Khảo sát nhóm động vật không xương cỡ lớn ở đáy để đánh giá chất lượng môi trường nước sông đồng nai đoạn chảy qua thành phố biên hòa tỉnh đồng nai 2011

1 H U TE C H MỞ ĐẦU Tính cần thiết đề tài Để đánh giá chất lượng môi trường nước, ngồi việc dựa vào thơng số hóa lý, vi sinh cịn dựa kết khảo sát nhóm thủy sinh Tại Đồng Nai, từ năm 1998, trạm quan trắc môi trường Đồng Nai (tiền thân trung tâm Quan trắc Kỹ thuật Môi trường Đồng Nai) tiến hành khảo sát khu hệ thủy sinh vật sơng, hồ tỉnh Đồng Nai Tuy nhiên, kết khảo sát thủy sinh dừng lại việc tham khảo trì số liệu Để có sở việc đề xuất biện pháp quan trắc chất lượng nước sử dụng đồng thời hai mảng quan trắc trên, tác giả thực nghiên cứu dựa nhóm động vật không xương sống cỡ lớn với đề tài: “Khảo sát nhóm động vật khơng xương sống cỡ lớn đáy đánh giá chất lượng nước sông Đồng Nai đoạn chảy qua thành phố Biên Hòa, tỉnh Đồng Nai năm 2011” Mục đích nghiên cứu Đề tài thực nhằm góp phần vào việc hồn thiện phương pháp quan trắc, phục vụ cho việc quan trắc môi trường nước địa bàn tỉnh Đồng Nai Nội dung - Đánh giá trạng chất lượ ạn sông thông qua yếu tố môi trường (kết ) - Cấu trúc thành phần loài khảo sát được: số loài, mật độ, loài ưu ỉ số ưu g Phạm vi nhiên cứu: Đối tượng: Đề tài khảo sát nhóm ĐVKXS cỡ lớn đáy sống vùi bên bề mặt trầm tích đáy sông Thời gian khảo sát: từ tháng 04/ 2011 đến tháng 08/2011 Khu vực khảo sát: Sông Đồng Nai chảy qua TP Biên Hòa cầu Hóa An - xã Hóa An, TP Biên Hịa đến cầu Đồng Nai - phường Long Bình Tân, TP Biên Hịa Đây đoạn sơng bị ảnh hưởng nhiều yếu tố hoạt động xả thải dân cư, khu công nghiệp, hoạt động nuôi cá bè công nghiệp, đoạn cung cấp nước cho nhà máy nước Biên Hòa H U TE C H CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Cơ sở lựa chọn nhóm ĐVKXS cỡ lớn đáy để khảo sát Đối tượng khảo sát nhóm ĐVKXS cỡ lớn sống đáy sông Là tập hợp ĐVKXS thủy sinh sống đáy thủy vực, số sống bám vào giá thể, chịu nhiều tác động từ yếu tố hóa lý nước tích tụ, lắng đọng chất đáy Sự tồn phát triển chúng phụ thuộc vào môi trường nước nhiều Tùy theo mức độ nhiễm có nhóm phát triển, khơng thích ứng hay nhóm sinh vật khu hệ dấu hiệu cho thấy xu hướng diễn biến mơi trường Chu kì sống chúng thường kéo dài đến tuần, chúng cho ta nhìn thấy chất lượng mơi trường nước khoảng thời gian Những loài khác ấu trùng trùng, lồi sâu, giun, nhuyễn thể, lồi khơng xương sống cỡ lớn khác thường có vịng đời dài tháng, chí tới vài năm, cho ta nhìn chất lượng mơi trường nước xa khứ (G.Friedrich; D.Chapman; A.Beim,1992 : Water Quality Assessments) Đối với trang thiết bị dụng cụ trường yêu cầu chủ yếu cạp bùn cho lấy diện tích bùn đáy u cầu 0,1m2 Với trang thiết bị yêu cầu phịng thí nghiệm để phân tích, định loại cần có kính lúp cầm tay, kính hiển vi soi nổi, nhíp gắp, kim tài liệu để định loại Điểm khó khăn khảo sát nhóm sở định danh lồi Vì cơng tác khảo sát định loại nhóm lồi tiến hành Việt Nam cho nhóm năm gần đây, chuyên gia chuyên nghiên cứu cho giống họ nên tài liệu phân loại tiếng Việt hạn chế 1.2 Ứng dụng ĐVKXS cỡ lớn đáy quan trắc sinh học giới 1.2.1 Trên giới 1.2.2 Anh 1.2.3 Mỹ 1.2.4 Bỉ 1.2.5 Châu Á 1.2.6 Lưu vực sông Mê Công Từ năm 1980, Ủy hội sông Mê Công, (Mekong river commission-MRC) quan tâm đến quan trắc Sinh học quản lý tài nguyên nước Năm 2010, NMC xuất “Phương pháp quan trắc sinh học cho hạ lưu vực Mê Công” Đây tài liệu mơ tả chi tiết chương trình quan trắc trình tự phải tuân thủ việc đánh giá vị trí, lấy mẫu thực địa, cơng việc phịng thí nghiệm, phân tích liệu viết báo cáo 1.2.7 Việt Nam 1.2.7.1 Miền Bắc 1.2.7.2 Miền Nam 1.2.7.3 Tỉnh Đồng Nai Từ năm 1998, trạm quan trắc môi trường Đồng Nai (tiền thân Trung tâm Quan trắc Kỹ thuật Môi trường Đồng Nai) quan tâm khảo sát khu hệ thủy sinh để bổ sung vào kết quan trắc chất lượng nước định kỳ năm địa bàn tỉnh Đồng Nai Tại thủy vực, nhóm khảo sát cấu trúc, thành phần loài, loài ưu thế, số số H’, số tương đồng Công tác quan trắc, khảo sát tiến hành hai đợt: mùa khơ mùa mưa Các kết khảo sát có đưa nhận định đánh giá chất lượng môi trường nước vị trí dựa kết tính tốn số H’ Tuy nhiên có tồn thơng qua q trình khảo sát Do đó, kết khảo sát khu hệ thủy sinh vật năm cịn mang tính chất tham khảo trì số liệu, chưa xâu chuỗi, gắn kết với 1.3 Các số sinh học thường sử dụng quan trắc sinh học 1.3.1 Các số sinh học 1.3.1.1 Chỉ số sinh học Trent (Cairns) (1968) 1.3.1.2 Chỉ số sinh học Chandler (Chandler, 1970) 1.3.1.3 Chỉ số sinh học BMWP (Biological Monitoring Working Party Score) 1.3.1.4 Chỉ số thể đa dạng quần xã sinh vật 1.3.1.5 , 1948 (Similarity index) 1.3.1.6 Chỉ số ưu 1.3.1.7 Đánh giá sức khỏe sinh thái sông CHƯƠNG ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN 2.1 Điều kiện thủy văn - sơng ngịi tỉnh Đồng Nai 2.1.1 Điều kiện thủy văn 2.1.1.1 Tình hình thủy văn mùa khơ 2.1.1.2 Tình hình thủy văn mùa lũ 2.1.2 Hệ thống sơng ngịi H U TE C H 2.1.2.1 Sông Đồng Nai 2.1.2.2 Sông Thị Vải 2.2 Hiện trạng khu công nhiệp địa bàn tỉnh Đồng Nai 2.3 Điều kiện địa lý tự nhiên TP Biên Hịa 2.4 Thực trạng mơi trường nước sơng Đồng Nai 2.4.1 Các nguồn gây ô nhiễm nước 2.4.2 Diễn biến chất lượng nước sông Đồng Nai giai đoạn 2006 - 2010 Xét tổng thể, nước sông Đồng Nai sử dụng cho mục đích cấp nước sinh hoạt có biện pháp xử lý phù hợp mục đích khác khu vực thượng nguồn (đoạn 1) có xu hướng giảm đến khu vực bến đò Bà Miêu xã Thạnh Phú (đoạn 2) Chất lượng nước sơng Đồng Nai đoạn chảy qua TP Biên Hịa (đoạn 3) có số tiêu, có thời điểm chưa hồn tồn đảm bảo u cầu cho mục đích cấp nước sinh hoạt 2.4.3 Các khu vực bị ô nhiễm sông Đồng Nai CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 Mục đích 3.1.1 Mục đích nghiên cứu - Chất lượng nước sông Đồng Nai đoạn chảy qua TP Biên Hịa mùa khơ mùa mưa - Khả đánh giá chất lượng nước dựa nhóm ĐVKXS cỡ lớn đáy - Ưu, nhược điểm số sinh học đánh giá trạng chất lượng môi trường nước mặt sông Đồng Nai đoạn chảy qua TP Biên Hòa 3.1.2 Kết thu đề tài - Hiện trạng chất lượ ạn sông thông qua yếu tố môi trường (kết ) - Cấu trúc thành phần loài khảo sát được: số loài, mật độ, loài ưu ỉ số ưu 3.1.3 Phạm vi khảo sát đề tài 3.1.3.1 Vị trí thu mẫu Bảng 3-1: Vị trí khảo sát (Nguồn: Trung tâm Quan trắc Kỹ thuật Môi trường Đồng Nai) Tọa độ VN 2000 STT Vị trí khảo sát, thu mẫu Ký hiệu mẫu X Y Cầu Hóa An N-SĐN-8 0396503 1210837 Nhà máy nước Biên Hịa N-SĐN-9 0396336 1210613 Cầu Rạch Cát, vị trí đầu nguồn nước làng cá bè Tân N-SĐN-10 0398696 1209361 Mai ển –Đình Tân Mai, vị trí làng cá bè N-SĐN-11 040065 1210965 Tân Mai, nơi tiếp nhận nước từ suối, rạch nhỏ suối Săn Máu, rạch 6A, cống thải Tân Mai (CT-TM), Rạch cầu bào Khu vực gần C.ty Proconco,vị trí cuối làng cá bè, tiếp N-SĐN-12 0401058 1209001 nhận nước từ rạch Cầu Ơng Gia Gần C.ty Ajinomoto, vị trí hợp lưu lại sông Đồng N-SĐN-13 0400434 1208554 Nai Cầu Đồng Nai N-SĐN-14 0400255 1205392 Hình 3-1: Bản đồ vị trí thu mẫu H U TE C H 3.1.3.2 Đặc điểm vị trí khảo sát 3.1.4 Thời gian khảo sát Đề tài khảo sát nhóm ĐVKXS cỡ lớn đáy thực làm hai đợt năm 2011 tương ứng với hai mùa năm: mùa khô mùa mưa 3.1.5 Các yếu tố môi trường khảo sát 26 thơng số hóa lý – vi sinh/1 mẫu Các thông số môi trường Trung tâm Quan trắc Kỹ thuật Môi trường Đồng Nai thực 3.2 Phương pháp thực 3.2.1 Phương pháp đo đạc nhanh trường 3.2.2 Phương pháp thu mẫu nước trường 3.2.3 Phương pháp thu mẫu ĐVKXS cỡ lớn đáy khảo sát bề mặt đáy M bùn kiểu Petersen (gàu đáy) 0,025m2 ghép thành mẫu đơn, phủ tổng diện tích thu mẫu 0,1m (Hình 3-2) Khảo sát bề mặt đáy: Thành phần học đáy sông mô tả bảng 3-3 Bảng 3-3: Mô tả đặc điểm bề mặt đáy sơng (Nguồn: Lê Văn Khoa) Kích thước Loại Mô tả hạt Cấu trúc mềm không gây trầy da tay chà Bùn/sét 64mm Kích thước nửa nắm tay lớn Nền đá Phần trồi lên đá Hạ gàu thu mẫu xuống đáy sông Kéo gàu lên, thả tất vào sang Kiểm tra tính chất bề mặt đáy U TE C H Gàu thu mẫu ĐVKXS cỡ lớn đáy Mẫu bổ sung formande hyde để bảo quản H Thu tất mẫu vào lọ Kính hiển vi soi phân tích Namalycastis longicirris (chụp phịng thí nghiệm kính hiển vi) Hình 3-2: Q trình thu phân tích mẫu ĐVKXS cỡ lớn đáy 3.2.4 Phương pháp bảo quản mẫu Mẫu ĐVKXS cỡ lớn đáy bảo quản formandehyde có nồng độ cuối 5% phải thay ethanol 95% (nồng độ ethanol không thấp 70%) Dụng cụ bảo quản hũ nhựa 500ml Phương pháp bảo quản mẫu nước trường thực theo TCVN 6663-3:2008 3.2.5 Phương pháp phân tích phịng thí nghiệm 3.2.5.1 - vi sinh Các phương pháp phân tích hóa lý - vi sinh thực trung tâm Quan Trắc Kỹ Thuật Môi trường tỉnh Đồng Nai 3.2.5.2 Phương pháp phân tích ĐVKXS cỡ lớn đáy Toàn cá thể thu định danh đếm kính hiển vi soi có độ phóng đại 10 - 45 lần Các nhóm Oligochaeta, Gastropoda, Bivalvia nói chung định danh tới mức lồi Các nhóm trùng Crustacea (đối với cua) định danh tới mức giống 3.3 Phương pháp phân tích số liệu 3.3.1 Số liệu kết hóa lý, vi sinh xác định trạng môi trường nước Số liệu kết phân tích hóa lý, vi sinh chuyển kết trung bình thơng số vị trí Sau so với Quy chuẩn Việt Nam (QCVN 08:2008/BTNMT) cột A2 Biểu diễn thông số hóa lý vi sinh hai mùa: mùa khơ (tháng 04/2011) mùa mưa (tháng 08/2011) cách lập đồ thị Đối với thông số vi sinh, biểu diễn đồ thị dựa kết chuyển đổi sang số logarit để thấy diễn biến vị trí Tính số WQI lập đồ thị biểu diễn hai mùa 3.3.2 Số liệu kết ĐVKXS cỡ lớn đáy Xác định số lượng cấu trúc, mật độ thành phầ Sự thay đổi mùa Số lượng cá thể mẫu nhân với 10 để tính số lượng con/m2 Tính số sau: Chỉ số ưu Berger – Parker D = Nmax / N (3.4) Chỉ số tương đồng: Soresen S = 2Nc/Ni + Nj S n (n − 1) D = 1− ∑ i i i =1 N ( N − 1) (3.5) ni Chỉ số đa dạng Shannon – Wienner (H’) ' = − n ni log2 N H ∑ i =1 N 1948 Trong : = S-1 LnN (3.8) Nmax: tổng số cá thể lồi có số lượng cao U TE ni d (3.7) C Chỉ số đa dạng Margalef (d) (3.6) H Chỉ số đa dạng Simpson Ni, Nj , j H 3.3.3 Phân tích mối tương quan Mối tương quan biến xác định thông qua hệ số tương quan bình phương R2 Trong đề tài hệ số R2 tính cách vẽ đồ thị dạng phân tán (Scatter Diagram) phần mềm Excel 2007, sau chọn hiển thị đường biểu diễn hồi qui tuyến tính (regression line) giá trị R2 Bảng 3-7: Các giá trị tương quan theo R2 Giá trị R2 Mối tương quan R < 0,3 Tương quan mức thấp 0,3 ≤ R2 < 0,5 Tương quan mức trung bình 0,5 ≤ R2 < 0,7 Tương quan chặt chẽ 0,7 ≤ R2 < 0,9 Tương quan chặt chẽ 0,9 ≤ R2 ≤1 Tương quan chặt chẽ CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN H U TE C H 4.1 Đặc điểm lý, hóa học mơi trường nước điểm khảo sát 4.1.1 Diễn biến thông số Thông qua kết quan trắc chất lượng nước sông cho thấy chất lượng nước lưu vực sông Đồng Nai đoạn chảy qua TP Biên Hòa thủy vực chịu tác động ô nhiễm nặng Chất lượng nước mùa khô (tại thời điểm thu mẫu) tốt mùa mưa Càng cuối dòng chảy chất lượng nước 4.1.2 Chỉ số WQI Kết tính WQI vị trí qua đợt khảo sát thể bảng 4-2 Bảng 4-2: Chỉ số WQI vị trí (Nguồn: Hoàng Thị Hiệp) Ký hiệu mẫu WQI Tháng WQI Tháng Vị trí thu mẫu Cầu Hóa An N-SĐN-8 68 73 Nm nước Biên Hòa N-SĐN-9 72 84 Cầu Rạch Cát N-SĐN-10 92 32 Bến đò Long Kiển N-SĐN-11 54 30 C.ty Proconco N-SĐN-12 33 18 C.ty Ajinomoto N-SĐN-13 56 17 Cầu Đồng Nai N-SĐN-14 35 17 Hình 4-2: Biểu đồ số chất lượng nước WQI Nguồn: Hoàng Thị Hiệp Đặc điểm thể số WQI hai mùa cho thấy chất lượng nước có xu hướng giảm dần theo dịng chảy Ở vị trí phía đầu nguồn, chất lượng nước mức cao, gần ngưỡng sử dụng cho mục đích cấp nước sinh hoạt cần biện pháp xử lý phù hợp 4.2 Kết khảo sát bề mặt đáy Kết khảo sát bề mặt đáy mô tả theo bảng 4-4 Kết khảo sát bề mặt đáy cho thấy khơng có khác biệt nhiều tính chất đáy hai mùa Nền đáy khảo sát chủ yếu mang tính chất cát Bảng 4-4: Kết khảo sát bề mặt đáy Vị trí thu mẫu Ký hiệu mẫu Tháng Tháng Cầu Hóa An N-SĐN-8 Cát, mùn bùn Cát, mùn bùn, vỏ, rễ Nm nước Biên Hòa N-SĐN-9 Cát, mùn bùn, vỏ Cát, mùn bùn Cầu Rạch Cát N-SĐN-10 Sỏi, cát Sỏi, mùn bùn, rễ Bến đò Long Kiển N-SĐN-11 Cát, bùn, mùn bùn Bùn, cát, mùn bùn C.ty Proconco N-SĐN-12 Cát, mùn bùn Bùn, cát, mùn bùn C.ty Ajinomoto N-SĐN-13 Cát, sỏi, mùn bùn Bùn, mùn bùn Sỏi, cát, đá mi xanh Sỏi, đá mi, đá xanh (đá xây Cầu Đồng Nai N-SĐN-14 (đá xây dựng) dựng) 4.3 Kết khảo sát ĐVKXS cỡ lớn đáy 4.3.1 Cấu trúc thành phần loài, mật độ loài ưu 4.3.1.1 Cấu trúc thành phần loài Tổng số loài sau khảo sát qua hai đợt ghi nhận 28 lồi, có 19 lồi xuất vào mùa khơ 23 lồi xuất vào mùa mưa Thành phần nhóm liệt kê bảng 4-5 Các loài xuất tập trung chủ yếu ngành chính: thân mềm (Mollusca), giun đốt (Annelida), chân khớp (Arthropoda) Bảng 4-5: Thành phần nhóm ĐVKXS cỡ lớn Mùa khô Mùa mưa Lớp Mùa khô Mùa mưa (Class) Số Tỷ Số Tỷ Số Tỷ Số Tỷ lượng lệ lượng lệ lượng lệ lượng lệ (%) (%) (%) (%) MOLLUSCA 11 58 11 48 Gastropoda 03 16 02 Bivalvia 08 42 09 39 Ngành (Phyllum) ANNEILIDA 04 21 05 22 Polychaeta Oligochaeta 02 10,5 02 10,5 03 02 13 ARTHROPODA 04 21 07 30 Insecta Crustacea 03 01 16 06 01 26 100 23 100 19 100 23 100 Tổng cộng 19 H U TE C H Có khác biệt số lồi ngành hai mùa: - Mùa khơ số lồi thấp mùa mưa - Có thay đổi thành phần loài: Sự khác biệt thành phần loài phản ánh rõ rệt thay đổi chất lượng nguồn nước hai mùa Mùa mưa tập trung nhiều loài ưa ô nhiễm hữu cơ, phù hợp với chất lượng nguồn nước thời điểm hàm lượng ô nhiễm hữu cao thuận lợi cho sinh trưởng, phát triển thủy sinh Số lồi thu mẫu (