TỔNG CỤC MÔI TRƯỜNG
TRUNG TÂM QUAN TRẮC MÔI TRƯỜNG

Chuyên đề
TỔNG QUAN CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA VIỆC ÁP DỤNG
CÁC CHỈ THỊ SINH HỌC PHỤC VỤ QUAN TRẮC
MÔI TRƯỜNG NƯỚC “PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ MỐI QUAN HỆ
GIỮA QUAN TRẮC MÔI TRƯỜNG
NƯỚC SÔNG VÀ CHỈ THỊ SINH HỌC,
CÁC VẤN ĐỀ CÓ LIÊN QUAN KHÁC” Người thực hiện: Mạc Thị Minh Trà

nghiên cứu chưa được ứng dụng rộng rãi. Vì vậy tuy đã có một số các công trình
nghiên cứu cho kết quả khả quan nhưng ở nước ta vẫn chư
a xây dựng được một bộ
chỉ số sinh học riêng cho các dạng thủy vực khác nhau (suối, lưu vực sông, cửa
sông, vùng ven biển, biển), phù hợp với đặc tính các thuỷ vực nước chảy của Việt
Nam để ứng dụng trong công tác quan trắc và giám sát chất lượng môi trường.
Vì vậy việc nghiên cứu mối quan hệ giữa quan trắc môi trường và vai trò của
các yếu tố sinh học ứng dụng trong sinh quan trắc là rấ
t cần thiết. Các kết quả sẽ
góp phần định hình được nhu cầu và hướng tiếp cận, xây dựng các chỉ thị sinh học
có khả năng đánh giá hiện trạng môi trường các hệ sinh thái môi trường nói chung
và các hệ sinh thái nước chảy nói riêng ở nước ta.
Bài viết tập trung vào những liên hệ của sinh vật chỉ thị phổ biến với những
tính chất lý hóa của môi trường, sự ràng buộc trong nghiên cứu giữ
a các chỉ thị sinh
học và phân tích điều kiện môi trường để đưa ra kết quả chính xác về trạng thái sinh
học của thủy vực (sông), từ đó có cơ sở đề ra những biện pháp phù hợp để cải tạo và
ngăn chặn các tác động bất lợi cho môi trường. - 2 -

I. QUAN TRẮC MÔI TRƯỜNG
I.1. Khái niệm
Quan trắc môi trường là một quá trình có mục tiêu xác định các xu hướng
liên tục, đồng bộ và có quy luật về diễn biến môi trường, giúp đo đạc và ghi nhận
tức thời hiện trạng môi trường.

ệc phát thải một số chất ô nhiễm
nhất định, đặc biệt là kiểm soát các sản phẩm sinh ra ô nhiễm.
- 3 -

- Tạo cơ sở dữ liệu môi trường làm căn cứ cho công tác bảo vệ môi trường
và ra các quyết định đúng đắn, kịp thời, góp phần thiết kế các chương trình phát
triển bền vững trong việc sử dụng tài nguyên thiên nhiên hợp lý, song song hoạt
động phát triển và bảo vệ môi trường. Đưa ra các tiêu chuẩn xả thải cho phép.
- Dự báo những biến đổi môi trường làm tiền đề cho việc lập quy hoạch và
điều chỉnh các chiến lược, kế hoạch bảo vệ môi trường.
- Đưa ra quyết định tạm dừng thu mẫu ở điểm quan trắc thường xuyên vì (a)
chúng bị tác động bởi nguồn xả thải đã biết, vì thế không đại diện chất lượng nước
chung hoặc (b) phân tích thống kê kết quả cho thấy chúng không cần thiết vì thông
tin chúng cung cấp không bao gồm các vùng lân cận.
I.3. Các yêu cầu của quan trắc môi tr
ường
Mục tiêu quan trắc môi trường để xác định các vấn đề cấp thiết và quan trọng
của quốc gia, vùng lãnh thổ nghiên cứu, vì vậy đòi hỏi phải có các nghiên cứu xem
xét các yếu tố nào là đặc trưng cho sự biến đổi các thông số và chỉ thị môi trường.
Yêu cầu khoa học về số liệu quan trắc bao gồm yêu cầu về độ chính xác số
liệu đo đạc, tính đồng nhất giữa các s
ố liệu cần thiết để nghiên cứu sự biến đổi theo
không gian và thời gian của yếu tố môi trường cần đánh giá.
Đồng thời cũng cần xác định các đặc trưng của nguồn biến đổi hoặc cơ chế
biến đổi trong môi trường phụ thuộc vào nguồn ô nhiễm, các tác động tự nhiên và
nhân sinh gây ra biến đổi môi trường.
Ngoài ra, các số liệu quan trắc phải có tính đặc trưng cho khu vự
c quan trắc
và phải phục vụ cho mục tiêu xác định các thông số yêu cầu.
I.4. Chu trình thực hiện

ợng vị trí cần đo
Xác định các vị trí
quan trọng
Điều chỉnh
chương trình
Phản ánh các chỉ thị
môi trường
Phương pháp lấy mẫu
Lựa chọ thiết bị lấy mẫu
và thiết bị đo
Lựa chọn kỹ thuật phân tích
Sử dụng phương pháp
tính tương quan
Ghi chép số liệu
Phân tích và xử lý số liệu
Trình bày số liệu
Phổ biến thông tin
Tần suất và thời
gian kéo dài
Kết luận về đối tượng
Xử lý thống kê
Hạn chế số lượng
các điểm đo và
tần suất đo
Đảm bảo độ nhạy
của phép đo
Mức độ phổ biến
- 5 -

I.5. Các thông số quan trắc môi trường thủy vực

học trong cơ thể, các quá trình sinh học như quang hợp, sự hô hấp và sinh sản.
Một số nhân tố quyết định pH của nước là hoạt động vi khuẩn: quang hợp,
hô hấp, sự xáo trộn nước, các chất thải nhân tạo, mưa axit, sự tràn lan ngẫu nhiên.
Độ trong suốt: nước không ÔN có thể
chịu đựng những ảnh hưởng nhỏ,
lượng đất nhỏ, sinh vật trôi nổi, thực vật chết. Sự chảy tự nhiên, sóng, và sự xáo
trộn nước có thể gây ra những giai đoạn xáo trộn ngắn của nước. Các hành động của
con người như từ các công trình xây dựng, vùng đô thị, khu vực nông nghiệp có thể
gây ra các xáo trộn mạnh cho nguồn nước có thể diễn ra trong thời gian dài. Các
- 6 -

thuyền lớn di chuyển và các hoạt động cá nhân của thủy thủ đoàn có thể khuấy động
cát bùn, tăng sự xói mòn sông. Mức xáo trộn lớn trong thời gian dài có thể làm suy
giảm chất lượng và khả năng sinh sản của HST thủy vực. Nhiều động vật trong
nước sống bằng cách lọc nước, và hệ thống ăn lọc có thể bị hỏng khi các vật liệu
tích trữ trong nước với l
ượng quá lớn. Sự đục nước cũng làm giảm quá trình quang
hợp của các thức vật chìm trong nước, vì ánh sáng không thể xuyên sâu vào trong
nước. Khi độ đục quá lớn sinh vật không thể lấy thức ăn và sinh sản được vì vậy
phá hủy khả năng trước đó của chúng.
Dinh dưỡng: như nitơ, photpho có thể có trong nước tự nhiên, đất, không
khí, quan trọng cho thực vật và động vật thủy sinh. Ví dụ ni tơ cần trong quá trình
t
ổng hợp protein trong thực vật và động vật, phot pho thiết yếu trong quá trình
quang hợp, cả hai đều quan trọng cho sinh trưởng và sinh sản của sinh vật. Với các
nguồn thải nhân tạo như các nguồn điểm và không phải nguồn điểm xả thải gồm
ảnh hưởng từ nước thải chăm sóc thực vật, nguồn thải công nghiệp, phân bón nông
nghiệp, chất thải gia súc. Các nguồn quan trọng khác được phân hủy trong không
khí do sự đốt cháy nguyên liệu thô.
Sự phú dưỡng có thể gây ra các tác hại lớn tới chất lượng nước sông, hồ. Tùy

DO có thể bị giảm do sự ô nhiễm do nhiệt, 1 số chất gây ô nhiễm như nồng độ cao
các VK từ nước thải. Oxy cần cho quá trình phân hủy hữu cơ. Đó là lý do tại sao
hiện tượng tảo nở hoa bởi sự phú dưỡng có thể dẫn đến giảm DO. Sự phân hủ
y
lượng lớn các chất hữu cơ do VK có thể làm cạn kiệt oxy của nước, khiến cho nhiều
loài không thể cư trú tại đó được.
Việc di chuyển các cây dọc sông che bóng cho nước sẽ làm tăng nhiệt độ
nước vì vậy giảm lượng DO. Chỉ số quan trọng khác là hàm lượng DO bão hòa.
Nước lạnh có thể giữ nhiều DO hơn nước nóng. Ví dụ nước ngọt ở 8
0
C có thể giữ
trên 12ppm oxy trước khi bão hòa 100%. Ở 28
0
C nước ngọt có thể giữ 8ppm DO
trước khi đạt bão hòa 100%. Lượng muối trong nước có thể tác động lượng DO, vì
nước ngọt có thể giữ nhiều DO hơn trong nước mặn.
Nhu cầu ôxi hoá học (COD): là lượng ôxi cần thiết để ôxi hoá hoàn toàn các
chất hữu cơ khi mẫu nước được xử lý với chất oxi hoá mạnh trong những điều kiện
nhất định. Đây là chỉ tiêu để đánh giá mức ô nhi
ễm của nước, kể cả với chất hữu cơ
dễ phân huỷ và khó phân huỷ sinh học.
Nhu cầu ôxi sinh hoá (BOD): là lượng ôxi cần thiết cho vi sinh vật để ôxi
hoá và ổn định các hợp chất trong nước, nó gián tiếp chỉ ra mức độ ô nhiễm nước
do các chất có khả năng bị ôxi hoá sinh học, đặc biệt là các chất hữu cơ.
Độ muối: chỉ số về độ muối có thể
được dùng để theo dõi các tác động của
hạn hán và lũ lụt. Độ muối kiểm soát loại động vật – thực vật có thể sống trong
nước. Một số loài chỉ sống trong nước chịu được độ muối 0,1% hoặc ít hơn, số khác
chỉ chịu được nước lợ (độ muối trung bình), trong khi 1 số chỉ chịu được nước mặn
3%.

ật chỉ thị phải tương ứng
với định hướng nghiên cứu và kinh phí thực hiện. trong số các sinh vật chỉ thị,
ĐVKXS là 1 dạng chỉ thị được dùng rất phổ biến trên quy mô nghiên cứu và phạm
vi các thủy vực trên thế giới. Do đó trong bài này, chúng tôi chỉ đề cập đến mối liên
hệ của chúng với các điều kiện lý hóa của môi trường, các tác động khi biến đổi
điều ki
ện môi trường đến ĐVKXS để phản ánh chất lượng thủy vực.
II.1. Tác động của sự phú dưỡng, thiếu oxy trong nước, giảm oxy hòa tan lên
ĐVKXS
Thừa dinh dưỡng có thể gây ra những thay đổi trong thời gian dài hoặc ngắn
với sự nảy nở quá dày đặc quần thể ĐVKXS và tăng thành phần các loài. Những
thay đổi này nảy sinh khi thừa dinh dưỡng dẫn đến sự sinh trưởng mạnh của thực
vật thủy sinh, như sự chiếm ưu thế vượt trội của các loại tảo nhất định. Tuy nhiên sự
thừa dinh dưỡng có thể đưa đến những nghiên cứu sâu hơn trong bậc vi khuẩn có
hại với ĐVKXS, sự xâm nhập của các VK bao phủ hơn 25% bề mặt ngoài của sinh
- 9 -

vật phù du thì trở nên độc hại. Thêm vào đó, sự hô hấp và phân giải sinh khối các tảo
nở hoa này có thể làm giảm oxy hòa tan trong cột nước và trầm tích đến mức tối
thiểu. Các taxa với vòng đời ngắn hơn đều phản ứng với sự tăng dinh dưỡng và vì
vậy giữ lợi thế cạnh tranh, vì sự nở hoa của tảo kết hợp với sự phú dưỡng thường rút
ngắn đời s
ống.
Những biến đổi môi trường trong thời gian dài có thể xảy ra khi sự phú
dưỡng kéo dài thậm chí sau khi sự phú dưỡng suy giảm. Những thay đổi có thể dẫn
đến xâm nhập thường xuyên và theo giai đoạn vào các thủy vực nghèo dinh dưỡng.
Một số mức dinh dưỡng khi xâm nhập vào thủy vực nhưng không thể đo đạc được
các tác động lên cấu trúc quần xã vì nằm trong phạm vi dao động khả năng chịu
đựng môi trườ
ng của tất cả các sinh vật chủ yếu của lưới thức ăn trong thủy vực.

6,1 và 3,5 lần các điểm không bị phú dưỡng). Ngoại trừ Giáp xác 10 chân, đặc biệt
là Palaemonetes paludosus, mật độ của mỗi thứ, hay lớp cao hơn ở các vùng phú
dưỡng và vùng trung gian. Ở các vùng phú dưỡng và các vùng trung gian thành
phần phần trăm của côn trùng 2 cánh ước tính cao hơn 2,6 lần và mật độ cao hơn
gấp 16,2 lần so với các vùng không bị phú dưỡng. Các côn trùng 2 cánh chiế
m ưu
thế là Dasyhelia sp., Tanytarsus sp., thành phần các loài không tăng và giống với tất
cả các vị trí khác.
Các nghiên cứu khác tập trung vào midge, ở mức dưới họ, Chironominae và
Tanytarsinae chứa Hemoglobin và vì vậy chịu đựng điều kiện thiếu oxy tốt hơn,
xuất hiện thay thế Orthocladinae khi thiếu oxy. Một nghiên cứu ở 4 hồ/đầm bao
quanh Michigan cũng cho thấy quần thể midge thay đổi do tăng/giảm hàm lượng
dinh dưỡng. Những nơ
i thiếu dinh dưỡng với độ dẫn thấp (190-230 µS/cm) có các
loài chiếm ưu thế như Cladotanytarsus sp., Orthocladius sp. và Heterotrissocladius
changi, trong khi các vùng thiếu oxy hơn với độ dẫn cao (390-450 µS/cm) chiếm ưu
thế là các loài Chironomus sp., Tanytarsus sp. và Cricotopus sp. Dựa trên khảo sát
có thể phỏng đoán sự thay đổi chủ yếu thành phần các loài ĐVKXS có thể xảy ra ở
các đầm hồ phía bắc với nồng độ phot pho 60-200 mg/l và ni tơ 1600-4000 µg/l
Tác động của l
ượng sinh khối tổng số
Nhiều bài viết gần đây tiếp tục chứng minh xu hướng độ đày đặc tổng số của
ĐVKXS làm tăng dinh dưỡng, như việc sản sinh tảo trở nên giảm khi có các nhân
tố hạn chế quần thể ĐVKXS. Các quần thể ĐVKXS ở hệ thống nghèo dinh dưỡng
như Bắc Cực và cận Bắc Cực phản ứng nhạy. 1 th
ống kê trên 20 hồ ở Scotia Nova
cũng cho thấy mối quan hệ rõ ràng giữa độ dày đặc của động vật nổi (1-5 cá thể/m
3
)
và lượng phot pho tổng (5-20mg/m

gây chết các kim loại vết. Các tác động gây chết và sự ch
ết, cân bằng (trao đổi chất và
tích tụ) các chất gây ô nhiễm kim loại trong thủy vực nước ngọt chưa được hiểu rõ.
Dưới 1 số điều kiện chung ở thủy vực (đặc biệt thủy vực nước thải), lượng Fe cao thì
độc cho ĐVKXS, cả trực tiếp và thông qua sự biến đổi cấu trúc nơi sống.
Khu vực mà kim loại gây độc cho ĐVKXS thủy vực tùy thuộc vào độ axit
của thủy vực và dạng kim loại được chứa trong thủy vực. Điều kiện axit có thể tăng
độc tính của kim loại như Cd, và giảm độc tính của các kim loại khác như Al. Tuy
nhiên ở 1 suối ở Anh các điều kiện axit kết hợp với nồng độ Al cao làm tăng tỷ lệ tử
vong của các giáp xác và động vật phù du. Một số kim loại như Al, Fe có thể bảo vệ
ĐVKXS kh
ỏi tác động độc hại của các kim loại nặng trong các cống thoát axit.
Tác động lên độ phong phú các loài
Sự suy giảm độ phong phú ĐVKXS nước được dẫn chứng ở LVS với tỷ lệ
đất đô thị bao phủ lớn hơn và thu được nhiều kim loại nặng hơn so với LVS ít đô thị
hóa hơn. Hơn 20 năm sau khi việc thải cadmium và Co vào thủy vực nước ngọt ở
NewYork mới được rút đ
i, độ phong phú ĐVKXS thấp hơn ở vị trí được kiểm soát.
Trên 22 năm sau khi không còn bị ô nhiễm Zn và các kim loại khác, thành phần
taxa tăng từ 0 đến 18, trong khi tỷ lệ của sinh vật phù du, côn trùng sống gần nước
liên quan đến tỷ lệ midge.

- 12 -

Tác động lên thành phần các loài
Nhìn chung Chân bụng, Giáp xác, Thân mềm nhạy cảm hơn côn trùng tiếp
xúc với kim loại. Giáp xác được ứng dụng thành công trong lĩnh vực và nghiên cứu
trong phòng thí nghiệm để phát hiện độ độc trong trầm tích chứa kim loại. Một số
nghiên cứu cho thấy Động vật ăn thịt, động vật ăn cỏ là nhạy cảm nhất với sự tăng
lượng kim loại.

học cho sự nhiễm kim loại nặng và nhiễm kim loại nói chung. ĐVKXS thủy vực
tiếp xúc với chất thải từ các công ty phân bón
đã làm tăng tỷ lệ dị dạng, có lẽ đó là
kết quả của sự kết hợp ngẫu nhiên giữa kim loại và phân bón. Tuy nhiên, ĐVKXS ở
- 13 -

1 số vùng đầm lầy ở Canada bị ô nhiễm dầu không có tỷ lệ biến dạng cao khác
thường. Ở các đầm lầy và suối Ontario, biến dạng về hình thái giải phẫu miệng của
midge do bị kết hợp với các chất ô nhiếm trong nông nghiệp, công nghiệp, gia đình.
Phạm vi ảnh hưởng của sự biến đổi hình dạng sinh vật ở vị trí bị kiểm soát ngược
dòng từ nguồn ô nhi
ễm là 9% và 47% xuôi dòng từ nguồn. Các nghiên cứu khác
cho thấy rằng chỉ số về trọng lượng và chiều rộng của bao vỏ đầu của ấu trùng
Chironomus có thể dùng như những điểm cuối cho các thử nghiệm độc tính gây ra
việc giảm sinh trưởng với sự chậm phát triển các hình sao của loài này. Quan sát
các phản ứng thích nghi của ĐVKXS cỡ lớn đã được đề xuất như khảo sát mang ý
nghĩ
a đánh giá nhanh, có giá trị mức gây chết khi chúng tiếp xúc với chất gây ô
nhiễm.
Sự tích tụ sinh học
Nhìn chung, hàm lượng kim loại cao hơn được phát hiện ở những động vật
trong trầm tích bị ô nhiễm. Hơn nữa, sự tăng nồng độ kim loại nặng như Zn, Cu
trong động vật đáy thường tăng ở các ĐVKXS. Ở 3 hồ thuộc Canada, nồng độ các
kim loại nặng trong tôm Cambarus bartoni
có tương quan với nồng độ kim loại
trong nước/trầm tích.
Quan trắc sự tích tụ kim loại nặng trong mô ĐVKXS có thể là chỉ số chính
xác hơn về tác động của kim loại so với nồng độ trong cột nước. Ví dụ, côn trùng
nước ăn thực vật bám quanh rễ cây hoặc mảnh vụn hữu cơ tích tụ nồng độ kim loại
cao hơn côn trùng ăn động vật. Loài ve nước Limnesia maculata và côn trùng số

ơn các midge trong hồ có ít axit hơn.
Nhìn chung, các thủy vực nhận nước thải từ nguồn thải với lượng pH thấp và
lượng khoáng chất lớn (Al, Cu, Fe, Mn, Zn) có độ đa dạng loài và số lượng cá thể
ĐVKXS cỡ lớn thấp hơn. Sau khi phục hồi thủy vực hoang, độ axit và độ độc của
các kim loại giảm và số lượng các cá thể cùng loài ĐVKXS tăng lên. Khi các hố
thoát axit được cho phép xả ra đầm lầy, các Đ
VKXS thủy vực giảm độ phong phú
do sự suy giảm chất lượng nước. Các quần thể ĐVKXS thủy vực xuất hiện như chỉ
thị cho mức độ phục hồi chính xác hơn thử nghiệm các mẫu nước.
Các quần thể ĐVKXS cỡ lớn trong các suối tiếp xúc với nguồn thải và sự rò
rỉ từ mỏ Molypden đến mức nào đó độ đa dạng các loài và m
ức độ lớn cá thể từng
loài thấp hơn các vị trí ô nhiễm, và xu hướng chiếm ưu thế thuộc về các loài
ĐVKXS có thể chịu đựng được các chất ô nhiễm. Sán lá, sâu bọ cánh lông giảm độ
lớn về số lượng ở vị trí nhận chất thải. Ngược lại, một số loài thuộc midge như
Eukiefferiella sp., Parametriocnemus sp. biểu lộ xu hướng kháng lại. Những vị trí
xuôi dòng ngay gần ngu
ồn thải có số lượng lớn các ấu trùng tipulid, trùng tubificid,
psichodid. Nhìn chung, người thu thập đưa ra 1 tỷ lệ khá lớn các quần thể ở các
vùng ô nhiễm, trong khi các động vật ăn thịt và gia súc thì không thịnh hành như
được thông báo. Những vị trí nhận nguồn thải chứa molypden và cyanua không quá
nhiều để tác động đến quần thể ĐVKXS, có mức độ cao hơn về số lượng cá thể
từng loài và số lượng các loài so với các vị trí ki
ểm soát. Động vật phù du Ameletus
sp. và côn trùng trên nước Allomyia sp. và Chyranda sp. vắng mặt ở các vị trí nhận
nguồn thải. Những vị trí nhận nguồn thải, các loài naidid, hydracarina, ostracod,
amphipod, hydroptilid và ceratopogonids hiếm hoặc không xuất hiện ở những vị trí
kiểm soát. Hiện tượng ở những vị trí nhận nguồn thải, độ đa dạng các loài lớn hơn,
- 15 -


II. 3. Sự axit hóa
Sự axit hóa có thể thay đổi cấu trúc quần thể bằ
ng cách (a) tác động trong
thời gian ngắn hoặc dài đến các mô ĐVKXS – các loài này dễ mất ion Na
+
khi pH
giảm đến mức nhạy cảm nhất, (b) thay đổi quần thể tảo và các thực vật thủy sinh mà
các ĐVKXS phụ thuộc ở nguồn thức ăn và nơi cư trú, (c) thay đổi cách thức ăn thịt
ĐVKXS do chết hàng loạt của giáp xác, cá và lưỡng cư, (d) thay đổi thuộc tính sinh
học của các chất ức chế tiềm ẩn như các kim loại nặng. Tác động của tính axit tùy
- 16 -

thuộc chu kỳ sống của ĐVKXS cỡ lớn và nhiệt độ của nước. Ở những vùng có
tuyết, sự ức chế axit lớn nhất thường xảy ra trong suốt mùa lạnh. Ấu trùng non dễ bị
ảnh hưởng hơn các ấu trùng già ở cùng thời điểm. Các kim loại và axit cũng có thể
tương tác làm thay đổi độc tính của từng loại và cả hai.
Tác động lên độ đa dạng
Độ
axit thường giảm độ đa dạng của các ĐVKXS cỡ lớn ở các thủy vực. Sự
giảm phát thải axit ở các vùng nấu kim loại Canada sẽ tăng độ đa dạng các ĐVKXS
trong khu vực thủy vực nước xuôi dòng. Độ đa dạng ĐVKXS trong khảo sát 20 suối
tăng lên vì pH tăng từ 4,2 đến 5,7. pH trên 5,7 sự đa dạng các loài giảm đi đến tối
thiểu khi lượng Al cũng gi
ảm và lượng mùn tăng.
Tác động lên thành phần các loài
Sự axit hóa tác động lên quần thể ĐVKXS thủy vực được nghiên cứu khá
sâu. Một số ĐVKXS rất nhạy cảm khi độ axit tăng. Nước mưa xối vào thủy vực
nước ngọt vùng Florida làm tăng lượng phot pho, oxy giảm, tăng pH và độ cứng,
kết quả thay đổi quần thể ĐVKXS theo hướng các loài chịu đựng các axit đặc trưng
và điề

Ngay ở nồng độ thấp, việc tăng clorua (có liên quan độ muối) giữa 27 thủy
vực ở Minnesota liên quan đến sự suy tàn độ đa dạng loài giữa các thủy vực. Trong
1cuộc khảo sát các hồ vùng Đông Phi, độ đa dạng động vật nổi bắt đầu suy giảm ở
độ dẫn 1000 µS/cm và suy gi
ảm chỉ còn 2-3 taxa ở độ dẫn trên 3000 µS/cm.
Tác động đến thành phần các loài
Ở các thủy vực Wyoming có độ muối khá thấp (0,8-30 mS/cm), ĐVKXS cỡ
lớn như giáp xác, sên trần. Ở nồng độ 30 mS/cm chúng được thay thế bởi midge
cũng như bọ nước và dragonfly ăn thịt. Ở Utah, vì lượng muối ở the Great Salt Lake
giảm từ 13-23% xuống 6%, tôm biển Artemia salina và ruồi biển Ephydra cinerea
giảm số lượng trong khi Ephydra hians t
ăng lên và chiếm ưu thế. Ở Minesota (Hòa
Kỳ), vì lượng chloride tăng vượt qua gradient ở 27 thủy vực, dragonfly và động vật
phù du, côn trùng nước suy giảm số lượng nghiêm trọng.
Các tác động độc hại
Độ muối cao trong nước thoát ở vùng Đông Nam Nevada độc hại đối với
loài giáp xác Hyalella azteca và Daphnia magna. Loài trai có thể sống được trên 18
ngày trong nồng độ muối trên 5‰.
II.5. Sự trầm tích hóa/lắng đọng
Sự bao trùm nhanh chóng của các thực vật và các h
ợp chất tự nhiên khác có
thể làm giảm độ đa dạng và mật độ các ĐVKXS, thay đổi thành phần các loài.
Độ thích nghi và sự sống xót của các ĐVKXS riêng biệt và cả quần thể
ĐVKXS chịu tác động khi tiếp xúc với trầm tích. Nhiều quần thể ĐVKXS thủy vực
có thể chịu đựng mức lắng đọng trầm tích lượng nhỏ, trong khi những thay đổi chủ
yếu do giữ nguyên hoặc tích l
ũy các chất lắng đọng gây ra. Sự trầm tích hóa quá
nhiều tác động đến ĐVKXS vì (a) lắng đọng những mảnh vụn thiết yếu và nguồn
thức ăn là tảo, thời gian cần để chuyển qua trầm tích lắng đọng và hấp thu dạng thức
ăn khan hiếm từ các tiền chất quá dài có thể làm giảm sức sống, (b) giảm lưu lượng

Các nghiên cứu đã liên kết sự thay đổi trong quần thể
ĐVKXS với sự phát
triển lưu vực sông, sự phát triển thường đi kèm với việc tăng xuất thải trầm tích
trong nước. Một số bọ cánh cứng nước Stenelmis crenata, Optioservus fastiditus,
động vật phù du Baetis tricaudatus, Stenenoma sp. và thậm chí cả stonefly
Taeniopteryx nivalis có thể tăng khi phản ứng với sự phát triển lưu vực sông mặc
dù song song với quá trình trầm tích hóa. Tuy nhiên quá trình trầm tích xảy ra
nhanh chắc hẳn gây chết cho gần hết các
ĐVKXS thủy vực. Ở phía Bắc Dakotathủy
vực được bao quanh là đất trồng trọt thường không có trứng của động vật nổi, trong
khi trứng thường có mặt ở những thủy vực bao quanh là cỏ tự nhiên, có mức độ xói
mòn và trầm tích hóa tối thiểu.
- 19 -

Trai Unionid là 1 nhóm nhạy cảm với sự trầm tích hóa tăng. Số lượng trai
Musculium partumeium và giáp xác giảm đi ở các thủy vực nông ở Đông bắc
Missouri nơi 5-10 cm trầm tích vừa lắng đọng. Tuy nhiên 1 số động vật 2 mảnh vỏ
có thể chịu đựng mức xáo trộn vừa phải và sự trầm tích hóa thương xuyên. Ví dụ
trong 1 nghiên cứu trong phòng thí nghiệm nơi trai Amblema plicata plicata và
Fusconaia ebena được tiếp xúc với các chất rắn lơ
lửng 120mg/l trong 5 phút trong
0,5 và 3 giờ, không quan sát thấy có tác động nào.
Ở thủy vực nước ngọt chịu ảnh hưởng của thủy triều, 1 số taxa không chịu
ảnh hưởng khi lắng đọng lượng lớn trầm tích (0,3 m bung loãng), như Limnodrilus
sp., Limnodrinus hoífmeisteri, Ilyodrilus templetoni, Corbicula fluminea và
Coelotanipus scapularis, tất cả các loài đặc trưng cho dạng động lực này của thủy
vực. Độ sâu của mức lắng đọng lớn sẽ tăng tỷ lệ tử
vong của midge và Corbicula
fluminea nhỏ (<10 mm).
II. 6. Sự di chuyển của thực vật

có thể tác động đến độ đa dạng ĐVKXS và thành phần loài.
Khi sự xâm lấn vào thủy vực ngày càng nhiều, việc đào bới hay san lấp
thường thây đổi tỷ lệ nước ngầm ngược với nước mặt, hàm lượng và thời gian
chúng xâm nhập vâo đầm lầy, mỗi kiểu nguồn nước có đặc điểm nhiệt riêng, nước
ngàm thường lạnh hơn vào mùa hè, ấm hơn vào mùa động so với nước mặt. thay
đổi trạng thái thực vật ảnh hưởng đến nhiệt độ thủy vực vì thải nhiệt trực tiếp vào
các nhánh sông.
Tác động lên độ đa dạng, mật độ và sự sinh trưởng
Nhánh sông có nhiệt độ cao hơn thường giảm sự đa dạng và số lượng cá thể
ĐVKXS cỡ lớn, nghiên cứu về vùng nướ
c nóng và nước mát hơn, sau 2 năm, sự
khác biệt biểu hiện ở mật độ ĐVKXS rất nhỏ, mặc dù mật độ của côn trùng hai
cánh ít hơn ở vùng nhiệt đới. Tỷ lệ sinh trưởng của midge ở các vùng ngược dòng
Georgia đạt tối đa ở 21-24
0
. tỷ lệ sinh nở của giáp xác Hyalella azteca giảm xuống
khi nhiệt độ ở các hồ Florida đạt 25-34
0
C.
II. 8. Sự rút nước/sự ngập nước
Sự thay đổi gây ảnh hưởng lớn nhất đến quần thể ĐVKXS xảy ra khi (a)
kênh dẫn hoặc bể chứa- tạo thành vực nước mà không bao giờ hoặc hiếm khi có
nước mặt, hoặc (b) thủy vưck hiếm khi hoặc không bao giờ cạn hoàn toàn bị hạn
hán. Những biến động nhỏ xảy ra trong 1 khoảng thời gian, dài hoặc ngắn, có thể
ướ
c chừng được, biến động chiều sâu nước mặt gây ảnh hưởng ít hơn đối với quần
thể ĐVKXS. Nước cố định trong thủy vực đogns vai trò là nơi ẩn náu cho nhiều
loài trong suốt quá trình khô hạn, nhưng cũng như sự xáo trộn giới hạn sinh trưởng
và phát triển của 1 số ĐVKXS. Mức độ khô hạn làm thay đổi các quần thể ĐVKXS
chịu tác động 1 phần t

độ nhiều ít, sự biến đổi về hành vi hay về sinh hóa của sinh vật chỉ thị.
Mặc dù có nhiều ưu điểm như xác định được nguyên nhân và định lượng
nguồn ô nhiễm, dễ biểu thị tính toán bằng số học nhưng phương pháp lý - hoá học
trong hoạt động quan trắc cũng bộc lộ nhược điểm, không đ
áp ứng được mục tiêu
bảo vệ các hệ sinh thái dưới nước vì một số lý do sau:
Thứ nhất, quan trắc hóa lý không đánh giá được đặc trưng ô nhiễm của từng
vùng nghiên cứu. Các phương pháp quan trắc lý hóa chỉ đo được một số thông số có
thể phân tích trong phòng thí nghiệm, không xác định được tất cả các yếu tố trên
thực tế có tác động đến môi trường sinh thái và các quần xã thủy sinh (bao gồm hạn
chế
về nơi cư trú, tác động phát sinh do nhiều nguồn thải cùng lúc…). Các thông số
hóa lý được quan trắc theo chương trình quan trắc được lập sẵn và tiến hành như nhau
đối với các vị trí quan trắc có đặc trưng về thủy văn, địa hình và môi trường không
giống nhau. Vì vậy phương pháp này chỉ phù hợp cho các đánh giá thực tế để thu
được những kết quả dự kiến.
- 22 -

Mặt khác do chúng được xây dựng để phân tích nhằm đánh giá một nhóm
nhỏ các tác nhân ô nhiễm nên không xác định được các vấn đề ô nhiễm phức tạp, có
tính tích tụ sinh học và những thay đổi bất ngờ do ảnh hưởng không trực tiếp (như
do chuỗi thức ăn, đấu tranh sinh học…) cũng như sự thay đổi nồng độ các chất độc
hại trong môi trường nước do tiếp nhận nguồn nước có chứa l
ưu lượng các chất độc
hại thay đổi. Thực tế các thủy vực bị ô nhiễm nghiêm trọng do tiếp nhận lượng
nước thải và rác thải do hoạt động của con người xả thải vượt mức khả năng tự phục
hồi của hệ sinh thái nước. Các dạng ô nhiễm trên thường lắng đọng và tích tụ trong
môi trường nước, chỉ một phần có khả năng phân hủ
y ngay, còn lại tích tụ và phản
ứng tương tác với nhau tạo ra các sản phẩm phức tạp và đôi khi rất khó phân hủy.

môi trường thủy vực.
Phương pháp sinh học sử dụng sinh vật chỉ thị đánh giá và giám sát chất
lượng môi trường mới phát triển thời gian sau này nhưng tỏ ra có nhiều ưu điểm.
Theo nghiên cứu của Cục bảo vệ
môi trường Mỹ thì các ưu điểm nổi bật của
phương pháp quan trắc môi trường sử dụng các sinh vật chỉ thị so với phương pháp
phân tích hóa lý thông thường thể hiện ở các điểm sau:
- Quan trắc môi trường dùng sinh vật chỉ thị thường đơn giản, dễ áp dụng,
không đòi hỏi hệ thống máy móc phân tích phức tạp cũng như người phân tích phải
có trình độ chuyên môn sâu. Nó ứng dụng đ
a dạng sinh học làm công cụ đánh giá
chất lượng môi trường về khía cạnh cấu trúc và chức năng của hệ sinh thái thủy
vực. Đây là công cụ hiệu quả về mặt kinh tế, có thể hỗ trợ cho các phương pháp lý
hóa thông thường.
- Các chỉ thị sinh học có thể phản ánh những biến đổi có tính tích tụ phản
ánh trên cấu trúc và thành phần loài của chính những sinh vật chỉ thị đó; Thông tin
được lấ
y từ quan trắc sinh học thông qua phân tích cơ thể các loài thủy sinh và quần
xã sinh vật sinh sống trong môi trường thủy sinh, có thể phát hiện được các dạng ô
nhiễm có hàm lượng rất nhỏ trong môi trường có tính tích lũy trong cơ thể sinh vật.
Sinh quan trắc môi trường đặc biệt hữu ích trong nghiên cứu thay đổi do chế độ
thủy triều, khu vực có nồng độ ôxi thấp và thừa dinh dưỡng, hàm lượng coliform
cao. Đánh giá sự có mặt các kim loại nặng trong môi trườ
ng nước thông qua phân
tích hóa lý thành phần tích tụ trong cơ thể các loài chỉ thị cũng cho kết quả tương
đối chính xác.
- Các biến đổi theo thời gian trong cấu trúc thành phần loài, phản ứng thích
nghi với các biến đổi môi trường của các sinh vật chỉ thị biểu hiện tác động tổ hợp
các yếu tố môi trường mà quan trắc lý hóa thông thường không phát hiện được, cả
tức thời và dự báo những tác động có thể trong tương lai.

TRƯỜNG
Một trong những biện pháp đơn giản để đánh giá chất lượng các dòng chảy
là thu thập và phân tích các sinh vật chỉ thị chính (các thủy côn trùng và các thủy
sinh vật khác). Phương pháp này ít tốn chi phí và không phức tạp lắm, nhưng giúp
ta xác định được toàn cảnh về chất lượng của các thủy vực. Tuy nhiên tiến hành
phương pháp này chúng ta cần phải chú ý do biện pháp này được thiết kế để có thể
ti
ến hành một cách nhanh chóng, đơn giản, nên chỉ có những thay đổi lớn về chất
lượng nguồn nước mới phát hiện được một cách chính xác. Những thay đổi nhỏ về
chất lượng nguồn nước hay việc xác địng nguồn ô nhiễm không thuộc lãnh vực
khảo sát của qui trình này.
Các nhóm macroinvertebrates dùng để chỉ thị mức ô nhiễm môi trường
• Nhóm nhạy cảm với sự ô nhiễm (sẽ biến mất hay suy giảm số lượng
nghiêm trọng khi nguồn nước bị ô nhiễm)
• Nhóm trung gian (xuất hiện ở khu vực bắt đầu bị ô nhiễm)
• Nhóm chịu được ô nhiễm (hiện diện được ở các khu vực ô nhiễm)