Nghiên cứu cơ sở khoa học và thực tiễn nhằm xây dựng, thử nghiệm bộ chỉ thị sinh học phục vụ quan trắc môi trường các lưu vực sông của việt nam áp dụng thử nghiệm cho lưu vực sông nhuệ đáy đề xuất các tiêu chí phân tích

TỔNG CỤC MÔI TRƯỜNG
TRUNG TÂM QUAN TRẮC MÔI TRƯỜNG












Chuyên đề

ĐỀ XUẤT CÁC TIÊU CHÍ PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ
KẾT QUẢ QUAN TRẮC MÔI TRƯỜNG
LƯU VỰC SÔNG SỬ DỤNG BỘ CHỈ THỊ SINH HỌC








Người thực hiện: Mạc Thị Minh Trà

7629-13
28/01/2010



Hà Nội, 2009



2

MỤC LỤC

Đặt vấn đề 3
1. Đối tượng đánh giá của Chương trình quan trắc dùng Bộ chỉ thị
sinh học 4
2. Mục tiêu của việc phân tích, đánh giá kết quả quan trắc môi
trường lưu vực sông sử dụng Bộ chỉ thị sinh học 5
3. Các tiêu chí phân tích, đánh giá kết quả quan trắc dùng Bộ chỉ
thị sinh học rút gọn 6
3.1. Các tiêu chí phân tích kết quả thuỷ sinh trong quan tr
ắc dùng
Bộ chỉ thị sinh học 6
3.1.1. Đối chiếu với các tiêu chí đề xuất Bộ chỉ thị sinh học áp dụng
vào quan trắc môi trường nước 6

3.1.2. Đối chiếu với các kết quả lý hoá 8
3.2. Các tiêu chí đánh giá kết quả quan trắc dùng Bộ chỉ thị sinh học 11
3.2.1. Đánh giá các loài sinh vật chỉ thị theo đặc tính phân bố theo lưu
vực 11
3.2.2. Đánh giá các loài sinh vật chỉ thị theo đặc tính phân bố theo thời
gian 14
Kết luận 16











3

Đặt vấn đề
Trong thực tế hiện nay, chưa có chương trình quan trắc đơn lẻ nào có
thể đáp ứng được toàn bộ các yêu cầu của hoạt động giám sát bảo vệ môi
trường lưu vực sông, và sử dụng Bộ chỉ thị sinh học là một trong các phương
pháp hiệu quả để thực thi mục tiêu trên đang được thử nghiệm và triển khai
ở phạm vi một số đề tài và ch
ương trình nghiên cứu. Điểm mạnh nhất của
chỉ thị sinh học so với các phương pháp hoá lý thông thường là có thể theo
dõi những biến đổi lâu dài, có tính tích luỹ thông qua các nhóm sinh vật
nhạy cảm với những biến đổi môi trường.

Tuy nhiên mỗi nhóm sinh vật có tập tính phân bố và sinh sống nhất
định, không hoàn toàn nhất quán với những biến đổi về chất lượng của môi
trường nước, và các phương pháp tính toán dùng sinh vật chỉ thị c
ũng rất đa
dạng và việc áp dụng chúng đòi hỏi cần nhiều nghiên cứu và thử nghiệm
trong thời gian dài và với nhiều khu vực khác nhau. Vì vậy cần dung hoà và
chọn lựa giữa các loài chỉ thị cũng như phương pháp tính toán để có thể xây
dựng Bộ chỉ thị sinh học thích hợp nhất trong quan trắc môi trường nước các
lưu vực sông ở Việt Nam.
Mục đích chính của việc xây dự
ng bộ chỉ thị sinh học áp dụng vào quan
trắc môi trường là nhằm triển khai rộng rãi một phương pháp thu thập và
phân tích các thông số môi trường dễ áp dụng, rẻ và hiệu quả; bổ sung vào
phương pháp phân tích các thông số lý hoá đang triển khai hiện nay, phục vụ
đánh giá diễn biến môi trường nước các lưu vực sông ở Việt Nam một cách
hiệu quả. Trước mắt, ở phạm vi đề tài khoa học công nghệ 2008 - 2009, mục
tiêu cụ thể của Bộ chỉ thị sinh học rút gọn áp dụng vào quan trắc môi trường
là nhằm đánh giá diễn biến ô nhiễm hữu cơ lưu vực sông Nhuệ - Đáy, đánh
giá tính khả thi và khả năng nhân rộng việc áp dụng bộ chỉ thị sinh học này
ra các vùng khác của Việt Nam. Chuyên đề “Đề xuất các tiêu chí phân tích,
đánh giá kết quả quan trắc môi trường LVS sử dụng bộ chỉ thị sinh họ
c”
sẽ đưa ra các tiêu chí để xem xét và đánh giá kết quả quan trắc sinh học triển
khai ở lưu vực sông Nhuệ - Đáy năm 2009.



4

4. Đối tượng đánh giá của Chương trình quan trắc dùng Bộ chỉ thị sinh
học
Việc triển khai Bộ chỉ thi sinh học vào quan trắc môi trường lưu vực
sông được thử nghiệm ở lưu vực sông Nhuệ - Đáy với 03/07 nhóm sinh vật
chỉ thị đã đề xuất trong Bộ chỉ thị sinh học đầy đủ, bao gồm:
- Thực vật nổi: Gồm tậ
p hợp các nhóm thực vật sống trôi nổi trong
nước, thành phần chủ yếu là các loài tảo (tảo lục, tảo lam, tảo vàng, tảo silic,
tảo giáp) và vi khuẩn. Độ phong phú của TVN phụ thuộc vào hàm lượng các
chất dinh dưỡng (trước hết là nitơ, photpho, kali) có trong môi trường nước.
Đây là đặc điểm quan trọng để chọn TVN làm sinh vật chỉ thị cho môi
trường nước bị ô nhiễm hữu cơ.
- Động vật nổ
i: Đây cũng là một nhóm sinh vật phổ biến trong môi
trường nước, sống trôi nổi và không có khả năng tự di động. Thông qua việc
phân tích mật độ và thành phần phong phú các nhóm ĐVN trong mỗi vùng
nước có thể đánh giá được diễn biến chất lượng môi trường nước.
- Động vật không xương sống cỡ lớn: Nhóm ĐVKXSCL là đối tượng
được sử dụng phổ biến trong hoạt động đ
ánh giá môi trường nước bởi đây là
một nhóm đa dạng có chu kỳ sống khá lâu. Các loài động vật đáy sống tĩnh
tại có phản ứng mạnh và thường có thể dự báo các ảnh hưởng đến môi
trường. Nhóm động vật đáy cỡ lớn ở sông suối và hồ đã sớm được sử dụng ở
nước ta trong quan trắc ô nhiễm hữu cơ.
Các nhóm sinh vật trên được lấy mẫ
u theo chương trình quan trắc đã
thiết lập và phân tích theo các thông số sau:
- Chỉ số đa dạng: Áp dụng cho nhóm thực vật nổi và động vật nổi. Về
lý thuyết, chỉ số đa dạng được xây dựng để đánh giá mức độ đa dạng thành
phần loài của quần xã sinh vật. Ở góc độ sinh thái học, các mức độ đa dạng

còn phản ánh những tác động của
điều kiện môi trường. Môi trường càng
suy thoái và ô nhiễm thì tính đa dạng của toàn bộ quần xã càng suy giảm và
sự phát triển của một nhóm hoặc một số nhóm loài thích nghi cao với ô
nhiễm càng tăng. Bởi vậy, các nhà chuyên môn đã xác định chất lượng môi
trường gián tiếp theo chỉ số đa dạng. Ở phạm vi đề tài này có hai loại chỉ số
đa dạng được áp dụng để tính toán là chỉ số Chỉ số
Shannon-Weiner (H’) và
chỉ số Margalef (D).
- Chỉ số tỷ lệ giữa các taxon: Tính toán tỷ lệ về thành phần loài giữa
các taxon để xác định mức độ dinh dưỡng của thuỷ vực

5
- Cách tính điểm BMWP và ASPT: Áp dụng cho một số họ
ĐVKXSCL, việc tính toán dựa vào sự lựa chọn các nhóm tham gia tính
điểm bao gồm các họ có tính nhạy cảm cao nhất, sau đó là các họ có tính
nhạy cảm giảm dần và cuối là các họ có khả năng thích nghi với điều kiện
môi trường thay đổi. Sau khi có điểm tổng cộng BMWP sẽ tính điểm số
trung bình ASPT, là chỉ số sinh học tương ứng v
ới các mức chất lượng nước.
Kết quả đánh giá chất lượng môi trường nước sông Nhuệ - Đáy dùng 3
nhóm sinh vật chỉ thị dựa vào các thông số trên sẽ được so sánh với các kết
quả quan trắc dùng các thông số lý hoá thông thường để xem xét, đối chứng
về diễn biến môi trường lưu vực sông khảo sát.
5. Mục tiêu của việc phân tích, đánh giá kết quả quan trắc môi trường
lưu vự
c sông sử dụng Bộ chỉ thị sinh học
- Kiểm tra, đối chiếu kết quả quan trắc môi trường lưu vực sông sử
dụng bộ chỉ thị sinh học của đề tài với kết quả quan trắc lý hoá trong cùng đề
tài, đối chiếu với các chương trình nghiên cứu khác có sử dụng Bộ chỉ thị

sinh học: Việc so sánh này cho phép đánh giá một cách toàn diện hiện trạng
chất lượng n
ước lưu vực sông tiến hành quan trắc, mặt khác cho thấy điểm
mạnh và yếu của phương pháp quan trắc sử dụng bộ chỉ thị sinh học của đề
tài so với các phương pháp quan trắc lý hoá thông thường và so với các Bộ
chỉ thị sinh học của các đề tài, chương trình khác. Đây là mục tiêu chính và
quan trọng nhất của việc tiến hành nhận định kết quả quan trắc dùng sinh vật
chỉ th
ị, thông qua đó sẽ đánh giá được tính hiệu quả và khả thi của Bộ chỉ thị
sinh học đã đề xuất.
- Nghiên cứu, đánh giá lại toàn bộ Bộ chỉ thị sinh học đã đề xuất của đề
tài so với kết quả dự kiến cần đạt: các nội dung của phần này bao gồm:
• Kiểm tra và thống nhất lại Bảng phân loại học và Khoá
định loại các
loài áp dụng cho nghiên cứu;
• Tính đặc trưng, phù hợp của các loài chỉ thị đã chọn trong Bộ chỉ thị
đối với vùng nghiên cứu: Đánh giá qua thành phần loài thu mẫu, vị trí
phân bố và sự phong phú từng loài, tần suất xuất hiện từng nhóm loài
trong từng thời kỳ lấy mẫu; tính đặc trưng và ưu thế của một số nhóm
loài đối với vùng nghiên cứu; đánh giá những nhóm sinh v
ật thích hợp
và có khả năng cho kết quả tốt thông qua nghiên cứ ở phòng thí
nghiệm; tính phù hợp của các loài trong Bộ chỉ thị để chọn làm chỉ thị
sinh học cho cả vùng nghiên cứu (đối chiếu lại với các tiêu chí đề ra
trong phần lựa chọn sinh vật chỉ thị áp dụng vào quan trắc môi trường);
• Kiểm chứng danh sách loài chọn từ Bộ chỉ thị sinh học đầy đủ vào
Bộ
chỉ thị sinh học rút gọn đã phù hợp chưa: phù hợp cho mục đích

6

đánh giá nhanh chất lượng nước, quan trắc theo dõi diễn biến chất
lượng nước trong năm, quan trắc định tính hay định lượng, những loại
nào đòi hỏi nghiên cứu sâu và nhiều phân tích trong phòng thí nghiệm
phù hợp cho các mục đích nghiên cứu chuyên biệt ;
• Khả năng áp dụng cho những vùng nghiên cứu tương tự và mở rộng
phạm vi áp dụng Bộ chỉ thị đã đề xuất trong đề tài;
- Phân tích các yếu t
ố tác động và ảnh hưởng kết quả quan trắc dùng
Bộ chỉ thị sinh học: Thông qua kết quả đạt được từ chương trình quan trắc
dùng Bộ chỉ thị sinh học và đối chiếu với các tiêu chí đề ra của nhiệm vụ có
thể đánh giá những yếu tố tác động đến kết quả thu được, đặc biệt là những
yếu tố ảnh hưởng đến sai số h
ệ thống, kết quả sai hoặc khả năng áp dụng
thấp cần. Đây cũng là nội dung quan trọng cần xem xét trong quá trình đánh
giá kết quả quan trắc để đưa ra được kết luận phù hợp, tránh trường hợp
đánh giá kết quả sai với thực tế hoặc kết quả vô lý do lỗi trong quá trình lấy
mẫu, sai số trong quá trình tính toán kết quả, Xác định được các nhân tố
này cũng là một sản phẩ
m của đề tài, kết quả này cần được đề xuất để khắc
phục hoặc loại bỏ khỏi chương trình quan trắc có sử dụng Bộ chỉ thị sinh
học.
6. Các tiêu chí phân tích, đánh giá kết quả quan trắc dùng Bộ chỉ thị
sinh học rút gọn
Dựa trên cơ sở xác định đối tượng và mục tiêu của việc đánh giá kết
quả quan trắc dùng Bộ ch
ỉ thị sinh học, một số tiêu chí cụ thể để xem xét,
kiểm chứng và phân tích các kết quả quan trắc sinh học trong phạm vi đề tài
được đưa ra, bao gồm:
3.1. Các tiêu chí phân tích kết quả thuỷ sinh trong quan trắc dùng Bộ
chỉ thị sinh học:

3.1.1. Đối chiếu với các tiêu chí đề xuất Bộ chỉ thị sinh học áp dụng vào
quan trắc môi trường nước:
Nhiều nghiên cứu trong nước và nước ngoài đã cho thấy, sử dụ
ng sinh
vật chỉ thị vào quan trắc môi trường có thể đem lại hiệu quả cao hơn so với
phương pháp lý hoá học nhờ khai thác khả năng tích tụ các chất ô nhiễm
trong cơ thể sinh vật và giá trị biểu thị tác động tổng hợp các yếu tố môi
trường của sinh vật. Chính vì vậy có nhiều Bộ chỉ thị sinh học được đề xuất
và đưa ra thử nghiệm đối vớ
i môi trường nước. Để đánh giá kết quả đạt được
thông qua hoạt động quan trắc sử dụng Bộ chỉ thị sinh học, việc đối chiếu
với các tiêu chí đã đề ra trong quá trình lựa chọn và xây dựng Bộ chỉ thị sinh
học là nội dung đầu tiên cần xem xét.

7
Thực tế, do tính đặc thù rất đa dạng về thành phần các loài sinh vật thuỷ
sinh phân bố trong môi trường nước, không thể lựa chọn tất cả các sinh vật
làm loài chỉ thị, nên việc xây dựng Bộ chỉ thị cần căn cứ vào một số tiêu chí
và thứ tự ưu tiên nhất định. Dựa trên các tiêu chí đã đề ra trong bước xây
dựng Bộ chỉ thị, ở khâu đánh giá kết quả quan tr
ắc ứng dụng Bộ chị thị cần
kiểm chứng lại các tiêu chí tương ứng với các nội dung đã đề xuất trong
phần xây dựng Bộ chỉ thị. Các tiêu chí này bao gồm:
a) Tiêu chí về chất lượng số liệu quan trắc sinh vật chỉ thị: Cần xác
định chất lượng số liệu thu được từ sinh quan trắc môi trường nước thông
qua việc đánh giá các tiêu chí đề xuất trong phần xây d
ựng Bộ chỉ thị sinh
học.
Bảng 1. Xếp hạng các tiêu chí lựa chọn chỉ thị môi trường
A. Phù hợp về chính sách

B. Tính sẵn có của dữ liệu
C. Tính so sánh và so sánh dùng mức chuẩn
D. Được tài liệu hoá đầy đủ và quản lý được chất lượng chỉ thị
E. Có cơ sở về khái niệm và phương pháp luận
F. Tính chính xác của số liệu
G. Độ bao phủ về không gian và thời gian
H. Tính liên tục của số liệu
I. Tính đơn giản và dễ hiểu
Nếu số liệu thu được cho kết quả không rõ ràng, khó so sánh đối chiếu
qua thời gian hoặc không nhất quán với các kết quả quan trắc khác thì cần
nghiên cứu và xem xét lại nguyên nhân của vấn đề do lỗi kỹ thuật lấy mẫu
hay do việc lựa chọn chỉ thị chưa phù hợp.

b) Tiêu chí về đặc tính các nhóm loài sinh vật chỉ thị thu mẫu trong các
đợt quan trắc: Những thuộc tính của các loài sinh vật chỉ thị tốt bao gồm:

• Nhạy cảm: các nhóm sinh vật thu được có tính nhạy cảm với những
biến đổi môi trường, đặc biệt là với sự thay đổi về nồng độ các chất ô
nhiễm đặc trưng cho dạng ô nhiễm hữu cơ, ô nhiễm kim loại nặng,
hoặc đặc trưng cho các biến đổi theo mùa và theo điều kiện địa lý
nhất định. Kết quả quan trắc có thể cho thấy một s
ố loài chỉ phân bố ở
khu vực này mà không thấy có ở khu vực khác, đây là những nhóm loài
được coi là nhạy cảm với môi trường, điển hình như một số họ ấu trùng
côn trùng ở nước.

8
• Đặc trưng: những loài sinh vật chỉ thị có đặc trưng dễ nhận biết sẽ
giúp cho người thực hiện quan trắc nhưng không có nhiều kiến thức
chuyên sâu về sinh học có thể nhận dạng và xác định được loài chỉ thị

cần quan trắc. Qua đánh giá kết quả quan trắc sẽ thấy có một số vùng
lấy mẫu có một hoặc vài loài có tần số xuất hiện cao hơ
n hẳn so với các
nhóm loài khác cũng như so với các khu vực khác. Sự sai khác này
không chỉ phản ánh biến đổi chất lượng của môi trường mà còn cho
thấy tập tính và sinh cảnh phù hợp với mỗi nhóm thuỷ sinh vật, vì vậy
cần nghiên cứu rõ và loại bỏ những yếu tố khách quan tự nhiên để thu
được kết quả đánh giá chất lượng nước dùng sinh vật làm chỉ thị tốt
nhất. Những loài sinh vật phân bố
đồng đều trong cả môi trường ô
nhiễm và môi trường sạch không được coi là một chỉ thị tốt.
• Tính ứng dụng phổ biến: thể hiện qua các đặc tính: dễ thu mẫu ngoài
thiên nhiên, có số lượng nhiều, kích thước vừa phải, có vòng đời ngắn,
năng suất sinh học cao
• Phân bố rộng rãi: loài sinh vật phân bố rộng rãi là loài có khả năng
thích ứng cao với nhiều điều kiện môi tr
ường. Phổ biến và phong phú ở
địa phương và ở tất cả thời gian. Một số nhóm loài (ví dụ như nhóm
giun ít tơ Oligochaeta) thấy xuất hiện ở tất cả các điểm lấy mẫu với nền
đáy sông khác nhau cho thấy đây là nhóm sinh vật có tính chống chịu
và thích nghi cao với các điều kiện môi trường.
• Thích hợp cho các nghiên cứu ở phòng thí nghiệm: trong điều kiện
nghiên cứu và phân tích ở Việ
t Nam, chưa được đầu tư nhiều đối với
việc quan trắc và phân tích các thông số thủy sinh, chính vì vậy, đây
cũng là một trong những yêu cầu cần thiết để việc đánh giá, phân tích
đạt kết quả chất lượng cao, đảm bảo tính chính xác.
Nếu các kết quả thu được thoả mãn các tiêu chí đề ra đối với Bộ chỉ thị
sinh học đã đề xuất, cần tiến hành phân tích và kiểm chứng k
ết quả thuỷ sinh

với kết quả lý hoá của cùng đợt quan trắc để đánh giá hiệu quả và kết quả
chung của chương trình quan trắc sử dụng Bộ chỉ thị sinh học.
3.1.2. Đối chiếu với các kết quả lý hoá:
Một trong những mục tiêu của việc tiến hành quan trắc dùng Bộ chỉ thị
sinh học là tìm hiểu mối tương quan giữa các kết quả thu được bằng hai
phương pháp lấy mẫu lý hoá và sinh vật, qua đó có thể xem xét tính phụ
thuộc, hỗ trợ và tiên lượng vai trò của một yếu tố/thông số đối với các thông
số khác. “Mối tương quan” ở đây bao gồm mức độ tương quan (degree of
correlation) giữa các thông số và từ đó xây dựng một bảng hệ số tương quan
làm căn cứ đánh giá kết quả quan trắc bằng sinh vật chỉ thị đạt
được.
Phương pháp đối chiếu này đã được sử dụng từ lâu trong nhiều lĩnh vực

9
khác nhau, nhằm xác định mối tương quan giữa hai biến cụ thể như thế nào
và khả năng dùng biến này để tiên lượng giá trị và sự biến đổi định tính của
biến kia hay không.
Đối với các thông số hoá lý và các chỉ số sinh học, mỗi thông số được
coi là một biến độc lập, và việc phân tích tương quan giữa thông số hoá lý
với thông số sinh học có thể đánh giá một cách toàn diện về hiện tr
ạng môi
trường khu vực lấy mẫu, cũng như bổ sung thông tin giữa hai phương pháp
phân tích.
a) Cơ sở lý thuyết
Gọi x
i
và y
i
là hai biến quan sát được của X và Y cho cá nhân i. Giả sử
có n đối tượng thì i = 1, 2, 3, …., n. Gọi x và y là hai số trung bình của biến

quan sát được x và y; s
x
2
và s
2
y
lần lượt là phương sai của hai biến, được
định nghĩa như sau:
∑
=
−
−
=
n
i
x
XXi
n
s
1
22
)(
1
1
(1)

∑
=
−
−

−
=
n
i
y
YYi
n
s
1
22
)(
1
1

Do đó, nếu X và Y độc lập, có thể viết:


222
yxyx
sss +=
+

Nhưng nếu biến X và Y có liên quan với nhau, công thức trên không đáp
ứng được vấn đề mô tả. Cần tìm một chỉ số khác mô tả mối liên hệ giữa hai
biến bằng cách nhân độ lệch của biến x từ số trung bình (x
i
- x), cho độ lệch
của biến y, (y
i
- y), thay vì bình phương độ lệch từng biến riêng lẻ như công

thức (1). Nói cách khác, tích số hai độ lệch chính là hiệp biến:
∑
=
−−
−−
−
=
n
i
ii
yyxx
n
yx
1
))((
1
1
),cov(
(2)

Công thức (2) chính là định nghĩa của hiệp biến. Từ hai công thức trên có
thể rút ra nhận xét:

• Phương sai lúc nào cũng là số dương, bởi vì chúng được tính toán
từ bình phương, nhưng hiệp biến có thể âm mà cũng có thể dương
vì được ước tính từ tích của hai độ lệch.
• Một hiệp biến là số dương có nghĩa là độ lệch từ số trung bình của

10
x tuân theo chiều hướng thuận với y.

• Một hiệp biến là số âm có nghĩa là độ lệch từ số trung bình của x
tuân theo chiều hướng nghịch với y.
• Nếu hiệp biến là 0, thì hai biến x và y độc lập nhau, tức không có
tương quan gì với nhau.
Một cách để “chuẩn hoá” hiệp biến và phương sai là lấy tỷ số của hai
chỉ số này, và đ
ó chính là định nghĩa của hệ số tương quan. Hệ số tương
quan thường được ký hiệu bằng chữ r:
SySx
yxCov
yx
yx
r
.
),(
)var().var(
),cov(
==
(3)

(a)

(b)

(c)

2
0



5

7



-


1
5



6


10



-

y

y

y


1
0


5



15


-


5

4


20



-

2 4 68 10 12 14

2 4 6 8 10 12 14

2 4 6 8 10 12 14


x

x

x


Biểu đồ 1: Mối liên hệ giữa x và y: (a) r = 1, (b) r = -1, và (c) r = 0 (độc lập).
Bảng 2. Ý nghĩa của hệ số tương quan
Hệ số tương quan Ý nghĩa
±0.01 đến ±0.1 Mối tương quan quá thấp, không đáng kể
±0.2 đến ±0.3 Mối tương quan thấp
±0.4 đến ±0.5 Mối tương quan trung bình
±0.6 đến ±0.7 Mối tương quan cao
±0.8 trở lên Mối tương quan rất cao

b) Áp dụng:
Sử dụng hệ số tương quan có thể kiểm định lại giả thuyết các chỉ số
sinh học xây dựng ban đầu. Ví dụ đối với thông số BOD
5

, giá trị càng cao
thể hiện mức ô nhiễm càng gia tăng. Trong khi đó, chỉ số đa dạng quần xã
động vật nổi D được cho là càng tăng khi môi trường nước càng sạch, và với
môi trường bị ô nhiễm nghiêm trọng thì tính đa dạng sinh vật giảm, giá trị D

11
sẽ rất thấp. Như vậy, về lý thuyết, tính tương quan giữa hai thông số này là
tương quan nghịch, và sẽ đạt tối ưu ở giá trị -1, giá trị càng dương thì tính
tương quan càng thấp.
Thực nghiệm triển khai tính toán tính tương quan cho hai thông số này
trên toàn lưu vực tại một thời điểm quan trắc và giữa các thời điểm trong
năm có thể cho kết quả về diễn biến mức ô nhiễ
m, kiểm tra khả năng cho kết
luận chính xác của từng thông số và kiểm chứng lại phương pháp tính toán.
Tương tự như vậy có thể tính hệ số tương quan với các cặp thông số khác,
như H’ và PO
4
3-
, pH, DO, COD, NH
4
+
…để đánh giá toàn bộ kết quả quan
trắc dùng Bộ chỉ thị sinh học đã triển khai.
Bảng 3. Hệ số tương quan tối ưu
giữa một số chỉ tiêu hoá lý và chỉ số sinh học
Chỉ số D thực vật nổi D động vật nổi ASTP
DO +1.0
+1.0
+1.0
BOD

5
-1.0 -1.0 -1.0
COD -1.0 -1.0 -1.0
PO
4
3-
-1.0 -1.0 -1.0
3.2. Các tiêu chí đánh giá kết quả quan trắc dùng Bộ chỉ thị sinh học:
3.2.1. Đánh giá các loài sinh vật chỉ thị theo đặc tính phân bố theo lưu
vực:
Các sinh vật thuỷ sinh có đặc tính phân bố không chỉ phụ thuộc vào loại
hình thuỷ vực, chế độ thuỷ văn các sông suối mà còn phụ thuộc vào chất
lượng môi trường nước. Dựa vào đặc điểm này của các loài thuỷ sinh, có thể
đánh giá chất lượng n
ước của các phân lưu sông suối thông qua việc xác
định thành phần loài sinh vật phân bố trong vùng nghiên cứu.
Theo chiều thượng lưu đến hạ lưu các con sông, với xu hướng chất
lượng nước giảm dần về hạ nguồn do tác động của các hoạt động nhân sinh
thì chiều hướng thay đổi thành phần các nhóm sinh vật thuỷ sinh sẽ tăng các
loài có khả năng chống chịu và thích ứng với ô nhiễm môi trường và sẽ giảm
nh
ững loài nhạy cảm với biến đổi môi trường. Các nhóm tôm, cua, trai
thường ít thấy xuất hiện ở môi trường bị ô nhiễm nặng. Trong môi trường ít
bị ô nhiễm, nhóm giáp xác Calanoida thường phân bố với số lượng lớn hơn
các vùng có dấu hiệu ô nhiễm. Ngược lại, đối với những đoạn sông bị ô

12
nhiễm hữu cơ, nhóm tảo mắt Euglenophyta và nhóm trùng bánh xe Rotatoria
thường chiếm tỷ lệ lớn về thành phần loài so với các nhóm sinh vật khác.
Bảng 4. Ví dụ một số chi trong nhóm Thực vật phù du có đặc tính phân bố

theo chất lượng môi trường nước
Những chi thường có mặt ở thuỷ
vực không ô nhiễm
Những chi thường có mặt ở thuỷ
vực ô nhiễm
Aulacoseira
Cyclotella
Fragilaria
Pediastrum
Staurastrum
- Tảo lam:
o Oscillatoria
o Anacystis
o Lynbya
o Spirulina
- Tảo lục
o Chlorella
o Scenedesmus
o Careia
o Stigeoclonium
o Chlammydomonas
o Chlorogonium
o Agmenllum
- Tảo mắt
o Phacus
o Euglena
o Pyrobotryp
o Lepocmena
Trên cơ sở đối chiếu với các kết quả thuỷ hoá, có thể kết luận về mức độ ô
nhiễm và đặc tính ô nhiễm của các phân lưu sông suối. Từ đó, với thành phần

loài các nhóm sinh vật chỉ thị thu được với từng đoạn sông có thể kiểm định lại
nhận định về đặc tính phân bố các nhóm sinh vật chỉ thị trên theo chất lượng
nước. Và ngược l
ại, từ kết quả lấy mẫu trên, có thể dùng các sinh vật trên như
chỉ thị cho chất lượng nước như các thông số lý hoá khi tiến hành quan trắc lấy
mẫu chất lượng nước đối với cùng khu vực và các vùng sông suối có đặc tính
môi trường tương tự.
Bảng 5. Các chi trong nhóm tảo bám đặc trưng cho các mức độ ô nhiễm
của môi trường nước
Những loài đặc trưng
cho môi trường ít ô
nhiễm
Những loài đặc trưng
cho môi trường ô
nhiễm vừa
Những loài có khả
năng chống chịu cao
với ô nhiễm hữu cơ
Achnanthidium
minutissimum
Bacillaria paxillifera Nitzschia umbonata
Aulacoseira granulata Luticola mutica Nitzschia palea

14
Nitzschia amphibia Aulacosseira distans Cyclotella
meneghiniana
Gomphonema
clavatum
Luticola goeppertiana Sellaphora minima
Gomphonema

exilissimum
3.2.2. Đánh giá các loài sinh vật chỉ thị theo đặc tính phân bố theo thời gian:
Thông qua kết quả quan trắc dùng sinh vật chỉ thị, có thể đánh giá được
biến đổi của các nhóm sinh vật theo thời gian trong năm. Đây là căn cứ quan
trọng trong nghiên cứu các sinh vật chỉ thị, và là nội dung không thể bỏ qua
trong việc đánh giá biến đổi chất lượng nước môi trường theo từng thời kỳ thời
tiết và chế độ
thuỷ văn trong năm.
Các nhóm sinh vật thuỷ sinh thường phát triển mạnh về số lượng loài vào
giai đoạn từ tháng 6 đến tháng 10 tương ứng với mùa mưa trong năm, và thường
giảm về mật độ vào các tháng mùa khô. Tuy nhiên trong quá trình xem xét kết
quả đối với các vị trí lấy mẫu gần cửa đập và cống xả nước của các con sông,
cũng cần đánh giá chế độ đóng mở của các c
ửa cống tiếp nhận và xả nước này,
vì tại thời điểm đóng cửa các cống xả thì mực nước sông thường cạn hơn, mực
nước sông thấp nên lượng hoà tan ô nhiễm giảm, vì vậy mức độ ô nhiễm cũng
gia tăng thể hiện thông qua mật độ và số lượng các sinh vật nổi thấp hơn thời
điểm cống mở.
3.2.3. Phân hạng chất lượ
ng nước theo các chỉ thị sinh học
Thông qua kết quả đánh giá chỉ số đa dạng của nhóm thực vật nổi và động
vật nổi có thể đưa ra nhận xét và đánh giá về chất lượng môi trường nước sông
như sau:
a) Đánh giá chất lượng nước theo chỉ số đa dạng
Bảng 6. Đánh giá chất lượng nước dùng chỉ số đa dạng
Chỉ s
ố đa dạng (H' và D) Chất lượng nước
< 1
Rất ô nhiễm-bẩn (Polysaprobic)
1 - 2

Ô nhiễm-bẩn (α -Polysaprobic)
> 2 - 3 Khá ô nhiễm-bẩn (α-mesosaprobic)
Ô nhiễm-bẩn vừa (β-mesosaprobic)
> 3 - 4,5
Tương đối sạch (Oligosaprobic)
> 4,5
Nước sạch
Nhìn chung, đối với các đoạn sông có chỉ số đa dạng từ mức 1 đến 2 có thể
kết luận đoạn sông đã bị ô nhiễm đáng kể. Ngược lại, những đoạn sông có giá trị

15
đa dạng sinh học tính được lớn hơn 3 thì chất lượng nước ở vùng đó còn tương
đối tốt. Tuy nhiên trong quá trình đánh giá cũng cần xem xét đến các yếu tố có
ảnh hưởng đến kết quả và đối chiếu tính tương quan giữa các kết quả.
Ví dụ với cùng một vùng nghiên cứu, chỉ số đa dạng Shannon- Weaver có
thể dao động dưới mức 1 thể hiện chất lượng môi trường ô nhiễm nghiêm trọ
ng
nhưng chỉ số đa dạng Margalef lại dao động từ mức 1 đến 3 thể hiện môi trường
khá ô nhiễm và ô nhiễm vừa. Hoặc khi đối chiếu kết quả tính chỉ số đa dạng của
các con sông ở vùng núi thì giá trị đa dạng sinh học thường thấp hơn các đoạn
sông ở vùng đồng bằng, kể cả các đoạn hạ lưu sông bị ô nhiễm nghiêm trọng.
Như vậy, có thể thấy chỉ số đa dạng sinh học thay đổi cả theo điều kiện tự
nhiên của thuỷ vực. Mặt khác, tập tính sinh sống của một số nhóm sinh vật
thường có biến đổi theo từng thời điểm trong năm, một số loài sẽ thay thế vị trí
chiếm ưu thế về số lượng làm cho chỉ số đa dạng củ
a loài này hoặc loài khác có
thể giảm hoặc tăng đáng kể. Điều đó có nghĩa là trong một môi trường không bị
ô nhiễm thì chỉ số đa dạng vẫn có thể thấp và trong một môi trường ô nhiễm cao
hơn thì chỉ số đa dạng vẫn có thể cao hơn một môi trường ít ô nhiễm. Vì vậy khi
sử dụng chỉ số đa dạng của bất kỳ nhóm sinh vật chỉ th

ị nào cũng cần tham khảo
các thông tin về đặc trưng vùng nghiên cứu, loại hình thuỷ vực và tập tính sinh
vật của nhóm loài đấy.
b) Đánh giá chất lượng nước theo hệ thống tính điểm BMWP và ASTP
Qua việc tính toán hệ thống tính điểm BMWP
VIETNAM
và giá trị trung bình
ASTP có thể phân hạng chất lượng nước các thuỷ vực theo mức phân loại sau:

Bảng 7. Xếp loại mức độ ô nhiễm các thủy vực theo hệ thống điểm BMWP
Thứ
hạng
Chỉ số ô nhiễm (ASPT) hay
chỉ số sinh học (Bio-index)
Đánh giá chất lượng nước

I 10 - 8 Không ô nhiễm, nước sạch
II 7,9 - 6 Ô nhiễm nhẹ (Oligosaprobe)
III 5,9 - 5
Ô nhiễm vừa (β Mesosaprobe)
IV 4,9 - 3
Khá ô nhiễm (α Mesosaprobe)
V 2,9 - 1 Ô nhiễm nặng (Polysaprobe)
VI 0 Ô nhiễm rất nặng (không có Động vật
KXS)
Tương ứng với các điểm ASTP có thể đánh giá chất lượng nước là không ô
nhiễm đến ô nhiễm nặng tuỳ vào điểm số. Với cách tính điểm BMWP
VIETNAM
thì
chất lượng môi trường hầu hết các sông suối dao động ở mức ô nhiễm vừa và

khá ô nhiễm, cục bộ có một số đoạn ô nhiễm nặng.

16
Cũng cần cân nhắc thực tế là hệ thống tính điểm BMWP được xây dựng và
thử nghiệm từ hệ thống tính điểm của nước ngoài, vì vậy kết quả có thể chưa
phản ánh được đúng thực tế điều kiện sông suối và tiêu chuẩn chất lượng môi
trường của Việt Nam. Vì vậy trong quá trình áp dụng cần xem xét đầy đủ các
yếu tố khác biệt có th
ể ảnh hưởng đến kết quả phân tích và có giải pháp cải tiến
hệ thống tính điểm cho phù hợp hơn với điều kiện trong nước.
Kết luận
Để kết quả thu được phản ánh thực tế khách quan nhất, cần xem xét các yếu
tố chi phối và hạn chế kết quả thu được:
• Hầu hết các thuỷ vực ở vùng cao có giá trị tính ASTP ở mức đ
iểm thấp
tương ứng với mức chất lượng môi trường bị ô nhiễm nhẹ đến khá ô nhiễm.
Hầu như không có điểm quan trắc nào thoả mãn mức môi trường sạch.
Trong khi đó kết quả quan trắc các thông số hoá lý cho thấy môi trường
nước tương đối tốt và thoả mãn các quy chuẩn cho phép. Điều đó cho thấy
sự chi phối về vị trí địa lý và đặc tính thuỷ vự
c đến kết quả đánh giá thông
số ASTP.
• Giá trị điểm phụ thuộc nhiều vào chất lượng lấy mẫu và kích thước mẫu:
Cùng một quy trình lấy mẫu nhưng nếu kích thước mẫu lớn sẽ cho tổng số
điểm cao nhưng điểm số trung bình ASTP lại thấp do số lượng họ tham gia
tính điểm nhiều. Vì vậy dùng giá trị ASTP để đánh giá sẽ cho k
ết quả đúng
hơn là sử dụng giá trị BMWP.
• Các chỉ số chỉ cho thấy mức độ ô nhiễm của đoạn sông, suối mà không
thể hiện cụ thể dạng ô nhiễm đó là ô nhiễm gì. Thông thường kết quả các

chỉ số đa dạng sinh học và ASTP thấp thể hiện chất lượng nước sông bị ô
nhiễm nặng, và với điều kiện
ở nước ta đặc trưng với dạng ô nhiễm phổ
biến là ô nhiễm hữu cơ do chịu ảnh hưởng từ nước thải sinh hoạt, sản xuất
của dân cư sinh sống trên các khu vực lân cận thì có thể kết luận là sông bị
ô nhiễm hữu cơ nặng.