Nghiên cứu, thăm dò hiện trạng môi trường và đa dạng vi tảo vùng rừng ngập mặn tại vườn quốc gia xuân thủy nam định

Nghiên cứu, thăm dò hiện trạng môi trường và đa dạng vi tảo vùng rừng ngập mặn tại vườn quốc gia xuân thủy nam định

I TỔNG QUAN TÀI LIỆU

I.1 Đất ngập nước:

I.1.1 Khái niệm về đất ngập nước:

Đất ngập nước là khu vực mà yếu tố chính yếu đầu tiên kiểm soát,điều khiển môi trường sống là nước và nó liên quan đến cuộc sống cuộc sống của động thực vật trong khu vực Đó là nững vùng đất có nguồn nước ở gần hoặc được che phủ bởi nước Theo công ước Ramsar thì “Đất ngập nước bao gồm: những vùng đầm lầy,đầm lầy than bùn, những vực nước bất kể là tự nhiên hay nhân tạo, những vùng ngập nước tạm thời hay thường xuyên, những vực nước tĩnh hay chảy, là nước ngọt, nước lợ hay nước mặn, kể cả những vực nước biển có độ sâu không quá 6 m khi triều thấp” [13]

Do đó, năm vùng đất ngập nước được công nhận theo công ước Ramsar:

• Biển (vùng đất ngập nước ven biển bao gồm đầm phá ven biển, bờ đá ven biển và các rạn san hô ven biển)

• Vùng cửa sông (bao gồm cả đồng bằng châu thổ, vùng đầm lầy có tính chất thủy triều, rừng ngập mặn)

“sử dụng hợp lý” các vùng đất này Mới đây,gần 1616 khu vực( gọi là khu Ramsar) đã được đưa vào danh sách bảo tồn,với khoảng 1.455.000 km2.Việt Nam là quốc gia Đông Nam Á đầu tiên tham gia công ước này,là thành viên thứ 50 của công ước (1989)

I.1.2 Vai trò của vùng đất ngập nước:

Đất ngập nước là một trong những hệ sinh thái có năng suất cao nhất trên thế giới Vùng đất ngập nước đó là cái nôi của đa dạng sinh học, cung cấp sản phẩm chính

là nước cho sự sống của vô vàn các loài cây và động vật trong vùng Đây là nơi có sự tập trung cao các loài chim, động vật có vú, các loài bò sát, lưỡng cư, cá và các loài

không có sương sống Dù rộng hay hẹp,vai trò của các vùng đất ngập nước hầu như đều giống nhau, đó là cung cấp cho con người nhiên liệu, thức ăn, là nơi giải trí, là nơi lưu trữ các nguồn gen quý hiếm Đất ngập nước là hệ sinh thái cung cấp cho con người gần sản lượng đánh bắt cá,là nơi cung cấp lúa gạo nuôi sống gần 3 tỷ người Đất ngâp nước cũng đóng vai trò quan trọng trong sự sống còn của các loài chim đặc biệt là chim

di cư [13]

I.2 Rừng ngập mặn:

I.2.1 Khái niệm rừng ngập mặn:

Rừng ngập mặn (đầm lầy của cây họ đước) là một khu vực sống dễ dàng nhận ra

ở dọc bờ biển nhiệt đới và cận nhiệt đới, các vùng nước lợ cửa sông và các đồng bằng châu thổ, nơi mà các cây xanh và cây bụi phát triển mạnh trên các bãi bồi bùn đen hoặc cát với chế độ nhật thủy bởi nước biển Những vùng rừng ngập mặn này được tìm thấy dọc các vịnh và lạch sông chống lại tác động của triều cường

Cộng đồng thực vật cửa một rừng ngập mặn là hầu hết giới hạn bởi họ cây đước, một khu rừng gồm các vòm cây,được gọi là rừng đầm lầy Rừng ngập mặn được tìm thấy nhiều hơn 2/3 của dọc tất cả bờ biển nhiệt đới, các khu rừng này rất hẹp, và do vậy diện tích rừng ngâp mặn chiếm diện tích nhỏ hơn 0,1% diện tích bề mặt trái đất

Bùn đen đậm của vùng đầm lầy ngập mặn là một kẻ thù lớn cho các loài thực vật nơi đây, bởi vì đất với độ hòa tan ôxi thấp cho rễ cây và sự độc hại của các hợp chất lưu huỳnh Độ mặn nước biển thích hợp cho sự phát triển của rừng ngập mặn là 15-

250/00, sự bay hơi nước từ bùn của rừng ngập mặn là kết quả của sự tập trung cao của muối được thực vật trong rừng thích nghi.Những loài thực vật sống chỗ vùng nước ngoài khơi bên ngoài vùng đầm lầy của rừng ngập mặn gọi là các cây chịu mặn,nghĩa

là cây có sự điều chỉnh để phù hợp với độ mặn của đất, nhiều cây có thể chịu được độ mặn trong đất rừng ngập mặn gấp 2 lần độ mặn của nước biển.Các loài thực vật ít chịu được độ mặn này thì sống ở các vùng đất phía đất liền, dọc vùng cửa sông nơi mà nước mặn và nước ngọt tiếp xúc với nhau, gọi là vùng nước lợ [14]

Hình I.1: Bản đồ rừng ngập mặn trên thế giới

Năm 2007 - theo tạp chí địa lý quốc tế

I.2.2 Hệ sinh thái rừng ngập mặn:

Rừng ngập mặn bao gồm các loài thực vật bậc cao( sú, vẹt, mắm đước, bần …) nhưng có khả năng sống trong vùng nước mặn, chúng góp phần bảo vệ vùng ven bờ Trong hệ sinh thái rừng ngập mặn, các loài động thực vật, vi sinh vật trong đất và môi trường tự nhiên được liên kết với nhau thông qua quá trình trao đổi và đồng hóa năng lượng Các quá trình nội tại như cố định năng lượng, tích lũy sinh khối, phân hủy vật chất hữu cơ và chu trình dinh dưỡng chịu ảnh hưởng mạnh mẽ bởi các nhân tố bên ngoài như: nước, thủy triều, nhiệt độ và lượng mưa.Rừng ngập mặn phát triển tốt nhất

ở môi trường nước biển có nồng độ muối 15 – 250 /00

Hệ động vật,thực vật trong rừng ngập mặn cũng rất đa dạng và phong phú Rừng ngập mặn ở Đông Nam Á được xem là đa dạng nhất thế giới với 46 loài thực vật thuộc 17 họ và khoảng 158 loài động vật sống trong rừng ngập mặn (Phan Nguyên Hồng 1991) Rừng ngập mặn là ngôi nhà của vô số sinh vật trên cạn và dưới nước, nhiều loài cá đều trải qua một phần trong vòng đời của mình ở rừng ngập mặn Các loài giáp xác ( tôm, cua, ghẹ, dã tràng…) thực sự phong phú và đời sống của chúng gắn bó với rừng ngập mặn Nhiều loài giáp xác như tôm,cua … sinh ra ở biển khơi, ấu trùng

của chúng được dòng chảy đưa vào rừng ngập, nơi đây chúng sinh trưởng và lớn lên cho đến khi trưởng thành, đến lúc sinh sản chúng lại di cư trở lại xuống vùng nuớc sâu

để đẻ Nhiều loài động vật thân mềm thường được gặp ở gốc cây của rừng ngập mặn Nhiều loài chim đến với rừng ngập mặn theo mùa để kiếm ăn hoặc trú ẩn và có thể hình thành những đàn lớn[14],[17] Cụ thể mối quan hệ đó được thể hiện qua hình ảnh

về chuỗi thức ăn trong hệ sinh thái rừng ngập mặn:

Hình I.2: Hình ảnh lưới thức ăn trong hệ sinh thái rừng ngập

Điều đáng quan tâm nhất là nguồn giống của nhiều loài tôm, cua, cá, …trong rừng ngập mặn được tìm thấy rất phong phú So sánh thành phần các loài cá và tôm trong một vùng có rừng ngập mặn vào các mùa vụ trong năm đều thấy lượng con non

của các loài này đều cao hơn hẳn các vùng đất, cát ở ngoài vùng đầm lầy rừng ngập mặn Từ đó chúng ta thấy rằng rừng ngập là nơi nuôi dưỡng chính cho con non của nhiều loài hải sản

Hình I.3: Hình ảnh của một hệ sinh thái rừng ngập mặn.

I.2.3 Vai trò của rừng ngập mặn:

Hình I.4: Vai trò của rừng ngập mặn Nguồn: Viện nghiên cứu Subtropics, 2003

Hầu như chúng ta đều cho rằng: Rừng ngập mặn như một “bãi lầy độc hại” chứa đầy những dịch bệnh, thường bị loại bỏ trong chương trình bảo vệ sức khỏe cộng đồng

Nhưng giờ khi chúng ta đã hiểu về chúng rõ hơn, thì rừng ngập mặn chính là nguồn tài nguyên ven biển thật sự quý giá và hữu ích

Các loại cây trong hệ thống rừng ngập mặn có thể lớn nhanh trong những điều kiện đặc biệt, mà không một loài cây nào khác có thể phát triển được và giống như trong rừng nhiệt đới, chúng cho rất nhiều lá và chất hữu cơ Thay vì ngấm vào đất, lá cây rụng xuống nước, mục nát thối rữa trở thành thức ăn cho các vi trùng và sinh vật phù du Đây là một nguồn thức ăn rất hiệu quả cho cá những khu vực gần rừng ngập mặn, là một nguồn lợi quan trọng cho ngư trường (nguồn lợi kinh tế trong việc nuôi trồng thuỷ sản) Rừng ngập mặn là nơi sống cho các loại hải sản, các loài động vật, thực vật quí hiếm, bảo tồn đa dạng sinh học…Rừng ngập mặn đã được chứng minh sẽ

là một nguồn thực phẩm và nguyên liệu quan trọng cho người dân sống ven biển Tôm,

cá, cua … nguồn thức ăn thường xuyên được tuyển chọn tại đây Thậm chí quả của

một số loại cây trong hệ thống rừng này đôi khi cũng trở thành một món ăn hấp dẫn [16] [17] [18] [2].

Thêm vào đó ngay bản thân cây cũng có ích, gỗ các loại cây trong rừng thường xuyên đuợc dùng làm củi đun và sử dụng trong xây dựng Vỏ cây có chứa chất Tanin, được sử dụng trong thủ công và trong dược phẩm Nếu được bảo vệ và quản lý thích hợp, hệ sinh thái rừng ngập mặn có thể cung cấp sản phẩm gỗ trong công trình xây dựng, thực phẩm chăn nuôi, thực phẩm được tiêu thụ tại địa phương [21] [22]

Một lợi ích vì môi trường rất quan trọng có được từ rừng ngập mặn là chúng mở rộng diện tích đất và giữ đất không bị cuốn đi Bùn và trầm tích đều bị cuốn trôi ra sông Khi có một đầm lầy các loại cây trong hệ sinh thái rừng ngập mặn tại cửa sông, nước tràn qua rừng và những trầm tích "định cư" phía dưới cây sẽ được rễ cây giữ lại Khi nước cạn đi, các loại cây trong hệ sinh thái rừng ngập mặn vẫn có thể phát triển mạnh mẽ Theo cách này, rừng ngập mặn phát triển chậm ra ngoài, rời khỏi đất liền cằn cỗi Ngay cả những nơi không chứa đựng đủ trầm tích từ các con sông để tạo thêm diện tích đất [19] [21] [22]

Rừng ngập mặn bảo vệ dải đất ven bờ khỏi bị cuốn trôi trong các đợt bão Rễ và thân cây chặn sức mạnh của nước, lá và nhánh cây làm giảm đi những ảnh hưởng của gió và mưa, là vành đai chống xói lở, bảo vệ các bãi bồi ven biển, mở rộng diện tích lục địa, hạn chế sự xâm nhập mặn, bảo vệ đê điều đồng ruộng, ổn định đời sống người dân ven biển trước sự tàn phá của bảo lụt và thiên tai [1] , [2] [22]

Trong đô thị, rừng ngập mặn đóng vai trò quan trọng khi chất thải thành phố làm ô nhiễm vùng nước ven biển Nước thải thành phố chảy vào vùng đầm lầy chứa cây rừng ngập mặn, thông thường chúng sẽ được các loài thực vật và động vật trong đầm lầy hấp thụ và sử dụng Đầm lầy sẽ lọc nước, tận dụng các chất bổ và hấp thụ các chất độc, tạo ra làn nước trong xanh và lành mạnh Chừng nào các đô thị không “đẻ” ra quá nhiều chất thải cho rừng, và chất thải không chứa quá nhiều chất độc từ ngành công nghiệp, thì rừng ngập mặn chính là một hệ thống xử lý chất thải hiệu quả, rẻ tiền hơn nhiều so với bất cứ nhà máy xử lý chất thải nào [19] [20] [22]

Rừng ngập mặn còn được ví như một nhà máy lọc sinh học khổng lồ: nó không chỉ hấp thụ khí CO2 do hoạt động công nghiệp và sinh hoạt thải ra, mà còn sinh ra một

lượng ô-xy rất lớn, làm cho bầu không khí trong lành Theo giáo sư: Jin Eong Ong,

Trung tâm nghiên cứu biển( Đại Học Sains, Malaysia) và Chương trình địa quyển và sinh quyển quốc tế( Chương trình IGBP): Tác giả đã tính toán và đo lường được mỗi

ha rừng ngập mặn cú thể hấp thụ được 1,5 tấn cacbon trong vũng một năm, lượng cỏcbon này tương đương lượng khớ thải vào của một chiếc xe mỏy thải vào khớ quyển trong vũng một năm(với định mức tiờu thụ xăng dầu cho một xe là 2500 lớt dầu/năm) Điều này cú nghĩa là chuyển đổi 2% diện tớch rừng ngập mặn vào cỏc ao nuụi trồng thủy sản, tất cả lợi thế của rừng ngập mặn như là bể chứa cỏcbon từ khụng khớ sẽ bị mất, hơn nữa mất đi nguồn dinh dưỡng cung cấp cho hệ sinh thỏi

Rừng ngập mặn cú giỏ trị rất lớn trong du lịch sinh thỏi

Do vậy, hệ sinh thỏi rừng ngập mặn là ranh giới giữa hệ sinh thỏi nước mặn và

hệ sinh thỏi nước ngọt cú vai trũ rất quan trọng trong tự nhiờn và xó hội

I.2.4 Vai trũ của vi tảo trong hệ sinh thỏi rừng ngập mặn:

I.2.4.1 Khỏi niệm vi tảo:

Cơ thể tảo được gọi lμ tản (thallus) vì thiếu thân, rễ, lá vμ sự bao bọc của các tế

bμo vô sinh xung quanh các tế bμo sinh sản nhưng chúng lại có diệp lục sắc tố quang hợp điển hình Định nghĩa nμy còn bao gồm một số dạng cơ thể không có quan hệ gần gũi với tảo nhân chuẩn đó lμ vi khuẩn lam vì nó có cấu trúc gần với vi khuẩn hơn(Theo Tảo học của Robert E.Lee) Theo cuốn sách Vi tảo của tác giả Nguyễn Lân Dũng vμ Nguyễn Thị Hoμi Hμ : Vi tảo (microalgae) lμ tất cả các tảo có kích thước hiển vi, muốn quan sỏt chỳng phải sử dụng tới kớnh hiển vi.Trong số khoảng 50.000 loài tảo trờn thế

giới thỡ vi tảo chiếm đến khoảng 2/3 [3] [6]

Do vậy, vi tảo (microalgae) gồm cỏc đại diện cú khả năng quang hợp, cú dạng đơn bào sống thành tập đoàn, phõn bố chủ yếu ở mụi trường nước ngọt, nước mặn và ở đất ẩm Quang hợp của chỳng là cơ chế tương tự như cõy xanh, nhưng do một cơ cấu đơn giản, di động trong một mụi trường cú nước, nơi chỳng cú thể tiếp nhận vào nước, CO2 và cỏc chất dinh dưỡng cú hiệu quả, chỳng thường cú thể hiệu quả hơn trong chuyển đổi năng lượng mặt trời vào sinh khối( so với cõy xanh).Vi tảo cú thể sinh sản theo hỡnh thức dinh dưỡng, vụ tớnh và hữu tớnh [23]

I.2.4.2 Cấu trỳc vi tảo:

Giống với cấu trỳc của tảo cấu trỳc vi tảo được bao gồm: Có hai dạng cấu trúc tế bμo vi tảo lμ tế bμo nhân chuẩn vμ nhân sơ

-Trong đó, tế bμo nhân sơ thiếu các bμo quan có mμng bao bọc như lạp thể ,

ty thể, nhân, thể golgi vμ roi Đây chính lμ đặc điểm của ngμnh vi khuẩn lam

(cyanobacteria) hoặc tảo lam

-Các tế bμo tảo nhân chuẩn thường có lớp bao bọc ngoμi cùng lμ thμnh hay vách tế bμo - được cấu tạo từ polysaccharide do thể golgi tiết ra Tiếp theo, đến mμng sinh chất , mμng nμy lμ một cấu trúc sống có chức năng điều khiển dòng vμo, dòng ra các sản phẩm trao đổi chất tế bμo Tế bμo vận động được nhờ có roi Roi gắn vμo mμng sinh chất hoạt động được nhờ số lượng vμ chiều vận động đặc thù của vi ống bên trong roi Nhân tế bμo có mμng kép, trên mμng có lỗ nhân Cấu trúc của nhân bao gồm nhân con, nhiễm sắc thể vμ chất nhân [6]

I.2.4.3 Phõn loại vi tảo:

Vi tảo chủ yếu thuộc về cỏc chi trong cỏc ngành sau đõy của hệ thống phõn loại tảo theo Peter Pancik:

b, Ngành Tảo lụng roi lệch (Heterokontophyta):

Cỏc chi Melosira, Asterionella, Cymatopleurra, Somphonema, Fragilaria, Stephanodiscus, Navicula, Malomonas, Dinobryon, Peridinium, Isochrysis, Chaetoceros, Phaeodactylum, Skeletonema, Nitzschia Cụ thể gồm cỏc lớp sau:

Lớp tảo vàng ỏnh (Chrysophyceae):

-Chrysomonadales

-Rhizochrysidales

Các chi Porphyridium, Rhodella [6]

I.2.4.4 Vai trò của vi tảo trong hệ sinh thái rừng ngập mặn:

Vai trò của vi tảo trong hệ sinh thái rừng ngập mặn là nguồn thức ăn sơ cấp và quyết định năng suất sinh học của hệ sinh thái rừng ngập măn, được thể hiện qua biểu

đồ hình chóp của dòng thức ăn như sau:

Hình I.5 : Tháp thức ăn trong rừng ngập mặn [35]

Trong năm thành phần cấu tạo nên một hệ sinh thái gồm: sinh vật sản xuất, sinh vật tiêu thụ, sinh vật phân hủy, các chất vô cơ (CO2, H2O, O2, CaCO3…), các yếu

tố khí hậu (nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng, lượng mưa…), các chất hữu cơ (protein, lipit, axit béo…) Vi tảo với khả năng quang hợp cùng với các sinh vật sản xuất khác (cây xanh, nấm, vi khuẩn) lấy các chất dinh dưỡng từ bên ngoài môi trường tổng hợp nên thức ăn nuôi sống chính bản thân chúng và cả hệ sinh thái rừng ngập mặn, trong đó có

cả con người Và vi tảo cùng các vi sinh vật khác ( vi khuẩn, nấm) chuyển nguồn dinh dưỡng phong phú từ lá cây rừng, xác sinh vật khác thành sinh khối rồi đi vào chuỗi thức ăn rừng ngập mặn

I.2.4.5 Các ứng dụng của vi tảo trong cuộc sống hiện nay:

Vi tảo có vai trò rất lớn trong hệ sinh thái rừng ngập mặn, ngoài ra đã có những nghiên cứu trong nước và trên thế giới về ứng dụng vi tảo và các sản phẩm vi tảo trong cuộc sống

Vi tảo là nguồn thức ăn tự nhiên trong nuôi trồng thủy sản cho các loại nhuyễn thể hai vỏ, đối với giai đoạn ấu trùng của bào ngư, loài giáp xác, một số loài cá và cho sinh vật phù du

Các chất thực phẩm và sản phẩm chức năng quan trọng từ vi tảo trên thị trường bao gồm các hợp chất như β-caroten, axit béo không no (PUFA) như EPA và DHA và polisacarozơ như β-glucan (Pulz và Gross, 2004) [24]

Khai thác các vi tảo cho thế hệ năng lượng sinh học (dầu sinh học, sinh khối, hydro sinh học), hoặc kết hợp các ứng dụng cho sản xuất nhiên liệu sinh học và giảm thiểu CO2 đang được nghiên cứu (Hankammer et al 2007) [25], [26]

I.2.4.6 Hướng nghiên cứu và các ứng dụng của vi tảo trong lĩnh vực

môi trường:

1 Xử lí nước thải sinh hoạt, chăn nuôi:

Vi tảo thường được áp dụng xử lí giai đoạn 3 của hệ thống xử lý quy mô hộ gia đình hoặc trong các hệ thống xử lí nước thải quy mô nhỏ Các hệ thống này như là sự tích hợp nâng cao hệ thống bể, ao xử lý nước thải (AIWPS), công nghệ được thương mại hóa ( Oswald và Xanh, LLC 1991) [27] Phổ biến nhất bao gồm các mẫu thiết kế

ao, bể được hỗ trợ bởi sự phát triển của vi tảo và tỷ lệ vi tảo cao trong ao, bể( HRAPs), trong ao, bể đó có độ sâu thấp và qua đó giảm sự phụ thuộc vào pha trộn cơ khí tận dụng tối đa ôxi do tảo sản xuất ra cho các nhu cầu ôxi hóa chất thải Hầu hết các ao, bể phản ứng này mang lợi cho xử lí nước thải, thu của năng lượng mặt trời, và được sử dụng để xử lý chất thải từ các trại chăn nuôi lợn.Trong các hệ thống này, năng suất lên đến 50 (t/ha.năm) là khả thi Sinh khối có thể được thu hoạch từ các HRAPs cho thức

ăn gia súc, và có thể được xem như là một phần không thể thiếu của phương pháp tiếp cận tích hợp để tái chế chất thải của quá trình chăn nuôi , trong đó tảo xử lý nước thải

là một bước thứ hai, sau phần ban đầu xử lí thiếu khí( phương pháp xử lí nước thải đầu vào có nồng độ ô nhiễm hữu cơ cao) (Ogbonna et al 2000; Olguin 2003) [28], [29].Thông thường, không có sự nỗ lực thực hiện để kiểm soát các loài, thành phần trong xử lý nước thải ao Tuy nhiên, một điều thu bùn hoạt tính qua quá trình tuyển nổi hoặc bông kết hiệu quả sẽ tạo điều kiện thuận lợi rất nhiều thu sinh khối Một kinh tế

Hà Lan đánh giá kết luận rằng việc sử dụng các tảo cho sản xuất công nghiệp, xử lí nước thải và sinh khối tảo có thể đem lại được lợi nhuận hợp lý với một số vốn thu lại sau 2-4 năm, với chi phí sản xuất của 0,4 - 0,6€ cho mỗi m3, tương ứng 2 - 4 kg trọng lượng khô tảo/€( Reith 2004) [30] Sản xuất nhiên liệu sinh học có thể kết hợp với xử

lý nước thải và tái chế chất dinh dưỡng được xem là một ứng dụng tương lai gần( 5 đến

10 năm), từ khi có tảo đã được sử dụng trong việc xử lý nước thải

2 Xử lí ô nhiễm chất hữu cơ và kim loại nặng:

Chlorella, Ankistrodesmus hoặc Scendesmus loài vi tảo đã được sử dụng để xử

lí nước thải ô nhiễm hữu cơ từ bột giấy và nghiền bột giấy và xay dầu ôliu (Munoz và

Guieysse 2006) [31] Tuy nhiên, vi tảo Heterotrophic thường bị cạnh tranh bởi vi

khuẩn, vì nó có mức thấp hơn về tốc độ tăng trưởng Tảo và vi khuẩn, tuy nhiên có thể được kết hợp để làm sạch nước thải Việc quang hợp của tảo sản xuất ôxi,làm giảm nhu cầu ô xi bên ngoài của các loại nước thải, trong đó đặc biệt hữu ích khi chất ô nhiễm

dễ bay hơi phải được ô xi hóa sinh hóa nhưng có thể không cần tiêu tốn ôxi do đảo trộn cơ khí (Olguin 2003; Munoz và Guieysse 2006) [29], [31] Tảo cung cấp dưỡng khí cho vi khuẩn,vi khuẩn có thể phân hủy chất ô nhiễm hữu cơ độc hại Những phương pháp xử lí này đã được thể hiện là có thể thực hiện được(xem xét lại bởi Munoz và Guieysse 2006) Các sinh khối sản xuất trong thời gian xử lý nước thải là không được sử dụng như là nguồn thức ăn cho con người hoặc thức ăn gia súc Có thể

có các ứng dụng cho sản xuất cao với giá trị cao về hóa chất Nhưng nhiều khả năng hơn có thể các tảo-vi khuẩn cho xử lý nước thải được kết hợp với giảm thiểu CO2

Vi tảo đã được sử dụng để loại bỏ kim loại nặng từ nước thải (Wilde và

Benemann 1993; Perales-Vela et al 2006) [32], [33] Chlorella, Scenedesmus, cßn cã

kh¶ n¨ng hÊp thô mét sè kim lo¹i nÆng nh−: Hg, Pb, Cr, Cu, Se, As, nh»m gi¶m bít hμm l−îng cña chóng trong n−íc th¶i [13]

I.2.5 Các mối đe dọa đến hệ sinh thái rừng ngập mặn:

Với sự phát triển các cảng cá, công nghiệp đóng tầu, nuôi trồng đánh bắt thủy sản ở các vùng ven biển; chất lượng nước các con sông bị ô nhiễm do nước thải các ngành công nghiệp, sử dụng bừa bãi phân bón, thuốc bảo vệ thực vật trong nông nghiệp và sinh hoạt người dân phía thượng nguồn; chặt phá rừng làm nhiên liệu đốt, vật liệu xây dựng; ô nhiễm dầu đang đe dọa đến sự cân bằng tự nhiên của hệ sinh thái rừng ngập mặn, có thể dẫn tới nguy cơ xóa sổ “các lá chắn tự nhiên vùng ven biển”

(rừng ngập mặn ven biển)

Qua báo cáo của UNEP nhân ngày môi trường thế giới(ngày 5/6/2004), cho thấy các mối đe dọa đến hệ sinh thái rừng ngập mặn cụ thể:

-Sự bùng nổ tảo độc do hiện tượng phú dưỡng trong môi trường biển (chủ yếu

do ni-tơ từ phân bón nông nghiệp theo các dòng sông đổ ra biển, tích luỹ với nồng độ lớn sẽ tạo nên hiện tượng khử ô-xy trong nước biển), đã tạo ra khoảng 150 "vùng chết" ven bờ - với diện tích dao động từ 1 tới 70.000km2/vùng

-Trên 90% hàng hoá giao thương giữa các nước được chuyên chở bằng đường biển Ước tính mỗi năm có khoảng 21 triệu thùng (đơn vị dung tích, bằng khoảng 150 l/thùng) dầu chảy ra biển do các hoạt động trên đất liền và các hoạt động rửa két dầu

của các tàu biển Ô nhiễm dầu do tràn dầu là kẻ thù đối với các hệ sinh thái rừng ngập mặn ven biển

-Ô nhiễm, sự xâm hại của các loài không phải bản địa, cùng sự biến đổi của các sinh cảnh ven bờ đang là mối đe doạ không ngừng tăng lên đối với các hệ sinh thái biển quan trọng như rừng ngập mặn, thảm cỏ biển và các rạn san hô

-Rừng ngập mặn là "chiếc nôi" cho 85% loài cá ở vùng nhiệt đới Tuy vậy, do gây ô nhiễm hoá chất và phân bón trong nước, các ao,đầm nuôi thủy sản như là nuôi tôm là nguyên nhân quan trọng trong việc phá huỷ gần 1/4 diện tích rừng ngập mặn trên thế giới

I.3 Giới thiệu về rừng ngập mặn Xuân Thuỷ, Nam Định:

I.3.1 Tìm hiểu về khu dự trữ sinh quyển châu thổ sông Hồng:

Khu dự trữ sinh quyển châu thổ sông Hồng (còn có tên khu dự trữ sinh quyển đồng bằng sông Hồng) là 1 khu vực dự trữ sinh quyển thế giới do UNESCO công nhận ngày 2 tháng 12 năm 2004 cho một phần đất phía nam vùng duyên hải Bắc Bộ(thuộc đồng bằng sông Hồng) Đây là 1 trong 6 khu dự trữ sinh quyển được USNESCO công nhân tại Việt Nam cho đến hết năm 2007.Ngày 13/10/2008 UNESCO chính thức trao bằng dự trữ sinh quyển thế giới cho khu dự sinh quyển châu thổ sông Hồng tại Vườn quốc gia Xuân Thủy tỉnh Nam Định.Tên đầy đủ là khu dự trự sinh quyển đất ngập nước ven biển liên tỉnh châu thổ sông Hồng,thuộc 5 huyện Kim Sơn(tỉnh Ninh Bình);Giao Thủy,Nghĩa Hưng(tỉnh Nam Định);Thái Thụy,Tiền Hải(tỉnh Thái Bình).Tổng diện tích của khu dự trữ sinh quyển này lớn hơn 105 ngàn ha,vùng lõi có diện tích hơn 14 ngàn ha,vùng đệm gần 37 ngàn ha,vùng chuyển tiếp trên 54 ngàn ha,có số dân trên 128 ngàn người (2004) Khu dự trữ sinh quyển đồng bằng sông Hồng gồm 2 vùng với khoảng cách đường biên gần 30 km.Khu dự trữ sinh quyển châu thổ sông Hồng có 2 vùng lõi:

-Vùng lõi 1: 4100 ha Vườn quốc gia Xuân Thủy

-Vùng lõi 2:4100 ha Khu bảo tồn thiên nhiên đất ngập nước Tiền Hải [11]

I.3.2 Đặc điểm rừng ngập mặn Xuân Thuỷ, Nam Định:

Năm 1989, vùng rừng ngập mặn Xuân Thuỷ được UNESCO công nhận là Khu

bảo tồn đất ngập nước vùng Đông Nam Á và là viên thứ 50 của công ước Ramsar

Ngày 15/12/2002, Thủ tướng Chính phủ Phan Văn Khải ký Quyết định chuyển hạng khu bảo tồn đất ngập nước Xuân Thuỷ thành Vườn quốc gia thứ 25 của Việt Nam

I.3.2.1 Đặc điểm địa lý:

Vườn quốc gia Xuân Thuỷ nằm ở huyện Giao Thuỷ, tỉnh Nam Định, cách Hà Nội khoảng 150 Km về phía Đông Nam, có tổng diện tích tự nhiên trong vùng lõi là 7100ha, trong đó diện tích đất nổi có rừng là 3.100ha, diện tích rừng ngập nước là 4.000ha Khu vực đệm rộng 8.000ha bao gồm diện tích tự nhiên của của 5 xã Giao Thiện, Giao An, Giao Lạc, Giao Xuân và Giao Hải

Vùng đất ngập nước Xuân Thủy được hình thành cách đây khoảng 150 năm, từ

hệ thống bãi cồn tự nhiên do phù sa sông Hồng lắng đọng Hàng năm, người dân nơi đây trồng cây vẹt để phòng hộ dân sinh ven biển theo truyền thống “lúa lấn cói, cói lấn vẹt, vẹt lấn biển" Do quá trình phát tán tự nhiên của nhiều loài cây bản địa với nhiều

loài cây tự nhiên bổ sung như: sú, mắm biển, bần chua, ô rô, có kèn… đã dẫn đến tổ

hợp nhiều loài cây thứ sinh chiếm ưu thế, phát triển thành rừng ngập mặn tự nhiên, có nhiều tầng tán, độ che phủ và sinh khối lớn khác nhau Thổ nhưỡng của Vườn quốc gia Xuân Thủy được phân thành 3 dạng chính: đất có rừng, đất bãi bồi chưa có rừng và đất còn ngập nước

Cồn Ngạn nằm phía Đông Nam và phía Tây Nam sông Trà chạy từ cửa Ba Lạt đến xã Giao Lạc dài 10 km chỗ hẹp nhất là 1000m chỗ rộng nhất là 2500m diện tích là

2500 ha Trên cồn Ngạn chủ yếu là các đầm nuôi trồng thủy sản và hầu hết có rừng ngập mặn che phủ

Cồn Lu nằm song song với cồn Ngạn phía tây giáp sông Trà phía đông nam giáp Biển Đông, chạy dài đến xã Giao Xuân chỗ rộng nhất là 2500m chỗ hẹp nhất là 1500m diện tích khoảng từ 2500 ha,Cồn Lu gồm 1 bãi cát rộng lớn cùng các bãi bồi lầy

và diện tích nhỏ các đầm nuôi trồng thủy sản

Cồn Mờ mới xuất hiện bên ngoài cồn Lu,diện tích khoảng 360 ha đây là cồn có diện tích nhỏ nhất,có lớp cát mỏng và vẫn đang tiếp tục được bồi lấp phù sa từ sông

Hồng đem lại.Cồn Mờ và Cồn Lu thường xuyên ngập nước khi triều lên

Hình I.6 Bản đồ địa lí khu vực Vườn quốc gia Xuân Thủy

Địa hình vùng này dóc từ Bắc vào Nam,dài từ Đông sang Tây.Độ cao trung bình

từ 40,5 – 40,7 cm,điểm cao nhất nằm trên cồn Lu là 1,5 m [9], [10]

I.3.2.2 Đặc điểm khí hậu thủy văn:

1 Khí hậu:

Vùng biển huyện Giao Thủy (nơi có Vườn quốc gia Xuân Thủy) nằm trong miền nhiệt đới gió mùa khí hậu phân thành 2 mùa rõ rệt:Mùa nóng từ tháng 4 đến tháng 10,trùng với mùa mưa; mùa lạnh bắt đầu từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau,trùng với mùa khô

-Nhiệt độ trung bình là 240C nhiệt độ cao nhất mùa hè là 40,3 0 C,còn nhiệt độ thấp nhất là vào mùa đông là 6,80 C,độ ẩm trung bình là 84%

-Lượng mưa trung bình năm là từ 1700-1800,số ngày mưa trong năm là khoảng

133 ngày chế độ mưa phân bố theo 2 mùa rõ rệt trên nền 2 mùa hè và mùa đông,có những giao thời mùa đông xuân và hè thu

-Gió về mùa đông thịnh hành gió hướng Bắc,đầu hè là gió hướng đông sau chuyển hướng gió đông nam.Tốc độ gió mùa đông từ 3,2-3,9 m/s(trong khi trong đất liền chỉ khoảng 2,0-2,5 m/s)mùa hè từ 4,0 -4,5 m/s(ở đất liền là 2,3-2,6 m/s).Tốc độ gió lớn nhấtkhi có giông bão lên đến 40-45 m/s(trên cấp 12).Đặc biệt số ngày có gió Đông Nam hàng năm từ 7 đến 90 ngày xuất hiện với triều cường độ mạnh từ tháng 1 đến tháng 9,trong đó tháng 7 và tháng 8 có ngày động nhiều nhất.Bão xuất hiện nhiều hàng năm,tốc độ từ 60 km/h [9], [10]

2 Thủy văn:

-Độ mặn các bãi bồi ven biển biến đổi rất lớn từ 11-300/00 (vì đây là khu vực cửa sông chính của con sông lớn – sông Hồng) Sư biến thiên của độ mặn còn tùy thuộc vào các tháng trong năm và không gian cụ thể của từng vùng đất

-Thủy triều thuộc chế độ nhật triều,biên độ triều trung bình 150-180 cm lớn nhất

là 3,3 m.nhỏ nhất là 0,15 m.Biến thiên thủy triều trong khoảng thời gian nửa tháng có 1

lần triều cường và 1 lần triều kém,đôi khi cũng xảy ra theo quy luật khác [9], [10]

I.3.2.3 Đặc điểm thổ nhưỡng:

Đất đai tự nhiên toàn bộ vùng cửa biển sông Hồng nói chung được tạo từ nguồn phù sa bồi đắp của toàn bộ hệ thống sông Hồng.Vật chất bồi bao gồm 2 loại hình chủ yếu: Bùn phù sa(cô kết trở thành lớp đất thịt) và thành phần cát lắng đọng(tích đống và

di hợp do ngoại lực trở thành giồng cát) Mức độ cấu kết khác nhau của loại đất thịt và mức độ năng cao của các giồng cát đã tham gia vào sự khác biệt chi tiết của các tầng đất,phân bố đất

I.3.3 Vai trò của hệ sinh thái rừng ngập mặn tại Vườn quốc gia Xuân Thuỷ, Nam Định:

Hiện nay, Vườn quốc gia Xuân Thủy đang đạt được 3 cái nhất trong khu vực Đông Nam Á:

Đa dạng sinh học cao nhất

Năng suất sinh học lớn nhất

Hệ sinh thái nhạy cảm nhất

Trên vùng đất ngập mặn, dưới làn nước thủy triều có khoảng 165 loài động vật nổi và 154 loài động vật đáy Vườn hiện có 120 loài thực vật bậc cao với rất nhiều loài rong tảo có giá trị kinh tế cao, trong đó có gần 20 loài thích nghi với điều kiện sống ngập nước nên đã cấu thành khu rừng ngập mặn Rừng ngập mặn giữ vai trò định hình

hệ sinh thái, cố định phù sa để tạo nên các cồn bãi mới, tạo nguồn năng lượng sơ cấp, làm vườn ươm và cung cấp thức ăn dồi dào cho các loài thủy sinh, đồng thời là nơi cư ngụ của nhiều loài động vật hoang dã, trong đó có nhiều loài thú nước quý hiếm: mèo biển, cáo biển, rái cá… Nơi đây, hiện diện hàng trăm loài bò sát, côn trùng và lưỡng

cư, tạo nên bức tranh đa dạng sinh học độc đáo và vô giá

Tại Vườn quốc gia Xuân Thủy, các nhà nghiên cứu đã thống kê được 219 loài chim thuộc 41 họ, trong đó có 9 loài có tên trong sách đỏ quốc tế: rẽ mỏ thìa, cò thìa, choắt mỏ thìa, mòng biển mỏ ngắn, bồ nông choắt chân màng lớn, cò lạo Ấn Độ, choắt

mỏ vàng, cỏ trắng Trung Quốc Hàng năm, vào tháng 11, 12 đàn chim từ phương Bắc

di cư xuống phía nam tránh rét đã chọn Xuân Thủy làm điểm dừng chân, kiếm ăn để tích lũy năng lượng cho hành trình dài hàng ngàn cây số Vào lúc cao điểm, số lượng chim di trú lên tới 40 vạn con, thuộc hơn 100 loài Đặc biệt ở Việt Nam, chỉ Vườn quốc gia Xuân Thủy mới có cò thìa và choi choi mỏ thìa, có lúc cò thìa chiếm tới 20%

số lượng hiện có của toàn thế giới

Phía Bắc huyện Giao Thủy khá đa dạng về sinh học với hơn 107 loài cá chủ yếu các loài cá điển hình cho khu vực cửa sông (theo khảo sát của Dương Cường và Trịnh Minh Kha -2004),theo khảo sát của Lê Nguyên Nhật (2004) đã thống kê được 13 loài ếch nhái, 24 loài bò sát

Vùng rừng ngập mặn tại Vườn quốc gia Xuân Thủy Nam Định là khu vực có ý nghĩa quan trọng đối với ngư nghiệp,đặc biệt là sản lượng hải sản khai thác như tôm,cua động vật thân mềm…Trong vùng có 1 diện tích rộng lớn là các đầm nuôi trồng thủy hải sản và bãi nuôi tôm,gần đây có nhập them giống nghêu Bến Tre,làm cho diện tích rừng bị thu hẹp diện tích [9], [10]

Rất nhiều cồn quanh khu vực đây là khu vực có tiềm năng du lịch sinh thái Hiện nay tại Vườn quốc gia Xuân Thủy,đang có 3 tua du lịch tham quan khu vực Vườn quốc gia

I.3.4 Đa dạng vi tảo của vùng rừng ngập mặn tại Vườn quốc gia Xuân Thủy, Nam Định:

Theo các đợt quan khảo sát tại cửa Ba Lạt và ven biển Giao Thủy (2004) và nguồn Vũ Trung Tạng (2003); Lê Xuân Tuấn và Mai Sỹ Tuấn (2005) Được trích dẫn tại trang 16 Báo cáo Đa dạng sinh học ở Vườn quốc gia Xuân Thủy thực hiện bởi: Trung tâm Bảo tồn sinh vật biển và phát triển cộng đồng (MCD), trung tâm nghiên cứu

hệ sinh thái rừng ngập mặn(MERC) và Cục tài nguyên nước và môi trường thuộc chính phủ Úc

Khu vực đã thống kê được 112 loài thuộc 43 chi, 20 họ của 6 ngành tảo lớn:

Tảo Mắt (Euglenophyta)

Tảo Lục (Chlorophyta)

Tảo Giáp (Pyrrophyta)

Tảo Lam (Cyanophyta)

Tảo Silic (Bacillariophyta)

Trong đó đó tảo Silic bao giờ cũng là ngành chiếm ưu thế cả về số lượng họ, chi

và loài Những họ Chaetoceraceae, Rhizosoleniaceae, Naviculaceae, Fragillariaceae là thành phần cấu trúc cơ bản không chỉ của ngành tảo Silic mà cho toàn khu hệ thực vật nổi bởi sự đa dạng về chi và loài Hơn nữa, rất nhiều trong chúng phát triển đông về số lượng, là nguồn thức ăn có giá trị và ôxy hòa tan cho Giáp xác và những loài ăn thực vật nổi [10]

Bảng I.1 : Bảng thống kê thành phần thực vật nổi tại Vườn quốc gia Xuân Thủy

Ghi chú: Thành phần thực vật nổi trong kế quả nghiên cứu trên chủ yếu là

Hình I.7: Bản đồ thay đổi diện tích rừng ngập mặn từ 1989 – 2000

1.Rừng ngập mặn tự nhiên

2.Rừng ngập mặn trồng mới

3.Cây phi lao

2.Rừng ngập mặn trồng mới

3.Cây phi lao

Nghiên cứu, thăm dò hiện trạng môi trường và đa dạng vi tảo vùng rừng ngập mặn tại Vườn quốc gia Xuân Thủy

Nam Định - Phạm Hùng Cường - Lớp CNMT K49 http://www.ebook.edu.vn

I.2.5.2 Các hoạt động gây áp lực tới hệ sinh thái rừng ngập mặn tại Vườn quốc gia Xuân Thủy:

I.3.5.2.1 Phá rừng ngập mặn làm đầm nuôi tôm:

Qua bản đồ trên ta thấy vùng rừng ngập mặn tại Vườn quốc gia Xuân Thủy: diện tích lãnh thổ của vùng đã mở rộng hơn, nhưng diện tích rừng ngập mặn đã có sự sụt giảm về diện tích và chất lượng rừng Qua hai bảng I.2 và I.3 ta thấy rừng ngập mặn đã giảm từ 1.456,7 ha xuống còn 411,9 ha (giảm 71,4 %) Trong khi đó diện tích đầm nuôi tôm lại tăng vọt từ 432,3 ha lên 2795,5 ha (tăng 660,9%) Số rừng non năm

1998 cũng chỉ đạt 357,85 ha chiếm 5,83% diện tích cả Vườn quốc gia

Bảng I.2: Sử dụng đất năm 1986 tại Vườn

quốc gia Xuân Thủy

Các kiểu sinh cảnh Diện tích (ha)

358,3

Thổ cư và đất nông nghiệp

311,8

Mất rừng ngập mặn để nuụi tụm làm cho lượng húa chất bảo vệ thực vật tớch tụ trong cỏc loài hải sản lờn cao gõy ra hậu quả nhiều loài hải sản sinh trưởng chậm, một lượng lớn bị chết Cỏc loại húa chất ở cỏc hồ nuụi tụm được sử dụng thiếu kiểm soỏt được nước triều đem từ nội địa ra cỏc cửa sụng, kờnh rạch và rừng ngập mặn đó phỏ ủy chu trỡnh dinh dưỡng của hệ vi sinh vật, hậu quả nhiều loài động vật ăn mựn bó đó khụng sống được và ảnh hưởng đến dõy truyền đến cỏc động vật, nhiều loài hải sản cú giỏ trị cao ở rừng ngập mặn bị giảm sỳt.Việc đào mương dẫn nước vào vựng đầm đó ảnh hưởng đến mụi trường sống của chim vựng lừi, chim khụng đủ nước ngọt để uống [10]

I.3.5.2.2 Hoạt động nuụi vạng:

Cùng với phong trμo quây đầm nuôi tôm, phong trμo lμm vây vạng cũng phát triển mạnh từ giữa những năm 90 Hoạt động nμy phát triển mạnh, thích hợp với đối tượng lμ hộ nghèo vì vốn đầu tư không lớn như quây đầm nuôi tôm Mặc dù phương pháp khai thác ngao (vạng) thô sơ nhưng tác động mạnh đến vùng bãi triều, khiến khả năng tái sinh tự nhiên của một số loμi cây ngập mặn tiên phong không còn Trước hết bãi khai thác ngao thuộc vùng triều phải bằng phẳng, không có thực vật, nếu có phải chặt bỏ Với phương thức khai thác thủ công với số lượng người khai thác lớn, mật độ dμy vừa lμm cạn nguồn con giống, cây giống rừng ngập mặn Như vậy sự tác động của con người đã ảnh hưởng mạnh đến Vườn quốc gia, sự ảnh hưởng vừa mang tính toμn diện vừa cục bộ đến quá trình tiến hoá trầm tích; tương tác lục địa-biển vμ các thμnh phần môi trường khác, đặc biệt lμ hệ sinh thái rừng ngập mặn vμ đa dạng sinh học [10]

I.3.5.2.3 Ảnh hưởng bởi nguồn nước từ sụng Hồng:

Sụng Hồng đổ ra biển tại cửa Ba Lạt, là phần phớa Bắc của Vườn quốc gia Xuõn Thủy, được cỏc sụng nhỏnh đưa nước vào Vườn quốc gia (như sụng Trà…) Theo chương trỡnh nghiờn cứu biển cấp nhà nước KT 03/07 – Bộ tài nguyờn và mụi trường

2003 đó chỉ ra hàng năm nguồn chất thải ra sụng Hồng 2.817 tấn đồng, 730 tấn chỡ,

2015 tấn kẽm, 448 tấn arsenic, 11 tấn thủy ngõn, 118 tấn cacdimi, 24.602 tấn nitrat, 4.860 tấn photphat, 352 tấn amon, 400 tấn DDT Vỡ vậy, theo bỏo cỏo của Nguyễn Khắc Thành và Quản Thị Quỳnh Dao (2003) ở khu vực Ba Lạt cỏc húa chất bảo vệ thực vật trong cơ thể động vật thõn mềm lờn tới 75,263 mg/g, ở ngao 68,18 mg/g, ngú

166,95 mg/g Kết quả đó thể hiện môi trường sống của sinh vật bị xâm hại nghiêm

trọng, ảnh hưởng đến hệ sinh thái rừng ngập mặn [10]

Hoạt động nuôi tôm, nuôi ngao và các sinh hoạt của cư dân vùng ven đến hệ sinh thái rừng ngập mặn Ngoài ra, chất lượng sông Hồng ngày càng xuống cấp, khu vực lại tiếp nhận nguồn nước ngọt từ lục địa đổ ra biển ở vùng cửa sông Ba Lạt Nên cần có nghiên cứu đánh giá hiện trạng môi trường khu vực Trong khuôn một đề tài tốt nghiệp, đề tài tập trung nghiên cứu, thăm dò hiện trạng môi trường nước và đánh giá tác động của các hoạt động sống của con người tới môi trường nước của khu vực Vườn quốc gia

II NGUYấN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIấN CỨU:

II.1 Nguyờn liệu nghiờn cứu:

II.1.1 Địa điểm và thời gian lấy mẫu:

Địa điểm:Vườn quốc gia Xuõn Thủy

Thời gian: Đợt 1: từ 13 – 14 /3/2009

Đợt 2: 22/4/2009

II.1.2 Đối tượng nghiờn cứu:

Mẫu nước được lấy tại Vườn quốc gia Xuõn Thủy trong đợt 1 dựng để nghiờn cứu đa dang vi tảo vựng rừng ngập mặn tại khu vực

Mẫu nước được lấy tại vựng lừi và vựng đệm Vườn quốc gia Xuõn Thủy trong đợt 2 dựng để phõn tớch cỏc thụng số chất lượng nước: pH, DO, COD, BOD5, NO3- ,

NO2-, NH4+, PO3-4

II.1.3 Mỏy múc và dụng cụ thớ nghiệm:

Sử dụng cỏc dụng cụ cú sẵn tại phũng Cụng nghệ Tảo và sinh học mụi trường, Bảo tàng giống chuẩn Vi sinh vật và cỏc phũng thớ nghiệm thuộc Trung tõm Cụng nghệ sinh học, Đại học Quốc gia Hà Nội

Kớnh hiển vi quang học (Olympus, Nhật Bản)

Kớnh hiển vi soi nổi (Olympus, Nhật Bản)

Kớnh hiển vi CX 41 (Olympus, Nhật Bản)

Mỏy Gen Amp PCRSystem 9700 ( ABI, Mỹ)

Mỏy Sequencer ABM Prism 3100 Avant ( ABI, Mỹ)

Mỏy điện di Aegase ( ABI, Mỹ)

II.1.4 Húa chất:

Húa chất phõn tớch cỏc thụng số chất lượng nước ( trỡnh bày cụ thể trong mục II.2.2.)

Húa chất nuụi cấy và nghiờn cứu vi tảo (được trỡnh bày ở phụ lục 1)

II.2 Phương phỏp nghiờn cứu:

II.2.1 Phương phỏp thu mẫu,cố định mẫu,bảo quản mẫu:

Lấy mẫu nước nghiờn cứu vi tảo: Lấy cách mặt nước 20cm (tầng nμy đại diện cho tầng hiếu khí), lấy mẫu bùn, lấy mẫu lá mục đang phân huỷ, lấy mẫu trên các thân cây, rễ cây vẹt, sú, trang, Mẫu nước cú vi tảo được đựng trong chai nhưa PE

Mẫu nước nghiờn cứu chất lượng nước được đựng trong chai nhựa PE 0,5 l, mỗi

vị trớ lấy 2 chai: Một chai đựng đầy được cố định tại chỗ mẫu để đo DO (cụ thể trong mục II.2.1.1 ), một chai để đo cỏc thụng số chất lượng nước cũn lại Trong quỏ trỡnh vận chuyển từ Xuõn Thủy, Nam Định được bảo quản trong hộp xốp chứa đỏ, sau đú cho vào bảo quản lạnh tại phũng thớ nghiệm vi tảo thuộc Viờn Vi sinh vật và cụng nghệ sinh học, Đại học Quốc gia Hà Nội

II.2.2 Phương phỏp phõn tớch cỏc thụng số chất lượng nước:

II.2.2.1 Xác định hàm lượng oxy hoà tan (DO) bằng phương pháp Winkler:

a) Nguyên tắc:

Phương pháp xác định DO dựa vμo khả năng của oxy hoμ tan oxy hoá Mn2+ thμnh

Mn4+ trong môi trường kiềm Mn4+ lại có khả năng oxy hoá I- thμnh I2 trong môi trường axít Do vậy lượng I2 được tạo ra có quan hệ định lượng với DO vμ được xác định bằng Thiosulfat Natri

kết tủa vμng nâu hoμ tan hết Lấy 100ml dung dịch nμy vμo bình tam giác 250ml Dùng dung dịch Na2S2O3 chuẩn độ cho đến mμu vμng rất nhạt, cho thêm 3 giọt dung dịch tinh bột, dung dịch sẽ có mμu xanh lam Tiếp tục dùng dung dịch Na2S2O3 chuẩn độ cho tới khi mμu lam vừa vặn biến mất Ghi lấy lượng Na2S2O3 đã dùng

Xác định BOD5 dựa trên nguyên tắc xác định hiệu số giữa DO của nước mẫu

ngμy đầu tiên vμ DO của mẫu nước sau khi ủ mẫu 5 ngμy ở nhiệt độ 200C

Trong đó: DO1 lμ giá trị DO của mẫu đo ở ngμy đầu tiên

DO5 lμ giá trị DO của mẫu đo sau 5 ngμy

P lμ tỷ lệ của mẫu sử dụng

8.W.N

DO (mg/l) = X 1000

V

II.2.1.3 Xỏc định nhu cầu oxy hoá học (COD) (Chemical Oxygen Demand):

a) Khỏi niệm:

COD lμ lượng oxy cần thiết để oxy hoá toμn bộ các chất hữu cơ trong nước (nhờ các chất oxy hoá mạnh) Phương pháp xác định: Phương pháp Bicromat

b) Nguyên tắc:

Khi cho dung dịch Bicromat vμo mẫu nước, dưới tác dụng của nhiệt độ vμ

H2SO4 đặc thì phần lớn các chất hữu cơ vμ vô cơ trong nước bị oxy hoá Để phản ứng Oxy hoá xảy ra hoμn toμn ta cho thêm xúc tác Ag2SO4 Sau khi oxy hoá, lượng

Bicromat dư sẽ được xác định bằng phương pháp chuẩn độ với dung dịch muối Morh Lượng chất hữu cơ bị oxy hoá sẽ tính ra bằng lượng oxy tương đương qua Cr2O72- bị khử, lượng oxy tương đương nμy chính lμ COD

Phản ứng oxy của Bicromat được diễn ra theo phương trình sau:

+ Vụn thuỷ tinh

+ Chỉ thị mμu Diphenylamin: 1g Diphenylamin trong 100ml H2SO4

+ Dung dịch muối Morh 0,25N : Hoμ tan 98g muối Fe (NH4)2(SO4)2 6 H2O trong nước cất Thêm 20ml H2SO4 đậm đặc, sau khi để nguội thêm nước cất đến 1 lít

Mỗi lần dùng muối Morh phải kiểm tra lại nồng độ bằng cách hút 25ml dung dịch K2Cr2O7 0,25N cho vμo bình tam giác, thêm nước cất đến thể tích 200ml, thêm 15ml dung dịch H2SO4 1:1, thêm 5 giọt chỉ thị Diphenylamin

Dùng dung dịch muối Morh để chuẩn độ đến khi mầu dung dịch chuyển sang xanh lá cây Nồng độ chính xác của muối Morh được xác định theo công thức sau:

N =

V

x 250,25

Trong đó V lμ thể tích dung dịch muối Morh đã tiêu tốn (ml)

- Lμm tương tự với mẫu nước cất

- Đun hồi lưu trong 2 giờ, sau 4 giờ đem ra lμm lạnh

- Thêm 50ml nước cất

- Thêm 2 giọt chỉ thị mμu Diphenylamin, chuẩn độ bằng dung dịch muối Morh 0,25N đến khi có mμu xanh lá cây Ghi lại lượng muối Morh đã dùng

Công thức tính lượng COD:

COD =

V

x xNx V

N: lμ đương lượng gam muối Morh

II.2.1.4 Xác định hàm lượng NH 4 + bằng phương pháp so màu với thuốc thử Nessler: