BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ
NGHIÊN CỨU MỐI QUAN HỆ GIỮA ĐA DẠNG SINH HỌC
THÂN MỀM CHÂN BỤNG (GASTROPODA) TRÊN CẠN VỚI
HÀM LƯỢNG CHÌ, ASEN TRONG ĐẤT TẠI XÃ BẰNG LŨNG,
HUYỆN CHỢ ĐỒN, TỈNH BẮC KẠN

CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

VŨ THỊ LAN HƯƠNG

Hà Nội, Năm 2017


BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ
NGHIÊN CỨU MỐI QUAN HỆ GIỮA ĐA DẠNG SINH HỌC
THÂN MỀM CHÂN BỤNG (GASTROPODA) TRÊN CẠN VỚI
HÀM LƯỢNG CHÌ, ASEN TRONG ĐẤT TẠI XÃ BẰNG LŨNG,
HUYỆN CHỢ ĐỒN, TỈNH BẮC KẠN

VŨ THỊ LAN HƯƠNG
CHUYÊN NGÀNH : KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG
MÃ SỐ

:60440301


ii

LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành luận văn, trước tiên tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy giáo
TS.Hoàng Ngọc Khắc đã trực tiếp hướng dẫn, truyền đạt kiến thức thực tế, phương
pháp luận, đôn đốc kiểm tra trong suốt quá trình nghiên cứu.
Tôi xin gửi lời cảm ơn tới Khoa Môi trường, Trường Đại học Tài nguyên và
Môi trường Hà Nội đã tạo điều kiện giúp đỡ trong quá trình học tập và hoàn thành
luận văn này.
Tôi xin gửi lời cảm ơn tới UBND thị trấn và người dân thị trấn Bằng Lũng,
huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn đã giúp đỡ cung cấp tài liệu, thông tin cần thiết trong
quá trình nghiên cứu.
Mặc dù đã có nhiều cố gắng để thực hiện đề tài một cách hoàn chỉnh nhất.
Song cũng còn nhiều hạn chế về mặt kiến thức nên không tránh khỏi những thiếu
sót mà bản thân chưa thấy được, rất mong nhận được sự góp ý của các thầy cô.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày tháng năm 2017
TÁC GIẢ LUẬN VĂN

VŨ THỊ LAN HƯƠNG


iii

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ....................................................................................................................1
1. Đặt vấn đề ...............................................................................................................1
2. Mục tiêu nghiên cứu ...............................................................................................1
3. Nội dung nghiên cứu...............................................................................................2
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI ...........3

2.5.1. Phương pháp phân tích mẫu đất ......................................................................25
2.5.2. Phương pháp phân tích mẫu ốc .......................................................................26
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ..............................29
3.1. Hàm lượng Pb, As trong đất...............................................................................29
3.1.1. Hàm lượng As trong đất tại KVNC ................................................................29
3.1.2. Hàm lượng Pb trong đất tại KVNC .................................................................31
3.2. Đa dạng sinh học thân mềm chân bụng trên cạn................................................33
3.2.1. Danh sách thành phần loài ..............................................................................33
3.2.2. Cấu trúc thành phần loài .................................................................................36
3.2.3. Đặc điểm phân bố của ốc cạn ở khu vực nghiên cứu ......................................40
3.2.4. Các chỉ số đa dạng sinh học thân mềm chân bụng trên cạn ............................43
3.3. Mối tương quan giữa hàm lượng kim loại nặng với đa dạng sinh học thân mềm
chân bụng trên cạn. ...................................................................................................45
3.3.1. Mối quan hệ giữa các chỉ số đa dạng sinh học với hàm lượng As..................47
3.3.2. Mối quan hệ giữa các chỉ số đa dạng sinh học với hàm lượng Pb ..................53
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................61
KẾT LUẬN ...............................................................................................................61
KIẾN NGHỊ ..............................................................................................................62
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................63
PHỤ LỤC


v

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
AAS

Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử

BL


OTC

Ô tiêu chuẩn

QCVN

Quy chuẩn việt nam

TCCP

Tiêu chuẩn cho phép

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam


vi

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Các khoáng vật chứa asen trong tự nhiên ...................................................9
Bảng 2.1. Đặc điểm sinh cảnh các vị trí thu mẫu tại thị trấn Bằng Lũng .................19
Bảng 2.2. Phương pháp phân tích các thông số trong phòng thí nghiệm .................25
Bảng 3.1. Kết quả phân tích hàm lượng As trong đất ...............................................29
Bảng 3.2. Kết quả phân tích hàm lượng Pb trong đất ...............................................31
Bảng 3.3. Thành phần loài Thân mềm chân bụng trên cạn tại KVNC .....................34
Bảng 3.4. Cấu trúc thành phần loài thân mềm chân bụng trên cạn tại KVNC .........36
Bảng 3.5. Số lượng cá thể các loài ốc cạn thu được .................................................38
Bảng 3.6. Sự phân bố của các loài trên các sinh cảnh ..............................................40

Hình 3.11. Phương trình hồi quy giữa hàm lượng As và mật độ N ..........................49
Hình 3.12. Biểu đồ mối tương quan giữa hàm lượng As với d .................................50
Hình 3.13. Phương trình hồi quy giữa hàm lượng As với d .....................................50
Hình 3.14. Biểu đồ mối tương quan giữa hàm lượng As với độ đồng đều J’ ...........51
Hình 3.15.Phương trình hồi quy giữa hàm lượng As và độ đồng đều J’ ..................51
Hình 3.16. Biểu đồ mối tương quan giữa hàm lượng As với chỉ số Shannon H’ .....52
Hình 3.17. Phương trình hồi quy giữa hàm lượng As và chỉ số Shannon H’ ...........53
Hình 3.18. Biểu đồ mối tương quan giữa hàm lượng Pb và số loài S ......................54


viii

Hình 3.19. Phương trình hồi quy giữa hàm lượng Pb và số loài S ...........................54
Hình 3.20. Biểu đồ mối tương quan giữa hàm lượng Pb và mật độ N .....................55
Hình 3.21. Phương trình hồi quy giữa hàm lượng Pb và số cá thể N .......................56
Hình 3.22. Biểu đồ mối tương quan giữa hàm lượng Pb và d ..................................56
Hình 3.23. Phương trình hồi quy giữa hàm lượng Pb và d .......................................57
Hình 3.24. Biểu đồ mối tương quan giữa hàm lượng Pb và chỉ số đồng đều J’ .......58
Hình 3.25. Biểu đồ mối tương quan giữa hàm lượng Pb và chỉ sốđồng đều J’ ........58
Hình 3.26.Biểu đồ mối tương quan giữa hàm lượng Pb và H’ .................................59
Hình 3.27.Biểu đồ mối tương quan giữa hàm lượng Pb và H’ .................................60


ix

TÓM TẮT LUẬN VĂN
Họ và tên học viên : Vũ Thị Lan Hương
Lớp

: CH1MT

Xác định được mối quan hệ giữa hàm lượng chì, asen trong đất với đa dạng
sinh học (mật độ, thành phần loài, số lượng loài, chỉ số margalef, chỉ số Peilou, chỉ


x

số Shannon) của thân mềm chân bụng trên cạn tại xã Bằng Lũng, huyện Chợ Đồn,
tỉnh Bắc Kạn. Từ đó góp phần làm cơ sở khoa học cho việc sử dụng động vật thân
mềm chân bụng ở cạn để dự báo hiện trạng kim loại nặng trong môi trường đất.
3. Nội dung nghiên cứu
- Nghiên cứu, xác định hàm lượng chì, asen có trong đất tại xã Bằng Lũng,
huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn.
- Nghiên cứu, xác định thành phần loài, chỉ số đa dạng sinh học thân mềm
chân bụng trên cạn ở KVNC.
- Xác định mối quan hệ giữa hàm lượng Pb, As với các chỉ số đa dạng sinh
học thân mềm chân bụng (Gastropoda) trên cạn.
4. Kết quả nghiên cứu
4.1. Hàm lượng Pb, As trong đất
Qua quá trình lấy mẫu và phân tích 30 mẫu đất để xác định hàm lượng asen và
chì, kết quả thu được như sau:
Hàm lượng As dao động từ 2,598 mg/kg đất đến 6,025mg/kg đất, trong đó
hàm lượng As thấp nhất là mẫu BL08 (2,598mg/kg đất) và cao nhất là mẫu BL02
(6,025 mg/kg đất). Nhìn chung tất cả các mẫu đều có hàm lượng As chưa vượt quá
TCCP của QCVN 03-MT:2015/BTNMT (đối với đất lâm nghiệp) là 20 mg/kg đất.
Khu vực BL02 có hàm lượng As cao nhất. Khu vực BL08 có hàm lượng As
thấp. Các điểm có hàm lượng As cao hơn là BL1, BL2, BL01, BL02, BL03, BL3,
BL4, BL5, BL6, BL04, BL05, BL15, BL16, BL17, BL18, BL19, BL20 chính là các
điểm lấy mẫu gần các mỏ khai thác khoáng sản, kim loại.
Hàm lượng Pb giao động từ 57,05 mg/kg đất đến 8025 mg/kg đất, trong đó vị
trí BL19 có hàm lượng cao nhất và BL12 có hàm lượng thấp nhất. Trong 30 điểm

số tương quan là 0,478.
Ngoài ra, kết quả phân tích cũng xác định được phương trình hồi qui thể hiện
mối quan hệ giữa hàm lượng As trong đất với các chỉ số đa dạng sinh học của ốc
cạn trong khu vực nghiên cứu, cụ thể: phương trình hồi qui giữa hàm lượng As
trong đất với số loài ốc cạn là: y = 4,3852e-0,128x; giữa hàm lượng As trong đất với
mật độ ốc cạn là: y = 20,529e-0,27x; giữa hàm lượng As trong đất với độ đa dạng (d)
ốc cạn là: y = -0,0698x+1,2165; giữa hàm lượng As trong đất với độ đồng đều (J’)


xii

ốc cạn là: y = 0,176ln(x)+0,598 và giữa hàm lượng As trong đất với chỉ số Shannon
của ốc cạn là: y = 0,238ln(x)+1,1565.
Đối với mối quan hệ giữa chì (Pb) với các chỉ số đa dạng sinh học ốc cạn
trong khu vực nghiên cứu, kết quả phân tích cho thấy: Hàm lượng Pb trong đất có tỷ
lệ nghịch ở mức rất thấp với số loài (S), mật độ (N) của ốc cạn. Điều này thể hiện
thông qua hệ số tương quan (r), cụ thể: hệ số tương quan giữa hàm lượng Pb với số
loài (S) là -0,071; với mật độ (N) là - 0,12. Ngược lại, hàm lượng Pb trong đất lại có
tỷ lệ thuận với độ đa dạng (d), mối quan hệ này ở mức thấp với hệ số tương quan
(r= 0,118); với độ đồng đều của ốc cạn (J’), mối quan hệ này tương đối cao (r=
0,749); còn lại với chỉ số Shannon H’ lại rất thấp thể hiện qua hệ số tương quan là
0,096.
Kết quả phân tích cũng xác định được phương trình hồi qui thể hiện mối quan
hệ giữa hàm lượng Pb trong đất với các chỉ số đa dạng sinh học của ốc cạn trong
khu vực nghiên cứu, cụ thể: phương trình hồi qui giữa hàm lượng Pb trong đất với
số loài ốc cạn là: y = -4E-0,5x+2,9145; giữa hàm lượng Pb trong đất với mật độ ốc
cạn là: y = -0,0005x+10,768; giữa hàm lượng Pb trong đất với độ đa dạng (d) là: y =
-2E-0,5x+0,8496; giữa hàm lượng Pb trong đất với số chỉ số tương đồng của ốc cạn
là: y = 0,0558x+0,4401 và giữa hàm lượng Pb trong đất với chỉ số Shannon của ốc
cạn là: y = 1E-0,5x+0,7549.

2. Mục tiêu nghiên cứu
Xác định được mối quan hệ giữa hàm lượng chì, asen trong đất với đa dạng
sinh học (mật độ, thành phần loài, số lượng loài, chỉ số margalef, chỉ số Peilou, chỉ
số Shannon) của thân mềm chân bụng trên cạn tại xã Bằng Lũng, huyện Chợ Đồn,
tỉnh Bắc Kạn. Từ đó góp phần làm cơ sở khoa học cho việc sử dụng động vật thân
mềm chân bụng ở cạn để dự báo hiện trạng kim loại nặng trong môi trường đất.


2

3. Nội dung nghiên cứu
- Nghiên cứu, xác định hàm lượng chì, asen có trong đất tại xã Bằng Lũng,
huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn.
- Nghiên cứu, xác định thành phần loài, chỉ số đa dạng sinh học thân mềm
chân bụng trên cạn ở KVNC.
- Xác định mối quan hệ giữa hàm lượng Pb, As với các chỉ số đa dạng sinh
học thân mềm chân bụng (Gastropoda) trên cạn.


3

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI
1.1. Tổng quan về địa điểm nghiên cứu
1.1.1. Vị trí địa lý
Bằng Lũng trước đây là một xã của huyện Chợ Đồn nhưng đến 01/01/1997
tỉnh Bắc Kạn tái lập nên đã được công nhận là thị trấn Bằng Lũng của huyện Chợ
Đồn. Thị trấn Bằng Lũng có tuyến tỉnh lộ 257 nối với thành phố Bắc Kạn, cách
thành phố Bắc Kạn 46 km, và tỉnh lộ 254 cũng đi qua địa bàn. Bằng Lũng nằm tại
lưu vực thượng nguồn của sông Cầu, là trung tâm kinh tế, văn hóa, xã hội của
huyện Chợ Đồn, có tổng diện tích tự nhiên là 2.491 ha.

Thị trấn Bằng Lũng gồm có 3 dạng địa hình:
Địa hình núi đá vôi: Địa hình chia cắt phức tạp bởi những dãy núi đá vôi với
độ cao trên 1000m, xen giữa các thung lũng hẹp, độ dốc bình quân từ 250 đến 300.
Địa hình núi đất: Các xã phía Nam thị trấn Bằng Lũng phần lớn là núi đất có
độ cao phổ biến 400m đến trên 600m, độ dốc bình quân từ 200 đến 250. Địa hình
chia cắt mạnh bởi hệ thống sông suối khá dày đặc.

Hình 1.2. Bản đồ địa hình thị trấn Bằng Lũng
(Nguồn: )


5

Địa hình thung lũng: phân bố dọc theo các sông, suối xen giữa các dãy núi cao.
Các điều kiện tự nhiên nhìn chung khá thuận lợi cho phát triển canh tác nông lâm
nghiệp kết hợp, cây ăn quả, cây đặc sản.
1.1.3. Khí hậu, thủy văn
* Khí hậu:
Là trung tâm của huyện, khí hậu của thị trấn Bằng Lũng mang những đặc
trưng rõ nét của vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa. Khí hậu trong năm chia thành 4
mùa, nhưng có hai mùa rõ rệt là mùa khô và mùa mưa. Mùa mưa từ tháng 4 đến
tháng 10, mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau. Nhiệt độ trung bình năm
khoảng 250C, mùa đông thường lạnh hơn và kéo dài hơn so với các địa phương lân
cận, những tháng lạnh nhất của mùa đông thường xuất hiện hiện tượng sương muối,
gây nhiều thiệt hại cho vật nuôi và hoa màu.
* Thủy văn:
Thị trấn Bằng Lũng có hệ thống sông suối khá dày đặc nhưng đa số là các
nhánh thượng nguồn sông có đặc điểm chung là đầu nguồn, lòng sông ngắn, dốc,
thuỷ chế thất thường. Giao thông đường sông ít phát triển do sông suối dốc, lắm
thác ghềnh. Một số suối cạn nước vào mùa khô nhưng mùa mưa nước dồn nhanh có



7

quặng sunphua. Ngoài ra, vùng mỏ Chì - Kẽm Lủng Váng của thị trấn Bằng Lũng,
huyện Chợ Đồn cũng là vùng mỏ lớn nhất Việt Nam, bên cạnh thành phần chính là
chì (Pb), kẽm (Zn), còn có các quặng khác như: In, Fe, Ag, An... nằm trong đá vôi,
đá hoa, đá phiến - vôi.

Hình 1.4. Bản đồ khoáng sản của thị trấn Bằng Lũng, huyện Chợ Đồn,
tỉnh Bắc Kạn
(Nguồn: )
Tiếp đến là mỏ chì kẽm Nà Tùm nằm ở tọa độ 22009’51’’B 105034’42’’Đ gồm
4 thân quặng nằm trong trầm tích thuộc hệ tầng Mia Lé [1].
Đây là những lợi thế lớn để Bằng Lũng có thể phát triển các ngành công
nghiệp khai khoáng, công nghiệp vật liệu xây dựng, từng bước tích luỹ và xây dựng
các ngành công nghiệp khác sau này.
*Hiện trạng sử dụng đất của thị trấn Bằng Lũng
Theo số liệu thống kê, tổng diện tích tự nhiên của thị trấn Bằng Lũng là 2491
ha, trong đó: đất đồi núi hơn 1800 ha chiếm khoảng >70% với những đặc điểm phù


8

hợp phát triển các loại cây công nghiệp lâu năm, cây lâm nghiệp. Đất ruộng chiếm
một phần nhỏ trong diện tích tự nhiên khoảng hơn 160 ha chiếm 6,4%, hình thành
do quá trình bồi đắp, tích tụ phù sa các sông suối, có độ mùn cao, thích hợp để trồng
các loại cây lương thực, cây hoa màu. Đất ở có 483,53 ha, chiếm 19,41% tổng diện
tích tự nhiên. Ngoài ra, diện tích sông suối và mặt nước chuyên dùng trên địa bàn là
17,8 ha chiếm 0,715%.

Nơi xuất hiện

As nguyên tố

As

Các mạch thủy nhiệt (hydrothermal veins)

Niccolite

NiAs

Các lớp trầm tích

AsS

Các lớp trầm tích, thường đi kèm với
khoáng orpiment, sét, đá vôi, các lớp trầm

Realgar

tích nơi có suối nước nóng.
Các mạch thủy nhiệt, các suối nước nóng,
Orpiment

As2S3

khu vực có các sản phẩm của quá trình
thăng hoa núi lửa.


Arsenolite

As2O3

Scorodite

FeAsO4.2H2O

Khoáng thứ cấp

Annabergite

(Ni,Co)3(AsO4)2.8H2O

Khoáng thứ cấp

Hoernesite

Mg3(AsO4)2.8H2O

Haematolite

(Mn,Mg)4Al(AsO4)(OH)8

Conichalcite

CaCu(AsO4)(OH)

Khoáng thứ cấp, thải luyện kim
Khoáng thứ cấp

Đối với đa số sinh vật sống, tính độc hại của kim loại nặng giảm dần theo thứ
tự: As > Cd > Zn > Pb. Sự gây độc hại và ảnh hưởng đến cơ thể sống của mỗi
nguyên tố kim loại nặng là không giống nhau. Nó tùy thuộc vào bản chất và nồng
độ của các nguyên tố đó.
* Ảnh hưởng của kim loại nặng Pb
Đối với thực vật:
Chì dễ dàng xâm nhập vào thực vật thông qua hệ rễ cùng với các nguyên tố
khác, Chì được hấp thụ và tích luỹ trong các bộ rễ của cây. Các loại cây trồng khác
nhau thì có khả năng tích luỹ Chì khác nhau. Sự hấp thụ Pb của thực vật phụ thuộc
vào nhiều yếu tố như: độ pH, đặc tính của đất, khả năng trao đổi cation trong đất cũng
như các thông số lý, hóa học khác. Khi Pb dư thừa trong đất vượt quá ngưỡng chịu