Sử dụng động vật không xương sống cỡ lớn làm sinh vật chỉ thị đánh giá chất lượng môi trường nước sông cầu, đoạn chảy qua tỉnh thái nguyên

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC
KHOA KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG VÀ TRÁI ĐẤT

SỬ DỤNG ĐỘNG VẬT KHÔNG XƯƠNG SỐNG CỠ LỚN LÀM SINH
VẬT CHỈ THỊ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG MÔI TRƯỜNG NƯỚC
SƠNG CẦU, ĐOẠN CHẢY QUA TỈNH THÁI NGUN
KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Chuyên ngành: Công nghệmôi trường

Sinh viên thực hiện: Bế Thị Bằng
Lớp: CN Khoa học mơi trường - Khóa: 2009 - 2013
Người hướng dẫn khoa học: ThS. Chu Thị Hồng Huyền

Thái Ngun, 2013
LỜI CẢM ƠN
Để hồn thành bài khóa luận này, trước hết tôi xin gửi lời cảm ơn đến
quý thầy cô trong khoa Khoa học Môi trường và Trái đất, trường Đại Học
Khoa Học đã trang bị cho tôi kiến thức trong suốt thời gian tôi học tập và
nghiên cứu tại trường. Đặc biệt, cho tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành và
sâu sắc đến giảng viên ThS. Chu Thị Hồng Huyền đã tận tình hướng dẫn
tơi trong suốt q trình làm bài khóa luận này.
Tơi cũng xin gửi lời cảm ơn đến Ban lãnh đạo Sở Tài Ngun & Mơi
trường tỉnh Thái Ngun, cùng tồn thể cán bộ Trung tâm Quan trắc và
Công nghệ Môi trường đã tận tình chỉ bảo giúp đỡ, tạo điều kiện để tơi có
thể hồn thành tốt bài khóa luận tốt nghiệp.


Do thời gian có hạn, lại là bước đầu làm quen với phương pháp nghiên
cứu mới nên không thể tránh khỏi những thiếu sót. Tơi rất mong nhận được
những kiến thức đóng góp của các thầy, cơ giáo cùng tồn thể các bạn để

khóa luận này được hồn thiện hơn.
Xin chân thành cảm ơn./.
Thái Nguyên, ngày 26 tháng 04 tháng2013
Sinh viên
Bế Thị Bằng


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
BOD

: Nhu cầu ôxy sinh hóa

COD

: Nhu cầu ơxy hóa học

DO

: Nồng độ ơxy tự do hòa tan trong nước

TSS

: Chất rắn lơ lửng

QCVN

: Quy chuẩn Việt Nam

TCVN

: Tiêu chuẩn Việt Nam

BTNMT

: Bộ tài nguyên môi trường

ĐVKXS

: Động vật không xương sống


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Nguồn: Cục bảo vệ mơi trường.........................................................................................................7
Hình 1.1. Bản đồ lưu vực sơng Cầu....................................................................................................7
Hình 2.2. Mơ hình nghiên cứu.........................................................................................................11
Hình 2.1. Sơ đồ vị trí lấy mẫu...........................................................................................................13
Hình 2.3: Vợt Pondnet Hình 2.4: Gầu Dredge.................................................................................15
Hình 3.1: Số lượng họ ĐVKXS cỡ lớn quan sát được trong 2 mùa...................................................24
Hình 3.2: Tương quan giữa ASPT và DO...........................................................................................28
Hình 3.3: Tương quan giữa ASPT và BOD5.......................................................................................28
Hình 3.4: Tương quan giữa ASPT và COD.........................................................................................29
Hình 3.5: Tương quan giữa ASPT và TSS..........................................................................................30


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1: Mối liên quan giữa các chỉ số sinh học ASPT và mức độ..................................................10
ô nhiễm nguồn nước.......................................................................................................................10
Bảng 2.1. Tọa độ địa lý các vị trí thu mẫu........................................................................................14
Bảng 3.1: Kết quả đo các thơng số hóa lý qua 2 đợt lấy mẫu..........................................................18
Bảng 3.2: Danh sách các họ ĐVKXS cỡ lớn trong hai đợt khảo sát tại các vị trí lấy mẫu..................20

Bảng 3.3: Số lượng họ ĐVKXS cỡ lớn quan sát được trong 2 mùa...................................................23
Bảng 3.4: Điểm số BMWP tại các vị trí lấy mẫu...............................................................................25
Bảng 3.5: Điểm số BMWP và chỉ số ASPT tại các vị trí lấy mẫu........................................................26
Bảng 3.6: Kết quả đánh giá chất lượng nước tại các điểm...............................................................26
nghiên cứu qua hai đợt khảo sát.....................................................................................................26
Bảng 3.7: Giá trị ASPT và các chỉ tiêu lý, hóa của nước tại các.........................................................27
khu vực nghiên cứu.........................................................................................................................27


MỤC LỤC
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC...........................................................................................................1
KHOA KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG VÀ TRÁI ĐẤT...................................................................................1
SỬ DỤNG ĐỘNG VẬT KHÔNG XƯƠNG SỐNG CỠ LỚN LÀM SINH VẬT CHỈ THỊ ĐÁNH GIÁ CHẤT
LƯỢNG MÔI TRƯỜNG NƯỚC SƠNG CẦU, ĐOẠN CHẢY QUA TỈNH THÁI NGUN.............................1
KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC....................................................................................................1
Chuyên ngành: Công nghệmôi trường...............................................................................................1
Sinh viên thực hiện: Bế Thị Bằng.......................................................................................................1
Lớp: CN Khoa học môi trường - Khóa: 2009 - 2013...........................................................................1
Người hướng dẫn khoa học: ThS. Chu Thị Hồng Huyền.....................................................................1
Thái Nguyên, 2013.............................................................................................................................1
LỜI CẢM ƠN......................................................................................................................................1
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT.............................................................................................................3
DANH MỤC HÌNH ẢNH......................................................................................................................4
DANH MỤC BẢNG..............................................................................................................................5
MỤC LỤC...........................................................................................................................................6
..........................................................................................................................................................8
MỞ ĐẦU............................................................................................................................................1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU............................................................................................3
1.1. Cơ sở, ưu điểm, hạn chế của phương pháp giám sát sinh học...............................................3
1.1.Cơ sở khoa học của phương pháp giám sát sinh học...........................................................3

1.2.Ưu điểm của phương pháp giám sát sinh học.....................................................................4
1.3.Nhược điểm của phương pháp giám sát sinh học...............................................................4
1.2. Tình hình nghiên cứu về giám sát sinh học trên thế giới và Việt Nam....................................4
1.2.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới..................................................................................4
1.2.2. Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam....................................................................................5
1.3. Đặc điểm lưu vực sông Cầu....................................................................................................6
1.4. Sử dụng động vật không xương sống cỡ lớn làm sinh vật chỉ thị môi trường nước................8
1.4.1. Giới thiệu về động vật không xương sống cỡ lớn............................................................8
1.4.2. Hệ thống điểm BMWP trong đánh giá chất lượng nước.................................................9


Phương pháp cho điểm theo hệ thống BMWPVIET NAM..............................................................9
CHƯƠNG 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU...............................................................11
2.1. Đối tượng, địa điểm và thơi gian nghiên cứu......................................................................11
2.2. Nội dung nghiên cứu............................................................................................................11
2.3. Mơ hình nghiên cứu.............................................................................................................11
2.4. Phương pháp nghiên cứu.....................................................................................................12
2.4.1. Phương pháp thống kê, kế thừa....................................................................................12
2.4.2. Phương pháp nghiên cứu ngoài thực địa......................................................................12
2.4.3. Phương pháp nghiên cứu trong phịng thí nghiệm........................................................12
2.4.4. Phương pháp xử lý số liệu.............................................................................................12
2.4.5. Phương pháp phân tích đánh giá tổng hợp...................................................................12
2.5. Phạm vi nghiên cứu..............................................................................................................13
2.5.1. Vị trí lấy mẫu..................................................................................................................13
2.5.2. Phương pháp lấy mẫu, bảo quản và phân tích..............................................................15
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BIỆN LUẬN.........................................................................18
3.1. Chất lượng mơi trường nước thơng qua các chỉ tiêu lý hóa................................................18
3.2. Thành phần động vật không xương sống cỡ lớn...................................................................19
3.2.1. Biến động theo mùa......................................................................................................20
3.2.2. Số lượng họ...................................................................................................................23

3.3. Đánh giá chất lượng nước dựa trên động vật không xương sống cỡ lớn..............................24
Dựa vào các họ xuất hiện tại khu vực nghiên cứu, sử dụng hệ thống tính điểm BMWP của
Nguyễn Xuân Quýnh, Clive Pinder, Dteve Tilling ta có được số điểm BMWP tại các vị trí nghiên
cứu như sau:................................................................................................................................24
3.4. Mối tương quan giữa ASPT và các giá trị thủy lý, hóa của nước...........................................27
3.4.1. Mối tương quan giữa ASPT và chỉ tiêu DO của nước.....................................................27
3.4.2.Mối tương quan giữa ASPT và BOD5..............................................................................28
3.4.3. Mối tương quan giữa ASPT và COD...............................................................................28
3.4.4. Mối tương quan giữa ASPT và TSS.................................................................................29
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ..................................................................................................................31
1.Kiến nghị...................................................................................................................................31
TÀI LIỆU THAM KHẢO......................................................................................................................33
Phụ lục 1: Hình ảnh một số động vật khơng xương sống cỡ lớn........................................................1


Phụ lục 2: Hệ thống điểm BMWPVIETNAM đã được sửa đổi và bổ sung để sử dụng ở Việt Nam.....3
Phụ lục 3: Quy chuẩn kỹ thuật quốc giá về chất lượng nước mặt......................................................6


MỞ ĐẦU
1.1.

Đặt vấn đề
Nước là một nguồn tài nguyên quý giá của nhân loại, là nhu cầu thiết

yếu trong đời sống con người và sinh vật. Nguồn nước giữ vai trị vơ cùng
quan trọng trong phát triển kinh tế - xã hội của mỗi khu vực, quốc gia. Bên
cạnh chức năng cung cấp nước cho sinh hoạt hằng ngày, nước cịn có vai trị
rất lớn trong ngành cơng nghiệp. Thực tế cho thấy những vùng kinh tế lớn sẽ
có rất ít tiềm năng mở rộng phát triển nếu nguồn nước khu vực này bị hạn chế

về số lượng và suy giảm về chất lượng.
Thái nguyên là một trong những tỉnh thành có tốc độ phát triển kinh tế
cao trong cả nước, tuy nhiên kéo theo đó là tồn tại những bất cập về môi
trường, đặc biệt là môi trường nước bởi đó là nguồn tiếp nhận nước thải, nước
thải từ các hoạt động con người, các khu công nghiệp... Các phương pháp
quan trắc, đánh giá chất lượng nước trên các hệ thống sông trước đây hầu hết
là sử dụng phương pháp lý hóa nên rất tốn kém. Trong khi đó phương pháp
đánh giá bằng động vật không xương sống (ĐVKXS) cỡ lớn vừa ít tốn kém
và cho kết quả nhanh.
Hiện nay, rất nhiều nước trên thế giới ngoài sử dụng phương pháp lý
hóa để đánh giá chất lượng mơi trường nước, việc sử dụng Động vật không
xương sống cỡ lớn cũng đã được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi. Tại Việt
Nam, sử dụng động vật không xương sống cỡ lớn để đánh giá chất lượng môi
trường nước đã được áp dụng từ năm 1995 đến nay và đã được nhận định là
phù hợp.
Trên cơ sở lí luận và thực tiễn trên chúng tôi chọn đề tài “Sử dụng
động vật không xương sống cỡ lớn làm sinh vật chỉ thị đánh giá chất lượng
môi trường nước sông Cầu, đoạn chảy qua tỉnh Thái Nguyên” để có những
dẫn liệu về chất lượng mơi trường nước sơng Cầu, góp phần đánh giá tính
hiệu quả của phương pháp sử dụng động vật khơng xương sống cỡ lớn trong
đánh giá chất lượng nước, giúp cho công tác quản lý ô nhiễm, bảo vệ môi
trường nguồn nước, bảo vệ sự đa dạng sinh học trong môi trường nước.
1.2. Mục tiêu nghiên cứu
1


- Sử dụng ĐVKXS cỡ lớn đánh giá chất lượng nước mặt.
- Xác định ĐVKXS cỡ lớn và phân tích một số chỉ tiêu ơ nhiễm hóa lý
của nước trên sông Cầu để đánh giá ảnh hưởng của các điều kiện mơi trường
đến chất lượng nước sơng Cầu.

- Phân tích mối tương quan giữa chỉ số sinh học ASPT với các giá trị
thủy, lý hóa.
- Đề xuất áp dụng chỉ số sinh học ASPT tại địa phương khác.

2


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU
1.1. Cơ sở, ưu điểm, hạn chế của phương pháp giám sát sinh học
1.1.

Cơ sở khoa học của phương pháp giám sát sinh học
Giám sát sinh học là một trong những lĩnh vực quan trọng trong việc
đánh giá chất lượng nước ở các loại thủy vực. Trong việc phân tích cấu trúc
quần xã sinh vật, sự xác định thành phần loài và số lượng cá thể là hai nội dung
cần quan tâm hàng đầu. Bởi lẽ, hầu hết các thủy sinh vật đều có tính nhạy cảm
với sự biến đổi của điều kiện sống. Việc xác định tính nhạy cảm của một lồi
nào đó đối với sự thay đổi của một số yếu tố môi trường giúp các nhà nghiên
cứu đánh giá tình trạng chất lượng nước của thủy vực nơi chúng sinh sống.
Giám sát sinh học dựa trên cơ chế tất cả các sinh vật sống đều chịu ảnh
hưởng bởi các yếu tố vật lý, hóa học của mơi trường sống, do vậy người ta sử
dụng các sinh vật đặc trưng trong môi trường nhằm phản ánh tình trạng chất
lượng của mơi trường đó. Các sinh vật này được gọi là sinh vật chỉ thị, khái
niệm cơ bản về sinh vật chỉ thị được thừa nhận là: “Những đối tượng sinh vật
có yêu cầu nhất định về điều kiện sinh thái liên quan đến nhu cầu dinh
dưỡng, hàm lượng oxy cũng như khả năng chống chịu một lượng nhất định
các yếu tố độc hại trong mơi trường sống và do đó, sự hiện diện hay vắng
mặt của chúng biểu thị một trạng thái về điều kiên sinh thái của môi trường
sống nằm trong giới hạn nhu cầu và khả năng chống chịu của đối tượng sinh
vật đó”[4]. Các sinh vật này có thể là một lồi hay một nhóm lồi, chúng mẫn

cảm với điều kiện mơi trường vì vậy khi mơi trường biến đổi, sự có mặt hay
vắng mặt chúng hay thay đổi số lượng cá thể nhằm biểu thị những biến đổi
của môi trường. Các sinh vật được chọn làm sinh vật chỉ thị phải đảm bảo các
tiêu chuẩn như dễ thu mẫu, dễ định loại, mẫn cảm với những thay đổi của môi
trường, các sinh vật chỉ thị thường được sử dụng là thực vật lớn, thực vật nổi,
động vật nguyên sinh, đông vật không xương sống, cá, vi sinh vật,...
Động vật không xương sống cỡ lớn được sử dụng trong giám sát sinh
học chất lượng nước do chúng có nhiều nhóm đại diện cho chất lượng mơi
trường nước khác nhau, nhóm nhạy cảm với sự ô nhiễm chúng sẽ biến mất
3


hoặc suy giảm số lượng khi nước bị ô nhiễm, nhóm chống chịu sẽ có mặt và
phát triển ở những khu vực nước ơ nhiễm, do đó sẽ phản ánh được tình trạng
chất lượng nước của từng khu vực.
1.2.

Ưu điểm của phương pháp giám sát sinh học
Giám sát sinh học được sử dụng rộng rãi trong đánh giất chất lượng
nước bởi các sinh vật chỉ thị trong một thời gian dài, do đó khơng cần phải
thu mẫu liên tục như phương pháp lý hóa, ngồi ra nó cịn phản ánh được chất
lượng nước trong một phạm vi rộng lớn.
Chúng rất nhạy cảm với các hóa chất trong mơi trường như dư lượng
hóa chất bảo vệ thực vật, phân hóa học....
Chúng phân bố khá rộng, di chuyển chậm nên dễ thu mẫu.
Quan trắc thông qua sinh vật chỉ thị cho kết quả nhanh và phản ánh
được tình trạng chất lượng nước trong một thời gian dài[4].

1.3.

Nhược điểm của phương pháp giám sát sinh học
Mặc dù giám sát sinh học có thể phát hiện ra những biến đổi sinh thái
nhưng lại không xác định được nguyên nhân và giải thích rõ ràng những biến
đổi đó. Giám sát sinh học bằng sử dụng ĐVKXS cỡ lớn tuy có nhiều lợi thế
hơn giám sát lý hóa nhưng vẫn cịn một số nhược điểm như:
- ĐVKXS còn chịu ảnh hưởng của mùa vụ nên rất phức tạp trong việc
giải thích và so sánh.
- Do có tính linh hoạt trong di chuyển hoặc do bị trơi dạt nên có thể xuất
hiện một số họ khơng phải ở khu vực lấy mẫu.
1.2. Tình hình nghiên cứu về giám sát sinh học trên thế
giới và Việt Nam
1.2.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới
Quan trắc sinh học nước ngọt đã được nêu ra bởi nhiều tác giả như
Hallawell (1978,1986), Calow mà Maltby (1989), Rosenberg và Resh (1993),
Cains và Pratt (1993). Trong đó Cains và Pratt đã định nghĩa quan trắc sinh
học nước ngọt như là sự giám sát bằng việc sử dụng những phản ứng của cơ
thể sống để xây dựng mơi trường có hợp hay khơng đối với cơ thể sống.
Quan niệm hiện đại về sử dụng quan trắc sinh học để đánh giá chất
lượng nước sông, suối đã được khởi xướng ở Châu Âu với sự phát triển của
4


tác giả Kolkwitz và Mason (1908, 1909), các nhà khoa học này chia mức độ
nhiễm bẩn của sông, suối làm 4 loại. Dựa vào dánh sách các loài chỉ thị mà
người ta chia thành các giá trị nhiễm bẩn phù hợp với sự chống chịu ơ nhiễm
của từng lồi.
Sau đó những chỉ số khác dựa trên nguyên tắc các nhóm sinh vật chống
chịu khác nhau với như ô nhiễm đã tiếp tục phát triển như chỉ số Trent, mới
đầu nó được áp dụng ở Vương Quốc Anh và Bắc Mỹ sau đó đến năm 1968 thì
Pháp cũng sử dụng chỉ số này để đánh giá chất lượng môi trường nước sông,

suối. Việc sử dụng chỉ số Trent chỉ được xây dựng để đánh giá chất lượng
sông ở những vùng thuộc nước Anh và một số khu vực lân cận mang lại hiệu
quả, nhưng hiệu quả này không đạt được khi áp dụng ở các con sơng khác. Vì
vậy, để có phương pháp chuẩn một tổ chức nghiên cứu về quan trắc sinh học
“Biological Monitoring Woring Party” được thành lập ở Anh vào năm 1976
đã đưa ra hệ thống điểm số BMWP, đây là hệ thống dựa vào số loài và phân
bố của động vật không xương sống (ĐVKXS) cỡ lớn để phân loại mức độ ơ
nhiễm nước. Từ đó đến nay, hệ thống điểm BMWP đã được áp dụng ở nhiều
nước như Tây Ban Nha, Ấn Độ, Úc, Thái Lan...
1.2.2. Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam
Ở Việt Nam, mặc dù việc nghiên cứu, đánh giá mức độ ô nhiễm các thủy
vực được quan tâm từ năm 1995 nhưng hầu như vẫn chưa có hệ thống phân loại
độ nhiễm bẩn các thủy vực. Trên cơ sở nghiên cứu trong 10 năm (1985-1995)
cùng với dẫn liệu đã biết trước đây về các thủy vực có nước thải vùng Hà Nội,
Nguyễn Xuân Quýnh (1995) đã đề xuất một hệ thống phân loại dựa trên một số
chỉ tiêu cơ bản về sinh học, kèm theo đó là chỉ tiêu lý, hóa học quy định sự có
mặt hay vắng mặt cảu một số lồi hay nhóm lồi ĐVKXS cỡ lớn được coi như
sinh vật chỉ thị.
Từ năm 1997-1999 với sự tài trợ quỹ Darwin của chính phủ Anh, hội
nghiên cứu thực địa và sinh thái nước ngọt Anh Quốc đã phối hợp với Khoa
Sinh học, Trường Đại học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội thực hiện chương
trình nghiên cứu “Bảo tồn đa dạng sinh học thông qua việc sử dụng ĐVKXS cỡ
lớn làm sinh vật chỉ thị quan trắc và đánh giá chất lượng nước ở Việt Nam”. Dự
5


án đã xây dựng một quy trình quan trắc, đánh giá chất lượng nước ngọt ở Viêt
Nam, qua đó sửa đổi hệ thống điểm BMWPANH cho phù hợp với điều kiện tự
nhiên và khu hệ ĐVKXS cỡ lớn ở Việt Nam. Lê Thu Hà (2002) áp dụng hệ
thống điểm BMWPVIET trong nghiên cứu ĐVKXS cỡ lớn làm sinh vật chỉ thị

đánh giá chất lượng nước cho dòng chảy từ suối Tam Đảo đến sông Cà Lồ và
đã đưa ra kết luận: Trong các phương pháp trên sử dụng hệ thống điểm
BMWP vẫn có ưu thế hơn, đồng thời sử dụng ĐVKXS cỡ lớn trong quan trắc
chất lượng nước các thủy vực cần có sự phối hợp phân tích và đánh giá bằng
nhiều chỉ tiêu sinh học như áp dụng các phương pháp dung chỉ số ASPT.
Hiện nay, các nghiên cứu về khu hệ thủy vật tại Việt Nam còn rời rạc,
chủ yếu tập trung về hướng phân loại. Các nghiên cứu tập trung ở khu vực
phía Bắc và phía Nam. Do vậy cần phải có thêm nhiều nghiên cứu trong lĩnh
vực này, nhằm xây dựng bộ tiêu chuẩn Việt Nam về sử dụng ĐVKXS cỡ lớn
làm chỉ thị đánh giá chất lượng nước.
1.3. Đặc điểm lưu vực sông Cầu
1.3.1. Đặc điểm tự nhiên
Sông Cầu là sông lớn nhất của tỉnh Thái Nguyên, bắt nguồn từ Chợ
Đồn (Bắc Cạn) chảy theo hướng Bắc Đơng Nam qua Phú Lương, Đồng Hỷ,
Phú Bình gặp Sông Công tại Phù Lôi huyện Phổ Yên. Chiều dài sông chảy
qua địa bàn Thái Nguyên khoảng 110 km. Lượng nước bình quân năm
khoảng 2,28 tỷ m3 nước/năm. Trên sông này hiện đã xây dựng hệ thống thủy
nông Sông Cầu (trong đó có đập Thác Huống) tưới cho 24.000ha lúa 2 vụ của
huyện Phú Bình (Thái Nguyên) và Hiệp Hòa, Tân Yên (Bắc Gang). Theo số
liệu quan trắc tại Thác Bưởi huyện Phú Lương, lưu lượng nước trung bình của
sông này là 51,4 m3/s, lưu lượng nhỏ nhất (tháng 2) là 11,3 m 3/s và lưu lượng
lớn nhất (tháng 8) là 128/m3/s.
Mạng lưới sông suối trong lưu vực sông Cầu tương đối phát triển, các
nhánh sơng chính phân bố tương đối đều dọc theo dịng chính, những các
sơng nhánh tương đối lớn đều nằm ở phía hữu ngạn lưu vực, như các sông:
Chợ Chu, Đu, Công, Cà Tồ… Trong lưu vực có vườn quốc gia Ba Bể và
vườn quốc gia Tam Đảo, khu bảo tồn thiên nhiên Kim Hỷ và các khu văn hóa,
lịch sử mơi trường với giá trị sinh thái cao. Lưu vực sông Cầu khá giàu các
6

nguồn tài nguyên thiên nhiên, tài nguyên rừng đa dạng, tài nguyên nước dồi
dào, tài nguyên khoáng sản phong phú.

Nguồn: Cục bảo vệ mơi trường
Hình 1.1. Bản đồ lưu vực sông Cầu
1.3.2. Hiện trạng chất lượng nước lưu vực sông Cầu
Lưu vực sông Cầu tiếp nhận nước thải của 6 tỉnh nằm trong lưu vực và
một phần nước thải của Hà Nội (huyện Sóc Sơn, Đơng Anh). Chất lượng
nước hiện đang bị ảnh hưởng bới các hoạt động sản xuất nơng nghiệp, cơng
nghiệp, sinh hoạt, khai khống…của các tỉnh thành này. Chất lượng nước tại
lưu vực sông Cầu nhiều khu vực đã và đang bị ô nhiễm.
Lưu vực sông Cầu đoạn chảy qua Thái Ngun gồm dịng chính là sơng
Cầu và 3 phụ lưu: Sông Nghinh Tường, sông Đu và sông Công.

7


Đoạn sông Cầu trước khi chảy vào thành phố Thái Nguyên đã phải chịu
tác động bởi các hoạt động sản xuất cơng nghiệp, khai thác khống sản, sản
xuất nơng nghiệp dọc bên bờ sơng. Trong khi đó, phụ lưu sơng Nghinh Tường
lại phải “gánh” hoạt động khai thác vàng, đoạn cuối sơng Đu thì tiếp nhận
nước thải của mỏ than Phấn Mễ. Đoạn sông Cầu chảy qua thành phố lại nhận
nước thải của các nhà máy sản xuất giấy, nhiệt điện, gang thép, các bệnh viện,
khu dân cư đô thị. Các dịng thải trước khi được đổ ra sơng hầu hết chưa được
xử lý hoặc xử lý chưa đúng quy định.
1.4. Sử dụng động vật không xương sống cỡ lớn làm sinh vật chỉ thị môi
trường nước
1.4.1. Giới thiệu về động vật không xương sống cỡ lớn
ĐVKXS cỡ lớn sống trong môi trường nước ngọt, bao gồm ấu trùng côn

trùng, động vật thân mềm, giun ít tơ, đỉa, giáp xác, và các nhóm khác.
ĐVKXS cỡ lớn (Benthic macroinvertebrate), “Benthic” nghĩa là “sống
tầng đáy”, những động vật này có sinh cảnh sống là những vật thể ở nền đáy
(chất trầm tích, chất lắng đọng hữu cơ, khúc gỗ, thực vật lớn, tảo bám) trong ít
nhiều phần đời của chúng. Tiền tố “macro” đề cập đến những sinh vật có kích
thước lớn có thể quan sát bằng mắt thường, đây là những sinh vật được giữ lại
ở mắc lưới khoảng 200 – 500 mm. “Invertebrate” là những động vật không
xương sống. Vậy macroinvertebrate là những động vật khơng xương sống có
thể nhìn thấy bằng mắt thường. Nhóm ĐVKXS cỡ lớn nhiều nhất là côn trùng
thủy sinh (chiếm khoảng 70% ). ĐVKSX cỡ lớn là nhóm động vật có sự đa
dạng cao, là nhân tố lý tưởng cho nghiên cứu những thay đổi đa dạng sinh học.
Ở các loài này chúng nhạy cảm với các phản ứng của môi trường xung
quanh khi bị thay đổi ở các dạng ô nhiễm khác nhau. Mỗi lồi phản ứng với mức
độ ơ nhiễm một cách riêng biệt và có giới hạn chịu đựng riêng khi sống trong
mơi trường đó. Từ đó người ta đưa ra hệ thống tính điểm BMWP và ASPT được
sử dụng để đánh giá chất lượng nước trong khu vực nghiên cứu. Tính điểm theo
BMWP là dựa vào sự xuất hiện các loài trong khu vực khảo sát để cho điểm, sử

8


dụng thang điểm 10 và hệ thống tính điểm số BMWP ở Việt Nam, Anh, Pháp
hay Mĩ… để cho điểm.
Với kết quả tính điểm theo BMWP và ASPT qua đó có thể đánh giá mức
độ ơ nhiễm mơi trường nước tại thời điểm nghiên cứu hay so sánh mức độ ô
nhiễm ở khu vực khác nhau.
1.4.2. Hệ thống điểm BMWP trong đánh giá chất lượng nước
Hệ thống điểm BMWP (Biological Monitoring Working Party) ra đời
vào năm 1976 ở Anh, đó là kết quả nghiên cứu của cục môi trường Anh
(British Department of the environment) cho việc đánh giá chất lượng sinh

học của sông ở Anh.
Điểm số bắt nguồn ở Anh, nhưng có thể áp dụng đối với bất kỳ lưu
vực sông hay khu vực địa lý nào. ĐVKXS cỡ lớn được thu từ nhiều sinh
cảnh khác nhau (sỏi, phù sa, các hạt ở nền đáy,…) ở những vị trí đại diện
của đáy sơng.
•

Phương pháp cho điểm theo hệ thống BMWPVIET NAM
- Dựa vào thành phần các họ tương ứng với các họ có mặt trong bảng

tính điểm BMWP để tính theo từng họ (bảng tính điểm BMWP), nếu họ nào
khơng có trong bảng tính điểm thì có thể bỏ qua.
- Cộng tất cả các điểm số thu được từ mỗi họ tại từng điểm nghiên cứu ra
sẽ được điểm tổng cộng BMWP.
- Sau khi có điểm tổng cộng BMWP, tính điểm số trung bình hay cịn gọi
là ASPT bằng cách lấy tổng số điểm chia cho tổng số họ đã tham gia tính
điểm. Điểm số ASPT là chỉ số sinh học tương ứng với một mức chất lượng
nước. Chỉ số nằm trong khoảng 0 – 10. Chỉ số càng cao nước càng sạch.
- Dựa vào chỉ số ASPT để đánh giá chất lượng mơi trường nước của từng
vị trí nghiên cứu theo bảng phân loại.
•

Cách tính chỉ số ASPT (ASPT Index,1970)
Chỉ số ASPT (Average Scores Per Taxon) là phương pháp dử dụng hệ

thống tính điểm quan trắc của tổng số điểm số của các họ ĐVKXS cỡ lớn bắt
gặp, cách tính điểm cho từng họ dựa theo thang điểm quốc gia và được sử
dụng trong đánh giá nhanh chất lượng nước bề mặt cho các sông suối và các
thủy vực nội địa khác.
9

n

Cơng thức:

ASPT =

∑BMWP
i =1

N

Trong đó:
N: Tổng số họ tham gia tính điểm
∑ BMWP: Tổng điểm số BMWP
ASPT: Chỉ số trung bình trên taxon
Bảng 1.1: Mối liên quan giữa các chỉ số sinh học ASPT và mức độ
ô nhiễm nguồn nước
Thứ
hạng
I

Chỉ số ô nhiễm
(ASPT)
10 - 8

Đánh giá chất lượng nước

II

III
IV

7,9 - 6
5,9 - 5
4,9 - 3

Ơ nhiễm nhẹ
Ơ nhiễm vừa
Khá ơ nhiễm

V

2,9 - 1

Ơ nhiễm nặng

VI

0

Khơng ơ nhiễm, nước sạch

Ơ nhiễm rất nặng (khơng có ĐVKXS)

Nguồn : (Environment Agency, Briston, UK, 1997: Nguyễn Xuân
Quýnh et al., 2001)
Chỉ số trung bình ASPT được tính như sau: Trong một điểm quan trắc ta
sẽ có N họ, số điểm trong mẫu đó (theo bảng điểm BMWP VIETNAM của Nguyễn
Xuân Quýnh, Mai Đình Yên, Clive Pinder, Steve Tilling có bổ sung thêm 13

họ mới bởi tác giả Nguyễn Vũ Thanh, Tạ Huy Thịnh, Phạm Đình Trọng,
Đoàn Cảnh) và chia cho tổng số họ bắt gặp. Trong đó mỗi họ được quy định
điểm số theo tính chất mơi trường sinh thái của chúng. Từ đó, dựa vào thang
điểm xếp loại mức ô nhiễm các thủy vực của hệ thống điểm BMWP để đánh
giá.
10


CHƯƠNG 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Đối tượng, địa điểm và thơi gian nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: Động vật không xương sống cỡ lớn
- Địa điểm nghiên cứu: việc thu mẫu được tiến hành trên sông Cầu, đoạn
chảy qua tỉnh Thái Nguyên
- Thời gian nghiên cứu từ tháng 02/2012 đến tháng 05/2013
2.2. Nội dung nghiên cứu
-

Xác định sự xuất hiện và thành phần họ của ĐVKXS cỡ lớn ở sông Cầu

tại một số điểm lấy mẫu trên sông Cầu, đoạn chảy qua tỉnh Thái Nguyên.
- Nghiên cứu mối tương quan giữa các yếu tố lý, hóa của thủy vực với
khu hệ ĐVKXS cỡ lớn.
- Sử dụng ĐVKXS cỡ lớn làm sinh vật chỉ thị để đánh giá chất lượng
môi trường nước tại khu vực nghiên cứu.
- Đánh giá chất lượng nước bằng chỉ số sinh học ASPT .
2.3. Mơ hình nghiên cứu

Hình 2.2. Mơ hình nghiên cứu

11

2.4. Phương pháp nghiên cứu
2.4.1. Phương pháp thống kê, kế thừa
Thu thập các tài liệu hiện có liên quan, các nghiên cứu trước đó để tham
khảo phục vụ cho quá trình thực hiện đề tài. Đặc biệt là các tài liệu về môi
trường nước sông Cầu, đoạn chảy qua tỉnh Thái Nguyên.
2.4.2. Phương pháp nghiên cứu ngoài thực địa
Điều tra, khảo sát, đo đạc nhằm xác định rõ hiện trạng và các tác động
môi trường nước:
+ Khảo sát các nguồn thải xung quanh khu vực lấy mẫu: bao gồm các
nhà máy, cơng ty, khu cơng nghiệp... xung quanh vị trí lấy mẫu.
+ Lựa chọn địa điểm lấy mẫu điển hình cho khu vực nghiên cứu,
+ Thu mẫu nước, mẫu ĐVKXS cỡ lớn, tiến hành đo và ghi kết quả các
thông số đo nhanh, ghi lại địa điểm và thời gian thu mẫu.
2.4.3. Phương pháp nghiên cứu trong phịng thí nghiệm
Tất cả mẫu vật được lưu trữ tại phịng thí nghiệm, Đại học Khoa học
Thái Nguyên
- ĐVKXS cỡ lớn được định loại theo khóa định loại của Nguyễn Xuân
Quýnh, Clive Pinder, Dteve Tilling.
- Phân tích các chỉ tiêu COD, BOD5
2.4.4. Phương pháp xử lý số liệu
Các số liệu được tổng hợp và xử lý theo phương pháp thống kê, các số
liệu được chiết xuất dạng biểu đồ, sử dụng phần mềm Microsoft Excel để vẽ.
2.4.5. Phương pháp phân tích đánh giá tổng hợp
Các số liệu sau khi được xử lý sẽ đưa ra những mối tương quan với
nhau phản ánh tính chất của nước, dựa vào sự thay đổi các thông số tại các vị
trí và các thời điểm khác nhau đồng thời kế thừa các nghiên cứu trước đó để
đưa ra những đánh giá nhận định.

12


2.5. Phạm vi nghiên cứu
2.5.1. Vị trí lấy mẫu

Hình 2.1. Sơ đồ vị trí lấy mẫu
Chúng tơi tiến hành thu mẫu tại 5 vị trí trên sơng Cầu, mỗi vị trí lấy 02
lần đại diện cho mùa mưa và mùa khô. Đợt thu mẫu vào mùa mưa được tiến
hành vào tháng 8 năm 2012 và đợt thu mẫu vào mùa khô được tiến hành vào
tháng 4 năm 2012.

13


Bảng 2.1. Tọa độ địa lý các vị trí thu mẫu
STT
01
02
03
04
05

Vị trí quan trắc
Văn Lăng
Sơn Cẩm
Cầu Gia Bảy
Đập Thác Huống
Cầu Mây

Tọa độ

Kí hiệu

Kinh độ
105o 50’19.77’’
105o 48”20.81”
105o 50’14.49”
105o 80”91.96
105o 55’58.16”

A1
A2
A3
A4
A5

Vĩ độ
21 48’5.33”
21o 37’37.22”
21o 35’51.64”
21o 61’74.09”
21o 28’41.94”
o

Mơ tả vị trí lấy mẫu
Điểm A1: Văn lăng
- Khu vực này khơng có nhiều các nhà máy cơng nghiệp và mật độ dân
cư cịn thấp, đây là điểm lấy mẫu đầu nguồn tỉnh Thái nguyên, các thông số
tại điểm lấy mẫu này nhằm cung cấp thông tin nền cho các tác động của khu

vực Thái nguyên.
Điểm A2: Sơn Cẩm
- Đây là địa điểm lấy mẫu sau khi có sự hợp lưu của sơng Đu, các
thơng số tại điểm lấy mẫu này thể hiện các tác động của hoạt động cơng
nghiệp, khai khống. Đồng thời kiểm soát chất lượng nước trước khi chảy vào
địa bàn thành phố Thái Nguyên.
Điểm A3: Cầu Gia Bảy
- Vị trí lấy mẫu thuộc địa phận thành phố, nơi chịu ảnh hưởng bởi
nhiều các hoạt động đô thị, công nghiệp..., đặc biệt là các hoạt động cơng
nghiệp phía Đơng Bắc thành phố Thái Nguyên.
Điểm A4: Đập Thác Huống
- Vị trí này chịu ảnh hưởng bởi nước thải sinh hoạt, y tế và nước thải
của một số nhà máy, đặc biệt là nhà máy giấy Hồng Văn Thụ, dịng nước
thải khơng qua xử lý hoặc xử lý chưa đạt tiêu chuẩn môi trường. Các thơng số
khảo sát ở vị trí này sẽ thể hiện sự ảnh hưởng của hoạt đông công nghiệp đến
môi trường nước sơng.
Điểm A5: Cầu Mây
- Từ sau vị trí đập Thác Huống đến cấu mây là nơi có khu cơng nghiệp
luyện kim Thái Ngun đổ thải, ngồi ra chất lượng nước còn chịu sự ảnh
hưởng bởi các hoạt động nông nghiệp.
14


2.5.2. Phương pháp lấy mẫu, bảo quản và phân tích
2.5.2.1. Dụng cụ thu mẫu
Dụng cụ thu mẫu nước: Lọ thủy tinh hoặc nhựa polyetylen.
Dụng cụ thu mẫu động vật:
Các dụng cụ cần thiết để lấy mẫu động vật không xương sống cỡ lớn
gồm vợt ao (pondnet) và gầu Dredge, cả hai loại đều tuân theo thiết kế chuẩn.

Hình 2.3: Vợt Pondnet

Hình 2.4: Gầu Dredge

- Vợt Pondnet được sử dụng như là một dụng cụ chuẩn ở Anh và được
minh hoạ trong hình vẽ. Vợt gồm một khung hình chữ nhật, đỡ một cái túi
lưới với chiều sâu khoảng 50 cm. Kích thước mắt lưới thường có đường kính
1mm. Khung đỡ lưới được nối với một cán dài cỡ 1,5 m.
- Gầu Dredge cần cho việc lấy mẫu ở những đoạn (khúc) sông sâu hơn.
Loại thu mẫu tốt nhất ở Anh là loại gầu Dredge được mô tả bởi Holme và Mc
Intyre (1971) và được minh hoạ trong hình. Nó gồm một khung hình chữ nhật
bằng kim loại với kích thước 46x19 cm (+2 cm).
- Rây cứng.
- Khay nhựa.
2.5.2.2.Phương pháp lấy mẫu
Mẫu nước:
Các phương pháp thu mẫu và bảo quản mẫu được tiến hành theo
TCVN 5992 – 1995 và TCVN 5993 – 1995.
Thu mẫu:
- Dùng lọ thủy tinh hoặc nhựa polyetylen chứa mẫu.
- Đặt lọ lấy mẫu xuống cách mặt nước 30 – 50 cm, ngược với dòng chảy.
- Mẫu nước được lấy trước khi thu mẫu động vật để tránh những xáo trộn..
15


Mẫu động vật không xương sống cỡ lớn
Phương pháp thu mẫu bằng vợt tay được tiến hành theo ISO 7828 và lấy
mẫu định lượng trên nền đáy được tiến hành theo ISO 8265.
• Đối với sinh vật sống lơ lửng:
- Dùng nhíp nhặt tất các các sinh vật có trong đám thực vật, đặc biết là

lưu ý đến phần rễ. Sau đó cho đám thực vật vào khay lớn có chứa nước rồi
tiến hành lắc nhẹ để thu sinh vật rửa trôi vào khay.
- Dùng vợt tay sục qua đám thực vật, sau đó thu nhặt các sinh vật bơi tự do.
• Đối với sinh vật sống ở đáy:
Dùng vợt dredge tiến hành kéo rê vợt 03 đến 05 lần qua tất cả sinh cảnh
trong thủy vực và 01 lần kéo song song với bờ để thu các loài ven bờ. Sau đó,
rây mẫu trong khay chứa nước để thu thập các sinh vật bám trong vợt.
2.5.2.3.Phương pháp xử lý và bảo quản mẫu
a, Mẫu động vật không xương sống cỡ lớn
Mẫu được bảo quản theo TCVN 5993 – 1995:
- Ngoài hiện trường: Mẫu được chứa trong các túi nilong nhỏ và cố định
bằng dung dịch formon 4%. Mẫu được dán nhãn với các thông tin về tên địa
điểm lấy mẫu, ngày lấy mẫu, thời gian lấy mẫu.
- Phịng thí nghiệm: Mẫu được rây qua lưới và thu nhặt tất cá các vật
liệu thô. Mẫu sinh vật thu được nên chứa trong 02 lọ, có dung dịch bảo
quản cồn 70%: một dùng cho mẫu có kích thước lớn và một dùng cho mẫu
có kích thước nhỏ hơn.
Sau khi cho Foocmon vào mẫu, mẫu phải được giữ trong thuốc định
hình, ít nhất là qua đêm để mẫu được ngấm thuốc định hình. Tiếp sau đó, mẫu
phải được cố định trong foocmon cho đến khi chúng được phân loại, có thể
rửa tồn bộ thuốc định hình và lưu trữ mẫu trong cồn 70% (cồn metylic công
nghiệp). Cần được thực hiện việc này tại nơi thơng thống[7].
Lưu ý:
- Các mẫu cần được cố định trong foocmon ngay sau khi thu mẫu để
ngăn ngừa các lồi ăn thịt có trong mẫu khỏi ăn các sinh vật khác.
- Khi đổ foocmon phải đổ từ từ và phải đậy nắp an tồn. Phải giữ lại một
ít khí trong lọ mẫu để foocmon được trộn đều.
b, Mẫu nước
- Các chỉ tiêu được đo trực tiếp ngay khi lấy mẫu ngoài thực địa như:
nhiệt độ, pH, độ mặn, oxy hòa tan

16


- Một số các chỉ tiêu khác (TSS, BOD ) được bảo quản lạnh đưa về
phịng thí nghiệm phân tích
- Nhiệt độ và pH: Đo bằng máy HI 8733 - Conductivity meter
- EC: Đo bằng máy HI 8733 - Conductivity meter
- Độ mặn: Đo bằng máy HI 8733 - Conductivity meter
- DO: Đo bằng máy YSI Model 54 A Oxygen meter
2.5.2.4. Lựa chọn, định loại và đếm vật mẫu
Mẫu phải được rửa kỹ bằng nước trước khi phân loại. Mẫu được quan
sát và phân loại định dạnh đến mục họ dưới kính lúp có độ phóng đại 40 lần.
ĐVKXS cỡ lớn được định loại theo khóa định loại của Nguyễn Xuân Quýnh,
Clive Pinder, Dteve Tilling.
Kết quả phân tích về thành phần ĐVKXS được ghi chép vào phiếu điều
tra, đồng thời với việc phân loại cần phải đếm số lượng cá thể của từng họ
theo các mức độ để có những nhận xét về mức độ phong phú của từng họ[6].

17