀ CÁC CHỈ TIÊU SINH HỌC ĐỂ PHÂN VÙNG VÀ PHÂN LOẠI HỆ THỐNG SÔNG RẠCH TP HỒ CHÍ MINH

VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU2.1 VÙNG NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI

Hệ thống sông rạch Thành phố Hồ Chí Minh nằm ở hạ lưu sông Đồng Nai – Sài Gòn bao gồm cả sông Vàm Cỏ thuộc miền địa lý tự nhiên Nam Trung bộ và Nam bộ Việt Nam, vùng khí hậu nhiệt đới á xích đạo

Do lịch sử phát triển tự nhiên, trong lưu vực sông Đồng Nai – Sài Gòn không có hồ tự nhiên mà chỉ có các hồ chứa nước được hình thành trong khoảng bốn mươi năm gần đây: hồ Đa Nhim (1960) trên sông Đa Nhim, hồ Dầu Tiếng trên sông Sài Gòn (1985), hồ Trị An trên sông Đồng Nai (1987), hồ Thác Mơ trên sông Bé (1994), hồ Hàm Thuận, hồ Đa Mi trên sông La Ngà (2000)

Một hệ thống sông, kênh nối liền các sông Sài Gòn, sông Đồng Nai, sông Vàm Cỏ tạo thành một mạng lưới sông khá dày Trên các sông rạch do đặc tính lan truyền triều từ biển Đông, kênh nối liền các sông lớn với nhau thường có các điểm giáp nước: giáp nước Láng Le trên kênh Ngang, giáp nước ở khu vực ngã ba Tân Hoá – Lò Gốm trên kênh Đôi, giáp nước Tân Bửu trên rạch Chợ Đệm Giáp nước là các chướng ngại sinh thái cho quá trình lan truyền triều và các chất thải trên hệ thống kênh rạch, tạo sự khác biệt về chất lượng nước giữa hai quãng sông

Dựa theo vị trí giới hạn hành chánh của Tp Hồ Chí Minh đề tài xác định vùng nghiên cứu chủ yếu là các sông Đồng Nai – Sài Gòn, chợ Đệm, các sông ở Nhà Bè, Cần Giờ và các lưu vực kênh rạch trong phạm vi Tp Hồ Chí Minh Tuy nhiên đề tài cũng mở rộng nghiên cứu ra một số điểm ngoài phạm vi thành phố do mối quan hệ toàn lưu vực

2.2 CÁC ĐIỀU KIỆN SINH THÁI

2.2.1 Chế độ thủy triều và thuỷ văn

Trang 20

Toàn bộ hệ thống sông rạch TP Hồ Chí Minh chịu tác động mạnh của thủy triều biển Đông – theo chế độ bán nhật triều, biên độ triều từ 2,5 – 4,0 m Biên độ triều tăng dần từ Bắc xuống Nam

Đặc điểm thuỷ văn của lưu vực Đồng Nai – Sài Gòn được chúng tôi trình bày chi tiết trong Phụ lục 1 Hệ sinh thái thuỷ sinh và chỉ thị sinh học được nghiên cứu trên cơ sở kết hợp 3 thành tố: Thuỷ văn – Thuỷ hoá – Thuỷ sinh Do vậy chúng tôi trình bày đặc điểm thuỷ văn và thuỷ hoá lưu vực sông Đồng Nai – Sài Gòn, trọng tâm là sông rạch Tp Hồ Chí Minh chi tiết ở Phụ lục 1 và 2 Chương hai này chỉ tóm tắt 1 số nét khái quát về thuỷ văn và thuỷ hóa chứ không trình bày chi tiết để không ảnh hưởng đến nội dung nghiên cứu trọng tâm của đề tài là sinh vật chỉ thị chất lượng nước

2.2.2 Đặc điểm thuỷ hoá

Chi tiết về đặc điểm thuỷ hoá lưu vực Đồng Nai – Sài Gòn và Thành Phố Hồ Chí Minh được trình bày chi tiết ở Phụ lục 2 Dưới đây là khái quát một số điểm chính

• Độ mặn

Trước khi có hồ Dầu Tiếng, Trị An, Thác Mơ, đường đẳng mặn S: 4‰ ở ngang rạch Tra trên sông Sài Gòn và Long Đại trên sông Đồng Nai Ngày nay, đường đẳng mặn S: 4‰ nằm ở khu vực ngã ba Cát Lái (Đèn Đỏ), nơi hợp lưu của sông Sài Gòn và sông Đồng Nai Mùa khô, ở phía Tây Thành phố Hồ Chí Minh, mặn xâm nhập vào kênh rạch mạnh hơn ở phía Đông Mùa khô, ở khu vực Chợ Đệm trên sông chợ Đệm và khu vực cầu Tân Nhật trên kênh Ngang, độ mặn tới 7‰ (tháng 03-1998)

Các kênh rạch ở phía Nam Sài Gòn: rạch Phú Xuân, kênh Cây Khô, rạch Bà Lào, rạch Cần Giuộc, rạch Tôm, mùa khô độ mặn tới 10‰ Vào cuối mùa mưa độ mặn ở khu vực này thuộc loại nước ngọt (S<1‰)

Từ mũi Nhà Bè tới khu vực cửa sông độ mặn tăng dần tới 30-31‰ (chương trình quan trắc của Thành phố Hồ Chí Minh năm 1996-1997)

Xét về mặt độ mặn vào mùa khô có thể chia hệ thống sông rạch thành phố làm 4 vùng độ mặn:

- Nước ngọt hoàn toàn (S<5‰) từ Long Đại trên sông Đồng Nai, cầu Bình Phước trên sông Sài Gòn trở lên thượng lưu

Trang 21

_

- Nước lợ nhạt: S: 1-5‰ gồm toàn bộ kênh rạch khu vực nội thành kéo dài xuống khu vực ngang rạch Phú Xuân trên sông Nhà Bè, một số năm có thể xuống tới mũi Nhà Bè

- Khu vực nước lợ điển hình: S: 5-18‰ vào mùa khô có thể tính từ ngã ba Phú Định trên sông rạch Cần Giuộc, Phú Xuân, mũi Nhà Bè trên sông Nhà Bè xuống phía Nam tới khu vực cửa Tắc An Nghĩa trên sông Lòng Tàu, khu vực hợp lưu giữa sông Vàm Cỏ và sông Nhà Bè

- Khu vực nước lợ mặn S: 18-30‰ vào mùa khô kéo dài từ ngang cửa Tắc An Nghĩa trên sông Lòng Tàu, cù lao Tượng trên sông Đồng Tranh, khu vực hợp lưu của sông Vàm Cỏ và sông Nhà Bè tới cửa sông và toàn bộ sông Thị Vải

Như vậy, có thể thấy rằng phần lớn kênh rạch Thành phố Hồ Chí Minh bị nhiễm mặn hoặc gốc mặn - một điều kiện sinh thái quan trọng quyết định đến việc xác định các chỉ tiêu sinh học đánh giá chất lượng và phân loại, phân vùng môi trường nước trong khu vực

• Độ pH

Trên sông Đồng Nai từ khu vực Long Đại trở lên thượng lưu nước ngọt hoàn toàn, độ pH thuộc loại trung tính Từ nửa sau mùa mưa nước ở khu vực này độ pH<7

Các kênh rạch ở Tây Bắc thành phố nhận nước từ sông Sài Gòn và sông Vàm Cỏ Đông (có loại nước axit) chảy qua một vùng đất phèn rộng lớn ở sông rạch thuộc các huyện Củ Chi, Hóc Môn, Bắc Bình Chánh Vào mùa khô độ pH 4-4,5 Độ pH đo được trên các quãng sông Sài Gòn vào mùa khô:

Dầu Tiếng – Bến Súc pH: 5,5-6,5 Bến Súc – Phú Long pH: 4,4-5,0 Phú Long – Phú An pH: 5,5-6,5 Phú An – Cửa sông pH: >6,0

Tính chất nước axit trên sông Sài Gòn thể hiện rõ nhất là từ Bến Than – Cầu Bình Phước

Ở sông rạch Cần Giờ, nước mặn, pH thường từ trung tính đến kiềm yếu Diễn biến độ pH liên tục theo dòng sông được thể hiện ở Hình 4.4, 4.5 Phần phụ lục

Trang 22

Một số điểm khảo sát trên các kênh rạch bị nhiễm bẩn nặng như ở kênh Tham Lương, có thời điểm pH > 8,5 do tác động từ nguồn thải của một số nhà máy

2.1.5 Tổng chất rắn lơ lửng (TSS)

Trong lưu vực sông Đồng Nai – Sài Gòn, các sông chính có hàm lượng chất rắn lơ lửng (SS) khá thấp về mùa khô (2 – 150mg/l) tăng cao vào mùa mưa lũ (10 – 400mg/l)

• Diễn biến Oxy hoà tan

Gía trị oxy hoà tan (DO) chỉ thị cho ô nhiễm hữu cơ Kết quả khảo sát phân tích chất lượng nước theo chiều dài 250km của các sông trong lưu vực Đồng Nai – Sài Gòn do Lê Quốc Hùng và Lê Trình thực hiện (1997, 1998) cho thấy các sông Đồng Nai (từ Thiện Tân về hạ lưu), Sài Gòn (từ Củ Chi về Nhà Bè) đều có giá trị

DO < 6mg/l, đoạn có DO = 4 – 6 mg/l (chủ yếu ở sông Đồng Nai và Cần Giờ) chỉ chiếm 39,3% Đoạn có DO < 3 mg/l chiếm đến 27,2% tổng chiều dài Sông Sài Gòn ở trung tâm thành phố bị ô nhiễm rất nặng (DO < 2 mg/l)(Hình 4.1, 4.2 phần phụ lục)

• Diễn biến giá trị nhu cầu oxy sinh hoá (BOD) theo dòng sông:

Sông Sài Gòn: 6 – 30mg/l, cao nhất ở đoạn cầu Sài Gòn đến Tân Thuận (20 – 30mg/l), sông Nhà Bè – Soài Rạp: 6 – 10mg/l, sông Thị Vải: 10 – 20mg/l, có thời điểm lên đến 50mg/l, sông rạch ở Cần Giờ: 4 – 8mg/l

• Hàm lượng muối

Trang 23

_

Dựa vào mối quan hệ giữa các ion HCO3-, SO42-, Cl-, Ca2+, Mg2+, có thể thấy hệ thống sông kênh rạch Thành phố Hồ Chí Minh có 3 vùng nước:

- Vùng nước hydrocacbonat-cacbonat (HCO3- > Ca2++Mg2+, HCO3-< Ca2+ +

Mg2+ < HCO3- + SO42- ) chỉ gồm quãng sông từ chân thác Trị An trên sông Đồng Nai và trên sông Sài Gòn từ Bến Súc lên thượng lưu

- Vùng nước axit hay còn gọi là nước sulfate(-HCO3-=0, pH<5,5) bao gồm sông Sài Gòn (từ Bến Súc – cầu Bình Phước), rạch Tra, kênh An Hạ và hệ thống kênh nhỏ thuộc dự án Hóc Môn, Bắc Bình Chánh, rạch Bến Cát

- Vùng nước chlorid (HCO3-+SO42-<Ca2++Mg2+,Cl- >Na+)bao gồm sông Đồng Nai từ Long Đại trở xuống hạ lưu, sông Sài Gòn mùa khô từ cấu Bình Phước xuống điểm hợp lưu với sông Đồng Nai (Đèn Đỏ), kênh Đôi, kênh Tẻ, rạch Nước Lên, rạch Chợ Đệm, rạch Cần Giuộc, kênh Ngang (từ cửa kênh A trở xuống) rạch Phú Xuân, rạch Tôm, rạch Phước Long, toàn bộ sông rạch huyện Cần Giờ Nam Nhà Bè bao gồm cả sông Nhà Bè, Soài Rạp, Lòng Tàu, và hệ Gò Gia-Thị Vải

- Phân vùng chất lượng nước về mặt thuỷ hoá trong lưu vực Đồng Nai – Sài Gòn đã được Lê Trình thực hiện vào các năm 1990, 1998 và 2003

2.2.3 Cấu trúc thành phần loài động thực vật

Kết quả nghiên cứu nhiều đề tài cho thấy :

- Cấu trúc thành phần loài, động vật đáy ở các thuỷ vực Tp Hồ Chí Minh hầu như không biến đổi trong năm mà chỉ thay đổi vùng phân bố trên diện hẹp theo độ mặn – theo mùa mưa và khô Hiện tượng này thể hiện rõ ở vùng nước lợ nhạt từ cầu Bình Phước đến Đèn Đỏ trên sông Sài Gòn, từ Long Đại đến mũi Nhà Bè trên sông Đồng Nai, từ khu vực cầu tỉnh lộ 10 trên kênh An Hạ qua kênh Ngang tới rạch Chợ Đệm và khu vực hợp lưu giữa sông Vàm Cỏ và sông Nhà Bè Trong khi đó thì cấu trúc thành phần loài động vật phiêu sinh, thực vật phiêu sinh ở vùng nước lợ nhạt ngoài sự biến đổi lớn theo mùa mưa và mùa khô, còn biến đổi theo chu kỳ triều Khi triều cường thành phần loài nước mặn chiếm ưu thế Khi nước ròng thành phần loài nước ngọt chiếm ưu thế Ở khu vực nước lợ nhạt có thể sử dụng các loài nước ngọt và nước mặn làm sinh vật chỉ thị, từ vùng nước lợ điển hình đến nước lợ mặn (S = 5 – 300/00), từ mũi Nhà Bè đến cửa sông chỉ có sinh vật biển và nguồn gốc biển, thành phần loài ít biến đổi trong năm

Trang 24

2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Từ các điều kiện sinh thái trên, đề tài đã sử dụng các phương pháp dưới đây để thực hiện các nội dung nghiên cứu:

2.3.1 Phương pháp khảo sát trên thực địa

Các tuyến thu mẫu để phân tích thuỷ hoá, thuỷ sinh trình bày lần lượt sau đây thể hiện được sự biến đổi từ nguồn nước bị ô nhiễm rất nặng (rất bẩn) đến ô nhiễm trung bình (bẩn vừa) và ô nhiễm nhẹ (ít bẩn) sau khi qua một quá trình tự làm sạch biểu hiện qua sự biến đổi mẫu nước, mẫu bùn đáy

- Trên sông lớn như sông Sài Gòn, sông Đồng Nai: thu thập vật mẫu từ vùng ít

bẩn (Bến Súc – Long Đại) tới các vùng nhiễm bẩn do các nguồn nước thải (Thủ Dầu Một, Lái Thiêu, Bình Phước, cầu Sài Gòn, bến Nhà Rồng, Tân Thuận, cửa sông Sài Gòn (Đèn Đỏ) hay Cát Lái, kho xăng Nhà Bè, Mũi Nhà Bè, Hiệp Phước

cửa Soài rạp – Cửa sông

- Trên sông Thị Vải – Gò Gia: thượng nguồn Gò Gia, Tắc Nha Phương, cảng Gò Dầu, Mỹ Xuân, Phú Mỹ, cửa Cái Mép, rạch Cá Quảng Lớn, rạch Tchen

- Trên sông Lòng Tàu: Trạm 5, Dần Xây, Ngã Bảy, Thiềng Liềng, sông Dần Xây, Dinh Bà, Lò Rèn, cửa sông Mũi Nai, Nông trường Q.11, vàm Cát Lái

- Trên các kênh rạch nhỏ: lấy mẫu từ nguồn bẩn từ vùng lõi hay từ khu vực giáp nước tới vùng cửa nơi chảy vào các sông lớn

- Khu vực dự án thủy lợi Hóc Môn – Bắc Bình Chánh: lấy mẫu theo các tuyến:

Kênh Thầy Cai – kênh An Hạ – cửa rạch Tra

Kênh An Hạ – Vàm Cỏ Đông

Kênh liên vùng Xuân Thới Thượng – kênh Ngang

Kênh An Hạ (khu vực giáp nước Bình Lợi) – kênh Ngang – rạch Chợ Đệm

- Rạch Chợ Đệm: giáp nước Tân Bửu – Chợ Đệm – rạch Cần Giuộc

- Kênh Tham Lương – Vàm Thuật: cầu Tham Lương – cầu Cống – cầu Trường

Đai – cầu Bến Phân – cầu An Lộc – cửa Vàm Thuật – sông Sài Gòn

Trang 25

_

- Cầu Tham Lương – kênh nước Đen – cầu Bà Hom – cửa rạch Nước Lên – rạch Cần Giuộc

- Kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè: Phạm Văn Hai, Cầu Lê Văn Sĩ, cầu Công Lý, cầu Bông – cầu Điện Biên Phủ, sông Sài Gòn

- Kênh Đôi – kênh Tẻ: cầu Calmette – cầu Khánh Hội, cầu chữ Y, kênh Đôi (gần cầu Rạch Ông), cầu Tân Thuận – sông Sài Gòn

- Kênh Tẻ – Tân Hóa – Lò Gốm

- Rạch Chao Trảo – sông Đồng Nai

- Cầu Ông Lớn – rạch Bà Lào – kênh Cây Khô – rạch Cần Giuộc

Trong giai đoạn 1 thu mẫu tại 63 điểm được thể hiện trên Bản đồ vị trí lấy mẫu. Ngoài ra, còn sử dụng các kết quả của các dự án khác do chính đề tài thực hiện

2.3.2 Phân tích trong phòng thí nghiệm

Phân tích các vật mẫu thu được tới đơn vị phân loại loài (species), có thể tới

đơn vị biến loài (varíeté) ở vi tảo (microalgae), hoặc phân loài (subspecies)

- Xác lập cấu trúc thành phần loài thủy sinh vật ở các vùng sông rạch Thành phố Hồ Chí Minh

- Xác định các loài chỉ thị cho từng vùng nước hydrocarbonat – carbonat, nước chlorid, nước Sulfate (nước axit)

- Xác định sinh vật chỉ thị cho nhiễm bẩn ở các mức độ khác nhau cho từng vùng nước nói trên

- Sử dụng sinh vật chỉ thị và các chỉ số sinh học xác định mức độ ô nhiễm cho từng trạm ở các vùng nước Tp.Hồ Chí Minh

- Xác định thành phần hoá, lý: độ pH, DO, SS, độ đục, NH+

4, NO3-, tổng N, tổng P, một số hoá chất độc tính cao (kim loại nặng, phenol)

2.3.3 Những thuận lợi và khó khăn

Trang 26

- Hệ thống quan trắc môi trường Tp Hồ Chí Minh (1993 – 2003) do Sở Khoa học Công nghệ và Môi trường quản lý, trong đó có 10 điểm quan trắc chất lượng nước theo tần suất hàng tháng

- Dự án quan trắc môi trường nước sông Sài Gòn – Đồng Nai (1996 - 1997) do

Gs Hoàng Anh Tuấn làm chủ nhiệm Chương trình này thực hiện 20 tháng liên tục mỗi tháng 1 lần ở 14 trạm về chế độ thủy học, hoá lý và thủy sinh vật

- Đề tài cấp Nhà nước – Mã số KHCN 07.17 nghiên cứu một số cơ sở khoa học phục vụ quản lý thống nhất và tổng hợp môi trường nước lưu vực sông Đồng Nai do Gs Lâm Minh Triết làm chủ nhiệm (1999 - 2000)

- Đề tài nhánh Mã số KHCN 07.17.2B khu hệ thủy sinh vật hệ thống sông Sài Gòn – Đồng Nai do Phạm Văn Miên chủ trì

- Các đề tài cấp T.p Hồ Chí Minh do Lê Trình làm chủ nhiệm: Nghiên cứu xây dựng bản đồ chất lượng nước Tp Hồ Chí Minh (1987 – 1990), nghiên cứu khả năng tự làm sạch, khả năng tiếp nhận chất thải của các sông rạch Tp Hồ Chí Minh (1995), nghiên cứu ô nhiễm các nguồn nước mặt ở Tp Hồ Chí Minh do hoá chất độc hại (1998 – 1999), nghiên cứu ảnh hưởng môi trường do, Công nghiệp hoá, Đô thị hoá ở Cần Giờ (1999 – 2000), nghiên cứu cơ sở khoa học cải tạo môi trường lưu vực Tham Lương – Bến Cát – Vàm Thuật, 2001 – 2002 Trong các đề tài nghiên cứu này, cả 3 thành tố: thuỷ văn, thuỷ hoá, thuỷ sinh ở các sông rạch được nghiên cứu đồng thời

- Quan trắc môi trường nước dự án thủy lợi Hóc Môn – Bắc Bình Chánh trong quá trình thi công và vận hành (1998 - 2001)

- Dự án thoát nước và xử lý nước thải Thành phố Hồ Chí Minh – Hệ sinh thái khu vực (1998)

Trang 27

_

- Nhiều chương trình và nhiều nghiên cứu đánh giá tác động môi trường cho các dự án trong lưu vực Đồng Nai – Sài Gòn do Viện Môi trường và Phát triển Bền vững thực hiện

- Các dẫn liệu về hệ sinh thái thủy sinh của các dự án nêu trên đều do Ban chủ nhiệm đề tài thực hiện là một thuận lợi cơ bản trong việc đối chiếu và tu chỉnh các kết quả phân tích thành phần thủy sinh vật đã có Đó cũng là một thuận lợi cho việc phân tích các vật mẫu của đề tài này tới đơn vị loài, loài phụ

- Các dự án quan trắc môi trường nước Thành phố Hồ Chí Minh và các đề tài nêu trên đã cung cấp một số dẫn liệu đáng kể về chất lượng nước theo chỉ tiêu hoá lý là cơ sở khoa học để đối chiếu với các kết quả phân tích sinh học

• Khó khăn

- Môi trường nước hệ thống sông rạch Tp Hồ Chí Minh rất phức tạp bao gồm cả ba vùng nước Hydrocacbonat – Cacbonat, Axit – Sulfat, Chlorid Cấu trúc khu hệ thủy sinh ở hệ thống sông rạch Thành phố Hồ Chí Minh có tính chất pha trộn của các thành phần nước ngọt, nước mặn, nước axit

- Toàn bộ hệ thống sông rạch Tp Hồ Chí Minh nằm ở vùng hạ lưu của một hệ thống sông lớn, các cửa sông có cấu tạo hình thái dạng phễu điển hình, có chế độ bán nhật triều, biên độ triều thuộc loại cao nhất nước 3 – 4 m Mặn xâm nhập sâu vào nội địa Mùa khô loại nước Chlorid chiếm phần lớn kênh rạch Tp Hồ Chí Minh

- Vì vậy, ngay trong vùng nước ngọt hoàn toàn tính chất của khu hệ thủy sinh vật nước ngọt cũng bị biến dạng Ở vùng nước lợ nhạt (S = 0,5 – 50/00) có tính chất pha trộn giữa thành phần nước ngọt, nước mặn xen với thành phần nước axit Và từ vùng nước lợ vừa (S = 5 – 18 0/00) và lợ mặn – mặn (S = 18 – 300/00) chỉ có thành phần nước mặn

- Đây là khó khăn cơ bản khi xác định các loài sinh vật chỉ thị và sử dụng các

chỉ tiêu sinh học đã có để đánh giá chất lượng nước từng vùng nước Tp Hồ Chí Minh

- Chính vì thế, khi dùng các chỉ số ô nhiễm và các chỉ số sinh học đã được sử dụng rộng rãi và có hiệu quả ở các nước Châu Âu và Bắc Mỹ như: Pantle and Buck (1955), Zelinka and Marvan (1961), Belgian biotic index và Trent biotic index (Woodiniss 1964) để đánh giá mức độ ô nhiễm của sông rạch Thành phồ Hồ Chí

Trang 28

Minh gặp rất nhiều khó khăn vì các loài thủy sinh vật được dùng cho các chỉ số nêu trên không có hoặc rất ít, cần thiết phải xác định mới giá trị ô nhiễm cho từng loài

chỉ thị cho các mức độ nhiễm bẩn khác nhau

- Việc nghiên cứu sinh vật chỉ thị để đánh giá nhiễm bẩn ở môi trường nước mặn ở nước ngoài chưa nhiều, các nghiên cứu ở trong nước trong giai đoạn sơ khai

- Nói cách khác, việc chọn lựa các chỉ tiêu sinh học và sinh vật chỉ thị từ vùng nước lợ nhạt đến vùng nước mặn cửa sông ở Tp Hồ Chí Minh là phải làm từ đầu và hoàn toàn mới

- Các dẫn liệu hoá lý đánh giá chất lượng nước sông rạch Tp Hồ Chí Minh tuy nhiều nhưng lại do nhiều đơn vị, nhiều người thu thập và phân tích ở các thời điểm, vị trí khác nhau, phương pháp thiết bị chưa thống nhất nên khi sử dụng để đối chiếu với các dẫn liệu sinh học gặp nhiều khó khăn

2.3.4 Phương pháp xác định các chỉ tiêu sinh học

Từ đặc tính của khối nước đã nêu ở trên, khi xây dựng các chỉ tiêu sinh học để đánh giá và phân vùng chất lượng nước hệ thống sông rạch Tp Hồ Chí Minh nhất thiết phải thực hiện ở cả 3 vùng nước Hydrocarbonat – Carbonat, Chlorid và Axit – Sulfat

• Xác định sinh vật chỉ thị cho vùng nước axit

- Dựa vào độ pH, độ axit (acidity), độ kiềm (alkalinity), sự phân bố và sự phát triển số lượng của các loài thủy sinh vật để xác định các loài sinh vật chỉ cho loại nước axit, bao gồm xác định sinh vật chỉ thị cho các mức độ axit hoá và các mức độ nhiễm bẩn hữu cơ ở vùng nước này tại Tp Hồ Chí Minh

Các kết quả phân tích về chất lượng nước ở sông rạch Tp Hồ Chí Minh và hạ lưu hệ thống sông Đồng Nai – Sài Gòn khi pH ≤ 5,5 thì HCO3- = 0 Từ đó, đề tài lấy ngưỡng pH = 5,5 để chia 2 bậc cho loại nước axit

Axit yếu : pH = 5,5 – 6,5 độ axit > độ kiềm

- Cơ sở khoa học để xác định các loài sinh vật chỉ thị cho các mức độ nhiễm bẩn ở vùng nước axit cao như sông Sài Gòn (quãng sông từ Bến Súc đến cầu Tân Thuận), kênh Thày Cai, kênh An Hạ, rạch Tra, kênh Xáng, kênh Ngang, kênh Liên

Trang 29

_

Vùng là sự biến đổi sâu sắc của hệ sinh thái cả ở tầng nước và nền đáy thuỷ vực trong quá trình đô thị hoá-công nghiệp hoá ở Tp Hồ Chí Minh và các tỉnh lân cận

Hai ví dụ điển hình có thể nêu:

- Sông Sài Gòn

- Kênh rạch khu vực dự án thuỷ vực Hóc Môn – Bắc Bình Chánh

Ví Dụ 1 : Sông Sài Gòn

Về sự biến đổi của hệ sinh thái thuỷ vực là quãng sông Sài Gòn từ cầu Phú Cường (thị xã Thủ Dầu Một) đến cầu Tân Thuận và các sông nhánh

- Hai điều kiện sinh thái cơ bản nhất biến đổi ở quãng sông này là:

+ Sự giảm độ mặn: trước khi xây dựng các hồ chứa nước, Dầu Tiếng, Trị An, Thác Mơ ở thượng nguồn, độ mặn của quãng sông này từ 4 – 8‰ Nay độ mặn cao nhất chỉ từ 1 - 2‰ - giới hạn thấp nhất của nước lợ nhạt

+ Sự gia tăng nguồn nước thải từ các khu dân cư, từ các xí nghiệp công nghiệp, các khu công nghiệp thuộc tỉnh Bình Dương, Thành phố Hồ Chí Minh vào những năm 1989 – 1990 màu nước sông Sài Gòn từ đục phù sa khi nước ròng và trong xanh khi nước lớn nay chuyển sang màu đục – xám, thậm chí khi nước ròng, nước có màu đen

Hệ sinh thái thuỷ sinh đã có những biến đổi sâu sắc cả trong tầng nước và nền đáy thuỷ vực

Một ví dụ dễ thấy nhất : khoảng những năm 90 của thế kỷ trước ở bến Nhà

Rồng là nơi câu tôm càng xanh (Macrobrachium rosenbergii) có năng suất cao, thì

nay từ bến Nhà Rồng đến cầu Sài Gòn nghề khai thác tôm bằng cào đáy chỉ thu

được loài tôm càng kích thước nhỏ Macrobrachium lanchesteri

Về động vật đáy: tương ứng với thời gian trên động vật đáy cũng biến đổi lớn về thành phần loài và số lượng Vào những năm 1988 – 1990, động vật đáy ở hai bờ sông Sài Gòn – khu vực bến Nhà Rồng – khác biệt rất lớn: ở bờ trái Thủ Thiêm chủ yếu gồm giun nhiều tơ họ Nereidae và Nephthydidae, ở bờ phải quận 1 chủ yếu là giun ít tơ họ Tubificidae và giun nhiều tơ thuộc hai họ nêu trên Ngày

nay, ở cả hai bờ ưu thế tuyệt đối là giun ít tơ Limnodrilus hoffmeisteri Hiện tượng

này kéo dài từ khu vực cầu Tân Thuận tới thị xã Thủ Dầu Một Quãng sông từ cầu

Bình Phước tới cầu Sài Gòn là nơi khai thác trùn chỉ (giun ít tơ – Limnodrilus

Trang 30

hoffmeisteri, Branchiura sowerbyi) của ngư dân cung cấp cho các cơ sở ương – nuôi

cá cảnh và cá giống ở thành phố và các tỉnh lân cận

Cùng thời gian trên ở tầng nước các loài thực vật phiêu sinh chỉ thị cho nước

axit Diatoma elongatum, hoặc loài nước lợ nhạt Coscinodiscus asteromphalus chiếm

ưu thế về số lượng Ngày nay, loài tảo silic chỉ thị cho môi trường nước giầu chất

hữu cơ Melosira granulata chiếm ưu thế

Ví Dụ 2 : Kênh rạch khu vực dự án thuỷ vực Hóc Môn – Bắc Bình Chánh

Về sự biến đổi các điều kiện sinh thái và hệ sinh thái kênh rạch khu vực dự án thuỷ lợi Hóc Môn – Bắc Bình Chánh bao gồm một phần Củ Chi (kênh Thày Cai, Rạch Tra) và Tây Nam Bình Chánh (rạch Chợ Đệm)

- Các điều kiện sinh thái biến đổi theo chiều hướng giảm độ mặn do các công trình ngăn mặn của dự án thuỷ lợi Hóc Môn – Bắc Bình Chánh và giảm mặn trên bình độ chung của hệ thống kênh rạch thành phố do các công trình thượng nguồn

- Sự gia tăng nguồn nước thải từ các khu cư dân, các khu công nghiệp và các

xí nghiệp nhỏ ở địa phương (nhà máy đường thủ công, sản xuất cồn từ mật mía và

rỉ đường) và từ thành phố chảy ra rạch Cần Giuộc và từ đó chảy lên các rạch ở khu vực khi triều cường

- Hệ sinh thái thuỷ sinh ở kênh rạch khu vực này đã biến đổi sâu sắc

+ Thực vật phiêu sinh

Số loài và tỷ lệ % số loài tảo lục và tảo mắt tăng

Số loài và tỷ lệ % số loài tảo silic giảm

Số lượng thực vật phiêu sinh (tế bào/m3) tăng

Số loài ưu thế giảm, độ đa dạng giảm

+ Động vật phiêu sinh :

Số loài và tỷ lệ (%) số loài trùng bánh xe tăng

Số loài giáp xác (râu ngành + chân chèo) giảm

Trang 31

_

Số lượng động vật phiêu sinh (con/m3) tăng

Số loài ưu thế giảm, độ đa dạng giảm

+ Động vật đáy :

Số loài ấu trùng, côn trùng tăng

Số loài giun nhiều tơ, nhuyễn thể, giáp xác giảm

Số lượng động vật đáy (con/m3) tăng

Số loài ưu thế nguồn gốc nước ngọt tăng Số loài ưu thế nguồn gốc nước biển giảm Độ đa dạng giảm

Sự biến đổi cấu trúc hệ sinh thái như trên là biểu hiện của sự giảm độ mặn và gia tăng độ nhiễm bẩn

• Xác định sinh vật chỉ thị cho vùng nước Hydrocarbonat – Carbonat

Dựa vào HCO3- < Ca2+ + Mg2+ < HCO3- + SO42- và các loài sinh vật ưu thế ở loại nước này phân bố trên quãng sông Đồng Nai từ cầu Hoá An lên hướng Trị An, trên sông Sài Gòn từ cầu bến Súc lên hồ Dầu Tiếng Dựa vào biến đổi hệ sinh thái thuỷ sinh ở sông Đồng Nai do tác động của nước thải sinh hoạt và nước thải công nghiệp từ các khu công nghiệp Biên Hoà 1, Biên Hoà 2, Linh Trung và nước thải từ các ao nuôi cá vùng bưng sáu xã Thủ Đức, từ các bè nuôi cá ở Tân Mai, Bến Gỗ

• Xác định sinh vật chỉ thị cho vùng nước Chlorid

- Xác định sinh vật chỉ thị cho vùng nước Chlorid thực chất là xác định sinh vật chỉ thị cho các mức độ xâm nhập mặn và khả năng di nhập của các loài sinh vật biển vào nội địa theo phân chia độ mặn của Constantinov (1967):

+ Vùng nước ngọt: S < 0,5 0/00

+ Vùng nước lợ nhạt: S: 0,5 – 5 0/00, có thể tới 8 0/00 – ngưỡng sinh lý chung cho động vật biển và động vật nước ngọt

Trang 32

+ Vùng nước lợ vừa: S = 5 – 18 0/00

+ Vùng nước lợ mặn – nước mặn: S ≥ 18 0/00

• Xác định sinh vật chỉ thị cho các mức độ nhiễm bẩn hữu cơ ở nước mặn

- Ở nước ngoài người ta đã khẳng định việc sử dụng các loài sinh vật nước

mặn làm sinh vật chỉ thị Loài giun nhiều tơ sống cố định Capitella capitata được

Reish (1970) phát hiện là ở bất kỳ chỗ nào có nhiều chất hữu cơ thì ở đó hầu như phổ biến loài này và được coi là chỉ thị vạn năng của ô nhiễm hữu cơ Tuy nhiên một số tác giả khác lại không nhất trí với ý kiến đó (Eagle và Rees, 1973; Grassle

1976 a, b, 1977) Theo Gray (1978-1981), Capitella capitata chỉ cho biết tình trạng

ô nhiễm toàn bộ hơn là tình trạng bắt đầu có ô nhiễm Vì vậy Gray khuyến cáo

không nên sử dụng Capitella capitata như là một loài chỉ thị ô nhiễm nặng

- Nhờ khả năng tích tụ các chất ô nhiễm từ nước của nhuyễn thể hai mảnh vỏ mà người ta đề xuất sử dụng hai mảnh vỏ trong chương trình giám sát ô nhiễm toàn cầu bằng cách phân tích nồng độ kim loại và các chất ô nhiễm hữu cơ trong phần

mềm của hai mảnh vỏ Như vậy, hai mảnh vỏ chỉ là công cụ tập hợp chất ô nhiễm

và được xác định bằng các phân tích hoá học

- Trong điều kiện cụ thể của Tp Hồ Chí Minh, đề tài đã và đang sử dụng thủy sinh vật nước mặn làm sinh vật chỉ thị ở mức độ loài, quần thể và quần xã, trong đó:

Mức độ loài: dùng các nhóm giun nhiều tơ (Polychaeta), giáp xác

(Crustacea), thân mềm (Mollusca), da gai (Echinodermata), trùng bánh xe

(Rotatoria) – chỉ một loài Brachionus plicatilis, giáp xác chân chèo (Copepoda)

Mức độ quần thể: số lượng loài ưu thế, quan hệ số lượng của quần thể các

loài giáp xác chân chèo kích thước nhỏ họ Oithonidae và các loài giáp xác chân chèo kích thước lớn họ Acartidae, Paracalanidae Mối quan hệ giữa sự phát triển quần thể của các loài giun nhiều tơ sống định cư (Sedentaria) và các loài sống tự

do (Errantia),

Nguyên tắc của việc xác lập các mối quan hệ này là khi một thủy vực hay một vùng nước bị nhiễm bẩn chất hữu cơ thì ở tầng nước tảo lam sợi (Cyanophyta) phát triển mạnh thu hẹp không gian di chuyển của các loài giáp xác chân chèo kích thước lớn, sự phát triển của chúng bị hạn chế Trong điều kiện đó cho các loài giáp xác chân chèo kích thước nhỏ sinh trưởng sinh sản và phát triển mạnh về số lượng

Trang 33

_

trở thành loài hay nhóm loài ưu thế Ở nền đáy thủy vực bị nhiễm bẩn hữu cơ, lớp

bùn đáy bề mặt chuyển dần từ màu nâu sang màu xám đen, đen có mùi hôi, oxy hoà tan ở tầng đáy giảm đã hạn chế sự sinh trưởng, sinh sản phát triển của các loài giun nhiều tơ sống bơi lội tự do (Errantia) là nhóm có nhu cầu oxy cao Các loài giun nhiều tơ sống cố định (Sedentaria) có nhu cầu oxy hoà tan thấp hơn, phát triển mạnh về số lượng trở thành loài ưu thế làm thay đổi cấu trúc số lượng của quần xã thủy sinh vật

Ở mức độ quần xã: xác định mối quan hệ giữa các nhóm loài cơ bản trong hệ

Trong môi trường nhiễm mặn, động vật biển và gốc biển nhạy cảm hơn và phản ứng nhanh hơn đối với sự tác động nguồn nước bị nhiễm bẩn Khi nguồn nước

bị nhiễm bẩn nặng, động vật thủy sinh vật nước mặn và gốc mặn bị hủy diệt hoàn toàn với một tốc độ nhanh Ngược lại, khi trải qua quá trình làm sạch ngắn thủy sinh vật hồi phục và bùng nổ số lượng nhanh hơn so với động vật nước ngọt Bằng chứng là ở kênh rạch nội thành, vùng ven và sông Thị Vải bị ô nhiễm trầm trọng, bùn đáy đen thối của các kênh rạch này đã hủy diệt hoàn toàn các loài động vật đáy còn động vật phiêu sinh gần như giảm hẳn Sau đó qua một quá trình tự làm sạch của nguồn nước kênh rạch làm mức độ nhiễm bẩn giảm đi một phần thì xảy ra hiện tượng bùng nổ số lượng của động vật thủy sinh vật ở cả tầng nước và nền đáy thủy vực

Hai ví dụ điển hình có thể nêu:

- Sông Thị Vải

- Hệ thống sông rạch vùng lõi Cần Giờ

Ví Dụ 1 : Sông Thị Vải

Sông Thị Vải là một hình mẫu quan trọng về sự biến đổi hệ sinh thái thuỷ vực nước mặn Trước tiên là sự thay đổi của các điều kiện sinh thái như chất lượng

Trang 34

nước và bùn đáy, theo đó là sự biến đổi cấu trúc thành phần loài và số lượng của các nhóm thuỷ sinh vật :

- Chất lượng nước : Có thể so sánh chất lượng nước trước tháng 7-1994 khi nhà máy sản xuất bột ngọt VEDAN đi vào sản xuất

ΣN : 0,738 – 4,5 mg/l

ΣP : 0,147 – 0,862 mg/l

- Khi nhà máy sản xuất bột ngọt VEDAN đi vào sản xuất thì hệ động vật đáy có sự thay đổi tuy chậm hơn so với động – thực vật phiêu sinh nhưng lại rất sâu sắc

- Khởi đầu là giun nhiều tơ sống định cư xuất hiện nhiều hơn so với trước về thành phần loài và số lượng Tháng 1 – 1995, những tháng đầu của quá trình nhiễm bẩn hữu cơ từ khu công nghiệp Gò Dầu ở sông Thị Vải, trong số 10 điểm

thu mẫu chỉ 1 điểm giáp xác Apseudes vietnamensis (Tanaidacea), 2 mẫu giun nhiều tơ sống tự do (Polychaeta – Errantia) chiếm ưu thế, các điểm còn lại giun

nhiều tơ sống định cư (Polychaeta Sedentaria) chiếm ưu thế

- Tới nay, trải qua gần 10 năm chịu tác động nhiễm bẩn của các khu công nghiệp trong lưu vực, bùn đen thối từ rạch Nước Lớn (nơi nguồn thải của nhà máy sản xuất tinh bột khoai mì) đã chuyển ngược lên về phía thượng nguồn sông Thị Vải 2km và xuống hạ lưu tới khu vực của rạch Mương và cảng dầu của Trạm nhiệt điện Phú Mỹ, huỷ diệt hoàn toàn khu hệ động vật đáy ở quãng sông này Động vật đáy chỉ tồn tại ở bãi vùng bán ngập khi nước lớn

- Giun nhiều tơ sống định cư ưu thế về thành phần loài và số lượng Trong đó các loài thuộc các họ Spionidae, Ampharetidae, Terebellidae giữ vai trò chủ đạo

Ví Dụ 2 : Hệ thống sông rạch vùng lõi huyện Cần Giờ

Sông rạch huyện Cần Giờ chịu ảnh hưởng lớn của chế độ thuỷ triều từ Biển Đông, trên sông rạch có các điểm giáp nước Nhờ các điểm giáp nước, sông rạch vùng lõi Cần Giờ ít chịu ảnh hưởng trực tiếp dòng nước từ thượng nguồn mà chịu ảnh hưởng chính từ dòng triều Biển Đông Vì thế vùng lõi của huyện Cần Giờ có

Trang 35

_

các điều kiện sinh thái (độ mặn, chất lượng nước ) tương đối ổn định, ít chịu ảnh hưởng từ nguồn nước của các dòng sông chính (Nhà Bè, Lòng Tàu, Gò Gia, Thị Vải)

Những năm gần đây, nghề nuôi tôm sú theo hướng công nghiệp và bán công nghiệp phát triển mạnh ở Cần Giờ (từ Bình Khánh tới An Thới Đông, Lý Nhơn, Long Hoà, Cần Thạnh, Thạnh An, Tam Thôn Hiệp) Nguồn nước và bùn đáy giầu và nhiễm chất hữu cơ từ các ao nuôi tôm thường xuyên xả ra sông rạch đã làm biến đổi chất lượng nước và hệ sinh thái thuỷ sinh ở sông rạch vùng lõi huyện Cần Giờ

Động vật phiêu sinh trước đây ưu thế là giáp xác chân chèo Paracalanus parvus, Acartia clausi thì nay ưu thế là Oithona similis và Nauplius copepoda, tương

tự như ở các khu vực bị nhiễm bẩn vùng sông Thị Vải hay trong ao nuôi tôm

Thực vật phiêu sinh : Trước đây ưu thế là Coscinodiscus và Chaetoceros, Dytilum sol , nay là Gonyaulax verior, Paralia sulcata, Alexandrium, Pseudogonyaulax, Skeletonema costatum, Oscillatoria raoi, Melosira granulata, Cydidiopis acus

Động vật đáy : Trước đây ở sông rạch vùng lõi Cần Giờ, các loài giun nhiều

tơ sống tự do và các loài giáp xác Amphipoda, Isopoda, Tanaidacea, nhuyễn thể

hai mảnh vỏ Aloidis, Leda chiếm ưu thế, Nephthys polybranchia, Scoloplos armiger, Maldane sarsi, số lượng giáp xác Amphipoda tăng mạnh Nguồn nước và bùn đáy

giầu chất hữu cơ đã kích thích sự tăng số lượng thuỷ sinh vật Nói cách khác là sự khởi đầu của quá trình nhiễm bẩn hữu cơ

• Các kiểu (type) sinh vật chỉ thị

- Các kiểu (type) sinh vật chỉ thị được xác định để đánh giá chất lượng nước Thành phố Hồ Chí Minh gồm:

+ Loài chỉ thị

+ Quần thể chỉ thị

+ Quần xã chỉ thị

• Các nhóm được chọn làm sinh vật chỉ thị

- Các nhóm được chọn làm sinh vật chỉ thị gồm:

+ Vi tảo (Microalgae) thực vật phiêu sinh và thực vật bám

Trang 36

+ Thực vật lớn (Macrophyta)

+ Necton: tôm, cua (Crustacea - Decapoda)

+ Động vật không xương sống cỡ nhỏ: Rotatoria, Cladocera, Copepoda, Ostracoda, Phyllopoda

+ Động vật không xương sống cỡ lớn: Polychaeta, Oligochaeta, Crustacea, Mollusca, Echinodermata

• Xác định mức độ nhiễm bẩn hữu cơ theo hệ thống 4 bậc

Trong lịch sử phát triển phân loại độ bẩn của thủy vực thì hệ thống xác định độ nhiễm bẩn của Kolkwitz and Marsson (1902, 1911) gồm 4 bậc:

- Polysaprobic : rất bẩn

- α - Mesosaprobic : bẩn vừa mức α

- β - Mesosaprobic : bẩn vừa mức β

- Oligosaprobic : ít bẩn

Hệ thống xác định độ nhiễm bẩn này ra đời thuộc loại sớm nhất Sau đó, Forbes and Richardson (1913), Richardson (1921, 1925), Whipple (1927) cũng xây dựng hệ thống đánh giá ô nhiễm theo 4 bậc Sladecek (1965) xây dựng hệ thống phân loại độ bẩn của môi trường nước phức tạp hơn nhiều gồm:

- Katharobic - nước rất sạch

- Eusaprobic: Isosaprobic, Metasaprobic, Hypersaprobic, Ultrasaprobic

- Transsaprobic: Antisaprobic, Radiosaprobic hay Toxic radioactive waste

water

- Limnosaprobic tương ứng với hệ thống 4 bậc: Oligosaprobic, β -

Mesosaprobic, α - Mesosaprobic, Polysaprobic

Trong trường hợp Tp Hồ Chí Minh, đề tài sử dụng hệ thống phân loại 4 bậc của Kolkwitz and Marsson (1902, 1911):

- Polysaprobic

- α - Mesosaprobic

- β - Mesosaprobic

- Oligosaprobic

Trang 37

_

Hệ thống bậc này tương ứng với hệ thống phân loại chất lượng nước theo 5 bậc do Lê Trình đề xuất cho lưu vực sông Đồng Nai – Sai Gòn (1996, 1998, 2003) Theo đó nguồn loại I (ô nhiễm rất nhẹ, không có trong hệ thống 4 bậc này) Nguồn loại II (ô nhiễm nhẹ) nguồn loại III (ô nhiễm trung bình), nguồn loại IV (ô nhiễm nặng) và nguồn loại V (ô nhiễm rất nặng)

Hệ thống phân loại độ bẩn này ra đời từ đầu thế kỷ nhưng cho đến nay hệ thống này vẫn còn được sử dụng rộng rãi ở nhiều nước trên thế giới và được các tổ chức UNESCO, WHO, UNEP giới thiệu để các quốc gia sử dụng trong đánh giá chất lượng nước (Water Quality Assessment – Chapman & Hall - 1992)

- Hệ thống này đơn giản dễ sử dụng, phù hợp với tình trạng môi trường nước sông rạch Thành phố Hồ Chí Minh không còn loại nước sạch theo quan niệm của Sladecek (1965): loại Katharobic = very clean water (nước rất sạch)

- Cách phân chia 4 hạng độ bẩn của hệ thống khá rạch ròi, dễ dàng trong việc chọn lựa và sắp xếp sinh vật chỉ thị vào các thang bậc của hệ thống

- Các nhóm thủy sinh vật được chọn làm sinh vật chỉ thị cho từng bậc độ bẩn trong hệ thống phân loại của Kolkwitz and Marson (1902, 1911) phân bố rộng dễ thu thập, dễ nuôi có thể định loại đến mức độ loài

- Tuy nhiên cần lưu ý là các hệ thống phân loại và các chỉ số đánh giá độ bẩn đã và đang dùng ở Âu – Mỹ chỉ có thể áp dụng cho môi trường nước ngọt (S < 1

0/00) nơi có các loài thủy sinh vật nước ngọt chính thức sống gồm: Algae, Protozoa, Oligochaeta, Rotatoria, Cladocera, Insecta larva, Mollusca và Crustacea Khi sử dụng hệ thống phân loại và các chỉ số sinh học mà các tác giả Châu Âu, Châu Mỹ đã dùng để đánh giá chất lượng nước sông rạch Thành phố Hồ Chí Minh là các thủy vực thường bị nhiễm mặn hoặc gốc mặn nên trong thành phần loài thủy sinh vật ở sông Đồng Nai từ Long Đại đến chân thác Trị An, quãng sông Sài Gòn từ cầu Bình Phước đến chân đập Dầu Tiếng, sông rạch ở Hóc Môn, Củ Chi, vùng Bưng Sáu xã Thủ Đức có sự pha trộn giữa thủy sinh vật nước ngọt và thủy sinh vật nước mặn thuộc các nhóm Polychaeta, Crustacea, Amphipoda Ở nhiều điểm thu mẫu các loài nguồn gốc biển lại chiếm ưu thế tuyệt đối về số lượng (Long Hoà gần cầu Đồng Nai)

- Thành phần động vật đáy từ nơi hợp lưu giữa sông Sài Gòn và sông Đồng Nai (Cát Lái – Đèn Đỏ) tới các cửa sông quanh năm chỉ gồm các loài nguồn gốc biển Mùa khô, thành phần phiêu sinh động vật cũng có hiện tượng tương tự

Trang 38

Có thể thấy rằng, các loài thủy sinh vật nguồn gốc biển di nhập nội địa phải là

một nhóm quan trọng trong thành phần sinh vật chỉ thị đánh giá chất lượng nước

ở hệ thống sông rạch Thành phố Hồ Chí Minh

Trang 39

_

CHƯƠNG BA KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

3.1 CẤU TRÚC THÀNH PHẦN LOÀI VÀ PHÂN BỐ CỦA THUỶ SINH VẬT

Tổng hợp kết quả khảo sát của đề tài cùng các dẫn liệu đã thu được từ trước đến nay, chúng tôi lập danh mục thành phần loài cơ bản và phổ biến trong các thuỷ vực Tp Hồ Chí Minh

Thực vật phiêu sinh : 851 loài (Phụ lục 4)

Động vật phiêu sinh: 139 loài và 12 dạng ấu trùng (Phụ lục 5)

Động vật đáy – động vật không xương sống cỡ lớn ở đáy: 140 loài(Phụ Lục 6, Phụ lục 7 và Phụ lục 8)

Từ ngã ba Đèn Đỏ – Cát Lái, rạch Phú Xuân, ngã ba kênh Cây Khô – rạch Cần Giuộc, vào mùa khô, hoàn toàn không xuất hiện các loài thuỷ sinh vật nước ngọt Chỉ từ nửa sau mùa mưa (tháng 8,9) một số ít loài phiêu sinh nước ngọt đi xuống tới khu vực trạm 5 trên sông Lòng Tàu, Cửa kênh Lộ trên sông Nhà Bè, khu vực Hưng Long trên rạch Cần Giuộc, rạch Phú Xuân, ngã ba kênh Cây Khô Một số rất ít loài di chuyển đến cửa sông Vàm Cỏ – Phía Tây huyện Cần Giờ

Các loài thuỷ sinh gốc biển gồm các loài tảo Silic thuộc chi Coscinodiscus, giáp xác chân chèo chi Schmackeria, các loài giun nhiều tơ chi Namalycastis, Nephthys di nhập tới khu vực Thiện Tân trên sông Đồng Nai, thị trấn Dầu Tiếng

trên sông Sài Gòn, ngã ba kênh Ngang – kênh An Hạ khu vực Bình Lợi, có thể coi những địa điểm trên là nơi di nhập xa nhất vào nội địa của các loài thuỷ sinh vật gốc biển ở vùng hạ lưu sông Đồng Nai – Sài Gòn

Ngày nay, vùng phân bố của các loài thuỷ sinh vật gốc biển có xu hướng lùi về phía của sông do hai nguyên nhân :

- Độ mặn giảm ở các dòng sông trên bình diện chung do việc xây dựng các hồ chứa đầu nguồn

- Mức độ nhiễm bẩn tăng do qua trình đô thị hoá, công nghiệp hoá làm giảm các loài thuỷ sinh vật gốc biển – những loài có khả năng chống chịu kém hơn so với các loài nước ngọt Các loài giun ít tơ có khả năng chống chịu với mức độ nhiễm bẩn cao hơn so với các loài giáp xác và giun nhiều tơ gốc biển, phát triển

Trang 40

bùng nổ về số lượng và chiếm ưu thế tuyệt đối ở các kênh rạch bao quanh thành

phố Các loài giun nhiều tơ Bispira polymorpha, Potamilla leptochaeta trước đây

ưu thế tuyệt đối ở khu vực cầu Bình Phước, rạch Chợ Đệm, kênh Ngang nay chỉ xuất hiện không nhiều ở kênh An Hạ – khu vực Đức Hoà (Long An) và một số kênh rạch Nam Sài Gòn

- Căn cứ vào khả năng di nhập nội địa và phân bố của các loài thuỷ sinh vật gốc biển và độ mặn, ta có thể phân vùng môi trường nước hệ thống sông rạch Thành phố Hồ Chí Minh Các nhóm loài sinh vật biển đã sử dụng:

+ Tảo : Silic (Bacillariophyta), các chi Coscinodiscus, Skeletonema, Chaetoceros

+ Động vật phiêu sinh : giáp xác chân chèo họ Acartiidae, họ Pseudodiaptomidae

+ Động vật không xương sống cỡ lớn ở đáy : giun nhiều tơ chi Namalycastis (Nereidae) và chi Nephthys (Nephthydidae)

Trên cơ sở phân tích cấu trúc thành phần loài ở các vùng thuỷ vực, loài chỉ thị, loài ưu thế và sự phát triển số lượng của thuỷ sinh vật, chúng tôi xây dựng :

a Hệ thống các loài chỉ thị cho từng vùng, từng loại thuỷ vực với các mức độ nhiễm mặn, nhiễm phèn và nhiễm bẩn

b Hệ thống phân vùng môi trường phân loại nhiễm bẩn hữu cơ theo 4 bậc cho từng vùng nước Thành phố Hồ Chí Minh

c Các chỉ số sinh học được dùng để đánh giá chất lượng môi trường nước sông rạch Thành phố Hồ Chí Minh

+ Chỉ số ô nhiễm Pantle – Buck (1955)

+ Chì số đa dạng Shannon – Wiener (1948)

+ Chỉ số cân bằng Pielou (1966)

+ Chỉ số ưu thế Berger – Parker (1970)

+ Chỉ số tương đồng Sorensen (1948)

Định dạng
Số trang	88
Dung lượng	632,17 KB