sinh vật chỉ thị

Sinh vật chỉ thò Bùi Thò Mỹ Linh
Lời cám ơn
ôi trường là vấn đề nóng bỏng. Sinh thái, tài nguyên môi trường đã và đang bò
phá huỷ một cách nghiêm trọng từng ngày, từng giờ với tốc độ thoái hoá
nhanh chóng.
M
Loài người ngày nay đang phải trả giá cho những gì mà các nước phát triển đã
làm đối với môi trường cách đây hàng trăm năm. Do vậy, nhân loại đã và đang ý thức
được rằng, nếu các vấn đề môi trường không được xem xét, đánh giá đầy đủ và kỹ lưỡng
thì tăng trưởng kinh tế và công nghiệp hoá với tốc độ hiện nay nhất đònh sẽ đi kèm với
huỷ hoại môi trường.
Trong đề tài này sẽ trình bày một số sinh vật bao gồm động vật, thực vật và vi
sinh vật có khả năng chỉ thò đối với môi trường, phát hiện ra độc chất trong môi trường.
Hy vọng rằng đề tài này phần nào cung cấp thêm những thông tin về nhu cầu bức xúc
hiện nay.
Trong quá trình tìm hiểu đề tài, mặc dù đã cố gắng nhưng với lượng kiến thức
còn hạn chế, bài tiểu luận này chắc chắn sẽ không thể tránh khỏi những thiếu sót. Rất
mong nhận được sự đóng góp chân thành của thầy để có sửa chữa những sai sót và nâng
cao kiến thức để những đề tài sau được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn.
Sinh viên thực hiện
Bùi Thò Mỹ Linh
Trang 1/55
Sinh vật chỉ thò Bùi Thò Mỹ Linh
Lời nói đầu
tưởng dùng sinh vật để làm chỉ thò cho tính chất môi trường sống của chúng phổ
biến hiện nay, và từ indicator hoặc indicator species có thể sử dụng và được hiểu
theo nhiều cách khác nhau.
Ý
Thí dụ một số loài được biết là có nhu cầu riêng biệt với hàm lượng chất dinh
dưỡng hoặc với mức độ oxy hoà tan trong thuỷ vực khác nhau. Điều này khi được xác

đònh rõ sự hiện diện của các loài sống riêng biệt trong môi trường chúng sống sẽ phản
ảnh điều kiện xác đònh hoặc các thông số về môi trường trong khoảng giới hạn chòu
đựng của chúng. Khái niệm vật chỉ thò này có thể phát triển hơn nữa không phải chỉ là
sự ghi nhận đơn giản về sự hiện diện hoặc vắng mặt của loài.
Một vài sinh vật chỉ thò tiếp tục tồn tại trong môi trường bò ô nhiễm nhưng phải
chòu đựng những stress về vật lý làm cho tỉ lệ tăng trưởng giảm, khả năng sinh sản kém
hoặc tập quán sống sẽ thay đổi. Đây chính là một sự xét nghiệm sinh học của sự ô
nhiễm môi trường và cho phép chúng ta khám phá ra sự thay đổi và có thể ước lượng
cưòng độ của nó, vật chỉ thò sẽ trở thành vật cảm quan sinh học cho sự nhiễm bẩn này
hoặc được gọi là stressor.
Khái niệm khác với từ biological indicator là khái niệm sinh vật tích luỹ vật chất
trong mô của chúng theo cách như thế nào đó phản ứng với các chất ô nhiễm. Lúc này
vật chỉ thò được thu và qua phân tích mô của chúng về mặt hoá học thì có thể ước lượng
nồng độ môi trường tồn tại như sinh vật được gọi là bio-accummulators của các chất
này và chúng thường có lợi riêng biệt khi các chất này có mức độ rất thấp trong môi
trường.
Trang 2/55
Sinh vaät chæ thò Buøi Thò Myõ Linh
Summary:
Nowadays, toxic and pollutant exist in everywhere. So the life of everyone is
threaten day by day.
Applying the progresses in science and technology, the scientists are researching
the methods which find out poison in the places where are polluted or contaminated.
From there to be able to warn dangerous level and apply the preventive polluted
measures timely, avoid harmful healthy. With that thinks, the experts discovered many
organisms which have wonderful sensitive with the poisons. They can become
indicators towards the pollution in soil, water, air … environment. This essay involves
four chapters:
Chapter one: The general introduction bio – indicator( include: botany, animal,
microorganism), the definitions, the concepts, and the particularity of them.

Chapter two: To present microorganism indicators, especially the kinds of
bacterial contaminated land and running water environmental indicators.
Chapter three: To present botanical indicators and their clear – headed reactions
to poison.
Chapter four: Similar to plants, animals also are the victims of pollution. Thus,
they can be used as the indicators.
Trang 3/55
Sinh vật chỉ thò Bùi Thò Mỹ Linh
CHƯƠNG I:
GIỚI THIỆU CHUNG
I. Vì sao phải giám sát, tìm chất chỉ thò môi trường :
Ô nhiễm môi trường là kẻ thù chung của nhân loại. Nhiệm vụ chủ yếu của
những người làm công tác bảo vệ môi trường là trừ bỏ ô nhiễm, làm cho môi trường trở
thành trong sạch. Muốn trừ bỏ ô nhiễm môi trường thì phải tìm hiểu, nắm vững nó, chỉ
có như thế mới mới lập được những kế hoạch hữu hiệu và sử dụng biện pháp thích hợp
để trừ bỏ.
Ô nhiễm môi trường có rất nhiều dạng, bao gồm ô nhiễm không khí, ô nhiễm
nước, ô nhiễm tiếng ồn, ô nhiễm đất, ô nhiễm các chất thải … Sự ô nhiễm này có thể
phân thành ô nhiễm có tính vật lý, tính hóa học và sinh học. Nguồn gây nên ô nhiễm
môi trường và các chất ô nhiễm luôn luôn biến đổi. Vì vậy muốn hiểu biết đúng và
nắm vững bản chất sự ô nhiễm thì đó là điều không dễ.
Để biết được chất gây ô nhiễm môi trường, con người phải giám sát, đo lường
môi trường thông qua việc dùng những chất chỉ thò hay sinh vật chỉ thò. Trên thế giới
hiện nay chỉ thò môi trường đã và đang được sử dụng rộng rãi, nhờ đó ta có thể nghiên
cứu được quy luật về nguồn gốc, phân bố, di chuyển và biến hóa của các chất gây ô
nhiễm môi trường, từ đó đưa ra những dự đoán về xu thế ô nhiễm hoặc xác đònh được
đối tượng gây ô nhiễm cần khống chế, lấy đó làm căn cứ khoa học để nghiên cứu các
đối sách khống chế ô nhiễm và tiến hành quản lý môi trường.
II. Các đònh nghóa, khái niệm:
1. Chỉ thò môi trường: ( Environmental Indicator)

Chỉ thò môi trường là một hoặc một tập hợp các thông số môi trường( tác nhân
hóa, lý, sinh vật) chỉ ra đặc trưng nào đó của môi trường.
Trong thực tế, một thành phần môi trường( đất, nước, không khí, sinh vật) bao
gồm vô số các thông số hóa, lý, sinh học. Việc xác đònh, quan trắc tất cả các thông số
này cũng không thể đánh giá được chất lượng môi trường nếu không dựa vào một
thông số chủ đạo có giá trò chỉ thò.
Trang 4/55
Sinh vật chỉ thò Bùi Thò Mỹ Linh
Dựa vào bản chất các hệ sinh thái, người ta nhận ra rằng sự xuất hiện tăng hoặc
giảm về nồng độ( hay cường độ) hoặc sự biến mất của một số thông số( hay tác nhân)
đã cho phép xác đònh được đặc điểm của thành phần môi trường cần nghiên cứu. Các
tác nhân đó được gọi là chỉ thò môi trường.
Để xác đònh mức độ ô nhiễm nguồn nước do các yếu tố độc hại( kim loại nặng
và các hóa chất độc vi lượng) nhiều khi ta không xác đònh được sự có mặt của chúng
trong nước( vì nồng độ quá thấp) nhưng có thể xác đònh qua sinh vật chỉ thò( vi khuẩn,
động vật đáy, …) vì khả năng tồn lưu lâu dài của các hóa chất độc trong loài sinh vật
này.
2. Chỉ thò sinh thái môi trường( Environmental Elogical Indicator):
Chỉ thò sinh thái môi trường chuyên nghiên cứu về các khoa học lấy sinh vật
( thực vật, động vật và vi sinh vật) làm chỉ thò cho tình trạng, mức độ trong lành hay ô
nhiễm, thích hợp hay không đối với sinh vật của môi trường sinh thái.
3. Chỉ thò sinh học( Bioindicator):
Từ đặc điểm sinh học của nguồn nước tự nhiên, chúng ta thấy rõ là một số loài
thủy sinh có thể phát triển tốt trong môi trường này nhưng lại kém hoặc không thể phát
triển trong môi trường khác. Đây là cơ sở để lựa chọn chỉ thò sinh học để quan trắc chất
lượng nước và đánh giá tác động đến môi trường nước. Vậy chỉ thò sinh học( biological
indicator) là khoa học nghiên cứu một loài hoặc một sinh vật dùng để đònh mức chất
lượng hoặc sự biến đổi của môi trường.
4. Chỉ thò vi sinh( Indicator Microorganisms):
Để đánh giá mức độ ô nhiễm nước do chất thải sinh hoạt, ngoài các thông số

hóa, lý ta chỉ cần quan trắc các vi sinh chỉ thò: E-coli, tổng Coliform và các vi sinh vật
gây bệnh( pathogen), trong đó E-coli là chỉ thò thường dùng nhất vì đặc trưng cho môi
trường bò nhiễm phân và dễ xác đònh trong điều kiện thực đòa.
5. Sinh vật chỉ thò( Bio-indicator):
Là những cá thể, quần thể hay quần xã có khả năng thích ứng hoặc rất nhạy
cảm với môi trường nhất đònh. Các sinh vật chỉ thò có thể là 1 loài, 1 nhóm loài, có thể
tương quan giữa các nhóm loài hoặc tổng số loài trong quần xã và chỉ số đa dạng.
Chúng có thể chỉ thò về độ sạch, độ nhiễm bẩn của thủy vực( gắn liền với độ giàu,
ngheo dinh dưỡng) chỉ thò về chất lượng nước: nước cứng, nước mềm, nồng độ muối, độ
nhiễm phèn, nhiễm độc.
Trang 5/55
Sinh vật chỉ thò Bùi Thò Mỹ Linh
6. Loài chỉ thò( Indicator Species)
Là loài sinh vật được sử dụng trong khảo sát, đánh giá sự tồn tại của một số điều
kiện môi trường vật lý.
7. Cây chỉ thò( Indicator Plant):
Là những cây dùng để nhận biết mức độ môi trường. Những cây này có đặc tính
sinh học thích nghi cao với điều kiện môi trường đặc biệt hoặc dễ bò chết, bò ảnh hưởng.
Ngoài ra còn có động vật chỉ thò( Indicator Animals)
III. Phân loại sinh vật chỉ thò:
Tùy theo các chỉ tiêu phân loại khác nhau mà người ta có bảng phân loại khác
nhau.
- Phân loại theo đòa lý môi trường, người ta dùng các đại quần xã (Biomes). Ví
dụ có các đại quần xã sau đây: đại quần xã rừng nhiệt đới chỉ thò cho vùng khí hậu
nóng quanh năm; đại quần xã rừng rụng lá chỉ thò cho vùng á nhiệt đới; đại quần xã
rừng lá kim( Taiga) chỉ thò cho vùng ôn đới, và đồng rêu bắc cực( Tunda) chỉ thò cho
vùng đòa lý cực bắc.
- Phân loại theo độ cao. Chúng ta biết rằng, càng lên cao nhiệt độ càng thấp và
nồng độ oxy càng loãng. Vì vậy ở vùng nhiệt đới khi ở dưới chân núi là rừng nhiệt đới
nhiều tầng che phủ 100% nhưng lên đến độ cao 1500m thì cây chỉ thò là những cây lá

nhọn xen cây rừng rụng lá của vùng á nhiệt đới còn lên cao 3000m là thực vật ôn đới.
- Phân loại theo môi trường thành phần. Ví dụ, chỉ thò môi trường đất, chỉ thò môi
trường nước , chỉ thò môi trường không khí…
- Phân loại theo mức độ ô nhiễm của môi trường. Người ta đã chia ra các mức chỉ
thò ô nhiễm, chỉ thò cho ô nhiễm trung bình, chỉ thò cho ô nhiễm nhẹ hoặc là chỉ thò cho
không ô nhiễm. Với cách phân loại này, người ta sử dụng cả hai tiêu chí: một là loài có
tính nhạy cảm hoặc thích nghi cao; hai là số lượng cá thể của loài đó. Ví dụ, ô nhiễm
hữu cơ nguồn nước, người ta dùng ecoli, một vi sinh vật rất thích nghi với điều kiện ô
nhiễm này và số lượng cá thể của chúng trong một đơn vò thể tích.
- Phân loại theo ngành sinh vật. Ví dụ, người ta phân ra: vi sinh vật chỉ thò, thực
vật chỉ thò, động vật chỉ thò.
- Phân loại theo nhu cầu của sinh vật. Một số sinh vật sống trong điều kiện theo
nhu cầu của nó, vì vậy khi người ta thấy sự có mặt của nó thì ta biết rằng trong môi
trường có sẵn những vật chất mà sinh vật đó cần. Ví dụ, với loài cây có nhu cầu rất cao
với kim loại nặng trong đất và nước. Khi thấy loại sinh vật này xuất hiện ta biết được
hiện trạng môi trường lúc đó. Kỹ thuật tìm kiếm quặng uran là một ví dụ.
Trang 6/55
Sinh vật chỉ thò Bùi Thò Mỹ Linh
IV. Một số nguyên tắc khi sử dụng sinh vật chỉ thò:
Để có thể chọn sinh vật chỉ thò, chúng ta trước hết cần xác đònh là vấn đề chỉ thò
cho điều gì? Khi sử dụng sinh vật chỉ thò, người ta cần căn cứ vào các đặc điểm sau:
- Vật chỉ thò dễ dàng đònh loại( readily identified). Dễ thu mẫu.
- Tính thích nghi cao của loài sinh vật đó. Ví dụ, cây năng( Eleocharis Dulcis)
chòu được môi trường có độ phèn rất cao, pH có thể ở 2,5. hay là Ecoli có thể sống tốt
trong môi trường nước ô nhiễm hữu cơ cao.
- Có khả năng tích trữ chất ô nhiễm, đặc biệt là phản ánh mức độ môi trường vì sự
phân bố của chúng liên quan đến mức độ ô nhiễm môi trường.
- Dễ dàng nuôi cấy trong phòng thí nghiệm, có tính biến dò thấp về mặt di truyền
cũng như vai trò của chúng trong quần xã sinh vật.
- Tính nhạy cảm với điều kiện môi trường thay đổi bất lợi hay có lợi cho sinh vật.

Ví dụ, con tôm rất nhạy cảm khi điều kiện môi trường đất nước bò ô nhiễm phèn hay độ
phú dưỡng quá cao; khi ấy hoặc tôm sẽ chết hàng loạt hoặc bỏ đi nơi khác. Hoặc là khi
môi trường thuận lợi thì sếu cổ đỏ bay về sinh sống ở Tràm Chim, Đồng Tháp. Nhưng
có thời kì trước đây, sếu đã bay đi nơi khác bởi vì điều kiện môi trường không thích
hợp.
- Các loài sinh vật có độ thích ứng hẹp thường là vật chỉ thò tốt hơn loài thích ứng
rộng. Các loài này không nhiều trong hệ sinh thái quần xã. Thí dụ, cây đước phát triển
tốt ở môi trường rừng ngập mặn, nó chỉ thò cho mối trường ngập mặn. Ngược lại, đối
với cây cỏ hôi, độ rộng muối lớn, thì không có khả năng làm chỉ thò cho môi trường
ngập mặn.
- Các loài có cơ thể lớn thường có khả năng làm chỉ thò tốt hơn những loài có cơ
thể nhỏ. Bởi vì trong một dòng năng lượng nào đó, sinh khối lớn hay năng suất toàn
phần được duy trì tốt hơn nếu sinh khối đó thuộc về sinh vật lớn. Tốc độ vòng đời các
sinh vật nhỏ có thể rất cao. Vì vậy từng loài có mặt trong thời điểm nghiên cứu có thể
không phải là sinh vật chỉ thò tối ưu.
- Trước khi tách một loài ra khỏi loài kia hoặc sử dụng một loài nào đó làm sinh
vật chỉ thò, cần phải xem xét các dấu hiệu thực nghiệm và tính chất từng yếu tố giới
hạn.
- Tỷ lệ số lượng của các loài và cả quần xã cũng cần chú ý trong khi xác đònh
sinh vật chỉ thò. Thường thì số lượng của chúng phát triển nó phản ánh đầy đủ tính thích
ứng của sinh vật đối với môi trường. Ví dụ, ở vùng nào cây mua phát triển mạnh, mọc
đầy các đồi núi, ta biết ngay rằng ở môi trường đó đất hơi chua hoặc chua( pH = 4 - 5).
- Khi lựa chọn sinh vật chỉ thò chúng ta cần tìm hiểu ảnh hưởng của sự phát triển
sinh vật có lợi hay có hại cho môi trường sống của con người và môi trường sinh thái.
Tổ hợp các chỉ thò môi trường trong đánh giá tác động đến các hệ sinh thái:
Trang 7/55
Sinh vật chỉ thò Bùi Thò Mỹ Linh
Một hệ sinh thái bao gồm các thành phần vô sinh( đòa hình, đất, nước, thủy văn,
không khí, khí hậu) và hữu sinh( vi sinh, sinh vật dưới nước, sinh vật trên cạn). Các
thành phần trong môi trường có quan hệ hỗ tương với nhau và chính chất lượng môi

trường quyết đònh sự tồn tại và phát triển của sinh vật. Do vậy bằng cách quan sát,
phân tích tổ hợp các chỉ thò môi trường ta có thể xác đònh sơ bộ đặc điểm, năng suất
sinh học, trạng thái, xu hướng diễn biến và khả năng sử dụng của một hệ sinh thái hay
một vùng sinh thái.
Ví dụ, tại vùng dồng bằng Sông Cửu Long, chỉ cần quan sát sự hiện diện của
cây dừa nước( Nipa fruiticans) cho ta biết đây là vùng thấp, ngập triều, nước bò nhiễm
mặn một khoảng thời gian trong năm. Sự có mặt cây bần( sonneratia spp.) cho ta biết ở
đó là vùng ven sông, nhiễm mặn nhẹ; sự có mặt cây đước( Rhyzophyta spp.) cho ta biết
đây là vùng bãi lầy, thấp, nhiễm mặn trung bình đến cao; cây mắm( Avicennia spp.)
chỉ vùng bãi bồi, độ mặn cao quanh năm; cây chà là nước ( phoenix paludosa) chỉ vùng
đất cao nhưng nhiễm mặn.
Tương tự như vậy, bằng cơ sở khoa học và kinh nhgiệm qua quan sát cấu hình,
màu sắc đất, nước các loài cây cỏ, động vật, ta có thể xác đònh sơ bộ tính chất môi
trường của một vùng sinh thái nông nghiệp ở đồng bằng, trung du hay cao nguyên
V. Chọn lọc các sinh vật sử dụng cho việc quan trắc:
Các sinh vật có thể được chọn cho các mục đích quan trắc, thông thường dựa
trên tốc độ phản ứng được đặt ra( Cairns 1973) hay dựa vào khả năng mẫn cảm với
những biến đổi về nhiệt độ.
Đặc tính sinh học của sinh vật ảnh hưởng một cách mạnh mẽ đến nhiều loại mô
hình quan trắc sinh học hữu dụng, chẳng hạn như: sinh vật có đời sống ngắn, phản ứng
kòp thời với những thay đổi môi trường còn các sinh vật có đời sống dài thì sự phản ứng
sinh học của chúng có thể trải qua nhiều năm, nhiều thập kỷ và có thể qua nhiều thế
kỷ. Loài sinh vật có tốc độ trao đổi cao, và tốc độ tăng trưởng cao thì thường nhạy cảm
tốt với các chất ô nhiễm hơn là những sinh vật có tốc độ trao đổi thấp. Sinh vật tiềm
sinh có thể chứa các chất ô nhiễm xâm nhập vào môi trường nhanh chóng, khi có sinh
vật biến đổi dưới điều kiện biến đổi của môi trường. Nhiều loài sinh vật ngừng sinh sản
khi điều kiện bất lợi… Do vậy, những thay đổi về tốc độ thụ tinh sẽ là dấu hiệu của sự
thay đổi môi trường.
Ngay cả trong một loài thì một số sinh vật được coi là chỉ thò tốt hơn sinh vật kia.
Thực vật có mao mạch là chỉ thò hiệu quả nhất cho ô nhiễm không khí bởi vì những loài

thông thường không thường không có mao mạch ít nhạy cảm với các chất ô nhiễm
không khí. Ví dụ, chất độc của khói quang hóa ở California chưa được biết cho tới khi
Trang 8/55
Sinh vật chỉ thò Bùi Thò Mỹ Linh
nó được nhận ra ở sự biến đổi trên cây họ đậu, rau bina, và hình dạng lá cây. Điều này
chứng tỏ có sự xuất hiện ozon( Middleton, 1956). Những biến đổi trên lá cỏ non cho
thấy có sự hiện diện của peroxyacetylnitrate( bedrow, 1955)…
Thực vật trên cạn như tảo, đòa y thường rất nhạy cảm với chất ô nhiễm không
khí hơn cả thực vật có mao dẫn bởi vì chúng hấp thụ trực tiếp nước và chất dinh dưỡng
từ không khí và nước mưa. Kết quả nồng độ các chất ô nhiễm và các chất độc cấp tính
sẽ vào cơ thể nhanh hơn thực vật có mao mạch.
Một phương pháp đo lường chất ô nhiễm là dùng mật độ đòa y, nó là sự tổng hợp
các loài các loài hiện có và cả họ hàng của loài này.
Trong môi trường nước, tảo và vi khuẩn cyanobacteria là những sinh vật chỉ thò
hữu dụng cho những thay đổi khác nhau, sự gia tăng các chất dinh dưỡng( phú dưỡng
hóa) có thể được đánh giá nhờ vào sinh khối của tảo và nhiều loài vi khuẩn như:
oscillatoria ở hồ Washington. Tảo các và một số tảo khác có khả năng tích tụ kim loại
nặng và các chất phóng xạ trong cơ thể của chúng.
Động vật thân mềm được sử dụng như là là công cụ quan trắc trong môi trường
nước với mạng lưới quan trắc toàn cầu( Goldberg, 1978). Một số loài được sử dụng bao
gồm loài Mytius, Grasstrea, Ostrea ở các vùng khơi và duyên hải cửa sông. Loài
Geukensia ở vùng ngập triều và Anodonta và họ hàng của nó ở các hồ nước ngọt, cửa
sông, suối. Phần lớn người ta quan tâm về cách thức chất ô nhiễm vào tế bào động vật
nhuyễn thể và khả năng tồn tại lâu dài của nó. Kim loại, thuốc trừ sâu và các
hydrocacbon cũng xâm nhập vào các mô mềm và nồng độ của chúng tăng nhanh và rồi
chúng tích tụ ở đó. Hầu như công việc cần làm trước khi hiểu về nồng độ các chất trong
mô mềm có thể được sử dụng một cách có hiểu quả để chỉ thò cho các biến động môi
trường hiện tại và quá khứ.
Sinh vật chỉ thò được xem như là các công cụ rất tốt để chỉ thò cho sự thay đổi
của môi trường trong khi các chức năng liên hệ giữa đột biến và những phản ứng được

xác đònh. Ngoài ra sinh vật còn có ích cho những trường hợp không biểu hiện rõ. Nếu
có một yếu tố nào trong hệ sinh thái bò suy giảm hay biến mất thì chúng ta phải quan
tâm đặc biệt đến nó; cần thiết phải tìm nguyên nhân, bởi vì môi trường tự nhiên biến
đổi rất nhanh chóng. Các loài điển hình có thể biến mất ở một vùng sinh thái nào đó do
con người hay do cạnh tranh giữa các sinh vật.
Có nhiều cách để chọn đối tượng quan trắc. Ví dụ, động vật ăn thòt bậc cao có
khả năng chống chòu cao với thuốc trừ sâu. Điều đó có ý nghóa quan trọng trong việc
thay đổi môi trường. Bởi vì những động vật này có phạm vi tìm mồi rất rộng lại có khả
năng tích lũy cao các vật chất, kể cả chất ô nhiễm. Mặt khác, nhiều thành phần môi
Trang 9/55
Sinh vật chỉ thò Bùi Thò Mỹ Linh
trường được nhận biết từ kết quả phân tích cơ thể con mòng biển. Do đó, mòng biển
được sử dụng để kiểm soát ô nhiễm hóa chất, sâu và bướm cũng được sử dụng làm sinh
vật chỉ thò môi trường qua tỉ lệ phân bố của nó. Có sự thay đổi của số lượng cá thể, nhất
là thay đổi màu sắc của bướm khi môi trường thay đổi nhất là về sắc tố. Tiến hóa là
một sự chọn lọc tự nhiên, nơi có các chất gây ô nhiễm là một yếu tố qui đònh tỉ lêï sống
sót của một số loài và số lượng nguồn gen( Rette Well, 1973). Các nhà sinh vật, các
nhà độc chất còn sử dụng một số động vật có vú làm chỉ thò khi khảo sát ảnh hưởng của
độ độc đến con người( Buck, 1979; Harsh Black, 1984). Những phương pháp này rất có
ý nghóa đối với các nhà sinh thái môi trường, nó còn giúp con người xác đònh các loài
có kích thước nhỏ, tỷ lệ sống ở những vùng thích hợp với chúng mà dân cư chiếm làm
nơi cư trú.
Chim là loài sinh vật tốt dùng để quan trắc sinh học bởi vì có sự liên quan để
nhận biết với số lượng lớn mà thành phần loài thì ít. Phần lớn các loài quan sát nghiệp
dư hiểu nhiều và quan sát một cách thường xuyên. Việc đếm và điều tra số lượng chim
con được tiêu chuẩn hóa chúng đã cung cấp giá ttò lâu dài và tuyệt vời về dạng phân bố
bầy đàn.
VI. Các loài sinh vật chỉ thò:
Như đã trình bày ở trên, các loài sinh vật dùng làm sinh vật chỉ thò bao gồm cả
động vật( động vật không xương sống, động vật có xương sống, động vật đáy, động vật

phù du), thực vật và vi sinh vật.
Trang 10/55
Sinh vật chỉ thò Bùi Thò Mỹ Linh
CHƯƠNG II:
CHỈ THỊ VI SINH VẬT
(indicator microorganisms)
I. Khái quát về vi sinh vật :
Ô nhiễm trên thế giới nói chung và ở nước ta nói riêng phần lớn là do những tập
quán phản vệ sinh, do các hoạt động nông nghiệp với những phương thức canh tác khác
nhau và do cách thải bỏ không hợp lý các chất cặn bã vào lòng đất hay thải trực tiếp
vào thủy vực, do những chất gây ô nhiễm từ không khí lắng xuống lòng đất... Ởû những
nước công nghiệp phát triển, ô nhiễm đất thường do việc sử dụng phân bón hóa học,
các chất điều hòa sinh trưởng, các thuốc bảo vệ thực vật… Trong khi đó, ở các nước
đang phát triển, ô nhiễm đất và các nguồn nước gây ra bởi những tác nhân sinh học như
các loài vi sinh gây bệnh và chúng luôn luôn tạo ra những tình trạng căng thẳng.
Ô nhiễm bởi các tác nhân hóa học có độc tính đối với người và các loài sinh vật
khác như DDT, PCB, Hg, Cd, Pb… thừơng được phân tích bằng con đường hóa học với
những thiết bò tinh vi. Việc đánh giá độc tính của các chất này bằng vi sinh vật hiện
nay còn dựa trên các biện pháp sinh học, trong đó các sinh vật thường được dùng để
trắc nghiệm độ độc thường là chó, khỉ, thỏ, chuột trắng, chuột lang, cá, thực vật… Trong
vài năm gần đây, một phương pháp mới được sử dụng dựa trên cường độ phát huỳnh
quang của loài vi khuẩn phát sáng ( phytobacteria) khi trộn lẫn với độc chất ở các nồng
độ khác nhau để xác đònh độ độc.
Ô nhiễm bởi các tác nhân sinh học chủ yếu là các vi sinh vật gây bệnh có nguồn
gốc từ phân, chủ yếu là những vi sinh vật sau:
- Trực khuẩn Shigella dysenteriae gây bệnh lỵ.
- Trực khuẩn Salmonella typhi gây bệnh thương hàn.
- Trực khuẩn Salmonella Paratyphi gây bệnh phó thương hàn.
- Phẩy khuẩn Vibrio cholera gây bệnh tả.
Từ năm 1962, người ta phát hiện thêm một tác nhân gây dòch tả trên thế giới

không còn là Vibrio cholera cổ điển nữa mà do Vidrio eltor gây bệnh tả, có khả năng
sống dai dẳng hơn V. Cholera.
Trang 11/55
Sinh vật chỉ thò Bùi Thò Mỹ Linh
Hệ vi sinh vật đường ruột và vi sinh vật gây bệnh trong nước thải:
Trong phân người và phân gia súc có rất nhiều vi sinh vật, chủ yếu là vi khuẩn.
Trong đó có những vi khuẩn không gây bệnh và vi khuẩn gây bệnh. Các vi khuẩn
không gây bệnh là những vi sinh vật hoại sinh, như Enterbacterium mà chúng ta đã đề
cập đến ở trên. Các vi khuẩn gây bệnh, như phẩy khuẩn tả Vibrio, vi khuẩn lỵ Shigella,
vi khuẩn thương hàn Samonella và phó thương hàn, v.v.) có thể có trong nước khi bò
nhiễm phân. Trong thực tế khó có thể xác đònh tất cả các loại vi khuẩn này có trong
từng mẫu nước vì công việc tốn khá nhiều thời gian và phức tạp. Vì vậy, trong công tác
giảm sát ô nhiễm về vi sinh vật gây bệnh hoặc kiểm tra vệ sinh của nước người ta chọn
vi sinh vật chỉ thò. Chỉ cần xác đònh chỉ thò ta có thể kết luận nước có bò nhiễm phân huỷ
không và nước có thể có hoặc không có những vi sinh vật gây bệnh đường ruột.
Có ba nhóm vi sinh vật chỉ thò ô nhiễm phân:
- Nhóm Caliform đặc trưng là Escherichia coli( E coli)
- Nhóm Streptococci đặc trưng là Streptococcus faecalis.
- Nhóm Clostridia khử sunfit đặc trưng là Clostridium perfringens.
Sự có mặt của các vi khuẩn này chỉ ra rằng nước bò nhiễm phân. Như vậy có
nghóa là có thể có vi khuẩn gây bệnh đường ruột trong nước và ngược lại.
Trong ba nhóm này thì E.coli hay được dùng nhất, vì:
- Chúng là nhóm vi sinh vật đại biễu quan trọng nhất trong việc đánh giá vệ
sinh nguồn nước và có đầy đủ các tiêu chuẩn của loại vi sinh chỉ thò lý tưởng.
- Chúng có thể xác đònh trong điều kiện thực đòa với những phương pháp tương
đối đơn giản và tin cậy.
- Xác đònh Coliform dễ hơn các nhóm khác: đối với Streptocacci cần phải giữ
nhiệt lâu hơn, còn Clostridia phải tiến hành ở 80°C và phải lên men hai lần.
Xác đònh E.coli và kết quả thể hiện bằng hai cách tính: chuẩn coli và chỉ số coli.
Chuẩn coli (coli titre) là số mililit nước có một tế bào E.coli và chỉ số coli (coli index)

là số tế bào coli có trong 1 ml nước.
Các loài vi khuẩn trên tồn tại trong đất bò nhiễm phân tươi, thời gian tồn tại của
các loài này trong các loại môi trường đất, nước có khác nhau tùy theo đặc tính của
loài, thành phần của đất, nước… Nhìn chung thời gian tồn tại của chúng có thể từ 2 đến
4 tuần hoặc hơn nữa. Ngoài các loại vi sinh gây bệnh ra, còn phải kể đến các loài kí
sinh trùng khác nhau như giun, sán, amid cũng tồn tại trong môi trường bò nhiễm phân.
Trang 12/55
Sinh vật chỉ thò Bùi Thò Mỹ Linh
Việc xác đònh các nguồn nước và đất sử dụng cho mục đích nông nghiệp không
bò nhiễm các loài sinh vật gây bệnh trên là cần thiết. Công việc này chỉ có thể thực
hiện được bằng con đường chỉ thò sinh học thông qua việc nuôi cấy và xác đònh trên
những môi trường dinh dưỡng đặc trưng cho từng loài, do đó rất khó khăn, tốn kém và
thời gian dài( thường từ 1 đến 2 tuần). Hơn nữa, vì là các sinh vật sống nên chúng có
khả năng sinh sản trong đường tiêu hóa của người và gây bệnh dù chúng hiện diện một
lượng rất nhỏ. Việc xác đònh những loài này với một lượng nhỏ là một việc vô cùng
khó khăn. Bên cạnh đó, chúng ta cũng có những vi sinh vật khác cũng sống trong
đường tiêu hóa của người và động vật máu nóng, không gây bệnh và có ưu điểm là xác
đònh dễ dàng, nhanh chóng hơn các loài gây bệnh và được các nhà khoa học sử dụng
chúng như là những sinh vật chỉ thò cho sự ô nhiễm phân. Nếu đất và nước không bò ô
nhiễm phân thì xem như chúng an toàn cho sinh hoạt và cho nông nghiệp.
II. Vi khuẩn Coliform :
Những nhóm vi khuẩn được xếp vào nhóm coli là các loài được tìm thấy trong
các vật liệu bò nhiễm phân. Nhóm này có dạng chung được gọi là Coliform. Trong
đường tiêu hóa của những sinh vật sơ sinh không có nhóm này nhưng hệ vi sinh đường
ruột này nhanh chóng phát triển khi trẻ hấp thụ thức ăn. Những thí nghiệm cho thấy 1
gram phân của bất kì người trưởng thành nào cũng chứa một lượng từ 5 đến 500 triệu
hoặc hơn nửa số tế bào vi khuẩn Coliform.
Theo Minkevich, trong phân của những loài chim có sự tiếp xúc với người cũng
tìm thấy có sự hiện diện của coliform, trong khi những loài chim hoang dại lại không
phát hiện thấy những loài vi khuẩn này. Ông cũng khám phá ra một quan điểm quan

trọng: trong các mẫu đất bò nhiễm phân trong một thời gian lâu, các chủng vi khuẩn có
phản ứng citrate dương chiếm ưu thế trong nhóm coliform. Trong trường hợp có mẫu
đất bò nhiễm phân tươi, E-coli là loại chiếm ưu thế trong nhóm coliform.
III. Escherichia Coli ( còn được gọi là trực khuẩn đại tràng, chiếm tới 80% tổng
số vi sinh vật sống trong ruột người):
Loại này được khám phá năm 1885 bởi Escherich và được đặt tên là bacterium
coli. Năm 1888, Macé sử dụng loại vi khuẩn này như một tác nhân trực tiếp chỉ thò ô
nhiễm phân và gián tiếp chỉ thò cho các nguồn nước bò nhiễm các vi sinh vật đường
ruột. Sau đó loài vi khuẩn này được đổi tên thànhEscherichia coli và xếp vào họ
Enterobacteriaceae( Bergey’s, 1974). E-coli được tìm thấy trong đường tiêu hóa của
người và các động vật máu nóng và như vậy chúng sẽ hiện diện trong phân của các
loài này và có mối liên hệ nhất đònh đối với các sinh vật gây bệnh trên. Theo
Trang 13/55
Sinh vật chỉ thò Bùi Thò Mỹ Linh
Minkevich( 1949), E.coli chỉ phát triển trong các loài động vật có sự tiếp xúc với người
và hiếm khi thấy chúng xuất hiện trong các loài động vật hoang dại.
E.coli được xác đònh trong phòng thí nghiệm với thời gian từ 3 đến 5 ngày ở
nhiệt độ 44 – 45
0
C. Việc xác đònh E.coli được thực hiện một cách dễ dàng.
Hình 1: Escherichia Coli
IV. Streptococcus:
Sống trong đường tiêu hóa của người và động vật máu nóng có loại vi khuẩn
hình cầu mà người ta gọi là Enterococcus. Đó là loại cầu khuẩn không sinh bào tử, đôi
khi có dạng kéo dài thường hiện diện dưới dạng chuỗi và được xếp vào genus
Streptococcus. Gần như chỉ thò ô nhiễm phân bằng Streptococcus faecalis và một số
loài khác như S.Faecium, S.bovis, S.equinus được xem là quan trọng nhất. S.faecalis
chiếm ưu thế trong phân người, trong khi đó ở gia súc là S.Faecium, ở cừu là S.bovis, ở
ngựa là S.equinus, ở những động vật hoang dại như bò sát, hầu hết là S.faecium.
Những loài vi khuẩn này chuyển từ những loại đất ô nhiễm vào thực vật. Bề mặt

cỉa những thực vật phát triển trên những vùng đất này sẽ bò nhiễm các loài enterococci.
Từ khi khám phá ra các loài enterococci có thể được sử dụng để làm sinh vật chỉ
thò cho các điều kiện vệ sinh môi trường, trong đó bao gồm cả đất, người ta nhanh
chóng sử dụng chúng để phát triển những ô nhiễm do con người và các loài động vật
gây ra. Nhiều nhà khoa học cho rằng enterococci có thể dùng làm sinh vật chỉ thò ô
nhiễm cho môi trường, đặc biệt là môi trường nước. Theo Randall( 1956), enterococci
phong phú trong nước thải và trong đất ô nhiễm, rất hiếm khi tìm chúng trong đất
không bò ô nhiễm.

Hình 2: Streptococcus
Trang 14/55
Sinh vật chỉ thò Bùi Thò Mỹ Linh
V. Clostridium Perfringens:
Một vài loài vi sinh vật kò khí như Clostridium perfringens cũng sống trong
đường tiêu hóa của người và các động vật giống như coliform. Người ta cũng không tìm
thấy loài này trong vùng đất sạch, điều này cũng có nghóa là Clostridium perfringens
có thể được sử dụng làm sinh vật chỉ thò cho sự ô nhiễm phân.
Các phân tích về C.Perfringens trong phân người cho thấy loài này hiện diện
trong phân trẻ sơ sinh chỉ vài ngày tuổi. Ở trẻ 3 ngày tuổi, người ta tìm thấy 3-4% lượng
mẫu phân có chứa, còn ở người trưởng thành, lượng mẫu tính lên đến 98%. Loài này
cũng hiện diện trong phân của động vật. Do đó nó có thể dùng làm sinh vật chỉ thò về
mặt vệ sinh cho các loại môi trường, trong đó bao gồm cả đất.
C.perfringens được Welch và Nuthal miêu tả vào năm 1892, là loại trực khuẩn
gam dương sinh bào tử, kích thước nhỏ, thường tồn tại thành từng cặp, không di động,
đôi khi tạo thành capsules, bào tử của chúng có dạng hình trứng, thường được tạo thành
trong một thời gian dài, khi mà điều kiện môi trường trở nên không thuận lợi. Nhiều
C.perfringens sản sinh độc có ngoại bào, điều này có thể gây ra các ngộ độc thực
phẩm.
Khác với các loài, vi sinh đường ruột không sinh bào tử nhanh chóng chết trong
môi trường mới, các loài C.Perfringens có thể tồn tại lâu trong môi trường và như vậy,

chúng có thể được dùng làm chỉ thò cho sự ô nhiễm đã lâu hay mới gần đây. Những
mẫu đất có chứa cả hai dang coliform và C.perfringens là những mẫu mới nhiễm phân.
Những nghiên cứu sinh thái học về C.perfringens do các nhà sinh vật học ở
Moldavlan đã thống nhất rằng C.perfringens có thể phát triển trong đất và hầu hết
chúng đều ở dạng tế bào dinh dưỡng hay bào tử của loài này trái ngược với đất dùng
làm nông trại hay đất đô thò. Như vậy, việc xác đònh độ ô nhiễm của đất phải dựa vào
mật độ của C.perfringens, chứ không đơn thuần chỉ dựa vào sự hiện diện của chúng.
Hình 3: Clostridium perfringens
VI. Vi sinh vật trong nước thải:
Trang 15/55
Sinh vật chỉ thò Bùi Thò Mỹ Linh
Vi sinh vật có trong nước thải chiếm đa số về loài và số cá thể trong tập đoàn
sinh vật của nước thải. Nước thải càng bẩn càng phong phú vi sinh vật, chủ yếu là vi
khuẩn. Vi khuẩn là sinh vật đơn bào có kích thước từ 0,5 đến 5 µm. Vi khuẩn có hình
que, hình cầu hoặc sợi xoắn. Chúng sống đơn lẻ từng tế bào hoặc liên kết thành chuỗi
hoặc xếp hình khối vuông. Vi khuẩn đóng vai trò đặ biệt quan trọng trong các quá trình
phân huỷ các chất hữu cơ có trong nước. Chúng có ý nghiã rất lớn trong hệ sinh thái
của Trái đất. Tuỳ thuộc vào phương thức dinh dưỡng vi khuẩn được chia làm hai nhóm:
dò dưỡng và tự dưỡng.
Vi khuẩn dò dưỡng (heterotriphic):sử dụng các chất hữu cơ làm nguồn cơ chất
cacbon và năng lượng torng các quá trình sinh tổng hợp. Trong nhóm này lại chia thành
các vi khuẩn hiếu khí (aerobic) cần oxy trong quá trình phân huỷ các chất hữu cơ để
sinh trưởng và phát triển. Các vi khuẩn kỵ khí hay yếm khí (anaerobic) không cần oxy
tự do để phát triển chúng có thể sử dụng oxy liên kết trong các hợp chất như gốc nitrat,
sunfat,… các vi khuẩn hiếu khí hoặc kỵ khí tuỳ tiện (facultative) có thể sống trong điều
kiện có hoặc không có oxy tự do.
Phân huỷ các chất hữu cơ ở vi khuẩn được mô tả đơn giản như sau:
• Ở vi khuẩn hiếu khí: Chất hữu cơ + O
2
 CO

2
+ H
2
O + năng lượng
• Ở vi khuẩn yếm khí: chủ yếu trong nước ô nhiễm được tập trung lớn nhất tại
nơi có nồng độ oxi thấp nhất.
Chất hữu cơ + NO
-
3
 CO
2
+ N
2
+ năng lượng
Chất hữu cơ + SO
4
2-
 CO
2
+ H
2
S + năng lượng
Chất hữu cơ  axit hữu cơ + SO
2
+ CH
4
↑

+ CO
2

↑

+ năng lượng
Năng lượng được giải phóng trong quá trình biến đổi hoá sinh được sử dụng vào tổng
hợp tế bào mới, phát triển tăng sinh khối và một phần thoát ra ở dạng nhiệt.
Vi khuẩn tự dưỡng (autotrophic): có khả năng oxy hoá chất vô cơ để thu năng
lượng vàsử dụng CO
2
làm nguồn cacbon cho các quá trình sinh tổng hợp. Trong nhóm
này có vi khuẩn nitrat hoá, vi khuẩn lưu huỳnh, vi khuẩn sắt…
Các vi khuẩn nitrit có quá trình tự dưỡng theo phương trình sau:
Ở Nitromonas: 2NH
+
4
+ O
2
 2NO
-
2
+ 4H
+
+ 2H
2
O + năng lượng
Ở Nitrobacter: 2NO
2
+ O
2
 2NO
3

+ năng lượng
Trang 16/55
Sinh vật chỉ thò Bùi Thò Mỹ Linh
Các vi khuẩn sắt oxy hoá sắt tan trong nước thành sắt không tan:
Fe
2+
(tan)
+ O
2
 Fe
3+
(không tan)
+ năng lượng.
Các vi khuẩn Leptpthitrix và Crenothrix làm kết tủa sắt thành Fe(OH)
3
có màu
vàng đỏ.
Các vi khuẩn lưu huỳnh có khả năng chòu đượv pH thấp, oxy hoá H
2
S thành axit
sunfuric H
2
SO
4
gây ăn mòn đường ống, các công trình xây dựng ngập nước.
Nấm, nấm mốc và nấm men:
Nhóm này ít hơn vi khuẩn và phát triển mạng trong vùng nước tù. Chúng là các
vi khuẩn sinh vật dò dưỡng và hiếu khí. Các loài nấm (kể cả nấm mốc) có khả năng
phân huỷ các chất hữu cơ, nhiều loài nấm phân huỷ được các hợp chất xenluloza,
hemixenluloza và đặc biệt là lignin. Nấm men phân huỷ các chất hữu cơ bò hạn chế

nhưng có thể lên men được một số đường thành các ancol, axít hữu cơ, glyxerin,… trong
điều kiện kỵ khí và phát triển tăng sinh khối trong điều kiện hiếu khí.
Virus: Loại siêu vi khuẩn cực nhỏ sống ký sinh ở tế bào vật chủ, nhờ những chất
trao đổi của vật chủ mà xây dựng các hợp chất protein và axit nucleic cho mình. Vì
vậy, virut là tác nhân gây ra một số bệnh cho người và gia súc. Trong nước thải có
nhiều loại virut. Các virút của vi khuẩn gọi là thực khuẩn thể (bacteriophae). Khi vắng
tế bào vi khuẩn chủ thì thực khuẩn thể vẫn tồn tại khá lâu ở trong nước. Vì vậy, nếu
tìm thấy thực khuẩn thể trong nước ta có thể suy ra sự có mặt của vi khuẩn gây bệnh
tương ứng đã hoặc đang tồn tại.
Trong nước thải tỷ lệ nước chiếm tới 99% (sau khi đã vớt bỏ hết phần rắn). Vi
sinh vật trong nước thải thường có mặt các vi sinh vật đường ruột, vi sinh vật đất, pH
của nước thải thường ở vùng trung tính (loại trừ các nguồn thải từ các xí nghiệp thải bỏ
axit hoặc kiềm), nhiệt độ tuỳ thuộc vào mùa (khoảng 15 – 35°C). Các chất rắn đã loại
bỏ, như sôi đá, thuỷ tinh, phần đặc cáu còn lại của nước thải thì xenluloza chiếm tới
50%.
Vi sinh vật hoại sinh trong nước thải:
Để đánh giá ô nhiễm nguồn nước do nước thải sinh hoạt, dựa vào sự xuất hiện
của 3 nhóm vi sinh vật chỉ thò sau:
- Nhóm Faecal Coliform: đặc trưng là Escherichia Coli( E.Coli) là loại khuẩn
đường ruột( FE)
Trang 17/55
Sinh vật chỉ thò Bùi Thò Mỹ Linh
- Nhóm streptococci: đặc trưng là Streptococci: đặc trưng là Streptococcus
Faecal – liên cầu trong phân.
- Nhóm Clostridia khử sulfit, đặc trưng là Clostridium – perfringues.
Sự có mặt của các vi sinh vật này chỉ ra rằng nước đã bò nhiễm phân. Trong ba
nhóm đó, Faecal Coliform thường được phân tích vì chúng là nhóm vi khuẩn dễ xác
đònh. Khi phân tích các chỉ tiêu vi sinh nếu tỉ số FE/FS = 4 thì kết luận nguồn nước đó
đã bò ô nhiễm bởi phân người, và nếu FE/FS = 1 thì kết luận ô nhiễm bởi phân động
vật.

Sự có mặt của Coliform trong nước được dùng làm dấu hiệu về khả năng tồn tại
của các vi sinh vật gây bệnh khác hay nói cách khác Coliform là một chỉ tiêu đánh giá
mức độ nhiễm bẩn của nguồn nước.
Nồng độ oxi trong nước tăng thì các loài đặc trưng của nước không bò ô nhiễm
lại chiếm ưu thế.
- Nghiên cứu của Whitton cho thấy loại Cladophora glomerata phát triển mạnh
trong môi trường giàu dinh dưỡng nhưng lại có nồng độ cao của các kim loại nặng.
- Còn theo Choluoky, các hợp chất hữu cơ có chứa Nitrogen bổ sung thêm sự
phát triển phong phú của Nitschiathernalis đặc trưng cho điều kiện yếu khí.
Các vi sinh vật trong nước thải là các thể hiếu khí hoặc kỵ khí và có cả những
loài hiếu khí tuỳ tiện (hay là hiếu khí không bắt buộc). Phần lớn chúng là những vi
sinh vật dò dưỡng hoại sinh: Enterbacterium, Streptococcus nhiễm từ phân, Clostridium,
Cytophaga, Micrococcus, Psedomonas, Spirochaeta, Bacillius, Lactobacillus,
Achromobacter, các loài nấm, nấm men, tảo, v.v. Chúng có khả năng phân huỷ các hợp
chất hữu cơ có trong nước.
Hình 4: Enterococci
Trên thành và đáy cống rãnh thấy các vi khuẩn thuộc giống Sphaterotillus,
Crenothrix, Beggiatoa phát triển thành cục nhầy. Nước thải có ánh nắng chiếu còn thấy
Trang 18/55
Sinh vật chỉ thò Bùi Thò Mỹ Linh
có vi khuẩn dạng sợi Rhodobacterium. Đôi khi người ta còn gọi loài vi khuẩn này là “
nấm của nước thải” còn nấm thực ở đây thường gặp là Saprolegnia và Leptolimus.
Tất cả các vi sinh vật này đều có khả năng phân huỷ các chất hữu cơ có trong
nước thải. Đối với từng loại nước thải với hàm lượng các chất hữu cơ khác nhau sẽ ảnh
hưởng đến thành phần tập đoàn vi sinh vật và số lượng của chúng có trong nước thải.
Pseudomonus hầu như có thể đông hoá được mọi chất hửu cơ và sống lâu trong môi
trường. Có thông báo khoa học cho biết, một số chủng thuộc giống này có khả năng
phân huỷ polyvinylancol (một polyme của rượu vinylic dùng để hò vải sợi tổng hợp ở
các nhà máy dệt). Vì vậy, giống Pseudomonas là vi sinh vật đầu tiên phải kể đến trong
quá trình phân huỷ các chất hữu cơ của các công trình vệ sinh và nước thải. Các giống

Alcaligenes và Flavobactercum cũng quan trọng gần như Pseudomunas. nơi nào có
chất hữu cơ protein cần phân huỷ là có mặt của hai giống này.
VII. Vi sinh vật trong đất phèn:
Một số tác giả cho rằng trong môi trường đất phèn có Thiobacillus thiodans,
Thiobacillus Femorxidans. Trong đó những vi khuẩn Antothrops có vài loài sống được
ở độ pH= 2, lấy năng lượng từ phản ứng oxi hóa khử trong quá trình tạo phèn. Hay
Thiobacillus Ferorxidans có vai trò xúc tác trong quá trình oxi hóa khử Fe
2+
thành Fe
3+
.
VIII. Vi sinh vật trong không khí:
Bảng 1:Phân loại độ sạch không khí theo vi sinh vật( VSV) HF( Safir, 1951)
Không khí Lượng VSV trong 1m
3
không khí
Mùa hè Mùa đông
Tổng số VSV Cầu khuẩn Tổng số VSV Cầu khuẩn
Bẩn > 2500 > 36 > 7000 > 124
Sạch < 1500 < 16 < 4500 < 36
Trang 19/55
Sinh vật chỉ thò Bùi Thò Mỹ Linh
CHƯƠNG III:
THỰC VẬT CHỈ THỊ
( Botanical indicator)
I. Thực vật dùng làm sinh vật chỉ thò:
Phương pháp này dựa vào sự nhạy cảm của thực vật đối với môi trường sống. Ở
đây chúng đề cập đến sự nhạy cảm của sinh vật đối với sự dư thừa chất dinh dưỡng và
sự nhạy cảm của sinh vật đối với chất độc.
1. Vì sao lá cây lại có đốm:

Nếu bạn quan sát kỹ những cây chung quanh sẽ phát hiện thấy hiện tượng kỳ lạ:
đó là lá của một số loài cây có đốm màu vàng, màu nâu, thậm chí là màu đen to nhỏ
khác nhau. Vì sao lá cây lại có đốm như vậy:
Kết quả nghiên cứu của các nhà khoa học chứng tỏ: lá cây xuất hiện các đốm là
do ô nhiễm không khí ngày càng nghiêm trọng gây nên. Các nhà máy hoá chất, luyện
kim, xi măng, gang thép, nhiệt điện; các phương tiện giao thông ô tô, tàu hoả đã thải
vào không khí một lượng lớn khí độc như khí sunfua, florua cacbon, clo, amoni, etylen,
khí ôzôn và các hợp chất của chúng khiến cho một số loài cây bò tổn thương nghiêm
trọng. Những đốm xuất hiện trên lá chứng tỏ loài cây này đã bò không khí ô nhiễm gây
tổn thương.
Lá cây là cơ quan trao đổi khí, trực tiếp tiếp xúc với không khí cho nên những
chất ô nhiễm không khí gây tổn thương cho cây chủ yếu biểu hiện trên lá. Vì “phản
ứng” của các loại cây đối với ô nhiễm không khí khác nhau, cho nên những chứng
trạng tổn thương xuất hiện trên lá cũng khác nhau. Đốm bệnh do khí Sunfua gây nên
phần nhiều xuất hiện giữa các gân lá viền các đốm bệnh rất rõ ràng, nhất là những là
non mới duỗi ra rất nhạy cảm. Những đốm bệnh do florua cacbon gây ra nên phần
nhiều ở đầu nhọn cuối lá hoặc đường viền lá, những lá non bò bệnh thì đường viền các
đốm thường có màu đỏ hoặc màu nâu đậm. Những đốm bệnh do khí clo gây nên chủ
yếu xuất hiện giữa các gân lá, đườnh viền các đốn bệnh mờ nhoè hoặc là một khu quá
độ. Những đốm bệnh do khí ôzôn gây nên chủ yếu xuất hiện ở mặt lá, là những đốm
nhỏ li ti tập trung gần nhau, còn những đốm bệnh do axit nitric, peoxit acetyl gây nên
thường xuất hiện những đốm màu trắng hoặc màu vàng ở mặt sau lá. Chúng ta có thể
Trang 20/55
Sinh vật chỉ thò Bùi Thò Mỹ Linh
căn cứ các chứng trạng lá cây bò tổn thương để phán đoán sự ô nhiễm của khu vực này
thuộc loại ô nhiễm gì và mức độ nghiêm trọng đến đâu.
2. Vì sao nói thực vật là người lính giám sát và đo
lường ô nhiễm môi trường?
Hơn 50 năm trước trong cánh rừng cam và bưởi ở bang California Mỹ, trên lá
xuất hiện nhiều đốm bệnh kỳ lạ. Về sau lá biến thành màu vàng và rụng, khiến cho rất

nhiều cam và bưởi bò chết. Các chuyên gia sau khi phân tích đã tìm thấy nguyên nhân
là khí thải ô tô trong thành phố đã làm chết cam và bưởi. Hàng ngàn, hàng vạn ô tô
trong thành phố mỗi ngày thải vào không khí một lượng lớn các hoá chất Nitrorua và
các hợp chất Hydrocacbon, dưới tác dụng của tia tử ngoại đã sinh ra : “mù khói quang
hoá học”, làm chết cam và bưởi. Về sau các nhà khoa học còn nhiều lần phát hiện thấy
loài cây rất nhạy cản đối với ô nhiễn môi trường. Họ thông qua quan sát phản ứng của
cây có thể xác đònh được một cách chính xác môi trường có bò ô nhiễm hay không. Do
đó người ta xem cây cối là “ người lính giám sát và đo lường” ô nhiễm môi trường.
Các nhà khoa học thông qua quan sát lâu dài phát hiện thấy: loài cây khác nhau
có khả năng chòu đựng các chất khí độc khác nhau. Có một số loài cây dưới tác dụng
của khí độc cành lá bò khô héo, chết dần, nhưng một số loài cây ngược lại cành lá vẫn
xum xuê và còn phát triển như cũ. Chúng ta có thể căn cứ vào sự khác biệt này để
chọn một số loài cây chỉ thò nhằm giám sát và đo lường môi trường. Ví dụ, tại một
thành phố Nam Kinh( Trung Quốc), một lần người ta tình cờ phát hiện vào mùa xuân,
khi cây tuyết tùng mọc cành mới, lá kim của nó bỗng ngã màu vàng rồi khô đi. Sau khi
điều tra, người ta mới biết được là do một nhà máy cạnh đó đã thải ra quá nhiều khí
thải sinh ra. Tuyết tùng là loài cây rất mẫn cảm. Vì vậy ngày nay, hễ thấy tuyết tùng
có hiện tượng trên, người ta biết ngay là xung quanh đó đã bò ô nhiễm, vì thế người ta
gọi tuyết tùng là máy cảnh báo ô nhiễm không khí rất tốt
3. Vậy cây làm thế nào để giám sát và đo lường được
ô nhiễm môi trường?
Đương nhiên, thực vật lên tiếng cảnh báo không thể giống như ta kéo còi báo
động được, mà chúng lấy những thương tổn của bản thân để kêu gọi mọi người phải
cảnh giác. Thông thương, những chất khí độc trong không khí thông qua các lỗ lá cây
xâm nhập vào cây. Do đó một khi gặp khí có hại thì trước hết lá cây bò làm tổn hại,
trên lá cây xuất hiện những đốm bệnh mắt thường có thể nhìn thấy được. Ví dụ, khí
Sunfua gây đốm bệnh xuất hiện giữa các gân lá, hình thành từng điểm hoặc từng đốm;
còn khí clo gây những đốm tập trung ở đầu nhọn cuối lá hoặc viền quang lá, đốm bệnh
hình tròn hoặc hình dài. Những chất khí có hại khác gây nên chứng bệnh cũng rất khác
Trang 21/55

Sinh vật chỉ thò Bùi Thò Mỹ Linh
nhau. Do đó cây cối không những mách bảo với chúng ta không khí có bò ô nhiễm hay
không mà còn có thể phản ánh mức độ ô nhiễm thuộc dạng nào.
Vì các loài cây khác nhau nhạy cảm với các chất ô nhiễm khác nhau, cho nên
đối với những loài cây đặc biệt nhạy cảm với chất ô nhiễm nào đó ra có thể dùng nó
để giám sát và đo lường đối với loại ô nhiễm ấy. Ngày nay người ta đã tìm thấy rất
nhiều loài cây nhạy cảm đặc biệt, có thể dùng để làm cây chỉ thò các chất ô nhiễm
không khí. Ví dụ, cây táo, anh đào hay cây huyền linh một tương đối nhạy cảm với khí
sunfurơ, cây thuốc lá, cây tử kim hương đối nhạy cảm với khí Florua; cây hướng dương,
đại mạch tương đối nhạy cảm với khí florua; cây Tử mọc mục xá, cà rốt, v.v.. có thể
giám sát khí sunfua, cây uất kim hương, hạnh, mai, bồ đào có thể giám sát và đo lường
khí Flo; táo, đại mạch, đào, ngô, hành tây tương đối nhạy cảm, có thể giám sát và đo
lường khí Clo. Ngoài ra có một số loài cây như cây chân vòt có thể giám sát và đo
lường ô nhiễm và bức xạ. Cây chân vòt, bình thường lá có màu xanh lam, nếu bò ô
nhiễm bức xạ tuy ở nồng độ rất thấp lá cũng vẫn biến thành màu đỏ.
Có người lo rằng độ nhạy giám sát và đo lường của cây kém hơn máy. Thực ra
rất nhiều loài cây có độ nhạy cảm đối với các chất gây ô nhiễm rất cao. Ví dụ độ nhạy
của cây tử hoa mục xá đối với khí sunfua rất mạnh. Khi nồng độ khí sunfua trong
không khí chỉ đạt 3 phần mười triệu thì cây đó đã xuất hiện đốm bệnh rõ rệt, còn con
ngưởi chỉ khi nồng độ khí sunfua trong không khí vượt quá 3% mới cảm thấy được. Lấy
ví dụ, khi nồng độ khí flo trong không khí chỉ cần đạt 40 phần nghìn tỉ thì lá cây kiếm
lan trong vòng 3 giờ đã xuất hiện đốm bệnh. Độ nhạy của nó cao đến mức con người
phải ngạc nhiên. Một ví dụ khác, khi nồng độ của Sunfua dioxid đạt đến mức 0,3.10
-6
thì những thực vật mẫn cảm trở thành kẻ bò hại, nếu nồng độ ở mức 1.10
-6
con người
mới ngửi thấy mùi đó, ở mức 10.10
-6
mới dẫn tới ho, chảy nước mắt. Do đó lợi dụng

những loài thực vật mẫn cảm để cảnh báo ô nhiễm có thể tránh làm nguy hại đến sức
khỏe của con người.
Nếu bạn muốn thử xem nơi bạn ở có bò ô nhiễm Flour không, bạn hãy thử trồng
mấy chậu lan xương và thường xuyên theo dõi sự phát triển của chúng, nếu thấy đầu lá
và hai bên rìa lá xuất hiện các dải màu vàng nhạt và phần bò tổn này khác rất rõ ràng
so với các phần khác thì có thể nói rằng không khí nơi bạn ở đã bò ô nhiễm Flour rồi và
như vậy cần phải cảnh giác. Thông thường khi nồng độ của chất này ở mức 0,005.10
-6
,
loài lan này sẽ xuất hiện các triệu chứng trên rồi, nếu nồng độ đến mức 8.10
-6
là ban
đầu có hại tới con người, cho nên khi đã được cây lan này cảnh báo, ta vẫn còn kòp áp
dụng các biện pháp chống ô nhiễm.
Trong khoa học môi trường, dùng cây để giám sát và đo lường đã trở thành một
môn khoa học, thu hút được sự quan tâm của con người. Tác dụng giám sát và đo lường
ô nhiễm môi trường của thực vật đang ngày càng phát huy tác dụng lớn hơn.
Trang 22/55
Sinh vật chỉ thò Bùi Thò Mỹ Linh
II. Sự nhạy cảm của thực vật với chất độc:
Các chất độc trong không khí như: SO
2
, NO
x
, các khí halogen, amoniac và các
chất khác xâm nhập vào không khí chủ yếu từ các hoạt động của người và gây độc cho
thực vật qua sự trao đổi khí cũng như qua sự ngưng tụ nước mưa, sương và bụi trên bề
mặt chồi lá. Sau khi hấp thụ các chất độc từ khí, tác động độc hại tùy thuộc vào liều
lượng và thời gian tác động. Nhìn chung, sự tổn thương đa dạng, tức là cùng một chất
độc gây nên những triệu chứng độc hoàn toàn khác nhau ở thực vật khác nhau. Những

dấu hiệu tổn thương có thể là: tích lũy độc chất trong thực vật, làm giảm hay gia tăng
hoạt tính của men nào đó, đình trệ quá trình quang hợp, phá hủy sinh trưởng, …
Các loài khác nhau không nhạy cảm như nhau đối với độc khí. Trong các thực
vật thân thảo thì cỏ ba lá bò tổn thương nặng nhất đối với SO
2
, một số giống Tulip nhạy
cảm với HF. Những loài này có thể dùng làm những sinh vật chỉ thò cho nồng độ gây
thương tổn của một số khí độc.
Nhạy cảm với các SO
2
, HF là các loài rêu, đòa y và một số nấm bệnh thực vật.
Cùng một nồng độ SO
2
có thể gây hại cho thực vật bậc cao sẽ gây nên sự phá hủy hô
hấp, phá hủy chloorpgyll và kìm hãm sự sinh trưởng tạo ra sự tổn thương của đòa y cùng
với cá thể nơi chúng bám. Ở những vùng nhiễm bẩn tối đa, đòa y không thể sống được
tạo thành những “hoang mạc đòa y” tùy thuộc vào khoảng cách của nguồn SO
2
và chỉ ở
vùng sạch ta mới có thể tìm thấy thảm đòa y trên những chòi cây, vách đá.
Ngoài những thực vật nhạy cảm cao được dùng làm sinh vật chỉ thò, người ta còn
sử dụng những thực vật bền vững nhờ vào khả năng chòu đựng lớn của mình với chất ô
nhiễm làm chỉ thò tích lũy. Nghiên cứu độ bền vững của những thực vật này có một ý
nghóa thực tiễn trong việc gieo trồng ở các vùng nông nghiệp, và ở những nơi trồng
dày, nơi có khả năng tổn thương xảy ra như trường hợp của những cây gỗ lá thường
xanh chòu tác động độc hại thường xuyên của khí SO
2
, đặc biệt tăng cao vào mùa đông
do việc sử dụng lò sưởi ở các nước ôn đới.
III. Mía – Vệ só bảo vệ môi trường :

Trang 23/55
Sinh vật chỉ thò Bùi Thò Mỹ Linh
Mía ngoài hấp thụ một số chất, một số khoáng chất trong đất chủ yếu còn hấp
thụ khí CO
2
trong không khí. Mía hằng ngày có thể hấp thụ một lượng khí CO
2
cao gấp
đôi so với cây lúa, hơn nữa nó có thể hấp thụ CO
2
ở nồng độ cao. Khí CO
2
trong không
khí trong điều kiện bình thường nồng độ chỉ khoảng 300ppm nó vẫn có thể hấp thụ
được. Còn cây lúa khi nồng độ CO
2
thấp 50 ppm thì không thể hấp thụ được. Mùa hè
nóng nực cây mía thậm chí hấp thụ khí CO
2
với nồng độ mấy ngàn ppm. Vì lượng hút
vào lớn nên cây mìa ngoài hấp thụ khí CO
2
do mình thải ra nó còn hấp thụ một lượng
lớn khí CO
2
chung quanh để thoả mãn nhu cầu của bản thân, hơn nữa khi tự sản sinh ra
(thức ăn) cần thiết nó còn giải phóng ra khí O
2
.
Không có cây cối thì quả đất sẽ đầy khí CO

2
làm cho con người chết nghẹt, hàm
lượng O
2
trong không khí không phải từ ban đầu 0,05% tăng đến 21% như ngày nay,
quả đất cũngkhông thể biến thành một hành tinh có sự sống. Điều đó có công lao của
cây mía (ăn rất nhiều) khí CO
2
.
Cây hấp thụ một số chất khí có hại cho cơ thể người như: florua, hydro cacbon,
khí clo và clorua cũng có tính đề kháng rất mạnh. Nó còn có thể tận dụng chất thải của
nhà máy giấy làm phân, từ đó mà giảm thấp sự ô nhiễm môi trường do các nhà máy
giấy gây nên.
Qua đó có thể thấy mía không chỉ là loại hoa quả ưa thích của con người mà còn
là vệ sinh bảo vệ cho sự trong sạch của môi trường
IV. Cây ngân hoa có thể làm sạch không khí:
Cây ngân hoa đẹp đẽ nguyên là loài cây xanh quang năm. Dáng cây đẹp, lá
màu bạc xám đung đưa trước gió, màu bạc lấp lánh trông rất vui mắt. Cây ngân hoa
vốn gốc ở Ôstrâylia, những năm 20 của thế kỷ này, Trung Quốc nhập giống trồng.
Ngày ngay, cây ngân hoa đã trở thành cây trồng vỉa hè ở các đường phố phương Nam
và là loại cây xanh chủ yếu trồng trong các nhà máy.
Cây ngân hoa có năng lực hấp thụ và đề kháng rất mạnh đối với khói, bụi trong
thành phố và những chất khí độc hại của nhà máy. Những cây ngân hoa mọc gần ống
khói, tuy bò khói than ô nhiễm nhưng lá cây vẫn không bò bệnh gì. Ngân hoa trồng ở vỉa
hè, hai bên đường nhựa, lá lông nhung của nó sau khi hấp thụ bụi bậm, bùn đất, được
nước mưa rửa sạch vẫn xanh tốt như thường. Theo xác đònh ngân hoa đối với các chất
florua, hidrocacboc và clorua hydrocacbon có năng lực đề khán rất mạnh, một mẫu cây
ngânhoa có thể hấp thụ 11,8 kg florua hydro cacbon hoặc 13,7 mg khí clorua
hydrocacbon. Sức đề kháng của cây ngân hoa đối với khí sunfua cũng rất mạnh. Trồng
loại cây này trong bồn ở phân xưởng sản xuất axit sunfuric có nồng độ khí sunfua cao 3

tháng, cây vẫn ra lá bình thường. Ở nhà máy sản xuất axit sunfuric loại vừa trong phạm
Trang 24/55
Sinh vật chỉ thò Bùi Thò Mỹ Linh
vi 200 – 500 m trong nguồn ô nhiễm khí sunfua, loài cây khác rất khó sống nhưng cây
ngân hoa vẫn phát triển bình thường. Tuyệt chiêu của cây ngân hoa không phải như thế
mà còn có thể chống lại khí clo rất độc.
Thí nghiệm chứng tỏ trong phạm vi 10 – 20 m phía dưới ống khói nhả khói Clo,
cây ngân hoa sau 20 ngày vẫn giữ được tán lá mà không hề bò rụng.
Có thể thấy rõ cây ngân hoa là cây làm sạch không khí rất tốt. Nó quả là loại
cây xanh trồng ở thành phố và các khu công nghiệp rất thích hợp.
V. Sự phú dưỡng và hậu quả :
Phú dưỡng là hiện tượng tảo lam, tảo lục phát triển quá mức trong nước ngọt.
Trong sông, hồ, khi các loài tảo phát triển thì hình thành một tầng tảo màu xanh rất
dày, nó xuất hiện từng mảng màu xanh gọi là “hoa nước”, hiện tượng này phát sinh ở
biển người ta gọi là “triều đỏ”. Những loài tảo này nhả ra chất độc màu xanh đậm có
thể giết hết cá. Sau khi tảo chết đi, trong quá trình rữa nát và phân giải, cần tiêu hao
một lượng oxi lớn tan trong nước khiến cho nước bò thối. “Hoa nước” không những phá
hoại nguồn nước mà còn ảnh hưởng đến cảnh quan mặt nước.
Sông, hồ, mặt biển và các cửa sông phát sinh “hoa nước” là kết quả nước bò
giàu dinh dưỡng, đó là biểu hiện nước bò ô nhiễm. Trong điều kiện bình thường, trong
đất, bề mặt thường chứa các chất dinh dưỡng cần thiết cho loài cây phát triển. Những
chất này trôi theo nước mưa, qua nước bề mặt xâm nhập vào nguồn nước, các loài sinh
vật trong nước hấp thụ những chất này để sinh sôi nảy nở. Trong điều kiện tự nhiên,
các chất dinh dưỡng Nitơ, Photpho ở trạng thái cân bằng nhưng hoạt động của con
người ngày càng gia tăng, sản xuất nông nghiệp dùng một lượng phân bón hóa học,
nước thải sinh hoạt và nước thải công nghiệp đổ vào các sông, hồ khiến cho các chất
dinh dưỡng trong môi trường nước tăng lên nhanh chóng. Sự tích lũy các chất dinh
dưỡng này trong nước chỉ trong một thời gian ngắn sẽ trở nên phú dưỡng khiến cho các
loài tảo thừa cơ sinh sôi nảy nở, khiến cho hệ thống sinh thái thủy sinh bò phá hoại
nghiêm trọng. Người ta gọi đó là hiện tượng “phú dưỡng” quá mức.

Theo các nhà khoa học xác đònh, nước giàu dinh dưỡng vào những mùa có ánh
sáng mặt trời và nhiệt độ thích hợp, số lượng các loài tảo có thể đạt tới mức một triệu
cơ thể trong một lít nước, trong đó thường tảo lam, tảo lục chiếm ưu thế. Khi đó mặt
nước sẽ xuất hiện từng đám “hoa nước” do các loài tảo gây nên.
VI. Hiện tượng sương mù quang hóa:
Trang 25/55