Sử dụng chỉ thị sinh học động vật không xương sống cỡ lớn để đánh giá chất lượng nước ở các hồ của thành phố Đà Nẵng - Nguyễn Văn Khánh

91 TẠP CHÍ KHOA HỌC, Đại học Huế, Số 63, 2010 SỬ DỤNG CHỈ THỊ SINH HỌC ĐỘNG VẬT KHÔNG XƯƠNG SỐNG CỠ LỚN ĐỂ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC Ở CÁC HỒ CỦA THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG Nguyễn Văn Khánh, Phạm Thị Hồng Hà Trường Đại học Sư phạm, Đại học Đà Nẵng Lê Trọng Sơn Trường Đại học Khoa học, Đại học Huế TÓM TẮT Hệ sinh thái nước chảy hầu hết là tài nguyên rất quý, hiện nay đang bị đe dọa. Do đó, cần có những phương pháp đánh giá hiệu quả các tác động của ô nhiễm. Đánh giá chất lượng nước ngọt sử dụng chỉ thị sinh học bằng động vật không xương sống (ĐVKXS) cỡ lớn sử dụng dữ liệu về các nhóm ĐVKXS hoặc các họ có liên hệ về mức độ nhạy cảm với ô nhiễm, những họ có mức nhạy cảm cao với ô nhiễm có điểm số cao và những họ nhạy cảm thấp với ô nhiễm có điểm số thấp. Trong nghiên cứu này, chúng tôi tiến hành nghiên cứu thành phần ĐVKXS cỡ lớn của 5 hồ ở thành phố Đà Nẵng từ tháng 6 năm 2007 đến tháng 3 năm 2008, nhằm đánh giá chất lượng nước mặt tại các khu vực nghiên cứu thông qua chỉ số BMWPVIET và chỉ số ASPT. Kết quả nghiên cứu đã phát hiện được 19 họ ĐVKXS cỡ lớn có trong bảng điểm BMWPVIET; chất lượng môi trường nước mặt tại đây đã bị ô nhiễm từ mức “nước bẩn vừa α” (α-Mesosaprobe) đến “nước cực kỳ bẩn”. Sự phú dưỡng và ô nhiễm hữu cơ của các hệ sinh thái nước ngọt được quan tâm ở hầu hết các nước trên thế giới, nó là vấn đề chính trong việc bảo vệ tài nguyên nước (Stanner và Bordeau, 1995). Ở hầu hết các nước, trong quá trình phát triển, con người làm biến đổi tính toàn vẹn của các dòng chảy và các dòng sông, các hoạt động trong thủy lợi, nông nghiệp, công nghiệp và phát triển đô thị đã đưa vào nước các chất dinh dưỡng, chất hữu cơ và các hợp chất độc hại [8]. Giám sát sinh học được chấp nhận nhờ khả năng xem xét thận trọng sự biến đổi tính toàn vẹn của hệ sinh thái trong một thời gian dài. Đơn giản và phổ biến nhất trong cách tiếp cận sinh học để đánh giá chất lượng các dòng chảy và các sông là sử dụng động vật không xương sống (ĐVKXS) ở đáy để đánh giá ô nhiễm. Đặc biệt, mối tương quan giữa cấu trúc quần xã ĐVKXS với biến đổi của môi trường là một chủ đề được quan tâm và có nhiều nghiên cứu [7], [9], [10]. Nổi bật có công trình nghiên cứu của R. Aquilina (2003) đã sử dụng ĐVKXS 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 ĐVKXS cỡ lớn trong đánh giá chất lượng nước [7]. 92 Ở Việt Nam, việc nghiên cứu và ứng dụng quan trắc sinh học bằng ĐVKXS cỡ lớn còn khá mới mẻ. Việc đánh giá hiệu lực của phương pháp BMWP mới chỉ được tập trung nghiên cứu ở những hệ thống sông ngòi thuộc miền Bắc và miền Nam nước ta [1], [2], [3]. Các hoạt động phát triển đô thị của thành phố Đà Nẵng trong những năm gần đây đã gây ô nhiễm nghiêm trọng hệ thống các hồ ở nội thành. Sử dụng phương pháp nghiên cứu này góp thêm một công cụ quan trắc hiệu quả, đánh giá tác động tổng hợp của các chất ô nhiễm đối với môi trường nước. I. Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu tiến hành ở 5 hồ nước ngọt của thành phố Đà Nẵng: hồ Đò Xu, hồ Xuân Hòa, hồ Công Viên 29/3, hồ Thạc Gián – Vĩnh Trung và hồ Đầm Rong. Thời gian nghiên cứu từ tháng 06 năm 2007 đến tháng 03 năm 2008. Thu mẫu ĐVKXS cỡ lớn theo phương pháp của Nguyễn Xuân Quýnh, Clive Pinder, Steve Tilling và Mai Đình Yên (2002) và được định loại đến họ theo khóa định loại của Nguyễn Xuân Quýnh, Clive Pinder, Steve Tilling (2001); Đặng Ngọc Thanh, Thái Trần Bái, Phạm Văn Miên (1980). Xác định điểm số BMWP của mỗi họ dựa trên bảng điểm BMWPVIET; Tính chỉ số ASPT theo công thức. N n i BMWP ASPT   1 Trong đó N: tổng số họ tham gia tính điểm;  BMWP : tổng điểm số BMWP; ASPT: chỉ số trung bình trên taxon (bậc họ) Đánh giá chất lượng môi trường nước thông qua chỉ số ASPT theo thang xếp loại của Richard Orton, Anne Bebbington, Jonh Bebbington (1995) và Stephen Eric Mustow (1997) [4], [5], [6]. Các số liệu được xử lý theo các phương pháp thống kê; xác định sự sai khác trung bình bằng phương pháp phân tích phương sai ANOVA một yếu tố và phương pháp kiểm tra giới hạn sai khác nhỏ nhất LSD (Least Significant Difference). 2. Kết quả và bàn luận 2.1. Danh sách các họ ĐVKXS cỡ lớn trong hệ thống điểm BMWPVIET Qua bốn đợt thu mẫu vào bốn mùa khác nhau, chúng tôi đã xác định được 11 bộ, với 19 họ ĐVKXS cỡ lớn nằm trong hệ thống điểm BMWPVIET. Chiếm ưu thế là bộ Heteroptera với 5 họ; các bộ Odonata, Basommatophora, Veneroida và Decapoda có 2 họ; các bộ còn lại chỉ có 1 họ (bảng 1). Bảng 1. Danh sách các họ ĐVKXS trong hệ thống BMWPVIET tại các khu vực nghiên cứu 93 Stt Bộ Họ BMWP Stt Bộ Họ BMWP 1 Odonata Aeshnidae 6 11 Veneroida Corbiculidae 3 2 Odonata Lestidae 6 12 Veneroida Pisidiidae 3 3 Coleoptera Hygrobiidae 5 13 Arhynchobdellida Erpobdellidae 3 4 Heteroptera Belostomatidae 5 14 Rhynchobdellida Glossiphoniidae 3 5 Heteroptera Mesoveliidae 5 15 Basommatophora Lymnaeidae 3 6 Heteroptera Nepidae 5 16 Basommatophora Planorbidae 3 7 Heteroptera Notonectidae 5 17 Decapoda Palaemonidae 3 8 Heteroptera Pleidae 5 18 Decapoda Parathelphusidae 3 9 Ephemeroptera Baetidae 4 19 Neotaenioglossa Thiaridae 3 10 Unionoida Unionidae 4 2.2. Đánh giá chất lượng môi trường nước thông qua chỉ số ASPT Dựa trên kết quả về chỉ số ASPT trình bày ở bảng 2, tiến hành đánh giá biến thiên chỉ số ASPT ở các khu vực và qua các mùa trong năm. Kết quả phân tích ANOVA (α = 0,05) cũng cho thấy, chỉ số ASPT hầu hết các hồ không có sự sai khác có ý nghĩa giữa các mùa trong năm, dao động trong khoảng 0,00 - 5,03±0,29. ASPT đặc biệt thấp ở hồ Đầm Rong vào mùa Đông và mùa Xuân, có sự khác nhau có ý nghĩa với các hồ và các mùa còn lại (bảng 2, hình 1). Bảng 2. Xếp loại chất lượng nước các khu vực nghiên cứu theo chỉ số ASPT Khu vực ASPT Xếp loại Mùa Hè Hồ Đò Xu 4,49±0,31 Nước bẩn vừa α Hồ Xuân Hòa 4,19±0,02 Nước bẩn vừa α Hồ CV 29/03 4,53±0,50 Nước bẩn vừa α Hồ Thạc gián –Vĩnh Trung 4,20±1,06 Nước bẩn vừa α Hồ Đầm Rong 4,94±0,42 Nước bẩn vừa α Mùa Thu Hồ Đò Xu 4,59±0,64 Nước bẩn vừa α Hồ Xuân Hòa 4,18±0,17 Nước bẩn vừa α Hồ CV 29/03 4,08±0,36 Nước bẩn vừa α Hồ TG-VT 4,38±0,27 Nước bẩn vừa α 94 Hồ Đầm Rong 3,56±3,15 Nước bẩn vừa α Mùa Đông Hồ Đò Xu 5,03±0,29 Nước bẩn vừa β Hồ Xuân Hòa 1,33±2,31 Nước rất bẩn Hồ CV 29/03 4,58±0,68 Nước bẩn vừa α Hồ TG-VT 4,67±0,58 Nước bẩn vừa α Hồ Đầm Rong 0,00 Nước cực kỳ bẩn Mùa Xuân Hồ Đò Xu 2,75±2,38 Nước rất bẩn Hồ Xuân Hòa 4,80±0,35 Nước bẩn vừa α Hồ CV 29/03 3,33±2,89 Nước bẩn vừa α Hồ TG-VT 4,83±0,29 Nước bẩn vừa α Hồ Đầm Rong 0,00 Nước cực kỳ bẩn Hình 1. Biến thiên chỉ số ASPT của các hồ nghiên cứu qua các mùa Theo hệ thống xếp loại mối liên hệ giữa chỉ số sinh học ASPT và chất lượng môi trường nước của Richard Orton, Anne Bebbington, Jonh Bebbington (1995), kết quả ở bảng 2 cho thấy, chất lượng môi trường nước hầu hết các khu vực nghiên cứu đều đang ở mức xếp loại “Nước bẩn vừa α” tất cả các mùa trong năm, chỉ có hồ Đò Xu vào mùa Đông ít ô nhiễm hơn ở mức “Nước bẩn vừa β”, hồ Đò Xu vào mùa Xuân và hồ Xuân Hòa vào mùa Đông ở mức “Nước rất bẩn”. Đặc biệt, hồ Đầm Rong vào mùa Đông và mùa Xuân mức độ ô nhiễm nghiêm trọng, chất lượng nước ở mức “Nước cực kỳ bẩn”. So sánh với một số nghiên cứu khác, thì chất lượng nước khu vực nghiên cứu 95 này tương đương với các khu vực ô nhiễm ở kênh Nhiêu Lộc - Thị Nghè, kênh Tham Lương - Vàm Thuật, kênh Tàu Hủ - Bến Nghé và khu vực Nam sông Sài Gòn được đánh giá ở mức “Nước bẩn vừa α” đến “Nước cực kỳ bẩn” (Trương Thanh Cảnh, Ngô Thị Trâm Anh, 2006). Từ những phân tích trên cho thấy, chất lượng nước ở hầu hết các hồ nghiên cứu đều chịu sự tác động mạnh mẽ và thường xuyên của các chất ô nhiễm. 3. Kết luận 1. Kết quả đã xác định được 11 bộ, với 19 họ ĐVKXS cỡ lớn nằm trong hệ thống điểm BMWPVIET. Chiếm ưu thế là bộ Heteroptera với 5 họ; các bộ Odonata, Basommatophora, Veneroida và Decapoda có 2 họ; các bộ còn lại chỉ có 1 họ. 2. Chất lượng môi trường nước hầu hết các hồ ở thành phố Đà Nẵng đều đang ở mức “Nước bẩn vừa α” trong tất cả các mùa trong năm, chỉ có hồ Đò Xu vào mùa Đông ít ô nhiễm hơn, ở mức “Nước bẩn vừa β”. Riêng ở hồ Đò Xu vào mùa Xuân và hồ Xuân Hòa vào mùa Đông có mức độ ô nhiễm nặng hơn ở mức “Nước rất bẩn”. Đặc biệt hồ Đầm Rong vào mùa Đông và mùa Xuân mức độ ô nhiễm nghiêm trọng, chất lượng nước ở mức “Nước cực kỳ bẩn”. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Ngô Thanh Cảnh, Ngô Thị Trâm Anh, Nghiên cứu sử dụng ĐVKXS cỡ lớn đánh giá chất lượng nước trên 4 hệ thống kênh chính tại TP. Hồ Chí Minh, Tạp chí phát triển KH&CN, số 01 - 2007, tập 10, 2006. [2]. Lê Thu Hà, Nguyễn Xuân Quýnh, Sử dụng ĐVKXS cỡ lớn đánh giá chất lượng nước sông, Tạp chí Sinh học 23 (3), (2001), 62-68. [3]. Lê Thu Hà, Nguyễn Xuân Quýnh, Mai Đình Yên, Sử dụng ĐVKXS cỡ lớn đánh giá chất lượng nước sông, Tạp chí Sinh học 24 (3), (2002), 21-28. [4]. Lê Văn Khoa, Nguyễn Xuân Quýnh, Nguyễn Quốc Việt, Chỉ thị sinh học môi trường, NXB Giáo dục, 2007. [5]. Nguyễn Xuân Quýnh, Clive Pinder, Steve Tilling, Định loại các nhóm động vật không xương sống nước ngọt thường gặp ở Việt Nam, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội, 2001. [6]. Đặng Ngọc Thanh, Thái Trần Bái, Phạm Văn Miên, Định loại động vật không xương sống nước ngọt Bắc Việt Nam, NXB Khoa Học Kỹ Thuật, 1980. [7]. R. Aquilina, Habitat quality in constructed wetlands as part of a sustainable urban drainage system (SUDS), School of Conservation Sciences, Bournemouth University, (2003), 1-71. [8]. Joakim Dahl, Comparison of Bioassessment Approaches using Macroinvertebrates (Doctoral thesis), Department of Environmental Assessment, Swedish University of Agricultural Sciences: 43, 2004. 96 [9]. A. M. Pires, I. G. Cowx & M. M. Coelho, Benthic macroinvertebrate communities of intermittent streams in the middle reaches of the Guadiana Basin (Portugal). Hydrobiologia 435: 167-175, 2000. © 2000 Kluwer Academic Publishers. Printed in the Netherlands. [10]. Carmen Zamora-mui~ioz, Carmen e. s.ainz-cantero, Antonino s.~nchez-ortega and Javier alba-tercedor*, 1994: Are Biological indices BMWP' and ASPT' and their significance regarding water quality seasonally dependent? Factors explaining their variations, Departamento de Biologia Animal Ecologia, Facultad de Ciencias, Universidad de Granada, 18071 Granada, Spain. (War. Res. Vol. 29, No. I, pp. 285-290, 1995. Elsevier Science Ltd. Printed in Great Britain). USING BIOINDICATOR MACRO INVERTEBRATES ASSESSMENT OF THE WATER QUALITY IN FIVE POOLS IN DANANG CITY Nguyen Van Khanh, Pham Thi Hong Ha College of Pedalogy, Da Nang University Le Trong Son College of Sciences,Hue University SUMMARY Running water ecosystems are among the most precious, yet most threatened. Hence, there is a need for reliable methods for detecting the effects of pollution on this valuable commodity. Assessment of the water quality using bioindicator macro-invertebrates uses data collation, separating invertebrate groups or families on the basis of their relative sensitivity to pollution with the more pollution-sensitive families being allocated higher scores and the more pollution-tolerant families having lower scores. This paper examined samples of macro-invertebrates collected between June, 2007 and March, 2008, from five pools in Da Nang city. We investigated the component of macro invertebrates to estimate surface water quality in this region using the BMWPVIET and ASPT indexes. The results showed an appearance of 19 families of macro invertebrates in BMWPVIET score. The surface water quality was polluted, ranging from “good biological quality” (β – mesosaprobe) to “very poor biological quality”.