lƣợng môi trƣờng nƣớc
a. Trên thế giới
IBI được các nhà khoa học sử dụng nhiều nơi trên thế giới. Ngay từ đầu những năm 1980, tại Mỹ đã có trên 30 bang sử dụng IBI (Karr et al, 1986). Lần đầu tiên IBI được sử dụng để đánh giá chất lượng môi trường nước ở các dòng suối thuộc phía tây ở miền Trung nước Mỹ. Sau đó nó được biến đổi đi và sử dụng ở
…(Hghes et al 1998). IBI được sử dụng dựa trên các quần xã cá ở phía nam Carolina Coastal Plain để đánh giá tác động của môi trường (Paller và các cộng sự, 1996) và ở các dòng sông thuộc Nam Phi (Kleynhans, 1996). Adams và các cộng sự (1992) đã so sánh các quần thể cá dọc theo một dòng sông ô nhiễm. Hall và các cộng sự (1994) đã sử dụng IBI để so sánh các quần thể cá ở các dòng suối thuộc Maryland Coastal Plain để đánh giá chất lượng nước.
Kerans và Karr (1994) đã sử dụng IBI để xác định các điều kiện sống ở các dòng suối thuộc Tennesee. Frenzel và Swanson (1996) sử dụng IBI ở các thủy vực vùng trung tâm Nebraska (Mỹ).
Fausch và cộng sự (1984) sử dụng 12 chỉ số để tính IBI. Bramblett và cộng sự (1991) khi đánh giá suy thoái môi trường sông vùng đồng bằng miền tây dùng 9 chỉ số. Khi John Lyon (1992) phát triển kỹ thuật chỉ thị sinh học để kiểm định sinh học qua IBI đối với vùng nước ấm Winconsin cũng dùng 12 chỉ số. Robert M. Perez và J. Gammon (1987) khi nghiên cứu vùng sông Willamette dùng 13 chỉ số IBI. John Lyon, Sonia Navarro, Perez và cộng sự (1997) khi tính IBI đối với suối và sông ở vùng trung tâm phía tây Mexico đã dùng 10 chỉ số. Khi ứng dụng chỉ số IBI để đánh giá môi trường sông Xen ở Pháp, Oberdoff và Hughes (1992) đã dùng 12 chỉ số. Ganasan và Hughes (1997) khi sử dụng IBI ở sông Khan và sông Kshipra thuộc Ấn Độ cũng dùng 12 chỉ số[24].
b. Ở Việt Nam
Nguyễn Kiêm Sơn (2000) là người đầu tiên ở Việt Nam đã sử dụng IBI dựa trên khu hệ cá để đánh giá chất lượng nước suối ở trạm Mê Linh thuộc vườn Quốc
Gia Tam Đảo bằng cách sử dụng 12 chỉ số [18]. Năm 2007, Nguyễn Kiêm Sơn cũng
đã sử dụng chỉ số IBI cá để đánh giá hiện trạng môi trường nước sông Bồ (Thừa Thiên – Huế)[19]. Nguyễn Thị Nam Hiền (2008) đã sử dụng IBI bằng cách tính điểm cho 12 chỉ số ĐDSH cá ở sông Chu thuộc địa phận huyện Thiệu Hoá, tỉnh Thanh Hoá[8]. Nguyễn Thành Nam, Nguyễn Kiều Oanh, Nguyễn Xuân Huấn (2010) cũng sử dụng bộ 12 chỉ số IBI để đánh giá chất lượng nước suối ở khu BTTN Vĩnh Cửu, tỉnh Đồng Nai [15].
1.2.5. Điều kiện tự nhiên và xã hội vùng nghiên cứu 1.2.5.1. Điều kiện tự nhiên
Dòng chính sông Hồng bắt nguồn từ dãy núi Ngụy Sơn thuộc tỉnh Vân Nam Trung Quốc cao trên 2000m. Tính từ cửa Ba Lạt, sông Hồng dài 1126 km, phần trong nước ta dài 556 km. Thượng lưu tính từ nguồn đến phố Lu. Phần trung lưu tính từ phố Lu đến Việt Trì, độ dốc dòng sông giảm xuống rõ dệt, lòng sông mở rộng. Phần hạ lưu tính từ Việt Trì đến cửa Ba Lạt. Tại phía dưới thị xã Sơn tây 12 km, dòng chính sông Hồng bắt đầu phân lưu. Từ Sơn Tây đến cửa Ba Lạt, sông Hồng 8 lần phân lưu và đổ ra biển qua 4 cửa sông chính, ngoài ra nước còn tiêu ra biển qua sông Thái Bình [24].
Khí hậu, thời tiết vùng nghiên cứu
Cũng như các tỉnh khác thuộc vùng đồng bằng sông Hồng, Hưng Yên chịu ảnh hưởng của khí hậu nhiệt đới gió mùa, nóng ẩm. Hàng năm có hai mùa mưa và khô rõ rệt. Số giờ nắng trung bình 1.519 giờ/năm, trung bình số ngày nắng trong tháng là 24 ngày; nhiệt độ trung bình mùa hè 23,20C, mùa đông 160C. Tổng nhiệt độ trung bình của năm từ 8.500 - 8.6000
C. Lượng mưa trung bình từ 1.450 - 1.650 mm, tháng 5 đến tháng 10 chiếm tới 70% lượng mưa cả năm. Độ ẩm không khí trung bình trong năm là 86%, tháng cao nhất 92%, thấp nhất 79%.
1.2.5.2. Tình hình kinh tế xã hội
Trong năm 2010, tổng sản phẩm (GDP) của tỉnh tăng 12,11%; giá trị sản xuất nông nghiệp và thuỷ sản tăng 5,78%; giá trị sản xuất công nghiệp tăng 14,65%; giá trị các ngành dịch vụ tăng 15,54%; cơ cấu kinh tế nông nghiệp 25% - công nghiệp và xây dựng 44% - dịch vụ 31%; thu nhập bình quân đầu người 20 triệu đồng/ năm, kim ngạch xuất khẩu đạt 530 triệu USD, thu ngân sách ước đạt 3.000 tỷ đồn; tỷ lệ xã đạt chuẩn quốc gia về y tế đạt 90%; tỷ lệ làng, khu phố văn hoá đạt
Tổng diện tích gieo trồng đạt hơn 110.816 ha, trong đó diện tích gieo cấy lúa đạt 81.941 ha, diện tích gieo trồng cây vụ đông ước đạt 14.942 ha. Năng suất lúa đạt 62,7 tạ/ha.
Giá trị sản xuất công nghiệp ước đạt 19.855 tỷ đồng, tăng 14,65%, đạt 100% kế hoạch. Thu hút được 108 dự án đầu tư, với tổng số vốn đầu tư 8.000 tỷ đồng và 60 triệu USD. Tổng mức lưu chuyển hàng hoá bán lẻ ước đạt 9.923 tỷ đồng, tăng 25,3%; kim ngạch xuất khẩu đạt 530 triệu USD, tăng 6%. Tổng nguồn vốn đầu tư toàn xã hội 12.300 tỷ đồng, tăng 23% so với cùng kỳ.
Thực hiện các giải pháp kích cầu tiêu dùng và chống suy giảm kinh tế, Chính phủ đã đầu tư vốn trái phiếu cho tỉnh Hưng Yên một số lĩnh vực như thủy lợi, giáo dục, y tế với tổng số vốn năm 2010 là 329,9 tỷ đồng. Các lĩnh vực văn hoá - thể thao, y tế, giáo dục hoạt động đạt kết quả tốt và có nhiều chuyển biến tích cực; an ninh, quốc phòng được giữ vững...
Chƣơng 2. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Đối tƣợng, thời gian và địa điểm nghiên cứu
2.1.1. Đối tƣợng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu là thành phần loài cá và mối quan hệ của chúng với chất lượng môi trường nước tại sông Hồng đoạn chảy qua thành phố Hưng Yên và huyện Kim Động, tỉnh Hưng Yên.
2.1.2. Thời gian nghiên cứu
Thời gian thực hiện luận văn từ tháng 10 năm 2010 đến tháng 11 năm 2011. Trong suốt thời gian nghiên cứu, chúng tôi tiến hành khảo sát thực địa và thu mẫu vào 7 đợt diễn ra trong cả hai mùa khô và mưa như sau:
Đợt 1: 10 – 12/10/2010 Đợt 2: 02 – 07/12/2010 Đợt 3: 02 – 10/03/2011 Đợt 4: 10 – 17/04/2011 Đợt 5: 02 – 07/07/2011 Đợt 6: 03 – 05/09/2011 Đợt 7: 05 – 07/11/2011
Với tổng số ngày đi thực địa là 38 ngày
Sau mỗi đợt thu mẫu và nghiên cứu tại thực địa chúng tôi tiến hành xử lý, phân tích mẫu tại phòng thí nghiệm của Bộ môn Động vật có xương sống thuộc Khoa Sinh học trường Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội.
2.1.3. Địa điểm nghiên cứu
Chúng tôi tiến hành nghiên cứu đoạn hạ lưu sông Hồng chảy qua thành phố Hưng Yên và huyện Kim Động, tỉnh Hưng Yên và tiến hành thu mẫu dọc 3 đoạn sông đại diện cho ba sinh cảnh khác nhau (Hình 1).
a. Sinh cảnh 1 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Đây là đoạn dòng sông chảy qua khu đông dân cư có nghề đốt gạch, sản xuất vôi, sản xuất nông nghiệp, chưng cất rượu và chăn nuôi gia súc, khai thác đất ven
sông này có nhiều nước thải, chất thải ra các ao hồ xung quanh làng rồi chảy vào lưu vực sông.
b. Sinh cảnh 2
Đoạn dòng sông này chảy qua khu dân cư đông đúc, dịch vụ thương mại phát triển, có hiện tượng khai thác cát, sỏi mạnh, có làng nghề dệt ( Phường Lam Sơn – Thành phố Hưng Yên)
c. Sinh cảnh 3
Đây là đoạn dòng sông chảy qua khu dân cư thưa thớt, ít chịu tác động của hiện tượng khai thác cát, sỏi (xã Đức Hợp – Huyện Kim Động – Tỉnh Hưng Yên).
Hình 1. Sơ đồ khu vực nghiên cứu tại đoạn sông Hồng thuộc địa thành phố Hƣng Yên và huyện Kim Động, tỉnh Hƣng Yên.
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu 2.2.1. Phƣơng pháp nghiên cứu cá 2.2.1. Phƣơng pháp nghiên cứu cá
2.2.1.1. Phƣơng pháp thu mẫu cá ngoài thực địa a. Khảo sát trên thực địa a. Khảo sát trên thực địa
Nguyên tắc thu mẫu:
Thu mẫu của tất cả các loài bắt gặp, thu số lượng nhiều đối với những loài lạ, loài có kích cỡ bé.
Thu mẫu vào những mùa khác nhau trong năm. Thu mẫu bằng tất cả các phương tiện đánh bắt.
Dụng cụ thu mẫu:
Các loại dụng cụ đánh bắt như: chài, lưới nhiều cỡ mắt lưới, đó, vợt tay,… Các dụng cụ cần thiết khác: formalin 40%, găng tay cao su, túi nilon, lọ nhựa, khăn lau tay, sổ sách, bút chì, giấy can, máy ảnh .v.v...
Cách thu mẫu:
Đi cùng người dân chài lưới để thu mẫu cá.
Tiến hành mua cá ở các chợ ven sông và của những người dân chài lưới đang đánh cá trên sông.
Xử lý và bảo quản mẫu:
Mẫu cá sau khi thu thập có thể tiến hành làm mẫu (tạo dáng cho cá với các đặc điểm nhận dạng được thể hiện rõ, như làm cho các tia vây đều xòe và ở vị trí tự nhiên như cá còn sống bằng formalin nguyên chất); tiến hành chụp ảnh đúng quy cách (đặt đầu cá quay về phía trái người chụp với phần lưng ở phía trên, chụp thẳng đứng theo mặt bên của cá) [9] .
Mẫu thu xong được đựng vào lọ nhựa và định hình, bảo quản bằng dung dịch formalin (8 thể tích nước : 1 thể tích formalin nguyên chất). Tiếp theo ghi nhãn bằng bút chì và giấy can. Trên nhãn ghi địa điểm thu mẫu, thời gian thu mẫu, tên địa phương.
Tiến hành điều tra thu thập thông tin từ những người dân địa phương bằng các phiếu phỏng vấn, bằng cách trao đổi trực tiếp với họ trên cơ sở mô tả chi tiết có kèm theo ảnh chụp từng loài cá để xác định sự có mặt của một số loài cá không quan sát được và không thu được mẫu cũng như các thông tin về độ nhiều, thức ăn, nơi ở, mùa sinh sản, nơi phân bố, giá trị kinh tế....
2.2.1.2. Phƣơng pháp phân tích cá trong phòng thí nghiệm a. Phƣơng pháp định loại bằng hình thái a. Phƣơng pháp định loại bằng hình thái
Các số đo (mm):
Chiều dài toàn thân cá (Lt), chiều dài trừ vây đuôi (Lo), chiều cao lớn nhất của thân (H), chiều dài đầu (T), khoảng cách hai ổ mắt (OO), đường kính mắt (O), khối lượng cá, chiều cao nhỏ nhất của thân (h), khoảng cách trước vây lưng (aD), khoảng cách từ vây lưng đến vây đuôi (Dc), khoảng cách trước vây hậu môn (aA), khoảng cách trước vây bụng (aV), chiều dài cuống đuôi (p), chiều dài gốc vây lưng (Dl), chiều dài gốc vây hậu môn (Al), chiều dài vây ngực (Pl), chiều dài vây bụng (Vl) [16] .
Các số đếm:
D: số tia vây của vây lưng, A: số tia vây của vây của vây hậu môn, P: số tia vây của vây ngực, V: số tia vây của vây bụng, C: số tia vây của vây đuôi, Sq: số vảy của đường bên, GR: số que mang của cung mang thứ nhất, Pt: công thức của răng hầu [16].
Cách viết số đếm: gai cứng (hay tia vây đơn) được kí hiệu bằng chữ số La Mã; tia không hóa xương và các tia vây phân nhánh kí hiệu bằng chữ số Ả Rập và hai loại số đếm này viết cách nhau bởi dấu (,) [9].
b. Định loại cá
Các bước định loại:
Sơ bộ phân nhóm cá theo hình thái bằng cách dựa vào các đặc điểm hình thái ngoài theo hướng dẫn của I.F.Pravdin (1973) [16]. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Tiến hành xác định các số đo, đếm trên từng loài cá, sau đó đối chiếu với tài liệu để xác định tên loài chính xác (tên khoa học), sau đó sắp xếp các loài theo hệ thống phân loại của Eschmeyer, 1998 [32].
Quy tắc định loại:
Định loại cá chủ yếu dựa vào các đặc điểm hình thái của cá, theo các khóa phân loại các tài liệu chính sau:
“Định loại cá nước ngọt các tỉnh phía Bắc Việt Nam” của Mai Đình Yên, 1978[25]
“Cá nước ngọt Việt Nam” tập 1, của Nguyễn Văn Hảo và Ngô Sỹ Vân, 2001[6]
“Fresh fishes of Northern Viet Nam” của Maurice Kottelat, 2001[34]
Mỗi loài nêu tên Việt Nam, tên khoa học kèm theo tác giả và năm công bố.
2.2.2. Phƣơng pháp đánh giá chất lƣợng môi trƣờng nƣớc 2.2.2.1. Phƣơng pháp vật lý, hóa học 2.2.2.1. Phƣơng pháp vật lý, hóa học
a. Cơ sở đánh giá môi trƣờng nƣớc theo phƣơng pháp lý, hóa học
Bảng 1 Quy chuẩn Việt Nam về chất lƣợng nƣớc mặt ( QCVN 08 : 2008/BTNMT ) [2] STT Thông số Đơn vị Giá trị giới hạn A B A1 A2 B1 B2 1 pH mg/l 6 – 8,5 6 – 8,5 5,5 – 9 5,5 - 9 2 Chất rắn lơ lửng mg/l 20 30 50 100 3 DO mg/l 6 5 4 2 4 BOD5 mg/l 4 6 15 25 5 COD mg/l 10 15 30 50 6 NH4+ mg/l 0,1 0,2 0,5 1
STT Thông số Đơn vị Giá trị giới hạn A B A1 A2 B1 B2 7 NO3- mg/l 2 5 10 15 8 NO2- mg/l 0,01 0,02 0,04 0,05 9 F- mg/l 10 As mg/l 0,01 0,02 0,05 0,1 11 Pb mg/l 0,02 0,02 0,05 0,05 12 Coliform MPN/100ml 2500 5000 7500 10000
Dựa vào quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt 2008 (Bảng 1). Theo tiêu chuẩn này, nước có giá trị các thông số hoặc nồng độ các chất sẽ tương ứng với mục đích sử dụng ở các mức như sau:
A1 - Sử dụng tốt cho các mục đích cấp nước sinh hoạt và các mục đích khác như loại A2, B1, B2.
A2 – Dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt nhưng phải áp dụng công nghệ xử lý phù hợp, bảo tồn động vật thủy sinh, hoặc các mục đích sử dụng như loại B1, B2. B1 – Dùng cho mục đích tưới tiêu, thủy lợi hoặc các mục đích sử dụng khác có yêu cầu chất lượng nước tương tự hoặc các mục đích sử dụng như loại B2.
B2 – Giao thông thủy và các mục đích khác với yêu cầu chất lượng nước thấp [2].
Trong bản luận văn này, chúng tôi đi sâu đánh giá môi trường nước Sông Hồng đoạn chảy qua địa phận thành phố Hưng Yên và Huyện Kim Động – Tỉnh Hưng Yên bằng phương pháp sinh học thông qua sử dụng chỉ số tổ hợp đa dạng sinh học cá (IBI - Index of biotic intergrity) để đánh giá. Các chỉ tiêu thủy lý hóa
PO4 3-, nhiệt độ, độ đục, độ dẫn, độ muối, hàm lượng một số kim loại nặng như: As, Pb, Cu, Zn, Mn, Ni, Fe, Sn,..… Các thông số này dựa vào nguồn số liệu của Sở tài nguyên môi trường tỉnh Hưng Yên.
2.2.2.2. Phƣơng pháp sinh học - phƣơng pháp sử dụng chỉ số tổ hợp sinh học cá IBI ( Index of biotic intergrity) IBI ( Index of biotic intergrity)
Phương pháp này sử dụng cách tính 12 chỉ số của James R.Karr đã biến đổi bao gồm [18]:
1. Tổng số loài cá
2. Số loài cá đáy, gần đáy 3. Số loài cá nổi – tầng mặt
4. Số loài cá bống
5. Số loài cá trơn không vảy
6. Số loài cá nhạy cảm
7. % số loài ăn tạp
8. % số loài ăn ĐVKXS, công trùng
9. % số cá thể cá dữ ăn ĐVCXS, tôm
10. Độ phong phú
11. % số cá thể lai tạp, ngoại nhập
12. Số cá thể bị bệnh, dị tật, hỏng vây và các khuyết tật khác (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Cả 12 chỉ số trên được đánh giá theo thang điểm 3 cấp: xấu (1 điểm), trung bình (3 điểm), tốt (5 điểm).
Các chỉ số 1, 4, 5, 10, 11 và 12 được tính dựa trên số mẫu thực tế đã thu và số loài đã xác định. Các chỉ số còn lại (2, 3, 6, 7, 8, 9) được thống kê và tính toán dựa trên các nguồn tài liệu khác nhau, kết hợp với số liệu điều tra, khảo sát ngoài thực địa.
Đánh giá chất lượng nước của thuỷ vực theo 6 mức độ đã được hiệu chỉnh được thể hiện ở Bảng 2
Bảng 2. Các mức độ về chất lƣợng nƣớc của thuỷ vực [33]
Mức Đặc điểm môi trƣờng
1 (Rất
tốt)
Môi trường rất tốt khi đạt 56-60 điểm, với đặc trưng môi trường ở tình trạng tốt nhất, không có tác động của con người. Có tất cả các loài cá sống trong vùng nước đặc trưng cho sinh cảnh bao gồm hầu như tất cả các loài cá nhạy cảm và tồn tại đầy đủ các thế hệ, tất cả các nhóm kích thước, ổn định về cấu trúc dinh dưỡng.