ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
NGUYỄN THỊ MAI DUNG
ĐA DẠNG SINH HỌC CÁ VÀ MỐI QUAN HỆ
CỦA CHÚNG VỚI CHẤT LƯỢNG NƯỚC
Ở CỬA SÔNG BA LẠT
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1. Thành phần các chi và loài thực vật nổi cửa sông Hồng- Thái Bình. 11
Bảng 2. Số lượng loài động vật đáy tại cửa sông ven biển châu thổ sông Hồng .12
Bảng 3. Số lượng các taxon thực vật có mặt tại vùng cửa sông thuộc châu thổ
Bắc Bộ 13
Bảng 4. Các mức độ về chất lượng nước của thủy vực tương ứng với từng thang
điểm 37
Bảng 5. Thành phần loài cá ở cửa sông Ba Lạt 39
Bảng 6. Tỷ lệ các họ, giống, loài trong các bộ tại khu vực nghiên cứu 48
Bảng 7. Tỷ lệ các giống, loài trong các họ cá tại khu vực nghiên cứu 49
Bảng 8. Số lượng loài, giống, họ cá tại KVNC và các khu vực khác ở Việt Nam.
……………………………………………………………………………………52
Bảng 9. Danh sách các loài cá tại khu vực nghiên cứu ghi trong Sách Đỏ Việt Nam
cần được bảo vệ 53
Bảng 10. Sự biến động thành phần loài cá theo thời gian ở cửa sông…………….
Ba Lạt 54
Bảng 11. Nhiệt độ và độ đục tại KVNC đo ngày 27 tháng 4 năm 20011……… 68
Bảng 12. Một số các yếu tố thủy hóa tại KVNC đo ngày 27 tháng 4 năm 2011…69
Bảng 13. Giá trị một số muối hòa tan trong nước ở cửa sông Ba Lạt đo ngày 27
tháng 4 năm 2011 70
Bảng 14. Hàm lượng một số kim loại trong nước ở vùng cửa sông Ba Lạt 71
Bảng 15. Phân hạng cách tính điểm cho các chỉ số tổ hợp sinh học cá áp dụng cho
việc đánh giá chất lượng nước ở vùng cửa sông Ba Lạt 72
Bảng 16. Ma trận chỉ số tổ hợp cá đánh giá chất lượng môi trường nước ở vùng
cửa sông Ba Lạt năm 2011 73
Luận văn Thạc sĩ khoa học Nguyễn Thị Mai Dung
2
Để đạt đƣợc những mục tiêu nêu trên, đề tài nghiên cứu của chúng tôi đã
thực hiện những nội dung chính sau:
1. Xác định thành phần loài cá thuộc khu vực cửa sông Ba Lạt.
2. Nghiên cứu sự biến động loài cá theo thời gian.
3. Nghiên cứu mối quan hệ giữa thành phần loài cá và độ phong phú của
chúng với một số yếu tố thủy lý, thủy hóa.
4. Sử dụng chỉ số tổ hợp sinh học cá để đánh giá chất lƣợng môi trƣờng
nƣớc tại cửa sông Ba Lạt.
Luận văn Thạc sĩ khoa học Nguyễn Thị Mai Dung
3
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Khái quát hệ sinh thái cửa sông
1.1.1. Các khái niệm về hệ sinh thái cửa sông
Từ cửa sông (estuary) theo nghĩa La tinh, bao hàm từ aestus là thủy triều,
còn estuary là chỉ một dạng lục địa, trong đó thủy triều đóng vai trò quan trọng
trong đời sống và sự phát triển tiến hóa của vùng. Bởi vậy, trong các từ điển ngƣời
ta giải thích “cửa sông là cửa các con sông lớn có thuỷ triều” (từ điển Oxford) hoặc
“một vùng gần bờ đƣợc khống chế bởi nƣớc biển khi triều cao, một vùng biển đƣợc
tạo thành bởi cửa một con sông” (Larouse) [30].
Theo quan điểm của các nhà địa mạo thì: “Cửa sông là cửa của một con sông
mà ở đó đang có quá trình sụt lún kiến tạo không được đền bù hoặc một thung lũng
sông bị chìm ngập do mực nước biển dâng lên thường có dạng hình phễu” [30].
Trên quan điểm động lực, D.W. Pritchard (1967) định nghĩa cửa sông nhƣ
con ngƣời còn ít và các vùng ven biển dọc bờ biển phía Nam.
Việt Nam có đƣờng biển dài trên 3260 Km chạy dài theo hƣớng Bắc - Nam,
cắt qua nhiều vùng tự nhiên có cấu trúc địa chất khác nhau về môi trƣờng, sinh thái
và nguồn lợi. Ở nƣớc ta, các vùng cửa sông phân bố suốt dọc 13 vĩ độ từ Móng Cái
đến Hà Tiên, chính điều này đã tạo ra sự đa dạng và độc đáo của hệ sinh thái vùng
cửa sông ven biển.
Vùng cửa sông là nơi nƣớc ngọt hòa trộn với nƣớc biển với độ muối biến
thiên từ 0.5 - 30 (32‰). Sự tích tụ hay bào mòn là một đặc tính quan trọng của
tƣơng tác sông biển thuộc khu vực cửa sông.
Hàng năm, qua các hệ thống sông, biển Đông nhận từ lục địa 839.10
9
m
3
nƣớc ngọt, ứng với modun dòng chảy là 22,811/s/km
2
cùng với một lƣợng bùn cát
trung bình 200 triệu tấn và trên 100 triệu tấn các chất hòa tan trong nƣớc (Nguyễn
Viết Phổ, 1984; Trần Tuất và nnk, 1986), trong đó hệ thống sông Hồng và sông Cửu
Long đóng vai trò quan trọng bậc nhất [30]. Nhất là trong thời kỳ mƣa lũ thì lƣợng
các muối dinh dƣỡng bao gồm mùn bã, các chất hữu cơ và các chất vô cơ hòa tan
rất cao. Cùng với muối dinh dƣỡng đƣợc chuyển lên từ đáy do hoạt động của thủy
Luận văn Thạc sĩ khoa học Nguyễn Thị Mai Dung
5
triều, từ sự phân hủy của bãi cỏ ngầm, từ rừng ngập mặn đã làm cho vùng cửa sông
trở thành nơi sống lý tƣởng cho các loài sinh vật thủy sinh.
Các hệ thống sông hoạt động theo mùa lũ và mùa kiệt. Vào mùa lũ, các dòng
chảy chiếm 70 – 80% tổng lƣợng nƣớc làm cho vùng cửa sông mở rộng ra biển.
Vào mùa kiệt, lƣợng nƣớc dòng sông thấp, vùng cửa sông bị thu hẹp, nƣớc biển
giai đoạn nhất định trong chu kỳ sống của nhiều loài giáp xác, cá và các động vật
thủy sinh khác. Nó cũng là bãi đẻ của nhiều loại động vật biển, nơi nuôi dƣỡng các
loài động vật non, nơi vỗ béo nhiều đàn bố mẹ trƣớc và sau mùa sinh sản. Do vậy,
vùng này đã trở thành vùng tái sản xuất nguồn lợi, duy trì tính ổn định cho nguồn
lợi ở vùng nƣớc khai thác xa bờ trong một tổng thể thống nhất – hệ sinh thái biển
(Vũ Trung Tạng, 1979, 1983, 1984) [30].
Trong vùng cửa sông, hệ sinh thái rừng ngập mặn đóng vai trò quan trọng để
tạo nên sự phong phú cho các hệ sinh thái vùng cửa sông. RNM chứa đựng mức độ
đa dạng sinh học rất cao, chẳng kém gì mức đa dạng trong hệ sinh thái san hô của
đới biển ven bờ. Tuy thành phần các loài cây trong hệ sinh thái không đa dạng, với
khoảng 40 – 50 loài, cấu trúc rừng cũng không nhiều tầng nhƣ các kiểu rừng khác,
nhƣng rừng ngập mặn phân hóa rất cao về nơi sống: trên không, mặt đất, trong nƣớc
với các dạng đáy cứng, đáy mềm, hang trong đất, những nơi không gian chật hẹp
nhƣ trong bụi cây, bộ rễ,…
Các cửa sông cũng nhƣ RNM phát triển trong đó đƣợc đặc trƣng bởi xích
thức ăn ngắn, các sinh vật khai thác thƣờng tập trung vào bậc dinh dƣỡng gần với
nguồn thức ăn ban đầu nên có hiệu lực tạo ra sản phẩm sinh học cao. Trong RNM,
mùn bã do lá cây và các bộ phận khác của cây rụng xuống đƣợc vi sinh vật phân
hủy là nguồn thức ăn quan trọng cho nhiều động vật ở nƣớc của vùng cửa sông.
Mặt khác, RNM với hệ thống rễ chằng chịt đã giữ phù sa, các chất khoáng và
các chất hữu cơ do các con sông đƣa đến tạo ra môi trƣờng sống thích hợp cho
nhiều loài động vật đáy.
Trong vùng cửa sông, các loài sinh vật sống dựa vào nhau, khai thác lẫn
nhau để sinh trƣởng và phát triển. Do đó tại đây hình thành nên các mối quan hệ
phức tạp mà nổi bật là mối quan hệ dinh dƣỡng – Đƣợc thể hiện dƣới dạng xích và
lƣới thức ăn.
Luận văn Thạc sĩ khoa học Nguyễn Thị Mai Dung
7
+ Xích thức ăn “đồng cỏ” hay xích thức ăn “chăn nuôi”: nguồn thức ăn
8
ăn còn lại, song do đặc thù vùng cửa sông, xích thức ăn phế liệu đóng vai trò then
chốt và quan trọng nhất trong sự chuyển tải vật chất và năng lƣợng của các hệ cửa
sông, tƣơng tự nhƣ các xích thức ăn trên cạn.
Sự hoạt động của các xích thức ăn trên không chỉ tạo nên hiệu suất cao mà
còn đảm bảo cho RNM duy trì nguồn muối dinh dƣỡng lâu dài ngay trong chính bản
thân của hệ. Vì vậy RNM đóng vai trò cực kì quan trọng trong việc duy trì nguồn
muối dinh dƣỡng cho sự phát triển của các loài sinh vật sống trong vùng cửa sông
và đới ven bờ [30].
Sự phong phú về thức ăn trong RNM nói riêng hay vùng cửa sông nói chung
làm cho nhiều loài động vật biển cũng xâm nhập vào để kiếm ăn, kéo theo đó là
nhiều loài động vật trên cạn mà cuộc sống gắn liền với bãi triều. Chúng thƣờng xuất
hiện đông đúc khi nƣớc ròng và phơi bãi. Chính điều này đã tạo nên tính đa dạng về
thành phần loài, nhất là sự đa dạng về di truyền, tạo cho sinh vật sống ổn định trong
môi trƣờng thƣờng xuyên biến động của vùng cửa sông đồng thời, giúp cho chúng
tham gia vào các bậc dinh dƣỡng khác nhau của hệ thống các xích thức ăn, nhằm
khai thác tối đa nguồn năng lƣợng và vật chất dƣới dạng sản phẩm sơ cấp đƣợc các
sinh vật sản xuất tạo ra trong quá trình quang hợp.
1.1.3. Phân loại và phân vùng trong các hệ cửa sông
Hệ cửa sông bao gồm những thành phần cấu trúc riêng của mình. Chúng
quan hệ chặt chẽ và tƣơng tác với nhau trong một chỉnh thể, tồn tại khá ổn định
trong điều kiện môi trƣờng bất ổn định của một vùng sông – biển.
Dựa vào độ cao mực nƣớc biển, trong hệ cửa sông có thể phân chia thành 3
tiểu vùng: tiểu vùng trên triều (supralittoral), tiểu vùng triều (littoral), tiểu vùng
dƣới triều (sublittoral).
- Tiểu vùng trên triều: cao hơn mức triều cực đại và đất còn có phần bị nhiễm
mặn [29].
- Tiểu vùng triều: là nơi ngập nƣớc có chu kỳ, nơi tập trung của rừng ngập
mặn hoặc các bãi bùn lầy, bãi cát phẳng, bờ đá; nơi ở của những sinh vật thích nghi
với lối sống nửa đất, nửa nƣớc. Đây là nơi kiếm ăn của các loài sinh vật dƣới triều
Luận văn Thạc sĩ khoa học Nguyễn Thị Mai Dung
10
ĐDSH đƣợc hiểu “Là sự phồn thịnh của sự sống trên trái đất, là hàng triệu
loài thực vật, động vật và vi sinh vật, là những gen chứa trong các loài, là những hệ
sinh thái vô cùng phức tạp cùng tồn tại trong môi trƣờng” [20].
ĐDSH một thuật ngữ bao gồm mọi mức độ biến đổi của thiên nhiên gồm cả
số lƣợng và tần suất xuất hiện của hệ sinh thái, của loài hay gen trong một tập hợp
đã biết. Hiện nay, ĐDSH đƣợc xét ở 3 cấp độ: đa dạng về loài sinh vật, đa dạng về
gen chứa trong các loài và đa dạng về hệ sinh thái.
ĐDSH có vai trò rất quan trọng đối với việc duy trì các chu trình tự nhiên và
cân bằng sinh thái. ĐDSH là cơ sở của sự sống còn và thịnh vƣợng của loài ngƣời
và sự bền vững của thiên nhiên trên trái đất. Theo ƣớc tính giá trị của tài nguyên
ĐDSH toàn cầu cung cấp cho con ngƣời là 33.000 tỷ đô la mỗi năm [20]. Nguồn tài
nguyên ĐDSH trong tự nhiên tập trung trong các hệ sinh thái vì vậy:
- Hệ sinh thái là cơ sở sinh tồn của mọi sự sống trên trái đất. Nó đảm bảo
đƣợc sự tuần hoàn vật chất và chuyển hóa năng lƣợng thông qua chuỗi thức ăn và
lƣới thức ăn trong quần xã.
- Cung cấp trực tiếp lƣơng thực, thực phẩm, dƣợc liệu, nguyên liệu, nhiên
liệu cho con ngƣời.
- Là kho dự trữ nguồn gen quan trọng để bổ sung cho vật nuôi và cây trồng.
- Phục vụ đời sống tinh thần và đáp ứng nhu cầu thẩm mỹ, nâng cao tri thức
khoa học và khát vọng khám phá thế giới tự nhiên [27].
1.2.2. ĐDSH của hệ sinh thái cửa sông
Với đƣờng bờ biển dài trên 3260 Km, đi qua 13 vĩ độ khác nhau trải dài từ
Móng Cái đến Hà Tiên cùng với sự phân hóa cao về các điều kiện địa lý, khí hậu,
thủy văn, sự tƣơng tác sông biển,… mức độ ĐDSH vùng cửa sông ven biển ở Việt
Nam rất cao. Các sinh cảnh sống đặc trƣng của khu vực này bao gồm: cửa các con
sông, các bãi triều, RNM, chuỗi các đầm phá, vùng vịnh nông ven bờ,… đã phản
ánh đƣợc sự phong phú về hệ sinh thái cũng nhƣ sự đa dạng về thành phần loài sống
%
Ngành tảo silic:
- Lớp trung tâm
- Lớp lông chim
37
16
21
74,0
32,0
42,0
100
48
52
80,6
38,7
41,9
46
25
21
77,9
42,4
35,5
155
100
55
86,1
55,6
30,5
Ngành tảo Giáp
2
59
100
180
100
* Động vật nổi (Zooplankton): những khảo sát tại vùng cửa sông bắc cửa Ba
Lạt (Vũ Trung Tạng và nnk, 1985) đã phát hiện 167 loài cùng 18 dạng ấu trùng của
các nhóm động vật không xƣơng sống khác. Trong đó Copeoda có 107 loài chiếm
57,8% tổng số, Cladocera có 14 loài chiếm 7,5%, Siphonophora có 8 loài chiếm
4,3%, Chaetognatha có 8 loài chiếm 4,3%, Amphipoda có 6 loài chiếm 3,2%,
Tunicada có 6 loài chiếm 3,2%, Protozoa có 5 loài chiếm 2,8%, Ostracoda có 4 loài
Luận văn Thạc sĩ khoa học Nguyễn Thị Mai Dung
12
chiếm 2,2%, Peropoda- Heteropoda có 3 loài chiếm 1,6%, Rotatoria có 2 loài,
Cumacea có 2 loài, Sergestidae có 1 loài và Euphausidae có 1 loài. Nhƣ vậy số
lƣợng loài động vật nổi của vùng cửa sông châu thổ Bắc Bộ khá đa dạng, chiếm
70% tổng số loài phát hiện đƣợc ở Vịnh Bắc Bộ (Nguyễn Tiến Cảnh, 1994) [29].
Khu hệ động vật nổi này gồm các loài rộng nhiệt, rộng muối, chủ yếu có nguồn gốc
biển ven bờ vùng nhiệt đới (Khúc Ngọc Cầm, 1975; Nguyễn Văn Khôi và nnk,
1980; Vũ Trung Tạng và nnk, 1985) [30].
* Động vật đáy (Zoobenthos): Những khảo sát đầu tiên (Nguyễn Hữu Tuý,
1975) tại bãi triều Thái Bình đã thống kê đƣợc 12 giống thân mềm trong đó Bivalvia
có 10 giống và Gastropoda có 2 giống với các đại diện phổ biến là hầu, sò, don, dắt,
trùng trục, móng tay, bàn mai và một số loài ốc, đồng thời cũng chỉ ra sự phân bố,
nơi tập trung và bƣớc đầu đánh giá khả năng khai thác chúng. Trong những năm
1983, những đợt khảo sát tại các đầm nuôi và bãi triều Thái Bình (Vũ Trung Tạng
và nnk, 1985) đã phát hiện 49 đại diện thuộc Polychacta có 13 loài chiếm 26,5%,
Gastropoda có 3 loài chiếm 6,1%, Bivalvia có 12 loài chiếm 24,5%, Decapoda có
20 loài chiếm 40,1%, còn lại là Amphipoda có 1 loài chiếm 2%. Kết quả khảo sát và
(bảng 3) [30]. Khu hệ này đóng vai trò quan trọng cho sự lắng đọng phù sa tại các
bãi bồi cửa sông.
Bảng 3. Số lƣợng các taxon thực vật có mặt tại vùng cửa sông thuộc
châu thổ Bắc Bộ [30]
Stt
Các taxon
Thái Thụy (1)
Tiền Hải (2)
Giao Thủy (3)
Số họ
Số loài
Số họ
Số loài
Số họ
Số loài
1
Dƣơng xỉ
5
8
4
4
5
8
2
Hạt kín
54
183
34
116
sông thuộc hệ thống sông Hồng, còn có một số các khảo sát khác ở ven biển Giao
Thủy (Dƣơng Ngọc Cƣờng và Trần Minh Khoa, 2004); ven biển Tiền Hải (Trần
Thanh Thản, 2004) với số lƣợng loài dao động từ 107- 124 loài [30].
Luận văn Thạc sĩ khoa học Nguyễn Thị Mai Dung
14
1.2.3. Đa dạng sinh học cá và Ý nghĩa đa dạng sinh học cá trong các hệ sinh thái nƣớc
1.2.3.1. Đa dạng sinh học cá
Cá gồm có 4 lớp trong tổng số 8 lớp thuộc phân ngành có xƣơng sống hiện
sống. Chúng rất đa dạng, gồm khoảng 21.000 loài sống trong môi trƣờng nƣớc, từ
các vực nƣớc trong lục địa cũng nhƣ ở cả đại dƣơng kể cả những vùng sâu thẳm.
Chúng đông hơn động vật có xƣơng sống ở cạn. Mặc dù cá là động vật có xƣơng
sống cổ nhất, chúng có một thời hƣng thịnh, sau đó đƣợc thay thế bởi các nhóm
động vật có xƣơng sống tiến hóa hơn.
1.2.3.2. Ý nghĩa ĐDSH cá trong các hệ sinh thái nƣớc
ĐDSH đóng vai trò rất quan trọng đối với sinh giới và con ngƣời. Việt Nam
đƣợc coi là “điểm nóng” về ĐDSH trên thế giới với 3 lý do:
- Thành phần các giống loài động vật, thực vật khá phong phú. Riêng ở dƣới
nƣớc đã xác định đƣợc 2740 loài và dƣới loài thủy sinh vật nƣớc ngọt và trên 11000
loài thủy sinh vật nƣớc mặn.
- Có mức độ đặc hữu cao so với các nƣớc trong phân vùng Đông Dƣơng
(MacKinnon, 1986).
- Đa dạng sinh học bị thất thoát nghiêm trọng vào bậc nhất [27].
Đối với hệ sinh thái nƣớc, cá có vai trò quan trọng và ý nghĩa vô cùng to lớn:
- Đảm bảo cân bằng sinh học trong các thủy vực từ đó tạo ra cân bằng sinh
thái. Mỗi loài cá là một mắt xích trong chuỗi và lƣới thức ăn của các quần xã dƣới
nƣớc, nó đảm bảo tuần hoàn vật chất và chuyển hóa năng lƣợng ở các hệ sinh thái
có sự điều hòa nhiệt độ lẫn nhau trong quá trình lạnh đi hay bốc hơi, làm cho nhiệt
độ của cả khối nƣớc tƣơng đối ít biến đổi [31].
Nhiệt độ của nƣớc thay đổi theo mùa, có ảnh hƣởng lớn và mang tính chất
quyết định đối với đời sống của thủy sinh vật. Trong đời sống cá thể, nhiệt độ ảnh
hƣởng đến tốc độ trao đổi chất do ảnh hƣởng đến hoạt động của các enzim theo
định luật VanHoff. Do vậy, chế độ nhiệt ảnh hƣởng đến tốc độ sinh trƣởng, phát
triển của thủy sinh vật. Cùng với nồng độ muối, chế độ nhiệt quyết định sự phân bố
theo vĩ độ của các thủy sinh vật [31].
Nhiệt độ nƣớc trong vùng cửa sông phụ thuộc vào nhiệt độ của dòng nƣớc
sông và nƣớc biển hòa trộn với nhau. Trong mùa hè, nhiệt độ nƣớc thƣờng cao (27 -
Luận văn Thạc sĩ khoa học Nguyễn Thị Mai Dung
16
30
o
C), giảm theo quy luật từ bờ ra khơi, từ mặt xuống đáy và từ nơi nƣớc nông đến
nƣớc sâu. Ngƣợc lại trong mùa đông, nhiệt độ nƣớc lại tăng theo các hƣớng đó.
Song sự chênh lệch giữa tầng mặt và tầng đáy ở những nơi nƣớc nông (0 đến 15 -
20m) không lớn, trong khoảng từ 0,5 - 2,0
o
C. Sự chênh lệch nhiệt độ nƣớc tầng mặt
giữa ngày và đêm cũng khoảng 2 - 3
o
C, trong mùa hè nƣớc mát hơn vào ban đêm,
còn trong mùa đông nƣớc ấm hơn vào ban ngày (Vũ Trung Tạng và nnk, 1985)
[29].
1.3.1.2. Độ muối
Độ mặn hay độ muối đƣợc kí hiệu S‰ (S – salinity – độ mặn) là tổng lƣợng
(tính theo gram) các chất hòa tan chứa trong 1kg nƣớc. Đối với các loại thủy sinh
vật, độ muối là một nhân tố sinh thái quan trọng vì nó ảnh hƣởng lớn tới các yếu tố
lƣợng (cƣờng độ) tác động, thời gian tác động (hay độ dài ngày) [28].
Ánh sáng chiếu xuống nƣớc bị hấp thụ ngay ở lớp nƣớc mặt dày 1m ánh sáng
bị hấp thụ tới 50% và phản xạ trở lại bầu trời. Càng xuống sâu, cƣờng độ chiếu
sáng, thành phần ánh sáng và thời gian chiếu sáng càng giảm. Độ trong càng lớn thì
bức xạ bề mặt xâm nhập càng sâu. Ánh sáng hồng ngoại tạo nhiệt quan trọng cho
các hệ sinh thái nƣớc. Ánh sáng tán xạ trong nƣớc là phần năng lƣợng bổ sung cho
quá trình quang hợp và các hoạt động cần ánh sáng khác của thủy sinh vật [28].
1.3.1.5. Độ dẫn
Độ dẫn điện của nƣớc liên quan đến sự có mặt các ion trong nƣớc. Các ion
này thƣờng là muối của kim loại nhƣ muối NaCl, KCl và các ion SO
4
2-
, NO
3
-
, PO
4
3-
… Tác động ô nhiễm của nƣớc có độ dẫn điện cao thƣờng liên quan đến tính độc
hại của các ion hòa tan trong nƣớc. Để xác định độ dẫn điện ngƣời ta thƣờng dùng
các máy đo điện trở hoặc cƣờng độ dòng điện.
1.3.2. Quan hệ với các yếu tố thủy hóa
1.3.2.1. pH
Độ pH của nƣớc phụ thuộc vào mức độ hòa trộn của nƣớc sông với giá trị
thƣờng nhỏ hơn 7,4 và nƣớc biển thƣờng cao hơn, 8,1 - 8,4 (Constantinov, 1984)
[29].
Độ pH trong thủy vực có thể biến đổi theo ngày đêm, do biến đổi của hàm
lƣợng CO
2
trong nƣớc trong quá trình quang hợp. Độ pH cũng thay đổi theo độ sâu.
1.3.2.2. Nhu cầu oxy hóa học (COD - Chemical Oxygen Demand)
Trong hóa học môi trƣờng, chỉ tiêu và thử nghiệm nhu cầu oxy hóa học
(COD - Chemical Oxygen Demand) đƣợc sử dụng rộng rãi để đo gián tiếp khối
lƣợng các hợp chất hữu cơ. Phần lớn các ứng dụng trong sử dụng chỉ số là nhằm
xác định khối lƣợng của các chất ô nhiễm hữu cơ tìm thấy trong nƣớc bề mặt, làm
cho COD là một phép đo hữu ích về chất lƣợng nƣớc. Nó đƣợc biểu diễn theo đơn
vị đo là miligam trên lít (mg/l), chỉ ra khối lƣợng oxy cần tiêu hao trên một lít dung
dịch. Các nguồn tài liệu cũ còn biểu diễn nó dƣới dạng các đơn vị đo khác nhƣ phần
triệu (ppm).
1.3.2.2. Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD – Biochemical Oxygen Demand)
Nhu cầu oxy hóa sinh học hay nhu cầu oxy sinh học (BOD – Biochemical
(hay Biological) Oxygen Demand), là một chỉ số dƣợc sử dụng để xác định xem các
sinh vật sử dụng hết oxy trong nƣớc nhanh hay chậm nhƣ thế nào. Nó đƣợc sử dụng
Luận văn Thạc sĩ khoa học Nguyễn Thị Mai Dung
19
trong quản lý và khảo sát chất lƣợng nƣớc cũng nhƣ trong sinh thái học hay khoa
học môi trƣờng. Tuy nhiên BOD không là một thử nghiệm chính xác về định lƣợng,
mặc dù có thể coi nhƣ là một chỉ thị về chất lƣợng của nguồn nƣớc.
1.3.2.3. Các chất hòa tan trong nƣớc
Chất hòa tan trong nƣớc bao gồm nhiều thành phần khác nhau, có thể chia
thành các nhóm lớn sau: các chất hữu cơ hòa tan, các chất vô cơ hòa tan và các chất
khí hòa tan [31].
Các chất hữu cơ hòa tan
- Các chất hữu cơ hòa tan (DOM- Disolved Organic Matter) có nhiều loại nhƣng
hợp chất humic là chất phổ biến nhất trong các thủy vực và là sản phẩm phân rã
cuối cùng của cơ thể thực vật, động vật do hoạt động của vi sinh vật. Tất cả các
dạng humic đều là hỗn hợp của nhiều hợp chất nhƣ quininoit, nguồn gốc protein và
polyphenol. Chúng đƣợc xác định theo mức tăng khối lƣợng phân tử và giảm khả
năng hòa tan trong nƣớc, trong etanol và trong kiềm. Tốc độ phân hủy chất humic
2
-
, và các chất hữu cơ
hòa tan, không tan trong nƣớc. P cũng ở dạng vô cơ và hữu cơ hòa tan hoặc không
tan trong nƣớc. Dạng vô cơ trong tự nhiên là H
3
PO
4
và các dẫn xuất của nó. Si trong
nƣớc tự nhiên ở dạng hòa tan có thể là H
4
SiO
4
và các dẫn xuất.
+ Các nguyên tố vi lƣợng là những nguyên tố chiếm một hàm lƣợng rất nhỏ
trong cơ thể sinh vật (nhỏ hơn 0,01% khối lƣợng cơ thể sống) nhƣng lại có vai trò
vô cùng quan trọng đối với đời sống của thủy sinh vật. Vì các nguyên tố này tham
gia trực tiếp vào các phản ứng sinh hóa trong quang hợp. Những nguyên tố vi lƣợng
phổ biến nhƣ Fe, Cu, Mn, Mo, Zn, I, Cr…[28].
Các chất khí hòa tan
- Có rất nhiều các chất khí hòa tan trong nƣớc nhƣ: O
2
, CO
2
, N
2
, CH
4
, H
2
…). Đối với nƣớc trên mặt đất, hai nguồn gốc trên là chủ yếu, còn đối
với nƣớc ngầm, nguồn gốc thứ ba là chủ yếu.
- Những khí có ý nghĩa sinh thái lớn nhất đối với đời sống của thủy sinh vật là:
O
2
, CO
2
, CH
4
, H
2
S.
+ Khí oxy (O
2
): cung cấp cho các thủy vực là từ khí quyển và quá trình quang
hợp của thực vật. Sự hao hụt oxy xảy ra do quá trình hô hấp của sinh vật, khuyếch
tán từ nƣớc vào khí quyển và do phản ứng sinh hóa các chất xảy ra trong nƣớc và
nền đáy.
Luận văn Thạc sĩ khoa học Nguyễn Thị Mai Dung
21
Độ hòa tan của oxy từ khí quyển vào nƣớc, hệ số hấp thụ, hàm lƣợng chuẩn của
oxy tỷ lệ nghịch với sự tăng nhiệt độ và hàm lƣợng muối. Ví dụ: ở 20
o
C độ muối
thay đổi từ 3-4‰ thì hàm lƣợng oxy trong nƣớc cũng thay đổi theo từ 5,53 đến 5,18
ml/l; còn ở 30
o
C với hàm lƣợng muối thay đổi từ 3-4‰ thì hàm lƣợng oxy trong
nƣớc cũng thay đổi từ 4,65 và 4,35ml/l [29].
2
và CO
2
trong thủy vực còn biến đổi
theo mùa, theo ngày đêm, theo độ sâu, theo hoạt động sống của thủy sinh vật, các
quá trình chuyển hóa vật chất hữu cơ trong thủy vực và theo sự thay đổi đặc tính
vận động của khối nƣớc. Phân bố của O
2
và CO
2
trong các thủy vực cũng theo quy
luật nhất định. Các tầng nƣớc ở phía trên thƣờng giàu O
2
, có khi tới bão hòa rồi
giảm dần theo độ sâu. Các tầng nƣớc sâu thƣờng giàu CO
2
và nghèo O
2
[31].
Hàm lƣợng CO
2
trong vùng cửa sông thƣờng thấp vì giá trị pH của nƣớc cao
hơn giá trị trung bình, tạo nên một hệ đệm, trong đó tƣơng ứng với giá trị pH cao,
phần lớn H
2
CO
3
sẽ chuyển sang HCO
3
-
sunfat, một chất rất giàu trong vùng cửa sông hoặc do hoạt động của vi khuẩn phân
hủy chất hữu cơ. Lƣợng H
2
S sinh ra nhiều gây nhiễm độc trên diện rộng trong thủy
vực. H
2
S là khí độc, trực tiếp hoặc gián tiếp gây tác hại cho thủy sinh vật. Có những
thủy sinh vật chết ở nồng độ H
2
S rất nhỏ. H
2
S còn làm giảm lƣợng Oxy trong nƣớc,
thu hẹp diện tích hoạt động bắt mồi của thủy sinh vật trong thủy vực [29].
Hàm lƣợng H
2
S ở các đầm, hồ nuôi trồng thủy sản giàu chất hữu cơ, nƣớc bị tù
đọng thƣờng rất cao. Nó chỉ giảm dần trong quá trình làm sạch nƣớc tự nhiên nhờ
phản ứng oxy hóa [28].
+ Khí Metan (CH
4
): tƣơng tự nhƣ khí H
2
S, khí CH
4
độc đối với nhiều loại sinh
vật và đƣợc tạo thành do sự phân giải các chất hữu cơ chứa Cacbon. Thƣờng khí
này chiếm 30 – 50% thể tích các khí hòa tan trong nƣớc do sự phân hủy ở đáy. Tốc
độ hình thành CH
4
phụ thuộc vào sự có mặt của các chất bị phân hủy và nhiệt độ.