Báo cáo tóm tắt Nghiên cứu cơ sở khoa học về đa dạng sinh học ốc cạn (Land snail) ở khu vực đông bắc Việt Nam phục vụ cho việc dự báo, cảnh báo ô nhiễm một số kim loại nặng trong đất, thử nghiệm tại tỉnh Bắc Kạn
BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG HÀ NỘI
ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP BỘ
BÁO CÁO TÓM TẮT
KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI
“NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC VỀ ĐA DẠNG SINH HỌC ỐC
CẠN (LAND SNAIL) Ở KHU VỰC ĐÔNG BẮC VIỆT NAM PHỤC
VỤ CHO VIỆC DỰ BÁO, CẢNH BÁO Ô NHIỄM MỘT SỐ KIM
LOẠI NẶNG TRONG ĐẤT, THỬ NGHIỆM TẠI TỈNH BẮC KẠN”
Mã số 2015.04.16
Cơ quan chủ trì đề tài: Trƣờng ĐH Tài nguyên và Môi trƣờng Hà Nội
Chủ nhiệm đề tài/dự án: TS. Hoàng Ngọc Khắc
Hà Nội – 2017
BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG HÀ NỘI
ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP BỘ
BÁO CÁO TÓM TẮT
KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI
“NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC VỀ ĐA DẠNG SINH HỌC ỐC
CẠN (LAND SNAIL) Ở KHU VỰC ĐÔNG BẮC VIỆT NAM PHỤC
VỤ CHO VIỆC DỰ BÁO, CẢNH BÁO Ô NHIỄM MỘT SỐ KIM
LOẠI NẶNG TRONG ĐẤT, THỬ NGHIỆM TẠI TỈNH BẮC KẠN”
Mã số 2015.04.16
Chủ nhiệm đề tài:
Cơ quan chủ trì đề tài:
TS. Hoàng Ngọc Khắc
Hà Nội - 2017
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ................................................................................................. 1
2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu............................................................................ 4
cứu..................................................................................................................... 4
2.3.3. Phƣơng pháp khảo sát thực địa: .............................................................. 4
2.3.4. Phƣơng pháp thí nghiệm ......................................................................... 4
2.3.5. Phƣơng pháp phân tích mẫu.................................................................... 5
2.3.6. Phƣơng pháp thống kê............................................................................. 5
đất.................................................................................................................... 11
đất.................................................................................................................... 11
đất.................................................................................................................... 12
loại trong đất tại tỉnh Bắc Kạn ........................................................................ 13
dạng sinh học ốc cạn ....................................................................................... 18
3.9.2. Quy trình chi tiết ................................................................................... 18
KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ
1. MỞ ĐẦU
đất. Ốc cạn là động vật thân mềm chân bụng có vỏ sống ở trên cạn. Ốc cạn đa
cạn chủ yếu sử dụng thực vật và mùn bã hữu cơ trên mặt đất làm thức ăn.
Trong tự nhiên, mọi sinh vật tồn tại và phát triển đều phải dựa vào môi
trƣờng xung quanh. Trong đó các thành phần môi trƣờng chủ yếu nhƣ đất,
nƣớc, không khí có vai trò quan trọng, quyết định đến sự sống và thành phần
sinh vật.
Đất là một hợp phần quan trọng của hệ sinh thái, đó là nơi ở của các
loài sinh vật, là nơi cung cấp nƣớc, muối khoáng và các chất dinh dƣỡng trực
tiếp các loài thực vật và một số nhóm động vật sống trong đất. Do đó thành
phần, tính chất, chất lƣợng đất có ảnh hƣởng rất lớn trực tiếp đến sinh vật đất
và gián tiếp đến các nhóm sinh vật khác và cả con ngƣời. Suy thoái đất sẽ làm
giảm hoặc mất đi khả năng cung cấp những lợi ích cơ bản cho con ngƣời.
Một trong những nhiệm vụ của quản lý môi trƣờng là quan trắc, đánh
giá chất lƣợng dự báo, kiểm soát, phòng ngừa, giảm thiểu, xử lý ô nhiễm môi
trƣờng. Hiện nay, việc đánh giá chất lƣợng môi trƣờng đất chủ yếu thông qua
các chỉ tiêu nhƣ: Chỉ tiêu về vật lý (cấp hạt đát, độ ẩm đất,….), chỉ tiêu về
hóa học (hàm lƣợng các hợp chất hóa học trong đất nhƣ Ni tơ, cacbon,
photpho, các kim loại nặng Fe, Cu, Zn, Cd, As,…) và chỉ tiêu sinh học (mới
xác định các chỉ tiêu vi sinh vật nhƣ tổng số E.coli, Coliform).
Nhìn chung các chỉ tiêu này hiện nay vẫn đƣợc dùng đánh giá chất
lƣợng đất trong các mẫu phân tích. Tuy nhiên, để đánh giá chính xác thì số
mẫu phân tích phải lớn, sử dụng máy móc phân tích phức tạp, đặc biệt là phân
tích một số các kim loại nặng. Đồng thời cũng khó có thể xác định xu hƣớng
biến đổi của chất lƣợng môi trƣờng đất theo thời gian dài nếu không có những
quan trắc các mẫu đặc trƣng về không gian và thời gian. Do đó nếu sử dụng
các nhóm sinh vật chỉ thị để đánh giá chất lƣợng môi trƣờng đất phục vụ cho
công tác quản lý, bảo vệ, qui hoạch sẽ cho hiệu quả tốt nhƣ xác định chất
lƣợng đất trong thời gian dài, mang tính tổng thể hơn.
Trong các nhóm động vật, ốc cạn là đối tƣợng có đặc điểm: đời sống
1
gắn liền với môi trƣờng đất, di chuyển chậm nên khả năng di cƣ hạn chế, thể
hiện tính đặc trƣng cho mỗi vùng và có mối quan hệ chặt chẽ với chất lƣợng
môi trƣờng đất. Do đó ốc cạn có thể đƣợc sử dụng làm chỉ thị đánh giá chất
lƣợng môi trƣờng đất.
Khu vực đông bắc Việt Nam là vùng núi và trung du với nhiều khối núi
và dãy núi đá vôi hoặc núi đất. Ngoài ra, khu vực đông bắc bộ là nơi tập trung
nhiều mỏ khoáng sản, với thành phần và trữ lƣợng phong phú. Với địa hình,
địa chất, nguồn tài nguyên khoáng sản đa dạng sẽ tạo ra nhiều loại sinh cảnh,
cùng với sự phát triển kinh tế xã hội trong vùng sẽ tạo nên sự khác biệt lớn về
thành phần và chất lƣợng môi trƣờng đất giữa các địa điểm trong vùng này.
Trong khu vực đông bắc bộ, Bắc Kạn là tỉnh miền núi, ở vị trí trung
tâm các tỉnh Việt Bắc. Diện tích đất tự nhiên của Bắc Kạn năm 2009 là
486.842 ha, trong đó đất nông nghiệp (bao gồm cả đất lâm nghiệp) là 371.767
ha chiếm 76,36%, đất phi nông nghiệp là 18.582 ha chiếm 3,82% và đất chƣa
sử dụng là 96.492 ha chiếm 19,82%.
Bắc Kạn hiện có nhiều điểm mỏ và điểm quặng. Hầu hết các huyện trên
địa bàn tỉnh Bắc Kạn đều có khoáng sản, trong đó nhiều nhất là quặng chì –
kẽm, sắt ở huyện Chợ Ðồn, vàng ở các huyện Ngân Sơn, Na Rì, Ba Bể, …
Với điều kiện tự nhiên cùng với những hoạt động khai thác khoáng sản
đều có những ảnh hƣởng xấu đến chất lƣợng môi trƣờng đất. Cụ thể là làm
cho môi trƣờng đất ô nhiễm, hàm lƣợng các kim loại nặng trong đất tặng cao.
Điều đó ảnh hƣởng trực tiếp tới các sinh vật sinh sống gắn liền với đất- nhƣ
ốc cạn, làm đa dạng sinh học bị thay đổi (nhƣ nhiều loài mất đi, một số loài
xuất hiện).
Nhƣ vậy nếu xác định đƣợc mối quan hệ giữa hàm lƣợng một số kim
loại nặng trong đất với sự thay đổi đa dạng sinh học của những nhóm nhạy
cảm nhƣ ốc cạn ở đây thì chúng ta có thể sử dụng nhóm này để làm chỉ thị dự
báo, cảnh báo khả năng đất có bị ô nhiễm kim loại nặng hay không.
Với những lí do đó, chúng tôi đề xuất đề tài: “Nghiên cứu cơ sở khoa
học về đa dạng sinh học ốc cạn (Land snail) ở khu vực đông bắc Việt Nam
phục vụ cho việc dự báo, cảnh báo ô nhiễm một số kim loại nặng trong đất,
thử nghiệm tại tỉnh Bắc Kạn”
2
Mục tiêu của đề tài:
Xác định đƣợc cơ sở khoa học sử dụng đa dạng sinh học ốc cạn (các
chỉ số đa dạng) cho việc dự báo hàm lƣợng kim loại nặng trong đất, phục vụ
đánh giá chất lƣợng môi trƣờng, nhằm bảo vệ tài nguyên và môi trƣờng đất.
Nội dung nghiên cứu của đề tài:
(1)Nghiên cứu xác định thành phần loài, phân bố của ốc cạn ở một số khu
vực Đông Bắc Việt Nam
(2)Nghiên cứu, xác định hàm lƣợng một số kim loại nặng (Asen, Cadimi,
Chì và Kẽm) trong đất ở một số khu vực đông bắc Việt Nam.
(3)Nghiên cứu xác định các chỉ số đa dạng sinh học ốc cạn ở một số khu
vực Đông Bắc Việt Nam.
(4)Nghiên cứu, xác định những dấu hiệu cảnh báo về hình thái và một số
đặc điểm sinh học của ốc cạn khi sống trong môi trƣờng ô nhiễm kim
loại nặng.
(5)Nghiên cứu, đề xuất bộ tiêu chí về đa dạng sinh học ốc cạn dự báo ô
nhiễm kim loại nặng khu vực đông bắc Việt Nam.
(6)Nghiên cứu, áp dụng thí điểm bộ tiêu chí về đa dạng sinh học ốc cạn dự
báo ô nhiễm một số kim loại nặng trong đất tại tỉnh Bắc Kạn.
(7)Nghiên cứu đề xuất qui trình dự báo, cảnh báo ô nhiễm một số kim loại
nặng (As, Cd, Pb, Zn) trong đất bằng đa dạng sinh học ốc cạn.
Thời gian thực hiện: Từ tháng 1/2015 đến 8/2017
3
2. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.3. Phương pháp nghiên cứu
2.3.1. Phương pháp nghiên cứu tư liệu thu thập tài liệu và tổng quan nghiên
cứu
- Thu thập tài liệu đã có liên quan tới các phƣơng pháp và nội dung
đề tài.
2.3.3. Phương pháp khảo sát thực địa:
a- Phƣơng pháp thu mẫu ốc cạn:
- Thu mẫu theo ô tiêu chuẩn: thep phƣơng pháp của Philippe Clergeau
(2011).
+ Thiết lập ô mẫu chính 10m x 10m ở mỗi điểm nghiên cứu:
+ Đặt 05 ô mẫu nhỏ 1m x 1m tại 4 góc và 1 tại trung tâm
+ Thu các mẫu ốc quan sát đƣợc trong ô nhỏ: trên cây, tầng thảm mục.
Thu mẫu đất trong ô mẫu nhỏ (1cm x1m x 1m) đựng vào túi nhựa plastic.
Mẫu đất sẽ đƣợc rây qua mắt lƣới 1mmx1mm để thu lấy mẫu mà mắt thƣờng
khó thấy đƣợc.
+ Sau khi thu mẫu trong các ô mẫu nhỏ, tiếp tục quan sát và tìm kiếm bổ
sung thành phần loài trong ô mẫu lớn (10mx10m), các loài ốc cạn phân bố
trên thân, lá cây, tầng thảm mục.
- Thu mẫu định tính: Thu mẫu dọc theo tuyến đƣờng khảo sát và những
vùng lân cận để bổ sung danh sách thành phần loài khu vực nghiên cứu.
b- Phƣơng pháp thu mẫu đất: theo thông tƣ 33/2011/TT-BTNMT về Qui
định Qui trình kỹ thuật quan trắc môi trƣờng đất, trong đó lấy mẫu đất theo
TCVN 7538-6:2010 Chất lƣợng đất.
- Mẫu đất đƣợc thu ở tầng mặt (0-5 cm) tại các sinh cảnh thu mẫu ốc.
Mẫu sau khi thu đƣợc chứa trong các túi nhựa polyethylene đƣợc kí hiệu theo
qui định và đem về phòng thí nghiệm. Mẫu đƣợc phơi ở nhiệt độ phòng đến
khi khô, sau đó đƣợc nghiền và qua rây có mắt lƣới 0.5 mm.
Các mẫu này sau đó đƣợc phân tích, xác định hàm lƣợng các kim loại
nặng trong đất.
2.3.4. Phương pháp thí nghiệm
- Thí nghiệm trên các loài ốc cạn (theo phƣơng pháp của Otitoloju,
4
A.A., và cộng sự, 2009) trong các môi trƣờng có nồng độ các kim loại nặng
khác nhau trong 4 tuần để xác định ảnh hƣởng của kim loại nặng đến một
số đặc điểm sinh học của ốc cạn.
- Bố trí thí nghiệm: Mỗi loài loài ốc cạn: 4 yếu tố (As, Cd, Pb, Zn) x
3 nồng độ + 1 Đối chứng = 13 lô thí nghiệm.
2.3.5. Phương pháp phân tích mẫu
a- Phƣơng pháp xử lý và định loại ốc cạn: Phân loại các loài theo mô tả
của Bavay & Dauzenbeg (1912), Alexander Sysoev (2009), Schileyko (2011),
Hendricks, Paul (2012), Thomas E Burke (2013), Nantarat N (2014), Siriboon
T (2014) và một số tác giả khác.
b- Đánh giá đặc điểm sinh học ốc cạn: thông qua đặc trƣng về Sinh học
cá thể (hình thái, hoạt động di chuyển, thức ăn tiêu thụ,..); Sinh học quần thể
(Mật độ, phân bố,...); Sinh học quần xã (thành phần loài, phân bố,...).
c- Phƣơng pháp xác định hàm lƣợng một số kim loại nặng trong đất:
theo thông tƣ 33/2011/TT-BTNMT về Qui định Qui trình kỹ thuật quan trắc
môi trƣờng đất, trong đó phân tích hàm lƣợng các kim loại nặng theo TCVN
6496:2009; TCVN 8246:2009.
+ Phƣơng pháp xác định Cd, Zn, Pb: Phƣơng pháp phổ tiêu thụ nguyên
tử (TCVN 6496:2009 ).
+ Phƣơng pháp xác định As: Phƣơng pháp phổ tiêu thụ nguyên tử theo
kỹ thuật nhiệt điện hoặc tạo hydrua [ TCVN 8467:2010 (ISO 20280:2007) ].
2.3.6. Phương pháp thống kê
- Các bƣớc tính toán về chỉ số đa dạng sinh học đƣợc thực hiện trên phần
mềm Microsoft Excel, phần mềm Primer 6.0
5
3. KẾT QUẢ, SẢN PHẦM KHCN
3.1. Đa dạng sinh học ốc cạn vùng Đông Bắc Việt Nam
Kết quả nghiên cứu tại khu vực Đông Bắc Việt Nam đã định tên đƣợc
336 loài, thuộc 30 họ, 03 bộ, 02 phân lớp.
Bảng 3.1: Cấu trúc thành phần loài ốc cạn giữa các phân lớp ở KVNC
TT
1
Tỉnh
Bộ
3
Họ
10
12
8
Loài
37
Bắc Giang
Bắc Kạn
2
3
72
3
Bắc Ninh
2
19
4
Cao Bằng
Hà Giang
2
13
19
13
21
11
17
9
50
5
2
98
6
Lạng Sơn
Quảng Ninh
Thái Nguyên
Tuyên Quang
Vĩnh Phúc
2
86
7
5
74
8
2
41
9
2
110
21
10
2
Các loài phổ biển xuất hiện hầu hết các tỉnh và có giới hạn sinh thái rộng
tại khu vực Đông Bắc Việt Nam là loài Achatina fulica có tần số xuất hiện
(%C‟‟) là 57,54%, loài Bradybaena jourdyi xuất hiện tại 52/106 vị trí thu mẫu
với %C” = 49,06% và thứ 3 là Japonia scissimargo (%C” = 42,45%) xuất
hiện tại 45/106 vị trí thu mẫu. Các loài này xuất hiện ở hầu hết tất cả các sinh
cảnh đƣợc nghiên cứu ở khu vực Đông Bắc Việt Nam.
3.2. Chỉ số đa dạng sinh học ốc cạn ở một số khu vực Đông Bắc Việt Nam
- Xác định mức độ đa dạng sinh học ốc cạn thông qua các chỉ số đa dạng
bao gồm chỉ số Margalef (d), chỉ số Shannon-Wiener (H‟) và chỉ số cân bằng
Peilou (J‟) cho thấy, ở khu vực Đông Bắc có mức độ đa dạng tƣơng đối cao.
Về số lƣợng loài (S) dao động từ 03 –34 loài. Mật độ phân bố cá thể loài trên
1m2 (N) dao động trong khoảng 1,6 đến 440,6. Chỉ số phong phú loài
Margalef (d) dao động từ 1,228 đến 10,487. Chỉ số đồng đều Pielou (J) dao
động từ 0,462 đến 0,978. Chỉ số đa dạng sinh học loài Shannon-Weiner (H')
dao động từ 0,604 đến 3,200.
6
Mức độ đa dạng sinh học ốc cạn ở sinh cảnh rừng trồng, đất hoang và
khoáng sản tƣơng đối thấp hơn trong toàn KVNC. Các chỉ số đa dạng sinh
học tƣơng đối thấp, số lƣợng loài (S) dao động từ 3 đến 15 với số lƣợng cá thể
thu đƣợc không nhiều, chỉ số phong phú loài (d) dao động từ 1,2 đến 2,5 và
chỉ số đa dạng sinh học loài Shannon-Weiner (H') từ 0,6 đến 1,5.
3.3. Hàm lƣợng kim loại nặng trong đất ở một số khu vực Đông Bắc Việt
Nam
3.3.1 Hàm lượng Asen (As) trong đất ở một số khu vực Đông Bắc Việt Nam
Hàm lƣợng Asen trong đất tại các vị trí nghiên cứu so sánh với giới hạn
cho phép quy định trong QCVN 03-MT:2015/BTNMT, ta có thể thấy rằng,
hàm lƣợng Asen trong đất phát hiện cao ở khu vực mỏ khoáng sản và sinh
cảnh rừng trồng. Ta có thể nhận thấy hàm lƣợng As trong hầu hết mẫu đất thu
đƣợc tại sinh cảnh mỏ khoáng sản đều vƣợt quá mức giới hạn cho phép trong
khoảng 1 – 2 lần. Tại các vị trí mỏ khoáng sản có hàm lƣợng As trong đất cao
nhƣ vậy có thể do sự phát tán As vào môi trƣờng từ quá trình phong hóa đá và
oxy hóa các khoáng vật Sunfua nhƣ arsenopyrit (FeAsS), galena (PbS),
sphalerit (ZnS), Pyrit (FeS2), pyrotin (FeS) và chalcopyrit (CuFeS2) cƣờng
hóa bởi hoạt động khai khoáng tại các mỏ Boxit, chì, kẽm, sắt. Vị trí có hàm
lƣợng Asen trong đất cao nhất là KS1 45,03 (mg/kg đất)
Sinh cảnh rừng trồng có hàm lƣợng Asen trung bình cao thứ 2 (25,612
mg/kg đất), sinh cảnh này bao gồm những cánh rừng đƣợc phát triển nhờ các
dự án phủ xanh đồi trọc của chính phủ nhằm cải thiện các khu vực đất bị thoái
hóa do khai thác khoáng sản và bị bóc tách lớp đất đá. Vị trí có hàm lƣợng
Asen trong đất cao thứ hai là RT8 (44,4mg/kg đất).
Sinh cảnh Rừng tự nhiên trên núi đất có hàm lƣợng Asen trung bình tại
các điểm lấy mẫu cao thứ 3. Do chịu cảnh hƣởng của khu vực dân cƣ đông
đúc lân cận nên có lƣợng nƣớc thải lớn từ các hoạt động sinh hoạt, sản xuất,
xây dựng có chứa các KLN phát sinh đã ngấm và tích lũy trong đất và hoạt
động, vận chuyển khoáng sản ở vùng phụ cận qua khu vực.
So với 3 sinh cảnh còn lại thì sinh cảnh Rừng tự nhiên trên núi đá vôi có
kết quả phân tích hàm lƣợng Asen trung bình thấp nhất, do khu vực này chủ
7
yếu là đá trầm tích hình thành do quá trình phong hóa địa chất diễn ra từ hàng
triệu năm về trƣớc. Hàm lƣợng kim loại nặng chứa nhiều trong đất khu vực
này chủ yếu là Pb, Zn, Fe. Còn hàm lƣợng Asen trong đất tại các sinh cảnh
này là rất thấp. Vị trí có hàm lƣợng Asen trong đất cao nhất là RDV1 (2,95
mg/kg đất).
3.3.2. Hàm lượng Cadimi trong đất ở một số khu vực vùng Đông Bắc Việt
Nam
Hàm lƣợng Cd trong đất đo đƣợc nằm trong khoảng từ 0,44 -> 9,2 mg/kg
đất. Trong đó có 40 mẫu nằm trong giới hạn cho phép của QCVN 03-
MT:/BTNMT, Có 25 mẫu vuợt quá quy chuẩn cho phép của QCVN 03-
MT:2015/BTNMT. Trong đó cao nhất là mẫu KS1 hàm lƣợng Cd lên tới 9,2
mg/kg, gấp 3 lần giới hạn cho phép của QCVN 03-MT:2015/BTNMT.
3.3.3. Hàm lượng Chì trong đất ở một số khu vực vùng Đông Bắc Việt Nam
Hàm lƣợng Pb trong đất tại các điểm khảo sát không đồng đều dao động
từ 12 – 187,9 mg/kg đất. Hàm lƣợng Pb cao nhất tại điểm thu mẫu KS1
(187,9 mg/kg đất), cao hơn QCVN xấp xỉ 1,9 lần, thấp nhất tại điểm thu mẫu
RDV22 (12 mg/kg đất).
Có 07 mẫu có hàm lƣợng Pb vƣợt GHCP của QCVN 03-
MT:2015/BTNMT, bao gồm các mẫu KS1, KS3, KS4, KS5, KS6, KS7, KS9.
58 mẫu còn lại có hàm lƣợng Pb nằm trong GHCP của QCVN 03-
MT:2015/BTNMT.
Có thể thấy rằng, kết quả này là hợp lý, vì các vị trí có hàm lƣợng Pb cao
nằm gần các mỏ khoáng sản, các vị trí có hàm lƣợng Pb thấp nằm xa mỏ
khoáng sản và chịu ít tác động.
3.3.4. Hàm lượng Kẽm trong đất ở một số khu vực vùng Đông Bắc Việt
Nam
Hàm lƣợng kẽm (Zn) của các mẫu dao động trong khoảng từ 65,67 -
264,5 mg/kg đất. Các vị trí gần khu vực mỏ khoáng sản là các vị trí có hàm
lƣợng Zn trong đất vƣợt quá QCVN 03:2015/BTNMT.
Đối với sinh cảnh rừng núi đá vôi, khu vực này chủ yếu là đá trầm tích
8
hình thành do quá trình phong hóa địa chất diễn ra từ hàng triệu năm về trƣớc.
Hàm lƣợng kim loại nặng chứa nhiều trong đất khu vực này chủ yếu là Pb,
Zn, Fe. Do đó, một số vị trí tại sinh cảnh rừng tự nhiên núi đá vôi đang nằm
trong mức báo động ô nhiễm nhƣ RDV6, RDV13 và RND24 có hàm lƣợng
Zn sắp chạm ngƣỡng 200 mg/kg đất.
Tất cả vị trí lấy mẫu còn lại đều có hàm lƣợng kim loại Zn nằm trong
ngƣỡng cho phép của QCVN 03:2015/BTNMT. Trong đó, sinh cảnh rừng tự
nhiên núi đất và sinh cảnh rừng trồng là sinh cảnh có hàm lƣợng kẽm trong
đất đo đƣợc ở mức thấp hơn so với 2 sinh cảnh còn lại và không có vị trí nào
vƣợt giới hạn cho phép của QCVN. Đặc biệt nhiều vị trí tại sinh cảnh rừng
trồng có hàm lƣợng Zn dƣới 100 mg/kg đất.
3.4. Ảnh hƣởng của kim loại nặng tới một số đặc điểm sinh học của ốc
cạn
Kết quả nghiên cứu cho thấy hầu hết kim loại nặng đều có ảnh hƣởng
xấu đến hoạt động sống của ốc cạn nhƣ: làm giảm tốc độ tăng trƣởng về kích
thƣớc và khối lƣợng, giảm lƣợng thức ăn tiêu thụ, giảm hoạt động di chuyển.
Thậm chí ở môi trƣờng có nồng độ kim loại nặng cao gấp 3-4 lần giới hạn cho
phép có thể làm cho ốc chết.
Hàm lƣợng tích lũy kim loại nặng trong cơ thể ốc có tỷ lệ thuận với hàm
lƣợng kim loại nặng trong môi trƣờng đất, nơi mà ốc sinh sống.
3.5. Mối quan hệ giữa đa dạng sinh học ốc cạn và hàm lƣợng kim loại
nặng trong đất ở một số khu vực vùng Đông Bắc Việt Nam
Dựa trên kết quả phân tích đa dạng sinh học của ốc cạn tại khu vực Đông
Bắc thông qua các chỉ số: chỉ số Margalef (d), chỉ số Shannon-Wiener (H') và
chỉ số cân bằng Peilou (J'), xét mối quan hệ của chúng với hàm lƣợng As
trong đất tại đó, nhận thấy giữa các đại lƣợng trên tồn tại mối tƣơng quan
nghịch và liên hệ đa số là tƣơng đối chặt chẽ với nhau.
- Mức độ tƣơng quan thể hiện cụ thể qua hệ số tƣơng quan giữa hàm
lƣợng As trong đất các số d, J‟, H‟ tại các sinh cảnh rừng trồng, rừng tự nhiên
trên núi đá vôi, rừng tự nhiên trên núi đất, khu vực gần mỏ khoáng sản lần
9
lƣợt là (-0.571; 0.494; -0.913); (-0.710; -0,188; -0.763); (-0.527, 0.132; -
0.753); (-0.706; 0.0759; -0.823).
- Kết quả xác định mức độ tƣơng quan giữa hàm lƣợng Cadimi trong đất
với các chỉ số d, J‟, H‟ tại các sinh cảnh rừng trồng, rừng tự nhiên trên núi đá
vôi, rừng tự nhiên trên núi đất, khu vực gần mỏ khoáng sản lần lƣợt là (-
0,612; -0,566; -0,920), (-0,673; -0,165; -0,750), (-0,503; 0,134; -0,711), (-
0,743; 0,156; -0,727). Giá trị của hệ số tƣơng quan cho thấy, giữa các đại
lƣợng có mối quan hệ tỷ lệ nghịch với nhau ở mức chặt chẽ.
- Mức độ tƣơng quan thể hiện cụ thể qua hệ số tƣơng quan giữa hàm
lƣợng Chì trong đất các số d, J‟, H‟ tại các sinh cảnh rừng trồng, rừng tự
nhiên trên núi đá vôi, rừng tự nhiên trên núi đất, khu vực gần mỏ khoáng sản
lần lƣợt là (-0,6163; -0,0510; -0,7635), (-0,6021; -0,3454; -0,7925), (-0,6395;
-0,2909; -0,7444), (-0,7175; -0,0681; -0,7929).
- Mức độ tƣơng quan giữa hàm lƣợng Kẽm trong đất với các chỉ số d, J‟,
H‟ tại các sinh cảnh rừng trồng, rừng tự nhiên trên núi đá vôi, rừng tự nhiên
trên núi đất, khu vực gần mỏ khoáng sản lần lƣợt là (-0,7735; -0,8696), (-
0,5505; -0,7741), (-0,6395, -0,7175), (-0,2909; -0,0681). Qua nghiên cứu
nhận thấy, đối với chỉ số J‟, mối quan hệ với hàm lƣợng Zn không đƣợc thể
hiện rõ ràng, có thể do ngẫu nhiên, còn lại mối quan hệ giữa các chỉ số d, H‟
và hàm lƣợng Zn trong đất đều có mối tƣơng quan tỷ lệ nghịch từ trung bình
đến tƣơng đối chặt chẽ.
3.6. Đề xuất bộ tiêu chí về đa dạng sinh học ốc cạn trong dự báo ô nhiễm
kim loại nặng trong đất
Trên cơ sở đã xác định mối quan hệ giữa hàm lƣợng KLN trong đất và
đa dạng sinh học loài ốc cạn, bộ tiêu chí về đa dạng sinh học loài ốc cạn đƣợc
xây dựng với mục đích dự báo, cảnh báo diễn biến ô nhiễm KLN trong đất
trong từng sinh cảnh khác nhau. Các tiêu chí đƣợc xét trong bộ tiêu chí bao
gồm: chỉ số phong phú loài (d) và chỉ số đa dạng sinh học loài (H‟). Kết quả
xây dựng bộ tiêu chí nhƣ sau:
10
3.6.1. Bộ tiêu chí về đa dạng sinh học ốc cạn trong dự báo ô nhiễm As trong
đất
Mức độ xác định
Có dấu
hiệu ô
nhiễm
Không ô
Ô nhiễm
Sinh cảnh
Chỉ số ĐDSH
nhiễm
As <20
>3,0
As >25
20 - 25
Độ phong phú
loài d
Độ đa dạng loài
H„
Độ phong phú
loài d
Độ đa dạng loài
H„
Độ phong phú
loài d
Độ đa dạng loài
H„
Độ phong phú
loài d
Độ đa dạng loài
H„
<2,0
2,0 – 3,0
Rừng trồng
<1,5
< 2,0
< 1,5
<1,5
< 1,0
<1,5
1,5 – 2,5
2,0 – 3,5
1,5 – 2,5
1,5 – 3,0
1,0 – 2,0
1,5 – 3,0
1,0-2,0
>2,5
>3,5
>2,5
>3,0
>2,0
>3,0
>2,0
Rừng tự nhiên
trên núi đá vôi
Rừng tự nhiên
trên núi đất
Khu vực gần mỏ
khoáng sản
<1,0
3.6.2. Bộ tiêu chí về đa dạng sinh học ốc cạn trong dự báo ô nhiễm Cd
trong đất
Mức độ xác định
Có dấu
hiệu ô
nhiễm
Không ô
nhiễm
Ô nhiễm
Sinh cảnh
Chỉ số ĐDSH
6≤ [Cd] 3≤ [Cd]<6 [Cd]<3
Độ phong phú
loài d
Độ đa dạng loài
H„
Độ phong phú
loài d
<1,0
<1,0
<1,5
1,0-2,5
1,0 – 2,5
1,5-3,0
>2,5
>2,5
>3,0
Rừng trồng
Rừng tự nhiên
trên núi đá vôi
11
Độ đa dạng loài
H„
Độ phong phú
loài d
Độ đa dạng loài
H„
Độ phong phú
loài d
<1,0
<1,5
< 1,0
< 1,5
< 1,0
1,0 – 2,0
1,5 – 3,0
1,0 – 2,0
1,5 – 3,0
1,0 – 2,0
>2,0
> 3,0
> 2,0
>3,0
> 2,0
Rừng tự nhiên
trên núi đất
Khu vực gần mỏ
khoáng sản
Độ đa dạng loài
H„
3.6.3 Bộ tiêu chí về đa dạng sinh học ốc cạn trong dự báo ô nhiễm Pb trong
đất
Mức độ xác định
Có dấu
Không ô
hiệu ô
nhiễm
50≤
Ô nhiễm
Sinh cảnh
Chỉ số ĐDSH
nhiễm
[Pb] < 50
>3,5
100≤
[Pb]<100
[Pb]
Độ phong phú
loài d
1 – 3,5
0,5 – 2,5
1,5 – 3,0
1,0 – 2,0
1,5 – 3,0
1,0 – 2,0
1,5-3,0
< 1
Rừng trồng
Độ đa dạng loài
H„
>2,5
< 0,5
<1,5
<1,0
<1,5
< 1,0
< 1,5
< 1,0
Độ phong phú
loài d
>3,0
Rừng tự nhiên
trên núi đá vôi
Độ đa dạng loài
H„
>2,0
Độ phong phú
loài d
> 3,0
> 2
Rừng tự nhiên
trên núi đất
Độ đa dạng loài
H„
Độ phong phú
loài d
> 3,0
> 2,0
Khu vực gần mỏ
khoáng sản
Độ đa dạng loài
H„
1,0 – 2,0
12
3.6.4 Bộ tiêu chí về đa dạng sinh học ốc cạn trong dự báo ô Zn trong đất
Mức độ xác định
Có dấu
Không ô
Ô nhiễm
hiệu ô
nhiễm
Sinh cảnh
Chỉ số ĐDSH
nhiễm
110≤
[Zn] <
110
300≤ [Zn]
[Zn]<300
Độ phong phú loài
d
< 1
1 – 3,5
0,5 – 2,5
1,5 – 3,0
1,0 - 2,0
1,5 – 3,0
1,0 – 2,0
1,5 – 3,0
1,0 – 2,0
>3,5
>2,5
> 3,0
>2,0
> 3,0
> 2,0
> 3,0
> 2,0
Rừng trồng
Độ đa dạng loài H„
Độ phong phú loài
d
< 0,5
<1,5
< 1,0
<1,5
<1,0
< 1,5
< 1,0
Rừng tự nhiên
trên núi đá vôi
Độ đa dạng loài H„
Độ phong phú loài
d
Rừng tự nhiên
trên núi đất
Độ đa dạng loài H„
Độ phong phú loài
d
Khu vực gần
mỏ khoáng sản
Độ đa dạng loài H„
3.7. Áp dụng bộ tiêu chí đa dạng sinh học loài ốc cạn dự báo hàm lƣợng
kim loại trong đất tại tỉnh Bắc Kạn
3.7.1. Áp dụng bộ tiêu chí đa dạng sinh học loài ốc cạn dự báo hàm lượng
Asen trong đất tại tỉnh Bắc Kạn:
Từ kết quả xác định các chỉ số đa dạng sinh học ốc cạn tại tỉnh Bắc Kạn,
áp dụng bộ tiêu chí dự báo hàm lƣợng As trong đất thu đƣợc kết quả dự báo
nhƣ sau:
+ Tại 05 địa điểm thuộc sinh cảnh rừng trồng có hàm lƣợng As đƣợc dự
báo trong khoảng từ 10 – 20 mg/kg và từ 20 – 25 mg/kg, tƣơng ứng với chất
lƣợng môi trƣờng đất sạch và một vài điểm có dấu hiệu bị ô nhiễm As.
+ Sinh cảnh rừng tự nhiên trên núi đất bao gồm 9 địa điểm, hàm lƣợng
As đƣợc dự báo ở đây phần lớn nằm trong khoảng từ 25 – 40 mg/kg, cho thấy
13
môi trƣờng đất ở đây ô nhiễm As, chỉ có một vài điểm có hàm lƣợng As từ 20
– 25 mg/kg, tƣơng đƣơng với chất lƣợng môi trƣờng đất có dấu hiệu ô nhiễm
As.
+ Rừng tự nhiên trên núi đá vôi là sinh cảnh bao gồm 13 địa điểm. Phần
lớn các địa điểm này đều có hàm lƣợng As đƣợc dự báo trong khoảng 10 – 20
mg/kg. Có thể thấy, môi trƣờng đất ở đây sạch và không có dấu hiệu bị ô
nhiễm As.
+ Sinh cảnh khu vực mỏ khoáng sản bao gồm 5 địa điểm, kết quả dự báo
hàm lƣợng As cho thấy, tại sinh cảnh này, các địa điểm đều có hàm lƣợng As
từ 25 -40 mg/kg, cho thấy môi trƣờng đất bị ô nhiễm As. Đặc biệt, có một số
địa điểm có hàm lƣợng As dự báo >40 mg/kg, vƣợt ra ngoài giới hạn cho
phép của QCVN, cho thấy môi trƣờng đất ở đó có khả năng bị ô nhiễm As.
3.7.2. Áp dụng bộ tiêu chí đa dạng sinh học loài ốc cạn dự báo hàm lượng
Cadimi trong đất tại tỉnh Bắc Kạn
Đối với tiêu chí về số lƣợng loài (S) tại KVNC có 06 vị trí có hàm lƣợng
Cd ở mức rất ô nhiễm, 11 vị trí ở mức ô nhiễm, 15 vị trí có hàm lƣợng Cd ở
mức cho phép.
Theo tiêu chí về mật độ cá thể (N) tại KVNC có chỉ có 07 vị trí có hàm
lƣợng Cd ở mức rất ô nhiễm và có tới 19 điểm ở mức ô nhiễm, 06 vị trí sạch
và rất sạch.
Tiêu chí về chỉ số phong phú loài d, KVNC có 05 vị trí có hàm lƣợng Cd
ở mức rất ô nhiễm và có tới 14 điểm ở mức ô nhiễm, 13 vị trí sạch và rất sạch.
Tiêu chí về chỉ số đa dạng loài H‟, tại KVNC cũng có 04 vị trí có hàm
lƣợng Cd ở mức rất ô nhiễm và có tới 11 điểm ở mức ô nhiễm, 17 vị trí sạch
và rất sạch.
Nhìn chung Cd trong đất tại các vị trí khảo sát ở Bắc Kạn đang có dấu
hiệu ô nhiễm. Cần có những khảo sát và đánh giá kịp thời nhất để có những
biện pháp phòng ngừa và giảm nhẹ ô nhiễm một cách phù hợp.
3.7.3. Áp dụng bộ tiêu chí đa dạng sinh học loài ốc cạn dự báo hàm lượng
Chì trong đất tại tỉnh Bắc Kạn
Từ kết quả xác định các chỉ số đa dạng sinh học ốc cạn tại tỉnh Bắc Kạn,
14
áp dụng bộ tiêu chí dự báo hàm lƣợng Chì trong đất thu đƣợc kết quả dự báo
nhƣ sau:
+ Tại 05 địa điểm thuộc sinh cảnh rừng trồng có hàm lƣợng Pb đƣợc dự
báo phần lớn trong khoảng từ 30 – 50mg/kg và < 30mg/kg, tƣơng ứng với
chất lƣợng môi trƣờng đất sạch và rất sạch, một vài điểm có dấu hiệu bị ô
nhiễm Pb khi hàm lƣợng Pb đƣợc dự báo từ 50 – 100mg/kg.
+ Sinh cảnh rừng tự nhiên trên núi đất bao gồm 9 địa điểm, hàm lƣợng
Pb đƣợc dự báo ở đây phần lớn nằm trong khoảng từ 50 – 100mg/kg, cho thấy
môi trƣờng đất ở đây có dấu hiệu ô nhiễm Pb, chỉ có một vài điêm có hàm
lƣợng Pb từ 30 – 50mg/kg, tƣơng đƣơng với chất lƣợng môi trƣờng đất tốt,
sạch.
+ Rừng tự nhiên trên núi đá vôi là sinh cảnh bao gồm 13 địa điểm. Phần
lớn các địa điểm này đều có hàm lƣợng Pb đƣợc dự báo trong khoảng 30 – 50
mg/kg và <30mg/kg. Có thể thấy, môi trƣờng đất ở đây sạch và không có dấu
hiệu bị ô nhiễm Pb.
+ Sinh cảnh khu vực mỏ khoáng sản bao gồm 5 địa điểm, kết quả dự báo
hàm lƣợng Pb cho thấy, tại sinh cảnh này, các địa điểm đều có hàm lƣợng Pb
từ 50 – 100mg/kg, cho thấy môi trƣờng đất có dấu hiệu bị ô nhiễm Pb. Đặc
biệt, có một số địa điểm có hàm lƣợng Pb dự báo >100mg/kg, vƣợt ra ngoài
giới hạn cho phép của QCVN, cho thấy môi trƣờng đất ở đó có khả năng bị ô
nhiễm Pb.
3.7.4. Áp dụng bộ tiêu chí đa dạng sinh học loài ốc cạn dự báo hàm lượng
Kẽm trong đất tại tỉnh Bắc Kạn
Từ kết quả xác định các chỉ số đa dạng sinh học ốc cạn tại tỉnh Bắc Kạn,
dự báo hàm lƣợng Kẽm trong tại 04 sinh cảnh thuộc KVNC đƣợc thực hiện
bằng việc áp dụng bộ tiêu chí đa dạng sinh học ốc cạn thu đƣợc sơ bộ nhƣ
sau:
+ Sinh cảnh rừng trồng: tại đây môi trƣờng đất tƣơng đối sạch, hàm
lƣợng Kẽm dao động thấp trong khoảng từ 30 – 110 mg/kg đất. Tuy nhiên,
một số điểm vẫn có khả năng hàm lƣợng Kẽm cao từ 110 – 200 mg/kg đất,
đƣợc cảnh báo có dấu hiệu ô nhiễm.
+ Sinh cảnh rừng tự nhiên trên núi đá vôi: Nghiên cứu tại 13 điểm nhận
15
thấy, hàm lƣợng Kẽm dao động từ 30 – 200 mg/kg đất. Tại các vị trí nghiên
cứu đều ghi nhận hàm lƣợng Kẽm không vƣợt quá QCVN, một số điểm có
chất lƣợng môi trƣờng tƣơng đối sạch, nhƣng đa số các điểm còn lại đều đang
có dấu hiệu ô nhiễm Kẽm.
+ Sinh cảnh rừng tự nhiên núi đất: Các vị trí nghiên cứu ghi nhận mức
dự báo hàm lƣợng kẽm dao động mạnh, trong khoảng từ 30 – 300 mg/kg đất.
Nhìn chung, chất lƣợng môi trƣờng tại đây đang có hiện tƣợng ô nhiễm Kẽm
trong đất. Tuy nhiên, một số điểm có các chỉ số đa dạng cao, đƣợc dự báo có
hàm lƣợng Kẽm trong đất thấp hơn các vị trí khác, một số khác lại đƣợc dự
báo có hàm lƣợng Kẽm cao dao động từ 200 – 300 mg/kg đất, tƣơng ứng với
mức độ ô nhiễm Kẽm.
+ Sinh cảnh khu vực mỏ khoáng sản: đây là sinh cảnh có hàm lƣợng
Kẽm trong đất cao nhất trong 04 sinh cảnh. Tại 05 vị trí nghiên cứu đều đƣợc
đánh giá có mức độ ô nhiễm kim loại kẽm trong đất, thể hiện qua hàm lƣợng
Kẽm đƣợc dự báo dao động từ 200 – 300 mg/kg đất, một số vị trí có thể vƣợt
quá 300 mg/kg đất.
3.8. Nghiên cứu, kiểm chứng hàm lƣợng KLN ở môi trƣờng đất một số
khu vực tỉnh Bắc Kạn bằng phân tích hóa học
3.8.1. Kết quả kiểm chứng hàm lượng As trong đất
+ Chỉ tiêu số loài (S) có thể sử dụng để đánh giá và phản ánh hàm lƣợng
kim loại Asen (As) trong môi trƣờng đất, với độ tin cậy r = 0.957. Với mức ý
nghĩa là 5%.
+ Để có thể sử dụng chỉ tiêu mật độ cá thể (N) để phản ánh hàm lƣợng
kim loại Asen (As) trong đất với độ tin cậy cao cần lƣu ý các yếu tố khác có
khả năng ảnh hƣởng đến mật độ cá thể (N) trong thời gian thu mẫu nhƣ: các
tác động ngẫu nhiên của thời tiết, khí hậu, trạng thái sinh lý của ốc, thức ăn,
hoạt tính của thiên địch.
+ Chỉ số phong phú loài Margalef (d) có khả năng phản ánh hàm lƣợng
kim loại Asen (As) trong môi trƣờng đất với độ tin cậy r = 0,786. Với mức ý
nghĩa là 5%.
+ Chỉ số Shannon – Wiener (H‟) cũng có khả năng phản ánh hàm lƣợng
16
Asen trong môi trƣờng đất nhƣng độ tin cậy khá cao r = 0,763. Để có thể sử
dụng Chỉ số Shannon – Wiener (H‟) để phản ánh hàm lƣợng kim loại Asen
trong đất với độ tin cậy cao cần lƣu ý các yếu tố khác có khả năng làm thay
đổi Chỉ số Shannon – Wiener (H‟) trong thời gian thu mẫu và phân tích nhƣ:
các tác nhân tự nhiên nhƣ thời tiết, vĩ độ, độ cao và các nhân tố ảnh hƣởng tới
môi trƣờng khác.
3.8.2. Kết quả kiểm chứng hàm lượng Cadimi trong đất
+ Chỉ số phong phú loài Margalef (d) có khả năng phản ánh hàm lƣợng
kim loại Cadimi (Cd) trong môi trƣờng đất với độ tin cậy r = 0,818. Với mức
ý nghĩa là 5%.
+ Chỉ số Shannon – Wiener (H‟) cũng có khả năng phản ánh hàm lƣợng
Cadimi trong môi trƣờng đất với độ tin cậy r = 0,847. Với mức ý nghĩa là 5%.
3.8.3. Kết quả kiểm chứng hàm lượng Chì trong đất
+ Chỉ số phong phú loài Margalef (d) có khả năng phản ánh hàm lƣợng
kim loại Chì (Pb) trong môi trƣờng đất với độ tin cậy r = 0,703. Với mức ý
nghĩa là 5%.
+ Chỉ số Shannon – Wiener (H‟) cũng có khả năng phản ánh hàm lƣợng
Chì trong môi trƣờng đất nhƣng độ tin cậy chƣa cao so với ba chỉ số đa dạng
sinh học trên r = 0,647. Với mức ý nghĩa là 5%. Để có thể sử dụng Chỉ số
Shannon – Wiener (H‟) để phản ánh hàm lƣợng kim loại Chì (Pb) trong đất
với độ tin cậy cao cần lƣu ý các yếu tố khác có khả năng làm thay đổi Chỉ số
Shannon – Wiener (H‟) trong thời gian thu mẫu và phân tích nhƣ: các tác
nhân tự nhiên nhƣ thời tiết, vĩ độ, độ cao và các nhân tố ảnh hƣởng tới môi
trƣờng khác.
3.8.4. Kết quả kiểm chứng hàm lượng Kẽm trong đất
+ Chỉ số phong phú loài Margalef (d) có khả năng phản ánh hàm lƣợng
kim loại Kẽm (Zn) trong môi trƣờng đất với độ tin cậy khá r = 0,670932. Với
mức ý nghĩa là 5%.
+ Chỉ số đa dạng sinh học loài Shannon – Wiener (H‟) cũng có khả năng
17
Tải về để xem bản đầy đủ
28 trang
30/03/2022
4940
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Báo cáo tóm tắt Nghiên cứu cơ sở khoa học về đa dạng sinh học ốc cạn (Land snail) ở khu vực đông bắc Việt Nam phục vụ cho việc dự báo, cảnh báo ô nhiễm một số kim loại nặng trong đất, thử nghiệm tại tỉnh Bắc Kạn", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- bao_cao_tom_tat_nghien_cuu_co_so_khoa_hoc_ve_da_dang_sinh_ho.pdf
