Ngành:

Chuyên ngành:
Giảng viên hướng dẫn
Sinh viên thực hiện
MSSV: 1191080082 Lớp: 11HMT01 TP. Hồ Chí Minh, 2013


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP. HCM

Tôi .
Là sinh viên lớ
- ờng,
Tr ường Đại học Kỹ thuật Công nghệ TP. HCM.
Tôi xin cam đoan
: “
” là của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêutrong
là trung thực và
.
Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ c ho việc thực hiện luận văn này đã đượccảm
ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đã được chỉ rõ nguồn gốc.
ử
TS.
.
KS.Phạm Văn Miên
.
tôi trong nhữ .
.

20
22
22
23
23
– vi sinh 24
26
26
– vi sinh 27
29
ii

29
– vi sinh 30
32
– 32
35
35
38
Shannon – Wienner 42
44
3.4.1. Mối tương quan giữa số 44
3.4.2. Mối tương quan giữ 46
3.4.3. Mối tương quan giữa chỉ số 47
50
50
51
TÀI LIỆU THAM KHẢO 53
1. Tiếng Việt 53
2. Tiếng nước ngoài 54

Bảng ế tại hồ Trị An tháng 04/2012 38
Bả ế tại hồ Trị An tháng 08/2012 39
Bảng 3.5.Chỉ số H’ nhóm ĐVĐKXSCL tại hồ Trị 08 năm 2012 42
Bảng 3.6. Giá trị R
2
giữa số loài và các yếu tố 44
Bảng 3.7. Giá trị R
2
giữ ếu tố 47
Bảng 3.8. Giá trị R
2
giữ ếu tố 47
v
Hình 2.1. Bản đồ vị trí thu mẫu 23
Hình 2.2. Quá trình thu mẫu ĐVĐKXSCL 24
2.3. ẫu ĐVĐKXSCL 27
Hình 3.1. Biểu đồ biểu diễn xu thế biến đổi số lượng loài giữa 2 mùa 36
Hình 3.2. 38
Hình 3.3. 42
Hình 3.4. Tương quan giữa số loài với các yếu tố 45
Hình 3.5. Tương quan giữa số loài với các yếu tố 46
Hình 3.6. Tương quan giữ ới các yếu tố 48

1 1. Tính cấp thiết của đề tài

đến hệ sinh thái (thay đổi cấu trúc khu hệ, chức năng sinh học của quần xã) và phạm
vi thiệt hại của hệ sinh thái (thay đổ
ảm số lượng và chất lượng quần xã)
do các hoạt động diễn ra trong thủy vự
góp
.
2. Tình hình nghiên cứu
Phương pháp sinh học đã được biết đến từ giữa thế kỷ XIX với tác giả đầu tiên là
Kolentani (1848
,
:
- Hệ thống điể /ASTP (Biological Monitoring Working
Party/Avegare Score Per Taxon), “Chỉ số sinh học Trent” (TBI) của
Woodiwiss (1964) và “Điểm số Chandler’’do Chandler
(1970)đã
được đưa ra
ụng ở Anh.
- Chỉ số quần xã ĐVKXS (Invertebrate Community Index - ICI) và chỉ số sinh
học tổng hợp IBI (I
(1986)
được sử dụng để đánh giá chất lượng nước hệ thống sông suố
.
- 1997, Thorne và William đã thử một loạt các phương pháp đánh
giá nhanh bằng sử dụng ĐVKXS ở Brazil, Ghan và Thái Lan.
- (Mekong river commission – MRC) xuất
bản “Phương pháp quan trắc sinh học cho hạ lưu sông Mekong”.

3

:


4. Nhiệm vụ nghiên cứu
-
An.
- ,
, H’ Shannon – Wienner.
- .
5. Phương pháp nghiên cứu
Cụ thể từng phương pháp được trình bày trong các chương có liên quan.
• Thu thập thông tin:
- Tình hình ứng dụng nhóm ĐVĐKXSCLtrong quan trắc sinh học ở thế giới
và Việt Nam.
- .
• Khảo sát, thu mẫu thực địa:
- Số đợt thu mẫu: 2 đợt (m 20/04/2012
07/08/2012).
- Số vị trí: 11 vị trí mỗi đợt.
- ựa trên nền
tảng các phương pháp thu mẫu được đề xuất trong “Phương pháp quan trắc
sinh học cho hạ lưu sông Mekong
, 2010” .
• Phân tích mẫu: Phân tích so sánh về mặt hình thái để định danh đến loài hoặc
đến giống nhóm ĐVĐKXSCL
(c [3], [9],[11],[12], [23],[24],[27],[29]).
• Xử lý, phân tích số liệu:
– Wienner ĐVĐKXSCL
hân tích mối tương quan giữa 1 nhân tố trị định
lượng trên với 1 nhân tố là từng thông số hóa lý thông qua hệ số tương quan
bình phương (R
2


CHƯƠNG

Đối tượng khảo sát là nhóm ĐV sống ở . Chúng sinh sống trên
hoặc trong nền đáy của thủy vực, một số sống bám vào các giá thể, chịu nhiều tác
động từ các yếu tố hóa lý trong nước và sự tích tụ, lắng đọng các chất đáy.Sự tồn tại
và phát triển củ
phụ thuộc vào môi trường nước rất nhiều, do vậy mà sự
phát triển của một nhóm sinh vật trong môi trường nào đó là kết quả của quá trình
thích nghi.Sự phát triển mạnh của một nhóm sinh vật bất kỳ sẽ biểu hiện được tính
chất môi trường ở đó thích hợp cho sự phát triển quần xã đó.Ví dụ môi trường giàu
chất hữu cơ sẽ là môi trường thuận lợi cho các nhóm giun ít tơ (Oligochaeta). Tùy
theo mức độ ô nhiễm sẽ có từng nhóm phát triển, hoặc sự không thích ứng hay sự
mất đi một nhóm sinh vật nào đó trong khu hệ cũng là dấu hiệu cho thấy xu hướng
diễn biến của môi trường[22].
Chu kì sống của
ĐVĐKXSCL thường kéo dài hơn 1 đến 2 tuần, do đó
chúng có thể cho ta nhìn thấy chất lượng môi trường nước trong khoảng thời gian
này. Những loài khác như ấu trùng của côn trùng, các loài sâu, giun, nhuyễn thể, và
các loài không xương sống cỡ lớn khác thường có vòng đời dài hơn một tháng,
thậm chí có thể tới một vài năm, cho ta một cái nhìn về chất lượng môi trường nước
xa hơn về quá khứ[6], [10], [22].
Theo thống kê của J.M.Hellawell
1986, một số nhóm thường được sử dụng
đối với hệ sinh thái ở nước theo tỷ lệ phần trăm thì phần trăm sử dụng nhóm
ĐVKXS là cao nhất 26%.
ĐV
(Crustacea) như tôm
.
anh[6], [8].

- (Trichoptera).
- (Amphipoda).
- (Isopoda).
- (Diptera).
- (Oligochaeta).
, mỗi nhóm sinh vật chỉ thị gắn với một giai đoạn oxy hóa từ nghèo dinh
dưỡng - ít bẩn (oligosaprobic), nhiễm bẩn vừa mức α (α - mesosaprobic), đến rất
bẩn (polysaprobic) với hàm lượng chất hữu cơ rất cao.
Hệ thống phân loại độ nhiễm bẩn tiếp tục được Kolkwits (1950), Liebmann (1951,
1962), Frerdingstad (1988) bổ sung và phát triển, được Pantle và Buck (1955),
Zelinka và Marvan (1961) ứng dụng để xây dựng chỉ số ô nhiễm.
1973,
Sladecek đã tổng kết và phát triển các phương pháp sinh học đánh giá chất lượng
nước với một danh mục các nhóm thủy sinh vật chỉ thị ô nhiễm.
Sau đó, ứng dụng thực tiễn của quan trắc sinh học nước ngọt đã được nghiên cứu
nhiều thông qua “sự giám sát bằng việc sử dụng những phản ứng của cơ thể sống
để xác định môi trường có thích hợp hay không đối với cơ thể sống” do Cairns và
Pratt
1993. Quan niệm hiện đại về quan trắc sinh học chất lượng
nước sông và suối được khởi xướng ở Châu Âu với sự phát triển của hệ thống xác
định độ nhiễm bẩn của Kolkwitz và Mason(1908, 1909). Họ thừa nhận 4 giai đoạn

9

oxy hóa của chất hữu cơ, từ nghèo dinh dưỡng (Oligotrophic) với không bẩn đến rất
giàu dinh dưỡng (polytropB hic) ứng với nhiễm bẩn hữu cơ rất mạnh. Trung gian
giữ
là vùng dinh dưỡng trung bình (Mesotrophic) ứng với bẩn vừa
(Meosaprobic). Trong đó lại chia thành hai bậc: bẩn α(α- Mesosaprobic), bẩn β(β-
Mesosaprobic). Nó được nhận biết tốt qua chỉ số độ nhiễm bẩn (Saprobic

thành cơ sở cho chỉ số sinh học Bỉ BBI [6], [10].
Năm 1976 hệ thống điểm số BMWP/ASTP (Biological Monitoring Working
Party/Avegare Score Per Taxon)đã được đưa ra ở Anh. Hệ thống này còn có những
hạn chế nên năm 1977, các nhà sinh học Anh đã phát triển, cải tiến và xây dựng
chương trình RIVPACS (River Invertebrate Prediction And Calssification System).
Chương trình này đưa ra hệ thống phân loại và dự báo chất lượng môi trường bằng
ĐVKXS ở sông với mức độ phân loại tới họ và chỉ số chất lượng môi trường EQI
(Environmental Quality Index).
Những chỉ số khác được phát triển để sử dụng ở Anh cũng được dựa trên nguyên
tắc các nhóm sinh vật chống chịu khác nhau đối với sự ô nhiễm.Hai trong số chỉ số
tốt hơn là chỉ số về định lượng - “Chỉ số sinh học Trent” (TBI) của Woodiwiss
(1964)và bán định lượng -“Điểm số Chandler’
Chandler (1970). Cả hai chỉ số
này đều được phác thảo để quan trắc chất lượng nước ở những vùng đặc biệt ở Anh,
nhưng sau đó đã được áp dụng rộng rãi hơn ở cả những nơi không được thích hợp,
dẫn đến khả năng đưa ra những kết luận sai lầm liên quan đến chất lượng nước. Để
có những phương pháp chuẩn, một tổ chức làm việc về quan trắc sinh học
“Biological Monitoring Working Party” đã được thành lập ở Anh vào năm 1976 đã
đưa ra một hệ thống mới thường được biết đến là điểm số BMWP. Trừ lớp giun ít tơ
ra, hệ thống này sử dụng số liệu ở mức độ họ, mỗi họ được quy cho một điểm số
phù hợp với tính nhạy cảm của nó ở mức độ ô nhiễm hữu cơ.Những điểm số riêng
được cộng lại để cho điểm số tổng của mẫu. Một sự biến thiên của điểm số BMWP
nhận được bằng cách chia điểm tổng số cho số họ có mặt cho ta một điểm số trung
bình của các đơn vị phân loại.
Nhược điểm của điểm số BMWP là trong phạm vi của các họ thì có loài chống chịu,
có loài ưa thích với điều kiện sinh thái. Ví dụ nhưđại diện họ
Chironomidae(Ablabesmyia, Chironomus, Endochironomus, Thiennemannimyia,…)
được tìm thấy trong hầu hết những nơi sống là nước ngọt bao gồm những giống

11

Cho đến nay, các nghiên cứu về các chỉ thị sinh học đã được nghiên cứu cụ thể từ
liều lượng tác động, ngưỡng gây chết của các chất độc lên thủy sinh, cho đến cách

12

thu mẫu và các khóa phân loại đến giống các nhóm thủy sinh vật. Các phương pháp
đã được liệt kê và hướng dẫn cụ thể trong ấn phẩm về các phương pháp chuẩn để
kiểm tra nước và nước thải [29].
Năm 1997, Thorne và William đã thử một loạt các phương pháp đánh giá nhanh
bằng sử dụng ĐVKXS ở Brazil, Ghan và Thái Lan.
20 phương pháp phân tích
được kiểm tra gồm đại diện của 5 loại chính được phân loại bởi Resh và Jackson
(1993) đó là chỉ số độ phong phú, sự liệt kê, đánh giá về sự đa dạng và đồng dạng,
các chỉ số sinh học và các chỉ số chức năng. Hai chỉ số đa dạng cũng được thử
nhưng bị thất bại trong việc đối phó lại với những mức độ của ô nhiễm đã được dự
báo.Cuối cùng không có phép thử chuẩn nhưng điểm số BMWP thỏa mãn.
Qua quá trình nghiên cứu quần xã động vật không xương sống cỡ lớn tại 23 trạm
thu mẫu trên sông Mea Ping, Mustow (1997) hợp nhất 10 họ bổ sung vào hệ thống
cho điểm của BMWP
ANH
và sửa đổi cho phù hợp với điều kiện miền Bắc Thái Lan
và gọi nó là điểm số BMWP
THAI
[10].
ưu vực sông Mekong, từ những năm 1980 Ủy hội sông Mekong (Mekong river
commission-MRC) đã quan tâm đến quan trắc sinh học trong quản lý tài nguyên
nước. Nhưng đến tháng 7 năm 2002 thì các chuyên gia quốc gia của các vùng thuộc
Ủy hội sông Mekong cùng các nhà tư vấn quốc tế mới thảo luận về khả năng phát
triển một chương trình quan trắc môi trường cho trung và hạ lưu sông Mekong và
các chi lưu chính của nó.

Mekong”.Đây là tài liệu mô tả chi tiết về chương trình quan trắc và các trình tự phải
tuân thủ trong việc đánh giá vị trí, lấy mẫu thực địa, công việc trong phòng thí
nghiệm, phân tích dữ liệu và viết báo cáo[19].

Từ năm 1988, Nguyễn Văn Tuyên đã sử dụng vi tảo và động vật đáy để đánh giá
chất lượng nước sông rạch TP. Hồ Chí Minh (Chương trình nghiên cứu sinh thái
cảnh quan các thủy vực TP . Hồ Chí Minh) phục vụ cho phát triể
–
do Đặng Hữu Ngọc làm chủ nhiệm.

14

Cùng trong chương trình nêu trên, từ năm 1989 - 1990 Phạm Văn Miên đã sử dụng
cấu trúc quần xã và loài ưu thế của các nhóm thủy sinh vật để phân vùng, phân loại
và đánh giá chất lượng nước hệ thống sông rạch thành phố nhưng chương trình này
đã không được tổng kết. Trong chương trình quan trắc chất lượng nước sông Sài
Gòn - Đồng Nai (1996 - 1997) do sở Khoa Học Công Nghệ và Môi trường TP . Hồ
Chí Minh chủ trì và chương trình quan trắc chất lượng nước sông Đồng Nai, sông
Thị Vải do Sở Khoa học Công nghệ và Môi Trường tỉnh Đồng Nai chủ trì; chương
trình quan trắc hệ sinh thái dưới nước - tiểu dự án thủy lợi Hóc Môn - Bắc Bình
Chánh (1998-2001), quan trắc hệ sinh thái thủy sinh dự án thoát nước và xử lý nước
thải TP. Hồ Chí Minh (1998), các đề tài nghiên cứu ô nhiễm lưu vực sông Đồng Nai
- Sài Gòn do Lâm Minh Triết chủ nhiệm (1994 - 2004) và nhiều chương trình khác,
ngoài phân tích cấu trúc quần xã, loài ưu thế, loài chỉ thị, Phạm Văn Miên và các
cộng tác viên còn xác lập các chỉ số đa dạng
’ Shannon – Winner), chỉ số
tương đồng để đánh giá chất lượng nước.
Năm 1995, Nguyễn Xuân Quýnh
dựa vào sự có mặt và vắng mặt của một số loài,
nhóm loài ĐVKXS được coi là sinh vật chỉ thị

trắc chất lượng nước định kỳ mỗi năm trên địa bàn tỉnh Đồng Nai. Các thủy vực
được quan trắc đến nay bao gồm:
- Sông Đồng Nai, dòng chính bắt đầu từ xã Nam Cát Tiên (huyện Tân Phú)
đến xã Ngọc Định - huyện Định Quán) đến Ngã 3 Cái Mép - xã Phước An -
Huyện Nhơn Trạch.
- Sông Thị vải.
- Hồ Trị An.
Tại mỗi thủy vực, các nhóm được khảo sát về cấu trúc, thành phần loài, loài ưu thế,
các chỉ số như chỉ số H’, chỉ số tương đồng. Công tác quan trắc, khảo sát được tiến
hành hai đợt: mùa khô và mùa mưa. Các kết quả khảo sát có đưa ra nhận định đánh
giá chất lượng môi trường nước tại mỗi vị trí dựa trên kết quả tính toán được của
chỉ số H’
– vi sinh
: động vật không xương sống cỡ lớn ở đáy đánh
giá chất lượng nước sông Đồng Nai đoạn chảy qua thành phố Biên Hòa năm 2011
.

16

1.3. Các chỉ số sinh học thường được sử dụng trong quan trắc sinh học
1.3.1. Chỉ số thể hiện sự đa dạng của quần xã sinh vật
Một hệ sinh thái ổn định được đặc trưng bởi một sự giàu có về số lượng loài, hầu hết
các loài đều có cơ hội phát triển ngang bằng nhau về số lượng cá thể, số lượng đó
thường là ở mức nhỏ và cân đối để giảm bớt tính cạnh tranh. Khi môi trường bị áp lực
tác động hay bị ô nhiễm hữu cơ thường kéo theo sự giảm sút về tính đa dạng. Chỉ số
này có thể so sánh được giữa các vị trí, khu vực sông khác nhau.Có thể áp dụng chỉ
số này cho nhiều vùng địa lý, nhiều loại thủy vực.
Các chỉ số đa dạng thường dùng:
Chỉ số Shannon – Wienner (H’) 1948


=
a
a
ia
pN(1.6):S: .
N: .
n
i
: ủa loài thứ i.
p
i
: Tỷ lệ xuất hiện của loài thứ i.
.Tuy nhiên, c
.
–
N
ni
N
ni
n
i
H
log
2