Báo cáo nghiên cứu khoa học: "Đánh giá nhanh chất lượng môi trường nước qua côn trùng thủy sinh và chỉ số sinh học EPT ở suối Ta Lu, huyện Nam Đông, tỉnh Thừa Thiên Huế"

Tham khảo luận văn - đề án ''báo cáo nghiên cứu khoa học: đánh giá nhanh chất lượng môi trường nước qua côn trùng thủy sinh và chỉ số sinh học ept ở suối ta lu, huyện nam đông, tỉnh thừa thiên huế'', luận văn - báo cáo phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả

TẠP CHÍ KHOA HỌC, ðại học Huế, Số 64, 2011 ðÁNH GIÁ NHANH CHẤT LƯỢNG MÔI TRƯỜNG NƯỚC QUA CÔN TRÙNG THỦY SINH VÀ CHỈ SỐ SINH HỌC EPT Ở SUỐI TA LU, HUYỆN NAM ðÔNG, TỈNH THỪA THIÊN HUẾ Hồng ðình Trung Trường ðại học Khoa học, ðại học Huế TĨM TẮT Trong nghiên cứu này, chúng tơi tiến hành sử dụng côn trùng nước thuộc ba Phù du (Ephemeroptera), Cánh úp (Plecoptera) Cánh lơng (Trichoptera) làm thị sinh học để đánh giá chất lượng nước mặt 05 ñiểm suối Ta Lu, huyện Nam ðơng thơng qua hệ thống tính ñiểm chống chịu họ côn trùng nước Hilsenhoff (1988) số sinh học EPT (Schmiedt et al., 1998) Kết phân tích mẫu vật thu ñược ñã xác ñịnh ñược 15 họ côn trùng nước thuộc 03 Phù du, Cánh úp Cánh lông Nghiên cứu cho thấy chất lượng môi trường nước mặt suối Ta Lu tốt, giá trị EPT dao ñộng từ 2,28 ñến 3,67 Chất lượng nước mặt suối Ta Lu nằm giới hạn tốt đến tốt; cung cấp cho mục đích khác nhau: phục vụ cho sinh hoạt, cho ngành cơng nghiệp, nơng nghiệp giải trí Mở đầu Việc sử dụng phương pháp sinh học nhằm ñánh giá chất lượng nước ngày ñã ñược nhiều nước Thế giới quan tâm áp dụng Trong công tác quản lý, giám sát quan trắc môi trường nước nay, đánh giá chất lượng nước thơng qua phương pháp sinh học ñã khắc phục ñược số hạn chế phương pháp hóa học địi hỏi thiết bị máy móc đắt tiền, hóa chất Ưu điểm quan trắc sinh học cung cấp dẫn liệu thời gian, tiện lợi sử dụng; ñặc biệt thân thiện với mơi trường Ngồi hệ thống tính điểm BMWPViet số ASPT Nguyễn Xuân Quýnh (2000), ðặng Ngọc Thanh (2002) xây dựng điều chỉnh để tính tốn cho phù hợp với đặc ñiểm khu hệ ðộng vật không xương sống điều kiện mơi trường tự nhiên nước ta nay, nước Thế giới Anh, Pháp, Trung Quốc, Thái Lan, ñang sử dụng phổ biến số EPT ñể ñánh giá nhanh chất lượng nước dịng chảy, nơi thủy vực rộng có nhiều ñiểm quan trắc (Bode et al., 1995, 1997, 2002; Schmiedt et al., McGonigle J., 2000) Chỉ số EPT dựa mức chống chịu với mức độ nhiễm thủy vực họ côn trùng nước (Aquatic insect) có mặt vắng mặt họ Côn trùng nước thuộc Phù du (Ephemeroptera), Cánh lơng (Ephemeroptera) Cánh úp (Plecoptera) Chúng nhóm động vật không xương sống quan trọng thủy vực nước chảy nội ñịa (khe, suối); ñặc biệt nhiều lồi nhạy cảm với thay đổi mơi trường sống nhiễm, chúng cịn biết tới vật thị sinh 193 học tối ưu cho quan trắc chất lượng nước Vì vậy, báo nhằm hướng tới mục đích: (1) áp dụng số sinh học EPT ñể ñánh giá nhanh chất lượng nước ñiểm nghiên cứu khu vực suối Ta Lu (Nam ðơng, Thừa Thiên Huế); (2) Xác định thành phần khu hệ côn trùng nước vùng nghiên cứu Các kết nghiên cứu không liệu bước ñầu ña dạng sinh học trùng thủy sinh, mà cịn cung cấp thơng tin chất lượng môi trường nước suối Ta Lu, huyện Nam ðông, tỉnh Thừa Thiên Huế Phương pháp nghiên cứu 2.1 Phương pháp thu mẫu Côn trùng ngồi thực địa Tiến hành khảo sát, thu mẫu trùng nước 03 ñợt vào năm 2010 (tháng II, tháng IV tháng VI năm 2010) 05 ñiểm theo sinh cảnh ñặc trưng, ñại diện cho khu vực suối nghiên cứu Qua khảo sát thực tế cho thấy, tác ñộng nhân tạo ñến nguồn nước hoạt động sinh hoạt số hộ dân tộc thiểu số Katu sống ven suối tình trạng khai thác lâm sản ngồi gỗ dọc hai bên bờ suối cư dân vùng ñệm vườn Quốc gia Bạch Mã Mẫu vật ngồi tự nhiên thu thập theo phương pháp điều tra trùng nước Edmunds et al., (1997) McCafferty (1983) Cụ thể mẫu ñịnh lượng ñược thu vợt Surber (Surber net – 50 × 50 cm) Việc thu mẫu thực nơi nước ñứng nước chảy, ven bờ suối thực vật thủy sinh sống suối Thời gian thu mẫu ñiểm 20 phút Mẫu vật sau thu thực ñịa ñược bảo quản cồn 800 formalin 4% Tất mẫu vật sau phân tách thành taxon bậc họ giống, ghi đầy đủ thơng tin mẫu định loại, lưu giữ phịng thí nghiệm Tài ngun - Môi trường, khoa Sinh học, trường ðại học Khoa học Huế 2.2 Phương pháp phân tích mẫu vật xử lý số liệu Mẫu vật ñược ñịnh loại dựa tài liệu côn trùng nước tác giả Nguyễn Xuân Quýnh (2001, 2002), Nguyễn Văn Vịnh (2003, 2004); Patrick McCafferty W (1981); Ward, J V (1992); Michael Quigley (1993); Sangradub, N., and Boonsoong, B (2004); Cao Thị Kim Thu (Cao, 2002; Cao and Bae, 2003); Hoàng ðức Huy (2005), Các tiêu pH, hàm lượng oxy hồ tan (DO), đo sau lấy mẫu trường Các tiêu lại phân tích phịng thí nghiệm Nhu cầu oxy sinh học (BOD ) ñược xác ñịnh phương pháp cấy pha lỗng Nhu cầu oxy hố học (COD) ñược xác ñịnh phương pháp Kali Bicromat 2.3 Phương pháp sử dụng số sinh học EPT Việc phân tích điểm số mơi trường giá trị EPT ñược xây dựng theo hai bước: (i) diện cá thể cho phép ñánh giá đặc điểm mơi trường sống chúng, tính tốn số sinh học xác định chất lượng nước ñiểm lựa chọn; (ii) kiểm tra khác chất lượng nước khu vực khu vực với dựa vào nhóm đại diện Các số liệu phân tích dựa vào 194 mức ñộ phong phú thành phần côn trùng nước EPT (Ephemeroptera: E - Mayflies, Plecoptera: P - Stoneflies and Trichoptera: T- Caddisflies) Số lượng cá thể thuộc họ côn trùng Phù du (Ephemeroptera), Cánh úp (Plecoptera) Cánh lông (Trichoptera) thông số quan trọng cho ñộ phong phú EPT số sinh học EPT Mức ñộ chống chịu, mẫn cảm với ô nhiễm môi trường nước khác theo hệ thống tính điểm chống chịu họ trùng nước Hilsenhoff (1988): từ (nghĩa nhạy cảm) lên đến 10 (ít nhạy cảm với nhiễm) Nghiên cứu tập trung vào liệu ñược thu thập cho số sinh học EPT (E - Ephemeroptera, P Plecoptera, T - Trichoptera) nhằm ñánh giá chất lượng nước số ñiểm thuộc suối Ta Lu, huyện Nam ðông, tỉnh Thừa Thiên Huế Mối liên hệ chất lượng nước số EPT – Biotic Index (Ephemeroptera: E Mayflies, Plecoptera: P - Stoneflies and Trichoptera: T - Caddisflies) dựa vào tài liệu Schmiedt et al., (1998) Theo đó, mức độ tăng tác ñộng sinh học ñã làm giảm dần lồi nhạy cảm, dẫn đến làm giảm đa dạng thành phần loài Kết xảy số lượng giống, lồi có sức chịu đựng sinh sống vùng nước sạch, lồi chịu đựng tốt ngày xuất nhiều vùng nước ô nhiễm Bảng Mối liên quan chất lượng nước số EPT (Schmidt et al 1998) EPT - Biotic Index – 3,75 3,76 – 6,50 > 6,50 Chất lượng nước Khơng tác động Tác ñộng vừa phải Tác ñộng cao [EPT Biotic Index = (TVxD) ÷ D] TV: giá trị chịu đựng họ, d: số lượng cá thể họ D tổng số cá thể có mẫu Kết nghiên cứu Qua kết 03 ñợt khảo sát 05 ñiểm suối Ta Lu, chúng tơi ghi nhận 15 họ trùng nước thuộc ba bộ: Phù du (Ephemeroptera), Cánh úp (Plecoptera) Cánh lơng (Trichoptera) Trong Phù du có họ (chiếm 46,67%), Cánh úp họ (chiếm 33,33%) Cánh lông họ (chiếm 20%) Xét mối quan hệ chất lượng nước số EPT, cho thấy chất lượng nước suối Ta Lu hầu hết tình trạng khơng bị tác động, điểm khảo sát có số sinh học EPT khác nhau, dao ñộng khoảng 2,28 – 3,67 Tính ña dạng thành phần số lượng côn trùng nước theo ñiểm nghiên cứu có khác nhau, ñiểm M1 thu ñược số lượng phong phú (81 cá thể), điểm M2 lại thấp (37 cá thể), điểm M5 có 46 cá thể, hai điểm M3 M4 có 46 cá thể Qua kết phân tích chất lượng nước 03 đợt khảo sát phương pháp hóa học, lấy kết trung bình cho thấy chất lượng nước điểm nghiên cứu suối Ta Lu tốt ða số thơng số mơi trường nước nằm giới hạn cho phép cấp nước sinh hoạt (Cột A1, A2: QCVN 08: 2008/BTNMT) 195 Bảng Chỉ số sinh học EPT theo ñiểm thu mẫu suối Ta Lu Bộ Tên họ Ephemeroptera (Mayflies) Plecoptera (Stoneflies) Trichoptera (Caddisflies) TV Số lượng TV *D M1 M2 M3 M4 M5 M1 M2 M3 M4 M5 Baetidae 12 24 28 24 Caenidae 15 105 63 35 21 28 Ephemeridae 2 - 8 - 20 Potamanthidae 3 12 12 Heptageniidae 2 28 16 8 16 Ephemerellidae 3 10 3 10 Leptophlebiidae - - Leuctridae - - - - - - - Perlidae - 11 - - Perlodidea 2 - 4 - Chloroperlidae - - Nemouridae 1 2 Hydropsychidae 21 84 16 20 28 24 Hydroptilidae 3 20 12 12 20 Rhyacophilidae - - - 81 37 46 46 73 Tổng số cá thể - Tổng ñiểm chống chịu họ - 292 136 134 125 167 Chỉ số EPT 3,60 3,67 2,91 2,71 2,28 Bảng Chất lượng nước suối Ta Lu điểm nghiên cứu phân tích hóa học Các thông số môi trường ðiểm M1 pH 6,50 6,60 6,50 6,50 DO (mg/l) 8,10 8,40 9,73 BOD (mg/l) 4,30 2,82 COD (mg/l) 30 30 ðiểm M2 ðiểm M3 ðiểm M4 ðiểm M5 QCVN 08: 2008/BTNMT A1 A2 B1 B2 6,50 6-8,5 6-8,5 5,5-9 5,5-9 9,30 9,32 ≥6 ≥5 ≥4 ≥2 2,42 2,60 1,62 15 25 20 10 10 10 15 30 50 Ghi chú: *A1 - Sử dụng tốt cho mục đích cấp nước sinh hoạt mục đích khác loại A2, B1 B2 196 *A2 - Dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt phải áp dụng công nghệ xử lý phù hợp; bảo tồn ñộng thực vật thủy sinh, mục đích sử dụng loại B1 B2 *B1 - Dùng cho mục đích tưới tiêu thủy lợi mục đích sử dụng khác có u cầu chất lượng nước tương tự mục đích sử dụng loại B2 * B2 - Giao thông thủy mục đích khác với u cầu nước chất lượng thấp Nhìn chung, lên cao chất lượng nước tốt, điểm thu mẫu có độ cao lớn > 400m (M4, M5) chất lượng nước tốt Ở điểm địa hình dốc, nước chảy mạnh trôi chất bẩn xuống hạ lưu, thông số môi trường nước pH, DO, BOD5, COD phần lớn ñều nằm giới hạn cho phép cấp nước sinh hoạt (Cột A1: QCVN 08: 2008/BTNMT) Tại điểm thu mẫu có độ cao ≤ 200 m (M1, M2, M3), giá trị COD ñều vượt giới hạn cấp nước sinh hoạt, ñiểm hứng các chất hữu (chủ yếu xác thực vật) từ phía thượng nguồn trơi xuống làm cho chất lượng nước điểm điểm phía thượng nguồn Một nguyên nhân khác làm cho chất lượng nước vùng phía thượng nguồn tác ñộng người, xung quanh ñiểm nghiên cứu (M1, M2) có vài hộ gia ñình dân tộc thiểu số Katu sinh sống, hoạt ñộng người ñi lại, tắm rửa, giặt giũ quần áo,… làm cho chất lượng nước giảm ñi ñáng kể Nguồn nước cấp cho sinh hoạt sau xử lý phương pháp thích hợp Kết luận 4.1 Sử dụng Côn trùng nước ñể ñánh giá chất lượng nước suối Ta Lu, huyện Nam ðơng, tỉnh Thừa Thiên Huế theo điểm nghiên cứu thông qua số sinh học EPT cho thấy chất lượng nước ñiểm nghiên cứu ñều nằm mức khơng bị tác động Phần lớn thơng số chất lượng nước suối Ta Lu dùng để cấp nước cho sinh hoạt, cho ngành cơng nghiệp, nơng nghiệp giải trí 4.2 Khi đối chiếu với kết phân tích mơi trường nước phương pháp hóa học, việc xác định chất lượng môi trường nước phương pháp sinh học cho kết gần tương đương với phân tích phương pháp hóa học ðiều chứng tỏ việc sử dụng phương pháp thị sinh học có mức độ xác cao TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bộ Tài nguyên & Môi trường, Quy chuẩn Kỹ thuật Quốc gia chất lượng nước mặt (QCVN08: 2008/BTNMT), 2008 [2] Võ Văn Phú, Hồng ðình Trung, Lê Mai Hồng Thy, Sử dụng động vật khơng xương sống cỡ lớn để đánh giá chất lượng mơi trường số điểm sơng Bồ, tỉnh Thừa Thiên Huế Tạp chí Khoa học ðại học Huế, số 57, 2010 [3] Nguyễn Xuân Quýnh, Clive Pinder, Steve Tilling, ðịnh loại nhóm động vật không xương sống nước thường gặp Việt Nam, Nxb ðại học Quốc gia Hà Nội, 2001 197 [4] Nguyễn Xuân Quýnh, Clive Pinder, Steve Tilling Mai ðình Yên, Giám sát sinh học môi trường nước ñộng vật không xương sống cỡ lớn, Nxb ðại học Quốc gia Hà Nội, 2002 [5] ðặng Ngọc Thanh, Thái Trần Bái, Phạm Văn Miên, ðịnh loại động vật khơng xương sống nước Bắc Việt Nam, Nxb Khoa học Kỹ thuật Hà Nội, 1980 [6] Hồng ðình Trung, Lê Trọng Sơn, Mai Phú Quý, ðặng Ngọc Quốc Hưng, Sử dụng động vật khơng xương sống cỡ lớn để ñánh giá nhanh chất lượng nước vùng ven vườn Quốc gia Bạch Mã, tỉnh Thừa Thiên Huế, Tạp chí Nghiên cứu Phát triển, số (81), 2010 [7] Huy, H D, Systematics of the Trichoptera (Insecta) in Viet Nam, Seoul Women's University, Seoul, 2005 [8] Hellawell, J A M., Biological indicators of freshwater pollution and environmental management, Ellesmere Applied Science Pulishers, London, 1986 [9] McCafferty, W P., Provonsha, A W., Aquatic Entomology, Boston: Jones & Bartlett Publishers, 2003 [10] Michael Quigley, Key to the Invertebrate animals of streams and rivers, 1993 [11] Pauw N De., H A Hawkes, Biological monitoring of river water quality, River Water Quality Monitoring and Control, Aston University Press, (1993), 87-111 [12] Quynh, N X; Yen, M D, Clive Pinder and Steve Tilling, Biological Surveillance of freshwater, Using macroinvertebrate, A practical manual and Identification key for use in Vietnam, Darwin initiative, field studies council, U K., (2000), 103 [13] Sangradub, N., and Boonsoong, B, Identification of Freshwater Invertebrates of the Mekong River and Tributaries, Thailand: Mekong River Commission, 2004 [14] Thu, C T K Systematics of the Plecoptera (Insecta) in Vietnam Seoul Women's University, Seoul, 2002 [15] Vinh, N V., Systematics of the Ephemeroptera (Insecta) of Vietnam, Ph.D Thesis Seoul Women's University, Korea, 2003 [16] Vinh, N V., Bae, Y J., A new Ethyplociid Burrowing Mayfly (Ephemeroptera: Euthyplociinae, Polymitarcyidae) from Vietnam, Korean J Biol Sci., (2003), 279 – 282 198 EVALUATION ON QUALITY OF WATER IN TALU STREAM OF NAM DONG DISTRICT, THUA THIEN-HUE PROVINCE BY OBSERVING AQUATIC INSECTS AND USING EPT BIOINDICATORS Hoang Dinh Trung College of Sciences, Hue University SUMMARY In this study, we observed the aquatic insects in the three oders of Mayfly (Ephemeroptera), the Stonefly (Plecoptera) and the Caddisfly (Trichoptera) as bioindicators to assess surface water quality at 05 points in the Ta Lu stream, Nam Dong district using a scoring system of the tolerance value aquatic insects of Hilsenhoff (1988) and EPT biological indicators (Schmiedt et al., 1998) The results of the analysis of specimens show that 15 families belonging to oders of insects have been identified Data analysis also shows that the biotic indices (EPT) ranging from 2,28 to 3,67 The quality of surface water ranges from fresh water to relatively fresh water which can be used for living, industry branches, agriculture and entertainment When comparing with results of water environmental analysis by chemical method, it has been found that water environmental quality determined by biological methods give similar results to those determined by chemical methods 199 ... Sử dụng Cơn trùng nước để đánh giá chất lượng nước suối Ta Lu, huyện Nam ðông, tỉnh Thừa Thiên Huế theo điểm nghiên cứu thơng qua số sinh học EPT cho thấy chất lượng nước ñiểm nghiên cứu nằm mức... số sinh học EPT (E - Ephemeroptera, P Plecoptera, T - Trichoptera) nhằm ñánh giá chất lượng nước số ñiểm thuộc suối Ta Lu, huyện Nam ðông, tỉnh Thừa Thiên Huế Mối liên hệ chất lượng nước số EPT. . .học tối ưu cho quan trắc chất lượng nước Vì vậy, báo nhằm hướng tới mục đích: (1) áp dụng số sinh học EPT ñể ñánh giá nhanh chất lượng nước ñiểm nghiên cứu khu vực suối Ta Lu (Nam ðông, Thừa