Thạc Sĩ Động vật phù du và ảnh hưởng của môi trường nước tại trạm xử lý nước thải Bình Hưng Hòa lên Daphnia

QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC SINH HỌC
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH – NĂM 2012Trang Danh mục các bảng
Danh mục các hình ảnh
Tóm tắt
Summary

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU
Chương 1. TỔNG QUAN
1.1. Động vạt phù du
1.1.1. Sự phân bố
1.1.2. Đặc tính chung
1.1.2.1 Động vật phù du nguyên sinh . 4
1.1.2.2 Luân trùng . 5
1.1.2.3 Giáp xác . 6
1.1.3 Chuỗi thức ăn . 10
1.1.4 Sự thích nghi với môi trường . 11
1.1.5 Ảnh hưởng do sự thay đổi môi trường . 12
1.1.6 Tầm quan trọng 13
1.2 Lược sử nghiên cứu . 14
1.2.1 Động vật phù du . 14
1.2.1.1 Trên thế giới 14
1.2.1.2 Ở Việt Nam . 16
1.2.2 Độc học mãn tính với Daphnia magna 17

Chương 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU . 19

2.1. Vạt liệu . 19
2.1.1 Dụng cụ và hóa chất . 19

2.1.1.1 Dụng cụ . 19
2.1.1.2 Hóa chất 19
2.1.2 Sinh vật thí nghiệm . 19
2.2 Phương pháp nghiên cứu 20
2.2.1 Khu vực nghiên cứu . 20
2.2.1.1 Hồ bơm trục vít . 21
2.2.1.2 Hồ sục khí . 21
2.2.1.3 Hồ lắng 21
2.2.1.4 Hồ hoàn thiện 22
2.2.2 Các yếu tố môi trường nước . 22
2.2.3 Thu mẫu sinh vật phù du 23
2.2.4 Định tính, định lượng sinh vật phù du 23
2.2.5 Thí nghiệm ảnh hưởng mãn tính của nước thải lên Daphnia magna . 24
2.2.6 Các chỉ số sinh học . 25
2.2.6.1 Chỉ số Shannon và Wiener 25
2.2.6.2 Chỉ số Pielou . 26
2.2.6.3 Chỉ số Berger và Parker 26
2.2.6.4 Chỉ số Dufrene và Legendre . 26
2.2.6.5 Chỉ số Bray và Curtis 27
2.2.7 Xử lý thống kê 27

Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN . 29

3.1 Môi trường lý hóa 29
3.1.1 Các yếu tố vật lý . 29
3.1.2 Yếu tố hóa học 30
3.2 Thực vật phù du . 31
3.2.1 Thành phần loài 31
3.2.2 Mật độ . 33
3.3 Động vật phù du . 34

3.3.1 Thành phần loài 34
3.3.2 Mật độ . 39
3.4 Các chỉ số sinh học 41
3.4.1 Chỉ số Shannon và Wiever . 41
3.4.2 Chỉ số Pielou . 42
3.4.3 Chỉ số Berger và Parker 43
3.4.4 Chỉ số Dufrene và Legendre . 44
3.4.5 Chỉ số Bray và Curtis . 45
3.5 Mối tương quan 47
3.5.1 Tương quan giữa mật độ động vật phù du và các yếu tố lý hóa 47
3.5.2 Tương quan giữa mật độ động vật phù du và mật độ thực vật phù du . 49
3.6 Ảnh hưởng mãn tính của nước thải lên Daphnia magna . 50
3.6.1 Tỉ lệ sống sót 50
3.6.2 Sự thành thục 52
3.6.3 Sự sinh sản 54
3.6.4 Hiện tượng sẩy thai và dị dạng . 55

Chương 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 58

4.1 Kết luận 58
4.2 Kiến nghị 59
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU 60
TÀI LIỆU THAM KHẢO . 61
PHỤ LỤC v


DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 : Một vài đặc tính của 3 nhóm chính . 9
Bảng 2.1 : Thang điểm phân loại nước dựa vào giá trị H’ 25
Bảng 3.1 : Sự thay đổi các yếu tố lý hóa môi trường 29
Bảng 3.2 : Cấu trúc các lớp/nhóm thực vật phù du . 32
Bảng 3.3 : Mật độ thực vật phù du (cá thể/lít) trong mỗi đợt khảo sát . 33
Bảng 3.4 : Tỉ lệ mật độ thực vật phù du (%) làm nguồn thức ăn 34
Bảng 3.5 : Sự phân bố các nhóm/ngành/lớp động vật phù du 35
Bảng 3.6 : Mật độ Rotifera (cá thể/lít) tại mỗi hồ xử lý . 40
Bảng 3.7 : Chỉ số Shannon và Wiener tại các hồ xử lý nước thải 42
Bảng 3.8 : Chỉ số Pielou tại các hồ xử lý nước thải 43
Bảng 3.9 : Chỉ số Berger và Parker tại các hồ xử lý nước thải . 44
Bảng 3.10: Chỉ số Dufrene và Legendre tại các hồ xử lý nước thải . 44
Bảng 3.11: Tương quan giữa mật độ động vật phù du với các chỉ số lý hóa, mật
độ thực vật phù du làm nguồn thức ăn 48
Bảng 3.12: Số lượng cá thể Daphnia magna mẹ bị sẩy thai và sinh con dị dạng . 56


DANH LỤC CÁC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 : Một số loài động vật phù du nguyên sinh . 4
Hình 1.2 : Một số loài luân trùng 5
Hình 1.3 : .Một số loài râu ngành . 7
Hình 1.4 : Giáp xác có vỏ . . 7
Hình 1.5 : Ba nhóm chính của chân chèo . 8
Hình 1.6 : Ấu trùng động vật phù du 10
Hình 1.7 : Sự khác biệt gai bên sau Brachionus calyciflorus 11
Hình 2.1 : Daphnia magna và Scenedesmus sp 20
Hình 2.2 : Sơ đồ vận hành hệ thống xử lý nước thải 21
Hình 2.3 : Các vị trí thu mẫu 22
Hình 2.4 : Một số dụng cụ thu mẫu thực địa 23
Hình 2.5 : Thí nghiệm ảnh hưởng mãn tính của nước thải lên D. magna 24
Hình 3.1 : Một số loài thực vật phù du làm nguồn thức ăn 32
Hình 3.2 : Sự biến hình ở Brachionus caudatus và B. angularis . 36
Hình 3.3 : Hai loài động vật phù du ghi nhận lần đầu 38
Hình 3.4 : Mật độ động vật phù du qua các đợt khảo sát . 39
Hình 3.5 : Các loài ưu thế . 41
Hình 3.6 : Sơ đồ tương đồng động vật phù du ở các hồ xử lý 46
Hình 3.7 : Sơ đồ tương đồng động vật phù du giữa các đợt khảo sát 47
Hình 3.8 : Tỉ lệ sống sót của Daphnia magna phơi nhiễm . 51
Hình 3.9 : Độ tuổi thành thục của sinh vật Daphnia magna 53
Hình 3.10: Số lượng cá thể Daphnia magna con được sinh ra. 55
Hình 3.11: Hiện tượng dị dạng và sẩy thai 57



TÓM TẮT

Đề tài “Động vật phù du và ảnh hưởng của môi trường nước tại trạm xử lý nước thải Bình Hưng Hòa lên Daphnia magna” được thực hiện nhằm (1) nghiên cứu về động vật phù du và ảnh hưởng của các yếu tố lý hóa, thực vật phù du lên quần xã động vật phù du; (2) đánh giá chất lượng nước thải dựa vào các chỉ số sinh học trên cơ sở thành phần loài và mật độ động vật phù du; (3) tìm hiểu ảnh hưởng mãn tính của nước thải lên D. magna. Các yếu tố lý hóa môi trường (nhiệt độ, pH, độ đục, độ dẫn điện, tổng chất rắn hòa tan, hàm lượng oxy hòa tan), thực vật phù du và động vật phù du được quan trắc hàng tháng, từ tháng 4 - 9/2011 tại 6 hồ xử lý nước thải. Bên cạnh đó, thí nghiệm phơi nhiễm mãn tính của nước thải trước và sau xử lý lên D. magna được thực hiện kéo dài trong 30 ngày.

Nhiệt độ và pH là hai yếu tố môi trường ổn định nhất ở các hồ xử lý nước thải trong khi độ đục nước thải có sự khác biệt, cao ở hồ bơm trục vít, hồ sục khí và giảm mạnh ở các hồ còn lại. Giá trị độ dẫn điện và tổng chất rắn hòa tan cao ở tất cả các hồ xử lý. Hàm lượng oxy hòa tan cao, ổn định ở hồ hoàn thiện 2, 3, hồ sục khí, và khá thấp ở hồ lắng và bơm trục vít. Thành phần loài thực vật phù du nước ngọt làm thức ăn cho động vật phù du là các loài thực vật phù du lớp Chlorophyceae và Bacillariophyceae.

Qua sáu đợt khảo sát, 50 loài thuộc 29 giống, 26 họ, 11 bộ, 8 lớp, 5 ngành và 6 dạng ấu trùng động vật phù du đã được ghi nhận và minh họa bằng hình chụp. Theo hiểu biết của tôi, trong số những loài động vật phù du tìm thấy, có hai loài (Asplanchna amphora, Lecane robusta) lần đầu được ghi nhận cho Việt Nam trên cơ sở hình thái học. Sự biến hình ở loài Brachionus calyciflorus, B. caudatus và B. angularis cũng được ghi nhận. Mật độ cá thể động vật phù du tương quan thuận đối với độ đục, độ dẫn điện, tổng chất rắn hòa tan.

Kết quả phơi nhiễm mãn tính cho thấy nước thải trước xử lý ảnh hưởng mạnh lên tỉ lệ sống sót, ngày thành thục, số con non sinh ra và hiện tượng sẩy thai ở D.magna so với nước thải sau xử lý. Trong khi đó, nước thải sau xử lý tác động mạnh lên số lượng cá thể D. magna sinh con non bị dị dạng so với nước thải trước xử lý.



MỞ ĐẦU


Động vật phù du là những sinh vật nhạy cảm đối với môi trường. Sự thay đổi của môi trường nước ảnh hưởng lên sự thay đổi trong quần xã động vật phù du. Kế tiếp, động vận trọng trong chuỗi thức ăn, năng lượng của thủy vực. Sự đa dạng về thành phần loài, sinh khối và sự phong phú của quần xã động vật phù du có thể sử dụng để xác định sức khỏe (chất lượng) của một hệ sinh thái thủy vực.

Daphnia magna là một trong những sinh vật chuẩn trong nghiên cứu độc học sinh thái nhờ vào những ưu điểm nổi bật như độ nhạy của chúng đối với các hợp chất gây độc dễ dàng được nhận biết và kiểm soát, có khả năng phân bố rộng và sinh sản với số lượng nhiều bằng hình thức trinh sản [13]. Trên thế giới, nhiều nghiên cứu nhằm đánh giá tác động của các chất độc trong thủy vực lên sinh vật, hệ sinh thái đã được thực hiện. Tuy nhiên, số lượng nghiên cứu công bố về đọc học sinh thái ở Việt Nam vẫn còn ở mức khiêm tốn. Đồng thời nghiên cứu về độc học mãn tính của nước thải lên giáp xác râu ngành D. mangna ở nước ta vẫn chưa được tiến hành.

Nhằm góp phần và bổ sung đánh giá chất lượng môi trường nước thải Bình Hưng Hòa được toàn diện và hiệu quả hơn, đề tài “Động vật phù du và ảnh hưởng của môi trường nước tại trạm xử lý nước thải Bình Hưng Hòa lên Daphnia magna” được thực hiện nhằm đánh giá chất lượng nước thải trên cơ sở thành phần loài và mật độ động vật phù du, cảnh báo về mức độ an toàn của chất lượng nước thải trước xử lý (đầu vào) và sau xử lý (đầu ra) tại trạm xử lý nước thải Bình Hưng Hòa.