1.3.2.1. Khái niệm về sinh vật chỉ thị
Là những cá thể, quần thể hay quần xã có khả năng thích ứng hoặc rất nhạy cảm với mơi trường nhất định. Các sinh vật chỉ thị có thể là 1 lồi, 1 nhóm lồi, có thể tương quan giữa các nhóm lồi hoặc tổng số loài trong quần xã và chỉ số đadạng. Chúng có thể chỉ thị về độ sạch, độ nhiễm bẩn của thủy vực (gắn liền với độ giàu, nghèo dinh dưỡng), chỉ thị về chất lượng nước: nước cứng, nước mềm, nồng độ muối, độ nhiễm phèn, độ độc...
1.3.2.2. Phương pháp dùng chỉ thị sinh học
Là phương pháp được dùng để đánh giá chất lượng nước dựa trên cơ sở những chỉ số sinh học về thành phần loài sinh vật chỉ thị, số lượng cá thể của các loài sinh vật chỉ thị. Phương pháp giám sát sinh học chủ yếu dựa vào sự thay đổi cấu trúc quần xã như sự phong phú các đơn vị phân loại, mật độ, tỉ số đa dạng giữa các nhóm và sự có mặt hay vắng mặt của các sinh vật chỉ thị biểu hiện mức độ ô nhiễm khác nhau.
Phương pháp dùng chỉ thị sinh học có những ưu điểm nổi bật như:
- Cho phép đánh giá tác động lâu dài và tổng hợp của nguồn ô nhiễm đối với
nguồn nước dựa trên hệ thống phân vùng nước mặt.
- Sinh vật không phản ứng với một yếu tố riêng lẻ mà phản ứng với toàn bộ
các tác động của môi trường.
- Sự phản ứng của sinh vật giúp phản ánh được những thay đổi của điều kiện
tự nhiên tại thời điểm nghiên cứu và trước đó. Đây là ưu điểm là những chỉ tiêu thủy lý hóa khơng có được.
- Phương pháp đơn giản, nhanh chóng và dễ sử dụng hơn so với đo các chỉ
tiêu thủy lý hóa.
- Sử dụng sinh vật chỉ thị có thể đánh giá được khả năng phân hủy vật chất
đồng thời phản ánh mức độ đa dạng sinh học tại khu vực nghiên cứu.
1.3.2.3. Tiêu chuẩn lựa chọn sinh vật chỉ thị
Để có thể chọn sinh vật chỉ thị chúng ta trước hết cần xác định vấn đề chỉ thị cho điều gì? Hầu hết bất cứ lồi nào cũng có thể là vật chỉ thị nhưng do kiến thức hiểu biết của chúng ta nghiên cứu về Autoecology (sinh thái cá thể, nghiên cứu một loại sinh vật trong một mơi trường) cịn hạn chế.
Trong các sinh vật chỉ thị chọn lọc cho việc bảo vệ mơi trường, các thuộc tính sau đây có thể phù hợp riêng biệt. Những sinh vật chỉ thị cho môi trường thường được đề cập bởi những tính chất sau:
- Vật chỉ thị dễ dàng định loại.
- Dễ thu mẫu: không cần nhiều thao tác hoặc thiết bị tốn kém và có thể định lượng.
- Có phân bố rộng, tối ưu là phân bố tồn cầu.
- Có nhiều dẫn liệu sinh thái học phong phú, đây là sự trợ giúp đáng kể trong
kết quả điều tra phân tích và phát hiện ơ nhiễm.
- Có giá trị kinh thế hoặc tầm quan trọng như là tài nguyên hoặc vật gây hại. - Có khả năng tích trữ chất ơ nhiễm, đặc biệt là phản ánh mức độ mơi trường
vì sự phân bố của chúng liên quan đến mức độ ô nhiễm môi trường.
- Dễ dàng ni cấy trong phịng thí nghiệm cũng như được nghiên cứu thí
nghiệm về tính thích ứng của chúng đối với chất ô nhiễm và môi trường quan sát.
- Có tính biến dị thấp, về mặt di truyền cũng như vai trò của chúng trong
quần xã sinh vật.
1.3.2.4. Những nhóm sinh vật chỉ thị chính
Vi khuẩn (Bacteria): Một số vi khuẩn được nghiên cứu vì sự liên quan của chúng tới vấn đề sức khỏe cộng đồng và sự lan truyền qua đường nước.
Động vật nguyên sinh (Protozoa): Giống như vi khuẩn, động vật nguyên sinh tương đối dễ thu mẫu và sự thích nghi của chúng đối với mơi trường giàu chất hữu cơ.
Tảo (Algae): Tảo được coi là sinh vật chỉ thị quan trọng vì chúng có quan hệ với nghiên cứu về sự phú dưỡng. Sự chịu đựng đối với ô nhiễm vật chất hữu cơ của các loài này được nghiên cứu rất nhiều nhưng chúng không phù hợp làm sinh vật
chỉ thị ở môi trường ô nhiễm do thuốc trừ sâu hoặc môi trường bị ô nhiễm kim loại nặng.
Động vật không xương sống cỡ lớn (Macroinvertebrates) là nhóm sinh vật thủy sinh phổ biến nhất, sự phân bố của chúng thường ổn định và đặc biệt chúng rất dễ nhạy cảm với những yếu tố sinh thái. Sử dụng ĐVKXS cỡ lớn làm chỉ thị có những ưu điểm như q trình lấy mẫu và phân tích mẫu dễ thực hiện, ít tốn kém tuy nhiên để xác định nguyên nhân gây ra ơ nhiễm gặp nhiều khó khăn.
Thực vật lớn (Macrophyte) như các loài bèo, lau sậy; chúng phát triển mạnh ở vùng nước tù hãm chứa nhiều chất dinh dưỡng. Do vậy cùng với tảo, rong, bèo là các thực vật chỉ thị cho hiện tượng phú dưỡng của nước. Cá là động vật biến nhiệt. Có nhiều loại cá khác nhau cùng tồn tại trong một thủy vực với các đặc điểm khác nhau về hình thể, nguồn thức ăn, nơi sinh sản phát triển và khả năng thích nghi với mơi trường. Chính vì vậy nhiều lồi cá có thể được sử dụng như chỉ thị sinh học để xác định lượng nước và ô nhiễm nguồn nước.
Theo Hellewell (1989) tỷ lệ sử dụng các nhóm sinh vật trong chỉ thị chất lượng nước như sau:
- Virut: 1% - Vi tảo: 25% - Vi khuẩn: 15% - Thực vật bậc cao: 3,5% - Nấm: 3,5% - Động vật nguyên sinh: 17,5% - Nấm men: 2,5% - ĐVKXS cỡ lớn: 26%
Như vậy, vi tảo và ĐVKXS cỡ lớn là hai nhóm sinh vật chỉ thị được coi là ưu việt hơn cả và thường được sử dụng trong phương pháp sử dụng sinh vật chỉ thị trong quan trắc và đánh giá chất lượng nước. Trong phạm vi nghiên cứu luận văn,
chúng tôi lựa chọn sinh vật chỉ thị là vi tảo (thực vật nổi) để đánh giá chất lượng nước vùng cửa sông Văn Úc.