Nghiên cứu này được thực hiện nhằm đánh giá và phân vùng
chất lượng nước sông Thị Vải trên cơ sở thực vật phù du. Mười
hai lát cắt từ thượng nguồn đến hạ lưu sông Thị Vải đã được
chọn và thu mẫu thực vật phù du. Kết quả khảo sát đã ghi nhận
được 98 loài thực vật phù du, trong đó tảo silic chiếm ưu thế
về số lượng loài và mật độ ở nhiều lát cắt thu mẫu. Các chỉ số
tảo cho thấy hiện trạng môi trường nước sông Thị Vải đang
bị ô nhiễm nghiêm trọng, đặc biệt là khu vực thượng nguồn.
Trên cơ sở thực vật phù du, môi trường nước sông được chia
thành 3 vùng gồm “vùng 1’ ô nhiễm hữu cơ nhiều nhất; “vùng
2” chuyển tiếp, mức độ ô nhiễm giảm; và “vùng 3”: môi trường
nước giàu dinh dưỡng, nhưng không nghiêm trọng bằng hai
vùng trên. Do đó, cần có biện pháp hiệu quả và bền vững trong
việc phục hồi chất lượng nước sông, kiểm soát chất lượng nước
thải của các khu công nghiệp ven sông và quan trắc định kỳ
chất lượng nước
Từ khóa: thực vật phù du, sông Thị Vải, nước thải công nghiệp,
phân vùng chất lượng nước
4 trang |
Chia sẻ: tieuaka001 | Lượt xem: 615 | Lượt tải: 0
Nội dung tài liệu Đánh giá chất lượng nước mặt sông Thị Vải trên cơ sở thực vậ, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
TÓM TẮT
Nghiên cứu này được thực hiện nhằm đánh giá và phân vùng
chất lượng nước sông Thị Vải trên cơ sở thực vật phù du. Mười
hai lát cắt từ thượng nguồn đến hạ lưu sông Thị Vải đã được
chọn và thu mẫu thực vật phù du. Kết quả khảo sát đã ghi nhận
được 98 loài thực vật phù du, trong đó tảo silic chiếm ưu thế
về số lượng loài và mật độ ở nhiều lát cắt thu mẫu. Các chỉ số
tảo cho thấy hiện trạng môi trường nước sông Thị Vải đang
bị ô nhiễm nghiêm trọng, đặc biệt là khu vực thượng nguồn.
Trên cơ sở thực vật phù du, môi trường nước sông được chia
thành 3 vùng gồm “vùng 1’ ô nhiễm hữu cơ nhiều nhất; “vùng
2” chuyển tiếp, mức độ ô nhiễm giảm; và “vùng 3”: môi trường
nước giàu dinh dưỡng, nhưng không nghiêm trọng bằng hai
vùng trên. Do đó, cần có biện pháp hiệu quả và bền vững trong
việc phục hồi chất lượng nước sông, kiểm soát chất lượng nước
thải của các khu công nghiệp ven sông và quan trắc định kỳ
chất lượng nước
Từ khóa: thực vật phù du, sông Thị Vải, nước thải công nghiệp,
phân vùng chất lượng nước
1.GIỚI THIỆU
Suy giảm chất lượng môi trường sống là một trong những
nguyên nhân chính cho sự suy giảm quần thể và quần xã trong
thủy vực. Trong thủy vực nước chảy, nhiều yếu tố môi trường có
tác động trực tiếp hoặc gián tiếp lên thủy sinh vật [1]. Thực vật
phù du là nhóm sinh vật sản xuất nên có vai trò rất lớn, chi phối
dòng năng lượng, vật chất trong hệ sinh thái thủy vực. Bên cạnh
đó, chúng còn là nhóm sinh vật chỉ thị, phản ảnh chất lượng môi
trường nước và sức khỏe sinh thái trong thủy vực [2]. Climdins
và cs. [3] đã có những nghiên cứu, tổng kết và thống kê danh
lục một số loài phiêu sinh vật (thực vật và động vật phù du) và
động vât đáy chỉ thị cho chất lượng môi trường nước và được sử
dụng khá phổ biến trong quan trắc chất lượng môi trường nước
ở châu Âu và Bắc Mỹ. Bên cạnh đó, các chỉ số sinh học được
đưa ra và áp dụng cho thực vật phù du (như đa dạng, ứu thế,
chỉ số tảo) nhằm góp phần đánh giá chất lượng nước, sức khỏe
và sự ổn định củ hệ sinh thái cũng khá phổ biến ở nhiều nước
trên thế giới [4]. Cho đến nay, thực vật phù du đã được đưa vào
thành một trong những nhóm sinh vật quan trọng hàng đầu,
được chấp nhận và sử dụng cho quan trắc chất lượng nước mặt
trên thế giới [5].
Trong quy chuẩn Việt Nam, thực vật phù du, cùng với động vật
phù du và động vật đáy, được đưa vào trong danh mục những
chỉ tiêu cần phải quan trắc khi đánh giá chất lượng môi trường.
Một số ít các công trình liên quan cũng đã được thực hiện và
công bố, khá cụ thể và chi tiết trong công trình của tác giả
Nguyễn Văn Tuyên [6], xuất bản cách đây hơn 10 năm, 2003.
Mặc dù vậy, trong nhiều chương trình quan trắc chất lượng
nước sông, yếu tố hóa lý (nhiệt độ, pH, BOD5, nitơ, photpho,
...) vẫn luôn được chọn lựa và ưu tiên. Nếu các yếu tố môi trường
(hóa lý) là nền tảng phản ảnh hiện trạng môi trường rõ ràng và
khá toàn diện thì các chì tiêu/ yếu tố sinh học sẽ cho thấy áp lực
của môi trường lên sinh vật, hệ sinh thái một cách đầy đủ, trọn
vẹn nhất mà điều này các yếu tố hóa lý không thể thay thế.
Cùng với sự phát triển nhanh chóng của kinh tế xã hội nước ta,
đặc biệt là sản xuất công nghiệp, các hoạt động của nó đã và
đang làm cho môi trường ngày càng xấu đi thông qua lượng
chất thải khổng lồ ngày đêm đưa vào môi trường nói chung
và thủy vực bao gồm sông suối nói riêng. Hậu quả của việc xả
thải không kiểm soát là chất lượng môi trường nước sông ngày
càng xấu đi kéo theo sự suy giảm đa dạng sinh học trong thủy
vực. Trong nghiên cứu này, thực vật phù du được chọn làm đối
tượng chính trong nghiên cứu hiện trạng chất lượng môi trường
nước sông Thị Vải, một dòng sông được biết đến vì đã và đang
gánh chịu hậu quả của sự phát triển kinh tế (hoạt động sản xuất)
bất chấp an toàn môi trường và sức khỏe sinh thái thủy vực
ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC MẶT SÔNG
THỊ VẢI TRÊN CƠ SỞ THỰC VẬT PHÙ DU
Đào Thanh Sơn*, Hồ Thị Ngọc Hà
Trường Đại học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh, 268 Lý Thường Kiệt, Quận 10, TP. HCM
*Email: dao.son@hcmut.edu.vn
Khoa học & Ứng dụng68 Số 21 - 2015
2.PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1.Ngoài thực địa
Việc thu mẫu thực vật phù du được tiến hành vào ngày 10
và 11 tháng 6 năm 2006 tại 12 lát cắt, mỗi lát cắt thu mẫu
ở hai bờ (trái, phải) của dòng sông (hình 1). Mẫu thực vật
phù du được thu ở tầng mặt. Tại mỗi điểm khảo sát, các
mẫu định tính và định lượng được lấy cho việc phân tích
trong phòng thí nghiệm.
Thu mẫu thực vật phiêu sinh: mẫu định tính thực vật phiêu
sinh được thu bằng lưới vớt thực vật phiêu sinh hình nón
với kích thước mắt lưới là 25µm. Mẫu định lượng được thu
ở tầng mặt, bằng cách lọc 10 lít nước qua lưới để phục vụ
cho việc đếm mẫu bằng buồng đếm Sedgewick Rafter
[4].
Các mẫu thực vật phiêu sinh được cố định ngay tại hiện
trường bằng dung dịch formol bão hòa sao cho nồng độ
formol cuối cùng trong mẫu vào khoảng 4%. Mỗi mẫu
thu được đánh dấu, ghi chú trên nhãn [4].
2.2. Trong phòng thí nghiệm
Các mẫu thực vật phù du được phân tích tại Phòng Thí nghiệm
Chất lượng Môi trường, Viện Môi trường và Tài nguyên, theo
hai chỉ tiêu định tính và định lượng. Việc định danh thực vật phù
du được dựa trên cơ sở hình thái học (morphology) trên kính
hiển vi (Olympus, BX51) với sự trợ giúp của các tài liệu phân
loại của các tác giả trong và ngoài nước. Mẫu định lượng thực
vật phiêu sinh được phân tích theo phương pháp buồng đếm
Sedgewick Rafter (Sournia, 1978).
2.3. Xử lý số liệu, tính toán các chỉ số
Từ kết quả phân tích, thành phần loài, cấu trúc quần xã, mật độ
thủy sinh, độ tương đồng, loài ưu thế, loài đặc trưng và các chỉ
số sinh học được tính toán, áp dụng cho việc đánh giá đặc điểm
môi trường nước khu vực khảo sát trên cơ sở thủy sinh vật.
2.3.1.Chỉ số đa dạng
Độ đa dạng (Shannon và Wiener) là chỉ số thể hiện sự phong
phú của quần xã sinh vật và được dùng để đánh giá cấu trúc
quần xã. Nó góp phần phản ảnh đặc điểm môi trường nước
vùng khảo sát.
s
H ’= - pi log2 pi
i = 1
Trong đó: pi là tỷ số của số lượng của loài thứ i và tổng số cá thể
trong mẫu
2.3.2.Chỉ số tương đồng
Chỉ số tương đồng (Sorensen, 1948) phản ảnh mức độ
giống nhau về thành phần loài sinh vật giữa hai điểm thu
mẫu. Từ đó có thể góp phần đánh giá tính đồng nhất của
môi trường nước giữa hai điểm khảo sát.
S = 2 × Sc / (Si + Sj)
Trong đó:
Sc là số loài chung của 2 trạm/ điểm khảo sát i và j.
Si, Sj là số loài của quần xã của điểm thu mẫu i và j.
2.3.3.Chỉ số DiatomeaeChỉ số Diatomeae là một trong
các tỷ lệ các nhóm tảo được sử dụng để xác định độ phì
(dinh dưỡng) của nước. Đây là các công thức được sử dụng
dựa theo Fefoldy Lajos thuộc Viện Hàn lâm Khoa học
Hungary, công bố trong Biologiai Vizminosities, 1980 trong
tập Viziigyi Hydrobiologia 9 (Nguyễn Văn Tuyên, 2003).
Diatomeae index = C / P
Trong đó: C: số loài của bộ Centrales
P: số loài của bộ Pennales
Hình 1: Sông Thị Vải với các lát cắt thu mẫu (1 – 12)
Khoa học & Ứng dụng 69Số 21 - 2015
3.KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
VÀ THẢO LUẬN
3.1. Đặc tính thành phần loài
Qua 3 đợt khảo sát, kết quả phân tích đã ghi nhận được
98 loài thuộc 5 lớp/ngành thực vật phù du ở sông Thị Vải.
Trong đó, lớp tảo silic Bacillariiophyceae chiếm số lượng
loài cao nhất (64 loài), lớp tảo mắt Euglenohyta với 3 loài,
ngành vi khuẩn lam Cyanobacteria với 16 loài, lớp tảo giáp
Dinophyceae 14 loài và lớp tảo vàng ánh chỉ tìm thấy 1 loài
(bảng 1).
Bảng 1: Cấu trúc thành phần loài thực vật phù du
ở sông Thị Vải
Hầu hết các loài thực vật phiêu sinh (tảo) tìm thấy (các loài
thuộc lớp tảo silic, tảo giáp, một số loài vi khuẩn lam) có
nguồn gốc nước mặn, lợ mặn của vùng cửa sông ven biển
như Trichodesmium erythraeum, Coscinodiscus spp.,
Rhizosolenia spp., Chaetoceros spp., Protoperidinium
spp., Gonyaulax spp., Prorocentrum micans, Ceratium
furca.... Bên cạnh đó, kết quả cũng ghi nhận được một số
ít loài thực vật phù du có nguồn gốc nước ngọt: Euglena
acus, Euglena tripteris, Aphanocapsa delicatissima,
Raphidiopsis cf. curvata được đưa vào sông từ sâu trong
nội địa. Điều này cho thấy môi trường nước sông Thị Vải bị
chi phối chủ yếu bởi nước biển vịnh Gành Rái vào thời điểm
khảo sát.
Kết quả phân tích cho thấy sự hiện diện thường xuyên của
một số loài thực vật phiêu sinh, ở tất cả các điểm thu mẫu
trên sông, như Oscillatoria lemmermannii, Skeletonema
costatum, Pseudonitzschia spp. và Chaetoceros.
Sự hiện diện của những nhóm loài này là bình thường
trong tự nhiên. Tuy vậy, đây lại là những loài dễ gây nở hoa
(Chaetoceros, Oscillatoria, Skeletonema) hoặc có thể sản
sinh ra độc tố (Pseudonitzschia) [7].
Khi gặp điều kiện môi trường giàu dinh dưỡng hữu cơ,
chúng thường phát triển mạnh, nở hoa gây thiệt hại lớn cho
môi trường, nguồn lợi thủy sản và hệ sinh thái thủy vực. Số
loài thực vật phiêu sinh tại mỗi điểm khảo sát biến thiên từ
17 (G8) đến 43 loài (P10) và có xu hướng tăng dần từ thượng
nguồn ra phía cửa sông (hình 2). Điều này phản ảnh chất
lượng môi trường nước ở vùng cửa sông (điểm 10, 11 và 12)
tốt hơn ở vùng thượng nguồn.
2.2. Đặc tính số lượng và loài ưu thế nhất
Mật độ thực vật phiêu sinh có giá trị từ 12.920 (điểm thu
mẫu P11) – 459.000 (T7) cá thể/lít với các loài ưu thế là
Chaetocerso muelleri, C. subtilis, O. lemmermannii, S.
costatum và Pseudonitzschia spp.
Hình 2: Biến động mật độ thực vật phù du ở sông Thị Vải.
T: bờ trái; P: bờ phải; G: giữa dòng.
Kết quả phân tích cho thấy mật độ tảo ở hai bờ và giữa
dòng ở vùng thượng nguồn không khác biệt nhiều (điểm 1,
2) nhưng lại thay đổi lớn ở khu vực các điểm 5, 6 và 7. Có thể
đây là kết quả của sự ảnh hưởng của dòng chảy và tác động
mạnh mang tính cục bộ của các khu công nghiệp dọc theo
bờ trái của sông Thị Vải. Sự ưu thế của các loài, giống thực
vật phiêu sinh nhìn chung không khác biệt đáng kể trên
sông. Một điều đặc biệt là các loài tảo ưu thế đều có kích
thước nhỏ và hầu hết các loài tảo (trong số 98 loài ghi nhận
được) cũng có kích thước nhỏ, rất ít loài có kích thước lớn
hiện diện. Có thể điều kiện không thuận lợi và chất lượng
nước sống kém (độ trong và hàm lượng oxy hòa tan thấp,
giàu dinh dưỡng hữu cơ..) đã tác động lên khu hệ thực vật
phiêu sinh và dẫn đến kết quả này.
Ngành lớp Số loài Tỷ lệ (%)
Cyanobacteria 16 16,5
Chrysophyceae 1 1
Bacillariophyceae 64 65
Euglenophyceae 3 3
Dinophyceae 14 14,5
Tổng cộng 98 100
2.3. Các chỉ số
Giá trị độ đa dạng thực vật phù du biến thiên từ 0,42 – 2,05 (bảng 2). Các giá trị này cho thấy môi trường nước sông Thị
Vải có đặc điểm từ giàu đến rất giàu dinh dưỡng hữu cơ.
Bảng 2: Chỉ số đa dạng thực vật phù du ở sông Thị Vải. T: bờ trái; P: bờ phải; G: giữa dòng.
H’ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
T 1.26 1.56 1.83 1.54 2.05 1.46 1.83 1.51 1.62 1.40 1.06 1.04
G 1.18 1.79 1.53 1.84 1.69 1.61 1.93 1.64 1.28 1.40 1.25 0.42
P 1.07 1.40 1.76 1.78 1.92 1.80 1.83 1.81 1.40 1.65 1.22 0.76
Khoa học & Ứng dụng70 Số 21 - 2015
4.KẾT LUẬN
Trên cơ sở cấu trúc thành phần loài, số lượng và các chỉ số
thực vật phù du có thể đưa ra một số nhận xét, kết luận như
sau. Khu thực vật phù du ở các trạm khảo sát trên sông Thị
Vải thể hịên tính đặc trưng của môi trường nước lợ ven biển,
chịu ảnh hưởng mạnh của thủy triều. Tất cả các trạm khảo
sát đều thể hiện sự phát triển kém đa dạng và không cân
đối của khu hệ thực vật phù du. Nhìn chung môi trường
nước khu vực khảo sát có thể được chia thành ba vùng như
sau:
Vùng 1. Từ trạm số 1 – 5: vùng ô nhiễm hữu cơ nhiều nhất,
khu hệ thực vật phù du phát triển kém, mất cân đối. Các loài
chỉ thị ô nhiễm hữu cơ và gây mùi nước chiếm ưu thế tuyệt
đối. Kích thước các loài tảo nhỏ so với bình thướng và rất
hiếm loài có kích thước lớn hiện diện.
Vùng 2. Từ trạm số 6 – 9: vùng chuyển tiếp, mức độ ô
nhiễm giảm so với vùng trên, ưu thế là các loài gây mùi
nước, ưa môi trường nhiều chất vẩn, độ đục cao. Các loài
tảo có kích thước nhỏ chiếm ưu thế trong cả thành phần loài
và số lượng.
Vùng 3. Từ trạm số 10 – 12: môi trường nước giàu dinh
dưỡng, độ mặn cao hơn so với hai vùng trên. Giá trị đa dạng
và mức độ tương đồng tăng lên.
Cần có biện pháp hiệu quả và bền vững trong việc cải thiện
và phục hồi chất lượng nước sông Thị Vải. Điều quan trọng
và thiết thực đầu tiên là kiểm soát chất lượng chất thải, nước
thải của các khu công nghiệp trước khi thải vào sông Thị
Vải. Chính sách quản lý về mặt môi trường áp dụng cho
dòng sông này cũng là một điều quan trọng cần được thực
thi nghiêm túc. Tiếp tục giám sát, theo dõi, quan trắc định
kỳ chất lượng nước sông mà thực vật phù du nói riêng và
thủy sinh vật nói chung là một trong những yếu tố quan
trọng cho việc đánh giá chất lượng nước thủy vực.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Horne, A.J., Goldman, C. R., 1994. Limnology (second
edition). McGraw-Hill, Inc. pp. 111-139.
[2] Wetzel, R.G., 2001. Limnology: lake and river ecosystems
(3rd edition). Academic Press, San Diego, pp. 205-288, 331-
393.
[3] Cimdins P., Druvietis. I, Liepa R., Parele E., Urtane L.,
Urtans A., 1995. A Latvian Catalogue of Indicator Species
of Freshwater Saprobity. The Latvian Academy of Sciences.
[4] Sournia A., 1978. Phytoplankton manual, UNESCO,UK.
P.69-74, 251-260
[5] Standard methods for the examination of water and
wastewater, 2005 APHA. Section 10200.
[6] Nguyễn Văn Tuyên, 2003. Đa dạng sinh học tảo trong
thủy vực nội địa Việt Nam - triển vọng và thử thách. NXB
Nông Nghiệp Tp Hồ Chí Minh. Trang 40 – 46, 136 – 137.
[7] Andersen P., 1996. Design and implementation of some
harmful algae monitoring systems, UNESCO.
Kết quả tính toán giá trị chỉ số Diatomeae (D-I; bảng 3) cho thấy môi trường nước trên toàn vùng khảo sát rất giàu dinh
dưỡng (polytrophy) [6].
Bảng 3: Chỉ số Diatomeae ở sông Thị Vải. T: bờ trái; P: bờ phải; G: giữa dòng.
Kết quả tính toán độ tương đồng (bảng 4) cũng cho thấy đặc điểm thành phần loài thực vật phù du có sự thay đổi dần từ
vùng thượng nguồn đến vùng cửa sông. Đặc biệt ba điểm 10 - 12 có sự tách biệt rõ so với các điểm còn lại trên sông. Điều
này cho thấy chỉ trừ vùng cửa sông có chất lượng nước chịu sự chi phối của nước biển, các điểm còn lại hay hầu hết dòng
sông khá đồng nhất về chất lượng nước và chịu sự tác động chính của các khu công nghệp ven sông.
Bảng 4: Độ tương đồng thực vật phiêu sinh ở sông Thị Vải
D - I 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
T 1.33 1.71 1.83 2.00 2.20 2.50 2.33 1.57 1.50 3.75 1.21 1.88
G 0.87 1.60 1.57 1.57 1.71 2.50 2.60 2.25 1.86 4.00 2.00 1.88
P 1.60 1.23 1.83 1.29 1.50 2.00 2.20 3.33 2.00 1.21 1.56 1.50
2 0.667
3 0.646 0.75
4 0.625 0.698 0.8
5 0.609 0.735 0.8 0.783
6 0.563 0.698 0.708 0.813 0.754
7 0.58 0.676 0.686 0.754 0.757 0.754
8 0.567 0.644 0.656 0.733 0.738 0.7 0.708
9 0.553 0.667 0.597 0.684 0.667 0.763 0.691 0.611
10 0.452 0.482 0.471 0.571 0.539 0.619 0.607 0.575 0.688
11 0.354 0.436 0.425 0.481 0.476 0.506 0.571 0.427 0.637 0.646
12 0.3 0.43 0.42 0.45 0.494 0.525 0.541 0.421 0.609 0.66 0.8
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Khoa học & Ứng dụng 71Số 21 - 2015
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- 12_danh_gia_chat_luong_nuoc_mat_song_thi_vai_tren_co_so_thuc_vat_phu_du_8548.pdf