Bài giảng chỉ thị sinh học môi trường chỉ thị sinh học môi trường nước GS TS nguyễn thế nhã

10-Feb-15

3. CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC

3. CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC

3.1. Vấn đề chung

3.1. Vấn đề chung

CHÚNG TA MUỐN ĐÁNH GIÁ CÁI GÌ?

Ảnh hưởng xấu/
Xáo trộn hệ sinh thái?

Mối nguy hại đối với
sức khỏe con người?

Thay đổi hoặc
Ảnh hưởng xấu đến
Số lượng và chất lượng nước?

 Ảnh hưởng của những sự cố tự nhiên hoặc nhân tạo
qua nhiều con đường: Các chất tổng hợp được đưa vào
nước, chế độ thủy văn và đặc điểm lý hóa của nước bị
thay đổi.
 Sinh vật nước mẫn cảm với sự thay đổi của môi trường
do các nguyên nhân tự nhiên (ví dụ tăng độ đục khi lũ lụt)
hoặc nhân tạo (ơ nhiễm hóa chất hoặc suy giảm DO).
 Sinh vật phản ứng khác nhau: chết hoặc di cư; suy giảm
khả năng sinh sản, kìm hãm hệ thống nội tiết cần thiết.

 Biết đặc điểm phản ứng của sinh vật với sự thay đổi của
mơi trường có thể sử dụng chúng làm sinh vật chỉ thị.

3. CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC

3. CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC

3.2. Yếu tố ảnh hưởng đến sinh vật

3.2. Yếu tố ảnh hưởng đến sinh vật

3.2.1. Yếu tố tự nhiên
 Dung trọng nước (density of the water: 1g/cm3) cho
phép sinh vật sinh tồn trong môi trường ở thể treo
(suspension).
 Sinh vật nổi [plankton: phù du, phiêu sinh] cùng sinh vật
bơi tự do (nekton) và sinh vật đáy (benthos) sinh sống
phụ thuộc vào thời gian tồn lưu nước (residence time
(or retention time)). Nước chảy dễ cuốn trơi sinh vật nổi 
nhóm này thường cư trú ở thủy vực nước tĩnh.
 Cá với khả năng bơi tự do  có thể cư trú ở thủy vực
nước chảy mạnh.
 Các đặc điểm thích nghi với thủy vực nước chảy hoặc
nước tĩnh… là cơ sở nhận biết quan hệ sinh vật - MT

3.2.1. Yếu tố tự nhiên (tiếp tục):
 Độ phong phú các chất dinh dưỡng hịa tan và lơ lửng
 Mức dinh dưỡng khơng đổi thường cho phép quần xã
sinh vật nổi và sinh vật đáy khác nhau phát triển.
 Nguồn dinh dưỡng hòa tan dồi dào có ở thủy vưc nước

tĩnh hoặc nước chảy chậm cho phép thực vật thủy sinh
cỡ lớn sinh trưởng, cung cấp thức ăn, nơi cư trú và sinh
sản cho các sinh vật khác.

1


10-Feb-15

3. CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC

3. CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC

3.2. Yếu tố ảnh hưởng đến sinh vật

3.2. Yếu tố ảnh hưởng đến sinh vật

3.2.2. Yếu tố nhân tạo

3.2.2. Yếu tố nhân tạo (tiếp )

 Ảnh hưởng trực tiếp như: đưa chất độc vào nước, làm
tăng hàm lượng chất chất rắn lơ lửng, thay đổi sinh
cảnh, làm suy giảm lượng ôxy…
 Ảnh hưởng gián tiếp như: Khả năng bắt giữ kim loại
(Chelating capacity)

 Ô nhiễm hoặc xáo trộn môi trường nước được thể hiện
thông qua:
1. Đặc điểm vật lý

2. Đặc điểm hóa học,
3. Quần thể vi sinh vật và
4. Quần thể động vật KXS đáy

3. CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC

Cửa cống: chất thải đi vào

3.2. Yếu tố ảnh hưởng đến sinh vật
3.2.3. Thay đổi đặc điểm của môi trường nước
3.2.3.1. Sự thay đổi đặc điểm vật lý của môi trường nước
 Sự xuất hiện hay vắng mặt sinh vật nước phụ thuộc vào
đặc điểm vật lý của môi trường và sinh cảnh liên quan

Tảo
Vi khuẩn

 ĐĐ vật lý dễ bị thay đổi bởi các hoạt động của con
người như: đắp đê, đào kênh, xây dựng hệ thống mương
Thối hóa
Nước
Phân hủy
sạch
mạnh

Khoảng cách về cuối nguồn
Phục hồi
Nước sạch

A và B: Tính chất lý hóa của nước: BOD, O2, Chất rắn hòa tan (Salt), chất rắn lơ lửng (SS)

C: Quần thể vi sinh vật: nấm nước thải (Sewage fungus); tảo, vi khuẩn, động vật nguyên
sinh (protozoa)…
D: Quần thể động vật KXS: Giun ít tơ (Tubificidae); Muỗi lắc/chỉ hồng (Chironomus); Chân
đều (Asellus) và khu hệ động vật nước sạch (clean water fauna)
(Theo Hynes, 1960)

máng.
 Thay đổi tự nhiên xảy ra trong các hồn cảnh khí hậu và
địa lý ở từng địa phương

2


10-Feb-15

3. CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC

3.2. Yếu tố ảnh hưởng đến sinh vật

3.2. Yếu tố ảnh hưởng đến sinh vật

3.2.3. Thay đổi đặc điểm của môi trường nước
3.2.3.1. Sự thay đổi đặc điểm vật lý của môi trường nước
 Nước mưa bão chảy xiết hoặc hạn hán kéo dài dẫn đến
sự thay đổi đột ngột hay dần dần sinh cảnh tự nhiên, ví dụ
sự gia tăng bồi lắng hoặc rửa trơi lịng sơng dẫn đến sự
thay đổi khu hệ thực vật và động vật nước.
 Sự thay đổi này có thể rất mạnh, bao gồm cả sự biến mất
lồi nhất thời hoặc lâu dài
 Vì vậy cần hiểu rõ chế độ thủy văn khi thiết kế chương

trình đánh giá chất lượng môi trường nước, sao cho ảnh
hưởng tự nhiên và ảnh hưởng nhân tạo được tách bạch
một cách rõ ràng

3.2.3. Thay đổi đặc điểm của môi trường nước

Tháng
1

2

3

4

5

6

7

8

9

10 11 12

Diệp lục a

3.2.3.2. Sự thay đổi của DO (Dissolved oxygen)

 Ôxy là yếu tố quan trọng đối với sự sống, đặc điểm hóa
học của mơi trường
 Nồng độ O2 dưới 100% mức bão hịa có thể thấy ở những

hồn cảnh đặc biệt: đáy hồ giầu chất dinh dưỡng hoặc
vào ban đêm ở các dịng sơng nước chảy chậm (xem ba
hình kế sau đây!)

Ơxy hịa tan (DO) (% bão hịa)

Độ sâu

3. CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC

Tháng

Thời gian
Giờ

Nồng độ ôxy và chlorophyll a ở hồ Mendota, Minnesota trong năm 1976. Suy giảm
ôxy (Oxygen depletion) vào các tháng Bảy (J), Tám (A) và Chín (S) tương ứng với
thời kỳ tảo có lượng sinh khối cao (qua chỉ số diệp lục a). Nguyên nhân do sự lắng
chìm của tảo xuống đáy hồ (Theo ILEC, 1987-1989)

Biến động của O2 và pH liên quan đến sản lượng tảo ở một
dịng sơng phú dưỡng (P = Quang hợp; R = Hô hấp)

3

10-Feb-15

3. CHỈ THỊ SINH HỌC MƠI TRƯỜNG NƯỚC

Nồng độ ơxy

3.2. Yếu tố ảnh hưởng đến sinh vật

Ơxy hịa tan (DO)

Bão hịa

mức bão hịa

Nồng độ ơxy

Thời gian

N: Buổi trưa
MN: Nửa đêm

Biến đổi của chu kỳ ơxy hịa tan ở hai khu vực sơng Saar có
ơ nhiễm chất hữu cơ: A: Güdingen (khơng bị ơ nhiễm); B:
Vưlklingen (bị ơ nhiễm) (theo Müller và Kirchesch, 1980)

3.2.3. Thay đổi đặc điểm của môi trường nước
3.2.3.2. Sự thay đổi của DO (Dissolved oxygen)
 Ở các sinh cảnh ơxy có nồng độ thấp thường thấy các lồi
đã thích nghi với hồn cảnh này. Trong điều kiện bình
thường các lồi này thường hiếm nhưng chúng sẽ trở nên

phổ biến hơn cùng với mức ô nhiễm và phú dưỡng.
 Tuy nhiên nhiều lồi có khả năng sống sót khi thiếu ơxy
trong thời gian ngắn, rất ít lồi chịu được nhiều ngày hoặc
nhiều giờ thiếu ôxy.
 Khả năng sống sót của sinh vật ở các mức thiếu hụt ơxy
khác nhau là cơ sở xác định chỉ số sinh học và phương
pháp đánh giá chất lượng nước

3. CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC

3. CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC

3.2. Yếu tố ảnh hưởng đến sinh vật

3.2. Yếu tố ảnh hưởng đến sinh vật

3.2.3. Thay đổi đặc điểm của môi trường nước
3.2.3.3. Thời gian phơi nhiễm (TG ảnh hưởng)
 Thời kỳ nồng độ của chất ơ nhiễm có tác dụng/ảnh hưởng
 Thời gian này có thể dài hơn (hậu quả) hoặc ngắn hơn
(do hiệu ứng hòa tan) thời gian đo được nồng độ cao của
chất gây ô nhiễm.
 Nồng độ cao có thể chỉ tập trung ở một vị trí nào đó (bờ
sơng, đáy sơng… do đó ảnh hưởng đến thời gian phơi
nhiễm của các nhóm sinh vật.
 Một số lồi có phản ứng nhanh với chất độc gây ô nhiễm
 chỉ thị tốt
 Thời gian tích lũy chất độc ở sinh vật tích tụ thường lâu
hơn  phát hiện thay đổi chậm hơn
 Phú dưỡng là vấn đề dài hạn.

3.2.3. Thay đổi đặc điểm của môi trường nước
3.2.3.4. Nồng độ
 Phản ứng sinh lý hoặc tập tính của sinh vật phụ thuộc vào
nồng độ các chất tự nhiên hoặc chất ơ nhiễm có trong
mơi trường cũng như thời gian cần thiết để các chất này
có tác dụng tới các hệ cơ quan của sinh vật.
 Nồng độ gây ra tác động độc hại phụ thuộc vào nhiều
yếu tố mơi trường: có chất độc khác, thiếu chất dinh
dưỡng, các yếu tố vật lý như thay đổi sinh cảnh, trầm tích,
khơ hạn, thiếu ơxy, tình trạng stress.  thơng số có được
trong phịng thí nghiệm có thể khác so với thực địa

4


10-Feb-15

3. CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC

3. CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC

3.2. Yếu tố ảnh hưởng đến sinh vật

3.2. Yếu tố ảnh hưởng đến sinh vật

3.2.3. Thay đổi đặc điểm của môi trường nước
3.2.3.4. Nồng độ

3.2.3. Thay đổi đặc điểm của môi trường nước

3.2.3.5. Khả năng bắt kim loại Chelating capacity

 Một số chất có độ độc hại khác nhau đối với các loài

 Khả năng bắt giữ các ion kim loại của hợp chất hữu cơ. Ví

khác nhau
 Nồng độ cao nhất khơng gây ảnh hưởng (no observed

dụ

axit

humic

và

axit

fulvic

hoặc

EDTA

(ethylenediaminetetraacetic acid).

effect concentration = NOEC) NĐ không quan sát thấy

hiệu ứng

 NOEL (No Observable Effect Level): Mức ảnh hưởng
không quan sát được

Ví dụ về một axit humic
điển hình, có một loạt các
thành phần như quinon,
phenol, catechol và các
nửa đường

3. CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC

3. CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC

3.2. Yếu tố ảnh hưởng đến sinh vật
3.2.3. Thay đổi đặc điểm của môi trường nước
3.2.3.5. Khả năng bắt kim loại Chelating capacity

3.2. Yếu tố ảnh hưởng đến sinh vật

 Các hợp chất này có thể từ từ nhả trả lại nước
các ion kim loại mà chúng đã bắt giữ

 Như vậy khả năng bắt giữ kim loại phụ thuộc
vào hàm lượng axit humic và các phối tử (ligand)

3.2.3. Thay đổi đặc điểm của môi trường nước
3.2.3.5. Khả năng bắt kim loại Chelating capacity
 Độ cứng có vai trò quan trọng đối với phân bố của sinh vật
nước nên nhiều loài là sinh vật chỉ thị cho NƯỚC CỨNG
hoặc NƯỚC MỀM

 Sinh vật có vỏ can-xi cần hàm lượng can-xi cao chỉ thị cho
nước cứng.
 Côn trùng bộ Cánh úp (Plecoptera - stoneflies) và một số
loài giun dẹt chỉ thị cho loại nước mềm

cũng như độ cứng của nước (nồng độ hịa tan
chất khống như canxi, ma-nhê….). Nhiều can-xi
và ma-nhê  nước cứng và ngược lại.

5


10-Feb-15

3. CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC

3. CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC

3.2. Yếu tố ảnh hưởng đến sinh vật
3.2.3.5. Khả năng bắt kim loại Chelating capacity

3.2. Yếu tố ảnh hưởng đến sinh vật
3.2.3.5. Khả năng bắt kim loại Chelating capacity

 Nhu cầu khác nhau có thể thấy ở các lồi cùng họ. Ví dụ
Gammarus pulex và G. roeseli thích nước cứng, có thể
chịu được suy giảm lượng ôxy, trong khi G. fossarum lại
mẫn cảm với ô nhiễm chất hữu cơ và thiếu ơxy, nhưng
sống sót được ở nơi nước ít cứng hơn
 Tuy nhiên G. fossarum khơng chịu được nước rất mềm.

 Lồi có họ hàng rất gần Niphargus sống được ở nước
mềm, nơi nước sạch có rất ít can-xi

 Độ độc của các chất phụ thuộc vào độ cứng của nước
 Độ độc của đồng và kẽm rất khác nhau phụ thuộc vào
nồng độ can-xi. Nồng độ can-xi càng cao độ độc càng
giảm. Nồng độ kẽm hoặc đồng chấp nhận được theo EU

G. roeseli
Niphargus
Gammarus pulex

G. fossarum

Độ cứng của nước (mg l-1 CaCO3)
10
50
100
500
Total zinc (mg l-1) – Tổng lượng kẽm
Đối với nhóm cá hồi
0,03
0,2
0,3
0,5
Đối với nhóm cá chép
0,3
0,7
1,0
2,0

Dissolved copper (mg l-1) Lượng đồng hòa tan
Cá hồi+ cá chép
0,005
0,022
0,04
0,112

3. CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC

3. CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC

3.2. Yếu tố ảnh hưởng đến sinh vật
3.2.3.5. Khả năng bắt kim loại Chelating capacity

3.2. Yếu tố ảnh hưởng đến sinh vật

 Kẽm độc hại hơn đối với VI KHUẨN so với các sinh vật
khác, kể cả người, vì vậy vi khuẩn
 Độ độc của kim loại có thể giảm khi nước có nhiều axit
humic do khả năng bắt giữ kim loại của chúng (thường
được gọi là “nước nâu” “brown waters” Rio Negro, Brazil)

3.2.3. Thay đổi đặc điểm của môi trường nước
3.1.2.6. Độ chua (Acidity)
 Một số loài sinh vật mẫn cảm với độ chua hoặc độ kiềm
của nước.
 Mưa axit có thể làm giảm độ pH, tăng nồng độ nhôm đều
gây độc cho động vật không xương sống và cá.

6

10-Feb-15

3. CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC

3. CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC

3.3. Các hiệu ứng sinh học

3.4. Các kiểu tiếp cận trong đánh giá sinh học

Thay đổi thành phần lồi sinh vật nước.
Thay đổi nhóm sinh vật ưu thế trong một sinh cảnh
Suy giảm số lượng loài – làm nghèo loài
Tỷ lệ chết cao ở các giai đoạn mẫn cảm như trứng,
con non
5. Chết toàn bộ quần thể
6. Thay đổi tập tính của sinh vật
7. Thay đổi q trình trao đổi chất • changes in
physiological metabolism, and
8. Thay đổi mơ và dị dạng hình thái
Các hiệu ứng này có thể được kết hợp với phương
pháp giám sát và đánh giá sinh học nhằm cung cấp
thông tin về những lĩnh vực khác nhau của vấn đề
chất lượng nước như:
1.
2.
3.
4.

Tiếp cận sinh thái
Phương pháp sử dụng vi sinh vật
Tiếp cận sinh lý, sinh hóa
Sử dụng sinh vật trong mơi trường được kiểm
soát – phương pháp sử dụng sinh vật thí nghiệm
5. Tích lũy sinh học
6. Phương pháp phân tích mơ và hình thái
1.
2.
3.
4.

Đánh giá các phương pháp này trong bảng 3.1

3. CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC

3. CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC

3.5. Phương pháp sinh học đánh giá môi
trường nước

3.6. CHỈ THỊ SH ĐẶC TRƯNG CHO MT NƯỚC
3.6.1. Các lồi sinh vật chỉ thị
1. Phải có đặc tính rất nhạy cảm (sensitive) hoặc
2. Có khả năng chống chịu (tolerant) hoặc
3. Có khả năng tích luỹ các độc tố trong cơ thể.

1. Cung cấp thông tin hệ thống về chất lượng
nước dưới dạng chỉ thị sinh học

2. Quản lý tài nguyên thủy sản
3. Xác định khái niệm nước sạch bằng các tiêu
chuẩn sinh học hoặc bằng phương pháp chuẩn
4. Cung cấp cơ chế cảnh báo sớm, ví dụ phát
hiện ô nhiễm bất ngờ và
5. Đánh giá chất lượng nước với sự thừa nhận
mối quan hệ sinh thái – kinh tế - chính sách

 Những lồi này vắng mặt hoặc có mặt, có
những biến đổi về hình thái, số lượng, sinh lý,
tập tính, hoặc được phân tích hàm lượng một
số độc tố trong mô cơ thể, được xem xét để
đánh giá chất lượng mơi trường nước ở đó.

7


10-Feb-15

3. CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC

3. CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC

3.6. CHỈ THỊ SH ĐẶC TRƯNG CHO MT NƯỚC
3.6.1. Các loài sinh vật chỉ thị
 Loài mẫn cảm: Hầu hết ấu trùng của các lồi
cơn trùng cánh úp (Plecoptera) được xem là các
loài chỉ thị cho môi trường nước sạch (thường ở
các suối sạch đầu nguồn).

3.6. CHỈ THỊ SH ĐẶC TRƯNG CHO MT NƯỚC
3.6.1. Các loài sinh vật chỉ thị
 Loài chống chịu: Muỗi lắc (Chironomus
riparius), giun ít tơ (Tubifex tubifex, Limnodrilus
hoffmeisteri) thường được xem là lồi chỉ thị cho
nước bị ơ nhiễm hữu cơ.
Tubifex

Chironomus riparius

3. CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC

3. CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC

3.6. CHỈ THỊ SH ĐẶC TRƯNG CHO MT NƯỚC
3.6.1. Các lồi sinh vật chỉ thị
 Lồi tích tụ: Thuỷ sinh vật có khả năng tích tụ
các muối kim loại: Rêu, thực vật lớn (bèo), tảo

3.6. CHỈ THỊ SH ĐẶC TRƯNG CHO MT NƯỚC
3.6.1. Các loài sinh vật chỉ thị

Rêu Fontinalis antipyretica
tích lũy Cadmium (Cd2+)

Bèo cái (Pistia stratiotes)

Lục bình (Eichhornia crassipes)?

1.

2.
3.
4.
5.
6.

Vi khuẩn
Tảo Chlorella
Bèo dâu
Muỗi chỉ hồng
Giun ít tơ
….

Chlorella vulgaris

8


10-Feb-15

3. CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC

3. CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC

3.6. CHỈ THỊ SH ĐẶC TRƯNG CHO MT NƯỚC
3.6.2. Các quần xã chỉ thị
Thu thập và phân tích các thơng số về nơi cư trú
của quần xã sinh vật gồm:
1. Thực vật bám (periphyton),
2. Động vật không xương sống đáy cỡ lớn

3. Cá.…

3.6. CHỈ THỊ SH ĐẶC TRƯNG CHO MT NƯỚC
3.6.3. Sinh vật chỉ thị môi trường nước chảy
1. Vi khuẩn - Bacteria
2. Động vật nguyên sinh - Protozoa
3. Tảo - Algae
4. Thực vật
• Thực vật lớn – Macrophyta
• Thực vật nổi
5. Động vật khơng xương sống cỡ lớn –
Macroinvertebrates
6. Cá
Bảng 3.2. Ưu nhược điểm của các nhóm SVCT

3. CHỈ THỊ SINH HỌC MƠI TRƯỜNG NƯỚC

3. CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC

3.6. CHỈ THỊ SH ĐẶC TRƯNG CHO MT NƯỚC
3.6.3. Sinh vật chỉ thị môi trường nước chảy
Bộ chỉ thị sinh học đầy đủ Việt Nam (Lê Hoàng Anh,
2010)
1. Thực vật nổi (Phytoplankton)

3.6. CHỈ THỊ SH ĐẶC TRƯNG CHO MT NƯỚC
3.6.3. Sinh vật chỉ thị môi trường nước chảy
Bộ chỉ thị sinh học rút gọn Việt Nam (Lê Hoàng
Anh, 2010)
1. Thực vật nổi,

2. Động vật nổi
3. Động vật không xương sống đáy cỡ lớn,

2. Thực vật bám (Periphyton)
3. Thực vật thuỷ sinh lớn (Macrophyta)
4. Động vật nổi (Zooplankton)
5. Động vật KXS đáy cỡ lớn (Macrobenthos)
6. Động vật KXS đáy cỡ trung bình và giun trịn
(Nematoda)

Ba loại chỉ thị:
1. Chỉ thị loài,
2. Chỉ số đa dạng và
3. Hệ thống tính điểm BMWP
Bảng 3.3. Bộ chỉ thị đầy đủ và rút gọn

7. Cá (Fishes)

9


10-Feb-15

3. CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC

3. CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC

3.6. CHỈ THỊ SH ĐẶC TRƯNG CHO MT NƯỚC
3.6.4. Sinh vật chỉ thị môi trường nước chảy
3.6.1. Vi khuẩn chỉ thị ô nhiễm phân

3.6. CHỈ THỊ SH ĐẶC TRƯNG CHO MT NƯỚC
3.6.4. Sinh vật chỉ thị môi trường nước chảy
3.6.1. Vi khuẩn chỉ thị ô nhiễm phân

• Vi khuẩn có liên quan đến sức khoẻ cộng đồng và sự
lan truyền qua đường nước
• Coliform tổng số, Coliform phân, và E. Coli là các
chỉ thị cho điều kiện vệ sinh của nước.
• Mẫu nước được kiểm tra Coliform tổng số.
• Nếu có Coliform tổng số, mẫu đó sẽ được kiểm tra cả
Coliform phân và E.coli. Nếu có coliform phân  ơ nhiễm
• Nhóm vi khuẩn E.Coli là một nhóm nhỏ thuộc nhóm
Coliform phân.
• Sự hiện diện của E. Coli trong mẫu nước cho thấy sự
ô nhiễm phân, có sự ơ nhiễm thời gian gần đây.

 VK coliform tổng số thường
được tìm thấy trong mơi trường
(thực vật, đất…) và nhìn chung
đều khơng có hại.
 VK coliform phân là nhóm nhỏ
trong coliform tổng số. chúng
xuất hiện với số lượng lớn ở ruột
và phân người, động vật.
 E. coli là nhóm nhỏ trong nhóm
coliform phân. Hầu hết VK E. coli
đều khơng có hại nhưng chỉ thị
cho ơ nhiễm phân.

Total coliform = coliform tổng số
Fecal Coliform = coliform phân
Thermotolerant Coliform = chịu nhiệt

3. CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC
3.6.1. Vi khuẩn chỉ thị ô nhiễm phân
1. VSV chỉ thị ô nhiễm phân
1. Nhóm Coliform: đặc trưng là Escherichia coli
(E. coli)
2. Nhóm Streptococci: liên cầu, đặc trưng là
Streptococcus faecalis nguồn gốc từ người,
S. bovis từ cừu, S. equinus từ ngựa.
3. Nhóm Clostridia: khử sunfit đặc trưng là
Clostridium perfringens
đều dùng để phát hiện sự nhiễm phân trong
nước.
Tuy nhiên E. coli thường được lựa chọn

10


10-Feb-15

3. CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC

3. CHỈ THỊ SINH HỌC MƠI TRƯỜNG NƯỚC

3.6.1. Vi khuẩn chỉ thị ơ nhiễm phân

3.6.1. Vi khuẩn chỉ thị ô nhiễm phân

o E. coli thường được lựa chọn vì là nhóm quan
trọng nhất, có thể xác định được trong điều kiện
thực địa;
o Xác định dễ hơn so với 2 nhóm khác (ví dụ
nhóm Streptococci cần thời gian định ơn lâu,
cịn Clostridia cần tiến hành ở 800C và lên men

Escherichia coli

Clostridium
perfringens

Streptococcus

2 lần)

3. CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC

3. CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC
3.6.1. Vi khuẩn chỉ thị ô nhiễm phân

Vi khuẩn gây bệnh: chỉ thị nguồn nước ô nhiễm
không thể sử dụng.

Số lượng coliform hay E. coli được biểu diễn bằng số khả
hữu MPN (Most Probable Number). Chi tiết xem:
/>/asp/image/hoanuocphan2(1).pdf

VK salmonella_typhi gây bệnh thương hàn

11


10-Feb-15

3. CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC

3. CHỈ THỊ SINH HỌC MƠI TRƯỜNG NƯỚC

3.6.1. Vi khuẩn chỉ thị ơ nhiễm phân
Khi cần xác định nước bị nhiễm bẩn bởi phân người
hay phân gia súc sử dụng tỉ lệ Fecal coliform trên
Fecal streptococci.

3.6.2. Động vật nguyên sinh - Protozoa
2. Động vật nguyên sinh (đơn bào) - Protozoa:
Sử dụng chất hữu cơ rắn làm thức ăn, có vai
trị quan trọng trong chuỗi thức ăn. Dễ thu mẫu.
Tính chỉ số hoại sinh do thích nghi tốt ở mơi
trường giàu chất hữu cơ

Fecal coliform

Faecal streptococci
E. coli

Fecal streptococci chủ yếu sống
trong ruột động vật.
flaellates

colpidium

3. CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC

3. CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC

3.6.3. Tảo - Algae

3.6.3. Tảo - Algae

3. Tảo - Algae: Có khả năng quang hợp, đơn bào

3. Tảo - Algae:
• Phát triển mạnh trong điều kiện nước ấm, giàu
chất hữu cơ Nitơ và Photpho từ nguồn nước
thải sinh hoạt, cơng nghiệp thực phẩm, phân bón
• Có sức chịu đựng với các chất hữu cơ, Đồng
nhưng không chỉ thị được cho mơi trường ơ
nhiễm thuốc trừ sâu
• Tảo có thể dùng làm chỉ thị cho độ axit, ơ
nhiễm hữu cơ, phú dưỡng trong hồ hoặc suối.

hoặc nhánh dài; thực vật nổi (Phytoplankton),
sinh vật tự dưỡng, sử dụng carbonic hoặc
carbonat cùng phosphate, nitơ và vi lượng
(magiê, bo, corban, canxi) để phát triển, sinh vật
sống bám (periplankton)….

12

10-Feb-15

3. CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC
3.6.3. Tảo - Algae

3. CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC
3.6.2.

3. Tảo - Algae:
 Kích thước nhỏ, vì vậy đánh giá sự thay đổi của
môi trường dựa theo số lượng lớn cá thể của
quần xã tảo có thể tiến hành dễ dàng.
 Với lồi tảo sống bám trên bề mặt đá địi hỏi
chú trọng trong khâu lẫy mẫu.
 Chu kỳ sống ngắn nên không phù hợp để đánh
giá tác động môi trường trong thời gian dài.

3. Tảo - Algae:
• Tảo lam Blue Algae: Phormidium, Anabacna,
Oscilatoria, Anacystis, Lyngbia, Spirulina.
• Tảo lục Green Algae: Careia, Spirogyra,
Teraedron, cocum, Chlorella, Stigeoclonium,
Chlamydomonas, Chlorogonium, Agmenllum.
• Tảo Silic: Nitochia, Gomphonema.
• Tảo mắt: Pyro botryp – Phacus, Lepocmena
– Eugrema.

3. CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC

3. CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC

3.6.3. Tảo - Algae

3.6.3. Tảo - Algae

3. Tảo - Algae:

3. Tảo - Algae:
• Tảo Chlorella có khả năng loại bỏ N-NH4+,
PO43-của nước thải sinh hoạt rất cao. Giá trị
các chỉ số này trong nước sau xử lý đạt TCVN
5942-1995 về nước mặt. Trong phòng TN NNH4+ giảm 99% ,PO43- giảm 98%.

• Tảo Chlorella sinh trưởng tốt trong các nguồn nước
thải có COD từ 200-700 mg/l (Chemical Oxygen
Demand - nhu cầu oxy hóa học). Phát triển tốt nhất
trong nước thải sinh hoạt với COD từ 200-400 mg/l,
sinh khối đạt 400-1000mg tảo khơ/sau 5-6 ngày.
• Tảo Chlorella thể hiện khả năng phân hủy COD và
BOD (Biochemical Oxygen Demand- nhu cầu oxy sinh
hố) rất cao đối với nước thải sinh hoạt.
• Ni trong các bể ở điều kiện phịng thí nghiệm, COD
giảm 84%, BOD giảm 90%.

• Tảo Chlorella có khả năng hấp thụ Cu và Zn
trong mơi trường nước thải tổng hợp.
• Hiệu quả loại bỏ Cu đạt 94-95% sau 20 ngày
và hiệu quả loại bỏ Zn đạt 97% sau 16 ngày.

13


10-Feb-15

Tảo HOÀNG GIA; Nhật Bản: 1550 viên/hộp. 680.000 VND
Tảo lục tiểu cầu Chlorella là một loài vi tảo cực kỳ quý
giá,chứa đầy đủ các acid amin, vitamin, khoáng chất đa
lượng và vi lượng, các acid béo không no, acid nucleic (RNA
và DHA), đặc biệt hàm lượng Cholorophyll cao nhất trong các
loài thực vật mà con người được biết đến .
Tác dụng: Tốt trong việc đào thải chất độc ra khỏi cơ thể, làm
chậm sự lão hoá của tế bào, làm đẹp da, giảm cholesterol,
ngăn ngừa ung thư, phòng chống béo phì.

3. CHỈ THỊ SINH HỌC MƠI TRƯỜNG NƯỚC

3. CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC

3.6.3. Tảo - Algae

3.6.4. Thực vật

3. Tảo - Algae: xem thêm
•

4. Thực vật
•

Thực vật lớn (Macrophyta): Bèo, lau, sậy
… phát triển mạnh ở nước tù, chứa nhiều
chất dinh dưỡng  giống như tảo, rong chỉ
thị cho hiện tượng phú dưỡng

Tảo beegiatoa
chỉ thị MT nồng độ
Hydrogen Sulfat cao.

Oscillatoria thuộc
ngành tảo lam
chỉ thị MT giàu chất
hữu cơ.

Tảo Sphaerolitus
chỉ thị cho môi trường
giàu protein, glucid,
chất béo.

(eutrophication).

14


10-Feb-15

3. CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC

3. CHỈ3. THỊ
SINH

HỌC
MÔI
TRƯỜNG
CHỈ THỊ
SINH
HỌC
MƠI
TRƯỜNGNƯỚC
NƯỚC

3.6.4. Thực vật

3.6.4. Thực vật

4. Thực vật

4. Thực vật
• Thực vật nổi (Phytoplankton): chỉ thị ơ nhiễm
nguồn nước do:

•

Thực vật lớn (Macrophyta):
• ảnh Bèo,
• ảnh lau, sậy …

Ơ nhiễm hữu cơ (gây kiệt oxy hịa tan)
Phú dưỡng hóa
Ơ nhiễm do hóa chất độc (kim loại nặng,
thuốc bảo vệ thực vật, hydrocacbon dị vịng)

Ơ nhiễm do dầu, mỡ

3. CHỈ3. THỊ
SINH
HỌC
MƠI
TRƯỜNG
CHỈ THỊ
SINH
HỌC
MƠI
TRƯỜNGNƯỚC
NƯỚC

3. CHỈ3. THỊ
SINH
HỌC
MƠI
TRƯỜNG
CHỈ THỊ
SINH
HỌC
MƠI
TRƯỜNGNƯỚC
NƯỚC

3.6.5. Động vật khơng xương sống đáy
5. Động vật khơng xương sống cỡ lớn –
Macroinvertebrates
• Tại sao sử dụng ĐVKXS cỡ lớn 01?

• Có nhiều phương pháp khác để phân tích số
liệu, dễ thực hiện nhưng thu thập nhiều mẫu
gặp khó khăn do phân bố rải rác
• ĐVKXSCL sống cố định tại đáy thuỷ vực, chịu
tác động trực tiếp của chất lượng nước và chế
độ thuỷ văn (oxy hồ tan, ơ nhiễm chất hữu cơ,
thuốc BVTV, kim loại nặng)

3.6.5. Động vật không xương sống đáy
5. Động vật không xương sống cỡ lớn –
Macroinvertebrates – động vật đáy – Vì sao?

• Phổ biến trong sơng, hồ
• Đa dạng về lồi
• Đặc trưng cho điều kiện thủy văn, cấu trúc
nền đáy và chất lượng nước.
• Tương đối cố định tại đáy sông, hồ, chịu
sự thay đổi liên tục chất lượng nước và chế
độ thủy văn trong ngày.
• Thời gian phát triển khá lâu (vài tuần đến
vài tháng),
• Dễ thu mẫu và dễ phân loại.

15


10-Feb-15

3. CHỈ3. THỊ
SINH

HỌC
MƠI
TRƯỜNG
CHỈ THỊ
SINH
HỌC
MƠI
TRƯỜNGNƯỚC
NƯỚC
3.6.5. Động vật khơng xương sống đáy
5. Động vật không xương sống cỡ lớn –
Macroinvertebrates – Tại sao 02?
• Tích luỹ hóa chất BVTV, kim loại nặng trong mơ
• Đã có Chỉ số quan trắc sinh học BMWP
(Biological Monitoring Working Party) dựa vào số
loài và phân bố động vật không xương sống để

đánh giá chất lượng nguồn nước

3. CHỈ3. THỊ
SINH
HỌC
MƠI
TRƯỜNG
CHỈ THỊ
SINH
HỌC
MƠI
TRƯỜNGNƯỚC
NƯỚC

3.6.5. Động vật khơng xương sống đáy
5. Động vật không xương sống cỡ lớn –
Macroinvertebrates – động vật đáy
Châu Âu dùng ĐV đáy khơng xương sống (nghêu,
sị, ốc, hến…) làm chỉ thị sinh học quan trắc ô
nhiễm nước do các ngun nhân:
• Ơ nhiễm hữu cơ  suy giảm oxi hịa tan.
• Ơ nhiễm do các chất dinh dưỡng
• Ơ nhiễm do kim loại nặng và thuốc bảo vệ
thực vật.

3. CHỈ3. THỊ
SINH
HỌC
MÔI
TRƯỜNG
CHỈ THỊ
SINH
HỌC
MÔI
TRƯỜNGNƯỚC
NƯỚC

3. CHỈ3. THỊ
SINH
HỌC
MÔI
TRƯỜNG
CHỈ THỊ
SINH

HỌC
MÔI
TRƯỜNGNƯỚC
NƯỚC

3.6.5. Động vật không xương sống đáy
5. Động vật không xương sống cỡ lớn –
Macroinvertebrates – động vật đáy
•

3.6.5. Động vật khơng xương sống đáy

Chironomus
Muỗi chỉ hồng
Rhyacophilidae

Sphaeridae

5. Động vật không xương sống cỡ lớn Macroinvertebrates
•

Giun ít tơ

Rận nước

Lymnaediae

Baetis

Glossiphonia

16


10-Feb-15

3. CHỈ3. THỊ
SINH
HỌC
MƠI
TRƯỜNG
CHỈ THỊ
SINH
HỌC
MƠI
TRƯỜNGNƯỚC
NƯỚC

3. CHỈ3. THỊ
SINH
HỌC
MƠI
TRƯỜNG
CHỈ THỊ
SINH
HỌC
MƠI
TRƯỜNGNƯỚC
NƯỚC

3.6.5. Động vật khơng xương sống đáy

3.6.5. Động vật không xương sống đáy

5. Động vật không xương sống cỡ lớn Macroinvertebrates

5. Động vật không xương sống cỡ lớn Macroinvertebrates
•
mayfly_larva

Corixidae

Dytiscidae

Chironimus

ấu trùng chuồn chuồn
cased - caddis - larva gammarus pulex

3. CHỈ3. THỊ
SINH
HỌC
MÔI
TRƯỜNG
CHỈ THỊ
SINH
HỌC
MÔI
TRƯỜNGNƯỚC
NƯỚC

3. CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC

3.6.6. Động vật nổi

3.6.6. Động vật nổi

6. Động vật nổi (Zooplankton)

• Là thức ăn giàu dinh dưỡng cho nhiều
loại cá ở giai đoạn ấu trùng
• là chỉ thị cho nước ô nhiễm hữu cơ

17


10-Feb-15

3. CHỈ3. THỊ
SINH
HỌC
MÔI
TRƯỜNG
CHỈ THỊ
SINH
HỌC
MÔI
TRƯỜNGNƯỚC
NƯỚC
3.6.6. Động vật nổi

3. CHỈ3. THỊ
SINH
HỌC
MÔI
TRƯỜNG
CHỈ THỊ
SINH
HỌC
MÔI
TRƯỜNGNƯỚC
NƯỚC
3.6.7. Cá

6. Động vật nổi Zooplankton
•

7. Cá: Động vật máu lạnh, nhiều lồi có đặc điểm
khác nhau về hình thái, thức ăn, sinh sản, phát
triển , thích nghi cùng sinh sống trong thủy vực
nên có thể sử dụng làm sinh vật chỉ thị:
• Chỉ thị tốt cho các tác động lâu dài bởi vì đời
sống của cá dài và có khả năng di động (Karr
et al. 1986).
• Quần xã cá với nhiều kiểu dinh dưỡng (ăn tạp,
ăn thực vật, ăn côn trùng, ăn sinh vật nổi, ăn cá
con).

3. CHỈ3. THỊ
SINH

HỌC
MÔI
TRƯỜNG
CHỈ THỊ
SINH
HỌC
MÔI
TRƯỜNGNƯỚC
NƯỚC

3. CHỈ3. THỊ
SINH
HỌC
MƠI
TRƯỜNG
CHỈ THỊ
SINH
HỌC
MƠI
TRƯỜNGNƯỚC
NƯỚC

3.6.7. Cá
7. Cá:
• Quần xã cá có thể tích hợp các tác động của
các mức dinh dưỡng thấp hơn, bởi vậy, cấu trúc
quần xã cá có thể phản ảnh sự lành mạnh của
mơi trường tổng hợp.
• Mắt xích cuối của chuỗi thức ăn trong thủy vực.
• Dễ thu thập và dễ phân loại được tới lồi.

• Mơi trường sống và đặc điểm phân bố của hầu
hết các loài cá đều đã được biết.

3.6.7. Cá
7. Cá:
• Nước bị ơ nhiễm hữu cơ  giảm sút số lượng
loài và số cá thể các lồi sống ở tầng nước trên,
sau đó đến các động vật đáy.
• Axit hóa đến độ pH 4,5-5 làm suy giảm lượng
trứng cá và các lồi tơm cá nhỏ so với pH trung
tính. Độ pH dưới 4 hầu hết cá ăn nổi biến mất.

18