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

ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP BỘ

BÁO CÁO TÓM TẮT
KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI
“NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC VỀ ĐA DẠNG SINH HỌC ỐC
CẠN (LAND SNAIL) Ở KHU VỰC ĐÔNG BẮC VIỆT NAM PHỤC
VỤ CHO VIỆC DỰ BÁO, CẢNH BÁO Ô NHIỄM MỘT SỐ KIM
LOẠI NẶNG TRONG ĐẤT, THỬ NGHIỆM TẠI TỈNH BẮC KẠN”
Mã số 2015.04.16

Cơ quan chủ trì đề tài: Trường ĐH Tài nguyên và Môi trường Hà Nội
Chủ nhiệm đề tài/dự án: TS. Hoàng Ngọc Khắc

Hà Nội – 2017


BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI
ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP BỘ
BÁO CÁO TÓM TẮT
KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI
“NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC VỀ ĐA DẠNG SINH HỌC ỐC
CẠN (LAND SNAIL) Ở KHU VỰC ĐÔNG BẮC VIỆT NAM PHỤC
VỤ CHO VIỆC DỰ BÁO, CẢNH BÁO Ô NHIỄM MỘT SỐ KIM
LOẠI NẶNG TRONG ĐẤT, THỬ NGHIỆM TẠI TỈNH BẮC KẠN”
Mã số 2015.04.16

Chủ nhiệm đề tài:

3.6.1. Bộ tiêu chí về đa dạng sinh học ốc cạn trong dự báo ô nhiễm As trong
đất ....................................................................................................................
11
3.6.2. Bộ tiêu chí về đa dạng sinh học ốc cạn trong dự báo ô nhiễm Cd trong
đất ....................................................................................................................
11
3.6.3 Bộ tiêu chí về đa dạng sinh học ốc cạn trong dự báo ô nhiễm Pb trong
đất ....................................................................................................................
12
3.6.4 Bộ tiêu chí về đa dạng sinh học ốc cạn trong dự báo ô Zn trong đất.....
13
3.7. Áp dụng bộ tiêu chí đa dạng sinh học loài ốc cạn dự báo hàm lượng kim
loại trong đất tại tỉnh Bắc Kạn ........................................................................ 13
3.8. Nghiên cứu, kiểm chứng hàm lượng KLN ở môi trường đất một số khu
vực tỉnh Bắc Kạn bằng phân tích hóa học ...................................................... 16


3.9. Đề xuất bộ qui trình dự báo, cảnh báo ô nhiễm KLN trong đất bằng đa
dạng sinh học ốc cạn .......................................................................................
18
3.9.1. Quy trình chung..................................................................................... 18
3.9.2. Quy trình chi tiết ................................................................................... 18
KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ


1. MỞ ĐẦU
Ốc cạn (Land snail) là một tên gọi chỉ chung cho các loài ốc sống trên
đất. Ốc cạn là động vật thân mềm chân bụng có vỏ sống ở trên cạn. Ốc cạn
đa dạng về kích thước và có hình dạng thay đổi tuỳ theo môi trường sống.
Ốc cạn chủ yếu sử dụng thực vật và mùn bã hữu cơ trên mặt đất làm thức ăn.

Trong các nhóm động vật, ốc cạn là đối tượng có đặc điểm: đời sống

2


gắn liền với môi trường đất, di chuyển chậm nên khả năng di cư hạn chế, thể
hiện tính đặc trưng cho mỗi vùng và có mối quan hệ chặt chẽ với chất
lượng môi trường đất. Do đó ốc cạn có thể được sử dụng làm chỉ thị đánh
giá chất lượng môi trường đất.
Khu vực đông bắc Việt Nam là vùng núi và trung du với nhiều khối núi
và dãy núi đá vôi hoặc núi đất. Ngoài ra, khu vực đông bắc bộ là nơi tập trung
nhiều mỏ khoáng sản, với thành phần và trữ lượng phong phú. Với địa hình,
địa chất, nguồn tài nguyên khoáng sản đa dạng sẽ tạo ra nhiều loại sinh cảnh,
cùng với sự phát triển kinh tế xã hội trong vùng sẽ tạo nên sự khác biệt lớn
về thành phần và chất lượng môi trường đất giữa các địa điểm trong vùng
này.
Trong khu vực đông bắc bộ, Bắc Kạn là tỉnh miền núi, ở vị trí trung
tâm các tỉnh Việt Bắc. Diện tích đất tự nhiên của Bắc Kạn năm 2009 là
486.842 ha, trong đó đất nông nghiệp (bao gồm cả đất lâm nghiệp) là
371.767 ha chiếm 76,36%, đất phi nông nghiệp là 18.582 ha chiếm 3,82% và
đất chưa sử dụng là 96.492 ha chiếm 19,82%.
Bắc Kạn hiện có nhiều điểm mỏ và điểm quặng. Hầu hết các huyện trên
địa bàn tỉnh Bắc Kạn đều có khoáng sản, trong đó nhiều nhất là quặng chì –
kẽm, sắt ở huyện Chợ Ðồn, vàng ở các huyện Ngân Sơn, Na Rì, Ba Bể, …
Với điều kiện tự nhiên cùng với những hoạt động khai thác khoáng sản
đều có những ảnh hưởng xấu đến chất lượng môi trường đất. Cụ thể là
làm cho môi trường đất ô nhiễm, hàm lượng các kim loại nặng trong đất tặng
cao. Điều đó ảnh hưởng trực tếp tới các sinh vật sinh sống gắn liền với đấtnhư ốc cạn, làm đa dạng sinh học bị thay đổi (như nhiều loài mất đi, một số
loài xuất hiện).
Như vậy nếu xác định được mối quan hệ giữa hàm lượng một số kim

ô nhiễm kim loại nặng khu vực đông bắc Việt Nam.
(6) Nghiên cứu, áp dụng thí điểm bộ tiêu chí về đa dạng sinh học ốc cạn
dự báo ô nhiễm một số kim loại nặng trong đất tại tỉnh Bắc Kạn.
(7) Nghiên cứu đề xuất qui trình dự báo, cảnh báo ô nhiễm một số kim
loại nặng (As, Cd, Pb, Zn) trong đất bằng đa dạng sinh học ốc cạn.
Thời gian thực hiện: Từ tháng 1/2015 đến 8/2017

5


2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.3. Phương pháp nghiên cứu
2.3.1. Phương pháp nghiên cứu tư liệu thu thập tài liệu và tổng quan
nghiên cứu
- Thu thập tài liệu đã có liên quan tới các phương pháp và nội dung
đề tài.
2.3.3. Phương pháp khảo sát thực địa:
a- Phương pháp thu mẫu ốc cạn:
- Thu mẫu theo ô têu chuẩn: thep phương pháp của Philippe Clergeau
(2011).
+ Thiết lập ô mẫu chính 10m x 10m ở mỗi điểm nghiên cứu:
+ Đặt 05 ô mẫu nhỏ 1m x 1m tại 4 góc và 1 tại trung tâm
+ Thu các mẫu ốc quan sát được trong ô nhỏ: trên cây, tầng thảm mục.
Thu mẫu đất trong ô mẫu nhỏ (1cm x1m x 1m) đựng vào túi nhựa
plastic. Mẫu đất sẽ được rây qua mắt lưới 1mmx1mm để thu lấy mẫu mà mắt
thường khó thấy được.
+ Sau khi thu mẫu trong các ô mẫu nhỏ, tiếp tục quan sát và tm kiếm
bổ sung thành phần loài trong ô mẫu lớn (10mx10m), các loài ốc cạn phân
bố trên thân, lá cây, tầng thảm mục.
- Thu mẫu định tính: Thu mẫu dọc theo tuyến đường khảo sát và

(2014) và một số tác giả khác.
b- Đánh giá đặc điểm sinh học ốc cạn: thông qua đặc trưng về Sinh học
cá thể (hình thái, hoạt động di chuyển, thức ăn tiêu thụ,..); Sinh học quần thể
(Mật độ, phân bố,...); Sinh học quần xã (thành phần loài, phân bố,...).
c- Phương pháp xác định hàm lượng một số kim loại nặng trong đất:
theo thông tư 33/2011/TT-BTNMT về Qui định Qui trình kỹ thuật quan trắc
môi trường đất, trong đó phân tích hàm lượng các kim loại nặng theo TCVN
6496:2009; TCVN 8246:2009.
+ Phương pháp xác định Cd, Zn, Pb: Phương pháp phổ tiêu thụ nguyên
tử (TCVN 6496:2009 ).
+ Phương pháp xác định As: Phương pháp phổ tiêu thụ nguyên tử
theo kỹ thuật nhiệt điện hoặc tạo hydrua [ TCVN 8467:2010 (ISO 20280:2007)
].
2.3.6. Phương pháp thống
kê
- Các bước tính toán về chỉ số đa dạng sinh học được thực hiện trên
phần mềm Microsoft Excel, phần mềm Primer 6.0

8


3. KẾT QUẢ, SẢN PHẦM KHCN
3.1. Đa dạng sinh học ốc cạn vùng Đông Bắc Việt Nam
Kết quả nghiên cứu tại khu vực Đông Bắc Việt Nam đã định tên được
336 loài, thuộc 30 họ, 03 bộ, 02 phân lớp.
Bảng 3.1: Cấu trúc thành phần loài ốc cạn giữa các phân lớp ở KVNC
TT
Tỉnh
Bộ
Họ


4

Cao Bằng

2

13

50

5

Hà Giang

2

19

98

6

Lạng Sơn

2

13

86


10

Vĩnh Phúc

2

9

21

Các loài phổ biển xuất hiện hầu hết các tỉnh và có giới hạn sinh thái rộng
tại khu vực Đông Bắc Việt Nam là loài Achatina fulica có tần số xuất hiện
(%C‟‟) là 57,54%, loài Bradybaena jourdyi xuất hiện tại 52/106 vị trí thu mẫu
với %C” = 49,06% và thứ 3 là Japonia scissimargo (%C” = 42,45%) xuất
hiện tại 45/106 vị trí thu mẫu. Các loài này xuất hiện ở hầu hết tất cả các sinh
cảnh được nghiên cứu ở khu vực Đông Bắc Việt Nam.
3.2. Chỉ số đa dạng sinh học ốc cạn ở một số khu vực Đông Bắc Việt Nam
- Xác định mức độ đa dạng sinh học ốc cạn thông qua các chỉ số đa dạng
bao gồm chỉ số Margalef (d), chỉ số Shannon-Wiener (H‟) và chỉ số cân bằng
Peilou (J‟) cho thấy, ở khu vực Đông Bắc có mức độ đa dạng tương đối cao.
Về số lượng loài (S) dao động từ 03 –34 loài. Mật độ phân bố cá thể loài trên
2

1m (N) dao động trong khoảng 1,6 đến 440,6. Chỉ số phong phú loài

9


Margalef (d) dao động từ 1,228 đến 10,487. Chỉ số đồng đều Pielou (J) dao

Sinh cảnh Rừng tự nhiên trên núi đất có hàm lượng Asen trung bình tại
các điểm lấy mẫu cao thứ 3. Do chịu cảnh hưởng của khu vực dân cư đông
đúc lân cận nên có lượng nước thải lớn từ các hoạt động sinh hoạt, sản xuất,
xây dựng có chứa các KLN phát sinh đã ngấm và tích lũy trong đất và hoạt
động, vận chuyển khoáng sản ở vùng phụ cận qua khu vực.
11


So với 3 sinh cảnh còn lại thì sinh cảnh Rừng tự nhiên trên núi đá vôi có
kết quả phân tích hàm lượng Asen trung bình thấp nhất, do khu vực này
chủ

12


yếu là đá trầm tích hình thành do quá trình phong hóa địa chất diễn ra từ
hàng triệu năm về trước. Hàm lượng kim loại nặng chứa nhiều trong đất
khu vực này chủ yếu là Pb, Zn, Fe. Còn hàm lượng Asen trong đất tại các
sinh cảnh này là rất thấp. Vị trí có hàm lượng Asen trong đất cao nhất là
RDV1 (2,95 mg/kg đất).
3.3.2. Hàm lượng Cadimi trong đất ở một số khu vực vùng Đông Bắc Việt
Nam
Hàm lượng Cd trong đất đo được nằm trong khoảng từ 0,44 -> 9,2 mg/kg
đất. Trong đó có 40 mẫu nằm trong giới hạn cho phép của QCVN 03MT:/BTNMT, Có 25 mẫu vuợt quá quy chuẩn cho phép của QCVN 03MT:2015/BTNMT. Trong đó cao nhất là mẫu KS1 hàm lượng Cd lên tới 9,2
mg/kg, gấp 3 lần giới hạn cho phép của QCVN 03-MT:2015/BTNMT.
3.3.3. Hàm lượng Chì trong đất ở một số khu vực vùng Đông Bắc Việt Nam
Hàm lượng Pb trong đất tại các điểm khảo sát không đồng đều dao động
từ 12 – 187,9 mg/kg đất. Hàm lượng Pb cao nhất tại điểm thu mẫu KS1
(187,9 mg/kg đất), cao hơn QCVN xấp xỉ 1,9 lần, thấp nhất tại điểm thu mẫu
RDV22 (12 mg/kg đất).

Kết quả nghiên cứu cho thấy hầu hết kim loại nặng đều có ảnh
hưởng xấu đến hoạt động sống của ốc cạn như: làm giảm tốc độ tăng trưởng
về kích thước và khối lượng, giảm lượng thức ăn têu thụ, giảm hoạt động di
chuyển. Thậm chí ở môi trường có nồng độ kim loại nặng cao gấp 3-4 lần giới
hạn cho phép có thể làm cho ốc chết.
Hàm lượng tích lũy kim loại nặng trong cơ thể ốc có tỷ lệ thuận với hàm
lượng kim loại nặng trong môi trường đất, nơi mà ốc sinh sống.
3.5. Mối quan hệ giữa đa dạng sinh học ốc cạn và hàm lượng kim loại
nặng trong đất ở một số khu vực vùng Đông Bắc Việt Nam
Dựa trên kết quả phân tích đa dạng sinh học của ốc cạn tại khu vực Đông
Bắc thông qua các chỉ số: chỉ số Margalef (d), chỉ số Shannon-Wiener (H') và
chỉ số cân bằng Peilou (J'), xét mối quan hệ của chúng với hàm lượng As
trong đất tại đó, nhận thấy giữa các đại lượng trên tồn tại mối tương quan
nghịch và liên hệ đa số là tương đối chặt chẽ với nhau.
- Mức độ tương quan thể hiện cụ thể qua hệ số tương quan giữa hàm
lượng As trong đất các số d, J‟, H‟ tại các sinh cảnh rừng trồng, rừng tự nhiên
15


trên núi đá vôi, rừng tự nhiên trên núi đất, khu vực gần mỏ khoáng sản
lần

16


lượt là (-0.571; 0.494; -0.913); (-0.710; -0,188; -0.763); (-0.527, 0.132; 0.753); (-0.706; 0.0759; -0.823).
- Kết quả xác định mức độ tương quan giữa hàm lượng Cadimi trong đất
với các chỉ số d, J‟, H‟ tại các sinh cảnh rừng trồng, rừng tự nhiên trên núi đá
vôi, rừng tự nhiên trên núi đất, khu vực gần mỏ khoáng sản lần lượt là
(0,612; -0,566; -0,920), (-0,673; -0,165; -0,750), (-0,503; 0,134; -0,711), (0,743; 0,156; -0,727). Giá trị của hệ số tương quan cho thấy, giữa các đại


Rừng tự nhiên
trên núi đá vôi
Rừng tự nhiên
trên núi đất
Khu vực gần mỏ
khoáng sản

Mức độ xác định
Có dấu
Không ô
hiệu ô
Ô nhiễm
nhiễm
nhiễm

Chỉ số ĐDSH

Độ phong phú
loài d
Độ đa dạng loài
H„
Độ phong phú
loài d
Độ đa dạng loài
H„
Độ phong phú
loài d
Độ đa dạng loài
H„


1,5 – 2,5

>2,5

3,0

< 1,0

1,0 – 2,0

>2,0

3,0

2,0

3.6.2. Bộ tiêu chí về đa dạng sinh học ốc cạn trong dự báo ô nhiễm Cd

[Cd]

< 1,0

1,0 – 2,0

> 2,0

3.6.3 Bộ tiêu chí về đa dạng sinh học ốc cạn trong dự báo ô nhiễm Pb trong
đất

Sinh cảnh

Rừng trồng

Rừng tự nhiên
trên núi đá vôi

Rừng tự nhiên
trên núi đất

Khu vực gần mỏ
khoáng sản

Mức độ xác định
Có dấu
Không ô
hiệu ô
Ô nhiễm
nhiễm
nhiễm

2,5

0,5 – 2,5

< 0,5

>3,0

1,5 – 3,0

2,0

1,0 – 2,0

3,0

1,5 – 3,0

2

1,0 – 2,0


Rừng tự nhiên
trên núi đất
Khu vực gần
mỏ khoáng sản

d
Độ đa dạng loài H„
Độ phong phú loài
d
Độ đa dạng loài H„
Độ phong phú loài
d
Độ đa dạng loài H„
Độ phong phú loài
d
Độ đa dạng loài H„

hiệu ô
nhiễm
110≤

Không ô
nhiễm
[Zn]


1,0 – 2,0

> 2,0

< 1,5

1,5 – 3,0

> 3,0

< 1,0

1,0 – 2,0

> 2,0

3.7. Áp dụng bộ tiêu chí đa dạng sinh học loài ốc cạn dự báo hàm lượng
kim loại trong đất tại tỉnh Bắc Kạn
3.7.1. Áp dụng bộ tiêu chí đa dạng sinh học loài ốc cạn dự báo hàm lượng
Asen trong đất tại tỉnh Bắc Kạn:
Từ kết quả xác định các chỉ số đa dạng sinh học ốc cạn tại tỉnh Bắc Kạn,
áp dụng bộ tiêu chí dự báo hàm lượng As trong đất thu được kết quả dự báo
như sau:
+ Tại 05 địa điểm thuộc sinh cảnh rừng trồng có hàm lượng As được dự
báo trong khoảng từ 10 – 20 mg/kg và từ 20 – 25 mg/kg, tương ứng với chất
lượng môi trường đất sạch và một vài điểm có dấu hiệu bị ô nhiễm As.
+ Sinh cảnh rừng tự nhiên trên núi đất bao gồm 9 địa điểm, hàm lượng
20