Sử dụng sinh vật chỉ thị môi trường trong nghiên cứu đánh giá và xử lí môi trường

BÀI TIỂU LUẬN
Sử dụng sinh vật chỉ thị môi trường
trong nghiên cứu đánh giá và xử lí môi trường

Nội dung chủ yếu:
1.
2.
3.
4.
5.

Khái niệm sinh vật chỉ thị môi trường
Cơ sở của chỉ thị sinh học môi trường
Tính chất và phân loại sinh vật chỉ thị môi trường
Tiêu chuẩn để chọn sinh vật làm chỉ thị sinh học môi trường
Sử dụng sinh vật chỉ thị môi trường trong nghiên cứu, đánh giá môi trường
không khí.

1


I. Khái niệm về sinh vật chỉ thị môi trường (SVCTMT):
Sinh vật chỉ thị (Bio-indicator): cá thể, quần thể hay quần xã có khả năng thích
ứng hoặc rất nhạy cảm với môi trường nhất định.
Những đối tượng sinh vật có yêu cầu nhất định về điều kiện sinh thái liên quan
đến nhu cầu dinh dưỡng, khoáng, hàm lượng oxi, khả năng chống chịu một hàm
lượng nhất định các yếu tố độc hại trong môi trường sống. Do đó, sự hiện diện hay
không của chúng biểu thị một tình trạng điều kiện sinh thái của môi trường sống
nằm trong hay vượt giới hạn nhu cầu và khả năng chống chịu của đối tượng sinh
vật đó.
Sinh vật chỉ thị là các loài sinh vật mà sự hiện diện và thay đổi số lượng các

loài chỉ thị cho sự ô nhiễm hay xáo trộn của môi trường. Các loài này thường có
tính mẫn cảm cao với các điều kiện sinh lý, sinh hoá của môi trường.
Đối tượng sinh vật: là sinh vật chỉ thị môi trường, có thể là loài sinh vật hoặc
tập hợp loài sinh vật. Mỗi loài sinh vật chỉ thị trong một môi trường nào đó: đất,
nước, không khí.
Các điều kiện sinh thái chủ yếu là các yếu tố vô sinh : hàm lượng các chất dinh
dưỡng, khoáng, nhu cầu oxi,chất độc và chất gây ô nhiễm khác.
Ví dụ về một số sinh vật chỉ thị môi trường:

Cỏ lác (Udu Cyperus)- Thực vật chỉ thị

Giun đất - Nhóm động vật chỉ thị MT đất

đất phèn ít và trung bình

2


Hến (Corbicula)- SVCT MT nước

Tảo lam- SVCT phú dưỡng nguồn nước

Địa y- SVCT ô nhiễm SO2

II. Cơ sở của chỉ thị sinh học môi trường:
1. Cơ sở của việc sử dụng sinh vật làm chỉ thị môi trường:
Thành phần loài của một quần xã sinh vật được xác định bởi các yếu tố môi
trường.
Tất cả các cơ thể sống đều chịu tác động của các yếu tố môi trường sống, môi
trường sống này cũng có thể bị ảnh hưởng từ môi trường xung quanh đặc biệt là

các điều kiện vật lý, hóa học.Yếu tố tác động vào môi trường có thể hay không gây
3


hại cho sinh vật nào đó, thì sinh vật này sẽ bị hay không bị loại trừ ra khỏi quần
thể, làm nó trở thành sinh vật chỉ thị môi trường.
Hiểu biết về tác động của các yếu tố môi trường lên cơ thể sống có thể xác định
sự có mặt và mức độ có của nhiều chất trong môi trường.
Như vậy cơ sở cho việc sử dụng sinh vật làm vật chỉ thị môi trường dựa trên
hiểu biết về khả năng chống chịu của sinh vật với các yếu tố của điều kiện sinh thái
(vô sinh) với tác động tổng hợp của chúng.
Các yếu tố vô sinh của môi trường: ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm, chất khí, chất
dinh dưỡng dễ tiêu,…
2. Tác động các yếu tố vô sinh lên sinh vật:
• Ánh sáng:
Ánh sáng cần cho các hoạt động sống bình thường của động vật, cung cấp một
số chất cần thiết cho động vật.
Ánh sáng có vai trò đặc biệt quan trọng đối với thực vật: Cường độ và thời
gian tác động của ánh sáng có ảnh hưởng rất lớn đến quá trình quang hợp…
Theo phản ứng với ánh sáng, sinh vật được chia thành hai nhóm:
- Ưa sáng: Phi lao, bồ đề,…
- Ưa tối: Cà độc dược, hành, dương xỉ,…
Theo phản ứng của cây trồng với ánh sáng, có 3 nhóm:
- Cây ôn đới
- Cây nhiệt đới
- Cây á nhiệt đới
Theo phản ứng cây trồng với thời gian chiếu sáng có thể chia ra:
- Cây có phản ứng ngày ngắn
- Cây có phản ứng ngày dài.

4


• Nhiệt độ:
Trong một phạm vi nhất định, nhiệt độ càng tăng thì càng làm tăng độ phát
triển của sinh vật.
Sinh vật có thể phản ứng với nhiệt độ bằng nhiều hình thức khác nhau:
- Khi nhiệt độ cao, cây tích lũy nhiều đường, muối, tăng khả năng giữ nước,
thoát hơi nước. Cây non thường chịu lạnh tốt hơn cây già.
- Khi bị nóng động vật có thể tỏa nhiệt, dẫn nhiệt, bốc hơi, giãn các mạch máu
ngoại vi. Khi lạnh nó co mạch, hình thành lớp lông và mỡ dày dưới da, tăng sản
nhiệt hoặc run rẩy.
Theo phản ứng của cây trồng với nhiệt độ có thể chia : cây nhiệt đới, cây ôn
đới, cây á nhiệt đới.
• Nước và ẩm độ:
Nước có vai trò rất quan trọng đối với sinh vật. Nước tham gia vào tất cả các
hoạt động sống của sinh vật.
Phân loại theo mức độ phụ thuộc vào nước, gồm:
- Sinh vật ở nước: cá, thực vật thủy sinh,…
- Sinh vật ưa ẩm cao: lúa, cói, lác,…
- Sinh vật ưa ẩm vừa: tếch, trầu không,…
- Sinh vật ưa ẩm thấp: xương rồng, thầu dầu,…
• Các chất khí:
Khí quyển cung cấp O2, CO2 cho sinh vật, xử lí một phần các chất khí ô nhiễm.
Khi thành phần, tỷ trọng các chất khí có trong khí quyển thay đổi có thể gây
hại cho sinh vật.
Thực vật có vai trò quan trọng trong xử lý các chất khí gây ô nhiễm môi
trường (CO2, SO2 )

5

• Các chất khoáng hòa tan:
Chất khoáng có vai trò quan trọng trong cơ thể sinh vật, giúp điều hòa các quá
trình sinh hóa, áp suất thẩm thấu của dịch mô và các hoạt động chức năng khác.
Sinh vật có khả năng hấp thu chất khoáng khác nhau. Đối với cây trồng, dinh
dưỡng khoáng quyết định đến tình trạng sinh trưởng, năng suất, chất lượng sản
phẩm cây trồng.
Theo yêu cầu dinh dưỡng của thực vật, có 14 chất khoáng là dinh dưỡng thiết
yếu cần cung cấp, được chia thành 3 nhóm nhu cầu:
- Đa lượng: N, P, K
- Trung lượng: Ca, Mg, S, Si
- Vi lượng: Fe, Mn, Cu, Zn, Bo, Mo, Cl
Môi trường mất cân đối hàm lượng các chất khoáng có thể dẫn đến gây rối
loạn quá trình trao đổi chất làm sinh vật mắc bệnh và làm ảnh hưởng xấu năng
suất, phẩm chất cây trồng.
III. Tính chất và phân loại sinh vật chỉ thị môi trường:
1. Tính chất sinh vật chỉ thị môi trường:
Khả năng chống chịu của sinh vật đối với yếu tố vô sinh của môi trường và tác
động tổng hợp của chúng.
Đặc điểm phản hồi lên tác động của nhân tố môi trường bằng hai hình thức :
chạy trốn hoặc thích nghi.
Tính chỉ thị môi trường của sinh vật chỉ thị (SVCT) được thể hiện ở các bậc
khác nhau:
- SVCT- dấu hiệu về sinh lí, sinh hóa, tập tính, tổ chức tế bào của cá thể
SVCT.
- Quần thể SVCT- cấu trúc quần thể các loài chỉ thị.
- Quần xã SVCT- một số nhóm sinh vật chỉ thị nào đó ( ví dụ: môi trường
nước có sinh vật nổi, sinh vật đáy)
6

Nhờ có tính chất này có thể sử dụng khả năng tích tụ các chất ô nhiễm trong cơ
thể và giá trị biểu thị tác động tổng hợp của các yếu tố môi trường lên sinh vật để
đánh giá môi trường thuận lợi và hiệu quả so với phương pháp khác.
2.Phân loại sinh vật chỉ thị môi trường:
Các SVCTMT có thể phân thành các nhóm theo tác dụng:
- Công cụ để giải đoán môi trường: các loài SVCT mẫn cảm với điều kiện
môi trường không thích hợp, có thể dùng chúng làm công cụ nhận biết tình trạng
môi trường.
- Công cụ thăm dò là những SVCT thích nghi đối với môi trường nhất định,
sự xuất hiện của chúng có thể dùng để đo phản ứng và thích nghi với sự thay đổi
của môi trường.
- Công cụ khai thác : các loài SVCT có thể chỉ rõ cho sự xáo trộn hay ô nhiễm
môi trường.
- Công cụ tích lũy sinh học là loài SVCT có khả năng tích lũy các hóa chất
trong mô của chúng.
- Sinh vật thử nghiệm: các sinh vật được chọn lọc để nghiên cứu trong điều
kiện thí nghiệm nhằm xác định các chất ô nhiễm.
IV. Tiêu chuẩn để chọn sinh vật làm chỉ thị sinh học môi trường:
- Sinh vật đã được định loại rõ ràng.
- Dễ thu mẫu trong tự nhiên, kích thước vừa phải.
- Có phân bố rộng (phân bố toàn cầu)
- Có tài liệu về sinh thái cá thể.
- Có giá trị kinh tế hoặc nguồn dịch bệnh.
- Dễ tích tụ các chất ô nhiễm.
- Dễ nuôi trồng trong phòng thí nghiệm.
- Ít biến dị.

7

V. Sử dụng sinh vật chỉ thị môi trường trong nghiên cứu, đánh giá môi trường
không khí.
1. Đặc điểm về môi trường không khí và các chất gây ô nhiễm:
1.1.Đặc điểm môi trường không khí :
Khí quyển- môi trường không khí là phần được giới hạn bởi bề mặt Trái Đất
đến khoảng không giữa các hành tinh.
Có vai trò lớn trong việc bảo vệ và duy trì đời sống sinh vật trên Trái Đất, với
rất nhiều các quần thể sinh vật.
Môi trường không khí còn có khả năng ảnh hưởng lớn tới môi trường đất và
nước.
Thành phần khí quyển khá ổn định theo phương nằm ngang nhưng phân biệt
thep phương thẳng đứng về mật độ.
• Hàm lượng trung bình của không khí:

Chất khí

% thể tích

% Trọng lượng

Khối lượng
(n.1010 tấn)

N2
O2
Ar
CO2
Ne

He
CH4
Kr
N2O
H2
O3
Xe

78,08
20,91
0,93
0,035
0,0018
0,0005
0,0017
0,0014
0,00005
0,00005
0,00006
0,000009

75.51
23,15
1,28
0,005
0,00012
0,000007
0,000009
0,000029
0,000008

0,0000035
0,000008
0,00000036

386480
118410
6550
233
6,36
0,37
0,43
1,46
0,4
0,02
0,35
0,18
8


• Cấu trúc đặc trưng của khí
quyển:
Theo sự phân tầng nhiệt độ , khí quyển
có cấu trúc phân tầng , từ dưới lên là tầng
đối lưu, tầng bình lưu , tầng trung quyển,
nhiệt quyển và tầng ngoại quyến.
Cấu trúc của khí quyển gồm 5 tầng: Đối lưu, bình lưu, trung quyển, ngoại
quyển, nhiệt quyển; có vị trí cách Trái Đất và đặc điểm khác nhau, trong đó:
- Tầng đối lưu: nhiệt độ giảm theo chiều cao.
- Tầng bình lưu: có to tăng theo chiều cao nhưng áp suất ngược lại, ở tầng này
tồn tại tầng ozone có chức năng như màng lọc làm giảm lượng bức xạ tia cực tím

mặt trời.
Cấu trúc của khí quyển theo chiều thẳng đứng

Khí quyển gồm hỗn hợp nhiều khí nhưng chủ yếu là các khí: 21% O2, 78% N,
0,03% CO2, dưới 1% Ar, tương đối thuận lợi cho cuộc sống trên trái đất.
Nhiệt độ thay đổi (tăng hay giảm) tùy theo tầng, ảnh hưởng trực tiếp tới sự
phân bố của các sinh vật trong sinh quyển.
1.2.Các chất gây ô nhiễm không khí:
9


Các chất có nguồn gốc thiên nhiên:
- hơi nước mặn, băng tuyết, bụi đất,bụi sinh học,.
- do xói mòn đất, bụi núi lửa, quang hợp, phân hủy các hợp chất hữu cơ.
Các oxit quang hóa tạo thành cần có ánh sáng mặt trời : ozon, oxyt nitơ, PAN,.
hỗn hợp các oxyt quang hóa là khói hay sương mù.
Các chất có nguồn gốc nhân tạo: ngày càng đa dạng và phong phú :
- SO2, C2H2, HF,HCl
- từ động cơ đốt trong ( SO2, C2H2 ), từ sản xuất công nghiệp (lọc dầu, luyện
kim, CN hóa học, thực phẩm,..)
Những chất ô nhiễm đáng chú ý:
- Ozôn ( O3 ) chất ô nhiễm thứ sinh dạng khí hình thành do kết quả phản ứng
phức tạp, giữa các ni tơ oxyt với sự tham gia ánh sáng mặt trời.
- PAN : là thành phần trong sương mù quang hóa, một chất độc hại, được tạo
thành như một sản phẩm thứ sinh do phản ứng phức tạp giữa hydrat cacbon, ni tơ
oxyt với sự tham gia ánh sáng mặt trời.
- HF chứa trong chất thải nhà máy luyện kim, sản xuất phân lân,..
- Etylen (C2H4) phát thải từ nhiều nguồn tự nhiên, trong các khí thải xe giao
thông, bảo quản nông sản.
- Sunfua đioxit ( SO2 ): chất gây ô nhiễm không khí phổ biến (chiếm 20%), do

các nhà máy nhiệt điện, động cơ đốt trong, các ngành công nghiệp xả thải. Ngoài
tác động trực tiếp, sau khi chuyển hóa nó còn dễ dàng kết hợp với nước trong khí
quyển tạo thành H2SO4, theo mưa rơi xuống gây hại cho sinh vật.
2. Biểu hiện do các chất ô nhiễm không khí gây ra trên sinh vật chỉ thị.
2.1. Dấu hiệu chung:

10


Những tổn thương thực vật do ô nhiễm không khí thường xuất hiện ở các nhà
máy (điện, lọc dầu), TP lớn, khu CN, sân bay, đường giao thông lớn.
Các chất ô nhiễm ở nồng độ cao có thể gây tổn thương mạnh ( cấp tính), làm
các mô ở các vị trí khác nhau của thực vật bị chết, màu sắc thay đổi từ xám kim
loại đến màu nâu (cháy lá ).
Đốm lá, cháy đỉnh lá, chết cành, rụng lá sớm, hạn chế sinh trưởng và năng suất,
chín muộn và thường thể hiện rõ trên các cây mẫn cảm.
Các dấu hiệu tổn thương tùy theo quy mô được chia thành cấp tính và mãn
tính.
Cấp tính

Mãn tính

Mức độ

Gây chết tất cả các mô hoặc
một phần lá

Không gây chết mô

Dấu hiệu

Chết tất cả các mô lá hoặc
một phần của lá

Vàng lá, xoăn lá, thấp lùn và
sinh trưởng chậm

Nguyên nhân

Do sự phơi nhiễm chất ô
nhiễm ở nồng độ cao

Do sự phơi nhiễm chất ô
nhiễm ở nồng độ thấp

Các yếu tố quyết định phạm vi tổn thương và vùng bị ô nhiễm không khí gồm:
- Loại và nồng độ chất gây ô nhiễm
- Khoảng cách từ nguồn phát thải
- Thời gian phơi nhiễm
- Điều kiện khí tượng
- Các yếu tố khác: quy mô TP, địa hình, độ ẩm và khả năng cung cấp dinh
dưỡng của đất, tuổi của mô,..
Nhiều loại khí khác nhau trong không khí với nồng độ luôn thay đổi tác động
đến thực vật. Tùy theo loại khí khác nhau, nồng độ cao hay thấp mà có những triệu
chứng tổn thương khác nhau ở thực vật.
2.2.Các dấu hiệu đặc trưng :
11


2.2.1. Biểu hiện trên thực vật do ôzôn gây ra và thực vật chỉ thị:

Ôzôn xâm nhập vào lá thực vật qua khí khổng, những tổn thương do tác động
O3 thường nhận biết rõ nhất ở những lá già. Thường mặt lá phía trên bị tác động
mạnh hơn nhưng cũng có thể ở 2 mặt lá.
Dấu hiệu tổn thương do tác động của O3 phụ thuộc vào loài thực vật, điều kiện
thời tiết, nồng độ thời gian tác động O3, độ trưởng thành của lá.
Ozone sẽ gây tổn thương cho tế bào nhu mô đầu tiên, sau đó đến thịt lá.
Dấu hiệu đặc trưng là lá bị lốm đốm có màu kim loại hoặc nâu, dần thành màu
nâu sáng hoặc sáng. Các đốm có thể liên kết với nhau tạo ra các cụm đốm lớn có
thể có màu trắng, đen, đỏ, huyết tụ.

Tác hại của O3 lên lá cây ở nồng độ khác nhau

12


Lá cây khỏe mạnh (trái ) và tổn thương do O3 (phải ) trên cây tulip.

Tác hại O3 trên thực vật

Thực vật chỉ thị O3 tốt là những cây than gỗ, than bụi và các loài cỏ với đặc
trưng điển hình (biến đổi màu liên quan đến sự già hóa nhanh).
2.2.2. Các biểu hiện cho PAN gây ra và thực vật chỉ thị:
PAN xâm nhập qua khí khổng của những lá non thực vật ở giai đoạn cây con
và sinh trưởng mạnh.
Sự tổn thương ở thực vật bắt đầu từ những lá non của tán lá trên cùng và lá
trưởng thành đang hoạt động mạnh.
13


Dấu hiệu tổn thương do PAN gây ra không giống nhau đối với các loài thực

vật:
- Thấy rõ trên loài thực vật có bản lá rộng (rau, xà lách, đậu đỗ),làm phía
trong của lá xuất hiện đốm bọng nước màu bạc trắng hoặc đồng thau.
- Thực vật lá hẹp xuất hiện các dải úa vàng hoặc bạc trắng trên lá.( Ví dụ trên
cỏ, cây hòa thảo,..)
Các thực vật mẫn cảm với tác động của PAN là: cây xà lách (Lactuca sativa ),
củ cải đường ( Beta vulgaris), củ cải đường ( Poa annua L).

Tác hại của PAN trên lá cây

Tác hại PAN với cây khoai tây

2.2.3. Các biểu hiện do nitơ ôxyt gây ra và thực vật chỉ thị:
NO và NO2 là các nitơ ôxyt gây ô nhiễm tiềm năng của không khí.
- Để gây tổn thương thực vật, nồng độ NOx phải tương đối lớn.
14


- Tác động mạnh lên thực vật biểu hiện giống tác động SO2.
- NO là chất gây ô nhiễm không khí chính trong nhà kính, nơi hydrat cacbon
được sử dụng làm nguồn nhiệt.
- Những giống cà chua khác nhau phản ứng khác nhau với tác động của NO.
2.2.4. Các biểu hiện do sunfua đi ôxyt (SO2 ) gây ra:
SO2 xâm nhập vào thực vật qua khí khổng, bị oxy hóa đến các hợp chất có tính
độc hại cao – sunfit (SO32- ) sau chuyển sang sunfat (SO42- ) là dạng dinh dưỡng.
Sự úa vàng hoặc nhạt màu lá và đổi màu thành nâu đỏ là dấu hiệu tác động mãn
tính hoặc làm tổn thương bởi SO2.
Thực vật lá rộng thì lá và rìa lá của chúng bị sáng màu giữa các gân lá.

Những tác hại của SO2 đối với thực vật

15


Một số thực vật mẫn cảm với SO2 và thể hiện rõ tác động của chất này trong
điều kiện tự nhiên: cây lá rộng, dương xỉ ( Polypodiaccac P), một số loài thông
như thường xanh, thông đuôi ngựa (Pinus massoniama ),..
Địa y cũng được sử dụng rất nhiều làm sinh vật chỉ thị ô nhiễm SO2 ( vì chúng
rất phong phú và đa dạng về kích thước, đồng thời có tính mẫn cảm cao với SO2 ).
Sự tổn thương đáng kể thực vật xảy ra ở nồng độ từ 0,05- 0,5 ppm với thời gian
tác động trên 8 giờ.

2.2.5. Các biểu hiện do HF gây ra:
Đặc điểm tác động HF là sự tích lũy chất này trong lá cây, đặc biệt ở viền và
đỉnh lá.
Tác động mãn tính (dài hạn, nồng độ thấp) do HF gây nên là bệnh úa vàng lá
dọc theo thân lá.
Khi bị HF tác động mạnh sẽ diễn ra hoại sinh mép lá, bắt đầu từ đỉnh lá, sau
lan ra toàn mép lá, làm cho lá biến dạng.
Biểu hiện tác động của HF ở các cây:
- Ở cây lá rộng, hoại tử bắt đầu từ đỉnh lá rồi lan tới bề mặt lá, phụ thuộc vào
giống loài mà chỗ bị hoại tử đổi từ trắng đến nâu, bắt đầu từ đỉnh lá đến bản lá tạo
thành những sọc hay dải màu nâu tối rất rõ.
- Ở cây lá kim xuất hiện những lá kim với các đỉnh lá hoặc toàn bộ lá chết, mô
có màu xanh nâu, đỏ nhạt như bị cháy xém.

16


Tác động HF lên lá cây

Trong số thực vật dùng làm chỉ thị cho ô nhiễm HF thường dùng cây lay ơn (
Gladiolus ), cây hoa tuy líp (Tulipa), cây rẻ quạt (Iris ), cây loa kèn ( Lilium ),..

Cây lay ơn biểu hiện do tác động HF

2.2.6. Biểu hiện do tác động của Amoniac ( NH3 ):
NH3 xâm nhập vào khí quyển do hậu quả các sự cố trong sản xuất và giao
thông hoặc phát sinh từ việc xây dựng các đường ống dẫn ở các trục đường chính.
Sự tổn thương thực vật chỉ xảy ra ở nồng độ NH3 cao.
17


Mẫn cảm nhất với NH3 là lá bánh tẻ, chúng trở lên có màu xanh tối rồi thành
màu nâu hoặc đen.
Cây táo biểu hiện rõ nhất biểu hiện trên.

Ảnh hưởng NH3 ở thực vật (với nồng độ 8ppm)

Ảnh hưởng NH3 đến thực vật.

2.2.7. Biểu hiện do tác động của Bo:
Cây xuất hiện hoại tử viền lá và giữa các gân lá, cùng các vết lốm đốm. Lá biến
dạng có dạng thấu kính, lá già chịu ảnh hưởng mạnh nhất.
Cây rất mẫn cảm: Kim ngân (Lomicera ), dâu tằm (Morus alba ), nho dại
(Vitis pentagona).
Cây có sức chống chịu cao: Du (Ulmus lancifolia ), đinh hương (Syringa
vulgaris) , lê (Pirus pyrifolia ), nhiều loại cỏ.
2.2.8. Biểu hiện do tác động của Clo (Cl2 ):
Giống như dấu hiệu bị tác động bởi SO2, O3, HF.

Cây bị Clo tác động: xung quanh mép lá xuất hiện vết đốm từ màu xanh đến
màu đen, sau đó các vệt nhạt dần đến màu trắng hoặc nâu. Những dấu hiệu tổn
thương giữa các gân lá cũng giống như bị SO2 tác động.
18


Cũng có thể xuất hiện trên lá những điểm lốm đốm như hạt đỗ.
Các loài cỏ xuất hiện các dải màu sáng tối chạy dọc theo gân lá giống tđ HF.

Tác động của Clo trên lá cây dương đào (dogwood )

Tác động Clo đối với thực vật

Cây rất mẫn cảm với Clo :cải xoong (Rorippa nasturtiumaquaticum ), cây
hướng dương (Helianthus annuus ).
Những thực vật mẫn cảm thường thể hiện dấu hiệu bị tác động sau 2h phơi
nhiễm với nồng độ Cl 0,1- 4,7 ppm.
2.2.9. Biểu hiện do tác động của Etylen và Propylen:
19


Etylen và Propylen là những chất ô nhiễm không khí và độc cho cây.
Tác động của Etylen thể hiện bằng triệu chứng các lá non có hình cong không
mở rộng và cuối cùng lá bị xoắn lại.
Cây cà chua cùng với sự sinh trưởng kém, chín ép và rụng quả sớm, ra hoa và
tạo quả kém.
Nồng độ tới hạn gây hại của C2H4 đến sinh trưởng của TV khoảng 10 ppb.

Tác động Etylen lên một số thực vật.

Thực vật mẫn cảm hay chống chịu với etylen : hoa cúc vàng (Chrysanthemum ),
cà chua (Lucopericon ), dưa chuột (cucumis sativu ), bồ kết gai ( giedisia
Lriacanthos ) làm CTSH.

20


2.2.10. Biểu hiện do tác động axit clohydric (HCl):
Dấu hiệu đặc trưng là bệnh úa vàng mép lá, giữa gân lá, sau đó bị hoại tử và thể
hiện qua sự thay đổi màu lá, từ vàng nâu đỏ đến đen, với ranh giới những vùng bị
hoại tử có thể từ màu trắng đến màu kem sữa.

Ví dụ về ảnh hưởng HCl với thực vật.

HCl xâm nhập từ nguồn điểm của địa phương ( ví dụ phát thải ở phòng TN), có
thể biến đổi thành các sol của HCl.
2.2.11. Biểu hiện do hạt bụi (rắn và kim loại nặng ):
Trong khí quyển chứa các hạt rắn, thường lắng đọng trên bề mặt đất và thực
vật, xâm nhập vào lá qua khí khổng hoặc những tế bào biểu bì tổn thương.
Bụi thường kết dính và tác động tương hỗ với nhau, với nước và các khí, bản
thân các hạt có tính trơ, nhưng khi liên kết với chất khác có thể trở nên độc hại.
Các bụi lắng đọng trên lá cây, làm giảm cường độ quang hợp, giảm sinh trưởng
tăng tính mẫn cảm thực vật đối với SO2 ,tác động tiêu cực đến sự thụ phấn hoa,
kích thước và hình dạng lá, ảnh hưởng đến sự nhiễm bệnh ở cây. Có thể dựa vào
bệnh đốm lá để đánh giá ÔN bụi xi măng.
Các loài rêu và địa y là những SVCT cho KLN rất chính xác và hiệu quả.
Bụi Pb khá phổ biến trong không khí, xâm nhập vào thực vật qua rễ và lá, chưa
thấy biểu hiện Pb lên thực vật. Rêu có râu có khả năng tích lũy Pb mạnh nhất.
21

Bụi Zn, Cd, Cu gây úa vàng cùng với màu đỏ hồng giữa gân lá của thực vật, tác
dụng của các bụi này thể hiện rõ vào mùa hè.
Thủy ngân tác động rõ nhất lên cây hoa hồng với việc đầu tiên xuất hiện các
đốm màu nâu trên lá, sau đó bị vàng và rụng lá, các nụ hoa non trở thành màu nâu
rồi bị rụng.

Tác động Hg lên hoa hồng

Các sinh vật chỉ thị cho bụi :
- Các loài rêu và địa y đb là rêu là những sinh vật chỉ thị tốt nhất cho các KLN,
trong đó phổ biến nhất là loài rêu Hypnum cupressforme và địa y Lecannora
conziaeoides.
- Các cây du ( Ulmus glabra), sơn trà ( Crataegus monogyna ), cỏ đuôi trâu
(festuca rubra ), chỉ thị Cd, Pb, Zn.
- Cây thiết sam ( Tsuga canadenis L) , các loài địa y Xanthorion và physia
được sử dụng làm SVCT vôi.
- Thỏ nhà và chuột thí nghiệm cũng được sử dụng làm SVCT ô nhiễm bụi và
KLN.
2.2.12. Hỗn hợp các chất ô nhiễm :

22


Thực vật thường bị tác động của nhiều chất cùng một lúc và có thể gây ra
những thay đổi ngưỡng mẫn cảm: làm tv trở nên mẫn cảm hơn với 1 hay nhiều
chất ÔN, hoặc làm giảm tác hại của 1 số khí trong hỗn hợp.
- Hỗn hợp khí PAN- O3 cùng tác động làm giảm tác động do PAN và O3 gây ra
cho thực vật.
- Hỗn hợp SO2 và NO2 cùng tác động lên cây cũng làm tăng tác hại của từng

chất tác động riêng rẽ.
- Etyen cũng có thể tác động tương hỗ với các chất khí gây ô nhiễm khí quyển
khác làm thực vật tổn thương.
3. Sử dụng SVCT trong quan trắc ô nhiễm không khí.
3.1. Đặc điểm sử dụng sinh vật chỉ thị để quan trắc, giám sát ô nhiễm
không khí:
Những phương pháp sinh học để quan trắc ô nhiễm không khí xungquanh dựa
trên các nguyên lý sử dụng khu hệ sinh vật (biota) như những thể tổng hợp
(integrator) cho sự tiếp xúc môi trường. Các loài trong khu hệ động và thực vật
được sử dụng làm chỉ thị sinh học cho những thay đổi của môi trường dựa vào khả
năng mẫn cảm của chúng.
SVCT ô nhiễm không khí là vật cảm nhận hóa học, có thể nhận dạng khi có
chất gây ô nhiễm trong không khí thông qua những dấu hiệu tổn thương do bị tác
động bởi nồng độ nhất định của một hay hỗn hợp các chất gây ô nhiễm.
Trong số sinh vật, thực vật được sử dụng rộng rãi làm sinh vật chỉ thị, do chúng
có nhiều ưu thế trong nghiên cứu ô nhiễm môi trường: không đắt, dễ tái tạo lại,
sinh sản nhanh, rất đa dạng, phong phú về loại.
Những loài mẫn cảm nhất trong số các thực vật là chỉ thị địa y , bởi vì bề mặt
toàn thân của chúng đều hấp thụ các chất khoáng. Nơi nào địa y không phát triển
được thì áp dụng phương pháp trồng lại địa y. Quần xã thực vật mọc hoang dã
cũng có thể là những chỉ thị môi trường không khí. Các loài mẫn cảm dần bị diệt

23


vong và chỉ các thực vật có khả năng chống chịu mới tồn tại. Sự thoái hóa dần các
rừng rụng lá cũng là những chỉ thị ô nhiễm.
Rêu
Dicranum polysetum
Dicranum scoparium

Hylocomium spiendens
Hypnum cupressiforme
Pleurozium schreberi
Pohlia nutans

Địa y
Sphagnum spp
Cladonia rungiferina
Hypogymnia physodes
Lecanora conizaeoides
Pseudoevernia furfurace
Usnea fillpendula

Một số loài rêu và địa y được sử dụng để giám sát KLN trong không khí

Các cây trồng nông nghiệp cũng thường được sử dụng làm SVCT ô nhiễm
không khí do tính phổ biến và dễ nghiên cứu, thí nghiệm.
Trong các loài động vật, một số côn trùng có tính mẫn cảm, thỏ nhà và chuột
thí nghiệm cũng thường được sử dụng làm SVCT cho ô nhiễm không khí.
3.2. Điều kiện để chẩn đoán tổn thương thực vật do chất ô nhiễm không
khí:
Những thông tin về các chất gây ô nhiễm không khí và biểu hiện tác động của
chúng đến thực vật thường chưa đủ để xác định những tổn thương này là kết quả
tác động của một chất nhất định nào đó.
Vì trong thực tế có nhiều yếu tố khác có thể gây nên các dấu hiệu tổn thương tv
giống với tổn thương các chất ô nhiễm.
Để cây chỉ thị trở thành cây quan trắc hay giám sát, nghĩa là có thể cung cấp
việc đánh giá tình trạng của không khí về chất lượng và số lượng. Với mục đích
này, chúng ta cần xác định và sử dụng một số quan hệ phụ thuộc giữa phản ứng
của thực vật đối với ô nhiễm và nồng độ của chất gây ô nhiễm trong môi trường

xung quanh. Để thực hiện có 3 phương pháp chính:
- So sánh mức độ gây tổn thương do chất ô nhiếm với nồng độ đã biết của chất
gây ô nhiễm trong môi trường xung quanh.
- Sử dụng thực hiện như là bộ thu nhận hay tập hợp sống.

24


- Đo số lượng chất gây ô nhiễm hoặc sản phẩm trao đổi chất liên kết với chất
gây ô nhiễm xuất hiện trong các mô thực vật sau khi bị tác động của chất này và
đối chiếu so sánh giá trị thu được với nồng độ chất gây ô nhiễm trong không khí
bao quanh. Kết quả sẽ cho biết hoặc thực vật phát triển bình thường hoặc chậm
phát triển, giảm sút số hoa, không có hạt, đốm lá hoặc bạc màu.
Thông tin cần thiết xác định tác động chất gây ô nhiễm không khí ngoài đồng ruộng
Điều kiện đạt năng suất
Sử dụng thuốc BVTV
Sử dụng các chất dinh dưỡng
Những tác nhân kích thích các
loại bệnh hiện có
Thời tiết bất thường

Thực vật nghiên cứu
Bao nhiêu giống cây bị tổn
thương
Giống cây trồng và tên gọi
Bộ phận thực vật bị tác động

Thông số về địa lý
Địa hình khu vực
Hướng gió

Nguồn gây ô nhiễm có thể

Phân bố thực vật bị tổn
thương so với nguồn gây ô
nhiễm

Những phương pháp làm đất
đã sử dụng

3.3. Lựa chọn thực vật chỉ thị để giám sát sinh học:
Cần đáp ứng những yêu cầu của SVCT, đặc biệt thực vật cần có phản ứng rõ và
xác định đối với tác động chất gây ÔN nhất định.
Cần thiết lựa chọn các loài hoặc giống có phản ứng rõ ràng đối với tác động
chất gây ô nhiễm nghiên cứu.
Thường chọn những thực vật dễ trồng (cấy), và chăm sóc. Không sử dụng thực
vật mẫn cảm với sâu bệnh hại và tác động của các chất dinh dưỡng khoáng.
Để đảm bảo cho kết quả nghiên cứu đồng nhất, thường sử dụng các hạt, mầm
có cùng nguồn gốc và thử nghiệm ở các vùng địa lý khác nhau. Phải hiểu biết cấu
trúc di truyền của thực vật đem sử dụng.
Khi nghiên cứu trên cây hàng năm cần gieo trồng chúng nhiều vụ trên cùng 1
loại đất để thuận tiện kiểm tra.
3.4. Đánh giá phản ứng của thực vật đối với chất ô nhiễm:

25