Chất lượng môi trường nước và đa dạng sinh vật nổi một số hồ của thành phố lạng sơn

Mục tiêu của đề tài bao gồm: • Sơ bộ điều tra thành phần loài Động vật nổi, thực vật nổi từ đó đánh giá về độ đa dạng sinh vật nổi tại các điểm nghiên cứu.. • Đánh giá chất lượng nước tạ

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

1.1 Khái niệm chung về hệ sinh thái hồ 3

1.1.1 Phân chia các vùng trong hồ 3

1.1.2 Các quần xã sinh vật trong hồ 4

1.2 Các thông số đánh giá chất lượng nước 6

1.2.1 Các thông số thủy lý hóa 6

1.2.2 Sinh vật chỉ thị 9

1.3 Hiện trạng chất lượng môi trường nước một số hồ miền Bắc Việt Nam 12

1.4 Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội thành phố Lạng Sơn 16

1.4.1 Điều kiện tự nhiên thành phố Lạng Sơn 16

1.4.2 Tình hình kinh tế - xã hội 17

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 18

2.1 Đối tượng nghiên cứu 18

2.2 Phương pháp nghiên cứu 19

2.2.1 Phương pháp thu mẫu nước 19

2.2.2 Phương pháp phân tích mẫu 20

2.2.3 Phương pháp phân tích số liệu 20

CHƯƠNG III KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 24

3.1 Đặc điểm thủy lý hóa môi trường các hồ nghiên cứu 24

3.1.1 Hồ Phai Loạn 24

3.1.2 Hồ Nà Tâm 30

3.1.3 Hồ Phai Món 36

3.2 Đa dạng sinh vật nổi 43

3.2.1 Đa dạng thực vật nổi 43

3.2.2 Đa dạng động vật nổi 52

3.2.3 So sánh đa dạng sinh vật nổi giữa các hồ nghiên cứu 61

3.3 Đánh giá chất lượng môi trường nước 63

3.3.1 Đánh giá chất lượng môi trường nước thông qua thông số thủy lý hóa 63

3.3.2 Đánh giá chất lượng nước theo phương pháp Lee và Wang 64

3.3.3 Đánh giá chất lượng môi trường nước thông qua chỉ số đa dạng động vật nổi 65

3.3.4 Đánh giá chất lượng môi trường nước thông qua chỉ số đa dạng thực vật nổi 66

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 69

TÀI LIỆU THAM KHẢO 71

PHỤ LỤC 73

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1 Hệ thống phân loại của Lee và Wang 21

Bảng 2: Xếp hạng chất lượng nước theo chỉ số đa dạng (D, H’) 21

Bảng 3: Kết quả nghiên cứu thông số thủy lí hóa tại các điểm nghiên cứu đợt 1 (8/2014) 22

Bảng 4 Danh mục thành phần loài thực vật nổi đã gặp tại các điểm nghiên cứu 43

Bảng 5: Mật độ số lượng thực vật nổi hồ Phai Loạn 49

Bảng 6: Mật độ số lượng thực vật nổi hồ Nà Tâm 50

Bảng 7: Mật độ số lượng thực vật nổi hồ Phai Món 51

Bảng 8: Danh sách thành phần loài động vật nổi (ĐVN) các điểm nghiên cứu 53

Bảng 9: Thành phần loài động vật nổi hồ Phai Loạn 58

Bảng 10: Mật độ thành phần loài động vật nổi hồ Phai Loạn 59

Bảng 11: Mật độ số lượng động vật nổi hồ Nà Tâm 60

Bảng 12: Mật độ số lượng động vật nổi hồ Phai Món 61

Bảng 13: Thành phần loài thực vật nổi trong các hồ nghiên cứu 62

Bảng 14: Thành phần loài động vật nổi trong các hồ nghiên cứu 62

DANH MỤC HÌNH

Hình 1 Nhiệt độ ở các điểm nghiên cứu hồ Phai Loạn 24

Hình 2 pH ở các điểm nghiên cứu hồ Phai Loạn 25

Hình 3 Độ đục tại các điểm nghiên cứu hồ Phai Loạn 25

Hình 4 Giá trị DO tại các điểm nghiên cứu hồ Phai Loạn 26

Hình 5 Giá trị BOD5 tại các điểm nghiên cứu hồ Phai Loạn 27

Hình 6 Giá trị COD tại các điểm nghiên cứu hồ Phai Loạn 27

Hình 7 Hàm lượng NH4+ tại các điểm nghiên cứu hồ Phai Loạn 28

Hình 8 Hàm lượng NO3- tại các điểm nghiên cứu hồ Phai Loạn 29

Hình 9: Hàm lượng PO43- tại các điểm nghiên cứu hồ Phai Loạn 29

Hình 10 Nhiệt độ tại các điểm nghiên cứu hồ Nà Tâm 30

Hình 11 Giá trị pH tại các điểm nghiên cứu hồ Nà Tâm 31

Hình 12 Độ đục tại các điểm nghiên cứu hồ Nà Tâm 31

Hình 13 Hàm lượng DO tại các điểm nghiên cứu hồ Nà Tâm 32

Hình 14 Hàm lượng BOD5 tại các điểm nghiên cứu hồ Nà Tâm 33

Hình 15 Hàm lượng COD tại các điểm nghiên cứu hồ Nà Tâm 33

Hình 16 Hàm lượng NH4+ tại các điểm nghiên cứu hồ Nà Tâm 34

Hình 17 Hàm lượng NO -3 tại các điểm nghiên cứu hồ Nà Tâm 35

Hình 18 Hàm lượng PO43- tại các điểm nghiên cứu hồ Nà Tâm 36

Hình 19 Nhiệt độ ở các điểm nghiên cứu hồ Phai Món 37

Hình 20 Sự biến động về nồng độ pH ở các điểm nghiên cứu Phai Món 37

Hình 21 Độ đục tại các điểm nghiên cứu của hồ Phai Món 38

Hình 22 Giá trị DO tại các điểm nghiên cứu hồ Phai Món 39

Hình 23 Hàm lượng BOD5 tại các điểm nghiên cứu hồ Phai Món 40

Hình 24 Giá trị COD tại các điểm nghiên cứu hồ Phai Món 40

Hình 25 Hàm lượng NH4+ tại các điểm nghiên cứu hồ Phai Món 41

Hình 26 Hàm lượng NO3- tại các điểm nghiên cứu hồ Phai Món 42

Hình 27 Hàm lượng PO43- tại các điểm nghiên cứu hồ Phai Món 42

Hình 28 Tỷ lệ thành phần loài giữa các nhóm thực vật nổi hồ Phai Loạn 48

Hình 29 Tỷ lệ thành phần loài giữa các nhóm thực vật nổi hồ Nà Tâm 50

Hình 30 Tỷ lệ thành phần loài giữa các nhóm thực vật nổi hồ Phai Món 51

Hình 31 Mật độ thực vật nổi trung bình tại các điểm nghiên cứu hồ Phai Món 52

Hình 32 Tỷ lệ thành phần loài giữa các nhóm động vật nổi hồ Phai Loạn 58

Hình 33 Tỷ lệ thành phần loài giữa các nhóm động vật nổi hồ Nà Tâm 59

Hình 34 Tỷ lệ thành phần loài giữa các nhóm động vật nổi hồ Phai Món 61

Hình 35: Thành phần loài thực vật nổi tại các hồ nghiên cứu 62

Hình 36: Thành phần loài động vật nổi tại các hồ nghiên cứu 63

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

MỞ ĐẦU

Đi cùng với sự phát triển kinh tế đó là các vấn đề về môi trường Ở các nước đang phát triển như nước ta thì ô nhiễm môi trường luôn song hành cùng với phát triển kinh tế Trong đó ô nhiễm môi trường nước là vấn đề hàng đầu được quan tâm đặc biệt là tại các thành phố có nền kinh tế đang phát triển mạnh Với sự phát triển kinh tế như hiện nay, đây không phải là vấn đề của riêng một quốc gia nào mà nó là vấn đề của tất cả các tập thể cá nhân, mọi vùng mọi khu vực khắp nơi trên trái đất Song song với sự phát triển kinh tế thì con người ngày càng thải ra nhiều chất thải vào môi trường nước làm môi trường nước ngày càng bị ô nhiễm nặng nề Và có quản lí tốt được nguồn nước sử dụng đầu vào thì ta mới có thể làm giảm bớt và khắc phục tình trạng nước bị ô nhiễm

Thành phố Lạng Sơn là thuộc tỉnh Lạng Sơn, có diện tích khoảng 79 km² Thành phố nằm bên quốc lộ 1A, cách biên giới Việt Nam - Trung Quốc 18 km, cách Hữu Nghị quan 15 km và Đồng Đăng 13 km về phía đông bắc Dân số của thành phố năm 2009 là 187.278 người, với nhiều dân tộc khác nhau như: Kinh, Tày, Nùng, Hoa và các nhóm người Dao, Mường, Sán Dìu, Sán Chỉ, Thành phố nằm trong vùng khí hậu cận nhiệt đới ẩm, nhiệt độ trung bình hàng năm

21oC, độ ẩm trung bình 80%, lượng mưa trung bình năm là 1439 mm [28]

Trên khu vực thành phố có rất nhiều hồ tự nhiên cũng như nhân tạo như hồ

Nà Tâm, hồ Thẩm Sỉnh, Bó Diêm, Lẩu Xá, Bá Chủng, Pò Luông Các hồ này đóng vai trò rất quan trọng trong việc phát triển kinh tế của thành phố [27] Ngoài vai trò trong việc phát triển kinh tế thì các hồ ở đây còn là lá phổi xanh giúp cho môi trường không khí trong lành hơn Tuy nhiên những năm gần đây, sự phát triển vĩ

mô của nền kinh tế đã đem lại hậu quả là nguồn nước của các hồ trên địa bàn thành phố không được mát mẻ trong xanh như trước mà thay vào đó là nước trong một số

quản lí chất lượng nước của các hồ tại thành phố Lạng Sơn Mục tiêu của đề tài bao gồm:

• Sơ bộ điều tra thành phần loài Động vật nổi, thực vật nổi từ đó đánh giá về

độ đa dạng sinh vật nổi tại các điểm nghiên cứu

• Đánh giá chất lượng nước tại các điểm nghiên cứu bằng các thông số thủy

lý hóa và các chỉ số sinh học

• Đề xuất một số giải pháp bảo vệ môi trường nước

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 Khái niệm chung về hệ sinh thái hồ

1.1.1 Phân chia các vùng trong hồ

Cấu tạo của hồ không đồng nhất về nhiều mặt: giữa phần đáy và khối nước, giữa nước tầng mặt và vùng nước sâu, giữa nước vùng bờ và vùng khơi…Do sự khác nhau đó, người ta chia hồ thành các thành phần khác nhau với sự khác nhau về điều kiện sống, sự phân bố và sự phát triển của quần xã sinh vật

- Phần đáy hồ: đáy hồ có thể chia thành các phần khác nhau với những đặc tính riêng, bắt đầu từ mép nước đến độ sâu tối đa

+ Vùng epilittoral: nằm hoàn toàn trên mực nước hồ, không chịu ảnh hưởng của bụi nước, là nơi sinh sống của các loài sinh vật ưa ẩm trung bình

+ Vùng supralittoral: cũng nằm trên mực nước, nhưng chịu ảnh hưởng của bụi nước do sóng vỗ, dành cho những loài sinh vật trên cạn ưa ẩm

+ Vùng eulittoral: nằm quanh hồ, giữa mực nước cao nhất và thấp nhất theo mùa và chịu ảnh hưởng của sóng tan Eulittoral và infralittoral cấu trúc thành vùng ven bờ của hồ, nơi chuyển tiếp giữa vùng đất cao và nước sâu của hồ, nay gọi là đất ngập nước

+ Infralittoral là vùng ngập nước thường xuyên và được chia thành 3 phần vùng nhỏ hơn, liên quan đến sự phân bố phổ biến của macrophyta:

Infralittoral-trên: Là nơi sống đặc trưng cho các loài thực vật thích nghi với điều kiện nửa nước, nửa khí như lau, sợi, súng, sen…

Infralittoral-giữa: là nơi sống đặc trưng của các loài thực vật ngập nước hoặc thân ngập nước, lá nổi trên bề mặt nước

Infralittoral-dưới: là nơi sống của các loài thực vật có rễ bám và ngập nước hoàn toàn Càng xuống ranh giới dưới, cường độ chiếu sáng giảm, thực vật càng nghèo nàn

+ Vùng littorioprofundal là thềm dốc để xuống lòng chảo đáy hồ

+ Vùng profundal hay hadal là lòng chảo đáy hồ, gồm trầm tích hạt nhỏ không có hệ thực vật

- Phần nước nổi:

+ Vùng nước ven hồ có giới hạn ngoài ứng với mặt phẳng đi từ giới hạn dưới của vùng littoral lên mặt nước

+ Vùng nước khơi: nằm ngoài vùng nước ven bờ

Theo chiều thẳng đứng, khối nước gồm các tầng: tầng mặt, tầng giữa, tầng sâu, tương ứng với những biến đổi của cường độ chiếu sáng, nhiệt độ và hoàn lưu khối nước theo chiều thẳng đứng [15]

1.1.2 Các quần xã sinh vật trong hồ

Sinh vật trong hồ chủ yếu là các loài bản địa và khá đa dạng về thành phần loài Tuy nhiên do những điều kiện đặc trưng, nhất là sự cách li tương đối của các

hồ trong những vùng khác nhau mà thành phần loài của quần xã sinh vật không giống nhau Những hồ sâu, có lịch sử phát triển dài thường là nơi sống của các loài

di lưu, chứa nhiều dạng đặc hữu [15]

Thực vật trong hồ khá đa dạng và đóng vai trò quan trọng trong đời sống của

hồ như tạo nên nguồn thức ăn, là nơi sống và bãi đẻ của nhiều loài động vật, đồng thời gây ra sự thay đổi đáng kể về điều kiện môi trường của hồ liên quan với trạng thái phát triển của chúng

- Thực vật nổi: trong hồ có nhóm thực vật nổi mà đại diện quan trọng là Tảo Lục, tảo Vàng ánh, tảo Lam, tùy thuộc vào từng vĩ độ và đặc điểm môi trường mà cấu trúc thành phần loài có sự thay đổi khác nhau Nhưng nói chung các hồ ở vùng nhiệt đới xích đạo nhóm tảo Lam phát triển rất phong phú trong đó nhiều loài thường gây hiện tượng tảo nở hóa với mật độ cao khoảng vài trăm triệu tế bào/l nước Ở vùng vĩ độ thấp, trong biến trình năm thực vật nổi thường tạo nên nhiều đỉnh cao phát triển hay còn gọi là sự phát triển đa chu kì Hiện tượng đó xuất hiện liên quan với tính khá ổn định của nhiệt độ và các nhân tố môi trường khác Còn các nhóm tảo liên tiếp thay nhau nở hoa, hình thành nhiều đỉnh cao, đặc trưng cho mỗi nhóm Ở vùng vĩ độ thấp cũng gặp thực vật nổi phát triển theo kiểu đơn chu kì, gắn liền với chế độ mưa mùa Vào mùa mưa, lượng mưa lớn, khả năng bào mòn mạnh, các thủy vực tiếp nhận được nguồn muối khoáng lớn từ mặt đất, nhưng độ đục lớn,

thực vật nổi kém phát triển Vào thời gian cuối mùa mưa, đầu mùa khô, độ đục giảm, độ trong khối nước nâng cao, hàm lượng muối dinh dưỡng được duy trì ở mức khá giàu, thực vật nổi thường đạt mật độ cao nhất so với các thời gian khác trong năm

Ở các hồ ôn đới, do sự xáo trộn của khối nước xảy ra 2 lần trong năm nên thực vật nổi có 2 đỉnh cao phát triển về số lượng, một vào cuối xuân, một vào đầu thu Đỉnh cao phát triển của thực vật nổi trong mùa nước xáo trộn thường được tạo

ra bởi sự phát triển kế tiếp của 3 ngành tảo với những đặc điểm sinh lí và sinh thái rất khác nhau Tảo Bacillariophyta có nhu cầu sắt rất cao cho sự sinh trưởng Khi khối nước bắt đầu xáo trộn vào mùa xuân, tầng nước mặt được bổ sung khoáng sắt

và các muối dinh dưỡng khác từ đáy, do đó tảo Silic có cơ hội phát triển mạnh Sau

đó, hàm lượng sắt giảm dần đi nhanh chóng, tảo Silic cũng giảm theo, trong khi muối nitơ của tầng nước vẫn được duy trì tương đối cao nhờ sự phân hủy mạnh của các chất hữu cơ do nhiệt độ tăng Đó là điều kiện thuận lợi cho tảo Chlorophyta phát triển thay thế vì nhóm này cần nhiều muối nitơ, còn hàm lượng sắt cao ở đầu mùa nước xáo trộn trở thành nhân tố kìm hãm sự phát triển của chúng

Trong các hệ sinh thái ở nước, thực vật bị suy giảm chủ yếu do 2 quá trình :

bị động vật sử dụng làm thức ăn và lắng đọng, phân hủy

- Động vật nổi

Đây là nhóm chuyên ăn thực vật nổi, cặn vẩn và vi khuẩn đồng thời tạo ra nguồn thức ăn đầu tiên cho cho các nhóm động vật ăn thịt tiếp theo Động vật nổi trong các thủy vực gồm 2 nhóm chính, khác nhau về dạng sống liên quan với các giai đoạn phát triển khác nhau trong tầng nước

+ Nhóm holoplankton: là những loài cả đời sống nổi trong tầng nước

+ Nhóm meroplankton: là những loài chỉ ở giai đoạn đầu của đời sống trong tầng nước sau đó chúng trở về dạng trưởng thành sau khi biến thái, sống ở những nơi mà cha mẹ chúng sống Đó là ấu trùng của nhiều loài côn trùng, động vật đáy, trứng cá, cá con

Trong hồ hay các thủy vực vùng vĩ độ thấp nói chung, nhóm động vật nổi rất

đa dạng về thành phần loài và đông về số lượng đặc biệt là ấu trùng côn trùng Do

đó sau mỗi lần biến thái có sự thay đổi lớn về số lượng động vật nổi

Động vật nổi trong hồ chủ yếu là trùng roi không màu, infuzoria, Rotatorir,…cùng với ấu trùng của động vật đáy, trứng cá, cá con… tuy nhiên tùy thuộc vào sự phân bố, hình thái hồ cũng như điều kiện sống trong đó, thành phần của động vật nổi rất khác nhau

Động vật nổi tập trung ở tầng nước mặt, nơi có giàu hàm lượng thức ăn và có

độ chiếu sáng vừa phải chính vì vậy trong các hồ sâu chúng cũng phân bố theo chiều thẳng đứng, đặc biệt theo ngày đêm Ban ngày chúng chuyển xuống tầng nước sâu hơn, còn ban đêm chúng lên sát tầng mặt Theo mặt ngang, động vật nổi thường tập trung ở nơi giàu thức ăn, song tại trung tâm vùng nở hoa của tảo, mật độ động vật nổi giảm đi rõ rệt Vùng có mật độ động vật nổi cao nhất là nơi lân cận với vùng tảo nở hoa

1.2 Các thông số đánh giá chất lượng nước

1.2.1 Các thông số thủy lý hóa

1.2.1.1 Thông số thủy lý

Đánh giá độ ô nhiễm của nước thông qua các thông qua các thông số vật lý như độ đục, độ dẫn, nhiệt độ,

Nhiệt độ của nước là một đại lượng phụ thuộc vào điều kiện môi trường và khí hậu Sự thay đổi nhiệt độ của nước phụ thuộc vào từng loại nguồn nước Nhiệt

độ có ảnh hưởng lớn đến quá trình xử lý sinh học do tác động đến đời sống thủy sinh và nồng độ oxy hòa tan Ngoài ra, nhiệt độ ảnh hưởng đến độ nhớt và lực cản trong quá trình lắng [9] Trong các chỉ tiêu thủy lý, nhiệt độ là một trong những yếu

tố giới hạn quan trọng Nhiệt độ của nước cao sẽ kích thích các hoạt động hô hấp và phân hủy của sinh vật, dẫn tới làm giảm hàm lượng oxi hòa tan Nhiệt độ phù hợp hầu hết cho các sinh vật nằm trong khoảng 0 – 500C Nhiệt độ thường biến đổi theo mùa, theo vĩ độ địa lý, theo chiều ngang từ ven bờ ra giữa dòng, theo chiều thẳng

đứng từ mặt xuống đáy Nhiệt độ nước còn liên quan chặt chẽ với nhiệt độ không khí, cường độ chiếu sáng

- Độ đục của nước là mức độ ngăn cản ánh sáng xuyên qua nước Độ đục của nước có thể do nhiều loại chất lơ lửng bao gồm những loại có kích thước hạt keo đến những hệ phân tán thô gây nên như các chất huyền phù, các hạt cặn đất cát, các vi sinh vật Về thành phần hóa học, chất gây đục có thể là chất vô cơ hoặc hữu

cơ, hoặc cả hai, do nguồn gốc tự nhiên hay nhân tạo Độ đục cao ảnh hưởng tới quá trình quang hợp của một số sinh vật trong nước

- Độ dẫn của nước liên quan đến sự có mặt của các ion trong nước Các ion này thường là muối của kim loại như NaCl, KCl, SO42-, NO3-, PO43- v.v Tác động

ô nhiễm của nước có độ dẫn điện cao thường liên quan đến tính độc hại của các ion

tan trong nước Độ dẫn của nước phụ thuộc và tăng tỉ lệ thuận với nhiệt độ nước

Nhiệt độ nước tăng lên 10oC thì độ dẫn điện của nước sẽ tăng 2-3% Thông thường

độ dẫn được đo ở nhiệt độ tiêu chuẩn là 25o

C

1.2.1.2 Thông số thủy hóa

- Các thông số BOD, DO, COD dùng để đánh giá gián tiếp mức độ nhiễm bẩn hữu cơ, trạng thái chất lượng nước, khả năng tự làm sạch của nguồn nước [6]

- Nồng độ muối chỉ tổng nồng độ của các ion hòa tan trong nước trong đó đặc biệt lưu ý đến nồng độ của 7 ion quan trọng nhất chiếm tới 95% tổng số các ion hòa tan trong nước bao gồm: Na+, K+, Ca2+, Mn2+, Cl-, SO42-, và HCO3-

- Hàm lượng oxy hòa tan trong nước (DO: Dissolved oxygen) là lượng oxy không tác dụng với nước về mặt hóa học Độ hòa tan của oxi trong nước phụ thuộc vào các yếu tố: nhiệt độ, áp suất, đặc tính của nguồn nước (bao gồm cả thành phần hóa học, vi sinh, thủy sinh sống trong nước) Hàm lượng DO là một trong những chỉ tiêu quan trọng đánh giá chất lượng nước và khả năng tự làm sạch của nguồn nước Khi hàm lượng DO giảm mạnh sẽ kéo theo số lượng sinh vật sống trong nước giảm hoặc không thể tồn tại nữa

- Các thông số NH4+, NO2-, NO3-, PO43- dùng để đánh giá mức độ phú dưỡng của nước

- Độ pH là một trong những nhân tố môi trường có ảnh hưởng rất lớn trực tiếp và gián tiếp đối với đời sống thủy sinh vật như: sinh trưởng, tỉ lệ sống, sinh sản và dinh dưỡng pH thích hợp cho tất cả các động vật đều gần bằng

7 Do đó, khi pH môi trường quá cao hoặc quá thấp đều không thuận lợi cho quá trình phát triển của thủy sinh vật Tác động chủ yếu của pH khi quá cao hay quá thấp là làm thay đổi độ thẩm thấu của màng tế bào làm rối loạn quá trình trao đổi muối - nước giữa cơ thể và môi trường ngoài Do đó, pH là nhân tố quyết định giới hạn phân bố của các loài thủy sinh vật Ngoài ra giá trị pH của nguồn nước còn góp phần quyết định phương pháp xử lý nước

- Nhu cầu oxy hóa học (COD: Chemical oxygen demand) là lượng oxy cần thiết để oxy hoá các hợp chất vô cơ và hữu cơ trong nước bao gồm

ở dạng lơ lửng hay hoà tan COD cao, thể hiện nồng độ chất hữu cơ trong nước cao, tạo điều kiện dễ dàng cho các loại vi sinh vật phát triển [12]

- Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD: Biochemical oxygen demand) là lượng oxy cần thiết cho vi khuẩn để phân hủy chất hữu cơ có khả năng oxi hóa sinh hóa dưới điều kiện hiếu khí Trong quá trình phân hủy này, chất hữu cơ được dùng làm thức

ăn cho vi khuẩn và giải phóng năng lượng Như vậy, BOD là đại lượng đánh giá chất hữu cơ ô nhiễm trong nước thải được xác định thông qua khối lượng oxi cần thiết mà để phân hủy hoàn toàn trong điều kiện hiếu khí Oxy sử dụng trong quá trình này là oxy hòa tan [5]

- Nitơ (N) là chỉ tiêu xác định hàm lượng các dạng nitơ tồn tại trong nước Gồm các chỉ tiêu cụ thể là: N-tổng, N-amonium (NH4+), N-nitrat (NO3-), N-nitrit (NO2-) Các dạng hợp chất nitơ là chất chỉ thị để nhận biết mức độ nhiễm bẩn của nước Đối với nguồn nước mặt, sự phát triển của tảo liên quan đến chất dinh dưỡng được đưa vào nguồn nước

Vì vậy, các dạng của nitơ phải được xem xét Ngoài ra, việc oxi hóa các dạng khử của nitơ được oxi hóa trong nước tự nhiên có ảnh hưởng đến lượng oxi hòa tan Từ những lý do đó, các số liệu về nitơ là phần thông tin cần thiết cho các chương trình giám sát mức độ ô nhiễm của nguồn nước

- Sulfat thường hiện diện trong nước có nguồn gốc khoáng chất hoặc nguồn gốc hữu cơ, cũng là một chỉ tiêu tiêu biểu của vùng nước nhiễm phèn

- Photpho là một nguyên tố không thể thiếu trong quá trình sống Chỉ tiêu photpho cực kỳ quan trọng trong việc đánh giá năng suất sinh học tiềm năng của nước mặt, xác định mức độ ô nhiễm, khả năng xử lý trong hệ thống

Việc lựa chọn các thông số đánh giá ô nhiễm nguồn nước là tùy theo mục đích khảo sát và căn cứ vào bản chất của nguồn nước bị ô nhiễm

1.2.2 Sinh vật chỉ thị

Để đánh giá một cách toàn diện chất lượng nước của dòng chảy nói riêng và của các nguồn nước nói chung, bên cạnh các chỉ tiêu lí hóa học người ta sử dụng một hệ thống sinh vật chỉ thị [20]

Sinh vật chỉ thị: Là những cá thể, quần thể hay quần xã có khả năng thích ứng hoặc rất nhạy cảm với môi trường nhất định Các sinh vật chỉ thị có thể là 1 loài, 1 nhóm loài, có thể tương quan giữa các nhóm loài hoặc tổng số loài trong quần xã và chỉ

số đa dạng [17] Chúng có thể chỉ thị về độ sạch, độ nhiễm bẩn của thủy vực (gắn liền với độ giàu, nghèo dinh dưỡng) Chỉ thị về chất lượng nước: nước cứng, nước mềm, nồng độ muối, độ nhiễm phèn, độ độc

Nguyên nhân sử dụng sinh vật chỉ thị để đánh giá chất lượng nước: Trong hoạt động sống của mình, sinh vật luôn có xu hướng thiết lập một sự cân bằng với các điều kiện môi trường Các loài sinh vật luôn chịu sự chi phối của môi trường, đồng thời biến đổi thích nghi của chúng với sự thay đổi của môi trường Vì vậy khi các nhân tố môi trường thay đối sẽ kéo theo phản ứng thích nghi của sinh vật Đến một ngưỡng nào đó các sinh vật nào không chịu đựng được sự biến đổi của môi trường đó sẽ bị mất đi và thay thế vào đó là xuất hiện loài sinh vật mới thích nghi với môi trường hiện tại Sinh vật sống trong môi trường nào sẽ phản ánh đặc tính của môi trường đó Do đó hoàn toàn có thể sử dụng sinh vật để xem xét đánh giá chất lượng môi trường nước

Những sinh vật chỉ thị cho môi trường thường có những tính chất sau:

- Vật chỉ thị dễ dàng định loại (readily indentifiel)

- Dễ thu mẫu: không cần nhiều thao tác hoặc thiết bị tốn kém và có thể định lượng

- Có phân bố rộng, tối ưu là phân bố toàn cầu

- Có nhiều dẫn liệu sinh thái học phong phú, đây là sự trợ giúp đáng kể trong kết quả điều tra phân tích và phát hiện ô nhiễm

- Có giá trị kinh thế hoặc tầm quan trọng như là tài nguyên hoặc vật gây hại

- Có khả năng tích trữ chất ô nhiễm, đặc biệt là phản ánh mức độ môi trường

vì sự phân bố của chúng liên quan đến mức độ ô nhiễm môi trường

- Dễ dàng nuôi cấy trong phòng thí nghiệm cũng như được nghiên cứu thí nghiệm

về tính thích ứng của chúng đối với chất ô nhiễm và môi trường quan sát

- Có tính biến dị thấp, về mặt di truyền cũng như vai trò của chúng trong quần xã sinh vật

Thông thường người ta sử dụng một số loại sinh vật sau làm sinh vật chỉ thị:

Vi khuẩn (Bacteria): Một số vi khuẩn được nghiên cứu vì sự liên quan của chúng tới vấn đề sức khỏe cộng đồng và sự lan truyền qua đường nước

Động vật nguyên sinh (Protozoa): Giống như vi khuẩn, động vật nguyên sinh tương đối dễ thu mẫu và sự thích nghi của chúng đối với môi trường giàu chất hữu cơ

Tảo (Algae): Tảo được coi là sinh vật chỉ thị quan trọng vì chúng có quan hệ với nghiên cứu về sự phú dưỡng Sự chịu đựng đối với ô nhiễm vật chất hữu cơ của các loài này được nghiên cứu rất nhiều nhưng chúng không phù hợp làm sinh vật chỉ thị ở môi trường ô nhiễm do thuốc trừ sâu hoặc môi trường bị ô nhiễm kim loại nặng

Động vật không xương sống cỡ lớn (Macroinvertebrates) là nhóm sinh vật thủy sinh phổ biến nhất, sự phân bố của chúng thường ổn định và đặc biệt chúng rất dễ nhạy cảm với những yếu tố sinh thái Sử dụng động vật không xương sống cỡ lớn làm chỉ thị có những ưu điểm như quá trình lấy mẫu và phân tích mẫu dễ thực hiện, ít tốn kém tuy nhiên để xác định nguyên nhân gây

ra ô nhiễm gặp nhiều khó khăn

Thực vật lớn (Macrophyte) như các loài bèo, lau sậy; chúng phát triển mạnh

ở vùng nước tù hãm chứa nhiều chất dinh dưỡng Do vậy cùng với tảo, rong, bèo là các thực vật chỉ thị cho hiện tượng phú dưỡng của nước [16]

Cá là động vật máu lạnh Có nhiều loại cá khác nhau cùng tồn tại trong một thủy vực với các đặc điểm khác nhau về hình thể, nguồn thức ăn, nơi sinh sản phát

triển và khả năng thích nghi với môi trường Chính vì vậy nhiều loài cá có thể được

sử dụng như chỉ thị sinh học để xác định lượng nước và ô nhiễm nguồn nước [14]

Theo Hellewell (1989) tỷ lệ sử dụng các nhóm sinh vật trong chỉ thị chất lượng nước như sau:

- Vi khuẩn: 15% - Thực vật bậc cao: 3,5%

- Nấm men: 2,5% - Động vật không xương sống cỡ lớn: 26%

Như vậy, vi tảo và động vật không xương sống cỡ lớn là hai nhóm sinh vật chỉ thị được coi là ưu việt hơn cả và thường được sử dụng trong phương pháp sử dụng sinh vật chỉ thị trong quan trắc và đánh giá chất lượng nước [9]

Phương pháp dùng chỉ thị sinh học có những ưu điểm nổi bật như:

1 Cho phép đánh giá tác động lâu dài và tổng hợp của nguồn ô nhiễm đối với nguồn nước dựa trên hệ thống phân vùng nước mặt [7]

2 Sinh vật không phản ứng với một yếu tố riêng lẻ mà phản ứng với toàn bộ các tác động của môi trường

3 Sự phản ứng của sinh vật giúp phản ánh được những thay đổi của điều kiện tự nhiên tại thời điểm nghiên cứu và trước đó Đây là ưu điểm là những chỉ tiêu thủy lý hóa không có được [7]

4 Phương pháp đơn giản, nhanh chóng và dễ sử dụng hơn so với đo các chỉ tiêu thủy lý hóa

5 Sử dụng sinh vật chỉ thị có thể đánh giá được khả năng phân hủy vật chất đồng thời phản ánh mức độ đa dạng sinh học tại khu vực nghiên cứu

Để đánh giá chất lượng nước một cách đầy đủ và hoàn thiện, trong những năm gần đây người ta thường kết hợp sử dụng các sinh vật chỉ thị với việc đánh giá qua các chỉ tiêu thủy lý hóa của môi trường nước [7] Cách này sẽ kết hợp được cả

ưu điểm của cả hai phương pháp đánh giá Sử dụng các sinh vật chỉ thị có thể đánh giá chất lượng nước qua một thời gian dài, trong khi đó các chỉ tiêu thủy lí hóa chỉ đánh giá trong một thời gian tức thời nào đó, nhưng lại có thể xác định rõ được chất

gây ô nhiễm là gì, với nồng độ bao nhiêu Dựa trên các thủy số thủy lí hóa và thành phần sinh vật thích ứng trong đó đặc biệt là các sinh vật chỉ thị, Kolkwitz Marsson thiết lập sự phân loại nước bị ô nhiếm theo các mức độ sau [23]

- Nước rất bẩn (Poli saprobe): Nước chứa các chất ở giai đoạn phân hủy đầu

tiên Không có TVN, hàm lượng oxy hòa tan bằng không, nhiều vi khuẩn và nấm hoại sinh Các sinh vật chỉ thị chính là: Tảo, Vi khuẩn, Động vật không xương sống

- Nước bẩn (Meso saprobe): được chia làm 2 mức:

+ Mức bẩn (α Meso saprobe): Hàm lượng oxy thấp, số lượng Vi khuẩn đạt

đến hàng ngàn tế bào/ ml Các sinh vật chỉ thị chính là tảo Lam, tảo Silic như Euglena viridis,

+ Mức bẩn vừa (β Meso saprobe): các chất phần lớn ở dạng khoáng hóa, xuất

hiện NO3+, NO2-, hàm lượng oxy hòa tan cao hơn Các nhóm chỉ thị như Melosira, Spirogyra, Heliozoa

- Nước bẩn ít (Oligo saprobe): Chứa rất ít chất hữu cơ, hàm lượng oxy cao

vi khuẩn dao động từ 1000 - 10000 tế bào/ lít, thủy sinh vật đa dạng và phong phú bao gồm các nhóm tảo, động vật không xương sống, nhiều loài cá

1.3 Hiện trạng chất lượng môi trường nước một số hồ miền Bắc Việt Nam

- Các hồ trên địa bàn Hà Nội: Hiện nay sông, hồ trên địa bàn thành phố Hà Nội tiếp nhận hàng ngày khoảng hàng triệu m3

nước thải công nghiệp, nước thải đô thị và nước thải từ đồng ruộng, các khu vực nuôi trồng thủy sản Lượng nước thải sinh hoạt trên địa bàn thành phố Hà Nội từ 440.934 m3/ngày đêm vào năm 2020 Như vậy trong tương lai nguy cơ ô nhiễm nguồn nước sông, hồ ở thành phố Hà Nội không những không giảm mà còn gia tăng nhanh chóng, đặc biệt là ô nhiễm do chất thải công nghiệp, sinh hoạt Đây là cảnh báo khẩn cấp cho công tác bảo vệ và phục hồi chất lượng nước ở thành Phố Hà Nội phục vụ cấp nước an toàn cho sinh hoạt, thủy sản, du lịch và nông nghiệp [18]

- Hồ Hoàn Kiếm, Hà Nội: Hồ Hoàn Kiếm có diện tích 10,6ha, chiều rộng trung bình 200m, chiều dài 600m, độ sâu trung bình 1,5 - 2,0m, với chiều sâu hiện tại thì lượng nước có trong hồ khoảng 160.000 - 200.000m3 Đặc điểm nổi bật của

hồ là màu xanh do các loài tảo đặc hữu Thành phần thực vật phù du (vi tảo) hồ Hoàn Kiếm rất phong phú với sự xuất hiện của 61 loài thuộc 4 ngành tảo: tảo Lam, tảo Lục, tảo Silic và tảo Mắt [18]

Những năm gần đây, do các tác động của đô thị hóa, cũng như các hồ Hà Nội khác Hồ Hoàn Kiếm đang phải đối mặt ô nhiễm nặng và chất lượng nước hồ suy giảm Các yếu tố thủy hóa thể hiện hồ bị ô nhiễm Các yếu tố môi trường tác động càng làm cho mật độ thực vật phù du có xu hướng tăng dần kéo theo hàm lượng oxy hòa tan giảm đột ngột, ảnh hưởng đến sự sinh tồn của nhiều động, thực vật trong hồ

Hồ Hoàn Kiếm như một ao tù bị lão hóa với mực nước ngày một cạn dần do bay hơi, mực nước trung bình hiện nay chỉ còn khoảng 1 mét Bùn cát do mưa kéo xuống, gạch đá, vật thải… tích tụ đã làm lớp bùn lắng đọng trong hồ ngày càng dày, cản trở việc lưu thông nước hồ với các nguồn nước ngầm

Theo Trung tâm Nghiên cứu Môi trường và Cộng đồng, trên cơ sở đánh giá hiện trạng ô nhiễm chất lượng nước của hồ, hiện trạng bờ và hành lang bờ của 120

hồ, thì phần lớn các hồ có giá trị pH và nhiệt độ trong giới hạn cho phép, tuy nhiên phần lớn các hồ có giá trị các chỉ tiêu còn lại không đạt yêu cầu, chỉ có sáu hồ mà tất cả các chỉ tiêu phân tích đạt yêu cầu chất lượng với mức độ phát triển tảo thấp

Phần lớn các hồ bị ô nhiễm chất hữu cơ, có tới 71% hồ có giá trị BOD5 vượt quá tiêu chuẩn cho phép (>15mg/l); trong đó 14% hồ bị nhiễm hữu cơ nặng (>100mg/l); 25% hồ bị ô nhiễm nặng ( BOD5 từ 50-100mg/l) và 32% có dấu hiệu ô nhiễm; 70% số lượng hồ có nồng độ oxy hòa tan (DO) dưới mức tiêu chuẩn cho phép (<4mg/l); 6 hồ có nồng độ DO dưới 1mg/l, nghĩa là hầu như không có sự sống của vi sinh vật

Hiện nay ở Hà Nội, 26% số hồ chưa được kè, số hồ được kè một phần chiếm 8%, còn lại là được kè toàn bộ Trái ngược với các hồ được kè, các hồ chưa được kè hoặc được kè một phần có bờ và hành lang bị phá hoại nghiêm trọng Hiện trạng hành lang bờ của các hồ chưa được kè cũng trong trạng thái báo động, hơn 80% hành lang bờ bị ô nhiễm trong đó 62% rất bẩn, 20% bẩn và đang đứng trước nguy cơ bị lấn chiếm để xây nhà, bãi đỗ xe, trở thành bãi tập kết phế liệu, rác thải sinh hoạt [18]

Nguyên nhân gây ô nhiễm chính là do nước thải sinh hoạt và một phần nước thải từ gia đình hoặc cộng đồng tùy tiện thải xuống hồ Các ô nhiễm này làm tăng nồng độ các chất hữu cơ, vượt quá khả năng tự làm sạch của hồ, dẫn đến suy thoái chất lượng nước, dẫn đến thiếu hụt oxy, tăng lượng trầm tích trong hồ, khiến cho nước của nhiều ao hồ đục bẩn, có nhiều hồ, ao nước biến thành màu đen, hệ thống sinh thái bị đe dọa và rối loạn nghiêm trọng Hiện tượng đổ phế thải xây dựng, đổ đất, lấn chiếm ao hồ… làm giảm đáng kể diện tích ao hồ, nhiều hồ đang dần biến mất Các hồ chưa kè đều đứng trước nguy cơ bị lấn chiếm, việc kè hồ giúp chấm dứt việc lấn chiếm Tuy nhiên, nhiều hồ đã kè nhưng cũng rất ô nhiễm, nước đục đen, làm mất đi nền tảng sinh thái và thảm động, thực vật tự nhiên ven bờ rất quan trọng đối với hồ [1]

- Hồ Thiền Quang ở Hà Nội bị ô nhiễm kim loại nặng Các chỉ tiêu ô nhiễm chủ yếu là BOD5, COD Hàm lượng BOD5 vượt qua tiêu chuẩn cho phép gần 2.54 lần Hàm lượng COD vượt quá gần 3 lần (2,83) Và hầu hết các chỉ tiêu còn lại đều vượt quá tiêu chuẩn cho phép [8]

- Hồ Tây: Hồ Tây là hồ lớn nhất trong khoảng gần 200 hồ lớn nhỏ của Hà Nội Hồ Tây nằm ở phía Tây Bắc nội thành Hà Nội với diện tích khoảng 500ha, đường vòng quanh Hồ Tây dài gần 20km Theo số liệu về môi trường nước Hồ Tây

mà chúng tôi có được thì vào những năm 60 của thế kỷ trước chất lượng nước Hồ Tây còn rất tốt, hàm lượng BOD5 của nước Hồ Tây còn bé hơn 6 mg/l, tức là còn thuộc chất lượng nước loại A, nhân dân xung quanh Hồ thường ra Hồ Tây lấy nước

về phục vụ ăn uống Thế mà ngày nay nước Hồ Tây đã bị ô nhiễm tới mức trở thành nước loại B1, B2, hàm lượng BOD5 của nước Hồ Tây ở giữa Hồ cao nhất đạt tới 23 mg/l, ở điểm gần bờ phía đường Thanh Niên cao nhất đạt tới 35 mg/l (vượt cả mức lớn nhất của nước loại B2 (25 mg/l) Thậm chí, thực tế đã xảy ra tình trạng có những ngày đứng gần mép nước Hồ Tây đã cảm thấy mùi tanh nồng vì cá chết do nước hồ bị ô nhiễm [3] Nhìn trên mặt hồ, dễ thấy đủ loại rác thải, phổ biến nhất là túi ni-lông và vỏ đồ hộp nổi lềnh bềnh trên mặt hồ Mỗi ngày Hồ Tây phải tiếp nhận khoảng 4.000 m3 nước thải sinh hoạt và sản xuất công nghiệp, thủ công nghiệp của vùng xung quanh Hồ đổ vào Các khách sạn, nhà hàng ăn uống và các công trình

dịch vụ vui chơi đã phát triển và hoạt động rầm rộ ở xung quanh Hồ Tây, đặc biệt là

ở khu bờ phía đường Thanh Niên Tất cả lượng nước thải phát sinh từ các công trình này đều chưa được xử lý và thải trực tiếp xuống hồ Đó là nguyên nhân cơ bản

và chủ yếu gây ra ô nhiễm môi trường nước Hồ Tây [24]

- Hồ Núi Cốc: Hồ chứa Núi Cốc đóng vai trò quan trọng trong đời sống kinh

tế xã hội của người dân Thái Nguyên và một số khu vực lân cận Về chất lượng

nước, mặc dù phần lớn các chỉ tiêu quan trắc về chất lượng nước hồ Núi Cốc đều nằm trong khoảng giới hạn tiêu chuẩn cho phép về chất lượng nước bề mặt nhưng hàm lượng phốtphat trung bình và phốtpho tổng trong nước hồ cao hơn rất nhiều so với nước sạch tự nhiên Đây là điểm đáng lưu ý vì phốtpho là nhân tố phú dưỡng và nguyên nhân quan trọng gây nở hoa vi tảo

Về thành phần thực vật nổi tại hồ Núi Cốc khá phong phú với 7 ngành tảo VKL là ngành chiếm ưu thế gồm 13 chi trong đó nhiều chi có khả năng sản ra độc

tố như Microcystis, Oscillatoria, Pseudo-anabaena, Woronichinia, Anabaena, Cylindrospermopsis, Merismopedia, Snowella Đáng chú ý là chi Microcystis với

8 loài là chi chiếm ưu thế trong quần xã thực vật nổi hồ Núi Cốc [25]

- Hồ Hòa Bình: Hồ chứa công trình thuỷ điện Hoà Bình trên sông Đà được xây dựng và đi vào vận hành từ năm 1990 Chất lượng nước hồ diễn biến phức tạp theo cả chiều dọc, chiều sâu và theo thời gian Qua nghiên cứu cho thấy rằng, các thông số pH, nhiệt độ đều nằm trong giới hạn cho phép của QCVN 08: 2008 Các thông số COD, DO, PO3-

4 đều vượt giới hạn cho phép Hàm lượng NO3- và lượng

NH+4 đều nằm trong khoảng giới hạn cho phép Hồ Hòa Bình có dấu hiệu ô nhiễm ở mức độ trung bình [10]

- Hồ Ba Bể: Ba Bể là một hồ nước ngọt ở Bắc Kạn, Việt Nam Nó là một trong một trăm hồ nước ngọt lớn nhất thế giới và nằm trong vườn quốc gia Ba Bể, nơi đây được công nhận là khu du lịch quốc gia Việt Nam Độ sâu trung bình 20-

25 m, lúc cạn nhất còn 5–10 m Nguồn nước chính được cung cấp từ 3 con sông chảy vào hồ Hiện chưa có đánh giá chính thức nào về việc nước hồ Ba Bể có bị ô nhiễm không, nếu ô nhiễm thì ở mức nào Tuy nhiên, có một thực tế cho thấy là lưu lượng nước trong hồ cũng đã giảm so với những năm trước đây [26]

- Hồ Trị An: Hồ Trị An là hồ chứa có diện tích khoảng 323 km2 với dung tích là 2,76 tỷ m3

nước nằm phía thượng nguồn sông Đồng Nai Theo kết quả quan trắc chất lượng nguồn nước mặt hồ Trị An cho thấy tại vị trí thượng nguồn, khu vực lòng hồ thuộc địa bàn thị trấn Vĩnh An, xã Phú Cường, xã La Ngà (huyện Vĩnh Cửu) và đoạn cửa sông Đồng Nai đổ vào hồ, chất lượng nguồn nước bị ô nhiễm cục

bộ, nhiều thông số về môi trường không đạt chuẩn quy định Khu vực cách cầu La Ngà khoảng 1,5 km về phía hạ lưu sông Đồng Nai, nguồn nước bị ô nhiễm nặng Cụ thể các thông số TSS (chất rắn lơ lửng), COD (lượng ôxy hoà tan), BOD5 (nhu cầu ôxy sinh hóa), N-NO2 (hàm lượng nitrate), Fe (sắt), Ecoli và Coliform (vi sinh vật trong nước) vượt quy chuẩn nhiều lần Tại khu vực này, mức độ ô nhiễm nguồn nước được đánh dấu màu da cam, ở mức độ cảnh báo thứ 4 trong 5 cấp độ cảnh báo

về ô nhiễm nguồn nước Có 3 vị trí quan trắc được đánh dấu ở mức cảnh báo màu vàng, mức thứ 3 trong 5 mức cảnh báo gồm: vị trí bờ phía Nam thị trấn Vĩnh An, khu vực xã La Ngà và đoạn cửa sông Đồng Nai đổ vào [19]

1.4 Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội thành phố Lạng Sơn

1.4.1 Điều kiện tự nhiên thành phố Lạng Sơn

Thành phố Lạng Sơn nằm giữa một lòng chảo lớn, có dòng sông Kỳ Cùng chảy qua trung tâm Thành phố đây là dòng sông chảy ngược Nó bắt nguồn từ huyện Đình Lập của Lạng Sơn và chảy theo hướng Nam - Bắc về huyện Quảng Tây - Trung Quốc Thành phố cách thủ đô Hà Nội 154 km, cách biên giới Việt Trung 18 km Nằm trên trục đường quốc lộ 1A, đường sắt liên vận quốc tế Việt Nam - Trung Quốc, đường quốc lộ 1B đi Thái Nguyên, đường quốc lộ 4B đi Quảng Ninh, đường quốc Lộ 4A đi Cao Bằng Thành phố nằm trên nền đá cổ, có độ cao trung bình 250 m so với mực nước biển, gồm các kiểu địa hình: xâm thục bóc mòn, cacxtơ và đá vôi, tích tụ [28, 11]

Ranh giới thành phố Lạng Sơn được xác định như sau:

- Phía Bắc giáp xã Thạch Đạn, Thụy Hùng – huyện Cao Lộc

- Phía Nam giáp xã Tân Thành, Yên Trạch – huyện Cao Lộc và xã Vân Thủy - huyện Chi Lăng

- Phía Đông giáp thị trấn Cao Lộc và các xã Gia Cát, Hợp Thành, Tân Liên – huyện Cao Lộc

- Phía Tây giáp xã Xuân Long – huyện Cao Lộc và xã Đồng Giáp – huyện Văn Quan

 Tài nguyên thiên nhiên

- Tài nguyên đất: Tổng diện tích đất tự nhiên là 7.918,5 ha, trong đó đất sử dụng cho nông nghiệp là 1.240,56 ha, chiếm 15,66% diện tích đất tự nhiên Diện tích đất lâm nghiệp đã sử dụng 1.803,7 ha, chiếm 22,78% diện tích đất tự nhiên Diện tích đất chuyên dùng 631,37 ha, chiếm 7,9% diện tích đất tự nhiên

- Tài nguyên nước: Thành phố Lạng Sơn có sông Kỳ Cùng chảy qua địa phận Thành phố dài 19 km, lưu lượng trung bình là 2.300 m³/s, có suối Lao Ly chảy

từ thị trấn Cao Lộc qua khu Kỳ Lừa ra sông Kỳ Cùng và suối Quảng Lạc dài 97 km, rộng 6 – 8 m Ngoài ra, trong vùng còn có một số hồ đập vừa và nhỏ như hồ Nà Tâm, hồ Thẩm Sỉnh, Bó Diêm, Lẩu Xá, Bá Chủng, Pò Luông

- Tài nguyên khoáng sản: Khoáng sản ở Lạng Sơn chủ yếu là đá vôi, đất sét, cát, đá cuội, sỏi Có 2 mỏ đá vôi chưa xác định được trữ lượng, nhưng chất lượng đá vôi có hàm lượng Cacbonac canxi rất cao đủ điều kiện để sản xuất xi măng Mỏ đất sét có trữ lượng trên 22 triệu tấn, dùng làm nguyên liệu sản xuất vật liệu xây dựng Ngoài ra còn có một trữ lượng nhỏ vàng sa khoáng, kim loại đen (Mangan), bôxit [27]

1.4.2 Tình hình kinh tế - xã hội

Năm 2007 dân số của Thành phố là trên 148.000 người, trong đó dân số thành thị chiếm 78%, dân số nông thôn chỉ chiếm 22%, tỷ lệ tăng dân số tự nhiên là 0,92% Cư trú tại Thành phố ngoài 4 dân tộc chủ yếu là Kinh, Tày, Nùng, Hoa còn

có các dân tộc Cao Lan, Dao, Sán Dìu, Sán Chỉ, Ngái Có 89.200 người trong độ tuổi lao động, chiếm 56% dân số, trong đó lao động nông nghiệp chỉ chiếm 26% so với lao động trong độ tuổi Số lao động có trình độ chuyên môn từ trung cấp trở lên chiếm hơn 10% trong tổng số lao động [11]

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng nghiên cứu

Nghiên cứu 3 hồ trên địa phận thành phố Lạng Sơn là: hồ Phai Món, hồ Nà Tâm, hồ Phai Loạn

- Hồ Phai Loạn: thu tại 6 điểm là PL1, PL2, PL3, PL4, PL5, PL6

Hình 1 Các điểm thu mẫu hồ Phai Loạn

- Hồ Nà Tâm: thu tại 4 điểm là NT1, NT2, NT3, NT4

Hình 2 Các điểm thu mẫu hồ Nà Tâm

- Hồ Phai Món: thu tại 4 điểm là PM1, PM2, PM3, PM4

Hình 3 Các điểm thu mẫu hồ Phai Món 2.2 Phương pháp nghiên cứu

2.2.1 Phương pháp thu mẫu nước

Mẫu được lấy cách mặt nước từ 30 – 50cm, hướng dụng cụ lấy mẫu về hướng dòng chảy đến

Dụng cụ đựng mẫu là chai nhựa Các chai đựng mẫu nước hồ được rửa sạch, rửa lại bằng nước của điểm thu mẫu và được dán nhãn ghi đầy đủ các chi tiết về địa điểm, ngày giờ thu mẫu

Phương pháp thu mẫu Thực vật nổi

Mẫu tảo và vi khuẩn lam được thu bằng lưới vớt thực vật nổi số 64

Thu mẫu định tính: Dùng lưới chao đi chao lại nhiều lần trên mặt nước để vớt được nhiều tảo nhất

Thu mẫu định lượng: lọc 40l nước qua lưới

Mẫu được đựng trong lọ nhựa có dung tích là 0.2l và được cố định bằng Phoocmon 5% ngay sau khi thu mẫu

Phương pháp thu mẫu Động vật nổi

Mẫu động vật nổi được thu bằng lưới vớt Plankton số 57

Dùng lưới chao đi chao lại nhiều lần trên mặt nước để vớt được nhiều sinh vật nhất Thu mẫu định lượng: lọc 40l nước qua lưới

Mẫu được đựng trong lọ nhựa có dung tích là 0.2l và được cố định bằng Phoocmon 5% ngay sau khi thu mẫu

2.2.2 Phương pháp phân tích mẫu

* Phân tích chỉ tiêu thủy lí hóa:

Một số các thông số lý hóa học như: pH, độ đục, nhiệt độ và hàm lượng oxi

hòa tan được xác định ngay trên hiện trường thu mẫu bằng máy TOA của Nhật

Nồng độ NH4+, PO43-, NO3- trong nước được xác định bằng bộ Test của Đức Các chỉ tiêu hóa học còn lại như COD, BOD5, được phân tích tại phòng thí nghiệm Sinh thái học và sinh học môi trường – khoa Sinh học, Trường Đại học Khoa học Tự Nhiên – ĐHQGHN theo các phương pháp đã được quy định trong Quy chuẩn Việt Nam 08:2008 [4]

* Phân tích mẫu Thực vật nổi

Mẫu được phân tích tại phòng Sinh thái môi trường nước của Viện Sinh thái

và Tài nguyên sinh vật theo các tài liệu đã được công bố

2.2.3 Phương pháp phân tích số liệu

* Số liệu thủy lý hóa

Những chỉ tiêu lý hóa sau khi phân tích sẽ so sánh với những hệ thống tiêu chuẩn tùy thuộc vào từng tiêu chuẩn của từng quốc gia, từng mục đích sử dụng

để đánh giá chất lượng nước Số liệu thủy lí hóa được so sánh với QCVN 08:2008

Và sử dụng hệ thống phân loại của Lee và Wang để đánh giá chất lượng nước thông qua các chỉ tiêu lý, hóa học [21][22]

Bảng 1 Hệ thống phân loại của Lee và Wang Mức ô nhiễm DO(mg/l) BOD 5 (mg/l) NO 3 - –NH 4 + (mg/l)

Nguồn trích dẫn: theo charles J Krebs [21]

Phương pháp tính chỉ số đa dạng sinh học

- Số liệu động vật nổi sử dụng chỉ số đa dạng Magalef (D)

Chỉ số Magalet: D = (S - 1)/lnN

Trong đó: D: chỉ số đa dạng

S: Tổng số loài thu được

N: Tổng số lượng cá thể trong mẫu

- Số liệu động vật nổi sử dụng chỉ số đa dạng Shannon – Weaver (H’)

ni: số lượng cá thể loài chỉ thị i trong mẫu

Sử dụng chỉ số đa dạng đánh giá chất lượng môi trường nước dựa vào bảng 2 [22]

Bảng 3: Kết quả nghiên cứu thông số thủy lí hóa tại các điểm nghiên cứu đợt 1 ( 8/2014)

Thông số đo

đạc, phân tích

6-8,5

8,5

6-

5,5-9

5,5-9 Nhiệt độ (o

C) 30,3 30,3 30,8 31 31,8 31,2 32,7 32,9 32,8 33,4 27,7 26,1 27,9 26,9

BOD5(mgO2/l) 8,6 9,6 14,1 10,4 10,8 13,6 6,1 5,7 4,6 6,1 15,3 22,1 19,9 21,6 4 6 15 25 COD (mgO2/l) 16,2 17,9 24,4 22,8 24,4 26,7 11,8 12,7 11,6 13,8 27,2 41,6 44,8 44,8 10 15 30 50

NH4+ (mg/l) 1,1 1,3 3,1 2,4 0,8 1,2 0,14 0,15 0,15 0,13 10,4 10,6 10,5 10,7 0,1 0,2 0,5 1

PO43- (mg/l) 1,92 0,88 0,75 0,87 0,65 0,84 0,34 0,41 0,25 0,27 1,12 2,23 1,68 2,11 0,1 0,2 0.3 0.5

Đợt 2 (10/2014)

Thông số đo

đạc, phân tích

pH 8,27 8,47 7,72 8,66 8,69 8,81 7,2 6,23 6,34 6,27 6,82 6,73 6,78 6,76 6-8,5 6-8,5 5,5-9 5,5-9 Nhiệt độ (oC) 25,1 25,3 26,3 26,0 26,7 27 27 26,5 27 26,7 23,9 23,6 24,5 23,8

BOD5(mgO2/l) 10,8 13,4 14,4 12,4 16,2 23,2 2,53 2,21 2,8 2,4 22,4 24,8 22,4 22,4 4 6 15 25 COD (mgO2/l) 22,4 24,7 22,7 19,2 32,5 33,6 4,8 6,4 4,8 6,4 76,8 80 73,6 81,6 10 15 30 50

A1 - Sử dụng tốt cho mục đích cấp nước sinh hoạt và các mục đích khác như loại A2 , B1 và B2

A2 - Dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt nhưng phải áp dụng công nghệ xử lý phù hợp; bảo tồn động

thực vật thủy sinh, hoặc các mục đích sử dụng như loại B1 và B2

B1 - Dùng cho mục đích tưới tiêu thủy lợi hoặc các mục đích sử dụng khác có yêu cầu chất lượng nước tương tự hoặc các mục đích sử dụng như loại B2

CHƯƠNG III KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

3.1 Đặc điểm thủy lý hóa môi trường các hồ nghiên cứu

Kết quả phân tích một số đặc điểm thủy lý hóa các hồ nghiên cứu được thể

hiện trong bảng 3 Số liệu sẽ được so sánh với QCVN 08:2008

3.1.1 Hồ Phai Loạn

* Nhiệt độ

Nhiệt độ của hồ Phai Loạn thể hiện qua hình sau:

Hình 4 Nhiệt độ ở các điểm nghiên cứu hồ Phai Loạn

Hình 4 cho thấy nhiệt độ tại các điểm nghiên cứu của hồ Phai Loạn trong đợt thu mẫu thứ nhất dao động trong khoảng từ 30,3 đến 31,80C Trong đợt thu mẫu 2, nhiệt độ thu được dao động trong khoảng từ 25,1 – 270C Nhiệt độ của Hồ Phai Loạn có xu hướng giảm trong đợt thu mẫu 2 Có nghĩa là thủy vực ở đây cũng chịu ảnh hưởng của thời tiết Đây là khoảng nhiệt độ phù hợp cho sự phát triển của sinh vật

* pH

pH của các điểm nghiên cứu của hồ Phai Loạn được thể hiện qua hình sau:

Hình 5 pH ở các điểm nghiên cứu hồ Phai Loạn

Hình trên cho thấy pH tại các điểm nghiên cứu trong đợt thu mẫu thứ nhất nằm trong khoảng từ 7,39 – 8,44 pH ở đây có giá trị khá cao so với 2 hồ trước Trong đợt thu mẫu thứ 2, pH của các điểm nghiên cứu hầu hết đều tăng lên so với đợt thu mẫu thứ 1 Tuy nhiên đây vẫn là khoảng thuận lợi cho sinh vật phát triển

* Độ đục

Độ đục của các điểm nghiên cứu của hồ Phai Loạn thể hiện ở hình vẽ sau:

Hình 6 Độ đục tại các điểm nghiên cứu hồ Phai Loạn

Hình 6 cho thấy độ đục của các điểm nghiên cứu hồ Phai Loạn ở đợt thu mẫu 1 dao động trong khoảng từ 7 – 15(mg/l) Giá trị này đều nằm trong giới hạn cho phép theo QCVN08:2008 (100 mg/l) và 1 điều nữa là tất cả các điểm nghiên cứu trên tại thời điểm này đều có chất lượng nước đạt loại A1 Trong đợt thu mẫu thứ 2 độ đục của các điểm nghiên cứu đều có xu hướng tăng lên Điều này cho thấy chất lượng nước của hồ Phai Loạn có xu hướng suy thoái đi

* Hàm lượng DO

Hàm lượng DO của các điểm nghiên cứu hồ Phai Loạn được thể hiện qua hình sau:

Hình 7 Giá trị DO tại các điểm nghiên cứu hồ Phai Loạn

Qua hình vẽ ta thấy hàm lượng DO tại các điểm nghiên cứu của hồ trong 2 đợt thu mẫu dao động trong khoảng giá trị từ 1,7 – 3,4 (mg/l) Trong đợt thu mẫu thứ nhất, hàm lượng DO nằm trong khoảng từ 2,1 – 3,1 (mg/l) So với QCVN08:2008 thì thủy vực ở đây có chất lượng nước đạt loại B2

* Hàm lượng BOD 5

Hàm lượng BOD5 được thể hiện qua hình vẽ sau:

Hình 8 Giá trị BOD 5 tại các điểm nghiên cứu hồ Phai Loạn

Hình 5 cho thấy, hàm lượng BOD5 dao động trong khoảng từ 8,6 – 14,1 (mgO2/l) trong đợt thu mẫu thứ nhất Trong đợt thu mẫu thứ 2, hàm lượng này dao động trong khoảng 10,8 – 23,2 (mgO2/l) Như vậy đã có sự tăng lên đối với chỉ tiêu này So sánh với QCVN08:2008 cho kết quả, chất lượng nước tại khu vực này đạt loại B1

* Hàm lượng COD

Hàm lượng COD của các điểm nghiên cứu của hồ Phai Loạn được thể hiện qua hình sau:

Hình 9 Giá trị COD tại các điểm nghiên cứu hồ Phai Loạn

Như chúng ta đã biết COD là lượng oxy cần thiết để oxy hóa tất cả các chất hữu cơ trong nước Có nghĩa là nếu hàm lượng COD cao thì chứng tỏ thủy vực đó ô nhiễm hữu cơ nặng và ngược lại Qua hình 9 ta thấy giá trị COD tại các điểm nghiên cứu trong đợt thu mẫu 1 dao động trong khoảng từ 16,2 – 26,7 (mgO2/l) Đây là khoảng giá trị nằm trong khoảng giới hạn cho phép, tức là tại các điểm nghiên cứu của thủy vực này bị ô nhiễm hữu cơ nhẹ Tuy nhiên thủy vực ở đây chỉ được xếp loại chất lượng nước B1 Trong đợt thu mẫu thứ 2 hàm lượng COD dao động trong khoảng 19,2 – 33,6 (mgO2/l) Như vậy, hàm lượng COD đã có sự thay đổi Điểm PL6 có chất lượng nước đạt loại B2

* Hàm lượng NH 4 +

Hàm lượng NH4+ của các điểm nghiên cứu thể hiện qua hình 7 sau:

Hình 10 Hàm lƣợng NH 4 + tại các điểm nghiên cứu hồ Phai Loạn

Qua hình trên ta thấy trong đợt thu mẫu nhất, ngoại trừ điểm PL5 có giá trị

NH4+ là 0,8 (mg/l) nằm trong tiêu chuẩn cho phép thì hầu hết các điểm còn lại đều

có giá trị NH4+ vượt quá tiêu chuẩn cho phép Đây là dấu hiệu chứng tỏ thủy vực bị

ô nhiễm hữu cơ, do đó hàm lượng NH4+ vượt quá tiêu chuẩn cho phép Trong đợt thu mẫu thứ 2, một tín hiệu đáng mừng là tất cả các điểm đều có hàm lượng NH4+

giảm thấp hơn so với QCVN08:2008, và tất cả các điểm ở đây đều có chất lượng nước đạt loại B2

* Hàm lượng NO 3 -

Như chúng ta đã biết hàm lượng NO-3 thể hiện cho mức độ ô nhiễm của thủy vực Nếu hàm lượng NO3- càng cao thì thủy vực càng ô nhiễm đến một mức nào đó sẽ gây nên hiện tượng tảo nở hoa trong thủy vực

Sự biến động về hàm lượng NO3- của các điểm nghiên cứu hồ Phai Loạn thể hiện qua hình vẽ sau:

Hình 11 Hàm lƣợng NO 3 - tại các điểm nghiên cứu hồ Phai Loạn

Theo bảng 3 và hình 11 ta thấy hàm lượng NO3- dao động trong khoảng giá trị từ 9 – 11 (mg/l), và hầu hết tất cả các điểm đều có giá trị nằm trong giới hạn cho phép loại nước B1 ngoại trừ điểm PL4 Trong lần nghiên cứu thứ 2, hàm lượng

NO3- dao động trong khoảng từ 10 – 12 (mg/l), hầu hết các điểm đều có lượng NO3cao hơn so với ban đầu và chất lượng nước trong thủy vực chỉ còn đạt loại nước B2

-* Hàm lượng PO 4 3-

Photpho là chất dinh dưỡng cho sự phát triển của tảo, rong Vì vậy khi dư thừa photpho sẽ gây ra hiện tượng phú dưỡng Khi hàm lượng của PO43- cao thì chứng tỏ thủy vực ô nhiễm nặng Hàm lượng PO43- được thể hiện qua hình sau:

Hình 12: Hàm lƣợng PO

tại các điểm nghiên cứu hồ Phai Loạn

Qua hình trên ta thấy hàm lượng PO43- tại các điểm nghiên cứu hồ Phai Loạn có sự biến động rõ rệt tại các điểm nghiên cứu Trong đợt thu mẫu 1, hàm lượng PO43- tại các điểm nghiên cứu dao động trong khoảng từ 0,65 – 1,92 (mg/l) Kết quả thu được này cao hơn rất nhiều lần so với tiêu chuẩn cho phép Tuy nhiên sang đợt thu mẫu đợt 2, thì hàm lượng PO43- tại 1 số điểm nghiên cứu đều có xu hướng giảm và 1 số điểm có xu hướng tăng lên Tuy nhiên tất cả các điểm nghiên cứu đều có hàm lượng PO43- vượt quá tiêu chuẩn cho phép

3.1.2 Hồ Nà Tâm

* Nhiệt độ

Nhiệt độ tại các điểm nghiên cứu của hồ Nà Tâm thể hiện qua hình vẽ sau:

Hình 13 Nhiệt độ tại các điểm nghiên cứu hồ Nà Tâm Hình 13 thể hiện rõ nhiệt độ tại các điểm nghiên cứu tại đợt thu mẫu thứ 1

dao động trong khoảng từ 32,7 đến 33,40C Nhiệt độ của đợt thu mẫu thứ 2 dao động trong khoảng từ 26,5 – 270

C Đây là khoảng nhiệt độ phù hợp cho các loại sinh vật trong nước phát triển Mức nhiệt ở đây thay đổi không nhiều, điều đó chứng tỏ rằng thủy vực ở đây chịu sự ảnh hưởng của bức xạ nhiệt là như nhau Nhưng có sự khác nhau rõ rệt về các mùa Mùa hè có mức nhiệt độ cao hơn hẳn so với mùa thu Điều này phù hợp với quy luật thực tế trong tự nhiên

Giá trị pH của các điểm nghiên cứu hồ Nà Tâm được thể hiện qua hình sau:

Hình 14 Giá trị pH tại các điểm nghiên cứu hồ Nà Tâm

* Độ đục

Độ đục các điểm nghiên cứu của hồ Nà Tâm được thể hiện qua hình vẽ sau:

Hình 15 Độ đục tại các điểm nghiên cứu hồ Nà Tâm

Qua Bảng 3 và hình 15 cho thấy độ đục tại các điểm nghiên cứu này khá thấp, trong đợt thu mẫu 1 độ đục chỉ dao động trong khoảng từ 13 – 16 (mg/l) đều nằm trong giới hạn cho phép Cũng trong đợt thu mẫu 2, độ đục dao động trong khoảng từ 7 – 10mg/l Điều này cho thấy thủy vực ở đây khá trong đều nằm trong giới hạn cho phép của nước loại A1 Đồng thời qua hình 15 cho thấy không có sự chênh lệch nhiều về độ đục tại các điểm nghiên cứu

* Hàm lượng oxi hòa tan (DO)

Hàm lượng DO được thể hiện qua hình vẽ số 16 sau:

Hình 16 Hàm lƣợng DO tại các điểm nghiên cứu hồ Nà Tâm

Qua hình vẽ 16 cho thấy, hàm lượng DO tại các điểm nghiên cứu của hồ Nà Tâm có sự biến đổi không lớn giữa các điểm nghiên cứu trong các đợt thu mẫu Trong đợt thu mẫu đợt một hàm lượng DO thu được dao động trong khoảng 5,9 – 6,5(mg/l) Tuy nhiên đến đợt thu mẫu thứ 2 thì hàm lượng DO đã giảm đi Cụ thể trong đợt thu mẫu thứ 2, hàm lượng DO chỉ còn dao động trong khoảng từ 5,2 – 5,3 (mg/l) Tức là hàm lượng DO đang có xu hướng giảm dần theo thời gian, có nghĩa

là chất lượng nước ở đây đang bị xấu đi So với QCVN08:2008 thì chất lượng nước

ở đây được xếp vào loại nước A2 Nước này có thể dùng cho việc nuôi trồng thủy sản và tưới tiêu

*Hàm lượng BOD 5

BOD5 là một trong những chỉ tiêu đánh giá chất lượng môi trường nước Qua bảng 3 cho thấy hàm lượng BOD5 trong đợt thu mẫu một, dao động trong khoảng từ 4,6 – 6,1(mgO2/l) Đây là khoảng giá trị có thể xếp thủy vực ở đây vào loại nước A2 Trong đợt thu mẫu đợt 2, giá trị BOD5 thu được nằm trong khoảng từ 2,21 – 2,8 (mgO2/l) Như vậy, hàm lượng BOD5 giảm khiến nước ở đây được đánh giá thuộc nhóm A1 Hàm lượng BOD5 được thể hiện rõ hơn qua hình sau:

Hình 17 Hàm lƣợng BOD 5 tại các điểm nghiên cứu hồ Nà Tâm

* Hàm lượng COD

Dưới đây là hình vẽ thể hiện sự biến động của hàm lượng COD tại hồ Nà Tâm

Hình 18 Hàm lƣợng COD tại các điểm nghiên cứu hồ Nà Tâm

Qua hình vẽ cho thấy hàm lượng COD tại các điểm nghiên cứu của hồ Nà Tâm qua 2 đợt thu mẫu có sự dao động rõ rệt Trong đợt thu mẫu thứ nhất hàm lượng COD thu được dao động trong khoảng từ 11,6 – 13,8 (mgO2/l) Tất cả các điểm trên đều có chất lượng nước đạt loại A2 Tới đợt thu mẫu thứ 2, hàm lượng COD thu được dao động trong khoảng từ 4,8 – 6,4(mgO2/l) Trong giai đoạn này chất lượng nước của các điểm nghiên cứu hồ Nà Tâm đều đạt chất lượng nước loại A1 Có sự thay đổi này có thể là do yếu tố ngoại cảnh xuất tác động vào thủy vực làm cho hàm lượng COD giảm đi

*Hàm lượng NH 4 +

Giá trị NH4+ là một trong những chỉ tiêu thể hiện mức độ ô nhiếm bẩn của các thủy vực Sự biến động NH4+ của các điểm nghiên cứu hồ Nà Tâm được thể hiện qua hình vẽ sau:

Hình 19 Hàm lƣợng NH 4 + tại các điểm nghiên cứu hồ Nà Tâm

Qua bảng 3 và hình vẽ số 19 cho thấy với 4 điểm nghiên cứu trong đợt thu mẫu thứ 1 thì tất cả các điểm nghiên cứu đều có hàm lượng NH4+ nằm trong tiêu chuẩn cho phép của chất lượng nước loại A2 Đây là tín hiệu đáng mừng của thủy vực Tuy nhiên, trong đợt thu mẫu thứ 2 thì cho kết quả khác so với đợt thu mẫu 1 Trong kết quả của đợt thu mẫu thứ 2, làm lượng NH4+ thu được dao động trong khoảng từ 0,51 – 0,58 mg/l Chất lượng nước tại các điểm nghiên cứu đã bị suy