Nghiên cứu mối quan hệ giữa đa dạng sinh học thân mềm chân bụng (gastropoda) trên cạn với hàm lượng chì, asen trong đất tại xã bằng lũng, huyện chợ đồn, tỉnh bắc kạn

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ
NGHIÊN CỨU MỐI QUAN HỆ GIỮA ĐA DẠNG SINH HỌC
THÂN MỀM CHÂN BỤNG (GASTROPODA) TRÊN CẠN VỚI
HÀM LƯỢNG CHÌ, ASEN TRONG ĐẤT TẠI XÃ BẰNG LŨNG,
HUYỆN CHỢ ĐỒN, TỈNH BẮC KẠN

CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

VŨ THỊ LAN HƯƠNG

Hà Nội, Năm 2017


BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ
NGHIÊN CỨU MỐI QUAN HỆ GIỮA ĐA DẠNG SINH HỌC
THÂN MỀM CHÂN BỤNG (GASTROPODA) TRÊN CẠN VỚI
HÀM LƯỢNG CHÌ, ASEN TRONG ĐẤT TẠI XÃ BẰNG LŨNG,
HUYỆN CHỢ ĐỒN, TỈNH BẮC KẠN

VŨ THỊ LAN HƯƠNG
CHUYÊN NGÀNH : KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG
MÃ SỐ

:60440301

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS.HOÀNG NGỌC KHẮC

Hà Nội, Năm 2017


CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI
Cán bộ hướng dẫn chính : TS.Hoàng Ngọc Khắc Cán
bộ chấm phản biện 1: PGS.TS.Đỗ Văn Nhượng Cán
bộ chấm phản biện 2: TS.Phạm Đình Sắc
Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại: Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà
Nội
HỘI ĐỒNG CHẤM LUẬN VĂN THẠC SĨ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI Ngày 19
tháng 09 năm 2017


i

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan:
Bản luận văn này là công trình nghiên cứu thực sự của riêng tôi, được
thực hiện trên cơ sở nghiên cứu thực địa ở khu vực thị trấn Bằng Lũng, huyện Chợ
Đồn, tỉnh Bắc Kạn. Dưới sự hướng dẫn khoa học của TS.Hoàng Ngọc Khắc. Các số
liệu về kết quả của luận văn là trung thực, khách quan và chưa được công bố
trong bất cứ công trình nghiên cứu nào khác.
TÁC GIẢ LUẬN VĂN

VŨ THỊ LAN HƯƠNG

ii

LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành luận văn, trước tiên tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy giáo
TS.Hoàng Ngọc Khắc đã trực tiếp hướng dẫn, truyền đạt kiến thức thực tế,
phương pháp luận, đôn đốc kiểm tra trong suốt quá trình nghiên cứu.
Tôi xin gửi lời cảm ơn tới Khoa Môi trường, Trường Đại học Tài nguyên và Môi
trường Hà Nội đã tạo điều kiện giúp đỡ trong quá trình học tập và hoàn thành luận
văn này.
Tôi xin gửi lời cảm ơn tới UBND thị trấn và người dân thị trấn Bằng Lũng,
huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn đã giúp đỡ cung cấp tài liệu, thông tin cần thiết trong
quá trình nghiên cứu.
Mặc dù đã có nhiều cố gắng để thực hiện đề tài một cách hoàn chỉnh
nhất. Song cũng còn nhiều hạn chế về mặt kiến thức nên không tránh khỏi
những thiếu sót mà bản thân chưa thấy được, rất mong nhận được sự góp ý của
các thầy cô.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày tháng năm 2017
TÁC GIẢ LUẬN VĂN

VŨ THỊ LAN HƯƠNG


3

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU
....................................................................................................................1
1. Đặt vấn đề ...............................................................................................................1

2. Mục tiêu nghiên cứu ...............................................................................................1
3. Nội dung nghiên cứu...............................................................................................2
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI ...........3
1.1. Tổng quan về địa điểm nghiên cứu ......................................................................3
1.1.1. Vị trí địa lý ........................................................................................................3
1.1.2. Một vài nét khái quát về địa hình......................................................................4
1.1.3. Khí hậu, thủy văn ..............................................................................................5
1.1.4. Các nguồn tài nguyên ........................................................................................5
1.2.Tổng quan về kim loại nặng Pb, As trong đất.......................................................8
1.2.1. Khái niệm ..........................................................................................................8
1.2.2. Các nguồn phát sinh kim loại nặng ..................................................................8
1.2.3. Ảnh hưởng của Pb, As trong đất tới sinh vật và con người. ..........................10
1.3. Tổng quan về thân mềm chân bụng trên cạn .....................................................13
1.3.1. Khái niệm, đặc điểm hình thái ........................................................................13
1.3.1.6. Miệng vỏ ......................................................................................................15
1.3.2. Điều kiện sống (môi trường sống, hoạt động sống)
........................................15
1.3.3. Các nghiên cứu về thân mềm chân bụng (Gastropoda) ..................................16
1.4. Tổng quan các nghiên cứu về mối quan hệ giữa đa dạng sinh học với hàm
lượng kim loại
...........................................................................................................18
CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .....19
2.1. Thời gian nghiên cứu, địa điểm nghiên cứu, quy trình nghiên cứu
...................19
2.2. Dụng cụ thu mẫu ................................................................................................22
2.3. Phương pháp thu mẫu ........................................................................................24
2.3.1.Đối với mẫu đất ................................................................................................24
2.3.2. Đối với mẫu ốc cạn .........................................................................................24
2.4. Phương pháp xử lý mẫu .....................................................................................24

4

2.4.1. Xử lý mẫu đất ..................................................................................................24
2.4.2. Xử lý mẫu ốc ...................................................................................................25
2.5. Phương pháp phân tích mẫu
...............................................................................25
2.5.1. Phương pháp phân tích mẫu đất
......................................................................25
2.5.2. Phương pháp phân tích mẫu ốc
.......................................................................26
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ..............................29
3.1. Hàm lượng Pb, As trong đất...............................................................................29
3.1.1. Hàm lượng As trong đất tại KVNC ................................................................29
3.1.2. Hàm lượng Pb trong đất tại KVNC.................................................................31
3.2. Đa dạng sinh học thân mềm chân bụng trên
cạn................................................33
3.2.1. Danh sách thành phần loài
..............................................................................33
3.2.2. Cấu trúc thành phần loài .................................................................................36
3.2.3. Đặc điểm phân bố của ốc cạn ở khu vực nghiên cứu......................................40
3.2.4. Các chỉ số đa dạng sinh học thân mềm chân bụng trên cạn............................43
3.3. Mối tương quan giữa hàm lượng kim loại nặng với đa dạng sinh học thân mềm
chân bụng trên cạn.
...................................................................................................45
3.3.1. Mối quan hệ giữa các chỉ số đa dạng sinh học với hàm lượng As..................47
3.3.2. Mối quan hệ giữa các chỉ số đa dạng sinh học với hàm lượng Pb..................53
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................61
KẾT LUẬN
...............................................................................................................61

KIẾN NGHỊ ..............................................................................................................62
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................63
PHỤ LỤC


5

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
AAS

Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử

BL

Bằng Lũng

BP

Bộ phận

BTNMT

Bộ tài nguyên và môi trường

ĐDSH

Đa dạng sinh học

GHCP

Gíơi hạn cho phép

KLN

Kim loại nặng

KVNC

Khu vực nghiên cứu

MT

Môi trường

OTC

Ô tiêu chuẩn

QCVN

Quy chuẩn việt nam

TCCP

Tiêu chuẩn cho phép

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

6

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Các khoáng vật chứa asen trong tự nhiên ...................................................9
Bảng 2.1. Đặc điểm sinh cảnh các vị trí thu mẫu tại thị trấn Bằng Lũng .................19
Bảng 2.2. Phương pháp phân tích các thông số trong phòng thí nghiệm
.................25
Bảng 3.1. Kết quả phân tích hàm lượng As trong đất ...............................................29
Bảng 3.2. Kết quả phân tích hàm lượng Pb trong đất ...............................................31
Bảng 3.3. Thành phần loài Thân mềm chân bụng trên cạn tại KVNC .....................34
Bảng 3.4. Cấu trúc thành phần loài thân mềm chân bụng trên cạn tại KVNC .........36
Bảng 3.5. Số lượng cá thể các loài ốc cạn thu được .................................................38
Bảng 3.6. Sự phân bố của các loài trên các sinh cảnh ..............................................40
Bảng 3.7. Các chỉ số đa dạng sinh học thân mềm chân bụng trên cạn .....................43
Bảng 3.8. Các chỉ số ĐDSH ốc cạn và hàm lượng As, Pb trong đât ........................46


vii

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Bản đồ địa chính khu vực thị trấn Bằng Lũng, huyện Chợ Đồn, tỉnh
Bắc Kạn .......................................................................................................................3
Hình 1.2. Bản đồ địa hình thị trấn Bằng Lũng ............................................................4
Hình 1.3. Bản đồ các loại đất của toàn tỉnh Bắc Kạn .................................................6
Hình 1.4. Bản đồ khoáng sản của thị trấn Bằng Lũng, huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn
..7
Hình 2.1. Sơ đồ các vị trí lấy

mẫu

...................................................................................................................................22
Hình 2.2. Sơ đồ quy trình phân tíchmối quan hệ giữa ĐDSH ốc cạn với hàm lượng
As, Pb trong đất
...............................................................................................................23
Hình 3.1. Hàm lượng As trong đất thị trấn Bằng Lũng, huyện Chợ Đồn .................30
Hình 3.2. Biểu đồ hàm lượng Pb trong đất thị trấn Bằng Lũng, huyện Chợ Đồn ....33
Hình 3.3. Tỷ lệ (%) các họ, giống, loài trong các phân lớp ốc cạn ở khu vực
nghiên cứu .................................................................................................................37
Hình 3.4. Biểu đồ độ đa dạng về số lượng cá thể giữa các họ ốc cạn ở KVNC .......39
Hình 3.5. Tỷ lệ số loài tìm được trong các sinh cảnh ...............................................42
Hình 3.6. Độ tương đồng của thân mềm chân bụng trên cạn giữa các điểm khảo sát
...43
Hình 3.7. Sự biến thiên của các chỉ số ĐDSH tại cái vị trí lấy mẫu .........................45
Hình 3.8. Biểu đồ mối tương quan giữa hàm lượng As và số loài S ........................47
Hình 3.9. Phương trình hồi quy giữa hàm lượng As và số loài(S) ...........................48
Hình 3.10. Biểu đồ mối tương quan giữa hàm lượng As và N .................................48
Hình 3.11. Phương trình hồi quy giữa hàm lượng As và mật độ N ..........................49
Hình 3.12. Biểu đồ mối tương quan giữa hàm lượng As với d.................................50
Hình 3.13. Phương trình hồi quy giữa hàm lượng As với d .....................................50
Hình 3.14. Biểu đồ mối tương quan giữa hàm lượng As với độ đồng đều J’ ...........51
Hình 3.15.Phương trình hồi quy giữa hàm lượng As và độ đồng đều J’ ..................51
Hình 3.16. Biểu đồ mối tương quan giữa hàm lượng As với chỉ số Shannon H’ .....52
Hình 3.17. Phương trình hồi quy giữa hàm lượng As và chỉ số Shannon H’ ...........53
Hình 3.18. Biểu đồ mối tương quan giữa hàm lượng Pb và số loài S ......................54


8

Hình 3.19. Phương trình hồi quy giữa hàm lượng Pb và số loài S ...........................54

Hình 3.20. Biểu đồ mối tương quan giữa hàm lượng Pb và mật độ N .....................55
Hình 3.21. Phương trình hồi quy giữa hàm lượng Pb và số cá thể N .......................56
Hình 3.22. Biểu đồ mối tương quan giữa hàm lượng Pb và d ..................................56
Hình 3.23. Phương trình hồi quy giữa hàm lượng Pb và d .......................................57
Hình 3.24. Biểu đồ mối tương quan giữa hàm lượng Pb và chỉ số đồng đều J’ .......58
Hình 3.25. Biểu đồ mối tương quan giữa hàm lượng Pb và chỉ sốđồng đều J’ ........58
Hình 3.26.Biểu đồ mối tương quan giữa hàm lượng Pb và H’ .................................59
Hình 3.27.Biểu đồ mối tương quan giữa hàm lượng Pb và H’ .................................60


9

TÓM TẮT LUẬN VĂN
Họ và tên học viên : Vũ Thị Lan Hương
Lớp

: CH1MT

Chuyên ngành

Khóa : 1 (2015-2017)

: Khoa học môi trường

Cán bộ hướng dẫn : TS.Hoàng Ngọc Khắc
1. Mở đầu
Kim loại nặng là những nguyên tố có số nguyên tử cao. Phần lớn các kim loại
nặng trong đất sẽ ảnh hưởng và có thể đe dọa sức khỏe đến đời sống của nhiều
loài sinh vật, trong đó có các loài sinh vật có đời sống gắn liền với môi trường đất
nhóm thân mềm chân bụng ở cạn (Gastropoda). Thông qua chuỗi thức ăn và

thẩm thấu trực tiếp, kim loại nặng có thể làm thay đổi đặc điểm hình thái, sinh
lý, tập tính, cũng như sự sinh trưởng phát triển. Sự ảnh hưởng của kim loại nặng có
thể làm thay đổi đa dạng sinh học của quần xã sinh vật như thay đổi số lượng cá
thể của quần thể, thay đổi số lượng loài.
Bắc Kạn là một tỉnh có tài nguyên khoáng sản phong phú và có ngành khai
khoáng phát triển, trong đó có nhiều các mỏ quặng sắt, chì, kẽm… với trữ lượng
lớn. Chính vì vậy, các hoạt động khai khoáng ít nhiều cũng có ảnh hưởng và gây ô
nhiễm môi trường, đặc biệt là ô nhiễm kim loại nặng. Việc đánh giá phát hiện và xử
lí ô nhiễm kim loại nặng trong đất, ngăn chặn sự ảnh hưởng của chúng đến sự
sống sinh vật có một ý nghĩa hết sức quan trọng trong quá trình phát triển của mỗi
vùng, mỗi quốc gia.
Do vậy, xác định hàm lượng kim loại nặng trong môi trường là rất cần thiết và
có thể thông qua các chỉ số đa dạng sinh học. Xuất phát từ cở sở lý luận và thực
tiễn trên, chúng tôi thực hiện đề tài: “Nghiên cứu mối quan hệ giữa đa dạng sinh
học thân mềm chân bụng (Gastropoda) trên cạn với hàm lượng chì, asen trong
đất tại xã Bằng Lũng, huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn”.
2. Mục têu nghiên cứu
Xác định được mối quan hệ giữa hàm lượng chì, asen trong đất với đa dạng
sinh học (mật độ, thành phần loài, số lượng loài, chỉ số margalef, chỉ số Peilou, chỉ


10

số Shannon) của thân mềm chân bụng trên cạn tại xã Bằng Lũng, huyện Chợ Đồn,
tỉnh Bắc Kạn. Từ đó góp phần làm cơ sở khoa học cho việc sử dụng động vật thân
mềm chân bụng ở cạn để dự báo hiện trạng kim loại nặng trong môi trường đất.
3. Nội dung nghiên cứu
- Nghiên cứu, xác định hàm lượng chì, asen có trong đất tại xã Bằng Lũng,
huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn.
- Nghiên cứu, xác định thành phần loài, chỉ số đa dạng sinh học thân mềm

chân bụng trên cạn ở KVNC.
- Xác định mối quan hệ giữa hàm lượng Pb, As với các chỉ số đa dạng sinh
học thân mềm chân bụng (Gastropoda) trên cạn.
4. Kết quả nghiên cứu
4.1. Hàm lượng Pb, As trong đất
Qua quá trình lấy mẫu và phân tích 30 mẫu đất để xác định hàm lượng asen
và chì, kết quả thu được như sau:
Hàm lượng As dao động từ 2,598 mg/kg đất đến 6,025mg/kg đất, trong
đó hàm lượng As thấp nhất là mẫu BL08 (2,598mg/kg đất) và cao nhất là mẫu
BL02 (6,025 mg/kg đất). Nhìn chung tất cả các mẫu đều có hàm lượng As chưa
vượt quá TCCP của QCVN 03-MT:2015/BTNMT (đối với đất lâm nghiệp) là 20 mg/kg
đất.
Khu vực BL02 có hàm lượng As cao nhất. Khu vực BL08 có hàm lượng As thấp.
Các điểm có hàm lượng As cao hơn là BL1, BL2, BL01, BL02, BL03, BL3, BL4, BL5,
BL6, BL04, BL05, BL15, BL16, BL17, BL18, BL19, BL20 chính là các điểm lấy mẫu gần
các mỏ khai thác khoáng sản, kim loại.
Hàm lượng Pb giao động từ 57,05 mg/kg đất đến 8025 mg/kg đất, trong đó vị
trí BL19 có hàm lượng cao nhất và BL12 có hàm lượng thấp nhất. Trong 30 điểm
thu mẫu có 25 điểm vượt quá QCVN 03-MT:2015/BTNMT và 5 điểm thu mẫu
chưa vượt quá TCCP của QCVN 03-MT:2015/BTNMT (đối với đất lâm nghiệp) là
BL08, BL14, BL11, BL09, BL12. Đặc biệt, điểm BL19 có hàm lượng Pb cao nhất, gấp
80 lần so với TCCP, điểm BL010 cao gấp 77 lần, điểm BL17 cao gấp 70 lần và điểm
BL16 cao gấp 68 lần so với TCCP.


11

4.2. Đa dạng sinh học thân mềm chân bụng trên cạn
Đã phát hiện 31 loài 23 giống 10 họ 2 bộ thuộc 2 phân lớp. Qua phân tích, ta
thấy được phân lớp Pulmonata, bộ Stylommatophora có số họ chiếm 80,00%, số

giống chiếm 69,57%, số loài chiếm 61,29% với loài ưu thế là Bradybaena jourdyi,
giống chiếm ưu thế là các giống Bradybaena, Allopeas, Philalanka, Liardetia. Phân
lớp Prosobranchia, bộ Architaenioglossa có số họ chiếm 20%, số giống chiếm
30,43% , số loài chiếm 38,71% với loài ưu thế là Cyclotus discoideus, giống chiếm
ưu thế là giống Pupina.
Sự biến thiên của các chỉ số đa dạng loài thân mềm chân bụng trên cạn khá
đa dạng. Khu vực núi đá vôi có các chỉ số ĐDSH thân mềm chân bụng trên cạn cao
nhất trong 5 sinh cảnh. Trong đó, có điểm BL02 có các chỉ số đều cao hơn hẳn các
điểm thu mẫu còn lại. Tiếp theo là sinh cảnh 3 rừng tự nhiên núi đất có các chỉ số
ĐDSH cao tương đối xếp trong khoảng thứ 2 so với các sinh cảnh khác.
4.3. Mối tương quan giữa hàm lượng kim loại nặng với đa dạng sinh học thân
mềm chân bụng trên cạn.
Kết quả phân tích cho thấy: Hàm lượng As trong đất hầu hết đều có tỷ lệ
nghịch ở mức thấp với các chỉ số đa dạng sinh học của ốc cạn. Điều này thể hiện
thông qua hệ số tương quan (r), cụ thể: hệ số tương quan giữa hàm lượng As với
số loài (S) là -0,367; với mật độ (N) là - 0,401; với chỉ số đa dạng (d) là - 0,182; với
chỉ số Shannon H’ là -0,236. Tuy nhiên, Hàm lượng As trong đất lại có tỷ lệ thuận
với độ đồng đều của ốc cạn (J’), và mối quan hệ này ở mức trung bình thấp, với hệ
số tương quan là 0,478.
Ngoài ra, kết quả phân tích cũng xác định được phương trình hồi qui thể hiện
mối quan hệ giữa hàm lượng As trong đất với các chỉ số đa dạng sinh học của ốc
cạn trong khu vực nghiên cứu, cụ thể: phương trình hồi qui giữa hàm lượng As
trong đất với số loài ốc cạn là: y = 4,3852e-0,128x; giữa hàm lượng As trong đất với
mật độ ốc cạn là: y = 20,529e-0,27x; giữa hàm lượng As trong đất với độ đa dạng (d)
ốc cạn là: y = -0,0698x+1,2165; giữa hàm lượng As trong đất với độ đồng đều (J’)


xii

ốc cạn là: y = 0,176ln(x)+0,598 và giữa hàm lượng As trong đất với chỉ số Shannon

của ốc cạn là: y = 0,238ln(x)+1,1565.
Đối với mối quan hệ giữa chì (Pb) với các chỉ số đa dạng sinh học ốc cạn
trong khu vực nghiên cứu, kết quả phân tích cho thấy: Hàm lượng Pb trong đất có
tỷ lệ nghịch ở mức rất thấp với số loài (S), mật độ (N) của ốc cạn. Điều này thể
hiện thông qua hệ số tương quan (r), cụ thể: hệ số tương quan giữa hàm lượng Pb
với số loài (S) là -0,071; với mật độ (N) là - 0,12. Ngược lại, hàm lượng Pb trong đất
lại có tỷ lệ thuận với độ đa dạng (d), mối quan hệ này ở mức thấp với hệ số
tương quan (r= 0,118); với độ đồng đều của ốc cạn (J’), mối quan hệ này tương
đối cao (r=
0,749); còn lại với chỉ số Shannon H’ lại rất thấp thể hiện qua hệ số tương quan là
0,096.
Kết quả phân tích cũng xác định được phương trình hồi qui thể hiện mối quan
hệ giữa hàm lượng Pb trong đất với các chỉ số đa dạng sinh học của ốc cạn trong
khu vực nghiên cứu, cụ thể: phương trình hồi qui giữa hàm lượng Pb trong đất
với số loài ốc cạn là: y = -4E-0,5x+2,9145; giữa hàm lượng Pb trong đất với mật độ
ốc cạn là: y = -0,0005x+10,768; giữa hàm lượng Pb trong đất với độ đa dạng (d) là:
y=
-2E-0,5x+0,8496; giữa hàm lượng Pb trong đất với số chỉ số tương đồng của ốc cạn
là: y = 0,0558x+0,4401 và giữa hàm lượng Pb trong đất với chỉ số Shannon của ốc
cạn là: y = 1E-0,5x+0,7549.


1

MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Quá trình phát triển công nghiệp, nông nghiệp và dịch vụ như y tế, du lịch,
thương mại… ở nước ta đã và đang làm cho môi trường bị ô nhiễm nghiêm trọng,
đặc biệt sự hiện diện của kim loại nặng trong môi trường đất, nước đã và đang là
vấn đề môi trường được cộng đồng quan tâm. Kim loại nặng là những nguyên tố có

số nguyên tử cao. Phần lớn các kim loại nặng trong đất sẽ ảnh hưởng và có thể đe
dọa sức khỏe đến đời sống của nhiều loài sinh vật, trong đó có các loài sinh vật có
đời sống gắn liền với môi trường đất như nhóm thân mềm chân bụng ở cạn
(Gastropoda). Thông qua chuỗi thức ăn và thẩm thấu trực tiếp, kim loại nặng có
thể làm thay đổi đặc điểm hình thái, sinh lý, tập tính, cũng như sự sinh trưởng
phát triển. Sự ảnh hưởng của kim loại nặng có thể làm thay đổi đa dạng sinh
học của quần xã sinh vật như thay đổi số lượng cá thể của quần thể, thay đổi số
lượng loài.
Vấn đề ô nhiễm kim loại nặng trong môi trường đất đã và đang diễn ra tại
nhiều nơi trên thế giới trong đó có Việt Nam. Bắc Kạn là một tỉnh có tài nguyên
khoáng sản phong phú và có ngành khai khoáng phát triển, trong đó có nhiều
các mỏ quặng sắt, chì, kẽm… với trữ lượng lớn. Chính vì vậy, các hoạt động khai
khoáng ít nhiều cũng có ảnh hưởng và gây ô nhiễm môi trường, đặc biệt là ô
nhiễm kim loại nặng. Việc đánh giá phát hiện và xử lí ô nhiễm kim loại nặng
trong đất, ngăn chặn sự ảnh hưởng của chúng đến sự sống sinh vật có một ý nghĩa
hết sức quan trọng trong quá trình phát triển của mỗi vùng, mỗi quốc gia.
Do vậy, xác định hàm lượng kim loại nặng trong môi trường là rất cần thiết và
có thể thông qua các chỉ số đa dạng sinh học. Xuất phát từ cở sở lý luận và thực
tiễn trên, chúng tôi thực hiện đề tài: “Nghiên cứu mối quan hệ giữa đa dạng sinh
học thân mềm chân bụng (Gastropoda) trên cạn với hàm lượng chì, asen trong
đất tại xã Bằng Lũng, huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn”.
2. Mục têu nghiên cứu
Xác định được mối quan hệ giữa hàm lượng chì, asen trong đất với đa dạng
sinh học (mật độ, thành phần loài, số lượng loài, chỉ số margalef, chỉ số Peilou, chỉ
số Shannon) của thân mềm chân bụng trên cạn tại xã Bằng Lũng, huyện Chợ Đồn,
tỉnh Bắc Kạn. Từ đó góp phần làm cơ sở khoa học cho việc sử dụng động vật thân
mềm chân bụng ở cạn để dự báo hiện trạng kim loại nặng trong môi trường đất.


3. Nội dung nghiên cứu

- Nghiên cứu, xác định hàm lượng chì, asen có trong đất tại xã Bằng Lũng,
huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn.
- Nghiên cứu, xác định thành phần loài, chỉ số đa dạng sinh học thân mềm
chân bụng trên cạn ở KVNC.
- Xác định mối quan hệ giữa hàm lượng Pb, As với các chỉ số đa dạng sinh
học thân mềm chân bụng (Gastropoda) trên cạn.


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI
1.1. Tổng quan về địa điểm nghiên cứu
1.1.1. Vị trí địa lý
Bằng Lũng trước đây là một xã của huyện Chợ Đồn nhưng đến 01/01/1997
tỉnh Bắc Kạn tái lập nên đã được công nhận là thị trấn Bằng Lũng của huyện Chợ
Đồn. Thị trấn Bằng Lũng có tuyến tỉnh lộ 257 nối với thành phố Bắc Kạn, cách
thành phố Bắc Kạn 46 km, và tỉnh lộ 254 cũng đi qua địa bàn. Bằng Lũng nằm tại
lưu vực thượng nguồn của sông Cầu, là trung tâm kinh tế, văn hóa, xã hội của
huyện Chợ Đồn, có tổng diện tích tự nhiên là 2.491 ha.
 Phía Bắc giáp xã

Ngọc Phái, xã Phương Viên

 Phía Đông giáp xã
 Phía Nam
 Phía Tây

Phương Viên, xã Đại Sảo

giáp xã Đại Sảo, xã Bằng Lẵng

giáp xã Bằng Lẵng, xã Yên Thượng, xã Ngọc Phái.

Hình 1.1. Bản đồ địa chính khu vực thị trấn Bằng Lũng, huyện Chợ Đồn,
tỉnh Bắc Kạn
(Nguồn:
)


Theo báo cáo số 375/UBND của ủy ban nhân dân thị trấn Bằng Lũng ngày
13/9/2012: thị trấn Bằng Lũngcó trên 1703 hộ, dân số 6.523 người với 6.523 khẩu,
gồm 8 dân tộc cùng sinh sống: Tày, Kinh, Nùng, Dao, Hoa, Mông, Mường, Sán Chí
chung sống. Cộng đồng dân cư sinh sống tập trung thành 21 tổ dân phố gồm: Tổ 1,
2A, 2B, 3, 4, 5, 6A, 6B, 7, 8, 9, 10,11A, 11B, 12, 13, 14A, 14B, 15, 16A, 17 và 4
thôn bản gồm: Bản Duồng I, Bản Duồng II, Nà Pài, Bản Tàn [17].
1.1.2. Một vài nét khái quát về địa
hình
Thị trấn Bằng Lũng gồm có 3 dạng địa hình:
Địa hình núi đá vôi: Địa hình chia cắt phức tạp bởi những dãy núi đá vôi với
độ cao trên 1000m, xen giữa các thung lũng hẹp, độ dốc bình quân từ 250 đến
300.
Địa hình núi đất: Các xã phía Nam thị trấn Bằng Lũng phần lớn là núi đất có
độ cao phổ biến 400m đến trên 600m, độ dốc bình quân từ 200 đến 250. Địa
hình chia cắt mạnh bởi hệ thống sông suối khá dày đặc.

Hình 1.2. Bản đồ địa hình thị trấn Bằng Lũng
(Nguồn:
)


Địa hình thung lũng: phân bố dọc theo các sông, suối xen giữa các dãy núi cao.
Các điều kiện tự nhiên nhìn chung khá thuận lợi cho phát triển canh tác nông lâm

nghiệp kết hợp, cây ăn quả, cây đặc sản.
1.1.3. Khí hậu, thủy văn
* Khí hậu:
Là trung tâm của huyện, khí hậu của thị trấn Bằng Lũng mang những đặc
trưng rõ nét của vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa. Khí hậu trong năm chia thành 4
mùa, nhưng có hai mùa rõ rệt là mùa khô và mùa mưa. Mùa mưa từ tháng 4 đến
tháng 10, mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau. Nhiệt độ trung bình năm
khoảng 250C, mùa đông thường lạnh hơn và kéo dài hơn so với các địa phương lân
cận, những tháng lạnh nhất của mùa đông thường xuất hiện hiện tượng sương
muối, gây nhiều thiệt hại cho vật nuôi và hoa màu.
* Thủy văn:
Thị trấn Bằng Lũng có hệ thống sông suối khá dày đặc nhưng đa số là các
nhánh thượng nguồn sông có đặc điểm chung là đầu nguồn, lòng sông ngắn, dốc,
thuỷ chế thất thường. Giao thông đường sông ít phát triển do sông suối dốc,
lắm thác ghềnh. Một số suối cạn nước vào mùa khô nhưng mùa mưa nước dồn
nhanh có thể xảy ra lũ quét ảnh hưởng xấu đến đời sống nhân dân.
1.1.4. Các nguồn tài nguyên
* Tài nguyên đất
Về thổ nhưỡng, theo tài liệu và bản đồ thổ nhưỡng tỷ lệ 1/100.000 của
Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn tỉnh Bắc Kạn, trên địa bàn thị trấn Bằng
Lũng, huyện Chợ Đồn có các loại đất như sau:
+ Đất mùn vàng đỏ trên đá macma axit chiếm phần lớn diện tích đất của thị
trấn. Đất tơi xốp, độ ẩm cao, tầng đất dày, hàm lượng dinh dưỡng cao, tỷ lệ mùn
1,9-3,5%; tỷ lệ đạm trung bình nhưng nghèo lân tổng số. Đất này thích hợp cho các
loài cây lương thực, cây công nghiệp nhưng thiếu nước, dễ bị hạn vào mùa khô.
+ Đất Feralit đỏ vàng phát triển trên phiến thạch sét và đá biến chất; phân bố
ở vùng đồi, núi thấp phân bố ở các vùng phía Nam. Đất có tầng dày trung bình, có
thành phần cơ giới thịt nhẹ hoặc pha sét. Ở những nơi còn thảm thực vật bị rừng
che

phủ có tỷ lệ mùn khá cao (3%-3,5%). Tỷ lệ đạm trung bình, đất này thích hợp cho
sản xuất lâm nghiệp, trồng cây công nghiệp. Ở những nơi có độ dốc thấp, gần
nguồn nước có thể trồng cây ăn quả.
Nhìn chung đất đai của thị trấn thuận lợi cho phát triển đa dạng các loại
cây trồng và vật nuôi.

Hình 1.3. Bản đồ các loại đất của toàn tỉnh Bắc Kạn
(Nguồn: )
*Tài nguyên khoáng sản
Thị trấn Bằng Lũng là một trong những khu vực tập trung tài nguyên khoáng
sản của huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn. Những khoáng sản có tiềm năng hơn cả là
sắt, chì, kẽm và vật liệu xây dựng có trữ lượng lớn. Những mỏ đã được thăm dò và
có trữ lượng lớn là mỏ Bằng Lũng khoảng 5.032 nghìn tấn có hàm lượng Pb 3,71 4,61% và Zn 1,31 - 1,60% với quặng ôxít và Pb 5,51 - 9,5% Zn 3,33 – 4,25% với


quặng sunphua. Ngoài ra, vùng mỏ Chì - Kẽm Lủng Váng của thị trấn Bằng Lũng,
huyện Chợ Đồn cũng là vùng mỏ lớn nhất Việt Nam, bên cạnh thành phần chính là
chì (Pb), kẽm (Zn), còn có các quặng khác như: In, Fe, Ag, An... nằm trong đá vôi,
đá hoa, đá phiến - vôi.

Hình 1.4. Bản đồ khoáng sản của thị trấn Bằng Lũng, huyện Chợ Đồn,
tỉnh Bắc Kạn
(Nguồn: )
Tiếp đến là mỏ chì kẽm Nà Tùm nằm ở tọa độ 22009’51’’B 105034’42’’Đ gồm
4 thân quặng nằm trong trầm tích thuộc hệ tầng Mia Lé
[1].
Đây là những lợi thế lớn để Bằng Lũng có thể phát triển các ngành công
nghiệp khai khoáng, công nghiệp vật liệu xây dựng, từng bước tích luỹ và xây dựng
các ngành công nghiệp khác sau này.

*Hiện trạng sử dụng đất của thị trấn Bằng Lũng
Theo số liệu thống kê, tổng diện tích tự nhiên của thị trấn Bằng Lũng là 2491
ha, trong đó: đất đồi núi hơn 1800 ha chiếm khoảng >70% với những đặc điểm
phù


hợp phát triển các loại cây công nghiệp lâu năm, cây lâm nghiệp. Đất ruộng chiếm
một phần nhỏ trong diện tích tự nhiên khoảng hơn 160 ha chiếm 6,4%, hình
thành do quá trình bồi đắp, tích tụ phù sa các sông suối, có độ mùn cao, thích hợp
để trồng các loại cây lương thực, cây hoa màu. Đất ở có 483,53 ha, chiếm 19,41%
tổng diện tích tự nhiên. Ngoài ra, diện tích sông suối và mặt nước chuyên dùng
trên địa bàn là
17,8 ha chiếm 0,715%.
1.2.Tổng quan về kim loại nặng Pb, As trong đất
1.2.1. Khái niệm
- Chì là nguyên tố hóa học thuộc nhóm IV trong bảng hệ thống tuần hoàn
được viết tắt là Pb và có số nguyên tử là 82. Chì có hóa trị phổ biến là II, có khi là
IV. Chì có số nguyên tố cao nhất trong các nguyên tố bền.
- Asen hoặc arsen là một nguyên tố hóa học có ký hiệu As và số nguyên tử 33.
Khối lượng nguyên tử của nó bằng 74,92. Asen phân bố nhiều nơi trong môi
trường, chúng được xếp thứ 20 trong những nguyên tố hiện diện nhiều trong lớp
vỏ của trái đất.
1.2.2. Các nguồn phát sinh kim loại nặng
* Nguồn gốc tự nhiên
- Chì: Tương đối sẵn trong môi trường tự nhiên dưới dạng kim loại. Chì hiện
diện tự nhiên trong đất với hàm lượng trung bình 10-84 ppm [27]. Nồng độ Pb
trong không khí cho phép tối đa trung bình trong 24h là 0,005 mg/m3 (theo TCVN
59372005 về chất lượng không khí-tiêu chuẩn chất lượng không khí xung quanh, Bộ
khoa học và công nghệ).
- Asen: Nguồn asen khổng lồ phóng thích vào khí quyển bởi quá trình tự nhiên

là sự hoạt động của núi lửa. Hàm lượng arsenic tự nhiên trong đất nói chung biến
động từ 0,1 - 40 mg/kg đất. Theo Murray (1994) hàm lượng asen trong đất trung
bình 2,2-25 ppm [27].
Trong tự nhiên, asen thường có mặt trong các khoáng với sắt, lưu huỳnh, oxi,
niken, đồng... như trình bày trong bảng
1.1:


Bảng 1.1. Các khoáng vật chứa asen trong tự nhiên
Khoáng

Thành phần

Nơi xuất hiện

As nguyên tố

As

Các mạch thủy nhiệt (hydrothermal veins)

Niccolite

NiAs

Các lớp trầm tích
Các lớp trầm tích, thường đi kèm với

Realgar

AsS

khoáng orpiment, sét, đá vôi, các lớp trầm
tích nơi có suối nước nóng.
Các mạch thủy nhiệt, các suối nước nóng,

Orpiment

As2S3

Cobaltite

CoAsS

Arsenopyrite

FeAsS

khu vực có các sản phẩm của quá trình
thăng hoa núi lửa.
Các lớp trầm tích có nhiệt cao, các lớp đá
bị biến dạng
Dạng khoáng chứa asen phổ biến nhất,
tồn tại nhiều trong các vùng trầm

Tennantite

(Cu,Fe)12As4S13

tích chứa khoáng

Các mạch thủy nhiệt

Enargite

Cu3AsS4

Các mạch thủy nhiệt
Khoáng thứ cấp, hình thành từ quá trình

Arsenolite

As2O3

Scorodite

FeAsO4.2H2O

Annabergite

(Ni,Co)3(AsO4)2.8H2O

Hoernesite

Mg3(AsO4)2.8H2O

Haematolite

(Mn,Mg)4Al(AsO4)(OH)8

Conichalcite

CaCu(AsO4)(OH)

oxi hóa arsenopyrite, asen nguyên tố
và một số khoáng asen khác
Khoáng thứ cấp
Khoáng thứ cấp
Khoáng thứ cấp, thải luyện kim
Khoáng thứ cấp

(Nguồn: Các nguồn phát sinh kim loại nặng trong tự nhiên, Lưu Thanh Phong, 08/05/2017)

Như vậy, asen là nguyên tố hóa học có mặt khá phổ biến trong đất đá,
quặng khoáng, trong các trầm tích sâu dưới lòng đất.
*Nguồn gốc nhân tạo
Sự gia tăng tích lũy kim loại trong môi trường không chỉ từ các nguồn tự
nhiên, mà còn từ hoạt động của con người. Việc đốt cháy các nhiên liệu hóa thạch


làm giải phóng khoảng 20 loại kim loại độc hại quan trọng vào môi trường bao gồm
asen, beri, cađimi, chì, và niken [28].
- Asen được hình thành trong:
+ Khai thác quặng mỏ (Cu, Ni, Pb, Zn), luyện kim đưa vào môi trường một
lượng lớn arsenic. Khoảng 62000 tấn arsenic phóng thích vào môi trường hàng
năm từ các hoạt động này.
+ Đốt các nhiên liệu hóa thạch từ các hộ gia đình, từ các nhà máy điện.
+ Sử dụng thuốc diệt nấm, thuốc trừ cỏ, thuốc diệt côn trùng và các sản phẩm
bảo vệ thực vật khác.
+ Sử dụng DDT năm 1947 và các loại thuốc trừ sâu hữu cơ khác có chứa các
hợp chất arsenic hữu cơ.

- Chì:
+ Được sử dụng trong pin, trong bình ăcqui, trong một số dụng cụ dẫn điện.
+ Một số hợp chất chì được thêm vào trong sơn, thủy tinh, đồ gốm như
chất tạo màu, chất ổn định, chất kết gắn.
+ Nguồn chì chủ yếu có trong khí quyển là do khí xả của động cơ đốt trong
dùng xăng hay dầu có pha chì. Bụi tại thị trấn, gần đường cao tốc, quốc lộ rất giầu
chì.
1.2.3. Ảnh hưởng của Pb, As trong đất tới sinh vật và con người.
Đối với đa số sinh vật sống, tính độc hại của kim loại nặng giảm dần theo thứ
tự: As > Cd > Zn > Pb. Sự gây độc hại và ảnh hưởng đến cơ thể sống của mỗi
nguyên tố kim loại nặng là không giống nhau. Nó tùy thuộc vào bản chất và nồng
độ của các nguyên tố đó.
* Ảnh hưởng của kim loại nặng Pb
Đối với thực vật:
Chì dễ dàng xâm nhập vào thực vật thông qua hệ rễ cùng với các nguyên tố
khác, Chì được hấp thụ và tích luỹ trong các bộ rễ của cây. Các loại cây trồng khác
nhau thì có khả năng tích luỹ Chì khác nhau. Sự hấp thụ Pb của thực vật phụ thuộc
vào nhiều yếu tố như: độ pH, đặc tính của đất, khả năng trao đổi cation trong đất
cũng như các thông số lý, hóa học khác. Khi Pb dư thừa trong đất vượt quá
ngưỡng chịu