Chất lượng môi trường nước và đa dạng thực vật nổi tại cửa Soài Rạp (sông Đồng Nai) và cửa Cổ Chiên (sông Tiền Giang) giai đoạn 2011 -2015

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN --- NGUYỄN THỊ THU CHẤT LƯỢNG MÔI TRƯỜNG NƯỚC VÀ ĐA DẠNG THỰC VẬT NỔI TẠI CỬA SOÀI RẠP SÔNG ĐỒNG NAI VÀ CỬA CỔ CHIÊN SÔNG T

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-

NGUYỄN THỊ THU

CHẤT LƯỢNG MÔI TRƯỜNG NƯỚC

VÀ ĐA DẠNG THỰC VẬT NỔI TẠI CỬA SOÀI RẠP (SÔNG ĐỒNG NAI)

VÀ CỬA CỔ CHIÊN ( SÔNG TIỀN GIANG)

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành luận văn này, tôi đã nhận được rất nhiều sự giúp đỡ quý báu cả về vật chất và tinh thần cũng như kiến thức chuyên môn từ thầy cô và bạn bè

Đầu tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất tới PGS.TS Lê Thu Hà, người đã luôn

tận tình chỉ bảo, động viên, hướng dẫn cho tôi những kiến thức và kinh nghiệm quý báu trong suốt quá trình thực hiện nghiên cứu và hoàn thành luận văn

Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các thầy giáo, cô giáo trong Khoa Sinh học Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, đặc biệt là các thầy cô giáo phòng Thí nghiệm Sinh thái học và Sinh học môi trường, đã giúp đỡ tôi trong quá trình tiến hành thí nghiệm, tạo mọi điều kiện cho tôi thực hiện luận văn với kết quả tốt nhất

Xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới gia đình tôi, bạn bè thân thiết, những người đã luôn ở bên tôi, động viên tôi vượt qua mọi khó khăn trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu

Xin chân thành cảm ơn !

Hà Nội, tháng 12 năm 2016

Nguyễn Thị Thu

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

1.1 Các thông số đánh giá chất lượng nước 3

1.1.1 Thông số thủy lí 3

1.1.2 Thông số thủy hóa 3

1.1.3 Sinh vật chỉ thị 5

1.1.4 Chỉ số đa dạng 7

1.2 Điều kiện tự nhiên kinh tế xã hội vùng cửa sông Soài Rạp, Cổ

Chiên 10

1.2.1 Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội vùng cửa Soài Rạp 10

1.2.1 Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội vùng cửa Cổ Chiên 11

1.3 Tổng quan một số nghiên cứu về chất lượng môi trường nước và thực vật nổi một số cửa sông khu vực miền Nam, Việt Nam……… 13

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG, THỜI GIAN, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ……… 16

2.1 Đối tượng nghiên cứu 16

2.2 Địa điểm nghiên cứu 16

2.3 Phương pháp nghiên cứu 19

2.3.1 Phương pháp thu mẫu 19

2.3.2 Phương pháp phân tích mẫu 20

2.3.3 Phương pháp xử lý số liệu 20

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 24 3.1 Đặc điểm thủy lý hóa môi trường nước cửa Soài Rạp, cửa Cổ Chiên năm 2015……… 24

3.1.1 Cửa Soài Rạp……… ……… 24

3.1.2 Cửa Cổ Chiên ………… ……… …… 32

3.2 Biến động chất lượng môi trường nước cửa Soài Rạp, cửa Cổ Chiên giai đoạn 2011 – 2015……….……… … 35 3.2.1 Cửa Soài Rạp……… ……… 35

3.2.2 Cửa Cổ Chiên……… 36

3.3 Thành phần loài và mật độ thực vật nổi các cửa sông nghiên cứu…… 38

3.3.1 Cửa Soài Rạp……….………… 38

3.3.2 Cửa Cổ Chiên……… 44

3.4 Đánh giá chất lượng môi trường nước tại cửa Soài Rạp và cửa Cổ Chiên thông qua chỉ số đa dạng và chỉ số sinh học thực vật nổi……… 50

3.4.1 Cửa Soài Rạp……… 50

3.4.2 Cửa Cổ Chiên……… 52

3.5 Phân tích tương quan giũa các chỉ số sinh học với một số thông số thủy lí hóa……… 54

3.5.1 Cửa Soài Rạp……… 54

3.5.2 Cửa Cổ Chiên……… 55

KẾT LUẬN 57

KIẾN NGHỊ 58

TÀI LIỆU THAM KHẢO 59

PHỤ LỤC……… … 62

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

STT Kí hiệu

1 BTNMT Bộ tài nguyên môi trường

3 COD Chemical Oxygen Demand – Nhu cầu oxy hóa học

4 DO Disolved Oxygen – Hàm lượng oxy hòa tan

9 TSS Tổng lượng chất rắn lơ lửng

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1 Tọa độ các điểm thu mẫu cửa sông Soài Rạp 17

Bảng 2.1 Tọa độ các điểm thu mẫu trên cửa sông Cổ Chiên 19

Bảng 2.3 Mối tương quan giữa chỉ số H’ và mức độ ô nhiễm nước………… 21

Bảng 2.4 Công thức tính chỉ số sinh học tảo……… 22

Bảng 2.5 Mối tương quan giữa chỉ số sinh học tảo và mức độ ô nhiễm môi trường

nước……… 22

Bảng 3.1: Thông số thủy lí hóa tại cửa sông Soài Rạp……….…… 24

Bảng 3.2: Thông số thủy lí hóa tại cửa sông Cổ Chiên ……… 29

Bảng 3.3: Thông số thủy lí hóa tại cửa Soài Rạp giai đoạn 2011 – 2015………… 35

Bảng 3.4:Thông số thủy lí hóa tại cửa Cổ Chiên giai đoạn 2011-2015……… ….36

Bảng 3.5: Thành phần loài thực vật nổi khu vực cửa sông Soài Rạp 9.2015… … 38

Bảng 3 6: Mật độ TVN vùng cửa sông Soài Rạp 9/2015……… … 41

Bảng 3.7: Thành phần loài thực vật nổi cửa Soài Rạp giai đoạn 2011 đến 2015… 42 Bảng 3.8 Thành phần loài thực vật nổi khu vực cửa sông Cổ Chiên 9.2015…… 44

Bảng 3.9 Mật độ TVN các điểm nghiên cứu cửa sông Cố Chiên 9/2015……… 47

Bảng 3.10 Thành phần loài thực vật nổi cửa sông Cổ Chiên từ 2011 đến 2015… 48 Bảng 3.11 Chỉ số H’ và mức ô nhiễm tại các điểm nghiên cứu cửa Soài Rạp năm 2015……… ……… … 50

Bảng 3.12 Chỉ số sinh học tảo và mức ô nhiễm tại các điểm nghiên cứu cửa Soài Rạp năm 2015……… ……… 51

Bảng 3.13 Chỉ số H’ và mức ô nhiễm tại các điểm nghiên cứu cửa Cổ Chiên năm 2015……… …… 52

Bảng 3.14 Chỉ số sinh học tảo và mức ô nhiễm tại các điểm nghiên cứu cửa Cổ Chiên năm 2015……… … 53

Bảng 3.15 Tương quan giữa chỉ số đa dạng H’ với một số thông số thủy lý hóa tại cửa Soài Rạp……….……….… 54

Bảng 3.16: Tương quan giữa chỉ số Diat Ind với một số thông số thủy lý hóa cửa Soài Rạp……… 55

Bảng 3.17 Tương quan giữa chỉ số H’ với một số thông số thủy lý hóa cửa Cổ Chiên……… … 56 Bảng 3.18: Tương quan giữa chỉ số Diat Ind với một số thông số thủy lý hóa cửa Cổ Chiên……… ……… 56

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Vị trí hành chính huyện Cần Giuộc – tỉnh Long An……… 10

Hình 1.2: Vị trí hành chính huyện Châu Thành – tỉnh Trà Vinh……….…… 12

Hình 2.1:Vị trí các điểm thu mẫu trên cửa sông Soài Rạp……… … 16

Hình 2.2: Vị trí các điểm thu mẫu trên cửa sông Cổ Chiên……… 18

Hình 3.1 Nhiệt độ tại các điểm nghiên cứu cửa Soài Rạp năm 2015………… … 25

Hình 3.2 pH tại các điểm nghiên cứu cửa Soài Rạp năm 2015……… 26

Hình 3.3 Độ đục tại các điểm nghiên cứu cửa Soài Rạp năm 2015……… 26

Hình 3.4 Độ muối tại các điểm nghiên cứu cửa Soài Rạp năm 2015……… 26

Hình 3.5 Hàm lượng Oxy hòa tan tại các điểm nghiên cứu cửa Soài Rạp năm 2015……… 27

Hình 3.6 Nhu cầu oxy hóa hóa học tại các điểm nghiên cứu cửa Soài Rạp năm 2015……… 27

Hình 3.7 Hàm lượng NO3- tại các điểm nghiên cứu cửa Soài Rạp năm 2015… 28

Hình 3.8 Hàm lượng NH4+ tại các điểm nghiên cứu cửa Soài Rạp năm 2015 … 28

Hình 3.9 Hàm lượng PO43- tại các điểm nghiên cứu cửa Soài Rạp năm 2015.… 28 Hình 3.10 Nhiệt độ tại các điểm nghiên cứu cửa Cổ Chiên năm 2015………… 30

Hình 3.11 pH tại các điểm nghiên cứu cửa Cổ Chiên năm 2015……… … 31

Hình 3.12 Độ đục tại các điểm nghiên cứu cửa Cổ Chiên năm 2015……… 31

Hình 3.13 Độ muối tại các điểm nghiên cứu cửa Cổ Chiên năm 2015……… … 31

Hình 3.14 Hàm lượng DO tại các điểm nghiên cứu cửa Cổ Chiên năm 2015……32

Hình 3.15 Hàm lượng COD tại các điểm nghiên cứu cửa Cổ Chiên 2015…… …32

Hình 3.16 Hàm lượng NO3- tại các điểm nghiên cứu cửa Cổ Chiên năm 2015… 33 Hình 3.17 Hàm lượng NH4+ tại các điểm nghiên cửa Cổ Chiên năm 2015…… 33

Hình 3.18 Hàm lượng PO43- tại các điểm nghiên cứu cửa Cổ Chiên năm 2015…33 Hình 3.19: Tỷ lệ % thành phần loài thực vật nổi ở cửa Soài Rạp năm 2015…… 40

Hình 3.20: Mật độ tảo trung bình ở cửa Soài Rạp năm 2015……… ….41

Hình 3.21: : Cấu trúc thành phần loài thực vật nổi cửa Soài Rạp giai đoạn 2011 đến năm 2015……… 42

Hình 3.22: Tỷ lệ % thành phần loài thực vật nổi cửa Cổ Chiên năm 2015…… 46

Hình 3.23: Mật độ thực vật nổi trung bình ở cửa Cổ Chiên năm 2015………… 47 Hình 3.24: Cấu trúc thành phần loài cửa Cổ Chiên giai đoạn 2011 đến 2015……… 48

MỞ ĐẦU

Việt Nam, một quốc gia ven biển với tổng chiều dài bờ biển lên tới 3260 km cùng với hàng loạt hệ thống sông đổ nước ra biển đã tạo nên vùng cửa sông rộng lớn, trung bình cứ 20 km bờ biển lại có một cửa sông [Vũ Trung Tạng, 1995] Vùng cửa sông

là nơi chuyển tiếp giữa sông - biển đã trở thành hệ sinh thái hết sức độc đáo và phức tạp, giàu về tài nguyên thiên nhiên, tính đa dạng sinh học cao Thế nhưng, đây cũng là vùng

vô cùng nhạy cảm, dễ bị tổn thương bởi tác động của các hiện tượng tự nhiên cũng như các hoạt động khác nhau của con người Nước thải từ hầu hết các đô thị và khu công nghiệp đổ ra biển mà không được xử lý hoặc xử lý chưa đạt yêu cầu, trước tiên sẽ đi qua vùng cửa sông và gây hại cho đời sống sinh vật vùng này Kết quả là môi trường bị ô nhiễm, nghề cá bị sa sút, đất ngập nước bị khô, các rạn san hô bị phá hủy, các bãi biển bị xuống cấp… cùng nhiều biến đổi có hại khác nữa Vì vậy mà quản lý tốt vùng cửa sông ven biển là rất cần thiết để bảo tồn các hệ sinh thái tự nhiên, đi đôi với việc phát triển kinh tế một cách bền vững

Thực vật nổi là thành phần tham gia vào chuỗi và lưới thức ăn trong hệ sinh thái cửa sông ven biển Thực vật nổi là nguồn thức ăn sơ cấp trong thủy vực, góp phần vào quá trình chuyển hóa vật chất, có vai trò quan trọng trong việc duy trì và phát triển nguồn lợi hải sản cho quá trình khai thác của con người Vì vậy nghiên cứu chất lượng môi trường nước và đa dạng thực vật nổi mang ý nghĩa dự báo cho đa dạng sinh học của thủy vực nói chung và cho ngành nuôi trồng và đánh bắt thủy sản nói riêng đồng thời là cơ sở cho việc duy trì, phát triển và bảo vệ sinh vật cho vùng cửa sông ven biển [6]

Sông Tiền Giang là một phân lưu của sông Cửu Long, có chiều dài khoảng 82 km chảy qua các tỉnh Vĩnh Long, Trà Vinh, Bến Tre, đổ ra biển Đông qua 2 cửa sông là cửa

Cổ Chiên và cửa Cung Hầu Phù sa từ sông Cổ Chiên đổ ra biển tạo ra những cù lao màu

mỡ, hình thành tiềm năng tài nguyên biển và ven biển rất dồi dào phong phú, có ý nghĩa quan trọng trong quá trình phát triển kinh tế - xã hội của địa phương

Sông Đồng Nai là một phân lưu của hệ thống sông Sài Gòn - sông Đồng Nai, có chiều dài khoảng 40 km, nằm phía hạ lưu nơi ranh giới giữa xã Lý Nhơn, huyện Cần Giờ

và xã Gia Thuận, huyện Gò Công Đông, đổ ra biển Đông tại cửa Soài Rạp, hình thành

khu hệ thực vật và động vật phong phú về tài nguyên sinh vật ven biển và các sinh cảnh

đa dạng

Việc đánh giá chất lượng nước tại cửa sông dựa trên các thông số: vật lý, hóa học, sinh học sẽ cung cấp cơ sở dữ liệu quan trọng, từ đó đề xuất các giải pháp khắc phục và cải thiện tình trạng ô nhiễm, có ý nghĩa quan trọng trong việc nuôi trồng thủy sản cũng như duy trì, phát triển hệ sinh thái cửa sông

Trước những yêu cầu đó, đề tài “Chất lượng môi trường nước và đa dạng thực

vật nổi tại cửa Soài Rạp (sông Đồng Nai) và cửa Cổ Chiên (sông Tiền Giang) giai đoạn 2011 - 2015” đã được thực hiện với các mục tiêu chính như sau:

1 Đánh giá chất lượng môi trường nước tại cửa sông Cổ Chiên và cửa sông Soài Rạp thông qua các thông số thủy lý hóa

2 Xác định thành phần, mật độ thực vật nổi tại cửa sông Cổ Chiên và cửa sông Soài Rạp từ đó đánh giá mức độ ô nhiễm thông qua chỉ số sinh học: chỉ số đa dạng Shannon – Weiner (H’), chỉ số sinh học thực vật nổi

3 Tìm hiểu tương quan giữa một số thông số thủy lý hóa với thông số sinh học

CHƯƠNG 1 – TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Các thông số đánh giá chất lượng nước

1.1.1 Các thông số thủy lý

Nhiệt độ: Nhiệt độ của nước là đại lượng phụ thuộc vào điều kiện môi trường và khí hậu Nhiệt độ ảnh hưởng tới nồng độ oxi hòa tan (DO), tốc độ chuyển hóa các chất, quá trình sinh trưởng phát triển của sinh vật thủy sinh [10]

Độ đục: là mức độ ngăn cản ánh sáng truyền qua nước, phụ thuộc vào lượng keo khoáng, vật chất hữu cơ lơ lửng, sự phát triển của sinh vật phù du và lượng mưa đổ vào thủy vực Độ đục cản trở khả năng xâm nhập của ánh sáng vào các tầng nước dẫn đến giảm hiệu suất quang hợp, giảm mức đồng hóa, từ đó làm giảm khả năng tự làm sạch của nước [10]

Màu nước: Màu sắc đặc trưng của nước ở từng thủy vực là do sự có mặt của một

số hợp chất vô cơ như: Fe3+, Cu2+… hay các hợp chất hữu cơ dạng bùn, chất lơ lửng hoặc các loài vi tảo Nước ở thủy vực bị phú dưỡng thường có màu xanh đậm hoặc nổi váng trắng, chứng tỏ sự phát triển nở rộ của thực vật nổi [10]

Mùi nước: do mùi của một số chất khí tan trong nước được tạo thành từ quá trình phân hủy chất hữu cơ, như: NH3, CH3NH2, CH3(CH2)3 SH … [10]

1.1.2 Các thông số thủy hóa

pH: phụ thuộc vào hàm lượng chất hữu cơ, độ thủy phân muối và sự phát triển của

hệ vi tảo ở trong nước pH được duy trì ở mức trung tính sẽ phù hợp với đời sống của các thủy sinh vật, nếu pH quá kiềm hoặc quá axit sẽ gây ảnh hưởng tới hệ sinh vật phát triển trong nước, đồng thời làm thay đổi thành phần hóa học trong nước [10]

Độ dẫn: Độ dẫn của nước liên quan đến sự có mặt của các ion trong nước như

Na+, K+, SO42- , NO3-, PO43- v.v Độ dẫn của nước tăng theo hàm lượng các ion, các chất khoáng hòa tan trong nước và và tỉ lệ thuận với nhiệt độ Nhiệt độ tăng 10O

C thì độ dẫn điện của nước sẽ tăng 2%-3% Thông số này thường được dùng để đánh giá tổng hàm lượng chất khoáng hòa tan trong nước [10]

Độ muối: Chỉ tổng nồng độ của các ion hòa tan trong nước, trong đó có 7 ion quan trọng là Na+, K+, Ca+, Mn+ , Cl-, SO42-, và HCO3- Độ muối ảnh hưởng tới cấu trúc quần xã sinh vật sống trong nước [10]

DO - Hàm lượng oxy hòa tan trong nước: có nguồn gốc từ sự khuếch tán không khí từ khí quyển vào nước hoặc do quá trình quang hợp của tảo DO phụ thuộc vào các yếu tố: nhiệt độ, áp suất, đặc tính lý hóa của nước, sự phân hủy vật chất, quang hợp của tảo Hàm lượng DO là một trong những chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng nước và khả năng tự làm sạch của thủy vực DO càng thấp chứng tỏ mức độ ô nhiễm của nước càng cao, ảnh hưởng tới đời sống của các sinh vật thủy sinh, làm giảm khả năng tự làm sạch của nước [10]

COD - nhu cầu oxy hóa học: lượng oxy cần thiết để oxy hóa tất cả các chất hữu

cơ có mặt trong nước Toàn bộ lượng oxy sử dụng cho quá trình này đều được lấy từ oxy hòa tan trong nước Do đó, hàm lượng COD cao sẽ có hại cho đời sống của các sinh vật thủy sinh [10]

Nitơ: Nitơ trong các thủy vực có thể có nguồn gốc ngoại lai (nguồn nước thải, rác thải, nước chảy tràn vào trong mùa mưa lũ), hoặc nội tại (xác sinh vật phân hủy trong chính thủy vực đó) Nitơ trong nước tồn tại chủ yếu ở 2 dạng: N-amonium (NH4+ ), N-nitrat (NO3-) Trong đó, NO3- là sản phẩm cuối cùng của sự phân hủy các hợp chất hữu cơ chứa nitơ, được sinh vật sử dụng trực tiếp làm nguồn dinh dưỡng NH4+ nguồn dự trữ để sau đó được chuyển hóa thành NO3- (khi pH>7) cho sinh vật sử dụng Nitơ là một trong những nhân tố dinh dưỡng thiết yếu quyết định đến sự sinh trưởng phát triển của thực vật nổi Khi hàm lượng nitơ quá cao sẽ gây phú dưỡng, dẫn đến hiện tượng tảo nở hoa, ảnh hưởng nghiêm trọng tới đời sống các thủy sinh vật khác Ngoài ra, quá trình oxi hóa các dạng khử của nitơ trong nước cũng gây ảnh hưởng đến hàm lượng oxi hòa tan Từ những

lý do đó, các số liệu về hàm lượng nitơ là phần thông tin cần thiết cho các chương trình giám sát mức độ ô nhiễm nước [6]

Photpho: Photpho là một trong những nguồn dinh dưỡng thiết yếu của thực vật nổi,

có nguồn gốc từ phân bón hóa học và thuốc bảo vệ thực vật dùng trong nông nghiệp hoặc

từ nguồn nước thải từ các hoạt động sản xuất công nghiệp, làng nghề, do sự phân hủy xác