Sử dụng sinh vật chỉ thị Bioindicators
1. Cơ sở khoa học
Black Fly Larvae (Family Simuliidae) |
Do biện pháp này được thiết kế để có thể tiến hành một cách nhanh chóng, đơn giản, nên chỉ có những thay đổi lớn về chất lượng nguồn nước mới phát hiện được một cách chính xác. Những thay đổi nhỏ về chất lượng nguồn nước hay việc xác địng nguồn ô nhiễm không thuộc lãnh vực khảo sát của qui trình này.
2. Đánh giá chất lượng nguồn nước bởi các động vật không xương sống kích thước lớn (macroinvertebrates)
Macroinvertebrates là từ để chỉ các sinh vật không xương sống có thể quan sát được bằng mắt thường. Ở các thủy vực nước ngọt chúng thường ở dạng côn trùng (hay ấu trùng của chúng), giáp xác, nhuyễn thể, ốc, các loại trùng và các loại khác. Nhưng ở hầu hết các dòng chảy, số lượng ấu trùng côn trùng chiếm đa số, và đây là các sinh vật hữu dụng trong việc đánh giá chất lượng nguồn nước. Các loài macroinvertebrates quan hệ rất mật thiết với môi trường sống của chúng.
Macroinvertebrates
Do đó, nếu chất lượng của một dòng chảy thay đổi, chúng mất một thời gian rất lâu để hồi phục lại cấu trúc quần thể ban đầu. Vì vậy, việc xác định các loài hiện diện trong dòng chảy, chúng ta có thể biết được chất lượng của dòng chảy đó ở thời điểm khảo sát.
Caddisfly Larvae (Order Trichoptera) |
- Khi chúng ta sử dụng các số liệu thu thập được về macroinvertebrates để diễn giải về chất lượng của dòng chảy, cần phải xem xét tất cả các khía cạnh sau:
- Mức đa dạng của các sinh vật này trong mẫu thu.
- Tỉ lệ phần trăm của mỗi loài sinh vật trong mẫu thu.
- Số lượng sinh vật trên một đơn vị diện tích
- Mức đa dạng của mẫu (bao gồm cả ba khía cạnh trên)
- Mức chịu đựng ô nhiễm của các sinh vật trong mẫu thu.
Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng dòng chảy có thể phân ra theo ba nhóm lớn
Clams (Class Bivalvia (Pelecypoda)) |
- Ô nhiễm hữu cơ và chất dinh dưỡng: do phân gia súc, phân bón. Các dạng ô nhiễm này thường dẫn đến việc làm giảm độ đa dạng sinh học ở khu vực khảo sát và tăng số lượng của những loài có thể ăn trực tiếp các chất thải hữu cơ. Ô nhiễm chất hữu cơ và chất dinh dưỡng còn dẫn đến việc "tảo nở hoa" (bùng nổ về số lượng tảo trong thủy vực) và tăng số lượng cá thể của một số thủy sinh vật khác. Một số loài macroinvertebrates có thể bị loại hẳn ra khỏi thủy vực và thay vào đó bằng những loài có thể sống được trong điều kiện DO (oxy hoà tan) thấp.
Crane Fly Larvae (Family Tipulidae) |
Theo các cách truyền thống về đánh giá chất lượng nguồn nước bằng sinh vật chỉ thị, mẫu phải được thu một cách chính xác và cẩn thận. Thông thường mỗi mẫu cần thời gian một giờ đồng hồ để thu thập và bảo quản. Việc phân tích mẫu đòi hỏi thời gian khoảng vài ngày với các thiết bị đắt tiền. Qui trình này cho ra các kết quả mang tính khoa học và có chất lượng cao.
Crayfish (Order Decapoda) |
4. Dụng cụ cần thiết
- Mặc dầu có nhiều phương pháp thu mẫu khác nhau, dụng cụ thu mẫu thường được sử dụng là vó và lưới kéo. Các dụng cụ cơ bản có thể liệt kê như sau:
- Một lưới kéo bằng nylon có diện tích 4 foot vuông
- Một cái xoong hoặc một đĩa giấy
- Tài liệu phân loại macroinvertebrates
- Một biểu mẫu báo cáo kết quả.
Damselfly Nymphs (Order Odonata) |
Nếu sau khi phân tích, chúng ta đánh giá chất lượng nguồn nước là xấu (bị ô nhiễm nặng - trung bình) thì cần phải tiến hành lấy thêm mẫu để xác định nguồn gây ra ô nhiễm. Các bước tiếp theo được tiến hành như sau:
Bước 1: Lấy mẫu cách điểm thu mẫu cũ về phía thượng nguồn khoảng 1 mi (1,6 km).
Bước 2: Nếu kết quả phân tích cho thấy mức ô nhiễm vẫn được xếp ở mức xấu, lặp lại bước 1. Nếu mức ô nhiễm được xếp ở mức khá hơn (trung bình - tốt) ta chuyển sang bước 3.
Bước 3: Lấy mẫu về phía hạ nguồn của điểm vừa lấy mẫu (với các khoảng cách nhặt hơn) đến khi phát hiện điểm bắt đầu suy giảm chất lượng nguồn nước. Nguồn gây ô nhiễm sẽ ở đâu đó gần với điểm này, tiến hành khảo sát lại các nguồn thải ở khu vực này để xác định nguyên nhân.
Dobsonfly Larvae (Family Corydalidae) |
- Nhóm nhạy cảm với sự ô nhiễm (sẽ biến mất hay suy giảm số lượng nghiêm trọng khi nguồn nước bị ô nhiễm)
- Nhóm trung gian (xuất hiện ở khu vực bắt đầu bị ô nhiễm)
- Nhóm chịu được ô nhiễm (hiện diện được ở các khu vực ô nhiễm)
6. Lưu ý rằng qui trình này chỉ dành cho các nghiên cứu không chuyên sâu, do đó nó chỉ cung cấp những thông tin tương đối chính xác. Việc áp dụng qui trình này sẽ đạt được các kết quả sau:
- Đánh giá nhanh, tại chỗ chất lượng nguồn nước. Từ đó, tiến hành thêm các nghiên cứu ở thượng nguồn để xác định các vấn đề gây ra ô nhiễm.
- Dụng cụ và chi phí của quá trình nghiên cứu thấp do đó các tổ chức nghiên cứu phi lợi nhuận có thể tự trang trải.
- Những người nghiên cứu không chuyên có thể lấy mẫu và phân tích một cách có hiệu quả.
7. Nhóm sinh vật nhạy cảm với ô nhiễm
Caddisfly Larvae (Order Trichoptera)Dragonfly Nymphs (Order Odonata)
- Dobsonfly Larvae (Family Corydalidae)
- Mayfly Nymphs (Order Ephemeroptera)
- Water Penny Beetle Larvae (Family Psephenidae)
- Riffle Beetles (Family Elmidae)
- Stonefly Nymphs (Order Plecoptera)
- Other Snails (Class Gastropoda)
- Beetle Larvae (Order Coleoptera)
- Damselfly Nymphs (Order Odonata)
- Dragonfly Nymphs (Order Odonata)
- Scuds (Order Amphipoda)
- Crayfish (Order Decapoda)
- Sowbugs (Order Isopoda)
Clams (Class Bivalvia (Pelecypoda))Scuds (Order Amphipoda)
- Crane Fly Larvae (Family Tipulidae)
- Aquatic Worms (Phylum Annelida and others)
- Pouch Snails (Class Gastropoda)
- Black Fly Larvae (Family Simuliidae)
- Leeches (Class Hirudinea)
- Midge Larvae (Family Chironomidae)
Mayfly Nymphs (Order Ephemeroptera) | Other Snails (Class Gastropoda) | |
Leeches (Class Hirudinea) | Water Penny Beetle Larvae (Family Psephenidae) | Riffle Beetles (Family Elmidae) |
Stonefly Nymphs (Order Plecoptera) | Sowbugs (Order Isopoda) | Midge Larvae (Family Chironomidae) |
Kentucky Water Watch
Biên dịch: Lê Hoàng Việt