Điều tra thành phần loài vi tảo phân bố trong hồ chứa Phú Vinh (thành phố Đồng Hới, tỉnh Quảng Bình)

Ở Việt Nam, trong đó có khu vực Bắc Trung Bộ, thành phần loài vi tảo trong các thủy vực nước ngọt, đặc biệt là trong các hồ chứa cung cấp nước sinh hoạt đã được nghiên cứu khá nhiều.. Do

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

PHẠM THỊ DUNG

ĐIỀU TRA THÀNH PHẦN LOÀI VI TẢO PHÂN

BỐ TRONG HỒ CHỨA PHÚ VINH (THÀNH PHỐ ĐỒNG HỚI, TỈNH QUẢNG BÌNH)

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC SINH HỌC

(Chuyên ngành: Thực vật học)

Nghệ An - 2014

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

PHẠM THỊ DUNG

ĐIỀU TRA THÀNH PHẦN LOÀI VI TẢO PHÂN

BỐ TRONG HỒ CHỨA PHÚ VINH (THÀNH PHỐ ĐỒNG HỚI, TỈNH QUẢNG BÌNH)

Chuyên ngành: Thực vật học

Mã số: 60 42 01 11 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC SINH HỌC

Người hướng dẫn khoa học: TS NGUYỄN LÊ ÁI VĨNH

Nghệ An - 2014

LỜI CẢM ƠN

Trong thời gian thực hiện luận văn này, tôi đã nhận được sự giúp đỡ của nhiều đơn vị, tổ chức và cá nhân Tôi xin được bày tỏ sự biết ơn đến Phòng Đào tạo Sau đại học, Khoa Sinh học, Bộ môn Thực vật học và Trung tâm thực hành thí nghiệm – Trường Đại học Vinh đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi học tập và nghiên cứu

Tôi xin trân trọng cảm ơn TS Nguyễn Lê Ái Vĩnh đã hướng dẫn, giúp

đỡ nhiệt tình để tôi được học tập, rèn luyện, nâng cao năng lực nghiên cứu của mình Tôi xin chân thành cảm ơn sự góp ý, chỉ bảo và giúp đỡ của các giảng viên trong Khoa Sinh học, Bộ môn Thực vật học, Trung tâm Thực hành thí nghiệm để tôi có thể hoàn thành luận văn này

Trong quá trình thu thập số liệu và viết luận văn, tôi đã nhận được sự giúp đỡ của Lãnh đạo Công ty Cấp thoát nước tỉnh Quảng Bình, sự động viên của gia đình và bạn bè và sự giúp đỡ của GS Makoto M Watanabe đã nhiệt tình cung cấp chủng giống Botryococcus braunii để tôi thực hiện luận văn này Tôi xin chân thành cảm sự giúp đỡ, động viên quý báu đó

Nghệ An, tháng 10 năm 2014

MỤC LỤC

ĐẶT VẤN ĐỀ 1

Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

1.1 Các hệ thống phân loại tảo 3

1.2 Tình hình nghiên cứu vi tảo trên thế giới và ở Việt Nam 6

1.2.1 Tình hình nghiên cứu vi tảo trên thế giới 6

1.2.2 Tình hình nghiên cứu vi tảo ở Việt Nam 8

1.3 Chất lượng nước trong các thủy vực trên thế giới và ở Việt Nam 12

1.3.1 Một số thông số đánh giá chất lượng nước 12

1.3.2 Chất lượng nước trong các thủy vực trên thế giới và Việt Nam 13

1.4 Một số ảnh hưởng của vi tảo 16

1.4.1 Khả năng gây hại của vi tảo 16

1.4.2 Tiềm năng sản xuất nhiên liệu sinh học từ vi tảo 19

1.5 Một số đặc điểm về địa điểm nghiên cứu - hồ chứa Phú Vinh (Đồng Hới - Quảng Bình) 20

Chương 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22 2.1 Đối tượng, thời gian và địa điểm nghiên cứu 22

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 22

2.1.2 Thời gian nghiên cứu 22

2.13 Địa điểm nghiên cứu 22

2.2 Nội dung nghiên cứu 23

2.3 Phương pháp nghiên cứu 23

2.3.1 Phương pháp thu mẫu 23

2.3.2 Phương pháp phân tích một số chỉ tiêu thủy lý, thủy hóa 24

2.3.3 Phương pháp phân tích mẫu tảo 24

2.3.4 Phương pháp nuôi thử nghiệm chủng Tảo lục Botryococcus braunii BOT-144 26

Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 28

3.1 Kết quả phân tích một số chỉ tiêu thủy lý, thủy hóa ở hồ Phú Vinh – Đồng Hới – Quảng Bình 28

3.1.1 Độ pH 28

3.1.2 Độ trong 29

3.1.3 Nhiệt độ 30

3.1.4 Hàm lượng ô xy hòa tan (Dissolved oxygen: DO) 31

3.1.5 Nhu cầu ô xy hóa hóa học (Chemical oxygen demand: COD) 32

3.1.6 Hàm lượng muối amoni (NH4+) - (mg/l) 33

3.1.7 Hàm lượng muối photphat (PO43-) 34

3.1.8 Đánh giá sơ bộ chất lượng nước hồ Phú Vinh – Đồng Hới – Quảng Bình 35

3.2 Kết quả phân tích thành phần vi tảo ở hồ Phú Vinh (Đồng Hới – Quảng Bình) 35

3.2.1 Thành phần loài vi tảo trong thủy vực nghiên cứu 35

3.2.2 Đánh giá mức độ đa dạng của các taxon 48

3.3 Kết quả phân tích mật độ vi tảo trong các ngành đã tìm thấy trong khu vực nghiên cứu 50

3.3.1.Mật độ các ngành vi tảo 50

3.3.2 Mật độ một số chi đa dạng nhất 54

3.4 Một số thảo luận về vi tảo phân bố trong hồ chứa Phú Vinh 55

3.4.1 Mối quan hệ giữa thành phần, số lượng vi tảo với một số chỉ tiêu thủy lý thủy hóa 55

3.4.2 Sự nở hoa của Vi khuẩn lam Microcystis trong địa điểm nghiên cứu 58

3.5 Thử nghiệm sử dụng nước hồ Phú Vinh để nuôi chủng tảo lục Botryococcus braunii Kützing (BOT-144) 59

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 63

TÀI LIỆU THAM KHẢO 65

PHỤ LỤC 1 71

PHỤ LỤC 2 89

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU NHỮNG CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN

COD: Nhu cầu oxy hóa học (Chemical oxigen Demand)

DO: Oxy hòa tan (Dissolved oxygen)

QCVN: Quy chuẩn Việt Nam

BTNMT: Bộ tài nguyên và môi trường

Đ1 – Đ9 : Điểm 1 đến Điểm 9

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1: Tọa độ GPS các điểm thu mẫu ở hồ Phú Vinh 23

Bảng 3.1 Biến động pH qua các đợt nghiên cứu 28

Bảng 3.2 Biến động độ trong qua các đợt nghiên cứu 29

Bảng 3.3 Biến động Nhiệt độ nước qua các đợt nghiên cứu (0C) 30

Bảng 3.4 Biến động DO qua các đợt nghiên cứu (mg/l) 31

Bảng 3.5 Biến động COD qua các đợt nghiên cứu (mg/l) 32

Bảng 3.6 Biến động NH4+ qua các đợt nghiên cứu (mg/l) 33

Bảng 3.7 Biến động PO43- qua các đợt nghiên cứu (mg/l) 34

Bảng 3.8 Danh lục thành phần loài vi tảo ở hồ Phú Vinh 36

Bảng 3.9 Sự phân bố các taxon trong các ngành vi tảo 48

Bảng 3.10 Một số chi đa dạng về thành phần loài nhất 49

Bảng 3.11 Số lượng loài/dưới loài vi tảo trong các đợt nghiên cứu 50

Bảng 3.12 Mật độ các ngành vi tảo trong khu vực nghiên cứu 51

Bảng 3.13 Mật độ trung bình một số chi đa dạng nhất 54

Bảng 3.14 Một số chỉ tiêu thủy lý, thủy hóa và thành phần, số lượng vi tảo qua các đợt nghiên cứu 55

Bảng 3.15 Mật độ trung bình của chi Microcystis trong địa điểm nghiên cứu 58

Bảng 3.16 Kết quả nuôi thử nghiệm chủng BOT-144 60

DANH MỤC BIỂU ĐỒ Biểu đồ 3.1 Một số chi đa dạng nhất qua các đợt nghiên cứu 49

Biểu đồ 3.2 Mật độ vi tảo của các ngành qua các đợt nghiên cứu 54

Biểu đồ 3.3 Trọng lượng khô của chủng BOT-144 sau 20 ngày nuôi 62

DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 2.1: Sơ đồ các điểm thu mẫu tại hồ Phú Vinh (Đồng Hới, Quảng Bình) 22

Hình 3.1 Sự nở hoa nước của chi Microcystis và Botryococcus tại hồ Phú Vinh 59

Hình 3.2 BOT-144 trong môi trường AF6 61

Hình 3.3 BOT-144 trong nước hồ Phú Vinh 61

Hình 3.6 Tập đoàn B braunii nuôi trong AF6 (x 400) 61

Hình 3.7 Tập đoàn B braunii nuôi trong nước hồ Phú Vinh (x 400) 61

Hình 3.8 Tập đoàn B braunii nuôi trong AF6 (x200) 62

Hình 3.9 Tập đoàn B braunii nuôi trong nước hồ Phú Vinh (x200) 62

ĐẶT VẤN ĐỀ

Tảo (Algae) là những thực vật quang hợp, cơ thể đơn bào hoặc đa bào đa dạng về mặt hình thái cũng như môi trường sống Chúng sống chủ yếu ở nước và cơ thể không có cấu tạo phức tạp như thực vật ở cạn Tảo được xếp vào nhóm thực vật bậc thấp Người ta chia tảo thành hai nhóm là vi tảo (microalgae) và tảo lớn (macroalgae) Trong đó, vi tảo chiếm số lượng đông đảo hơn cả về thành phần loài, khu phân bố, mật độ… Theo Guiry & Nic Dhonncha (2004), trên thế giới có khoảng 55.000 loài tảo bao gồm cả tảo nước ngọt, tảo nước lợ, tảo biển và tảo đất Danh sách này vẫn tiếp tục được bổ sung thêm các loài mới

Vi tảo là nhóm sinh vật sản xuất quan trọng và không thể thiếu trong các hệ sinh thái nước Chúng góp phần giữ sạch môi trường nước, là nguồn thức ăn không thể thiếu cho động vật thủy sinh, là mắt xích quan trọng trong nhiều chu trình sinh địa hóa, trong đó có chu trình cacbon Ngày nay, vi tảo càng được nhiều nhà khoa học quan tâm nghiên cứu bởi những tác động tích cực lẫn tiêu cực của chúng đến đời sống con người Vi tảo ngày càng được ứng dụng nhiều hơn trong việc sản xuất thực phẩm, thức ăn vật nuôi, dược phẩm, mỹ phẩm, xử lý môi trường và sản xuất nhiên liệu sinh sinh học Bên cạnh đó, sự nở hoa nước và khả năng sinh độc tố của nhiều loài vi tảo trong các thủy vực có thể làm mất cảnh quan môi trường, tạo nên mùi khó chịu, là nguy cơ tiềm tàng ảnh hưởng đến sức khỏe con người và vật nuôi,

và có thể cản trở nhiều quá trình sản xuất trong các thủy vực

Ở Việt Nam, trong đó có khu vực Bắc Trung Bộ, thành phần loài vi tảo trong các thủy vực nước ngọt, đặc biệt là trong các hồ chứa cung cấp nước sinh hoạt đã được nghiên cứu khá nhiều Những nghiên cứu đã góp phần vào việc quản lý nguồn tài nguyên nước ngọt được tốt hơn, đồng thời làm phong phú thêm danh lục các loài

vi tảo ở các địa phương Hồ chứa Phú Vinh (tọa độ 17027’30’’N 106032’42’’E) là đại công trình thủy lợi của tỉnh Quảng Bình Hồ được xây dựng vào năm 1992, là

hồ tích và cấp nước ngọt cho thành phố Đồng Hới Hồ có diện tích khoảng 4,7km2, chứa khoảng 140 triệu m3 nước ngọt Hiện nay, hồ Phú Vinh đang cung cấp khoảng 80% nhu cầu nước sinh hoạt của thành phố Đồng Hới Trong khi khảo sát thực địa, chúng tôi thấy sự nở hoa nước của vi tảo ở hồ Phú Vinh đã gây tắc nghẽn hệ thống lọc của trạm xử lý nước sinh hoạt đặt tại hồ, đồng thời thành phần loài vi tảo trong

hồ chưa được điều tra nghiên cứu đầy đủ Do đó, chúng tôi đã lựa chọn và thực

hiện đề tài “Điều tra thành phần loài vi tảo phân bố trong hồ chứa Phú Vinh- thành phố Đồng Hới- tỉnh Quảng Bình”

Mục tiêu của đề tài nhằm định loại được các loài vi tảo tìm thấy trong hồ chứa Phú Vinh (thành phố Đồng Hới, tỉnh Quảng Bình); xác định được những loài chủ yếu gây nên sự nở hoa nước trong hồ; đồng thời tìm hiểu mối quan hệ sinh thái giữa một số chỉ tiêu thủy lý, thủy hóa với sự phân bố của các loài đó

Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Các hệ thống phân loại tảo

Hiện nay vẫn tồn tại khá nhiều hệ thống phân loại tảo hoạt động song song và tùy theo quan điểm của từng tác giả, việc phân loại này được sắp xếp theo một số hệ thống sau:

Trong lịch sử nghiên cứu, nền tảng của phân loại tảo đã được đưa ra bởi Linnaeus (1753) và A.L de Jussieu (1789), sau đó là Vaucher (1803), Hodwig (1798), Roth (1797-1805), Lamouroux (1805-1816 ), Lyngbye (1820) và Harvey (1836) đã cố gắng phân loại tảo một cách khoa học hơn Sau này Kutzing (1861), Bohlin (1901), Luther (1899), Robenhorst (1869), Hasel (1902), Strasburger (1897), Kjellman (1883), Kuckuck (1912), Kylin (1906), Engler và Prantl (1912), và Blackman và Tansley (1902) cũng đưa ra một số quan điểm phân loại tảo [theo 70] Các tác giả ở Liên Xô (cũ) sắp xếp tảo trong 10 ngành: Tảo lam (Cyanophyta), Tảo hai roi (Pyrrophyta = Dinophyta), Tảo vàng ánh (Chrysophyta), Tảo vàng (Xanthophyta), Tảo silic (Bacillariophyta), Tảo nâu (Phaeophyta), Tảo đỏ (Rhodophyta), Tảo mắt (Euglenophyta), Tảo lục (Chlorophyta), và Tảo vòng (Charophyta) Pascher (1931) chia tảo thành 8 ngành: Chrysophyta (Tảo vàng ánh), Rhodophyta (Tảo đỏ), Phaeophyta (Tảo nâu), Pyrrophyta (Tảo giáp), Euglenophyta (Tảo mắt), Chlorophyta (Tảo lục), Charaphyta (Tảo vòng) và Cyanophyta (Tảo lam) J.E Tilden (1933) dựa trên sản phẩm dự trữ, sắc tố và roi phân tảo thành năm lớp là Chlorophyceae, Myxophyceae, Rhodophyceae, Phaeophyceae, Chrysophyceae [theo 70]

F.E Fritsch (1935-1945) trong hai tập sách “Structure and reproduction of algae” (Cấu trúc và sinh sản của tảođã đưa ra một hệ thống phân loại tảo gồm 11 lớp dựa vào sản phẩm dự trữ, sắc tố, roi, đặc điểm sinh sản Đó là: Chlorophyceae, Xanthophyceae, Chrysophyceae, Bacillariophyceae, Criptophyceae, Dinophyceae, Chloromonadineae, Euglenieae, Phaeophyceae, Rhodophyceae và Myxophyceae [theo 70]

Năm 1950, Smith đã sắp xếp tảo thành 7 ngành là Chlorophyta, Euglenophyta, Chrysophyta, Phaeophyta, Pyrrophyta, Cyanophyta, Rhodophyta căn

cứ vào sự khác biệt về cấu trúc tế bào, thành phần sắc tố, thành phần vách tế bào, các sản phẩm dự trữ trong quang hợp, có roi hoặc không có roi Tác giả cũng đã xác định được 490 chi tảo nước ngọt ở Mỹ [theo 32]

Trong cuốn "Ðời sống Thực vật", tập 3 - Tảo, của Viện hàn lâm khoa học Liên

Xô, nhà xuất bản Moscow, 1977 cũng xếp nhóm tảo gồm 8 ngành trên và thêm 2 ngành nữa là Bacillariophyta (Tảo silic hay Khuê tảo) và Xanthophyta (Tảo vàng lục)

Tuy nhiên, cũng có rất nhiều tác giả (Bourrelly, 1966,1981; Round, 1973; Phạm Hoàng Hộ, 1972 ) xếp Tảo vòng vào trong ngành Tảo lục thành một lớp -Lớp tảo vòng (Charophyceae) do những đặc tính giống với Tảo lục như: lạp thể có chứa diệp lục tố và các sắc tố gần giống với Tảo lục và chất dự trữ cũng là tinh bột Các hệ thống phân loại của các tác giả Tây Âu, Nhật Bản sắp xếp theo nhóm sắc tố Trong đó, các ngành Tảo hai roi, Tảo silic, Tảo vàng ánh và Tảo vàng được xếp trong ngành Chrysophyta và Tảo vòng được xếp thành một lớp Charophyceae trong ngành Tảo lục Nhìn chung các hệ thống trên đều xếp Tảo lam trong nhóm tảo Hệ thống phân chia gần đây nhất của các tác giả người Nhật bản chia tảo thành

4 ngành: Tảo đỏ (Rhodophyta), Tảo mắt (Euglenophyta), Tảo xanh lục (Chlorophyta) và ngành Chromophyta gồm tảo vàng, tảo vàng ánh, tảo hai roi, tảo silic, tảo nâu Tảo lam hay Vi khuẩn lam (Cyanobacteria) và Prochlorophyta được xếp vào giới sinh vật phân cắt (Monera)

Năm 1978, Bold H C và Wynne M J đưa ra hệ thống 9 ngành Tảo [theo 45].Rosowski và Parker (1982) cho rằng toàn bộ Tảo chia thành 16 lớp [68] Larkum

và Barrett (1983) chia Tảo thành 17 ngành [theo 56] Klein và Cronquis (1967) đã xem xét lại sự phân loại Tảo thông qua thành phần hóa học, cấu trúc và tiêu chuẩn chức phận đã thừa nhận 6 ngành, vi khuẩn lam chuyển vào với vi khuẩn [theo 29] Lee R.E (1980) dựa vào cơ quan tử: lục lạp, lưới nội chất, roi, điểm mắt, nhân

đã chia tảo thành 6 ngành Van den Hoek và cộng sự (1995) lại chia tảo thành 10 ngành và một ngành ngành Vi khuẩn lam Trong đó, Tảo vàng, Tảo vàng ánh, Tảo nâu và Tảo silic được xếp vào ngành Tảo roi lệch (Heterokontophyta) [theo 35] Hệ thống phân loại của Gollerbakh M.M (Nga) căn cứ vào chất màu chia tảo thành 10 ngành

Van den Hoek và cộng sự, 1995 chia tảo thành 11 ngành Trong đó Cyanophyta và Prochlorophyta là hai ngành thuộc nhóm nhân sơ và 9 ngành còn lại thuộc nhóm nhân thực Tuy nhiên một số tác giả khác như Urbach và cộng sự, 1992; Palenik và Haselkorn, 1992; Wilmotte, 1994; Palenik và Swift, 1996; Graham

và Wilcox, 2000 lại không đồng ý tách chúng thành các ngành khác nhau và có chung quan điểm chia tảo thành 9 ngành đó là Cyanobacteria, Glaucophyta, Euglenophyta, Cryptophyta, Haptophyta, Dinophyta, Ochrophyta, Rhodophyta,

Chlorophyta [ 53]

Robert Edward Lee (2008) trong cuốn Phycology đã dựa vào lục lạp, màng bao quanh lục lạp, nhân, sản phẩm dự trữ, sắc tố…chia tảo thành 4 nhóm với 9 ngành gồm: (1) Nhóm 1: Tảo tiền nhân (Cyanobacteria); (2) Nhóm 2: Tảo nhân điển hình, có 2 lớp màng lục lạp (Glaucophyta, Rhodophyta, Chlorophyta); (3) Nhóm 3: Tảo có nhân điển hình, màng lục lạp được bao quanh bởi một màng lưới nội chất lục lạp “CER- chloroplast endoplasmic reticulum” (Euglenophyta, Dinophyta); (4) Nhóm 4: Tảo có nhân điển hình với lục lạp được bao quanh bới hai màng lưới nội chất lục lạp (Cryptophyta, Heterokontophyta, Prymnesiophyta) Trong đó, ngành Heterokontophyta được chia thành 12 lớp và một số lớp được tách

từ những ngành riêng theo quan điểm của một số tác giả khác Chrysophyceae , Synurophyceae, Eustigmatophyceae, Pinguiophyceae Dictyochophyceae, Pelagophyceae, Bolidophyceae, Bacillariophyceae, Raphidophyceae

(chloromonads), Xanthophyceae, Phaeothamniophyceae, Phaeophyceae [60]

Ngoài ra, những nghiên cứu vê thực vật nổi và xếp chúng trong hệ thống phân loại còn được đề cập trong các báo cáo của Weber- Vanbosse 1913, 1928 (Indonesia); Okamura, 1936 (Nhật Bản); Shen và Fan 1950; Chiang 1960, 1961 (Đài Loan); Rho 1958 và Kang 1966 (Triều Tiên); Gilbert và Taylor 1961(Philippine); Lee 1964, 1965 (Hong Kong)…[theo 3] Ngoài ra, còn có hệ thống của West & Fritsch (1927) và Fritsch (1935), hệ thống của Chadefaud (1960),

hệ thống của Chadefaud được Fett sửa đổi (1967)

Hiện nay ngoài phân loại dựa vào hình thái, sắc tố, người ta còn sử dụng các đặc điểm hóa sinh học, sinh học phân tử, công nghệ DNA đem lại độ chính xác cao

1.2 Tình hình nghiên cứu vi tảo trên thế giới và ở Việt Nam

1.2.1 Tình hình nghiên cứu vi tảo trên thế giới

Theo Muzapharov A.M (1981), vi tảo có 5 vùng phân bố chủ yếu: vùng Bắc cực, vùng ôn đới, vùng nhiệt đới, vùng châu Úc, vùng Nam cực Các nghiên cứu của Muzapharov A.M (1981) cho thấy: ở trung tâm châu Âu đã phát hiện được 653 loài tảo lam, còn ở Anh gặp 667 loài thuộc họ Desmidiaceae Có 86 loài tảo lam của vùng Trung Á gặp ở Nam cực (chiếm 13%), 38 loài thuộc họ Desmidiaceae từ Anh quốc gặp ở Nam cực (chiếm ≈ 6%) Điều này chứng tỏ thành phần loài ở các vùng phân bố này khác nhau nhiều Về loài đặc hữu, riêng ở hồ Baikal có tới 186 loài (thuộc Tảo lục, Tảo silic và Tảo lam) Cũng Theo Muzapharov (1981), ở đảo Kecghelen (45 - 500 vĩ độ Nam) đã phát hiện được 248 loài (từ các hồ và đầm lầy, sông, suối), trong đó Cyanophyta – 56 loài, Bacillariophyta – 80, Xanthophyta – 7, Chlorophyta 94 loài (trong đó riêng Conjugatae – 9 loài, Desmidiales- 41 loài) và Rhodophyta- 11 loài Đặc biệt ở đây có 102 loài đặc hữu (chiếm 41% tổng số loài

đã phát hiện) Tác giả cũng đã liệt kê và đưa ra danh sách gồm 1739 (loài và dưới loài) tảo nhiệt đới và cận nhiệt đới thuộc 3 ngành chủ đạo trong các thuỷ vực nội địa (trong thực tế chắc chắn còn lớn hơn nhiều) Ngành tảo lục đa dạng nhất với 846 (loài và dưới loài), thứ đến là Tảo silíc – 494 (loài và dưới loài) và Tảo lam – 399 (loài và dưới loài) Trong ngành Tảo lục, các chi chiếm ưu thế: Spyrogyra (146 loài), Cosmarium (127) Oedogonium (78), Scenedesmus (74) và Zygnema có 58 loài [theo 9]

Các nghiên cứu về tảo vẫn thường đi theo hướng phân chia theo khu vực sinh thái như: tảo nước ngọt, tảo biển, tảo đất,… Hàng loạt các công trình nghiên cứu theo hướng trên cũng như các công trình nghiên cứu chuyên khảo phục vụ cho điều tra phân loại tảo ra đời: Zabelina M.M - Kisswlev A (1951), Kisselev (1954), Popova T.G (1955, 1976), Kosschikov A.A (1953), Gollerbakh M.M (1953), Ergashev A (1979), Asaulz I (1975), Palamar - Mordvinsevar G.M (1982) [theo 36]

Ở nước Nga công trình nghiên cứu của E A Shtina (1941) nghiên cứu ở sông Kama (sông dài 1805 km, lưu vực rộng 507000 km2) Tại sông Kama, tác giả đã

phát hiện được 420 loài thực vật nổi trong đó tảo Silic gặp 280 loài, Tảo lục gặp 90 loài, Tảo lam - 48 loài, Tảo giáp – 13 loài, Tảo mắt – 7 loài và Tảo roi lệch – 3 loài Mặt khác trong quá trình nghiên cứu, tác giả đã nhận rằng sự biến động theo mùa của thực vật nổi ở sông Kama trong 2 năm 1939, 1940 xảy ra giống nhau, tuy có lệch nhau một ít do nó liên quan đến đặc điểm khí hậu thuỷ văn của từng năm [theo 10] Năm 1914, Lindau G người Đức cho ra đời cuốn “Tảo học”, sau đó vào 1936 được Melchior H sửa chữa, bổ sung và xuất bản trong đó mô tả chi tiết và vẽ hình

467 loài Tảo lục [62]

A E Komarenko (1968) đã nghiên cứu thực vật nổi lưu vực sông Iana ở cutxco (sông dài 872 km, diện tích lưu vực 238000 km2) Ông đã phát hiện được

Ia-211 loài và dưới loài trong đó Tảo silic gặp 146 loài, Tảo lục – 36 loài, Tảo lam –

23 loài, còn lại thuộc về Tảo vàng ánh, Tảo vàng lục, Tảo mắt, và Tảo đỏ (loại đơn bào) Ngoài ra có một số tác giả nghiên cứu về Tảo silic như Foged N (1978) nghiên cứu ở 25 con sông lớn nhỏ ở phía đông Australia, phần đa các con sông này số loài

tảo Silic được phát hiện không quá 75 loài, riêng ở sông Murrumbidgee có tới 116

taxa Bên cạnh đó, ông cũng nghiên cứu ở Afganistan và Sri-Lanka Năm 1993, J.P.Desay nghiên cứu về sinh thái học của thực vật nổi ở sông Moselle - là phụ lưu sông Rhine (với chiều dài 313 km, diện tích lưu vực 13200 km2), tác giả đã xác định được 239 loài tảo, thành phần chính là Tảo silic, Tảo lục (bộ Chlorococcales), Cryptophyceae và Cyanobacteria …[theo 10]

Elif Ersanl và cộng sự (2003), khi nghiên cứu hồ Simenit, đã xác định được

175 loài, trong đó Cyanoprokaryota (24 loài), Bacillariophyta (71 loài), Chlorophyta (35 loài), Cryptophyta (1 loài), Dinophyta (4 loài), Euglenophyta (39 loài) và Xanthophyta (1 loài) [51]

Carpenter K D và Waite I R (2000), khi nghiên cứu mối quan hệ của tảo với môi trường sống ở lưu vực sông Willamette (Oregon), đã xác định được 420 loài tảo thuộc hai ngành chủ yếu là Bacillariophyta, Chlorophyta và một số tảo khác

[47]

Borics G., B Tóthmérész và cộng sự (2003, khi điều tra tảo trong 12 hồ đầm lầy tại Hungary đã thống kê được trong số 129 mẫu, có 624 loài tảo đã được xác định

[43]

Karacaoglu và cộng sự (2004), khi nghiên cứu thực vật nổi của hồ Uluabat Bursa đã xác định được 331 loài và dưới loài thuộc các ngành tảo sau: Bacillariophyta (152 loài), Chlorophyta (89 loài), Cyanophyta (42 loài), Euglenophyta (31 loài), Dinophyta (11 loài), Cryptophyta (4 loài) và Chrysophyta (2 loài) [56]

Lei và cộng sự (2005), khi nghiên cứu cấu trúc của cộng đồng thực vật phù du

và các mối quan hệ của nó với chất lượng nước trong hồ Donghu (Vũ Hán, Trung Quốc) đã công bố tổng cộng 260 đơn vị phân loại, trong đó Chlorophyta (106 loài), Bacillariophyta (82 loài) và Cyanophyta (32 loài) [61]

Năm 2006, Saadet Kolayli và Bulent Sahin đã xác định được 55 loài vi tảo có trong hồ chứa Balikli, Thổ Nhĩ Kỳ Trong đó Bacillariophyta (31 loài), Chlorophyta

(9 loài), Cyanoprokaryota (8 loài) và Euglenophyta (7 loài) [66]

Ravishankar H.G, Panduranga Murthy G và cộng sự (2009), đã phát hiện và

mô tả được 171 loài tảo thuộc các lớp Chlorophyceae (46 loài), Bacillariophyceae (52 loài), Desmidiaceae (22 loài), Euglenophyceae (27 loài), Cyanophyceae (24 loài) ở hai hồ Mydala-Amanikere và Bugudana Halli của thành phố Tumkur - Ấn

Độ [66]

Elif Neyran Soylu và cộng sự (2010), khi nghiên cứu thực vật phù du trong hồ Liman đã thống kê được 130 loài tảo phù du, trong đó có: Bacillariophyta (45 loài), Chlorophyta (31 loài), Euglenophyta (23 loài), Cyanophyta (23 loài), Dinophyta (3 loài), Xantophyta (3 loài0, Chrysophyta 91 loài) và Cryptophyta (1 loài) [52]

Showkat Ahmad Lone và cộng sự, 2013, trong đề tài “Thành phần loài và đa dạng của thực vật phù du trong một số môi trường sống crenic ở huyện Anantnag, Kashmir” đã thống kê được 67 loài thuộc các lớp Chlorophyceae (25 loài),

Bacillariophyceae (24 loài), Cyanophyceae (17 loài) và Euglenophyceae (1 loài) [72]

1.2.2 Tình hình nghiên cứu vi tảo ở Việt Nam

Các nghiên cứu về tảo ở Việt Nam tiến hành muộn hơn so với các nước trên thế giới do bị chi phối bởi nhiều yếu tố lịch sử và tiến bộ khoa học kỹ thuật Tuy nhiên, đã có rất nhiều công trình nghiên cứu vi tảo có giá trị lớn, là cơ sở học tập cho sinh viên cũng như tư liệu cho các nghiên cứu sau này

Công trình nghiên cứu của Hoàng Quốc Trương về tảo Silic và tảo Hai roi (1962- 1963) được xem là tài liệu định loại đầu tiên do người Việt Nam thực hiện với 154 loài Tảo silic ở vịnh Nha Trang [37]

Shirota A.(1966) đã khảo sát 21 vực nước từ Huế đến Rạch Giá đã công bố

388 loài vi tảo (gồm: 57 loài Tảo mắt, 29 loài Tảo lam, 43 loài Tảo vàng, 10 loài Tảo giáp, 103 loài Tảo silic, 4 loài Tảo roi lệch) [71]

Trần Trường Lưu (1970) trong báo cáo “Tổng kết thực vật phù du các vực nước điều tra” đã thống kê được 74 giống TVN: Tảo silíc: 29 loài, Tảo lục: 23 loài, Tảo lam: 14 loài, Tảo mắt: 4 loài, Tảo giáp: 1 loài, Tảo vàng: 2 loài, Tảo vàng ánh:

1 loài Các chi phổ biến là Achnanthes, Amphora, Cocconeis, Cymbella, Synedra, Gomphonema, Fragilaria, Melosira, Navicula, Nitzschia, Surirella (tảo Silíc), Pediastrum (tảo Lục), Oscillatoria (tảo Lam), Ceratium (tảo Giáp) Đến năm 1975, ông đã thống kê được 98 chi tảo sông trong báo cáo “Kết quả điều tra cơ bản sông miền Bắc Việt Nam”, trong đó Tảo silíc: 33 loài, Tảo lục: 36 loài, Vi khuẩn lam: 19 loài, Tảo mắt: 5 loài, Tảo giáp: 2 loài, Tảo vàng: 2 loài, Tảo vàng ánh: 1 loài [22]

Võ Hành, Nguyễn Đình San, Lê Thị Thuý Hà và các cộng sự từ năm 1979 trở lại đây đã nghiên cứu một cách có hệ thống khu hệ tảo các loại hình thuỷ vực nước ngọt thuộc các tỉnh Thanh Hoá, Nghệ An, Hà Tĩnh, Quảng Bình, Quảng Trị và Thừa Thiên - Huế (gồm 34 ao, hồ, hồ chứa và 16 con sông lớn, nhỏ), đã phát hiện được 651 (loài và dưới loài), trong đó có 294 (loài và dưới loài) bổ sung cho khu hệ tảo nước ngọt Việt Nam Ở các ao, hồ và hồ chứa đã phát hiện được 327 (loài và dưới loài), còn ở các sông – 443 (loài và dưới loài) Tổng hợp kết quả nghiên cứu

về tảo trong các thuỷ vực nội địa Việt nam của nhiều tác giả đã công bố từ trước đến nay, các tác giả đã thống kê được 1683 (loài và dưới loài), trong đó ưu thế thuộc về ngành tảo lục (với 635 loài và dưới loài), thứ đến là tảo Silíc và tảo Lam [theo 9]

Dương Đức Tiến (1982) đã tìm thấy 1402 loài và dưới loài vi tảo trong các thủy vực nội địa, trong đó có 530 loài Tảo lục, 388 loài Tảo silic, 344 loài Tảo lam,

78 loài Tảo mắt, 30 loài Tảo hai roi, 14 loài Tảo vàng, 9 loài Tảo vòng, 5 loài Tảo roi lệch và 4 loài Tảo đỏ Vào năm 1996, tác giả cũng đã định loại và mô tả khá chi tiết 214 loài Tảo lam thường gặp cùng với sự phân bố, sinh thái của chúng [33]

Ở khu vực miền Trung, Võ Hành (1983) khi nghiên cứu hồ Kẽ Gỗ (Hà Tĩnh)

đã công bố 191 taxa bậc loài và dưới loài [12] Năm 1994, ông tiếp tục công bố 45 loài tảo Lục (thuộc bộ Chlorococcales) sống trong khu vực Bình Trị Thiên trong đó

có các hồ như hồ Cẩm Ly (Quảng Bình), hồ Nam Hiếu (Quảng Trị), hồ Hà Thượng,

hồ Là Ngà, hồ Kinh Môn, hồ Ba Dốc, hồ Châu Sơn, bổ sung 19 taxa mới đối với khu vực này [13]

Trương Ngọc An (1993) đã mô tả và phân loại chi tiết 225 loài Tảo silic đã gặp ở Vùng biển Việt Nam [5]

Ở miền Trung, Tôn Thất Pháp (1993) khi nghiên cứu phá Tam Giang (Thừa Thiên Huế) đã công bố 244 taxa bậc loài và dưới loài thực vật thủy sinh, trong đó

có 159 loài Tảo silic [theo 25]

Võ Hành và cộng sự (1995) khi phân tích các mẫu nước thu tại sông Hương (tại điểm Bệnh viện thành phố Huế và xí nghiệp thủy sản đông lạnh) đã phát hiện được 33 loài vi tảo Ở sông Hiếu (Quảng Trị) gặp 16 loài [17]

Dương Đức Tiến và Võ Hành (1997) đã biên soạn cuốn “Tảo nước ngọt Việt

Nam, phân loại bộ Tảo lục (Chlorococcales)’’ và mô tả chi tiết đặc điểm phân loại

hơn 800 loài và dưới loài Tảo lục ở Việt Nam [36]

Lê Hoàng Anh (1998) khi nghiên cứu về mối quan hệ giữa thực vật nổi với các yếu tố sinh thái ở sông Nhuệ (Hà Tây) đã định danh được 160 loài thực vật nổi,

ưu thế về Tảo lục 65 loài (41%), Tảo mắt: 35 loài (22%), Tảo silic: 33 loài (21%),

vi khuẩn lam: 23 loài (14%), Tảo giáp: 2 loài (2%), Tảo vàng ánh: 1 loài (1%) [6]

Ở khu vực Bắc Miền Trung, Lê Thị Thúy Hà, Võ Hành (1999), trong công trình “Chất lượng nước và thành phần loài vi tảo (microalgae) ở sông La - Hà Tĩnh”, đã xác định được 136 loài và dưới loài thuộc 5 ngành vi tảo trong đó Tảo lục: 36 loài (27,21%), Tảo silic: 60 loài (42,12 %), Tảo mắt: 19 loài (13,97%), Tảo lam: 18 loài (13,23%) còn lại là Tảo giáp: 2 loài (1,47%) [11]

Lưu Thị Thanh Nhàn (2000), khi khảo sát thực vật nổi huyện Bình Chánh, thành phố Hồ Chí Minh đã xác định được 239 loài thuộc các ngành Chlorophyta (88 loài), Chrysophyta (76 loài), Euglenophyta (52 loài), Cyanophyta (19 loài),

Pyrhophyta (8 loài) [23]

Nguyễn Thị Bích Lan (2000), khi nghiên cứu các thủy vực ở Cần Giờ đã ghi nhận được 427 loài thuộc 6 ngành sau: Cyanophyta (47 loài), Chlorophyta (73 loài), Chrysophyta (251 loài), Euglenophyta (33 loài), Pyrrophyta (15 loài), Rhodophyta (8 loài) [20]

Năm 2001, Nguyễn Đình San đã công bố 196 loài và dưới loài ( thuộc 60 chi,

31 họ, 11 bộ tập trung trong 5 ngành, có 16 loài bổ sung cho khu hệ tảo Việt nam) ở

20 thủy vực thuộc các tỉnh Thanh Hóa, Nghệ an, Hà Tĩnh (trong đó có 6 thủy vực dạng hồ) [11]

Trần Ngọc Đức (2002), khi nghiên cứu thành phần và phiêu sinh thực vật trên sông Vàm Cỏ Tây đã xác định được 181 loài thuộc 5 ngành: Chlorophyta (99 loài), Chyrysophyta (46 loài), Cyanophyta (28 loài), Euglenophyta (7 loài), Pyrrophyta (1

loài) [8]

Năm 2003, trong công trình “Đa dạng sinh học tảo trong các thủy vực nội địa Việt Nam, triển vọng và thử thách”, Nguyễn Văn Tuyên đã thống kê khu hệ tảo Việt Nam có 1539 loài và dưới loài, trong đó: Tảo lam: 264 loài, Tảo giáp: 17 loài, Tảo silíc: 409 loài, Tảo lục: 614 loài, Tảo mắt: 214 loài, Tảo vàng ánh: 13 loài và Tảo vàng gặp 8 loài [39]

Năm 2003, Nguyễn Văn Tuyên công bố 259 loài và dưới loài ở hồ chứa Trị

An và Dầu Tiếng, trong đó có: 29 loài Tảo mắt, 114 loài Tảo lục, 42 loài vi khuẩn lam, 4 loài Tảo vàng ánh, 4 loài Tảo giáp, 64 loài Tảo silic [39]

Lê Thị Thúy Hà (2004), khi nghiên cứu “ Khu hệ thực vật nổi ở vùng Tây Nam hệ thống sông Lam (Nghệ An - Hà Tĩnh)”, đã xác định được 409 loài và dưới loài thuộc 103 chi, 42 họ, 17 bộ trong 5 ngành: Cyanophyta, Heterokontophyta, Dianophyta, Euglenophyta và Chlorophyta Trong đó, ngành Heterokontophyta với 165 loài chiếm 40,43 %, và ngành Chlorophyta có 129 loài chiếm 31,54%, ngành Cyanophyta có 56 loài chiếm 13,69%, ngành Eugenophyta có 35 loài chiếm 8,56%, ngành Dinophyta có số loài là 24 loài chiếm 5,87% [10]

Năm 2005, trong báo cáo chuyên đề “Nghiên cứu về khu hệ thủy sinh vật và tính đa dạng sinh học của hồ Trị An” do Viện khoa học thủy lợi miền Nam tiến hành, đã thống kê được 236 loài vi tảo, trong đó ngành Tảo lam có 31 loài, Tảo

vàng ánh có 4 loài, Tảo vàng có 3 loài, Tảo silic có 40 loài, Tảo lục có 133 loài, Tảo mắt có 18 loài, Tảo giáp có 8 loài [4]

Năm 2006, Nguyễn Thị Mai đã xác định được 107 loài và dưới loài tảo lục ở

hồ chứa Bến En - Thanh Hóa, trong đó bộ Chlorococcales có 85 loài và dưới loài thuộc 11 họ, 22 chi, các chi chiếm ưu thế là Tetradron, Scenedesmus, Pediastrum, Kirchenerialla, Ankistrodesmus [15]

Võ Hành, Phan Tấn Lượm (2010), đã thống kê được 101 loài tảo Silíc ở cửa Cung Hầu (sông Tiền Giang), trong đó các chi có nhiều loài nhất là Coscinodiscus, Chaetoceros, Pleurosigma, Cyclotella , Nitzschia, Rhizosolenia, Gyrosigma và Biddulphia [16]

Gần đây, Lê Thị Thúy Hà và Nguyễn Ngọc Oanh (2011) với đề tài ở sông Son thuộc vườn Quốc Gia Phong Nha – Kẻ Bàng, tỉnh Quảng Bình đã công bố 94 loài/ dưới loài và 10 loài mới dừng lại ở bậc chi (sp) thuộc 47 chi, 28 họ, 11 bộ thuộc 4 ngành: Cyanophyta, Heterokontophyta, Euglenophyta và Chlorophyta [24]

Dương Thị Thủy, Đặng Đình Kim và cộng sự (2011), đã phát hiện 170 loài và dưới loài vi tảo ở sông Nhuệ - Đáy gồm 5 ngành, trong đó có Tảo silic (67 loài),

Tảo mắt (43 loài), Tảo lục (31 loài), Vi khuẩn lam (26 loài), Tảo giáp (3 loài) [30]

Nguyễn Lê Ái Vĩnh (2013), khi nghiên cứu thành phần loài và độc tố

microcystin của Vi khuẩn lam Microcystis gây nở hoa nước ở hồ Phú Vinh đã thống

kê được 7 loài M aeruginosa (Kützing) Lemmermann, M ichthyoblabe Kützing,

M novacekii (Komárek) Compère, M panniformis Komárek et al., M pseudofilamentosa Crow, M ramosa Bharadwaja và M wesenbergii (Komárek)

Komárek in Kondratieva [41]

1.3 Chất lượng nước trong các thủy vực trên thế giới và ở Việt Nam

1.3.1 Một số thông số đánh giá chất lượng nước

- Độ pH là một trong những chỉ tiêu xác định chất lượng nước đối với nước cấp và nước thải Nó ảnh hưởng tới các phản ứng hóa sinh trong cơ thể sinh vật cũng như trong môi trường nước

- Độ đục: Độ đục do các hạt lơ lững, các chất hữu cơ phân hủy hoặc sinh vật thủy sinh gây ra Độ đục làm giảm khả năng truyền ánh sáng và giảm khả năng quang hợp của các loài thủy sinh, giảm thẩm mĩ và chất lượng nước khi sử dụng

- Oxi hòa tan (DO - Dissolved oxigen) - (mg/l): Oxi hòa tan trong nước rất cần thiết cho sinh vật hiếu khí Bình thường oxi hoà tan trong nước khoảng 8-10 (mg/l), chiếm 70- 85% khi oxi bão hòa Mức oxi hòa tan trong nước tự nhiên và nước thải phụ thuộc vào mức độ ô nhiễm chất hữu cơ, vào hoạt động của giới thủy sinh, các hoạt động sinh hóa, hóa học và vật lý của nước

- Chỉ số COD (Nhu cầu oxy hóa học - Chemical oxygen Demand) – (mg/l): COD là lượng oxi cần thiết cho quá trình oxi hóa toàn bộ các chất hữu cơ có trong mẫu nước thành CO2 và nước

- Hàm lượng nitơ (N): Hợp chất nitơ có trong nước thải là các hợp chất protein

và các sản phẩm phân hủy: amôn, nitrat, nitrit,…

- Hàm lượng phospho (P): Phospho tồn tại trong thủy vực với các dạng H2PO4,

PO43-, HPO42-, polyphosphat, phosphat hữu cơ Đây là một nguồn dinh dưỡng cho

vi tảo nhưng cũng gây ô nhiễm và góp phần thúc đẩy hiện tượng phú dưỡng ở các thủy vực

Dựa vào các chỉ tiêu lý hóa, người ta có thể đưa ra các đánh giá về chất lượng nước, tìm ra mối liên quan giữa sự sinh trưởng của thủy sinh vật với môi trường sống, dự báo những nguy cơ đối với con người cũng như hệ sinh thái thủy sinh liên quan và đề ra biện pháp khắc phục

1.3.2 Chất lượng nước trong các thủy vực trên thế giới và Việt Nam

Chất lượng nước đang bị đe dọa bởi ô nhiễm môi trường, đặc biệt là ở khu vực

đô thị và liên quan đến phát triển nông nghiệp không bền vững

Ở Mĩ, hằng năm có tới 10 tấn thuốc trừ sâu thải ra vịnh Mehico, mỗi năm ngành công nghiệp giấy, hóa chất trên toàn nước Mĩ đổ ra các sông lượng chất thải khoảng 94,5 tỉ m3 [theo 26] Tại Trung Quốc, trong số 523 con sông được kiểm soát thì có tới 436 sông đã bị ô nhiễm ở các mức độ khác nhau [theo 3]

Theo danh sách mới nhất của Viện Blacksmith, trụ sở tại New York, ước tính

có khoảng 1.000 tấn thủy ngân chảy ra sông từ các mỏ vàng ở Kalimantan,

Indonesia mỗi năm Ở quanh lưu vực con sông Citarum, Indonesia, có ít nhất 9 triệu

người đang sống trên diện tích trải dài 13.000 km2 Cư dân địa phương và trên 2.000 nhà máy nằm bên bờ sông xả một lượng lớn chất thải công nghiệp và sinh hoạt thẳng xuống dòng sông này Mức độ ô nhiễm kim loại của dòng sông đã vượt

quá tiêu chuẩn an toàn của thế giới đối với các kim loại chì, cadmium, chromium, arsenic và thủy ngân Nước của dòng sông này được dùng để tưới tiêu, ăn uống, tắm giặt…

Gần 90% trong số 270 nhà máy thuộc da được đăng ký ở Bangladesh nằm trên diện tích đất 25ha ở Hazaribagh thuộc thủ đô Dacca của Bangladesh Những nhà máy này xả 22.000 lít chất thải độc hại, bao gồm những chất gây ung thư như chromium ra sông Burigangam mỗi ngày Tệ hơn nữa, ít nhất 185.000 người sống quanh dòng sông cũng xả chất thải sinh hoạt xuống sông

Sông Matanza-Riachuelo đoạn chảy qua thủ đô Buenos Aires của Argentina

có chiều dài 64 km cũng là nơi đón nhận lượng chất thải lớn từ các công ty hóa chất

và nhà máy công nghiệp xung quanh Ô nhiễm ở đây đe dọa nghiêm trọng sức khỏe của nhiều cư dân trong vùng

Hàng trăm dặm trên các con sông ở thành phố New York đã không có sự sống

do chất thải của nhiều nhà máy đổ vào Ở Malaysia có 10 con sông ô nhiễm đến mức cá không thể sống được Ở Peru các chất thải đã làm ô nhiễm dòng sông Rimac (nguồn cung cấp nước cho thủ đô) với hàm lượng Pb, Cr, As, Zn,… rất cao, nhiều con sông khác cũng nhiễm kim loại nặng Đáng chú ý là các mẫu tôm, cua, cá, sò ở vịnh Giacacta ( Inđonexia) theo WHO thì lượng chì vượt quá 4%, thủy ngân vượt quá 38%, cadini vượt quá 76% Ở Mỹ La Tinh lượng chất độc từ các bãi thải xâm nhập vào nước ngầm cứ 15 năm lại tăng gấp đôi

Ở Trung Quốc, hiện tượng dòng sông máu, nước đổi thành màu vàng, da cam,

đỏ, nâu vàng, cá chết, tảo phủ kín các dòng sông đang ngày càng xảy ra với tần suất dày đặc như sông Tùng Hoa, sông Kiện Hằng (Lạc Dương), sông Sào hồ (Hợp Phì tỉnh An Huy)…thậm chí một đoạn sông thuộc Ôn Châu- Chiết Giang có thể biến thành dòng sông lửa trong nháy mắt chỉ với một mẩu thuốc cháy dở do nhiễm dầu nặng Hiệp hội Y tế Bắc Kinh cho biết, tính đến năm 2013 trong số 100 con sông ở thủ đô Bắc Kinh, chỉ có hai hoặc ba con sông có thể dùng để cấp nước

Hiện nay tại Việt Nam, chúng ta sử dụng khoảng 15.000- 25.000 tấn thuốc trừ sâu, khoảng 200 loại thuốc diệt cỏ, diệt chuột sự tồn tại các chất này trong đất gây nguy cơ tiềm tàng ô nhiễm nước mà chưa đánh giá hết được [theo 40]

Theo khảo sát của Trung tâm Quan trắc môi trường Quốc gia - Tổng cục Môi trường (Bộ Tài nguyên và Môi trường) cho thấy hiện trạng môi trường nước mặt lục địa nhiều nơi bị ô nhiễm nghiêm trọng Ở miền Bắc, dân cư tập trung đông đúc (đặc biệt là Đồng bằng sông Hồng), lượng nước thải của các đô thị lớn hầu hết đều chưa được xử lý, xả trực tiếp vào các kênh mương và chảy thẳng ra sông Ngoài ra một lượng lớn nước thải công nghiệp, làng nghề cũng là áp lực lớn đối với môi trường nước

Một số sông ở vùng núi Đông Bắc như: sông Kỳ Cùng và các sông nhánh trong những năm gần đây, chất lượng nước đã giảm sút xuống loại A2, sông Hiến, sông Bằng Giang còn ở mức B1 Đầu nguồn (Lai Châu, Lào Cai, Yên Bái, Hà Giang) vài năm gần đây mùa khô xuất hiện hiện tượng ô nhiễm bất thường trong thời gian ngắn 3 - 5 ngày Sông Hồng qua Phú Thọ, Vĩnh Phúc hầu hết các thông số vượt QCVN 08:2008 - A1, một số địa điểm gần các nhà máy thậm chí xấp xỉ B1 (đoạn sông Hồng từ Cty Super Phốt phát và hóa chất Lâm Thao đến KCN phía nam TP.Việt Trì), các thông số vượt ngưỡng B1 nhiều lần So với các sông khác trong vùng, sông Hồng có mức độ ô nhiễm thấp hơn Khu công nghiệp hóa chất Việt Trì, Lâm Thao thải ra sông Hồng 35 triệu m3 nước thải hàng năm [theo 27]

Miền Trung và Tây Nguyên có một số khu vực chất lượng nước giảm do việc đổi dòng phục vụ các công trình thủy lợi (hiện tượng ô nhiễm trên sông Ba vào mùa khô) Nguồn ô nhiễm chính khu vực Đông Nam Bộ là nguồn ô nhiễm nước mặt chủ yếu do nước thải công nghiệp và sinh hoạt Sông Đồng Nai khu vực thượng lưu sông chất lượng nước tương đối tốt nhưng khu vực hạ lưu (đoạn qua TP Biên Hòa) nước sông đã bị ô nhiễm

Hiện nay, hầu hết các sông hồ ở các thành phố lớn như Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh, Cần Thơ, Quy Nhơn, Thái Nguyên, Hải Dương - nơi có dân cư đông đúc

và nhiều các khu công nghiệp lớn đều đã bị ô nhiễm Nhiều nơi bị ô nhiêm nghiêm trọng Nguyên nhân là do phần lớn nước thải sinh hoạt và công nghiệp, nông nghiệp đều đổ thẳng vào các ao hồ, sau đó chảy ra các con sông lớn Ngoài ra, các cơ sở sản xuất như các lò mổ và ngay cả bệnh viện cũng đang thải vào nguồn nước các tác nhân ô nhiễm sinh học, hóa chất…(bao gồm cả nước mặt và nước ngầm)

Kết quả khảo sát 12 hồ (Nghĩa Tân, Đống Đa, Hào Nam, Văn Chương, Thành Công, Giảng Võ, Thiền Quang, Thủ Lệ, Trung Tự, Bảy Mẫu) nằm trong khu vực

Hà Nội cho thấy chất lượng nước đều ô nhiễm với mức độ khác nhau Trong đó hồ Thủ Lệ, Thiền Quang, Nghĩa Tân ít ô nhiễm hơn về hàm lượng NH4+, PO43- so với cáchồ khác Tại các hồ ô nhiễm, BOD5 , vượt quá mức cho phép 10mg/l Ở Hà Nội

cứ mỗi ngày đêm, lượng nước thải ra lên tới 300000 m3 làm cho các dòng sông Kim Ngưu, Tô Lịch, sông Nhuệ…có màu sẫm, mùi hôi thối và tanh, DO thấp (có khi bằng 0), BOD5 trên 50 (mg/l), NH4+ trên 10 (mg/l), NO2 tăng vọt, H2S gần 30 (mg/l)

1.4 Một số ảnh hưởng của vi tảo

1.4.1 Khả năng gây hại của vi tảo

Bên cạnh một số những lợi ích của vi tảo tới hệ sinh thái nước như làm sạch thủy vực, cung cấp thức ăn có động vật thủy sinh, cân bằng chu các chu trình sinh hóa trong nước vẫn tồn tại một số tác động có hại của vi tảo

- Sự nở hoa nước của vi tảo: Trong quá trình sinh trưởng của vi tảo, do một số

những thay đổi đột ngột hoặc mang tính chu kỳ của các yếu tố môi trường như cường độ ánh sáng, nhiệt độ, dinh dưỡng làm cho một hoặc một vài loài vi tảo phát triển mạnh, đạt mật độ cao và lấn át các loài khác gây đổi màu nước có thể quan sát được bằng mắt thường đó là hiện tượng “nở hoa nước” Ở Việt Nam, Ở Việt Nam, nhiều loài trong ngành Vi khuẩn lam (Cyanobacteria) và Tảo lục (Chlorophyta) thường gây nở hoa nước tại các hồ, hồ chứa nước ngọt

Các loài trong ngành Vi khuẩn lam rất rộng về sinh thái, nhạy cảm với cường

độ chiếu sáng, nhu cầu dinh dưỡng không cao, nên chúng rất phổ biến trong các thủy vực nước ngọt trên toàn thế giới trong đó có Việt Nam Hầu hết các loài trong ngành đòi hỏi thủy vực có thời gian lưu trữ nước lâu, có thể gây nở hoa trong điều kiện nước phú dưỡng (với nồng độ muối amoni và photphas cao) và vẫn thường xảy

ra ngay cả khi các muối dinh dưỡng này có nồng độ rất thấp Điều đó cho thấy rằng, các loài này có thể cạnh tranh tốt hơn so với các loài của ngành khác trong cùng điều kiện dinh dưỡng Tốc độ tăng trưởng tối đa của Vi khuẩn lam hầu như ở nhiệt

độ trên 250C (Robarts và Zohary, 1987) [67] Nhiệt độ tối ưu này cao hơn so với

Tảo lục và Tảo silic Điều này có thể giải thích tại sao trong các vùng nước nhiệt đới hiện tượng nở hoa nước của các loài Vi khuẩn lam thường xuyên xảy ra đặc biệt

là vào mùa hè Do các loài Vi khuẩn lam chứa các túi khí giúp chúng điều chỉnh quá trình nổi khi cường độ ánh sáng thay đổi, vì thế bắt đầu từ mùa xuân tới cuối mùa

hè, Vi khuẩn lam phát triển rất mạnh đặc biệt là chi Microcystis có thể nổi lên tầng

nước trên cùng để quang hợp, chính điều này làm giảm lượng ánh sáng xuyên xuống các lớp nước bên dưới và hạn chế sự sinh trưởng của loài khác, khiến quần thể Vi khuẩn lam ngày càng ưu thế và lấn át các loài còn lại

Tại Pháp, hiện tượng nở hoa nước của Vi khuẩn lam xảy ra tới bốn tháng trong năm không phải là hiếm Tại Nhật Bản, Bồ Đào Nha, Tây Ban Nha, Nam Phi,

Úc, sự nở hoa nước của Vi khuẩn lam có thể xảy ra đến sáu tháng hoặc lâu hơn Ngược lại, trong những năm khô hạn, ở các khu vực nhiệt đới hoặc cận nhiệt đới của Trung Quốc, Brazil và Úc, Vi khuẩn lam có thể gây nở hoa nước hầu như quanh năm [theo 48]

Kết quả điều tra nghiên cứu các hồ chứa và một số thủy vực thuộc các tỉnh phía Bắc được tiến hành bởi Đặng Đình Kim, Đặng Hoàng Phước Hiền (2006) cho thấy:

những loài tảo độc gây nở hoa nước thuộc về các chi: Microcystis, Anabaena, Aphanizomenon, Oscillatoria và Gomphospheria Theo Dương Đức Tiến (2005),

trong hồ Hoàn Kiếm và một số thủy vực miền Nam - Việt Nam có các chi

Microcystis, Cylindrospermopsis, Anabaena, Oscillatoria, Lyngbya chiếm đa số về

thành phần loài gây nở hoa nước, trong đó có các loài có khả năng gây độc như

Microcystis aeruginosa, M viridis, M botrys, M wesenbergii và Cylindrospermopsis raciborskii

- Độc tố vi tảo: Nhiều loài vi tảo có khả năng sinh độc tố Theo chuỗi thức ăn,

các độc tố tảo gây ảnh hưởng tới đời sống của các động vật thủy sinh và con người

Ví dụ như: loài Nodularia spumigena tiết nodularin là chất độc thần kinh; Microcystis aeruginosa tiết microcystin; M viridis, Anabaena flos-aquae, Anabaena sp., Oscillatoria agerdii tiết ra các độc tố đầu độc gan, hệ thần kinh; Lyngbya majuscule tiết độc gây ngứa da và tiêu chảy

Độc tố vi khuẩn lam (Cyanotoxins) là một nhóm các độc tố tự nhiên của một

số loài trong ngành Vi khuẩn lam Các nghiên cứu về sự xuất hiện, phân phối và

mật độ của Vi khuẩn lam độc đã tiến hành ở một số quốc gia trong những năm 1980

sử dụng phương pháp xét nghiệm sinh học trên chuột Phương pháp định lượng độc

tố chỉ có từ cuối năm 1980, nhưng các nghiên cứu cụ thể về cyanotoxins đã được gia tăng đáng kể từ đó Các kết quả của cả hai phương pháp tiếp cận cho thấy độc tố thần kinh thường ít phổ biến Ngược lại, các độc tố peptide dạng vòng (microcystin

và nodularin) phổ biến hơn và chủ yếu gây tổn thương gan Microcystin là peptide rất ổn định và có khả năng kháng hóa chất thủy phân hoặc quá trình oxy hóa ở pH gần trung tính Microcystin và nodularin vẫn mạnh ngay cả sau khi đun sôi Trong vùng nước tự nhiên và trong bóng tối, microcystin có thể kéo dài vài tháng hoặc nhiều năm Ở nhiệt độ cao (400C), pH cao khiến microcystin thủy phân chậm (khoảng 10 tuần ở pH =1 và lớn hơn 12 tuần ở pH =9 (Harada et al., 1996) Microcystin có thể bị oxy hóa bởi ozone và các chất chống ô xy hóa mạnh mẽ khác,

và suy giảm bởi tia cực tím (UV) Các quá trình này có liên quan để xử lý nước

Anatoxins: Anatoxin-a tương đối ổn định trong bóng tối, môi trường trung tính hoặc axit, nhưng suy thoái nhanh chóng trong khi tiếp xúc (Matsunaga et al., 1989) Cylindrospermopsin tương đối ổn định trong bóng tối, suy thoái xảy ra chậm

ở nhiệt độ cao (50°C) (Chiswell et al., 1999) [theo 48]

Trong một số trường hợp, các độc tố của tảo chỉ được điều tra sau khi bệnh nhân đã tiếp xúc và phát triển các triệu chứng ngộ độc Hoạt động này thường diễn

ra sau khi các tác nhân gây bệnh khác đã bị chứng minh không có tác động Thậm chí nhiều năm sau đó, khi kiến thức về sự nở hoa nước và độc tố của vi tảo được kết nối với các thông tin về những đợt bùng phát các triệu chứng không rõ nguyên nhân, người ta mới thấy cyanotoxins và các độc tố từ các loài vi tảo khác đã gây ra nhiều trường hợp tử vong cho vật nuôi, động vật Trường hợp tử vong của con người được coi như hậu quả của việc tích trữ lâu ngày các độc tố thông qua uống nước gây ra các bệnh về gan, thận chứ không gây chết cấp tính

Một số độc tố như microcystin và cylindrospermopsin có thể được xử lý bằng phương pháp oxy hóa kết hợp với phương pháp lọc, khử trùng truyền thống

Mặc dù vi khuẩn lam gây độc xảy ra trong một số lượng lớn các hồ, hồ chứa

và sông ở thế giới, nhưng các báo cáo định lượng về biến đổi theo mùa của các loài

cyanobacteria và thành phần, nồng độ chất độc là rất hiếm Chỉ có một vài nghiên cứu về thời vụ, không gian trong các hồ đã được công bố

Nồng độ độc tố tối đa cho mỗi gram trọng lượng khô thường đạt được vào mùa hè hoặc mùa thu, khi sinh khối của Vi khuẩn lam tăng mạnh nhất (Wicks và Thiel -1990, Watanabe và cộng sự -1992, Kotak và cộng sự - năm 1995, Maršálek

và cộng sự - 1995, Vezie và cộng sự - 1998) Tuy nhiên, thời điểm chất độc đạt nồng độ tối đa và sinh khối tối đa không nhất thiết phải trùng hợp Một nghiên cứu của Kotak và cộng sự (1995), đã tìm thấy nồng độ của microcystin trong nước nở hoa vào ban ngày cao hơn vào ban đêm, trong khi một nghiên cứu ở Úc phát hiện không có sự thay đổi trong nồng độ microcystin khi mẫu được ủ trong 24 giờ ở độ sâu khác nhau trong một hồ chứa (Jones và Falconer, 1994) [theo 48]

Tại Việt Nam có một số công trình nghiên cứu mới về tảo độc, chủ yếu về vi khuẩn Lam như: Đỗ Thị Bích Lộc và cộng sự (2010) [21], Dương Thị Thủy (2001) [31], Đào Thanh Sơn và cộng sự (2010) [49], Nguyễn Lê Ái Vĩnh (2013) [41], Nguyễn Lê Ái Vĩnh và cộng sự (2012) [64], Nguyễn Thị Thu Liên (2007) [63]

1.4.2 Tiềm năng sản xuất nhiên liệu sinh học từ vi tảo

Các loại nhiên liệu hóa thạch, nhiên liệu sinh học hiện nay như ethanol, methane, biodiesel được làm ra từ ngũ cốc, hạt có dầu, mỡ động vật, phế thải nông nghiệp…trong tương lai có thể sẽ được thay thế bằng dầu vi tảo với khả năng sản xuất nhiên liệu sử dụng ít qua chuyển hóa, năng suất trên cùng một ha nuôi trồng cao hơn tới 30 lần năng suất của các loài cây cho dầu như hạt cải dầu hoặc hoa hướng dương lại có khả năng sử dụng nguồn nước thải nên giải quyết được nhiều vấn đề cùng lúc Một tuyên bố mới đây của Giám đốc UNEP, A Steiner : " Nhiên liệu sinh học phát triển từ dầu cọ của Indonesia có thể không bao giờ được coi là bền vững ", do việc tàn phá liên tục rừng nhiệt đới để mở rộng sản xuất dầu cọ

Ngoài ra, với sản lượng ít hơn 500-5000 L dầu diesel sinh học cho mỗi ha (Johnston và cộng sự, 2009), những loại cây trồng này đòi hỏi diện tích đất canh tác rất lớn, đất có sẵn trong các vùng khí hậu thích hợp bao gồm hầu hết các hệ sinh thái tự nhiên còn lại sẽ trở nên khan hiếm ngay cả khi nhiên liệu sinh học được sản xuất từ hầu hết các loại cây trồng như dầu cọ, mía, ngô… Và khi tăng gấp đôi sản lượng, khoảng một nửa hệ sinh thái nguyên vẹn còn lại trên thế giới sẽ phải hy sinh

để làm khu dự phòng nhu cầu nhiên liệu lỏng Và chỉ vi tảo mới có thể cung cấp đủ nhiên liệu lỏng trên một vài phần trăm diện tích của vùng khô hạn có sẵn Nếu sinh khối tảo được quản lý đúng cách thì các nơi diện tích lớn như sa mạc, các đại dương hoặc chất thải sẽ trở thành trung tâm sản sinh năng lượng bền vững khổng lồ bằng cách khai thác và tái chế các chất dinh dưỡng từ các nguồn chất thải đô thị và nông

nghiệp Trước bối cảnh này, người ta đã sử dụng các loài như Anabeana azolae, Chlorogloea fritchii, Phormidium sp, Porphyridium purpureum, Scenedesmus obliquus để sản xuất H2 Một số loài vi tảo thuộc các chi như Scenedesmus, Chlorella, Botryococcus, cũng đã được khẳng định về khả năng chiết suất nhiên

liệu sinh học

Riêng với tảo Botryococcus braunii Kützing được xác định có mặt ở một số

nước như Mỹ, Bồ Đào Nha, Pháp, Ấn Độ, Nhật Bản, Philippines, Malaysia, Thái

Lan Ở Việt Nam, Botryococcus braunii cũng đã được tìm thấy ở một số nơi như

hồ chứa sông Rác (Hà Tĩnh), đập Diễn Lâm (Diễn Châu- Nghệ An), hồ Phú Vinh (Đồng Hới- Quảng Bình) Loài này được nhiều nơi trên thế giới đang tập trung

nghiên cứu do nó có hàm lượng dầu cao Trên thế giới, Botryococcus braunii Kützing được nuôi trồng trong các điều kiện khác nhau như các mương

bằng xi măng, ống nhựa, quang điện…nhưng có nhược điểm đòi hỏi chi phí cao cho môi trường dinh dưỡng, thu hồi hidrocacbon trong dung dịch nuôi, hiệu suất sản xuất hidrocabon chưa đạt yêu cầu…Các nhược điểm này đang được khắc phục nhằm tạo ra nguồn nhiên liệu có thể sản xuất quy mô lớn với chi phí rẻ hơn

1.5 Một số đặc điểm về địa điểm nghiên cứu - hồ chứa Phú Vinh (Đồng Hới - Quảng Bình)

Hồ Phú Vinh là hồ chứa thủy lợi, công trình này được xây dựng với mục tiêu chính là cung cấp nước cho sản xuất nông nghiệp và tham gia điều tiết lũ cho vùng

hạ du, tạo nguồn nước cho sinh hoạt và kết hợp phát điện

Hồ chứa nước Phú Vinh (Quảng Bình) có toạ độ 17°27'30"N 106°32'42"E, được khởi công 1/5/1995, tại xã Thuận Đức và phường Đồng Sơn của thành phố Đồng Hới Với diện tích lưu vực 38km2, diện tích mặt nước 4,02km2, dung tích hồ

là 22,36 triệu m2 nước, khả năng tưới 1570 ha, cung cấp 18000 m3 nước sinh hoạt/ngày cho thị xã Đồng Hới Hồ Phú Vinh trở thành niềm tự hào của Quảng

Bình trong việc cung cấp nước cho thành phố Đồng Hới đồng thời góp phần tiêu úng, chống hạn cho ngành nông nghiệp Hồ có lưu vực rộng, hệ thống hồ có ba đập đất dài (một đập chính và hai đập phụ) nằm phân tán Công trình được hưởng huy chương vàng chất lượng cao và là công trình tiêu biểu thập kỷ 90 Tại thành phố Đồng Hới, nhà máy nước Phú Vinh đã được xây dựng và đưa vào hoạt động với quy mô công suất 19000 m3/ngày đêm đã được đầu tư hoàn thành từ 30/06/2005 Tỷ

lệ phát huy công suất so với công suất thiết kế Nhà máy nước Phú Vinh – Đồng Hới

là 56 %

Hồ Phú Vinh: nước có loại hình hóa học chủ yếu là Clorua- Bicacbonat- Natri – Magie, độ tổng khoáng hóa 0,039 g/l (B161), pH nước hồ trong mẫu lấy 1997 là 6,8 không khác nhiều so với hiện tại [1]

Do là hồ cấp nước sinh hoạt cho nhân dân, hiện tượng nở hoa nước vẫn diễn ra trong nhiều năm, vì thế việc nghiên cứu xác định thành phần loài vi tảo là vô cùng cần thiết, giúp phòng tránh các nguy cơ bất lợi từ nguồn nước và cung cấp thông tin cho một số lĩnh vực liên quan

Chương 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng, thời gian và địa điểm nghiên cứu

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu của đề tài gồm các loài vi tảo được tìm thấy trong hồ chứa Phú Vinh (thành phố Đồng Hới, tỉnh Quảng Bình) và một số chỉ tiêu thủy lý, thủy hóa của hồ

2.1.2 Thời gian nghiên cứu

Thời gian thu thập số liệu, xử lý và viết luận văn được tiến hành từ tháng 5 năm 2013 đến tháng 10 năm 2014 Trong đó, thời gian thu mẫu được tiến hành trong 4 đợt vào các thời điểm sau:

Đợt 1: 23/05/2013

Đợt 2: 18/08/2013

Đợt 3: 31/12/2013

Đợt 4: 29/2/2014

2.13 Địa điểm nghiên cứu

Trong mỗi đợt thu mẫu vi tảo và mẫu nước tại hồ Phú Vinh (Đồng Hới, Quảng Bình), chúng tôi đã tiến hành thu mẫu tại 9 điểm theo sơ đồ trong hình 2.1

Hình 2.1: Sơ đồ các điểm thu mẫu tại hồ Phú Vinh (Đồng Hới, Quảng Bình)

Bảng 2.1: Tọa độ GPS các điểm thu mẫu ở hồ Phú Vinh (Đồng Hới- Quảng Bình)

Điểm 1: Đ1 17°26'56.9"N 106°33'05.2"E 17°27'26.0"N 106°33'05.7"E Điểm 9: Đ9

Điểm 2: Đ2 17°27'07.5"N 106°33'07.7"E 17°27'42.1"N 106°33'01.8"E Điểm 7: Đ7

Điểm 3: Đ3 17°27'24.5"N 106°33'20.5"E

Điểm 5: Đ5 17°27'53.3"N 106°33'05.8"E Điểm 4: Đ4

17°27'31.9"N 106°33'17.6"E 17°27'59.6"N 106°32'56.0"E Điểm 6: Đ6

Điểm 8: Đ8 17°27'14.4"N 106°32'56.7"E

Tuyến 1:

Đ1Đ2Đ3Đ4Đ5

Tuyến 2: Đ6Đ7Đ8Đ9

2.2 Nội dung nghiên cứu

- Điều tra thành phần loài vi tảo phân bố trong hồ chứa Phú Vinh

- Điều tra sự biến động về thành phần và số lượng loài vi tảo trong hồ Phú Vinh qua một số thời điểm trong năm

- Phân tích một số chỉ tiêu chất lượng nước (nhiệt độ, độ trong, pH, DO,

NH4+, PO43-) của hồ chứa Phú Vinh trong một số thời điểm trong năm

- Đánh giá mối quan hệ giữa thành phần và số lượng loài vi tảo với các chỉ tiêu thủy lý, thủy hóa được phân tích

- Thử nghiệm nuôi vi tảo Botryococcus braunii Kützing tại phòng thí nghiệm

bằng nước hồ Phú Vinh

2.3 Phương pháp nghiên cứu

2.3.1 Phương pháp thu mẫu

2.3.1.1 Thu mẫu nước

Mẫu nước dùng để phân tích một số chỉ tiêu thủy lý, thủy hóa được thu vào chai nhựa PE 1,5 lít rồi cho vào 2ml chloroform/1 lít nước mẫu, bảo quản ở 40C và phân tích tại phòng thí nghiệm Hóa sinh, Khoa Sinh học, trường Đại học Vinh trong vòng 24h Mẫu xác định oxy hòa tan (DO) được cố định ngay tại hiện trường theo phương pháp Winkler Các chỉ tiêu nhiệt độ, độ trong, pH, độ mặn được đo tại hiện trường

2.3.1.2 Thu mẫu tảo

Mẫu tảo được thu trùng với các điểm thu mẫu nước Mẫu được thu ở tầng nước mặt, độ sâu 0 – 0,5 m Dùng lưới vớt thực vật nổi có đường kính mắt lưới 25µm vớt qua vớt lại nhiều lần trên mặt nước để thu mẫu định tính Đong 10 lít nước lọc qua lưới để thu 50ml dùng cho việc định lượng Các mẫu tảo đều được cố định bằng formol 4%

Kết quả thu được 9 mẫu định tính và 9 mẫu định lượng trong mỗi đợt lấy mẫu Các mẫu đều được ghi nhãn đầy đủ

Mẫu vi tảo được bảo quản và phân tích tại phòng thí nghiệm Vi Sinh và phòng thí nghiệm Thực vật (Trung tâm Thực hành thí nghiệm, Trường Đại học Vinh)

2.3.2 Phương pháp phân tích một số chỉ tiêu thủy lý, thủy hóa

Dựa theo tài liệu của Lê Văn Khoa (chủ biên) và cộng sự (1996), Phương pháp phân tích đất, nước, phân bón và cây trồng, NXB Giáo dục [19] để phân tích

các chỉ tiêu thủy lý, thủy hóa Cụ thể như sau:

- Nhiệt độ: Đo bằng nhiệt kế ở độ sâu 15-20 cm

- Độ trong: đo bằng đĩa Secchi

- pH: đo bằng máy đo pH

- Xác định hàm lượng oxy hòa tan (Dissolved Oxygen - DO): theo phương pháp Winkler

- Xác định nhu cầu oxi hóa hóa học (Chemical Oxigen Demand - COD): theo phương pháp Kalipenmanganat

- Xác định hàm lượng NH4+ bằng phương pháp so màu với thuốc thử Nessler

+ Ngành Vi khuẩn lam (Cyanobacteria) được định loại dựa theo tài liệu của Desikachary (1959) [50], Dương Đức Tiến (1996) [34], Komárek và Anagnostidis (1998) [57] và Komárek và Anagnostidis (2005) [58]

+ Ngành Tảo lục (Chlorophyta) được định loại dựa theo tài liệu của Dương Đức Tiến và Võ Hành (1997) [36], Philipose M T (1967) [65], Wehr J D và Sheath R

2.3.3.2 Phương pháp định lượng vi tảo

Xác định mức độ gặp các loài tảo thuộc các ngành theo quy ước: Mỗi mẫu tảo

ở mỗi điểm thu mẫu được quan sát trên 15 tiêu bản, nếu mỗi loài tảo xuất hiện trên mỗi tiêu bản trên chiếm:

Khi thu mẫu, lấy 10 lít nước hồ, lọc qua lưới vớt thực vật nổi N0 75 còn lại 50

ml như vậy đã cô đặc 200 lần Nên tế bào tảo trong 1 lít nước hồ là:

X= m/4 x 106 (tế bào/lít)

Trong đó: m là số tế bào tảo trung bình đếm được trong 5 ô vuông lớn của buồng đếm

X là số tế bào tảo trong 1 lít nước hồ

2.3.4 Phương pháp nuôi thử nghiệm chủng Tảo lục Botryococcus braunii

K2HPO4: 5 (mg/ml)

KH2PO4: 10 (mg/ml) CaCl2.2H2O: 10 (mg/ml) Sắt citrat: 2 (mg/ml) Axit citric: 2 (mg/ml) Đệm MES: 0,4 (g/l) pH: 6,6

Môi trường sử dụng nước hồ Phú Vinh được chuẩn bị như sau : Thu 10 lít

nước hồ Phú Vinh, lọc bằng lưới thực vật nổi sau đó để lắng 2 tuần, tiếp đến lọc bằng bình lọc nước mini nhằm loại bỏ cặn sót lại Lấy 300 ml nước Phú Vinh sau

khi lọc để nuôi BOT-144 Điều chỉnh pH =6,6

+ Tiến hành :

Dùng micropipet hút một vài tập đoàn BOT-144 và cho vào hai bình tam giác chứa 300 ml môi trường AF6 và 300 ml nước hồ Phú Vinh đã được khử trùng Sau đó tiến hành nuôi dưới dàn đèn huỳnh quang gồm 2 bóng đèn 30W Nuôi trong điều kiện nhiệt độ thường 300C -330C

Sau 20 ngày lọc 100ml dịch nuôi, sấy trong 24 giờ ở 600C bằng tủ sấy sau đó đem cân sinh khối khô

Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

3.1 Kết quả phân tích một số chỉ tiêu thủy lý, thủy hóa ở hồ Phú Vinh – Đồng Hới – Quảng Bình

3.1.1 Độ pH

Kết quả đo pH của hồ trong các đợt nghiên cứu được thể hiện trong Bảng 3.1 :

Bảng 3.1 Biến động pH qua các đợt nghiên cứu

Kết quả đo được trong quá trình thu mẫu cho thấy: pH của nước hồ Phú Vinh phù hợp với QCVN08: 2008/BTNMT thích hợp cho mục đích sử dụng cấp nước sinh hoạt, tưới tiêu và các mục đích khác Giá trị pH có sự chênh lệch nhau giữa các đợt Trong đó, Đợt 3 có trị số pH thấp nhất với pH= 6,5; cao nhất là Đợt 2 với pH= 7,4; pH trong Đợt 1 là pH=6,8; Đợt 4 có pH= 6,6

Sự chênh lệch trên có thể do đợt thu mẫu thứ 3 được tiến hành vào tháng 12 dương lịch, đây là thời điểm lạnh trong năm kèm theo mưa liên tục, nhiệt độ giảm cùng với cường độ chiếu sáng thấp khiến cho tảo và các thực vật thủy sinh khác phát triển kém, lượng CO2 bị hấp thụ ít đi làm môi trường thiên về axit yếu Đợt 2

có pH cao nhất một phần nguyên nhân có thể do trong đợt này cường độ chiếu sáng

Thời gian thu mẫu Đợt 1

(5/2013)

Đợt 2 (8/2013)

Đợt 3 (12/2013)

Đợt 4 (2/2014) Giá trị giới hạn

mạnh, nhiệt độ cao khiến vi tảo phát triển mạnh, lượng CO2 hấp thụ nhiều từ môi trường nước làm pH nước tăng lên

3.1.2 Độ trong

Kết quả đo độ trong qua các đợt nghiên cứu được thể hiện trong Bảng 3.2:

Bảng 3.2 Biến động độ trong qua các đợt nghiên cứu

Thời gian và địa điểm thu mẫu

Độ trong (cm) Đợt 1

(5/2013)

Đợt 2 (8/2013)

Đợt 3 (12/2013)

Đợt 4 (2/2014)

Độ trong giữa các điểm thu mẫu cũng thay đổi liên tục, một phần do địa hình của lòng hồ, có những khu vực rất sâu nhưng có những điểm rất nông nên bị chị phối bởi các yếu tố như sóng gió, nền đáy…Điểm 8 và Điểm 9 là những điểm có mực nước nông, nền đáy chủ yếu là đất cát nên độ đục tăng Các điểm còn lại nằm trong khu vực nước sâu và có kè đá nên độ đục giảm

3.1.3 Nhiệt độ

Kết quả đo nhiệt độ trong các đợt nghiên cứu được thể hiện qua Bảng 3.3

Bảng 3.3 Biến động Nhiệt độ nước qua các đợt nghiên cứu (0C)

Khi điều tra thành phần loài vi tảo thuộc hồ Phú Vinh, nhiệt độ nước đo được tại các vị trí trong các đợt thu mẫu cho thấy: nhiệt độ trung bình trong Đợt 1: 29,10C; Đợt 2: 29,80C; Đợt 3: 19,90C; Đợt 4: 25,80C Như vậy, nhiệt độ cao nhất đo được là vào Đợt 2, điều này được lý giải do thời gian thu mẫu trùng vào đợt nắng nóng của mùa hè, nhiệt độ không khí cao (310C) Nhiệt độ thấp nhất vào Đợt 3 với

200C do là mùa đông nên nhiệt độ không khí giảm (20,,280C) kéo theo sự giảm nhiệt của tầng nước mặt Như vậy nhiệt độ nước hồ có liên quan chặt chẽ tới các mùa và thay đổi tỉ lệ thuận với nhiệt độ không khí

Thời gian và địa điểm thu

mẫu

Nhiệt độ ( 0 C) Đợt 1

(5/2013)

Đợt 2 (8/2013)

Đợt 3 (12/2013)

Đợt 4 (2/2014)

Nhiệt độ đo được tại các vị trí thu mẫu không thay đổi nhiều, nhưng vẫn có

sự thay đổi theo thời gian thu mẫu trong ngày, nhiệt độ nước trong ngày trung bình các đợt tăng dần từ sáng tới chiều và cao nhất từ khoảng 12:00 - 15:00 giờ sau đó giảm dần

3.1.4 Hàm lượng ô xy hòa tan (Dissolved oxygen: DO)

Kết quả phân tích DO được thể hiện qua Bảng 3.4

Bảng 3.4 Biến động DO qua các đợt nghiên cứu (mg/l)

Các thông số phân tích Oxy hòa tan trung bình trong từng đợt là đợt 1: 6,79 (mg/l); đợt 2: 6,84 (mg/l); đợt 3: 6,7 (mg/l); đợt 4: 7,54 (mg/l) Các chỉ số này cho thấy, hàm lượng Oxy hòa tan trong các Đợt 1, Đợt 2, Đợt 3 chênh lệch không nhiều, nồng độ Oxy hòa tan cao nhất là trong Đợt 4 với 7,54 (mg/l), lý do của điều này có thể do đợt thu mẫu là vào mùa xuân, nhiệt độ nước không cao nên khả năng giữ oxy tốt, nắng chiếu với cường độ vừa phải đủ để các loài vi tảo sống trong tầng mặt quang hợp tốt và cung cấp nguồn Oxy hòa tan bổ sung vào trong nước Hàm lượng Oxy hòa tan trong Đợt 3 thấp nhất nguyên nhân là do thời gian này khá lạnh, cường

Thời gian và địa điểm

thu mẫu

DO (mg/l) Đợt 1

(5/2013)

Đợt 2 (8/2013)

Đợt 3 (12/2013)

Đợt 4 (2/2014)

Giá trị giới hạn

độ chiếu sáng thấp làm giảm quá trình quang hợp của thực vật nổi kéo theo sự giảm

sút lượng Oxy hòa tan trong nước Các Đợt 1 và Đợt 2 tuy là những tháng có sự

phát triển mạnh của vi tảo song do nhiệt độ nước cao nên khả năng giữ oxy kém

hơn so với nhiệt độ nước mùa xuân vì thế lượng Oxy hòa tan thấp hơn Đợt 4

Hàm lượng DO của hồ Phú Vinh phù hợp với QCVN 08:2008/ BTNMT quy

định về chất lượng nước mặt, đủ tiêu chuẩn dùng trong cấp nước sinh hoạt và tưới

tiêu (QCVN 39:2011/BTNMT về chất lượng nước dùng cho tưới tiêu) và cũng

thuận lợi cho vi tảo trong hồ chứa phát triển (DO ≥ 4 (mg/l); QCVN

39:2011/BTNMT quy định về chất lượng nước mặt bảo vệ đời sống thủy sinh)

3.1.5 Nhu cầu ô xy hóa hóa học (Chemical oxygen demand: COD)

Kết quả phân tích COD được thể hiện qua Bảng 3.5

Bảng 3.5 Biến động COD qua các đợt nghiên cứu (mg/l)

Thời gian và địa điểm

thu mẫu

COD (mg/l) Đợt 1

(5/2013)

Đợt 2 (8/2013)

Đợt 3 (12/2013)

Đợt 4 (2/2014) Giá trị giới hạn

Số liệu phân tích cho thấy, nhu cầu Oxy hóa học của từng đợt là: Đợt 1: 9,57

(mg/l), Đợt 2: 9,6 (mg/l), Đợt 3: 7,57 (mg/l), Đợt 4: 7,63 (mg/l) Như vậy COD cao

nhất trong Đợt 1 và Đợt 2 với sự chênh lệch trong hai đợt không nhiều, COD trong

Đợt 3 và Đợt 4 thấp hơn Nguyên nhân có thể do trong Đợt 1 và Đợt 2, thời tiết

thuận lợi cho vi tảo phát triển làm tăng sinh khối tảo trong nước, là nguyên nhân

làm tăng hàm lượng COD; trong Đợt 3 và Đợt 4, số lượng vi tảo trong nước không cao như các đợt trước, đặc biệt Đợt 3 là thời gian vi tảo kém phát triển nhất trong năm cho nên hàm lượng COD thấp hơn Nồng độ COD cao nhất thường xuyên tại Điểm 4 và Điểm 5

Nhìn chung, hàm lượng COD đo được trong các đợt thu mẫu của hồ không cao Khi so sánh với QCVN08: 2008/BTNMT cho thấy hàm lượng này trong giới hạn A1 ≤ 10 (mg/l) sử dụng tốt cho mục đích cấp nước sinh hoạt và các mục đích khác

3.1.6 Hàm lượng muối amoni (NH4+) - (mg/l)

Kết quả phân tích NH4+ được thể hiện qua bảng 3.6

Bảng 3.6 Biến động NH4+ qua các đợt nghiên cứu (mg/l)

Số liệu về hàm lượng amoni trung bình phân tích được trong các đợt thu mẫu cho thấy nồng độ muối amoni trong nước hồ Phú Vinh không cao, sự chênh lệch giữa các đợt không nhiều Đợt 1: 0,015 (mg/l), Đợt 2: 0,014 (mg/l), Đợt 3: 0,017 (mg/l), Đợt 4: 0,013 (mg/l) Hàm lượng amoni của nước hồ thấp nguyên nhân có

Thời gian và địa điểm

thu mẫu

NH 4 + (mg/l)

Đợt 1 (5/2013)

Đợt 2 (8/2013)

Đợt 3 (12/2013)

Đợt 4 (2/2014)

Giá trị giới hạn

≤ 0,1

≤ 0,2

≤ 0,5