tiểu luận thủy triều đỏ

Trong đó có khoảng 1/4 loài 70 - 80 loài gây hiện tượng nở hoa có khả năng sản sinh độc tố đang là mối đe dọa đến khu hệ động vật và thực vật tự nhiên ở nước, nghề nuôi trồng thủy sản và

Mục lục

1

V. Nội dung :

1. Khái niệm:

1.1. Thủy triều đỏ là gì ?

Theo Vũ Thành Lâm (Bảo tàng giống chuẩn Vi sinh vật Việt Nam):

“Thủy triều đỏ” là thuật ngữ chỉ sự nở hoa của các loài vi tảo biển Đây là một hiện tượng tự nhiên xảy ra do mật độ tế bào vi tảo gia tăng lên đến hàng triệu tế bào/lít (thông thường có khoảng 10 - 100

tế bào vi tảo/ml, nhưng trong trường hợp “nở hoa” mật độ có thể lêntrên 10.000 tế bào/ml) làm biến đổi màu của nước biển từ xanh lục đậm, đỏ cho đến vàng xám

Hiện tượng “nở hoa” thường đi kèm với hàm lượng oxy hòa tan suy giảm nhanh chóng, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến đời sống thủy sinh vật Đến nay, các nhà khoa học đã xác nhận có khoảng 300 loài

vi tảo biển đã hình thành sự nở hoa làm thay đổi màu nước biển Trong đó có khoảng 1/4 loài (70 - 80 loài) gây hiện tượng nở hoa có khả năng sản sinh độc tố đang là mối đe dọa đến khu hệ động vật và thực vật tự nhiên ở nước, nghề nuôi trồng thủy sản và sức khỏe của con người (nguyên nhân do độc tố tảo có thể được tích lũy trong vài

Thủy triều đỏ là tên gọi chung cho những hiện tượng được biết đến như là những đợt bùng phát tảo biển “ nở hoa”, xảy ra ở cửa sông,mặt biển, tích tụnhanh chóng những cột hoa do vi tảo biển sinh ra Sự "nở hoa" của tảo có khi làm nước biển màu đỏ, có khi màu xanh, màu xám hoặc như màu cám gạo

Hiện tượng thủy triều đỏ xuất hiện ở Chile năm 2009 khiến 2 người

- Chúng không liên quan đến chuyển động của thủy triều

- Thuật ngữ này thiếu độ chính xác khi được dùng để chỉ cho nhiều dạng tảo nở hoa

Những thuật ngữ thay thế có độ chính xác hơn bao gồm một thuật ngữ khái

quát chung tảo nở hoa gây hại (HABs – Hamrful Algal Blooms ) dành cho các dạng sinh vật gây hại và tảo nở hoa dành cho các sinh vật tảo không

nguy hại

3

Thủy triều đỏ dễ dàng nhận biết nhanh chóng bằng trực quan khi nước biểnthường có chất dính và mùi tanh hôi

1.2. Đặc điểm và phân loại một số loài tảo :

Các loài tảo và vi khuẩn chứa sắc tố màu khác nhau có thể sinh trưởng thành quần thể to lớn ở vùng ven bờ gây nên sự thay đổi màu nước

Đến nay, các nhà khoa học đã xác nhận có khoảng trên 300 loài vi tảo đã hình thành sự nở hoa làm thay đổi màu nước Trong đó có khoảng 1/4 loài (70 - 80 loài) gây hiện tượng nở hoa có khả năng sản sinh độc tố đang là mối đe dọa đến khu hệ động vật và thực vật tự nhiên ở nước, nghề nuôi trồng thủy sản và sức khỏe của con người Tảo, theo một cách hiểu nào đó,được gọi là thallophytes, tản thực vật, là những thực vật thiếu rễ, thiếu lá vàthiếu cả thân, chúng có chlorophyll đóng vai trò như sắc tố quang hợp sơ cấp và chúng thiếu lớp tế bào bất thụ đóng vai trò như lớp tế bào trợ dưỡng

có nhiệm vụ bao quanh lớp tế bào sinh dục Ở đây, chúng ta chỉ quan tâm đến vi tảo Bởi vì những loài tảo gây thuỷ triều đỏ đa số đều là vi tảo

Vi tảo chủ yếu thuộc về các chi trong các ngành sau đây:

- Ngành Tảo lục (Chlorophyta) : Các chi Closterium, Coelastrum,

Dyctyosphaerium, Scenedesmus, Pediastrum, Staurastrum, Dunaliella, Chlamydomonas, Haematococcus, Tetraselmis, Chlorella,

- Ngành Tảo lông roi lệch (Heterokontophyta) : Các chi Melosira,

Asterionella, Cymatopleurra, Somphonema, Fragilaria, Stephanodiscus,Navicula, Malomonas, Dinobryon, Peridinium, Isochrysis,

Chaetoceros, Phaeodactylum, Skeletonema, Nitzschia

- Ngành Tảo đỏ (Rhodophyta) : Các chi Phacus, Trachelomonas,

Ceratium

- Ngành Tảo mắt (Euglenophyta) : Các chi Porphyridium, Rhodella

- Tảo vàng ánh

Dinobryon Uroglena Synura

Uroglenopsis Chrysostephanosphaera Chromulina

5

Một số đại diện lớp tảo vàng ánh

Tảo nở hoa gây hại theo hai cách chính:

- Tảo sinh ra chất độc Các loại sinh vật khác hấp thụ phải chất độc sẽ bị nhiễm độc Cứ thế, chất độc lan trong chuỗi thức ăn, gây ra cái chết chocác loại sinh vật biển lớn hơn như động vật phù du, các loài nhuyễn thể,

cá, động vật có vú ở biển v.v

- Gây thiếu hụt ô-xy trong nước Giống như cây cối trên cạn, vào ban đêm, “tập đoàn” tảo ngừng quang hợp và tiêu thụ một lượng lớn ô-xy trong nước Ngoài ra, khi sinh sôi nhanh chóng thì số lượng tảo chết cũng rất lớn Khi chết, xác tảo chìm xuống đáy Tại đây, vi khuẩn sẽ phân hủy xác tảo, và quá trình này tiêu tốn nhiều ô-xy trong nước Sự thiếu hụt ô-xy này có thể khiến cá và các loại động vật dưới nước chết hàng loạt, bao gồm cả tầng đáy và tầng trên

* Một số loài tảo độc hại tiêu biểu:

1 Ostreopsis sp.: kích thước khoảng 100 μm. Những chi phân bố rông ở vùng nhiệt đới với đại diện một số loài độc hại

2 Gonyaulax grindley: Loài này phân bố tại cửa sông, trong các vùng nước lạnh

và cận nhiệt đới, ngay cả trong Salton Sea, nơi nồng độ của muối có thể vượt quá 5%

Phân bố ở Neritic; phù hợp với nền nhiệt độ ấm

trong vùng nước nhiệt đới; sự nở hoa của chúng có thể trên diện rộng tại California, có thể độc hại

4 Pseudo-nitzschia pseudodelicatissima: kích thước

khoảng 200 μm.hình thành nhiều mắt xích, phân phối rộngkhắp; độc hại bởi khả năng sản xuất domoic axit

7

5 Chattonella subsalsa : Có tính độc cao bởi khả năng sản xuất brevetoxins - độc tố tương tự như K Brevis

6 Ostreopsis sp.: kích thước khoảng 100 μm Những chi

phân bố rộng ở vùng nhiệt đới với đại diện một số loài độc hại

7 Karenia brevis: Đây là loài phổ biến nhất gây ra hiện tượng thủy triều đỏ trên bờ

biển phía Tây của Florida

2. Nguyên nhân :

Năm 1985, nhà hóa học Koji Nakanishi tại Đại học Columbia đã đề xuất một chu trình sinh ra thủy triều đỏ, theo đó các phản ứng hóa học xảy ra theo từng bước, nhờ đó nhóm tảo dinoflagellates sinh ra thành phần độc tố chính trong thủy triều đỏ là brevetoxin cùng các độc tố khác Theo các nhà khoa học, phản ứng ban đầu được kích hoạt bởi một enzyme và nước có thể

là thành phần liên hệ trực tiếp với quá trình sinh ra độc tố hoặc đóng vai tròquan trọng do tảo dinoflagellates là một thực thể sống của biển Trong khi thủy triều đỏ ở vịnh Mexico đã được ghi nhận bởi các nhà thám hiểm thời

kì đầu như Cabeza de Vaca, vẫn chưa rõ ràng điều gì làm khởi phát cho sự

nở hoa của tảo cũng như mức độ của các tác nhân của tự nhiên lẫn con người đóng vai trò lớn tới đâu trong sự phát triển của chúng Và ngoài ra vẫn còn có những cân nhắc rằng Sự gia tăng của Sự kiện thủy triều đỏ về tần suất và mức độ nghiêm trọng của sự nở hoa của tảo trong các phần khácnhau của thế giới liệu có thực sự đang diễn ra trong thực tế hay đó chỉ là do

sự gia tăng của những nỗ lực quan sát đi cùng những tiến bộ trong phương pháp nhận dạng loài Thủy triều đỏ có thể xảy ra do tự nhiên và cũng có thểxảy ra do con người

9

2.1. Tự nhiên :

- Do hiện tượng nước trồi: tức dòng nước lạnh và nhiều dinh dưỡng di chuyển từ phía sâu lên bề mặt đại dương, thay thế dòng nước nóng hơn phía trên

Sự xuất hiện của thủy triều đỏ tại một số địa điểm dường như là hoàn toàn tự nhiên , tảo nở hoa theo chu kỳ mùa như kết quả từ hiện tượng nước trồi dọc bờ biển vốn là hệ quả tự nhiên của sự di chuyển của các gồm các yếu tố vi lượng như nitrat, phosphat và các axit silicic mà nguồn gốc từ các vật chất hữu cơ sau khi bị phân huỷ Khi dòng vật liệunày được mang lên bề mặt, dinh dưỡng của nó sẽ nuôi các loài tảo bề mặt và giúp phân giải CO2 trong quá trình quang hợp Vùng nước trồi

có mức độ sinh trưởng sơ cấp cao nếu so sánh với các khu vực khác trên biển, chiếm hơn 50% năng suất toàn cầu Mức độ sinh trưởng sơ cấp cao thúc đẩy các nguồn sinh vật biển phát triển vì tảo biển là loài cơbản nhất trong chuỗi thức ăn đại dương

- Những yêu tố khác như sự khuếch tán một lượng lớn bụi giàu sắt đến từcác vùng sa mạc rộng lớn như sa mạc Sahara được cho là đóng vai trò quan trọng trong việc gây ra thủy triều đỏ

- Một số sự kiện tảo nở hoa tại bờ biển Thái Bình Dương được cho là có dòng hải lưu nhất định Khu vực nước sâu thường giàu dinh dưỡng baomối liên hệ với sự xuất hiện của các biến đổi khí hậu quy mô lớn, ví dụ như các sự kiện El Nino khiến cho nước biển nóng lên bất thường là điều kiện cho tảo sinh sôi nảy nở

Hiện tượng El Nino:

El Nino là một hiện tượng thiên nhiên chứ không phải do con người tạo

ra Một trong những nguyên nhân lớn gây ra hiện tượng El Nino là sự thay đổi hướng gió, tuy nhiên đến nay các nhà khoa học vẫn chưa có lờigiải đáp hoàn toàn thống nhất Những nguyên nhân khác bao gồm sự thay đổi áp suất không khí, Trái Đất nóng dần lên, hay cả các cơn động đất dưới đáy biển

Không phải El Nino lúc nào cũng gây tai họa cho con người Cách đây hơn 5.000 năm, ngư dân Peru thậm chí còn coi El Nino là "tin mừng" Bởi nước biển lúc ấy tăng lên đủ ấm để vi sinh vật phát triển, làm phong phú thêm thức ăn cho cá biển Nhờ vậy, ngành đánh bắt cá của các nước ven biển Nam Mỹ phát triển mạnh Năm nào hiện tượng El Nino không làm cho nhiệt độ nước biển tăng lên quá cao thì năm

đó sẽ có mùa cá bội thu Ngoài ra, El Nino còn làm cho một số hoang mạc khô cằn nhất thế giới như Atacama (Nam Mỹ) có những cơn mưa lớn giúp cho thực vật tại nơi đây phát triển đáng kinh ngạc

2.2. Nhân tạo :

Thủy triều đỏ cũng có thể xuất hiện do kết quả của việc gia tăng hàm lượng chất dinh dưỡng trong nước từ các hoạt động của con người làm phú dưỡng hóa nguồn nước , tức là làm tăng hàm lượng nitrat, phosphat– nguồn dinh dưỡng cho tảo, tạo điều khiện cho tảo nở hoa

- Hoạt động nông nghiệp : là nguyên nhân chủ yếu gây phú dưỡng do việc sử dụng các hoạt chất hóa học nông nghiệp như phân bón, thuốc bảo vệ thực vật không đúng cách làm lượng dư thừa bị thải bừa bãi ra môi trường , chất thải từ phân gia súc từ các trang trại chăn nuôi ,…

- Nước thải sinh hoạt và nước thải công nghiệp chưa qua xử lý đổ trực tiếp ra biển khiến một số nguyên tố vi lượng và hàm lượng các chất hữu

cơ trong nước biển đột ngột tăng cao Đây là nguồn thức ăn phong phú cho một số loài tảo biển , chúng sẽ phát triển và sinh sả theo cấp số nhân gây nên hiện tượng tảo nở hoa Tác động do chất thải các khu công nghiệp như công nghiệp Sắt Thép cũng gây ra hiện tượng Tảo nở hoa

- Tốc độ phát triển nhanh chóng dọc theo các đường bờ biển và ở các lưuvực cũng là nguyên nhân gây ra ô nhiễm về dinh dưỡng Các loài có vỏ như trai, sò, nghêu, hến…giữ một vị trí rất quan trọng bởi vì chúng lấy thức ăn theo cách lọc nước Khi các loài trên bị khai thác, thu hoạch một cách triệt để thì các hệ sinh thái có thể không còn khả năng làm sạch một cách hiệu quả đối với các loài tảo độc hại như nó vốn có Các vùng đất ngập nước ven biển cũng có khả năng lọc bỏ các chất ô nhiễm

và sự mất mát của các vùng đất này tỉ lệ thuận với sự xuất hiện hiện tượng thuỷ triều đỏ

- Ngoài ra các hoạt động của con người gây ô nhiễm môi trường , biến đổi khí hậu cũng là nguyên nhân gián tiếp gây ra thủy triều đỏ

3. Cơ chế

Yếu tố chính ảnh hưởng đến sự nở hoa của tảo bao gồm: Sự gia tăng nhiệt

độ bề mặt biển, ánh sáng, tăng lượng chất dinh dưỡng trong môi trường biển Ngoài ra, thuỷ triều đỏ có thể lây lan trên diện rộng bởi gió, dòng chảy, những cơn bão hoặc tàu thuyền

13

Cơ chế tảo nở hoa được thể hiện qua sơ đồ sau :

Trong giai đoạn bào xác, vi tảo tồn tại dưới dạng tiềm sinh ở đáy cát thềm lục địa Vào một thời điểm nào đó mà con người khó đoán trước, chúng sảnsinh rất nhanh với mật độ dày đặc (60-70 triệu tế bào trong 1 lít nước), biếnnước biển từ màu xanh chuyển sang vàng nhạt, vàng thẫm rồi đỏ như pha máu

Các loài tảo và vi khuẩn có chứa các sắc tố màu khác nhau, sống trôi nổi, dưới những điều kiện môi trường nhất định có thể sinh trưởng thành các quần thể to lớn ở vùng ven bờ gây nên sự đổi màu nước Sự đổi màu nước

tự nhiên thành mầu đỏ, nâu, vàng nâu nhạt (màu hổ phách) hoặc xanh vàng

ở các vùng nước rộng lớn diễn ra là kết quả của sự nở hoa (Algal blooms) của các loài vi tảo và vi khuẩn lam trong thủy vực Màu đặc trưng của Biển

Đỏ gây nên bởi sự nở hoa của vi khuẩn lam Oscillatoria erythraeum mà chúng có chứa các sắc tố đỏ phycoerythrin, v.v

Người ta chia hiện tượng nở hoa của tảo độc hại thành một số loại sau :

- Các loài không chứa độc tố nhưng khi nở hoa làm thay đổi màu nước;

này là các loài: Gonyaulax polygramma, Noctiluca scintillans (tảo giáp), Trichodesmium erythraeum (tảo lam).

- Các loài sản sinh ra các độc tố mạnh mà ta có thể phát hiện được thông qua chuỗi thức ăn tới con người, gây nên một loạt các chứng bệnh về thần kinh và tiêu hóa, trong đó các đại diện của tảo Giáp, có các loài thuộc chi Dinophysis, Goniaulax và Prorocentrum có tính độc rất cao

- Các loài không độc với người nhưng lại độc với cá và các động vật không xương sống (đặc biệt trong các hệ thống nuôi thâm canh) do phá hủy hoặc làm tắc các mang của chúng; bao gồm các loài tảo khuê Chaetoceros convolutus, tảo giáp Gymnodinium mikimotoi, gây nên

4. Hiện trạng

Cho đến nay, đã có nhiều vụ thủy triều đỏ xảy ra trên toàn thế giới kể cả Việt Nam

4.1. Trên thế giới

- Thủy triều đỏ lần đầu được ghi nhận là vào năm 1793, tại British

Columbia, Canada Theo trang LP, Thuyền trưởng George Vancouver cho lái tàu đi qua khu vực bờ biển, một số người trong thủy thủ đoàn đãdùng các con trai cho bữa sáng Chỉ sau vài phút, họ bị ngộ độc, tay và chân bị liệt, nôn mửa Một người sau đó tử vong Phải gần hai thế kỷ sau đó, người ta mới xác minh được nguyên nhân của căn bệnh lạ, chính là do con trai đã bị nhiễm tảo độc

- Thủy triều độc ở New England (Mỹ) vào năm 1972 Đợt thủy triều đỏ

này do tảo độc dinoflagellate gonyaulax gây ra Loại tảo này có độc tính cao, được tìm thấy trong các loại tôm, cua, trai, sò Nếu ăn phải hảisản có nhiễm tảo, nạn nhân có thể bị ngộ độc, tê liệt và tử vong

- 1976: Trường hợp đầu tiên có biểu hiện của ngộ độc liệt cơ là

ở Sabah, Borneo nơi 202 nạn nhân đã được báo cáo có tình trạng trên, 7người đã tử vong

- 1840: Không có trường hợp tử vong của con người đã được quy cho thủy triều đỏ tại Florida, nhưng người dân có thể bị kích ứng đường hô hấp (ho, hắt hơi và chảy nước mắt) khi các sinh vật thủy triều đỏ

(Karenia brevis) hiện diện dọc theo bờ biển và gió phát tán đi những chất độc lơ lửng trong không khí của chúng vào bầu không khí Việc bơi lội vẫn an toàn song kích ứng da hay tồi tệ hơn là cháy da có thể xảy ra trong khu vực tập trung cao của thủy triều đỏ

15

- Thủy triều đỏ dị thường ở HongKong năm 1998 Tại HongKong, thủy

triều đỏ xuất hiện tháng 3-4/1998 đã gây tổn thất chưa từng cho trong lịch sử nuôi trồng thủy hải sản tại đây Sự kiện này được cho là bất thường, kể cả về mức độ bao phủ lẫn chiều hướng xuất hiện 20 trong tổng số 26 khu vực nuôi cá bị ảnh hưởng, hủy hoại hơn 80% dự trữ cá thường trực Thảm họa này do một loại tảo mới xuất hiện trong vùng Theo nghiên cứu năm 2003, nguyên nhân dẫn đến việc cá chết không phải do thiếu oxy, vì vùng biển có cá chết vẫn có oxy

- Thảm họa cá chết năm 2005 Đợt tảo độc bùng nổ năm 2005 đã khiến ngành công nghiệp cá tại New England đóng cửa, và tốn 5 triệu USD trong quỹ hỗ trợ thảm họa liên bang Có nơi, tảo độc trải dài hơn 30 dặm Dọc bờ biển Florida, 30 con lợn biển bị chết Độc tố gây nguy hiểm đến mức – chỉ một con sò nhiễm độc cũng gây chết người

- Tử vong ở Malaysia Tháng 1/2013, một đợt thủy triều đỏ xảy ra một

lần nữa tại bờ biển Đông thuộc bang Sabah nằm trên đảo Borneo của Malaysia Hai trường hợp tử vong sau khi ăn hải sản đã bị nhiễm độc tố

từ thủy triều đỏ

- Thiệt hại du lịch ở Florida Đợt thủy triều đỏ xảy ra ở bãi biển Sarasota

- chủ yếu tại chuỗi đảo Siesta Key, Florida vào tháng 1/2013 khiến hàngloạt cá chết Du lịch bị ảnh hưởng vì du khách gặp vấn đề về đường hô hấp

- Thảm họa thủy triều đỏ tại Florida 2014 Vào tháng 8 một đợt thủy triều đỏ không lồ xảy ra tại Florida có độ dài 90 145km và rộng 96km Đây là hiện tượng thủy triều đỏ diện rộng nhất từng được ghi nhận

- Thủy triều đỏ không nhất thiết giết các loài giáp xác, nhưng chất độc tích tụ trong chúng có thể chuyển qua người, gây ngộ độc Việc đóng cửa ngư trường khai thác sò ở bang Washington gây tổn thất 9,2 triệu USD, và ngành công nghiệp cua thiệt hại 84 triệu USD

- 2015: Tháng Sáu, 12 người nhập viện ở Bohol do ngộ độc thủy triều đỏ

- 2015: Tháng Tám, xảy ra ở một số bãi biển Hà Lan

giữa Katwijk và Scheveningen

- 2015: Tháng Chín, thủy triều đỏ xảy ra tại Vịnh Mexico, ảnh hưởng đến Đảo Padre (Đảo Bắc Padre và Đảo Nam Padre) ở Texas