2.6.1 Nghiên cứu ngoài nước
Trước đây nhiều tác giả đã sử dụng động vật không xương sống cỡ lớn để đánh giá ô nhiễm hữu cơ ở các thủy vực. Chúng có ưu điểm là dễ định lượng và bảo quản dễ dàng, thuận lợi cho việc giám định về sau. Liebman (1942) đã nhấn mạnh tầm quan trọng của các sinh vật trong việc đánh giá ô nhiễm hữu cơ và chỉ ra rằng các sinh vật sống ở nơi nước ô nhiễm nghiêm trọng hầu hết có cỡ hiển vi. Các chỉ số sinh học trong đánh giá chất lượng môi trường đã được xây dựng ở
các nước phát triển ở Châu Âu. Để áp dụng nó vào các nước đang phát triển như vùng Châu Á hay Đông Nam Á cần phải hiệu chỉnh cho phù hợp vì thành phần sinh vật không giống nhau. De zwart and Trivedi (1994) đã chuyển đổi điểm số BMWP để sử dụng ở Ấn Độ bằng cách loại ra một số họ không có ở Ấn Độ và thêm vào một số họ khác có ở Ấn Độ; Các tác giả này đã phân phối điểm số như sau: Syrphidae (2 điểm), Blepharoceridae, Psephenidae, Noteridae, Belostomatidae, Hebridae và Veliidae (5 điểm), Nereidae, Nephthyidae, Palaemonidae, Atyidae, Thiaridae (6 điểm). Một vài điểm số đã được phân phối trong hệ thống gốc cũng được thay thế để phản ứng các mức độ khác nhau về sự chống chịu của các họ nhất định đã được tìm thấy tại các sông của Ấn Độ. Hai họ được xem là chống chịu tốt hơn so với điểm số gốc đã được giảm xuống đó là Dugesidae từ 5 xuống 4 và Agriidae từ 8 xuống 6 điểm, trong khi đó hai họ được coi là ít chống chịu và điểm số của nó được tăng lên, đó là Hydrobiidae (Bithyniidae) từ 3 lên 6 điểm và Platycnemididae từ 6 lên 8 điểm (Phan Thị Hiền, 2011).
Mustow (1997) đã nghiên cứu quần xã động vật không xương sống cỡ lớn ở 23 điểm thuộc hệ thống sông Mae Ping, Thái Lan. Ngoài việc chấp nhận một số thay đổi như đề xuất của De zwart and Trivedi, (1994), tác giả còn đưa ra một số thay đổi cho phù hợp với điều kiện ở Thái Lan. Theo Mustow (1997), có những họ chỉ có ở Thái Lan mà không có ở bảng số gốc của Anh, có những họ có cả ở Thái Lan và Anh, nhưng cần phải thay đổi lại điểm số của chúng cho phù hợp với điều kiện ở Thái Lan. Tác giả đã đề nghị 10 họ cần được điều chỉnh bổ sung vào hệ thống điểm BMWP đã được sửa đổi và gọi là điểm số BMWP Thái Lan. Mustow (1997) cũng cho rằng BMWP đã cho điểm số cao đối với một số họ Chuồn chuồn (Odonata) là không phản ánh chính xác mối liên quan giữa tính chống chịu đối với sự ô nhiễm ở Thái Lan và tác giả đã hạ cấp những họ Chuồn chuồn tìm thấy trong hệ thống sông Mae Ping từ 8 xuống 6 điểm. Tác giả cũng cho rằng họ Thiaridae chống chịu với ô nhiễm tốt hơn, do vậy ông đề nghị cho họ này chỉ 3 điểm, hợp lý hơn là cho 6 điểm như đề xuất của De zwart and Trivedi (1994) (Phan Thị Hiền, 2011).
Trong thời gian gần đây, một số nhà khoa học đã áp dụng phần mềm chuyên dụng PRIMER V 5.2.9 (Clarke and Warwick, 1994) để xử lý và phân tích số liệu dựa trên ma trận tương đồng ( Similarity Matrix), phân tích thành phần chính (Principal Component Analysis) (PCA), vẽ biểu đồ nhóm (Hierarchical Cluster analysis) dựa trên nhóm ĐVĐ để ph ân vùng sinh thái và phân cấp mức độ ô nhiễm tại khu vực nghiên cứu. Afri-Mehennaoui et al., (2004) đã xác định mối quan hệ giữa kim loại nặng trong trầm tích, chất lượng nước và sự phân bố của quần xã động vật đáy ở sông Rhumel và nhánh chính của nó sông Boumerzoug khu vực thành thị (Constantine, Algeria). Kết quả PCA cho thấy có
mối quan hệ giữa kim loại nặng bề mặt nền đáy với dự đoán nguồn gốc xuất hiện của nó. Bên cạch đó, kết quả PCA cũng đưa ra các chỉ số: chỉ số sinh học, sự phân bố của quần xã động vật đáy và DO không có mối liên hệ với nồng độ kim loại nặng trong trầm tích. Smith et al., (2007) đã thiết lập khả năng chống chịu của động vật đáy ở mức độ loài với các mức độ TP và NO 3- ở New York từ năm 1993 đến 2002, tại 129 vị trí thu mẫu trên 116 dòng chảy khác nhau. Tác giả đã dựa trên mức tương đồng của các thông số môi trường và động vật đáy tại các vị trí khảo sát và phân nhóm khả năng chống chịu của động vật đáy thành 3 nhóm chính là: nghèo dinh dưỡng (Oligotrophic), dinh dưỡng trung bình (Meso trophic) và phú dưỡng (Eutrophic). Hiện nay các loài sinh vật được sử dụng làm chỉ thị sinh học cho môi trường để đánh giá mức độ ô nhiễm, xác định nguồn ô nhiễm, địa điểm và thời gian ô nhiễm. Các loài động vật nhuyễn thể hai mảnh vỏ, cá, chim,… đã được s ử dụng rộng rãi để đánh gia mức đô ô nhiễm kim loại nặng trong nước, trong đất và trong không khí. Ở Nhật Bản, Mỹ, Úc, Ấn Độ người ta đã dùng nhiều loài sinh vật như trai nước ngọt, trai nước mặn, rêu, cỏ biển để đánh giá chất lượng nước, không khí về mức độ ô nhiễm kin loại nặng, các chất gây hiệu ứng nhà kính, dư lượng thuốc bảo v ệ thực vật và các chất phóng xạ (Phan Thị Hiền, 2011).
Ở Đan Mạch, Ý, Úc loài trai Mytilus edulis đã và đang được sử dụng rộng rãi trong việc phát hiện nguồn phát thải và đánh giá mức độ ô nhiễm kim loại nặng của môi trường các thủy vực (Lê Văn Khoa et al., 2007).
Nổi bật có công trình nghiên cứu của R. Aquilina (2003) đã sử dụng động vật không xương sống cỡ lớn để đánh giá mức độ ô nhiễm hữu cơ của hệ thống thoát nước và các hồ ở thành phố Bournemouth, cho thấy tính hiệu quả của động vật không xương sống cỡ lớn trong đánh giá chất lượng nước ( Nguyễn Văn Khánh
et al.,2010).
2.6.2 Nghiên cứu trong nước
Từ năm 1997 đến năm 1999, với sự tài trợ của quỹ Darwin của Chính phủ Anh, Hội Nghiên cứu Thực địa (Field Studies Council) và Viện Sinh thái Nước ngọt (Institute of Freshwater Ecology) Anh Quốc đã phối hợp với Khoa Sinh học, trường Đại học Khoa học tự nhiên, Đại học quốc gia Hà Nội thực hiện chương trình nghiên cứu “Bảo tồn đa dạng si nh học thông qua việc sử dụng Động vật đáy không xương sống cỡ lớn làm sinh vật chỉ thị quan trắc và đánh giá chất lượng nước ở Việt Nam” (Lê Văn Khoa et al.,2007).
Từ năm 1999 đến năm 2000, chương trình nghiên cứu được tiếp tục với sự tham gia của GS.TS.Steve Tilling và tập trung nghiên cứu các dữ liệu ban đầu, xây dựng quy trình quan trắc và điều chỉnh hệ thống tính điểm BMWP cho phù hợp với Việt Nam (Lê Văn Khoa et al.,2007).
Nguyễn Công Thuận (2004) nghiên cứu về động vật đáy ở vườn Quốc gia Tràm Chim (Đồng Tháp) đã phát hiện được 18 loài trong đó nhóm động vật 2 mảnh vỏ (Bivalvia) và côn trùng (Insecta) có số lượng lớn nhất và luôn chiếm ưu thế. Tác giả cũng đã sử dụng động vật đáy để đánh giá chất lượng nước thì thấy mức độ ô nhiễm cao hơn khi sử dụn g thôg số lý hóa học để đánh giá.
Lê Hoàng Việt et al (2004) nghiên cứu sử dụng động vật đáy làm chỉ thị trong quan trắc môi trường. Các tác giả cho rằng sử dụng động vật đáy làm chỉ thị môi trường là phù hợp với trình độ và điều kiện ở Đồng bằng sông Cửu Long. Tuy nhiên, khi sử dụng hệ thống cho điểm các động vật đáy để đánh giá môi trường thì mức độ ô nhiễm cao hơn 1 hoặc 2 bậc so với các chỉ tiêu lý hóa.
Nguyễn Xuân Quýnh (2008) đã cho rằng các dẫn liệu về sinh lượng, sự khác biệt về tính đa dạng, mức độ phong phú về thành phần loài thủy sinh vật ở các thủy vực nước thải ở Hà Nội thì động vật đáy chỉ thị tốt cho các mức độ ô nhiễm các thủy vực trong mối tương quan nghịch. Ví dụ như mức độ ô nhiễm của thủy vực tăng thì các giá trị về COD, BOD5 tăng, hàm lượng DO giảm xuống, đồng thời về thành phần loài và số lượng động vật đáy cũng giảm theo.
Lê Công Quyền (2008) cho rằng nơi có hàm lượng chất hữu cơ cao nhóm hai mảnh vỏ không phát triển được. Nghiên cứu còn cho thấy tỉ lệ cát trong thành phần cơ giới của n ền đáy tác động đến sự phân bố các loài thuộc nhóm Hai mảnh vỏ (Bivalvia) và nhóm Chân bụng (Gastropoda), tỉ lệ bùn tác động đến sự phân bố các loài thuộc nhóm Giun ít tơ (Oligochaeta) và tỉ lệ sét tác động đến sự phân bố các loài thuộc nhóm Giun ít tơ (Ol igochaeta) và Chân bụng (Gastropoda).
Nguyễn Công Thuận (2009) cho rằng cấu trúc cấu trúc động vật đáy có mối quan hệ chặt chẽ với cấu trúc nền đáy hơn là các thông số thủy hóa, đặc biệt là thành phần cơ giới và hàm lượng chất hữu cơ cao thì sinh lượng độn g vật đáy cao. Những nơi có hàm lượng sét ở bùn đáy cao thì sinh lượng động vật đáy thấp.
Đào Minh Minh (2012), nghiên cứu về “Sự phân bố của động vật đáy trên rạch Cái Khế, quận Ninh Kiều, thành phố Cần Thơ”, kết quả cho thấy tại các điểm khảo sát trên thủy vực đều xuất hiện những nhóm chỉ thị cho đặc tính môi trường của thủy vực. Trong đó, Limnodrilus hoffmeisteri là loài hiện diện trong suốt hai đợt khảo sát và trên toàn bộ các điểm khảo sát, đồng thời chỉ thị cho tính chất ô nhiễm hữu cơ của thủy vực . Chất lượng nước được đánh giá ở mức khá ô nhiễm đến ô nhiễm nặng.
Nguyễn Thị Kim Thoa (2013), nghiên cứu về “Sự biến động quần xã động vật đáy trên rạch Sang Trắng” cho rằng có sự biến động thành phần loài giữa các điểm khảo sát do sự xuất hiện các loài t huộc nhóm Polychaeta, Gastropoda, Bivalvia, Insecta. Loài Limnodrilus hoffmeisteri xuất hiện ở tất cả các điểm khảo sát và quyết định về sô lượng ở các điểm khảo sát, về khối lượng
thì do lớp Bivalvia quyết định. Dựa vào chỉ số đa dạng H’ cho thấy mức độ ô nhiễm ở rạch Sang Trắng từ ô nhiễm nhẹ đến rất ô nhiễm.
CHƯƠNG 3
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu
Nghiên cứu được thực hiện từ tháng 08/2013 đến tháng 12/2013 trên rạch Sang Trắng – quận Ô Môn và rạch Cái Khế - quận Ninh Kiều, thành phố Cần Thơ.
Mẫu động vật đáy được thu một lần vào mùa mưa trên hai con rạch. Ngày 04/09/2013 thu 14 vị trí trên rạch Sang Trắng và ngày 01/10/2013 thu 10 mẫu trên rạch Cái Khế.
Bảng 3.1 Các vị trí khảo sát trên rạch Sang Trắng
Kí hiệu Tọa độ Mô tả
P1 48P 0577174
UTM 1118394 Đầu rạch Sang Trắng tiếp giáp với sông Hậu
P2 48P 0577144
UTM 1117902 Cống thải tập trung của khu công nghiệp
P3 48P 0576629
UTM 1117318 Ngã ba rạch Sang Trắng
P4 48P 0576683
UTM 1117508 Cống thải tập trung của khu công nghiệp
P5 48P 0576811
UTM 1116792 Cống thải của chợ, gần cầu Sang Trắng 1
Hình 3.1 Sơ đồ vị trí thu mẫu trên rạch Sang Trắng
P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 P10 P11 P12 P13 P14
P6 48P 0576988
UTM 1116690 Đường mương nước thải của khu công nghiệp, gần chợ
P7 48P 0578735
UTM 1119114 Cách cầu Sang Trắng 1 100m
P8 48P 0576699
UTM 1117810 Cống thải tập trung của khu công nghiệp
P9 48P 0576331
UTM 1117596 Rạch nhỏ trao đổi nước với rạch Sang Trắng
P10 48P 0575759
UTM 1116412 Rạch nhỏ trao đổi nước với rạch Sang Trắng
P11 48P 0575981
UTM 1116710 Cống thải của chợ, gần cầu Sang Trắng 2
P12 48P 0574845
UTM 1116555 Ngã ba rạch Sang Trắng 2
P13 48P 0574638
UTM 1116347 Cách ngã ba rạch Sang Trắng 2 100m về một nhánh
P14 48P 0574762
UTM 1116697 Cách ngã ba rạch Sang Trắng 2 100m về nhánh còn lại
Bảng 3.2 Các vị trí khảo sát trên rạch Cái Khế
Ký
hiệu Vị trí khảo sát Tọa độ Đặc điểm
P1 Gần cống thải của lò giết mổ 48P 0583875 UTM 1109691 Nhận nước thải từ lò mổ giết mổ gia súc và các hộ dân sống dọc theo rạch
Hình 3.2 Sơ đồ vị trí thu mẫu trên rạch Cái Khế P1 P2 P3 P5 P6 P7 P9 P4 P8 P10
P2
Đoạn phía sau trường ĐHCT (gần cống thải của khu ký túc xá)
48P 0584153 UTM 1109439
Nhận nguồn nước thải của khu ký túc xá trường đại học. P3 Ngã ba kênh, đoạn cách cầu Rạch Ngỗng khoảng 50m về phía cuối rạch 48P 0584271 UTM 1109752
Cách cống xả thải của khu dân cư khoảng 50m.
P4
Đoạn rạch gần cuối khu chợ An Nghiệp và giao với con kênh nhỏ
48P 0584829 UTM 1110311
Có nhiều hộ dân sống ven kênh rạch. P5 Đoạn giữa chợ An Nghiệp. 48P 0585018 UTM 1110007 Nhận chất thải rắn và nước thải sinh hoạt của các hộ dân sống trên nhà sàn P6 Đoạn kênh giáp với Hồ
Xáng Thổi.
48P 0585270 UTM 1109841
Nơi nhận nguồn nước thải của Hồ Xáng Thổi và gần 2 cống nước thải của dân cư. P7 Cách cầu Cái Khế
3m về cuối rạch.
48P 0585772 UTM 1110155
Nhận nguồn nước thải từ cống xả thải ra từ các tuyến đường trong nội ô thành phố
P8 Ngay chợ Cái Khế 48P 0586043 UTM 1110267 Góc chợ, nơi tù đọng nước khu vực chợ Cái Khế P9 Cách cầu Ninh Kiều khoảng 30m về phía cuối rạch 48P 0586362 UTM 1109890 Cống dẫn nước mưa và nước thải đổ xuống
P10
Ngã ba nơi tiếp giáp giữa rạch Cái Khế với sông Hậu
48P 0586703 UTM 1109704
Ngay giữa dòng chảy của rạch
3.2 Phương tiện nghiên cứu
- Phương tiện: ghe chở đi thu mẫu, xe vận chuyển mẫu,… - Dụng cụ:
+ Thiết bị định vị GPS.
+ Gàu đáy Ekman (miệng gàu 15x15 cm), có diện tích miệng gàu 0,0225 m2. + Dùng sàng có đường kính miệng 30cm, kích thước mắt lưới 0,5mm để sàng loại bỏ bùn sau khi thu mẫu động vật đáy.
+ Bọc nylon với chất liệu Poly etylen không thấm nước dùng đựng mẫu động vật đáy sau khi sàng tại vị trí khảo sát, lọ nhựa với thể tích 110 ml dùng đựng sinh vật đáy sau khi lựa tại phòng thí nghiệm, giấy bóng mờ dung để ghi nhãn cho mẫu thu, dây thun, viết chì, viết lông dầu....
+ Kính hiển vi, kính lúp, lame, khay Inox, Pel, kim mũi giáo, cân điện tử được dùng để phân tích định tính và định lượng động vật đáy.
3.3 Phương pháp nghiên cứu3.3.1 Phương pháp thu mẫu 3.3.1 Phương pháp thu mẫu
Sử dụng gàu Ekman để thu mẫu động vật đáy, mỗi vị trí thu 5 gàu (thu vào lúc triều kiệt). Mẫu sau khi thu được cho vào sàng có kích thước mắt lưới 0.5mm để sơ loại bỏ bớt rác và bùn, đất. Mẫu sau khi sàng l ọ c sơ bộ được cho vào bọc nylon và cố định bằng dung dịch Formol sao cho nồng độ đạt được là 8%; ghi nhãn cho mẫu rồi mang về phòng thí nghiệm Tài nguyên sinh vật - Khoa Môi trường và tài nguyên thiên nhiên để tiến hành phân tích.
3.3.2 Phương pháp phân tíchPhân tích định tính Phân tích định tính
Mẫu được đem rửa sạch, nhặt toàn bộ sinh vật đáy ra, sau đó ngâm trong cồn 700để bảo quản. Mẫu được quan sát dưới kính lúp hay kính hiển vi ở độ phóng đại từ 10 đến 100 lần để định danh các loài theo tài liệu phân loại. Tài liệu chính được dùng để định loại là “Định loại động vật không xương sống nước ngọt Bắc Việt Nam” của Đặng Ngọc Thanh, Thái Trần Bái và Phạm Văn Miêu (1980).
Phân tích định lượng
Mẫu sau khi phân tích định tính được lau bằng giấy mềm cho khô nước và tiến hành đếm số lượng và cân trọng lượng.
Khi đó mật độ và sinh khối động vật đáy được tính theo công thức:
S X D
Trong đó:
D: là mật độ (cá thể/ m2) hay khối lượng (g/m2)
X: là số lượng (cá thể) hay khối lượng (g) động vật đáy S: là diện tích mẫu đã thu
Với S = n.d (n: số lượng gàu đã thu; d: là diện tích miệng gàu (m2)).
3.3.3 Phương pháp xử lý số liệu
Dựa trên kết quả định tính, lập bảng liệt kê các thành phần của động vật đáy đã được xác định ở các vị trí thu mẫu. Dựa trên cơ sở đó, tiến hành so sánh đối chiếu để đánh giá sự thay đổi thành phần giữa các vị trí với nhau.
Qua kết quả định lượng, lập bảng kết quả về mật độ và sinh khối các loài