PGS.TS Trần Ngọc Diễm My (thứ hai từ phải sang) trong một chuyến thực địa tại Vườn quốc gia Tràm Chim. Ảnh: Trường Đại học Khoa học tự nhiên, ĐHQG-HCM.

Một mẫu nước đưa vào phòng thí nghiệm có thể cho biết nồng độ của một số chất ở thời điểm lấy mẫu. Nhưng trong chính thủy vực ấy còn có một lớp dữ liệu khác đang sống, sinh sản và thay đổi theo môi trường: những sinh vật phiêu sinh rất nhỏ. Thành phần nào xuất hiện, loài nào chiếm ưu thế, mật độ tăng hay giảm và mức đa dạng của cả quần xã có thể bổ sung một cách đọc khác về những gì đã diễn ra trong nước.

PGS.TS Trần Ngọc Diễm My, giảng viên chính Bộ môn Sinh thái – Sinh học tiến hóa, Khoa Sinh học – Công nghệ sinh học, Trường Đại học Khoa học tự nhiên, ĐHQG-HCM, cùng hai cộng sự đã sử dụng chính lớp dữ liệu này để khảo sát một số thủy vực thuộc Khu Bảo tồn Thiên nhiên – Văn hóa Đồng Nai. Công trình đăng trên TNU Journal of Science and Technology ngày 12/4/2025 ghi nhận 121 loài phiêu sinh động vật thuộc năm nhóm lớn và đối chiếu các chỉ số sinh học với chỉ số nhu cầu oxy hóa học COD. PGS.TS Trần Ngọc Diễm My được bài báo xác định là tác giả liên hệ; công bố không kèm tuyên bố đóng góp chi tiết để có thể quy toàn bộ thiết kế hay kết quả cho riêng một tác giả.

Hồ sơ cập nhật của Trường Đại học Khoa học tự nhiên cho biết bà được công nhận đạt chuẩn chức danh Phó giáo sư năm 2025. Từ bậc đại học đến tiến sĩ, bà được đào tạo về Sinh thái học tại ĐHQG-HCM và đã theo đuổi hơn hai thập kỷ các hướng nghiên cứu về phiêu sinh động vật, động vật đáy, chỉ thị sinh học môi trường và sức khỏe hệ sinh thái.

Một mẫu nước có thêm một lớp dữ liệu sống

Nhóm nghiên cứu khảo sát 12 điểm thuộc suối Mã Đà, hồ Trị An, hồ Bà Hào và các hồ chứa trong khu bảo tồn vào hai thời điểm: mùa khô tháng 3/2024 và mùa mưa tháng 9/2024. Tại cùng các điểm khảo sát, nhóm vừa thu mẫu phiêu sinh động vật vừa lấy mẫu nước để phân tích COD, nhờ đó có thể đặt thông tin sinh học cạnh một chỉ tiêu lý – hóa thay vì nhìn chúng tách rời nhau.

Phiêu sinh động vật không phải một thiết bị đo chất lượng nước. Chúng là những sinh vật có vòng đời, khả năng sinh sản và mức chịu đựng môi trường khác nhau. Khi điều kiện về dòng chảy, nguồn thức ăn, chất hữu cơ hay các yếu tố môi trường biến động, cấu trúc quần xã cũng có thể thay đổi. Vì vậy, thay vì hỏi một mẫu nước chứa bao nhiêu chất tại một thời điểm, nhà sinh thái còn có thể hỏi những loài nào đang sống được ở đó và quần xã đang được tổ chức ra sao.

PGS.TS Trần Ngọc Diễm My tại lễ trao quyết định sau khi được công nhận đạt chuẩn chức danh Phó giáo sư năm 2025. Ảnh: Trường Đại học Khoa học tự nhiên, ĐHQG-HCM.

Cách tiếp cận này nằm trong một hướng nghiên cứu mà PGS.TS Trần Ngọc Diễm My đã theo đuổi từ những năm đầu nghề nghiệp. Hồ sơ của trường cho biết bà được tiếp cận nghiên cứu phiêu sinh động vật và động vật đáy từ sớm, sau đó mở rộng sang chỉ thị sinh học và đánh giá sức khỏe hệ sinh thái. Những chuyến thực địa tại Tràm Chim, Lò Gò – Xa Mát hay rừng ngập mặn Cần Giờ cũng trở thành một phần thường xuyên của công việc nghiên cứu sinh thái.

Ở một nhánh gần với câu chuyện này, Phụ nữ Mới từng khai thác bài toán bảo tồn tài nguyên nước qua nghiên cứu của PGS.TS Phan Thị Thanh Hằng. Nghiên cứu tại Đồng Nai bổ sung một lát cắt khác: thay vì chỉ đọc môi trường qua các thông số nước, có thể sử dụng cả phản ứng của quần xã sinh vật đang tồn tại trong nước.

121 loài không chỉ tạo thành một danh sách

Qua hai đợt khảo sát, nhóm ghi nhận 121 loài thuộc năm nhóm. Luân trùng Rotatoria chiếm nhiều nhất với 53 loài, tương đương 43,8%; tiếp đến là Protozoa với 30 loài, Cladocera 18 loài, Copepoda 15 loài và Ostracoda 5 loài.

Điều quan trọng không chỉ nằm ở tổng số 121. Thành phần và mật độ phiêu sinh thay đổi khá rõ giữa hai mùa. Theo phần kết quả của công trình, số loài tại các điểm trong mùa mưa cao hơn khoảng 1,5–3 lần so với mùa khô; mật độ quần xã mùa mưa cũng có thể cao hơn từ một đến tám lần. Biến động này cho thấy một lần lấy mẫu duy nhất khó đại diện cho toàn bộ trạng thái sinh thái của thủy vực.

Một số loài được nhóm xác định là chỉ thị thường gặp ở môi trường có mức ô nhiễm nhất định xuất hiện phổ biến tại các điểm khảo sát. Trong số đó có Brachionus calyciflorus, Brachionus angularis, Brachionus falcatus, Lecane lunaris, Diaphanosoma brachyurum, Thermocyclops hyalinus và Keratella cochlearis.

Luân trùng Brachionus calyciflorus dưới kính hiển vi. Đây là một trong những loài chỉ thị được ghi nhận phổ biến trong nghiên cứu tại Đồng Nai. Ảnh: Takehito Yoshida và Randy O. Wayne/Wikimedia Commons, CC BY 2.5.

Để biến một danh sách loài thành thông tin có thể so sánh, nhóm sử dụng chỉ số đa dạng Shannon-Wiener. Chỉ số này không chỉ đếm số loài mà còn phản ánh cách cá thể được phân bố giữa các loài. Một quần xã có nhiều loài nhưng bị một vài loài áp đảo sẽ mang thông tin khác với một quần xã có mức phân bố đồng đều hơn.

Giá trị Shannon-Wiener trong nghiên cứu dao động từ 1,1 đến 3,68. Tuy nhiên, không nên gom toàn bộ khoảng số này thành một nhãn duy nhất. Kết quả chi tiết cho thấy mùa khô và mùa mưa khác nhau đáng kể, trong khi phần tóm tắt của bài báo lại khái quát mức ô nhiễm trên toàn bộ các điểm. Với dữ liệu hai mùa, cách đọc thận trọng hơn là coi sự thay đổi của chỉ số như tín hiệu cho thấy trạng thái sinh thái không đứng yên theo thời gian, thay vì kết luận mọi thủy vực luôn ở cùng một mức chất lượng.

Khi sinh vật và COD cùng kể một câu chuyện

Song song với phiêu sinh động vật, nhóm đo COD – nhu cầu oxy hóa học. Đây là chỉ số phản ánh lượng oxy tương đương cần thiết để oxy hóa các chất có thể bị oxy hóa trong mẫu nước; COD cao thường là tín hiệu cần chú ý tới tải lượng chất hữu cơ hoặc các chất khử, nhưng bản thân con số COD không cho biết chính xác từng chất ô nhiễm là gì.

Trong các mẫu nghiên cứu, COD mùa khô tại một số điểm tăng khá cao, trong đó có giá trị được báo cáo tới 300 mg/L. Sang mùa mưa, COD giảm nhưng các giá trị được nhóm ghi nhận vẫn vượt ngưỡng 20 mg/L. Từ đó, bài báo đối chiếu các mẫu với mức D của quy chuẩn chất lượng nước mặt.

Có một chi tiết cần phân biệt khi chuyển kết quả nghiên cứu sang ngôn ngữ báo chí. Bài báo ghi “TCVN 08:2023/BTNMT”, trong khi văn bản chính thức là QCVN 08:2023/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt. Quan trọng hơn, quy chuẩn quy định việc phân loại chất lượng nước sông, suối hay hồ phải dựa trên dữ liệu quan trắc với tần suất tối thiểu và cách tính giá trị trung bình theo năm; riêng các bảng phân loại theo thông số ảnh hưởng tới đời sống thủy sinh yêu cầu tần suất tối thiểu 10 lần/năm.

Vì nghiên cứu tại Đồng Nai khảo sát hai đợt trong năm 2024, việc so các giá trị COD đo được với ngưỡng D có ý nghĩa mô tả tình trạng của những mẫu khảo sát, nhưng không nên chuyển thành khẳng định rằng toàn bộ các thủy vực đã được “xếp loại D” theo một quy trình quan trắc quản lý nhà nước đầy đủ. Đây là khác biệt nhỏ về câu chữ nhưng quan trọng về phương pháp.

Điều mà công trình có thể nói chắc hơn là hai lớp dữ liệu – quần xã phiêu sinh và COD – nhìn chung cùng chỉ về những dấu hiệu chất lượng nước cần được theo dõi. Nhóm tác giả nhận xét các chỉ số sinh học nhạy hơn trong phản ánh mức độ ô nhiễm, qua đó đề xuất chúng như một phần bổ sung cho quan trắc lý – hóa.

Hồ Trị An là một trong những thủy vực được lấy mẫu trong nghiên cứu về phiêu sinh động vật và chất lượng nước. Ảnh: MinhVN123/Wikimedia Commons, CC0 1.0.

Cách kết hợp nhiều lớp dữ liệu cũng gần với tư duy của những nghiên cứu đa dạng sinh học và tái tạo hệ sinh thái, nơi việc kiểm kê loài chỉ là bước đầu; giá trị tiếp theo nằm ở cách những dữ liệu ấy được dùng để hiểu trạng thái và khả năng phục hồi của môi trường.

Chỉ thị sinh học không thay thế phép đo hóa học

Nói phiêu sinh động vật “đọc sức khỏe thủy vực” dễ tạo cảm giác chỉ cần nhìn sinh vật là đủ để kết luận nước tốt hay xấu. Công trình của PGS.TS Trần Ngọc Diễm My không đi xa đến mức đó. Chính cách thiết kế nghiên cứu – thu mẫu sinh vật và đo COD ở cùng các điểm – cho thấy hai nhóm thông tin có vai trò bổ sung cho nhau.

Một phép đo hóa học có ưu thế ở khả năng định lượng một thông số cụ thể tại thời điểm lấy mẫu. Chỉ thị sinh học lại mang dấu vết của phản ứng sống trước môi trường trong một khoảng thời gian. Nhưng quần xã sinh vật còn chịu ảnh hưởng của mùa, dòng chảy, nhiệt độ, nguồn thức ăn và nhiều yếu tố khác; vì thế cũng không thể lấy một loài xuất hiện rồi suy thẳng sang một nguyên nhân ô nhiễm duy nhất.

Đây là nguyên tắc tương tự khi nghiên cứu xử lý kháng sinh trong nước bằng vật liệu: một kết quả tốt đối với một chất và một điều kiện thử nghiệm chưa thể đại diện cho mọi loại ô nhiễm hay mọi thủy vực. Mỗi phương pháp trả lời một phần khác nhau của bài toán môi trường.

Với nghiên cứu tại Đồng Nai, giới hạn còn nằm ở phạm vi 12 điểm và hai mùa khảo sát trong năm 2024. Bộ dữ liệu đủ để so sánh các điểm và nhận diện biến động theo mùa trong phạm vi nghiên cứu, nhưng chưa phải căn cứ để suy rộng rằng mọi thủy vực tại Đồng Nai đều có cùng cấu trúc phiêu sinh hay cùng mức chất lượng nước ở các năm khác.

Chính vì vậy, giá trị thực tế của chỉ thị sinh học nằm nhiều ở việc theo dõi lặp lại. Nếu một thủy vực được khảo sát định kỳ bằng cùng phương pháp, sự biến mất của nhóm nhạy cảm, sự tăng mạnh của loài chịu ô nhiễm hay biến động kéo dài của chỉ số đa dạng có thể tạo thành chuỗi tín hiệu để đặt cạnh dữ liệu hóa học và thủy văn.

Hai thập kỷ theo những sinh vật rất nhỏ

Hồ sơ khoa học của PGS.TS Trần Ngọc Diễm My cho thấy phiêu sinh động vật không phải một đề tài xuất hiện ngẫu nhiên trong công bố năm 2025. Bà đã theo hướng này từ giai đoạn đầu làm nghiên cứu, đồng thời mở rộng sang động vật đáy, sinh thái rừng ngập mặn và chỉ thị sinh học. Trường Đại học Khoa học tự nhiên cho biết bà đã có hơn 20 năm giảng dạy, nghiên cứu trong lĩnh vực sinh thái.

Sự nối dài ấy có ý nghĩa với một lĩnh vực phụ thuộc nhiều vào dữ liệu thực địa. Một danh sách 121 loài có thể được hoàn thành trong một công trình, nhưng để hiểu loài nào bình thường, loài nào đáng chú ý, biến động nào đến từ mùa và biến động nào có thể cảnh báo sức ép môi trường lại cần kinh nghiệm tích lũy qua nhiều hệ sinh thái và nhiều lần khảo sát.

Ở đây, đóng góp của nữ khoa học không cần được kể bằng câu chuyện một cá nhân “giải cứu” một thủy vực. Công trình năm 2025 là nghiên cứu của ba tác giả; PGS.TS Trần Ngọc Diễm My là tác giả liên hệ và hướng chuyên môn của bà phù hợp trực tiếp với câu hỏi nghiên cứu. Phần giá trị có thể kiểm chứng nằm ở cách nhóm biến những sinh vật chỉ nhìn rõ qua dụng cụ quan sát thành một lớp dữ liệu để đặt cạnh các phép đo hóa học.

Một hồ nước nhìn bằng mắt thường có thể vẫn chỉ là mặt nước. Dưới kính hiển vi, nó trở thành một cộng đồng gồm hàng chục nhóm sinh vật cùng phản ứng với những biến động xung quanh. Khi 121 loài được đặt vào đúng cấu trúc dữ liệu, điều nhà khoa học đọc không còn là một danh sách tên loài, mà là những tín hiệu về trạng thái của môi trường – với điều kiện các tín hiệu ấy tiếp tục được kiểm chứng qua nhiều mùa và nhiều năm.

Ba cách đọc dữ liệu trong nghiên cứu

Phiêu sinh động vật: Những sinh vật trôi hoặc bơi yếu trong cột nước. Thành phần loài, mật độ và cấu trúc quần xã có thể thay đổi khi điều kiện môi trường biến động. 

Chỉ số Shannon-Wiener: Kết hợp thông tin về số lượng loài và mức phân bố cá thể giữa các loài. Chỉ số không phải “máy đo ô nhiễm” độc lập; cách diễn giải phải gắn với loại thủy vực, thời điểm và thang đánh giá được sử dụng.

COD: Nhu cầu oxy hóa học, phản ánh lượng oxy tương đương cần để oxy hóa các chất có thể bị oxy hóa trong mẫu. COD giúp nhận biết tải lượng ô nhiễm hữu cơ/chất khử nhưng không xác định riêng từng chất gây ô nhiễm.

Trong công trình tại Đồng Nai, giá trị nằm ở việc đặt các lớp dữ liệu này cạnh nhau thay vì dùng một chỉ số đơn lẻ.