Chất lượng nước và thành phần loài vi tảo ở hồ chứa nước bộc nguyên hà tĩnh

Để đánh giá chất lượng nước khoa học ngày nay sử dụng hệ thống các chỉ tiêu thủy lí thủy hóa, bên cạnh đó còn sử dụng các loài vi tảo.. Trong hệ sinh thái nước, vi tảo có vai trò cực kì

MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề

Nước sạch, vệ sinh môi trường đã trở thành vấn đề toàn cầu liên quan đến mọi nhà, mọi người, đến sư phát triển bền vững của mỗi quốc gia trước mắt cũng như lâu dài Chính vì vậy Liên hợp quốc đã nhấn mạnh đến sự "Liên kết toàn cầu

vì sự sống ", "Hãy cho trái đất một cơ hội", "Nước- hai tỷ người đang khao khát", đã nói lên tất cả Chúng ta không thể phủ nhận vai trò của nước đối với sự sống Vì vậy từ khi ra đời, con người đã biết sử dụng các hình thức để lấy nước

ăn uống và sinh hoạt Xã hội loài người phát triển từ hoang dã đến văn minh, cho đến nay chưa phải mọi người - đặc biệt là vùng nông thôn đã ý thức sâu sắc mối liên hệ giữa chất lượng nước và sức khỏe con người

Để đánh giá chất lượng nước khoa học ngày nay sử dụng hệ thống các chỉ tiêu thủy lí thủy hóa, bên cạnh đó còn sử dụng các loài vi tảo Trong hệ sinh thái nước, vi tảo có vai trò cực kì quan trọng, đặc biệt là trong quá trình tuần hoàn vật chất, là một trong những nguồn chính tạo năng suất sơ cấp, vì vậy tảo được xem

là "trái tim của thủy vực" Giữa chất lượng nước và vi tảo có mối quan hệ chặt chẽ với nhau

Việc cung cấp nước sạch đầy đủ và có chất lượng tốt cho nhân dân là nhiệm vụ quan trọng trong công tác chăm sóc sức khỏe ban đầu Chương trình cung cấp nước sạch, thanh khiết môi trường là một vấn đề lớn được Đảng, Nhà nước, ngành Y tế và toàn thể nhân dân quan tâm Công tác giám sát và kiểm tra chất lượng nước sinh hoạt là một hoạt động tích cực nhằm bảo đảm sự hài hòa giữa môi trường và sức khỏe Tuy nhiên việc khảo sát chất lượng nước và phát hiện

sự có mặt cũng như quy luật phát triển và đa dạng của các loài vi tảo của hồ chứa nước Bộc Nguyên (nơi cung cấp nước cho cả thành phố Hà Tĩnh và các vùng phụ cận, có tiềm năng du lịch) chưa được nghiên cứu nhiều, chính vì vậy chúng

tôi thực hiện đề tài: "Chất lượng nước và thành phần loài vi tảo ở hồ chứa

nước Bộc Nguyên - Hà Tĩnh "

1.2 Mục tiêu của đề tài

- Cung cấp những dẫn liệu về chất luợng nước.

- Nghiên cứu sự đa dạng về thành phần loài vi tảo

- Tìm hiểu mối liên quan giữa các yếu tố sinh thái với sự phân bố và thành phần loài vi tảo

1.3 Nội dung nghiên cứu

- Điều tra một số chỉ tiêu chất lượng nước của hồ Bộc Nguyên: Nhiệt độ nước,

độ trong, pH, hàm lượng DO, COD, NH4 +, PO4

3-.

- Xác định thành phần loài, số lượng tế bào vi tảo và sự biến động của chúng

- Xem xét mối quan hệ giữa thành phần loài với một số yếu tố sinh thái

Chương 1:

TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Chất lượng nước trong các thủy vực trên thế giới và ở Việt Nam:

1.1.1 Các thông số đánh giá chất lượng nước:

Đánh giá chất lượng cũng như mức độ ô nhiễm nước cần phải dựa vào một số thông số cơ bản so sánh với các chỉ tiêu cho phép về thành phần hóa học và sinh học đối với từng loại nước sử dụng cho mục đích khác nhau.[12], [17]

Các thông số cơ bản đánh giá chất lượng nước là: độ pH, màu sắc, độ đục, hàm lượng chất rắn, các chất lơ lững, kim loại nặng, oxi hòa tan và đặc biệt là hai chỉ số COD và BOD Ngoài các chỉ số về hóa học trên, cần phải chú ý đến các chỉ tiêu sinh học: vi tảo, E.coli…[17]

- Độ pH là một trong những chỉ tiêu xác định đối với nước cấp và nước thải Chỉ

số này cho thấy cần phải trung hòa hay không và tính lượng hóa chất cần thiết trong quá trình xử lý đông keo tụ, làm tăng, giảm vận tốc các phản ứng hóa sinh xảy ra trong nước

- Hàm lượng chất rắn:

Các chất rắn có trong nước là:

+ Các chất vô cơ: Muối hòa tan, đất đá dạng huyền phù,…

+ Các chất hữu cơ: Xác vi sinh vật, tảo, động vật nguyên sinh,…các chất hữu

cơ tổng hợp như : phân bón, chất thải công nhiệp,…

Chất rắn làm trở ngại cho việc sử dụng và lưu chuyển nước, làm giảm chất lượng nước sinh hoạt và sản xuất, gây trở ngại cho nuôi trồng thủy sản

- Độ cứng: Nước tự nhiên thường được phân thành nước cứng và nước mềm Độ cứng của nước thường không được coi là ô nhiễm vì không gây hại cho sức khỏe con người, nhưng độ cứng lại ảnh hưởng đến công nghệ Nước thải không cần quan tâm đến chỉ số này.[20]

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

- Oxi hòa tan (DO - Dissolved oxigen):

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 bảo 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 Trong môi trường nước bị ô nhiễm nặng, oxi được dùng nhiều cho các quá trình sinh hóa và xuất hiện tượng thiếu oxi trầm trọng

Phân tích chỉ số oxi hòa tan là một trong những chỉ tiêu quan trọng đánh giá

sự ô nhiễm của nước và giúp ta đề ra các biện pháp xử lý thích hợp

- Chỉ số nhu cầu oxi sinh hóa (BOD - Biochemical oxygn Demand)

Nhu cầu oxy sinh hóa hay là nhu cầu oxi sinh học là lượng oxi cần thiết để oxi hóa các hợp chất hữu cơ có trong nước bằng vi sinh vật ( chủ yếu là vi khuẩn hoại sinh, hiếu khí Quá trình này gọi là quá trình oxi hóa sinh học, đòi hỏi nhiều thời gian, vì phải phụ thuộc vào bản chất của hợp chất hữu cơ, loại vi sinh vật, nhiệt độ,…

Xác định BOD được dùng rộng rãi trong kỷ thuật môi trường để:

+ Tính gần đúng lượng oxy cần thiết oxy hóa các chất hữu cơ dễ phân hủy

có trong nước thải

+ Làm cơ sở tính toán kích thước các công trình xử lý

+ Xác định hiệu suất xử lý của một số quá trình

+ Đánh giá chất lượng nước sau khi xử lý được phép thải vào các nguồn nước Trong thực tế, người ta không thể xác định lượng oxy cần thiết để phân hủy hoàn toàn chất hữu cơ bằng phương pháp sinh học, mà chỉ xác định trong 5

ngày đầu tiên ở nhiệt độ 200C trong bóng tối (để tránh hiện tượng quang hợp trong nước) Chỉ số này gọi là BOD5 [17]

- Chỉ số COD (Nhu cầu oxy hóa học - Chemical oxygen Demand):

Chỉ số này được dùng rộng rãi để đặc trưng cho hàm lượng chất hữu cơ của nước thải và sự ô nhiễm của nước tự nhiên

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

- Hàm lượng phospho (P):

Phospho tồn tại trong thủy vực với các dạng H2PO4- , HPO4-2 , PO4-3 , các polyphosphat, phosphat hữu cơ Đây là một nguồn dinh dưỡng cho thực vật dưới nước, gây ô nhiễm và góp phần thúc đẩy hiện tượng phú dưỡng ở các thủy vực Hàm lượng phospho có thể thừa trong nước thủy vực làm cho các loài tảo, các loài thực vật lớn phát triển mạnh gây tắc thủy vực Hiện tượng tảo sinh trưởng mạnh( hiện tượng nước nở hoa) do dư thừa dinh dưỡng, thực chất là hàm lượng

P quá cao Sau đó tảo và các loại vi sinh vật bị phân hủy, thối rữa làm nước bị ô nhiễm thứ cấp, thiếu oxi hòa tan và làm cho tôm cá bị chết

- Chỉ số LC50 ( Nồng độ thấp nhất gây ức chế 50% sinh vật thí nghiệm)

- Chỉ thị về sinh học:

Sinh vật và môi trường tồn tại trong một mối cân bằng động Trong những điều kiện cụ thể khác nhau có những loài hay những nhóm loài sinh vật đặc trưng có thể sử dụng làm làm chỉ thị sinh học để đánh giá chất lượng môi trường, đặc biệt

là thủy vực

Những chỉ thị sinh vật được quan tâm là vi khuẩn, động vật không xương sống, Phytoplankton…[12],[17]

Sự có mặt của vi khuẩn Coliform thể hiện nguồn nước bị nhiễm phân, được đặc trưng bởi chỉ thị Total Coliform và Faecal coliforms.[15]

Nhiều nhà khoa học cho rằng sự ô nhiễm môi trường nước về bản chất là một hiện tượng sinh học Nhiều quốc gia châu Âu đã sử dụng hệ thống BMWP (Biological Monitoring Working Party) để đánh giá mức độ ô nhiễm nước qua quan trắc động vật đáy không xương sống lớn.[12]

Căn cứ vào thông số vật lý, hóa học, sinh học người ta đưa ra các mức phân loại ô nhiễm khác nhau Hệ thống phân loại này không giống nhau ở các quốc gia Đánh giá chất lượng nước mặt người ta có thể dựa vào bảng sau:

Bảng 1.1: Hệ thống đánh giá tổng hợp nguồn nước mặt

(Trích Kỹ thuật môi trường, NXB Giáo Dục, 2002, trang 143) [4]

Để đánh giá tổng hợp lâu dài nguồn ô nhiễm đối với nguồn nước người ta sử dụng phương pháp sinh thái học Theo phương pháp này Hynes (1971) đã phân vùng nước bị nhiễm bẩn thành 4 nhóm theo sự phân bố của hệ thống sinh vật cùng với một số chỉ tiêu lý hóa:

Vùng Oligosaprobic: vùng không nhiễm bẩn

Vùng Beta - mesosaprobic: vùng ô nhiễm nhẹ

Vùng Alfa - mesosaprobic: vùng ô nhiễm

Vùng Poly - saprobic: vùng ô nhiễm nặng

1.1.2 Vài nét về chất lượng nước trong các thủy vực thế giới và ở Việt Nam :

1.1.2.1 Chất lượng nước trong các thủy vực thế giới:

Nước không chỉ quan trong đối với mỗi cá nhân mà là cả xã hội, không chỉ là yếu tố sống còn trong quá khứ, hiện tại mà cả tương lai Nhà triết học cổ đại Hy Lạp Emepedocles đã cho rằng có 4 yếu tố khởi nguyên cấu tạo nên mọi vật là : khí, nước, lửa, đất Các nền văn minh lớn đều bắt nguồn từ lưu vực các dòng sông lớn trên thế giới [7]

Theo các nhà khoa học ước tính có khoảng 1,4 tỷ km3 nước bao phủ bề mặt trái đất, lượng nước này nếu bao phủ trên bề mặt trái đất sẻ có độ dày khoảng 0,3-0,4m Nhà bác học Retet Colia đã nêu một hình ảnh so sánh: nếu coi trái đất

là một quả cầu đường kính 10m thì nước ở đại dương chứa hết trong cái bể 225l, nước băng hai cực chứa hết trong một xô 5l, nước ngọt trên mặt đất đổ đầy một chai, lượng nước ngầm mà loài người sử dụng trong một năm chỉ vừa một ly.[7] Nhu cầu nước ngày càng tăng lên, thời trung cổ trung bình mỗi người sử dụng 25l nước/ngày, ngày nay trung bình mỗi người tiêu thụ 200-300l nước/ngày Theo thống kê về tình hình ô nhiễm nước trên thế giới cho thấy phần lớn các sông hồ ở Châu Âu đều bị nhiễm bẩn, điển hình là dòn sông Rein đang bị biến thành "cống nước công cộng", mỗi năm nước đục thêm và đen dần Sông Volga

ở Nga cũng chịu cảnh tương tự Sông Hoàng Phố ở Thượng Hải hàng năm có

299 ngày nước sông đều thối và đen Ở Trung Quốc trong số 532 con sông được khảo sát thì có 436 dòng sông bị ô nhiễm ở mức độ khác nhau Tại các con sông

ở ngoài Châu Âu trung bình hàm lượng muối nitrat vượt mức cho phép là 2,5 lần, còn ở khu vực Châu Âu thì vượt quá 45 lần so với nước tự nhiên và nồng độ photphat gấp 3,5 lần mức cho phép 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 Malaixia 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) nên 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.[7], [18]

1.1.2.2 Chất lượng nước trong các thủy vực Việt Nam:

Việt Nam là nước đang phát triển nhưng tình trạng ô nhiễm đã đến mức báo động, đặc biệt là các khu công nghiệp, khu đô thị lớn Việt Nam có nguồn tài nguyên nước tương đối dồi dào Đạt trung bình đầu người tới 17000m3/năm Với tốc độ đô thị hóa, công nghiệp hóa, sự gia tăng dân số nhanh chóng thì áp lực lên tài nguyên nước ngày càng gia tăng Theo tính toán năm 2000 nhu cầu nước của Việt Nam là 100 tỷ m3/năm, dự báo năm 2010 là 103 tỷ m3/năm [20]

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 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 các

hồ khác Tại các hồ ô nhiễm, BOD5 , vượt quá mức cho phép 10mg/l

Theo kết quả nghiên cứu môi trường nước ở nông thôn của sở khoa học và công nghệ Ninh Thuận trên địa bàn 8 thôn thuộc 5 huyện các chỉ số cao hơn vài chục lần số với mức cho phép

Ở các khu công nghiệp, đô thị tập trung đông dân cư như ở thành phố Hồ Chí Minh, khu công nghiệp Việt Trì, Biên Hòa nước ao hồ, sông bị ô nhiễm nghiêm trọng Ở Hà Nội cứ mỗi ngày đêm thãi ra 300.000m3 nước thãi nên 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 50mg/l, NH+

4 trên 10mg/l, NO2 tăng vọt,

H2S gần 30 mg/l Ước tính tổng lượng chất thải sinh hoạt thành phố Hà Nội là: 16.500 tấn / năm đối với BOD5; COD: 3680 tấn/năm; SS: 20.000 tấn/năm ; nitơ: 3.300 tấn/ năm và phốtphát 400 tấn/năm Ở Hồ Chí Minh mức độ ô nhiễm còn trầm trọng hơn rất nhiều: 33.000 tấn/năm đối với BOD5; COD: 106.000

tấn/năm; SS: 58.000 tấn/năm; nitơ: 9.570 tấn/năm và phốtphát 1.160 tấn/năm Khu công nghiệp hóa chất Việt Trì, Lâm Thao thải ra sông Hồng 35 triệu m3

nước thải hàng năm.[18]

Ngoài ra việc sử dụng phân bón, thuốc bảo vệ thực vật cũng gây ảnh hưởng không nhỏ đến chất lượng nước và sinh vật thủy sinh Hiện nay 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.[7]

Tóm lại nước uống, sinh họat…được cung cấp đầy đủ, không bị ô nhiễm là nhu cầu cơ bản của cuộc sống, là yếu tố thiết thực cho việc chăm sóc sức khỏe ban đầu Nó góp phần kiểm soát bệnh tật đặc biệt là thương hàn, tả lị, theo WHO thì 1/3 dân số thiếu nước uống, hậu quả là 80% bệnh tật trên thế giới là liên quan đến thiếu nước, vệ sinh kém, đã làm 2500 người chết mỗi ngày vì các bệnh đó, ở các nước đang phát triễn có trên 6 triệu trẻ em dưới 5 tuổi chết mỗi ngày vì tiêu chảy, 18 triệu người lớn chết mỗi ngày về các bệnh liên quan đến vệ sinh nước

2.3 Tình hình nghiên cứu vi tảo trong thủy vực dạng hồ và hồ chứa ở Việt Nam:

2.3.1 Đặc điểm của các thủy vực dạng hồ và hồ chứa:

Hồ và hồ chứa là dạng thủy vực nước đứng hoặc vận động không đáng kể,

có nguồn gốc tự nhiên hoặc nhân tạo

- Đặc tính lý hóa của các thủy vực nước đứng nói chung và dạng hồ nói riêng khác nhau tùy thuộc vào nhiều yếu tố tự nhiên và nhân tạo:

+ Các yếu tố tự nhiên bao gồm các yếu tố tự nhiên ban đầu như khí hậu, địa hình, thành tạo địa chất, sau đó tạo nên những yếu tố hệ quả là hình thái hồ, chế

độ thủy học, đặc điểm vùng lưu vực, độ sâu, nguồn các chất ngoại lai…

+ Các yếu tố nhân tạo như phương thức sử dụng đất, các hoạt động kinh tế - xã hội ở vùng lưu vực từ đó dẫn đến nguồn gây ô nhiễm (point source) và khuếch tán (diffuse source) [19]

Trong các thủy vực dạng hồ, hồ chứa là các dạng thủy vực còn trẻ Bên cạnh nguyên nhân tạo thành hồ, có sự sai khác căn bản giữa hồ tự nhiên miền núi và

hồ tự nhiên đồng bằng, giữa hồ và hồ chứa, sự khác nhau này như sau:

Bảng 1.2: Một số sai khác giữu hồ tự nhiên và hồ nhân tạo:

- Dòng chảy vào (inflow) Hầu hết các sông suối

thượng lưu và chi lưu

Dài lâu, ít biến đổi từ một

đến và năm

- Luợng dinh dưỡng P,N

theo đơn vị diện tích

( Trích: Thủy sinh học các thủy vực nước ngọt nội địa Việt Nam) [19]

1.2.2 Tình hình nghiên cứu tảo trong thủy vực dạng hồ và hồ chứa ở Việt Nam: Trong hệ sinh thái nước, vi tảo có vai trò cực kì quan trọng, đặc biệt là trong quá trình tuần hoàn vật chất, là một trong những nguồn chính tạo năng suất sơ cấp, vì vậy tảo được xem là "trái tim của thủy vực", tảo có khả năng quang hợp tạo chất hữu cơ Đối với con người vi tảo còn là nguồn thực phẩm có giá trị và

có vai trò rất lớn trong bảo vệ môi trường, trên thế giới có khoảng 15000 loài tảo liên quan đến ô nhiễm môi trường Vi tảo sử dụng là nguồn phân bón sinh học có

giá trị để thay thế phân một phần phân hóa học nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường đất và nước Vi tảo còn được ứng dụng để chiết xuất các chất Biotin, vitamin(C, B12, B6, E, K, …), các axit béo có hàm lượng dầu tương đương thành phần dầu thực vật, các loại sắc tố( carotenoit, chlorophyll, phycobiliprotein, ) được ứng dụng trong nghiên cứu miễn dịch, nâng cao sức khỏe, chất màu thực phẩm Ngoài ra vi tảo còn được ứng dụng trong sản xuất khí metan, sản xuất hydrocacbon…đây chính là những hướng nghiên cứu mới nhằm hạn chế sử dụng xăng dầu, hạn chế ô nhiễm môi trường.[7], [18]

Tùy thuộc vào mức độ phát triển của nền khoa học kỷ thuật, đặc biệt là liên

quan đến kính hiển vi và các thiết bị phân tích hợp chất trong cơ thể sống mà việc phân loại thực vật nổi nói chung và vi tảo nói riêng cũng như việc sắp xếp chúng vào hệ thống phân loại sinh giới có sự khác nhau đáng kể Cho đến nay chưa có một quan điểm nhất quán về hệ thống phân loại tảo ví dụ: hệ thống phân loại của Gollerbaleck M.M (Nga) chia tảo thành 10 ngành [24], hệ thống Van den Hoek C và cộng sự (1995) chia tảo thành 11 ngành [36], Ngoài ra còn được nhiều tác giả khác đề cập tới [30], [32], [33]

Nghiên cứu tảo ở các thủy vực biển, sông, suối, hồ, hồ chứa được nhiều công trình nghiên cứu đề cập đến trong đó thủy vực dạng hồ và hồ chứa có thành phần loài tảo đặc trưng Những nghiên cứu về tảo đầu tiên ở Việt Nam được các nhà khoa học nước ngoài tiến hành Nhà thực vật người Pháp Loureiro.J (1793) đã

mô tả về tảo lục Ulva pisum [theo 18] Bois M và Petit P(1904) đã mô tả 38 loài

tảo silíc tìm thấy trong ao hồ Sài Gòn [theo 19] Năm 1933, Fiere đã xác định 43 loài tảo ở Thảo Cầm Viên Sài Gòn [theo 18] Nguyễn Văn Tuyên là người có đóng góp quan trọng trong nghiên cứu tảo nước ngọt nói chung và thủy vực dạng

hồ và hồ chứa nói riêng Năm 1980 với công trình nghiên cứu tảo nước ngọt miền bắc Việt Nam đã công bố 979 loài và dưới loài (gồm 136 tảo mắt, 18 loài lam, 388 loài tảo lục, 2 loài tảo vòng, 10 loài tảo giáp, 260 loài tảo silic trong đó

có 766 loài mới đối với Việt Nam) [26] Năm 2003, tác giả đã công bố 259 loài

và dưới loài ở hồ chứa Trị An và Dầu Tiếng trong đó : 29 loài tảo mắt, 114 loài tảo lục, 42 loài lam, 4 loài tảo vàng ánh, 4 loài tảo giáp, 64 loài tảo silic [27] 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 lam, 43 loài tảo vàng, 10 loài tảo giáp,

103 loài tảo silic, 4 loài tảo roi lệch) [35] Năm 1978-1980 nghiên cứu về tảo ở

Đà Lạt trong các thủy vực khác nhau (trong đó có hồ Xuân Hương) Nguyễn Thanh Tùng đã công bố 86 loài và dưới loài và 55 loài phát hiện ở Tây Nguyên [theo 19]

Hortabagyi T.(1966- 1969) nghiên cứu tảo ở hồ Hoàn Kiếm và một số hồ khác

ở Hà Nội đã công bố 128 loài và dưới loài gồm : 103 loài tảo lục, 24 loài tảo lam, 1 loài tảo mắt, có 33 loài mới đối với khoa học, riêng chi Scenedesmus có

30 loài [theo 18]

Năm 1979 Dương Đức Tiến đã nghiên cứu thực vật nổi ở hồ Tây - Hà Nội và công bố nhiều loài vi tảo bổ sung vào hệ thống tảo Việt Nam Dương Đức Tiến (1982) trong luận án Tiến sỹ Khoa học:"Khu hệ tảo các thủy vực nước ngọt Việt Nam" đã công bố 1402 loài, trong đó đã nghiên cứu các thủy vực dạng hồ khác như Ba Bể, Biển Hồ, hồ Lăk, Hồ Hoàn Kiếm, hồ Khe Lang, hồ Xuân Hương….Tổng số loài tảo gặp ở thủy vực dạng hồ là: 339 loài và dưới loài (gồm: 71 loài tảo lam, 1 loài tảo đỏ, 11 loài tảo giáp, 3 loài tảo vàng ánh, 114 loài tảo silic, 1 loài tảo vàng, 12 loài tảo mắt, 124 loài tảo lục, 2 loài tảo vòng) [41]

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

đã công bố 191 taxon bậc loài và dưới loài [38] Năm 1994, ông lại công bố 45 loài tảo lục (thuộc bộ Chlorococcales) sống trong khu vực Bình Trị Thiên và bổ sung 19 taxon mới đối với khu vực này[theo 18] Năm 1995, khi nghiên cứu 121 thủy vực nước ngọt thuộc 5 tỉnh Bắc Trường Sơn, tác giả đã công bố 65 taxon

thuộc bộ Chlorococcales [theo 18] Gần đây, năm 2003 Võ Hành và Trần Mộng Lai công bố 48 loài và dưới loài tảo lục bộ Chlorococcales ở hồ chứa Bến En - Thanh Hóa Các chi chủ đạo thuộc về Scenedesmus, Pediastrum và Tetraedron Mặt khác sự phân bố của tảo phụ thuộc vào đặc tính của loài và chế độ thủy văn của hồ chứa [10] 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) [18] Lê Thị Thúy Hà và cộng sự (2007 - 2008) đã nghiên cứu thành phần vi tảo ở một số hồ ở thành phố Vinh như hồ cửa Nam, hồ Công Viên Trung và hồ Vị Xuyên Nam Định [6], [7], [8]

Hội nghị khoa học toàn quốc lần thứ 3 (Hà Nội ngày 22/10/2009) trong báo cáo khoa học về sinh thái và tài nguyên sinh vật đã công bố nhiều công trình về nghiên cứu vi tảo trong thủy vực dạng hồ và hồ chứa tiêu biểu là :

- Tô Nguyệt Nga (Đại học An Giang) với công trình: "Thực vật nổi và chất lượng sinh học của nước vùng cửa xã hồ Dầu Tiếng" Công trình đã công bố 163 loài thuộc 5 ngành 6 lớp, 11 bộ, 22 họ thực vật nổi (ngành tảo lục chiếm ưu thế với 123 loài, tảo vàng ánh với 12 loài, tảo lam với 16 loài, tảo mắt với 8 loài, tảo giáp 4 loài, có 5 loài tảo độc, nhóm gây mùi vị có 51 loài) [16]

- Đặng Thị Thơm, Hoàng Trung Kiên, Vũ Thị Nguyệt, Đặng Đình Kim (Viện Công nghệ môi trường) với đề tài: "Nghiên cứu một số yếu tố môi trường và hệ

vi tảo tại hồ Hoàn Kiếm trước khi ứng dụng công nghệ hút bùn" đã công bố 61 loài với 4 ngành nghiên cứu: tảo lam 19 loài, tảo lục 37 loài, tảo silic 2 loài, tảo mắt 3 loài [21]

- Lê Hương (Đại Học Tây Nguyên) với công trình: "Thực vật nổi ở hồ EANHÁI- Tỉnh Đắk Lắk" đã định loại được 237 loài thuộc 7 ngành phổ biến của thực vật nỗi nước ngọt ( 91 loài tảo lục, 88 loài tảo mắt, 27 loài tảo silic 18 loài tảo lam, 7 loài tảo 2 roi, 3 loài tảo vàng ánh, bổ sung 5 loài cho thực vật Việt

Nam), số lượng tế bào mùa mưa: 1.358.000 - 1.486.000 tế bào/lit, mùa khô khoảng 872.000 - 908.000 tế bào/lit [11].

- Thái Ngọc Trí, Hoàng Đức Đạt, Nguyễn Xuân Đồng, Nguyễn Văn Sinh và cộng sự (Viện Sinh học nhiệt đới) với công trình: "Nghiên cứu đa dạng sinh học khu hệ thủy sinh vật và thủy sản ở Búng Bình Thiên - tỉnh An Giang phục vụ cho việc đề xuất xây dựng khu bảo tồn thủy sản nội địa quốc gia" đã công bố 66 loài thực vật nổi [25]

Ngoài ra còn phải kể đến một số công trình của các tác giả khác như: Trần Dự Chi và cộng sự (2001) [3], Nguyễn Công Minh, Dương Đức Tiến (1998) [13], [14] ở hồ Ba Bể

Tóm lại thủy vực dạng hồ và hồ chứa ở Việt Nam đã có nhiều thành tựu, đã đánh giá được sự đa dạng của vi tảo, cũng như mối quan hệ giữa yếu tố sinh thái

sự phân bố vi tảo Hầu hết các thủy vực thì ngành tảo chiếm ưu thế là tảo lục và tảo lam

Chương 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Đối tượng, phạm vi và thời gian nghiên cứu

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu:

- Một số chỉ tiêu thủy lí, thủy hóa (nhiệt độ nước, độ trong, pH, hàm lượng DO,

COD, NH4+, PO4 3-) và thành phần loài, số lượng tế bào vi tảo ở hồ chứa nước Bộc Nguyên - Hà Tĩnh

2.1.2 Thời gian nghiên cứu:

+ Ngày 25/12/2008 tiến hành thu mẫu đợt 1.

+ Ngày 2/03/2009 tiến hành thu mẫu đợt 2

+ Ngày 16/06/2009 tiến hành thu mẫu đợt 3

2.2 Phương pháp nghiên cứu:

2.2.1 Phuơng pháp điều tra và thu mẫu tại hiện truờng:

- Khảo sát địa hình hồ.

- Chia hồ nghiên cứu theo ba mặt cắt, mỗi mặt cắt thu tại 3 điểm Tổng số điểm thu mẫu là 9 điểm

Hình 2.1 Sơ đồ địa điểm thu mẫu

2.2.2.Thu mẫu nước và mẫu tảo:

- Thu mẫu nước:

Mẫu nước dùng để phân tích một số chỉ tiêu thủy lí, hủy hóa được thu vào chai nhựa PE 2 lít cho vào 2ml clorofoorm/1l nước mẫu, bảo quản ở 40C, phân tích trong 24h Mẫu nước để phân tích oxi hòa tan (DO) được cố định tại hiện trường theo phương pháp Winkler

1

89

- Mẫu tảo được thu trùng với các điểm của mẫu nước

+ Thu mẫu định tính:

Dùng lưới vớt thực vật nổi N075 vớt qua vớt lại nhiều lần (ít nhất 100 lần) sau

đó lấy 50 ml cho vào bình tam giác

+ Thu mẫu định lượng:

Đong 10 lít nước lọc qua lướt vợt thức vật nổi N075 để thu vào bình tam giác được 50ml

Tất cả các mẫu định tính và định lượng được cố định bằng dung dịch foocmol 4% và lưu giữ tại phòng thí nghiệm Thực vật - Khoa Sinh học Đại học Vinh Tất cả các lọ đều ghi nhãn đầy đủ

2.3 Phương pháp phân tích các chỉ tiêu thủy lí, thủy hóa:

Để xác định chỉ tiêu thủy lí, thủy hóa tôi sử dụngầtì liệu của tổ chức y tế Hoa

Kỳ 1985 [28]

- Đo nhiệt độ và pH nước tại hiện trường bằng máy đo pH meter ( Đức)

- Đo độ trong bằng đĩa Secchi

- Oxi hòa tan được xác định bằng phương pháp Winkler

- Xác định COD bằng phương pháp kali permanganat

- Xác định hàm lượng NH4 + bằng phưong pháp so màu với thuốc thử Nessler ở bước sóng bằng 410 nm

- Xác định hàm lượng PO4 3- bằng phương pháp so màu với axit sunfomlipdic và thuốc thử SnCl2 ở bước sóng bằng 630nm

2.4 Phương pháp xác định thành phần loài vi tảo:

Mẫu tảo được quan sát dưới kính hiẻn vi quang học có độ phóng đại 400-600 lần, đo kích thước, quan sát chi tiết, mô tả, vẽ hình và chụp ảnh Riêng mẫu tảo Silic được đốt trên bếp điện 4-6h và cố định bằng baume Canada

Để xác định loài chúng tôi sử dụng các tài liệu sau:

• Đối với ngành Cynophyta:

Ngoài ra còn tham khảo thêm tài liệu của Shirota A (1966) [35]

Hệ thống danh lục các loài vi tảo thuộc các ngành nghiên cứu sau khi đã định danh được sắp xếp theo Van den Hoek C và cộng sự (1995) [36], [47]

2.5 Phương pháp xác định số lượng loài vi tảo:

 Xác dịnh mức độ gặp các loại vi tảo thuộc các ngành theo quy ướcMỗi mẫu tảo ở mỗi địa điểm thu mẫu được quan sát trên 15 tiêu bản, nếu mỗi loài tảo xuất hiện trong số tiêu bản chiếm :

thể tích của 25 ô lớn là : m.10-4 cm3 Vậy số tế bào có trong 1ml là m.104,

từ đó suy ra trong 1lít là m.104.103 = m.107 hay m.107 tb/l) Khi ta lọc 10 lít nước hồ qua lưới để lấy 50 ml về phân tích nghĩa là đã cô đặc thể tích

200 lần (2.102) vì vậy khi tính số tế bào trong 1 lít nước của thủy vực thì phải chia cho 2.102lần Vậy số lượng tế bào tảo trong 1 lít nước thủy vực là:

X = m2 105 tb/lTrong đó : m: là số tế bào đếm được trong 25 ô vuông lớn của buồng đếm X: là số tế bào đếm được trong 1 lít nước trong hồ chứa

Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN:

3.1 Một số đặc điểm về hồ chứa nước Bộc Nguyên:

- Hồ chứa nước Bộc Nguyên thuộc xã Cẩm Thạch - huyện Cẩm Xuyên - Tĩnh Hà Tĩnh có tọa độ: 18014'14" N và 105053'45" E, là nơi tiếp giáp giữa huyện Thạch

Hà và Cẩm Xuyên

Hồ chứa nước Bộc Nguyên cách trung tâm thành phố Hà Tĩnh 12 km, cách hồ chứa Kẻ Gỗ 7 km Hồ Bộc Nguyên nằm trong khu bảo tồn thiên nhiên Kẻ Gỗ được thành lập theo QĐ số 970/TTg ngày 28/12/1996 của Chính phủ (khu bảo tồn thiên nhiên Kẻ Gỗ có tổng diện tích tự nhiên hơn 35.000ha, trong đó khu bảo tồn gần 25.000ha, rừng phòng hộ 10.358ha, có tác dụng tạo nguồn sinh thủy cho

hệ thống thủy lợi, điều tiết dòng chảy của các hồ đập như hồ Kẻ Gỗ, hồ Bộc Nguyên và sông Rác để tưới cho hơn 22.000ha đất canh tác) Hà tĩnh có tổng

lượng mưa bình quân biến động từ 2.000 đến 3.000mm/năm, có vùng trên 3.500mm

3.2 Kết quả phân tích một số chỉ tiêu về thuỷ lý, thuỷ hoá ở hồ chứa nước Bộc Nguyên:

3.2.1 Nhiệt độ:

Mỗi loài sinh vật có một giới hạn chịu đựng về nhiệt độ, trong giới hạn đó có điểm cực thuận Tại điểm cực thuận sinh vật sẽ phát triển tốt nhất Nhiệt độ là yếu tố sinh thái ảnh hưởng lớn đến sự phân bố, thành phân loài sinh vật nói chung và vi tảo nói riêng Kết quả quan trắc nhiệt độ nước ở hồ Bộc Nguyên -

Hà Tĩnh được trình bày ở bảng 3.1 Nhìn vào bảng kết quả ta thấy rằng nhiệt độ nước tại đợt 1 thấp nhất và cao nhất ở đợt 3 Trong mỗi đợt thu mẫu ở các điểm khác nhau ít chênh lệch về nhiệt độ Nhiệt độ nước phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ không khí Ở đây nhiệt độ nước ít chênh lệch với nhiệt độ không khí (0 - 10C)

Bảng 3.1: Nhiệt độ nước ở hồ Bộc Nguyên-Hà Tĩnh qua các đợt nghiên cứu (0t):

Độ trong của thuỷ vực phản ánh các chất lơ lững trong thuỷ vực, nó ảnh

hưởng đến ánh sáng xuyên vào các tầng nước vì vậy ảnh hưởng đến quang hợp của vi tảo Ngược lại sự phát triển quá mức của thực vật nổi (sự nở hoa) và các nhóm thủy sinh vật khác cũng ảnh hưởng đến độ trong Trong các thủy vực nước đứng độ trong của hồ chứa thường cao dao động từ 20 - 120 cm Độ trong của hồ

có sự thay đổi theo mùa

Qua bảng 3.2 và biểu đồ 3.1 ta thấy hồ Bộc Nguyên có độ trong cao trung bình

là 92,7 cm Đợt thu mẫu 2 có độ trong thấp nhất là do hàm lượng chất hoà tan nhiều, có thể do mưa đem theo chất hoà tan từ thượng nguồn của hồ Các điểm nghiên cứu độ trong cũng thay đổi, các điểm có độ trong cao nhất là: điểm 5 (do điểm 5 nằm ở giữa hồ) Như vậy so với các hồ lớn như hồ Ba Bể (có độ trong là:

290 cm), hồ chứa Yaly ở Gia Lai, Tây Nguyên (tại thời điểm mới tích nước một năm có độ trong là 340 cm) thì độ trong hồ Bộc Nguyên thấp hơn

Bảng 3.2: Độ trong hồ Bộc Nguyên - Hà Tĩnh (đơn vị: cm)

Nước kiềm hay axit, có ảnh hưởng rất lớn đến đánh giá chất lượng nước, bởi

vì các phản ứng thủy hóa liên quan đến nồng độ ion trong nước pH phản ánh nồng độ các ion H+ và OH- có trong thuỷ vực, pH ảnh hưởng quan trọng đến vi tảo Mỗi loài sinh vật thường thích nghi với một pH nhất định Qua phân tích pH tại địa điểm nghiên cứu có kết quả sau:

Bảng 3.3 : Trị số pH ở hồ Bộc Nguyên qua các đợt nghiên cứu:

Thời gian thu

mẫu

Đợt 1(12/2008)

Đợt 2(3/2009)

Đợt3 (6/2009)

TCVN 5942-1995

đó cho thấy pH ở đây gần trung tính, nằm trong giới hạn nước loại A (theo

TCVN 5942 - 1995) [1] So với hồ Kẻ Gỗ ( pH = 6,65) thì hồ Bộc Nguyên cao hơn Trong 3 đợt thì pH cao nhất là ở đợt 2, các điểm thu mẫu ít chênh lệch về

pH, đạt cao nhất ở điểm 2 và đợt thu mẫu lần 2 và lần 3

3.2.4 Oxy hòa tan (Dissolved Oxygen - DO):

Hàm lượng các chất khí trong nước bao gồm khí oxi và các chất khí khác, một

mặt được hấp thụ từ khí quyển, mặt khác được là những sản phẩm tạo thành từ quang hợp của vi tảo, từ chu trình sinh - địa - hóa trong khối nước và trầm tích Vai trò của của khí hòa tan trong nước rất có ý nghĩa, chúng tác động trực tiếp lên đời sống của thủy sinh vật trong thủy vực trong đó DO là chỉ tiêu quan trọng dùng để đánh giá chất lượng nước Khi hàm lượng oxi thấp chứng tỏ rằng thuỷ

vực đã bị ô nhiễm hữu cơ cao vì oxi cần cho quá trình oxi hoá các chất trong thuỷ vực Chỉ tiêu này phụ thuộc vào nhiệt độ, ánh sáng, hàm lượng chất hoà tan, gió, thuỷ sinh vật

Nghiên cứu chỉ tiêu này ở hồ Bộc Nguyên ta thấy DO trung bình là 7,72 nằm trong giới hạn nước loại A (TCVN 5942 - 1995) Trong 3 đợt thu mẫu thì đợt 1 (cao nhất DO: 7,8 mg/l) và điểm 2 (DO là: 8 mg/l ) cao nhất (bảng 4.4 và biểu đồ 3.3)

Biểu đồ 3.3: Biến động DO qua các đợt nghiên cứu và các điểm thu mẫu

Bảng 3.4: Hàm lượng Oxy hòa tan ( Dissolved Oxygen - DO) ở hồ Bộc Nguyên

(đơn vị: mg/l)

Thời gian thu

mẫu

Đợt 1 (12/2008)

Đợt 2 (3/2009)

Đợt 3 (6/2009)

3.1.5 Nhu cầu oxi hóa học (Chemical oxigen Demand - COD):

Nhu cầu oxi hóa học là một chỉ tiêu quan trọng để đánh giá mức độ ô nhiễm của thuỷ vực, nếu COD càng cao thì mức độ ô nhiễm càng nghiêm trọng Nhu cầu oxi hoá học phản ánh chất hữu cơ trong nước có thể bị oxi hóa bằng tác nhân hóa học

COD ở hồ Bộc Nguyên tương đối thấp so với giới hạn cho phép của nước loại

A Trung bình là 9.07 mg O2/l., đợt thu mẫu cao nhất là đợt 2 (COD là: 9,67 mg/l) và điểm cao nhất là điểm 1 Số liệu thể hiện ở bảng 3.5 và biểu đồ 3.4

Bảng 3.5 : Nhu cầu Oxy hóa học (Chemical Oxygen Demand - COD) ở hồ Bộc

Biểu đồ 3.4: Biến động COD qua các đợt nghiên cứu và các điểm thu mẫu

3.1.6 Hàm lượng NH4+ :

Nitơ là chất dinh dưỡng cần thiết cho sự phát triển của vi tảo Nhưng khi hàm lượng này quá lớn sẽ gây ô nhiễm nặng nước Theo Sawyer (1947) nồng độ N trên 0.3 mg/l là đủ gây hiện tượng "nở hoa" của thủy vực

Nhìn chung hàm lượng NH4+ trong thuỷ vực rất thấp Ở hồ nghiên cứu thì hàm lượng trung bình là: 0,034 mg/l thấp hơn giới hạn tiêu chuẩn Việt Nam đối với nước loại A (theo TCVN 5942- 1995) Hàm lượng cao nhất ở lần thu mẫu thứ 2 đạt 0,040 mg/l và thấp nhất ở lần thu mẫu thứ 3 Giữa các điểm thu mẫu có

sự chênh lệch không đáng kể (bảng 3.6 và biểu đồ 3.5)

Bảng 3.6: Hàm lượng NH4+ ở hồ Bộc Nguyên (đơn vị: mg/l)

Thời gian thu

Qua bảng 3.7 và biểu đồ 3.6, nhìn chung hàm lượng photpho trong thuỷ vực rất thấp Ở hồ nghiên cứu thì hàm lượng trung bình là: 0,027 mg/l thấp hơn giới hạn tiêu chuẩn Viêt Nam đối với nước loại A (TCVN 5942-1995) Hàm lượng photpho dao động trong khoảng 0,018- 0,032 Không có mẫu nào vượt quá chỉ tiêu cho phép đối với nước loại A Điểm thu mẫu đạt cao nhất là điểm 1 lần thu mẫu 3 Giữa các điểm thu mẫu có sự chênh lệch khoảng 0,01 mg/l.

Biểu đồ 3.6: Biến động PO43- qua các đợt nghiên cứu và các điểm thu mẫu

Bảng3.7: Hàm lượng PO43- trong hồ Bộc Nguyên (đơn vị: mg/l)

Thời gian thu

mẫu

Đợt 1 (12/2008)

Đợt 2 (3/2009)

Đợt 3 (6/2009)

3.2 Đánh giá sơ bộ về chất lượng nước:

Như vậy qua phân tích các chỉ tiêu đã nêu trên cho thấy không có chỉ tiêu nào vượt quá giới hạn cho phép đối với nước loại A (theo TCVN- 5942- 1995) Điều đó cho thấy rằng cho đến thời điểm nghiên cứu hồ chưa Bộc Nguyên chưa

bị tác động bởi các yếu tố ô nhiễm về thủy lý, thủy hóa Giữa các đợt thu mẫu có

sự chênh lệch nhau tuy nhiên sự chênh lệch này không quá lớn Các địa điểm thu mẫu ít có sự chênh lệch về các chỉ tiêu Điều này phản ánh môi trường trong

hồ chứa Bộc Nguyên là khá đồng nhất Tuy nhiên nước ở đây chưa thể sử dụng

để ăn uống trực tiếp mà cần phải được xử lý Ngoài ra phải tăng cường bảo vệ nguồn nước từ các suối đổ vào hồ và ven bờ.

3.3 Kết quả phân tích vi tảo ở hồ chứa Bộc Nguyên - Hà Tĩnh:

3.3.1 Thành phần loài vi tảo:

Phân tích các mẫu định tính thu được ở hồ Bộc Nguyên - Hà Tĩnh qua 3 đợt

nghiên cứu (đợt 1: tháng 12/2008, đợt 2: tháng 3/2009, đợt 3: tháng 6/2009), chúng tôi đã xác định được 93 loài và dưới loài vi tảo thuộc 5 ngành: Cyanophyta, Dinophyta, Heterokontophyta, Euglenophyta và Chlorophyta Danh lục thành phần loài được trình bày ở bảng 3.8