Bài giảng Chỉ thị sinh học môi trường - Chương 4: Chỉ thị sinh học môi trường đất - Nguyễn Thế Nhã

Nội dung text: Bài giảng Chỉ thị sinh học môi trường - Chương 4: Chỉ thị sinh học môi trường đất - Nguyễn Thế Nhã

1. 22-Apr-15 3. CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG ĐẤT CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG ĐẤT 1. Khái quát ô nhiễm môi trường đất 1. Khái quát ô nhiễm môi trường đất 2. Ô nhiễm đất tự nhiên • Tất cả các hiện tượng làm nhiễm bẩn môi • Đất phèn trường đất bởi các tác nhân gây ô nhiễm. • Đất mặn (tiêu biểu là rừng ngập mặn) • Đất bị ô nhiễm có chứa một số độc tố, • Gley hóa chất có hại cho cây trồng vượt quá nồng 3. Ô nhiễm đất nhân tạo độ đã được quy định. • Chất thải công nghiệp • Thuốc BVTV, phân hóa học, kim loại • Chất thải sinh hoạt • Chất thải nông nghiệp nặng quá mức quy định của Tổ chức Y tế 4. Các chất gây ô nhiếm đất thế giới. 5. Chỉ thị ô nhiễm đất • Tự nhiên • Nhân tạo CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG ĐẤT CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG ĐẤT 2. Ô nhiễm môi trường đất – Tự nhiên 3. Ô nhiễm môi trường đất – Nhân tạo (1) • Nhiễm phèn: do nước phèn tự một nơi khác di Chất thải công nghiệp: khai thác mỏ, sản xuất 2+ 3+ 2- chuyển đến. Chủ yếu là nhiễm Fe , Al , SO4 hóa chất, nhựa dẻo, nylon, các loại thuốc nhộm, . pH môi trường giảm gây ngộ độc cho con các kim loại nặng tích tụ trên lớp đất mặt làm đất người trong môi trường đó. bị chai, xấu, thoái hóa không canh tác tiếp được. • Nhiễm mặn: do muối trong nước biển, nước Chất thải sinh hoạt: Phân, nước thải, rác + + triều hay từ các mỏ muối, nồng độ Na , K , CH , H S, vi sinh vật yếm khí, trực khuẩn lỵ, - 4 2 Cl áp suất thẩm thấu cao gây hạn sinh lí cho thương hàn, ký sinh trùng thực vật. • Gley hóa trong đất sinh ra nhiều chất độc cho sinh thái (CH4, N2O, CO2, H2S. FeS, ) 1
2. 22-Apr-15 CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG ĐẤT CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG ĐẤT 3. Ô nhiễm môi trường đất – Nhân tạo (2) 4. Phân loại ô nhiễm môi trường đất – Theo  Chất thải nông nghiệp: tác nhân gây ô nhiễm • Phân, nước tiểu động vật  Ô nhiễm đất do tác nhân hoá học: Bao gồm phân • Sử dụng dư thừa các sản phẩm hóa học như bón N, P, thuốc trừ sâu, chất thải công nghiệp và phân bón hóa học, chất kích thích sinh sinh hoạt (kim loại nặng, độ kiềm, độ axit v.v ). trưởng, thuốc trừ sâu, trừ cỏ, tồn tại lâu trong  Ô nhiễm đất do tác nhân sinh học: Trực khuẩn lỵ, đất, tích tụ sinh học, thay đổi cân bằng sinh thương hàn, các loại ký sinh trùng. học giữa đất và cây trồng  Ô nhiễm đất do tác nhân vật lý: Nhiệt độ (ảnh • Lan truyền từ môi trường đã ô nhiễm (không hưởng đến tốc độ phân huỷ chất thải của sinh vật), khí, nước), từ xác bã thực, động vật chất phóng xạ (Uran, Thori, Sr90, I131, Cs137). CHỈ THỊ VÙNG ĐẤT PHÈN CHỈ THỊ VÙNG ĐẤT PHÈN • Đặc điểm: Vi sinh vật trong đất phèn: – pH thấp • Vi khuẩn Thiobacillus thiodans, Thiobacillus 3+ 3+ 2- – giàu các chất độc dạng ion Al , Fe , SO4 femorxidans. – ngập nước quanh năm hay ngập 1 thời gian – Sống được ở độ pH= 2 – hoá phèn nhanh chóng khi khô nước – Lấy năng lượng từ phản ứng oxi hóa khử trong quá – Thường có màu đen hoặc nâu ở tầng đất mặt. trình tạo phèn. – Có mùi đặc trưng của lưu huỳnh và H2S. – Thiobacillus ferorxidans có vai trò xúc tác trong 2+ 3+ quá trình oxi hóa khử Fe thành Fe . 2
3. 22-Apr-15 Đất phèn có nhiều Thiobacillus CHỈ THỊ VÙNG ĐẤT PHÈN Thực vật trong đất phèn: thay đổi theo tính chất đất, chúng biến đổi tùy theo mức độ hàm lượng phèn chứa trong đất 3
4. 22-Apr-15 Chỉ thị ưu thế vùng đất phèn ngập nước thường xuyên Chỉ thị ưu thế vùng đất phèn ngập nước theo mùa Lúa ma Cây sậy (Phragmites karka) Súng co (Nymphea stellata) Sen (Nelumbium nelumbo) Chỉ thị vùng đất phèn nhiều Chỉ thị vùng đất phèn nhiều • Năng ngọt (Eleocharis dulcis): – phát triển tốt ở pH thấp, – chỉ sống được ở mức độ phèn Al 15% – Tích lũy rất cao SO4: 0,6 – 0,9% trọng lượng khô; Al3+ ~1500 – 1800ppm – Đặc biệt trong rễ tích lũy gấp 2 -3 lần thân ở lá và có khả năng tích lũy nhiều S O . Năng ngọt (Elocharis dulcis) Cỏ bàng (Lepironia articulate) 2 5 4
5. 22-Apr-15 Chỉ thị vùng phèn ít và trung bình Thực vật chỉ thị vùng phèn tiềm tàng (nằm giữa đất mặn và đất phèn ) Cây ráng Cỏ lác (Udu cyperus) Cỏ ống (Panicum repens) Thực vật chỉ thị vùng phèn tiềm tàng CHỈ THỊ VÙNG ĐẤT NGHÈO DINH DƯỠNG Cây chà là Cây rau mương 5
6. 22-Apr-15 CHỈ THỊ SINH HỌC ĐẤT PHÈN CHỈ THỊ SINH HỌC ĐẤT PHÈN • Rừng tràm vùng trũng nội địa: – cao từ 10-15 m Rừng tràm giữa các đồi cát: – thân thẳng vút, tán hình – ngập trên các trũng vào tháp mùa mưa – tầng cỏ sát mặt đất rất rậm – cao 8 – 10 m rạp với loại choại, dớn, mua, – phân cành sớm, tán hình dành dành dù chiếm ưu thế – nhiều dây leo như mây nước, Cây dành dành – phía trên là tầng cây tràm dây cương – phía dưới là các loại cây choại, dây cương, hoàng đầu, cỏ cây tượng Cây tràm Cây mái dầm (Cryptocoryne ciliata) CHỈ THỊ SINH HỌC ĐẤT PHÈN CHỈ THỊ SINH HỌC ĐẤT PHÈN • Rừng tràm trên đất than bùn: • Rừng tràm trên đất sét: – Kiểu thoái hoá của cây do tác động của lửa – Rừng bị tàn phá thường xuyên, lớp than bùn rừng và con người chặt phá hàng năm chảy cháy để lộ ra lớp sét phía dưới. – Tràm thích nghi với lửa rừng chiếm ưu thế – Tùy đặc tính đất sét, rừng tràm trên đất than hơn các loại cây khác. bùn biến thành rừng tràm - sậy hoặc rừng – Tràm cao đến 10 – 15m tràm - sậy - năng. – Đường kính thân cây 30 – 40 cm và nhiều dây – Tầng trên: tràm cao 10 – 15m leo quấn quanh thân – Tầng dưới: cây cao 1 – 2m – Tăng trưởng kém 24 6
7. 22-Apr-15 CHỈ THỊ SINH HỌC ĐẤT NGẬP MẶN • Thực vật chỉ thị cho rừng CHỈ THỊ SINH HỌC ĐẤT NGẬP MẶN ngập mặn có đặc điểm:  Phát triển trên các bãi thủy triều và vùng cửa sông của môi trường nước mặn và nước lợ.  Có cấu tạo thích nghi với Dừa nước (Nypa fritican) môi trường. Vẹt dù (Bruguiera sexangula) Bruguiera gymnorhiza Mắm (Avicennia) 25 CHỈ THỊ VÙNG ĐẤT CHUA • ĐỘNG VẬT: CHỈ THỊ MT PHÈN – Loài trai sinh sống được trong một số thủy vực nội đồng nhiễm phèn chua nhẹ – Nhóm ốc tuyệt đối không sống được ở những nền đáy thủy vực còn bị ô nhiễm độc do phèn – Nhóm côn trùng thủy sinh phát triển: ấu trùng muỗi lắc/chỉ hồng (Chiromidae) & ấu trùng chuồn chuồn ở thủy vực nội đồng bị nhiễm phèn nặng. – Nhóm giun ít tơ Đỗ quyên Sim (Rhodomyrtus tomentosa) 7
8. 22-Apr-15 CHỈ THỊ SINH HỌC RỪNG • ĐỘNG VẬT: CHỈ THỊ MT NGẬP MẶN Lan là loài thực vật chỉ thị cho môi trường cảnh quan, Sinh vật được coi là chỉ thị cho môi trường ngập mặn sự có mặt của chúng và sự phát triển bình thường thể hiện là Địa sâm xem them môi trường sinh thái rừng ít bị thay đổi. Lan hài Lan hài đỏ 30 CHỈ THỊ SINH HỌC RỪNG ĐỘNG VẬT CHỈ THỊ SINH HỌC RỪNG Thảm thực • Các loài đặc hữu, quý hiếm : vật rừng ôn đới Phân bố hẹp, thích ứng với môi trường sinh thái nhất định. Khi các yếu tố môi trường vượt quá giới hạn Xuân Hạ cho phép → số lượng cá thể suy giảm hoặc không còn hiện diện ở đó. thay đổi thời tiết Thu Đông 31 8
9. 22-Apr-15 CHỈ THỊ SINH HỌC RỪNG Tác động của các kiểu rừng đến một số loài đặc trưng Loài đặc trưng Rừng thưa Rừng thường Rừng bị phá hoặc bị xanh chuyển đổi sử dụng Voi Nhiều Ít / không gặp Không gặp Tuyến trùng (Nematodes) là sinh Bò tót Nhiều Thấp Không gặp Bò rừng Nhiều Thấp Không gặp vật chỉ thị trong đánh giá tình Hổ Trung bình Trung bình Thấp trạng đất Nai Nhiều Nhiều Thấp Hoẵng Nhiều Nhiều Thấp Loài thuộc họ Vượn Thấp Nhiều Thấp Fafeng Li Chà vá Thấp Nhiều Thấp Khỉ các lòai Thấp Nhiều Không gặp Công Nhiều Thấp Thấp Các loài trĩ Nhiều Thấp - Các loài sóc - Nhiều Không gặp Gà rừng Nhiều Thấp - Tuyến trùng là sinh vật chỉ thị? Lợi điểm của dấu hiệu sinh học • Có mặt ở khắp nơi (Ubiquitous) • Có 5 – 8 nhóm dinh dưỡng . Nhạy cảm cung cấp tín hiệu • Sống tự do trong đất sớm • Tiếp xúc trực tiếp với chất gây ô . Dễ sử dụng nhiễm đất • Có phản ứng khác nhau với xáo trộn . Thước đo độc tố sinh thái môi trường đất 9
10. 22-Apr-15 Chỉ số thuần thục (Bongers 1990) . Dựa vào đặc điểm phát sinh loài. . Trọng lượng trung bình của TT giá trị cp . MI= [cpi x fi] / n . Diễn giải trị cp (Colonizer-persister) . 1: chu kỳ sống ngắn, sinh sản mạnh, chịu được xáo trộn môi trường . 5: chu kỳ dài, sinh sản ít và mẫn cảm . Giá trị cp được suy luận dựa theo đặc điểm hình thái Sự khác nhau giữa chỉ số CP với phản ứng của tuyến trùng với xáo trộn môi trường Mục tiêu 1) Định lượng ảnh hưởng của độc tố tới đặc điểm Chi tuyến Nhóm Phản ứng với Xáo trộn MT Nguồn tài liệu trùng phát sinh của tuyến trùng CP Dinh Mẫn cảm Chịu dưỡng Acrobeles 2 B √ Korthals et al. 1998 Plectus 2 B √ Korthals et al. 2) Xác định tương quan giữa PAH và cấu trúc DNA 1996 Clarkus 4 P √ Fiscus & Neher 2002 Tylenchulaimu 4 F √ Fiscus & Neher s 2002 Polycyclic Aromatic Hydrocarbons Enchodelus 4 O √ Fiscus & Neher 2002 Aporcelaimus 5 P √ Fiscus & Neher 2002 Eumonhystera 1 B √ Fiscus & Neher 2002 10
11. 22-Apr-15 Một số PAH (Polycyclic Aromatic Hydrocarbons) thường gặp trong đất Vật liệu nghiên cứu Hóa chất: Benzo ( ) pyrene Fluoranthene Cu Tuyến trùng: Clarkus, ăn thịt, CP4 Acrobeloides, ăn vi khuẩn, CP2 Aphelenchus, ăn nấm, CP2 Nồng độ PAH trong đất ở địa điểm nghiên cứu ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU PAHs Concentration (ppm) • Fostoria Wastewater Treatment Plant Phenanthrene 240.46 – Heavy metals: Cu, Zn, Mn, etc Fluoranthene 605.68 – Metal control Pyrene 775.03 • Toledo Tie Site (TTS) 5-ring PAH 8251.42 – PAH (Polycyclic Aromatic Hydrocarbons) Benzo [ ] pyrene 2077.55 • Angola & Warehouse roads Tuyến trùng sống được trong đất có – PAH control ? PAH cao 11
12. 22-Apr-15 Kết quả nghiên cứu quan hệ Độc tố - TT Mục tiêu 1 Độ độc (LC50) của PAHs (ppm) Định lượng ảnh hưởng của độc tố tới đặc điểm Loài TT Fluoranthene Phenanthrene Benzo (α) pyrene phát sinh của tuyến trùng Aphelenchus 17.92 10.70 > 8* a. chỉ số sống sót (LC50) b. chỉ số phát triển (lượng sinh khối/thời gian) Acrobeloides >8 >8 3.85 c. chỉ số sinh sản (số lượng và kích thước Clarkus 3.85 2.61 0.57 trứng) Ảnh hưởng của Cu tới sinh khối Ảnh hưởng của Cu tới sự phát triển (ug) loài Acrobeloides của loài Aphelenchus : 10 Cu Concentrations: red = 0, blue = 5, pink = 10 ppm pink = 20, blue = 10, red = 0 ppm 12
13. 22-Apr-15 Ảnh hưởng của Cu tới sinh sản (kích thước Ảnh hưởng của Cu tới số lượng trứng trứng) Aphelenchus Nematode [x] (ppm) Biomass (g) SE p Nematode [x] (ppm) Fecundity* P Aphelenchus 0 a 872 143 Acrobeloides 0 a 3.98*10-4 1.56*10-5 10a 983 108 0.3480 a -4 -5 5 3.55*10 2.64*10 0.0948 20b 474 25 0.0006 10 0 0.00 Aphelenchus 0 a 3.77*10-4 2.28*10-5 * (# eggs + # juveniles) / # adults 10a 3.66*10-4 1.40*10-5 0.8943 20a 3.12*10-4 1.97*10-5 0.1671 Kết luận: Đối với loài Aphelenchus, Cu làm giảm khả năng sinh sản nhưng không ảnh hưởng tới kích thước trứng Giun đất DNA là dấu hiệu sinh học • Động vật không xương sống • Ngành giun đốt (Annelida), XEM THÊM 1 . Có quan hệ rõ ràng giữa PAH và DNA • lớp giun ít tơ (Oligochaeta), XEM THÊM 2 . Thước đo độc tố • bộ Lumbricidae. . Có phản ứng với PAH . Benzo(a)pyrene 13
14. 22-Apr-15 Giun đất trông giống cái gì? • Mềm, nhớt và có màu hồng, thân thể chia đốt. • Hai đầu thân thể đều nhọn. • Giun đất không có mắt hay chân, chúng sử dụng da làm cơ quan cảm giác . Giun đất sống ở đâu? • Giun đất thường sống trong hang đất • Giun đất che phủ cửa hang của chúng với đất, cành lá để hang có khí hậu thích hợp, không bị quá lạnh, ngập nước mưa hay quá khô. 14
15. 22-Apr-15 Giun đất ăn cái gì? • Đất, cát hay bùn mà hang của chúng đi qua. • Lá cây rơi rụng hoặc các bộ phận thực vật khác. Giun đất có thiên địch? Giun đất di chuyển thế nào? • Giun rất nhiều lông mịn nhỏ xíu • Ếch nhái phía dưới thân thể. • Chim • Giun đất sử dụng hệ thống lông • Con người này để bám vào đất khi di chuyển. 15
16. 22-Apr-15 Cơ dọc giãn ra Cơ vòng Cơ vòng Cơ dọc (kéo dài co lại giãn ra co lại đốt thân) Đầu Lông tơ VIDEO GIUN ĐẤT DI CHUYỂN Giun đất và hệ thống hang ổ Vai trò của Giun đất 1. Tham gia vào hình thành đất trồng ấ ố Giun đ t su t ngày đào – Vận chuyển các sản phẩm thực vật từ trên mặt hang đất xuống lớp đất sâu ấ ườ Giun đ t th ng đào 20cm – Đào hang làm cho đất thông thoáng, tạo điều ỗ hang m i ngày. kiện cho sinh vật hoạt động. “Trước khi con người phát minh ra lưỡi cày, giun đất đã cày đất và mãi mãi sẽ cày đất” (Darwin) 16
17. 22-Apr-15 Vai trò của Giun đất PHÂN HỦY TÀN DƯ CÂY KHOAI TÂY Trước khi xử lý SAU 7 NGÀY 1. Tham gia vào hình thành đất trồng – Cải thiện cấp hạt đất, đẩy nhanh quá trình tao mùn: các hạt đất và xác thực vật sau nhiều lần chuyển qua ống tiêu hóa của giun đất được chế biến ép lại thành viên đất xốp, làm cho đất có kết cấu hạt, rất thuận lợi cho sự phát triển của rễ cây. 66 Vai trò của Giun đất Vai trò của Giun đất 2. Cải tạo đất 2. Cải tạo đất – Đẩy nhanh quá trình khoáng hóa chất hữu cơ – Do có khả năng chuyển hóa xác hữu cơ thành thành các chất dinh dưỡng khoáng nuôi cây phân hỗn hợp của giun đất mà Giun đất đang trồng. được sử dụng để xử lý rác thải sinh hoạt một – Giun là một loại phân bón đa yếu tố hỗn hợp cách khoa học và hiệu quả. với khối lượng lớn: Có 25 – 120 tấn/ha/ năm. – Tin Bộ tài nguyên&MT – Ba tạ rác 1 lạng giun 17
18. 22-Apr-15 Vai trò của Giun đất Vai trò của Giun đất 3. Thuốc chữa bệnh 5. Một số tin mạng – hen suyễn, – Các tin mạng về giun – hạ sốt, – Giun đất khổng lồ 1 – an thần, – Giun đất khổng lồ 2 – giải độc. 4. Nguồn thức ăn giàu đạm – Chăn nuôi gia súc, gia cầm, cá và tôm Giun đất chỉ thị MT đất Giun đất chỉ thị MT đất 1. Chỉ thị cho độ phì của đất 1. Chỉ thị cho độ phì của đất – Thành phần loài và số lượng giun đất là chỉ thị – Nhiều nước đã thả giun đất vào vùng thiếu giun rất tốt cho độ phì nhiêu của đất đất để cải tạo đất.- Tây Ban Nha chỉ sau 4 năm – Con người dùng giun đất để cải tạo biến đổi bón vôi và thả giun đất, đồng cỏ mất sức sản xuất nhanh độ phì nhiêu của đất, biến các vùng đất đã trở nên xanh tốt, cho năng suất cao hơn hẳn hoang, cằn cỗi thành vùng đất trồng trọt, phì nhiêu 18
19. 22-Apr-15 Giun đất chỉ thị MT đất Giun đất chỉ thị MT đất 2. Giun đất chỉ thị cho nguồn gốc phát sinh 2. Giun đất chỉ thị cho nguồn gốc phát sinh và mức độ biến đổi cảnh quan (1) và mức độ biến đổi cảnh quan (2) – Sinh cảnh tự nhiên: đặc trưng bởi nhiều loài và – Trong đất rừng có khoảng 30 loài giun đất, đất các loài địa phương ven sông suối (28 loài), đất hoang hóa (9 loài), – Sinh cảnh nhân tạo số loài giảm sút rõ rệt với tỷ savan (8 loài), đất cát ven biển (3 loài) lệ lớn các loài từ vùng khác hoặc các sinh cảnh khác di chuyển đến. Giun đất chỉ thị MT đất Giun đất chỉ thị MT đất 2. Giun đất chỉ thị cho nguồn gốc phát sinh 3. Giun đất chỉ thị cho tính chất đất và mức độ biến đổi cảnh quan (2) – Giun đất có phần trăm số lượng và sinh khối cao – Đất trồng cây ngắn ngày (42 loài), đất bờ mương, hơn nhóm Mesofauna (>2cm) khác ở các vùng bờ ruộng (28 loài), đất vườn (17 loài), đất chuồng đất cát ven biển, đất mặn, đất trồng cây lâu năm. trại chăn nuôi (16 loài), đất trồng cây lâu năm (14 loài ) – Thành phần và mật độ tương đối của các loài giun đất trong một vùng là yếu tố chỉ thị để xác định nguồn gốc và giai đoạn trong diễn thế sinh thái của vùng đó. 19
20. 22-Apr-15 Giun đất chỉ thị MT đất Giun đất chỉ thị MT đất 3. Giun đất chỉ thị cho tính chất đất 3. Giun đất chỉ thị cho tính chất đất – Đối với thành phần cơ giới có thể dựa vào các loài giun • Đối với hàm lượng mùn trong đất: khác nhau để đánh giá: • Ph. califonica và Ph. triastriata chỉ thị cho đất nghèo – Giun quắn (Pheretima posthuma) chỉ thị cho đất cát mùn pha, loài này có đặc điểm đặc trưng: xoắn cơ thể khi bị bắt lên, phân có dạng viên tròn. – Ph.elongata chỉ thị cho đất có thành phần cơ giới nặng: cơ thể nhạt màu, hơi dài, mềm nhũn khi tách khỏi đất, phân đùn thành khối ở cửa hang. Giun đất chỉ thị MT đất Giun đất chỉ thị MT đất 3. Giun đất chỉ thị cho tính chất đất • Đối với pH đất : • Ph. morrisi và Ph. posthuma chỉ thị cho đất có phản ứng trung tính – ít chua (pH KCl = 6,0 – 7,5) • Ph.califonica và Ph. triastriata chỉ thị cho đất chua (pH KCl = 4,5 – 6,0 ) 20
21. 22-Apr-15 Giun đất chỉ thị MT đất ĐA DẠNG LOÀI GIUN ĐẤT Ở THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG Phạm Thị Hồng Hà Trường Đại học Sư phạm, Đại học Đà Nẵng GIUN ĐẤT ĐÀ NẴNG GIUN ĐẤT ĐÀ NẴNG Thời gian nghiên cứu: Phương pháp nghiên cứu (1) Từ tháng 05/2008 đến tháng 12/2009. Địa điểm nghiên cứu: 1. Mẫu định tính được thu theo các sinh cảnh và độ cao khác Mẫu vật được thu tại các địa điểm khác nhau nhau. Mẫu thu toàn bộ các cá thể đã gặp, con trưởng thành có đai sinh dục (C) và con non chưa có đai sinh dục (A). của thành phố Đà Nẵng, trong đó ưu tiên thu tại các Mỗi mẫu có nhãn ghi: Thời gian, địa điểm, sinh cảnh, độ địa điểm có nhiều rừng, có độ cao (Bà Nà, Hải Vân, cao và người thu mẫu. Sơn Trà) nhằm phát hiện nhiều nhất thành phần loài 2. Mẫu định lượng thu theo hố đào có kích thước 50 x 50 cm. giun đất. Giun đất được thu theo từng lớp 10cm cho đến khi không Địa điểm nghiên cứu chỉ giới hạn ở phần đất gặp giun đất nữa. Sau đó số lượng và sinh khối được quy 2 liền của TP. Đà Nẵng. đổi ra tương ứng 1m . 21
22. 22-Apr-15 GIUN ĐẤT ĐÀ NẴNG GIUN ĐẤT ĐÀ NẴNG Phương pháp nghiên cứu (2) Kết quả nghiên cứu (1) xem chi tiết 3. Mẫu sau khi thu được đưa về phòng thí nghiệm, rửa sạch 1. Cho đến nay ở Đà Nẵng đã thống kê 76 loài giun đất, thuộc đất bằng nước và định hình sơ bộ bằng foormol 2% ở trạng 8 giống, 4 họ. Trong số đó có 5 loài mới chỉ gặp ở TP. Đà thái duỗi thẳng trong vòng 2 giờ, sau đó được lưu giữ trong Nẵng: Pheretima banaensis Pham, 1995; Ph. foormol 4%. banamonotheca sp.n; Ph. banamultitheca sp.n; Ph. 4. Mẫu giun đất được định loại theo khóa phân loại của các tác banatetratheca sp.n; Ph. tiencanhensis Pham, 1995. giả trong và ngoài nước: Thái Trần Bái, 1983, 1984, 1986, 2. Các loài có ký hiệu: Pheretima sp1 đến Pheretima sp 14 và 1990; Chen Y, 1933, 1936; Gates, 1972; E.G. Eston, 1979, Drawida sp1 đến Drawida sp3 là các loài có nhiều đặc điểm 1980; Michaelen, 1934; Phạm Thị Hồng Hà, 1984, 1995. không giống với tất cả các loài giun đất đã gặp từ trước đến nay, chúng tôi đang chờ dẫn liệu để mô tả và định loại. GIUN ĐẤT BA VÌ GIUN ĐẤT • 12 loài giun đất, 4 họ, 5 giống, chủ yếu là Pheretima • Độ cao có ảnh hưởng tới số loài giun CHỈ THỊ KIM LOẠI NẶNG • 13,2 con giun hoặc 9,21g giun/m2 • Pheretima triastriata là loài chính, có thể nuôi để NOVEL APPROACHES TO BIOINDICATION cải tạo đất OF HEAVY METALS IN SOILS CONTAMINATED BY OIL SHALE WASTES L. NEI, J. KRUUSMA, M. IVASK, A. KUU XEM CHI TIẾT Estonia Chi tiết 22
23. 22-Apr-15 GIUN ĐẤT - CHỈ THỊ KIM LOẠI NẶNG GIUN ĐẤT - CHỈ THỊ KIM LOẠI NẶNG Giới thiệu (1) Giới thiệu (2) • Nguồn ô nhiễm kim loại nặng chính của Estonia là • Giun đất có mặt ở khắp nơi, dễ thu thập công nghiệp khai thác đá phiến có dầu • Là loài tích lũy kim loại nặng nên chỉ thị tốt • Vùng Đông Bắc Estonia nhiễm nhiều Cađimi (Cd, • Trong cơ thể giun hàm lượng kim loại nặng rất khác Cu, Zn, Pb nhau tùy theo loài giun và loại kim loại. • Sinh vật chỉ thị tốt nhất cho kim loại nặng là động vật • Đã phát hiện thấy lượng kim loại nặng khác nhau không xương sống khi chúng tích lũy vật liệu lấy từ trong cơ thể các loài khác nhau và giữa các cá thể đất trong cơ thể, đặc biệt là giun đất, bọ đuôi bật của cùng một loài. • Từ nhiều năm nay giun đất được sử dụng để kiểm tra sự ngộ độc kim loại nặng của đất GIUN ĐẤT - CHỈ THỊ KIM LOẠI NẶNG GIUN ĐẤT - CHỈ THỊ KIM LOẠI NẶNG Thời gian nghiên cứu: Phương pháp nghiên cứu (1) 2008-2009. Thu thập giun: Địa điểm nghiên cứu: Thành phố Saue (Bắc Estonia, tọa độ 59o 1. Mẫu định lượng thu theo hố đào có kích thước 19'12'', 24o33'94'') 50 x 50 cm. 5 hố 2. Sử dụng dung dịch 15% mù tạt làm thuốc giun 3. Giun thu được rửa sạch, cho vào tủ ướp lạnh 48 tiếng và cân, giám định. . 23
24. 22-Apr-15 GIUN ĐẤT - CHỈ THỊ KIM LOẠI NẶNG GIUN ĐẤT - CHỈ THỊ KIM LOẠI NẶNG Phương pháp nghiên cứu (2) Phương pháp nghiên cứu (2) Phân tích: Phân tích: 4. Lượng ion kim loại nặng Pb(II), Cd(II), Zn(II) 4. Lượng ion kim loại nặng Pb(II), Cd(II), Zn(II) và Cu(II) có trong đất và trong mẫu giun được và Cu(II) có trong đất và trong mẫu giun được đo bằng máy Điện cực giọt thủy ngân treo đo bằng máy Điện cực giọt thủy ngân treo HMDE (hanging mercury drop electrode). HMDE (hanging mercury drop electrode). . . GIUN ĐẤT - CHỈ THỊ KIM LOẠI NẶNG KẾT QUẢ 24
25. 22-Apr-15 GIUN ĐẤT - CHỈ THỊ KIM LOẠI NẶNG KẾT LUẬN 1. Có thể dùng giun đất làm SVCT 2. Hai loài bản địa Aporrectodea caliginosa và Aporrectodea rosea cũng như loài Lumbricus terrestris chỉ thị tốt cho ion Zn(II) và Cu(II) 3. Lượng Cađimi (Cd) khá cao ở tất cả 5 loài. 4. Giun không chỉ thị tốt cho ô nhiễm chì Pb(II) 5. Lượng kim loại nặng tăng 20-30%. GIUN ĐẤT GIUN ĐẤT - CHỈ THỊ KIM LOẠI NẶNG CHỈ THỊ KIM LOẠI NẶNG Giới thiệu (1) • Kim loại nặng ô nhiễm đất là vấn đề lớn ảnh hưởng tới sức khỏe con người và chất lượng môi trường Earthworm as Bio-indicator of Heavy Metal Pollution (Otitoloju., 2009). around Lafarge, Wapco • Nguồn kim loại nặng đến từ các hoạt động của con Cement Factory, Ewekoro, Nigeria người, ví dụ nguồn sơ cấp qua tác động trực tiếp vào đất như việc làm màu mỡ đất hoặc qua các nguồn thứ cấp như luyện kim, lắng đọng từ ô nhiễm không khí (Ferguson, 1990). Olayinka O. T., Idowu A. B., Dedeke G. A., Akinloye O. A., • Công nghiệp chế biến ximăng: Cd, Cu, Pb, Zn Ademolu K. O., Bamgbola A. A. Ogun State, Nigeria, 2011 Chi tiết 25
26. 22-Apr-15 GIUN ĐẤT - CHỈ THỊ KIM LOẠI NẶNG GIUN ĐẤT - CHỈ THỊ KIM LOẠI NẶNG Giới thiệu (2) Thời gian nghiên cứu: • Giun đất là sinh vật tích tụ kim loại nặng Tháng 06-10-2010. • Giun đất là sinh vật chiếm vị trí quan trọng trong đất: Địa điểm nghiên cứu: đại diện cho hệ động vật đất, sinh vật mẫn cảm, giun đất chiếm 60–80% sinh khối đọng vật đất nên có vai Nhà máy xi măng LAFARGE Cement factory, trò sinh thái quan trọng (Double và Brown, 1988). WAPCO, Ewekoro, tọa độ 6º 54‘vĩ Bắc, 3º 13' kinh • Trong điều kiện tốt giun vận chuyển tới trên 45 tấn Đông. Ogun state, Tây Nam Nigeria đất/ha/năm. (Double và Brown, 1988) GIUN ĐẤT - CHỈ THỊ KIM LOẠI NẶNG GIUN ĐẤT - CHỈ THỊ KIM LOẠI NẶNG Phương pháp nghiên cứu (1) Phương pháp nghiên cứu (2) Thu thập mẫu ĐẤT: Phân tích: 1. Rút mẫu ngẫu nhiên tại 6 điểm nghiên cứu. 5. Phân tích kim loại nặng với Atomic 2. Lớp đất mặt 10cm được thu thập, dùng tay Absorption Spectrophotometer, (VGR loại bỏ rác rễ cây. System model 210). Co, Cu, Pb, Zn, Cd 3. Mỗi địa điểm lấy mẫu trong 4 hố 50x50cm và Mn đơn vị đo ppm 4. Mẫu đất được cho vào túi politen, dùng 1.00g o đất, 15ml HN03, 5ml HCl, sấy ở 100 C trong 20 phút 26
27. 22-Apr-15 GIUN ĐẤT - CHỈ THỊ KIM LOẠI NẶNG Phương pháp nghiên cứu (1) Thu thập mẫu GIUN: 1. Hố lấy mẫu 50x50cm = 50cm2 2. Tại mỗi địa điểm nghiên cứu mẫu giun được thu thập ở 4 hố khác nhau trong lớp đất 10cm 3. 5-10 giun được thu thập ở mỗi ô dạng bản này và giám định theo Owa (1992). 4. Mẫu giun được bảo quản trong túi thoáng khí cùng đất của ô dạng bản. GIUN ĐẤT - CHỈ THỊ KIM LOẠI NẶNG GIUN ĐẤT - CHỈ THỊ KIM LOẠI NẶNG Phương pháp nghiên cứu (1) KẾT QUẢ (1) Xử lý mẫu GIUN: 5. Nghiền nhỏ giun khô và xử lý mẫu: Dùng1.00g giun + 15ml HNO3 + 5 ml HCl, sấy tiếp ở 150oC trong 2 tiếng. 6. Lọc và cho vào 50ml nước cất 7. Lượng kim loại nặng (Co, Cu, Pb, Zn,Cd và Mn) được xác định bằng máy Atomic Absorption Spectrophotometer, (VGR System model 210). 27
28. 22-Apr-15 GIUN ĐẤT - CHỈ THỊ KIM LOẠI NẶNG GIUN ĐẤT - CHỈ THỊ KIM LOẠI NẶNG KẾT QUẢ (2) KẾT QUẢ (3) • Lượng kim loại nặng giảm dần khi khoảng cách tới nhà máy xi măng tăng lên. Lượng Cd, Co, Cu, Mn, Pb và Zn giảm dần từ 100m NF, 1000m NF và 2000m NF. Đất tại Trường ĐH có lượng kim loại nặng thấp nhất • Xếp hạng theo thứ tự như sau: Mn> Zn> Pb> Cd> Co> Cu. • Lượng Cd, Co, Cu, Pb và Zn có trong giun được thể hiện ở bảng 2. Rain garden SỬ DỤNG KIẾN LÀM SINH VẬT CHỈ THỊ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG SINH CẢNH Emily Mitchell Ayers, Luc Hebou và Karen Needham 28
29. 22-Apr-15 29
30. 22-Apr-15 What is a rain garden? • A rain garden is a shallow depression that is planted with deep-rooted native plants and grasses. The garden should be positioned near a runoff source like a downspout, driveway or sump pump to capture rainwater runoff and stop the water from reaching the sewer system. • Vùng đất lõm trồng cây bản địa có rễ ăn sâu xuống đất, dùng để thu gom nước mưa, giảm lượng nước chảy vào hệ thống cống thoát nước 30
31. 22-Apr-15 Nước 1. MỞ ĐẦU thấm • “Vườn mưa” (Rain garden), hay “ô bắt nước xuống đất mưa” (bioretention cell) dùng để quản lý nước mưa: Có tác dụng thu gom nước mưa, lọc ô Thực nhiễm, tăng khả năng thấm xuống đất, giảm xói Tính Vật mòn thấm • Tạo nên môi trường sống cho các loài côn trùng của đất và động vật khác. • Kiến thường đào hang khá lớn, tạo điều kiện cho nước thấm xuống (Wang et al. 1996). Kiến Vi • Hình 1 thể hiện vai trò tích cực của kiến trong sinh vật các vườn mưa này . phân hủy Hình 1. Quan hệ giữa kiến, cây và đất (theo Wang et al. 1996). 2. MỤC TIÊU • Đánh giá chất lượng sinh cảnh ở hai khu vực “vườn mưa” mới (hình 02) • Kiến được sử dụng làm sinh vật chỉ thị cho chất lượng sinh cảnh Hình 2A. Sơ đồ thiết kế “VƯỜN MƯA” (A. Davis, 2003) 31
32. 22-Apr-15 Bãi đỗ xe Rừng 3. GIẢ THIẾT • Có nhiều kiến ở trong rừng (F) hơn trong vườn mưa (RG) • Có nhiều kiến trong vườn mưa hơn trong bãi đỗ xe (PKL) Góc vườn mưa “Vườn gom mưa” Hình 2b. Khu vực nghiên cứu 4.2. Thu thập và phân tích số liệu • Thu mẫu bằng mồi nhử kiến ở 8 điểm (mỗi khu vực 2 điểm), were selected. • Thu mẫu trong tháng 10, vào 4 buổi chiều từ 1-6 giờ chiều • Mồi nhử kiến là thịt cá ngừ để trong đĩa petri • Cứ 30 phút kiểm tra bẫy • Thu mẫu loài kiến, bảo quản trong dung dịch 80% ethanol Hình 3. Sơ đồ khu vực nghiên cứu • Định loại kiến theo chuyên gia F1 – F3: Ba điểm thu mẫu trong rừng • Xử lý số liệu theo Multiple F-tests PL1- PL3: Điểm thu mẫu trong bãi để xe RG1 Điểm thu mẫu trong vườn 32
33. 22-Apr-15 Hình 4. Bẫy mồi Cá ngừ, đặt trong các sinh cảnh RỪNG Hình 4. Bẫy mồi Cá ngừ, đặt trong các sinh cảnh VƯỜN MƯA 5. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU • Hình 5 cho thấy tìm được nhiều kiến trong rừng (F) hơn so với các khu vực khác (RG, RGE và PKL) • Bảng 1 cho thấy sai khác rõ rệt của quần thể kiến ở rừng (F) so với tất cả sinh cảnh khác (p < 0.5). Giả thiết 1 đúng • Không thấy sai khác rõ rệt giữa Vườn (RG) , Góc vườn (RGE) với bãi xe (PKL), giả thiết 2 chưa được chứng minh Hình 4. Bẫy mồi Cá ngừ, đặt trong các sinh cảnh BÃI XE 33
34. 22-Apr-15 Comparison F-value P-value F vs RG 66.29 <.0001 F vs PKL 52.31 <.0001 F vs RGE 49.12 <.0001 PKL vs RG 0.04 0.8404 PKL vs RGE 0.05 0.9514 RG vs RGE 0.00 0.9514 RG 1 vs RG 2 0.11 0.7402 Hình 5. Phân bố của quần thể kiến trong rừng (F), vườn (RG) và bãi xe (PKL) F, Bảng 1. Kết quả xử lý thống kê RG, and PKL. F < 0,5 có sai khác rõ rệt Paratrechina sp. (86 %) Tapinoma sessile (6%) Aphaenogaster rudis (4%) Hình 9. Ba loài kiến thu được trong khu vực nghiên cứu . Hình 6. Mật độ (tương đối) của kiến 34
35. 22-Apr-15 Hình 8. Kết quả thu mẫu với mồi là sứa. 35