TẠP CHÍ KHOA HỌC, ðại học Huế, Số 64, 2011<br />
ðÁNH GIÁ NHANH CHẤT LƯỢNG MÔI TRƯỜNG NƯỚC QUA CÔN TRÙNG<br />
THỦY SINH VÀ CHỈ SỐ SINH HỌC EPT Ở SUỐI TA LU,<br />
HUYỆN NAM ðÔNG, TỈNH THỪA THIÊN HUẾ<br />
Hoàng ðình Trung<br />
Trường ðại học Khoa học, ðại học Huế<br />
<br />
TÓM TẮT<br />
Trong nghiên cứu này, chúng tôi tiến hành sử dụng côn trùng ở nước thuộc ba bộ là<br />
Phù du (Ephemeroptera), bộ Cánh úp (Plecoptera) và bộ Cánh lông (Trichoptera) làm chỉ thị<br />
sinh học ñể ñánh giá chất lượng nước mặt tại 05 ñiểm ở suối Ta Lu, huyện Nam ðông thông<br />
qua hệ thống tính ñiểm chống chịu của các họ côn trùng ở nước của Hilsenhoff (1988) và chỉ số<br />
sinh học EPT (Schmiedt et al., 1998). Kết quả phân tích mẫu vật thu ñược ñã xác ñịnh ñược 15<br />
họ côn trùng ở nước thuộc 03 bộ Phù du, Cánh úp và Cánh lông. Nghiên cứu cho thấy chất<br />
lượng môi trường nước mặt tại suối Ta Lu khá tốt, giá trị EPT dao ñộng từ 2,28 ñến 3,67. Chất<br />
lượng nước mặt tại suối Ta Lu nằm trong giới hạn khá tốt ñến tốt; có thể cung cấp cho các mục<br />
ñích khác nhau: phục vụ cho sinh hoạt, cho các ngành công nghiệp, nông nghiệp và giải trí.<br />
<br />
1. Mở ñầu<br />
Việc sử dụng phương pháp sinh học nhằm ñánh giá chất lượng nước ngày nay ñã<br />
ñược nhiều nước trên Thế giới quan tâm và áp dụng. Trong công tác quản lý, giám sát<br />
và quan trắc môi trường nước hiện nay, ñánh giá chất lượng nước thông qua phương<br />
pháp sinh học ñã khắc phục ñược một số hạn chế của phương pháp hóa học như ñòi hỏi<br />
các thiết bị máy móc ñắt tiền, hóa chất. Ưu ñiểm của quan trắc sinh học sẽ cung cấp các<br />
dẫn liệu về thời gian, tiện lợi trong sử dụng; ñặc biệt là thân thiện với môi trường. Ngoài<br />
hệ thống tính ñiểm BMWPViet và chỉ số ASPT ñã ñược Nguyễn Xuân Quýnh (2000),<br />
ðặng Ngọc Thanh (2002) xây dựng và ñiều chỉnh ñể tính toán cho phù hợp với ñặc<br />
ñiểm khu hệ ðộng vật không xương sống cũng như ñiều kiện môi trường tự nhiên của<br />
nước ta thì hiện nay, các nước trên Thế giới như Anh, Pháp, Trung Quốc, Thái Lan,...<br />
ñang sử dụng phổ biến chỉ số EPT ñể ñánh giá nhanh chất lượng nước tại các dòng chảy,<br />
nơi thủy vực rộng và có nhiều ñiểm quan trắc (Bode et al., 1995, 1997, 2002; Schmiedt<br />
et al., McGonigle J., 2000). Chỉ số EPT dựa trên mức chống chịu với mức ñộ ô nhiễm<br />
thủy vực của các họ côn trùng ở nước (Aquatic insect) và sự có mặt hoặc vắng mặt của<br />
các họ Côn trùng ở nước thuộc bộ Phù du (Ephemeroptera), Cánh lông (Ephemeroptera)<br />
và Cánh úp (Plecoptera). Chúng là nhóm ñộng vật không xương sống quan trọng trong<br />
các thủy vực nước chảy ở nội ñịa (khe, suối); ñặc biệt nhiều loài nhạy cảm với thay ñổi<br />
môi trường sống và sự ô nhiễm, do vậy chúng còn ñược biết tới như là vật chỉ thị sinh<br />
193<br />
<br />
học tối ưu cho quan trắc chất lượng nước. Vì vậy, bài báo này nhằm hướng tới mục<br />
ñích: (1) áp dụng chỉ số sinh học EPT ñể ñánh giá nhanh chất lượng nước tại các ñiểm<br />
nghiên cứu của khu vực suối Ta Lu (Nam ðông, Thừa Thiên Huế); (2) Xác ñịnh thành<br />
phần khu hệ côn trùng ở nước tại vùng nghiên cứu. Các kết quả nghiên cứu sẽ không chỉ<br />
là dữ liệu bước ñầu về ña dạng sinh học côn trùng thủy sinh, mà còn cung cấp những<br />
thông tin về chất lượng môi trường nước ở suối Ta Lu, huyện Nam ðông, tỉnh Thừa<br />
Thiên Huế.<br />
2. Phương pháp nghiên cứu<br />
2.1. Phương pháp thu mẫu Côn trùng ngoài thực ñịa<br />
Tiến hành khảo sát, thu mẫu côn trùng ở nước trong 03 ñợt vào năm 2010 (tháng<br />
II, tháng IV và tháng VI năm 2010) tại 05 ñiểm theo các sinh cảnh ñặc trưng, ñại diện<br />
cho khu vực suối nghiên cứu. Qua khảo sát thực tế cho thấy, các tác ñộng nhân tạo ñến<br />
nguồn nước chính là hoạt ñộng sinh hoạt của một số ít hộ dân tộc thiểu số Katu sống<br />
ven suối và tình trạng khai thác lâm sản ngoài gỗ dọc hai bên bờ suối của cư dân vùng<br />
ñệm vườn Quốc gia Bạch Mã. Mẫu vật ngoài tự nhiên ñược thu thập theo phương pháp<br />
ñiều tra côn trùng nước của Edmunds et al., (1997) và McCafferty (1983). Cụ thể mẫu<br />
ñịnh lượng ñược thu bằng vợt Surber (Surber net – 50 × 50 cm). Việc thu mẫu ñược<br />
thực hiện cả nơi nước ñứng cũng như nước chảy, ở ven bờ suối và thực vật thủy sinh<br />
sống ở suối. Thời gian thu mẫu tại mỗi ñiểm là 20 phút. Mẫu vật sau khi thu ở thực ñịa<br />
ñược bảo quản bằng cồn 800 hoặc formalin 4%. Tất cả mẫu vật sau khi phân tách thành<br />
các taxon bậc họ và giống, ghi ñầy ñủ thông tin mẫu ñã ñịnh loại, ñược lưu giữ ở phòng<br />
thí nghiệm Tài nguyên - Môi trường, khoa Sinh học, trường ðại học Khoa học Huế.<br />
2.2. Phương pháp phân tích mẫu vật và xử lý số liệu<br />
Mẫu vật ñược ñịnh loại dựa trên các tài liệu về côn trùng ở nước của các tác giả<br />
Nguyễn Xuân Quýnh (2001, 2002), Nguyễn Văn Vịnh (2003, 2004); Patrick McCafferty W.<br />
(1981); Ward, J. V. (1992); Michael Quigley (1993); Sangradub, N., and Boonsoong, B.<br />
(2004); Cao Thị Kim Thu (Cao, 2002; Cao and Bae, 2003); Hoàng ðức Huy (2005),...<br />
Các chỉ tiêu như pH, hàm lượng oxy hoà tan (DO), ñược ño ngay sau khi lấy<br />
mẫu tại hiện trường. Các chỉ tiêu còn lại ñược phân tích tại phòng thí nghiệm. Nhu cầu<br />
oxy sinh học (BOD 5 ) ñược xác ñịnh bằng phương pháp cấy và pha loãng. Nhu cầu oxy<br />
hoá học (COD) ñược xác ñịnh bằng phương pháp Kali Bicromat.<br />
2.3. Phương pháp sử dụng chỉ số sinh học EPT<br />
Việc phân tích các ñiểm số môi trường và giá trị EPT ñược xây dựng theo hai<br />
bước: (i) sự hiện diện của các cá thể cho phép ñánh giá các ñặc ñiểm về môi trường<br />
sống của chúng, tính toán chỉ số sinh học và xác ñịnh chất lượng nước tại các ñiểm lựa<br />
chọn; (ii) kiểm tra sự khác nhau về chất lượng nước trong cùng một khu vực hoặc giữa<br />
các khu vực với nhau dựa vào các nhóm ñại diện. Các số liệu ñược phân tích dựa vào<br />
194<br />
<br />
mức ñộ phong phú của thành phần côn trùng ở nước EPT (Ephemeroptera: E - Mayflies,<br />
Plecoptera: P - Stoneflies and Trichoptera: T- Caddisflies). Số lượng cá thể thuộc các họ<br />
côn trùng Phù du (Ephemeroptera), Cánh úp (Plecoptera) và Cánh lông (Trichoptera) là<br />
những thông số quan trọng cho ñộ phong phú EPT và chỉ số sinh học EPT. Mức ñộ<br />
chống chịu, mẫn cảm với ô nhiễm môi trường nước khác nhau theo hệ thống tính ñiểm<br />
chống chịu của các họ côn trùng ở nước của Hilsenhoff (1988): từ 0 (nghĩa là rất nhạy<br />
cảm) lên ñến 10 (ít nhạy cảm với ô nhiễm). Nghiên cứu của chúng tôi tập trung vào<br />
những dữ liệu ñược thu thập cho chỉ số sinh học EPT (E - Ephemeroptera, P Plecoptera, T - Trichoptera) nhằm ñánh giá chất lượng nước tại một số ñiểm thuộc suối<br />
Ta Lu, ở huyện Nam ðông, tỉnh Thừa Thiên Huế.<br />
Mối liên hệ giữa chất lượng nước và chỉ số EPT – Biotic Index (Ephemeroptera: E Mayflies, Plecoptera: P - Stoneflies and Trichoptera: T - Caddisflies) dựa vào tài liệu bởi<br />
Schmiedt et al., (1998). Theo ñó, mức ñộ tăng của tác ñộng sinh học ñã làm giảm dần các<br />
loài nhạy cảm, dẫn ñến làm giảm sự ña dạng về thành phần loài. Kết quả này xảy ra do số<br />
lượng giống, loài có sức chịu ñựng kém chỉ sinh sống ở những vùng nước sạch, trong<br />
khi ñó các loài chịu ñựng tốt ngày càng xuất hiện nhiều ở vùng nước ô nhiễm.<br />
Bảng 1. Mối liên quan giữa chất lượng nước và chỉ số EPT (Schmidt et al. 1998)<br />
<br />
EPT - Biotic Index<br />
<br />
0 – 3,75<br />
<br />
3,76 – 6,50<br />
<br />
> 6,50<br />
<br />
Chất lượng nước<br />
<br />
Không tác ñộng<br />
<br />
Tác ñộng vừa phải<br />
<br />
Tác ñộng cao<br />
<br />
[EPT Biotic Index = (TVxD) ÷ D].<br />
TV: giá trị chịu ñựng của họ, d: số lượng cá thể của mỗi họ và D là tổng số cá thể có<br />
trong mẫu.<br />
<br />
3. Kết quả nghiên cứu<br />
Qua kết quả của 03 ñợt khảo sát tại 05 ñiểm ở suối Ta Lu, chúng tôi ñã ghi nhận<br />
ñược 15 họ côn trùng ở nước thuộc ba bộ: Phù du (Ephemeroptera), Cánh úp (Plecoptera)<br />
và Cánh lông (Trichoptera). Trong ñó bộ Phù du có 7 họ (chiếm 46,67%), Cánh úp 5 họ<br />
(chiếm 33,33%) và Cánh lông 3 họ (chiếm 20%). Xét mối quan hệ giữa chất lượng nước<br />
và chỉ số EPT, cho thấy chất lượng nước suối Ta Lu hầu hết ở tình trạng không bị tác<br />
ñộng, giữa các ñiểm khảo sát có chỉ số sinh học EPT khác nhau, dao ñộng trong khoảng<br />
2,28 – 3,67. Tính ña dạng về thành phần số lượng côn trùng ở nước theo các ñiểm nghiên<br />
cứu có sự khác nhau, ñiểm M1 thu ñược số lượng phong phú nhất (81 cá thể), trong khi ñó<br />
tại ñiểm M2 lại thấp nhất (37 cá thể), ñiểm M5 có 46 cá thể, hai ñiểm M3 và M4 cùng có 46<br />
cá thể.<br />
Qua các kết quả phân tích chất lượng nước trong 03 ñợt khảo sát bằng phương<br />
pháp hóa học, lấy kết quả trung bình cho thấy chất lượng nước tại các ñiểm nghiên cứu<br />
của suối Ta Lu khá tốt. ða số các thông số môi trường nước ñều nằm trong giới hạn cho<br />
phép về cấp nước sinh hoạt (Cột A1, A2: QCVN 08: 2008/BTNMT).<br />
195<br />
<br />
Bảng 2. Chỉ số sinh học EPT theo các ñiểm thu mẫu ở suối Ta Lu<br />
Bộ<br />
<br />
Tên họ<br />
<br />
Ephemeroptera<br />
(Mayflies)<br />
<br />
Plecoptera<br />
(Stoneflies)<br />
<br />
Trichoptera<br />
(Caddisflies)<br />
<br />
TV<br />
<br />
Số lượng<br />
<br />
TV *D<br />
<br />
M1 M2 M3 M4 M5 M1 M2 M3 M4 M5<br />
<br />
Baetidae<br />
<br />
4<br />
<br />
3<br />
<br />
1<br />
<br />
6<br />
<br />
7<br />
<br />
6<br />
<br />
12<br />
<br />
4<br />
<br />
24<br />
<br />
28<br />
<br />
24<br />
<br />
Caenidae<br />
<br />
7<br />
<br />
15<br />
<br />
9<br />
<br />
5<br />
<br />
3<br />
<br />
4<br />
<br />
105 63<br />
<br />
35<br />
<br />
21<br />
<br />
28<br />
<br />
Ephemeridae<br />
<br />
4<br />
<br />
2<br />
<br />
1<br />
<br />
2<br />
<br />
-<br />
<br />
5<br />
<br />
8<br />
<br />
4<br />
<br />
8<br />
<br />
-<br />
<br />
20<br />
<br />
Potamanthidae<br />
<br />
4<br />
<br />
2<br />
<br />
3<br />
<br />
1<br />
<br />
2<br />
<br />
3<br />
<br />
8<br />
<br />
12<br />
<br />
4<br />
<br />
8<br />
<br />
12<br />
<br />
Heptageniidae<br />
<br />
4<br />
<br />
7<br />
<br />
4<br />
<br />
2<br />
<br />
2<br />
<br />
4<br />
<br />
28 16<br />
<br />
8<br />
<br />
8<br />
<br />
16<br />
<br />
Ephemerellidae<br />
<br />
1<br />
<br />
3<br />
<br />
3<br />
<br />
10<br />
<br />
9<br />
<br />
5<br />
<br />
3<br />
<br />
3<br />
<br />
10<br />
<br />
9<br />
<br />
5<br />
<br />
Leptophlebiidae<br />
<br />
2<br />
<br />
3<br />
<br />
1<br />
<br />
-<br />
<br />
1<br />
<br />
3<br />
<br />
6<br />
<br />
2<br />
<br />
-<br />
<br />
2<br />
<br />
6<br />
<br />
Leuctridae<br />
<br />
0<br />
<br />
5<br />
<br />
-<br />
<br />
-<br />
<br />
2<br />
<br />
5<br />
<br />
-<br />
<br />
-<br />
<br />
-<br />
<br />
-<br />
<br />
-<br />
<br />
Perlidae<br />
<br />
1<br />
<br />
3<br />
<br />
-<br />
<br />
4<br />
<br />
5<br />
<br />
11<br />
<br />
3<br />
<br />
-<br />
<br />
4<br />
<br />
5<br />
<br />
-<br />
<br />
Perlodidea<br />
<br />
2<br />
<br />
2<br />
<br />
-<br />
<br />
1<br />
<br />
3<br />
<br />
4<br />
<br />
4<br />
<br />
-<br />
<br />
2<br />
<br />
6<br />
<br />
8<br />
<br />
Chloroperlidae<br />
<br />
1<br />
<br />
3<br />
<br />
2<br />
<br />
1<br />
<br />
-<br />
<br />
2<br />
<br />
3<br />
<br />
2<br />
<br />
1<br />
<br />
-<br />
<br />
2<br />
<br />
Nemouridae<br />
<br />
2<br />
<br />
4<br />
<br />
1<br />
<br />
3<br />
<br />
1<br />
<br />
1<br />
<br />
8<br />
<br />
2<br />
<br />
6<br />
<br />
2<br />
<br />
2<br />
<br />
Hydropsychidae<br />
<br />
4<br />
<br />
21<br />
<br />
4<br />
<br />
5<br />
<br />
7<br />
<br />
6<br />
<br />
84 16<br />
<br />
20<br />
<br />
28<br />
<br />
24<br />
<br />
Hydroptilidae<br />
<br />
4<br />
<br />
5<br />
<br />
3<br />
<br />
3<br />
<br />
2<br />
<br />
5<br />
<br />
20 12<br />
<br />
12<br />
<br />
8<br />
<br />
20<br />
<br />
Rhyacophilidae<br />
<br />
0<br />
<br />
3<br />
<br />
5<br />
<br />
3<br />
<br />
2<br />
<br />
9<br />
<br />
-<br />
<br />
-<br />
<br />
-<br />
<br />
81<br />
<br />
37<br />
<br />
46<br />
<br />
46<br />
<br />
73<br />
<br />
Tổng số cá thể<br />
<br />
-<br />
<br />
Tổng ñiểm chống chịu các họ<br />
<br />
-<br />
<br />
292 136 134 125 167<br />
<br />
Chỉ số EPT<br />
<br />
3,60 3,67 2,91 2,71 2,28<br />
<br />
Bảng 3. Chất lượng nước suối Ta Lu tại các ñiểm nghiên cứu bằng phân tích hóa học<br />
Các thông<br />
số môi<br />
trường<br />
<br />
ðiểm<br />
M1<br />
<br />
pH<br />
<br />
6,50<br />
<br />
6,60<br />
<br />
6,50<br />
<br />
6,50<br />
<br />
DO (mg/l)<br />
<br />
8,10<br />
<br />
8,40<br />
<br />
9,73<br />
<br />
BOD 5<br />
(mg/l)<br />
<br />
4,30<br />
<br />
2,82<br />
<br />
COD<br />
(mg/l)<br />
<br />
30<br />
<br />
30<br />
<br />
ðiểm<br />
M2<br />
<br />
ðiểm<br />
M3<br />
<br />
ðiểm<br />
M4<br />
<br />
ðiểm<br />
M5<br />
<br />
QCVN 08: 2008/BTNMT<br />
A1<br />
<br />
A2<br />
<br />
B1<br />
<br />
B2<br />
<br />
6,50<br />
<br />
6-8,5<br />
<br />
6-8,5<br />
<br />
5,5-9<br />
<br />
5,5-9<br />
<br />
9,30<br />
<br />
9,32<br />
<br />
≥6<br />
<br />
≥5<br />
<br />
≥4<br />
<br />
≥2<br />
<br />
2,42<br />
<br />
2,60<br />
<br />
1,62<br />
<br />
4<br />
<br />
6<br />
<br />
15<br />
<br />
25<br />
<br />
20<br />
<br />
10<br />
<br />
10<br />
<br />
10<br />
<br />
15<br />
<br />
30<br />
<br />
50<br />
<br />
Ghi chú:<br />
*A1 - Sử dụng tốt cho mục ñích cấp nước sinh hoạt và các mục ñích khác như<br />
loại A2, B1 và B2.<br />
196<br />
<br />
*A2 - Dùng cho mục ñích cấp nước sinh hoạt nhưng phải áp dụng công nghệ xử lý phù<br />
hợp; bảo tồn ñộng thực vật thủy sinh, hoặc các mục ñích sử dụng như loại B1 và B2.<br />
*B1 - Dùng cho mục ñích tưới tiêu thủy lợi hoặc các mục ñích sử dụng khác có yêu cầu<br />
chất lượng nước tương tự hoặc các mục ñích sử dụng như loại B2.<br />
* B2 - Giao thông thủy và các mục ñích khác với yêu cầu nước chất lượng thấp.<br />
<br />
Nhìn chung, càng lên cao chất lượng nước càng tốt, tại các ñiểm thu mẫu có ñộ<br />
cao lớn > 400m (M4, M5) chất lượng nước khá tốt. Ở các ñiểm này do ñịa hình dốc,<br />
nước chảy mạnh cuốn trôi các chất bẩn xuống hạ lưu, các thông số môi trường nước<br />
như pH, DO, BOD5, COD phần lớn ñều nằm trong giới hạn cho phép về cấp nước sinh<br />
hoạt (Cột A1: QCVN 08: 2008/BTNMT). Tại các ñiểm thu mẫu có ñộ cao ≤ 200 m (M1,<br />
M2, M3), giá trị COD ñều vượt quá giới hạn của cấp nước sinh hoạt, là ñiểm hứng các<br />
các chất hữu cơ (chủ yếu là xác thực vật) từ phía thượng nguồn trôi xuống làm cho chất<br />
lượng nước tại các ñiểm này kém hơn các ñiểm phía thượng nguồn. Một nguyên nhân<br />
khác làm cho chất lượng nước vùng này kém hơn phía thượng nguồn chính là do sự tác<br />
ñộng của con người, ở xung quanh ñiểm nghiên cứu (M1, M2) có một vài hộ gia ñình dân<br />
tộc thiểu số Katu sinh sống, các hoạt ñộng của con người như ñi lại, tắm rửa, giặt giũ<br />
quần áo,… làm cho chất lượng nước giảm ñi ñáng kể. Nguồn nước này có thể cấp cho<br />
sinh hoạt sau khi ñược xử lý bằng phương pháp thích hợp.<br />
4. Kết luận<br />
4.1. Sử dụng Côn trùng ở nước ñể ñánh giá chất lượng nước suối Ta Lu, huyện<br />
Nam ðông, tỉnh Thừa Thiên Huế theo các ñiểm nghiên cứu thông qua chỉ số sinh học<br />
EPT cho thấy chất lượng nước tại các ñiểm nghiên cứu ñều nằm ở mức không bị tác<br />
ñộng. Phần lớn các thông số chất lượng nước ở suối Ta Lu ñều có thể dùng ñể cấp nước<br />
cho sinh hoạt, cho các ngành công nghiệp, nông nghiệp và giải trí.<br />
4.2. Khi ñối chiếu với kết quả phân tích môi trường nước bằng phương pháp hóa<br />
học, việc xác ñịnh chất lượng môi trường nước bằng phương pháp sinh học cho kết quả<br />
gần tương ñương với phân tích bằng phương pháp hóa học. ðiều này chứng tỏ việc sử<br />
dụng phương pháp chỉ thị sinh học có mức ñộ chính xác khá cao.<br />
TÀI LIỆU THAM KHẢO<br />
[1]. Bộ Tài nguyên & Môi trường, Quy chuẩn Kỹ thuật Quốc gia về chất lượng nước mặt<br />
(QCVN08: 2008/BTNMT), 2008.<br />
[2]. Võ Văn Phú, Hoàng ðình Trung, Lê Mai Hoàng Thy, Sử dụng ñộng vật không xương<br />
sống cỡ lớn ñể ñánh giá chất lượng môi trường ở một số ñiểm trên sông Bồ, tỉnh Thừa<br />
Thiên Huế. Tạp chí Khoa học ðại học Huế, số 57, 2010.<br />
[3]. Nguyễn Xuân Quýnh, Clive Pinder, Steve Tilling, ðịnh loại các nhóm ñộng vật không<br />
xương sống nước ngọt thường gặp ở Việt Nam, Nxb ðại học Quốc gia Hà Nội, 2001.<br />
197<br />
<br />
Thêm vào BST
Báo xấu
Download
Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
