Một số dẫn liệu về chất lượng nước và thành phần loài tảo lục [chlorophyta] trong các ao nuôi cá ở các trại cá yên lý, huyện diễn châu nghệ an luận văn tốt nghiệp đại học

ởmôi trờng nớc, vi tảo sống trôi nổi tập trung chủ yếu ở tầng nớc mặt, chiếm đa số về thành phần loài, đứng đầu về số lợng và sinh vật lợng 26….. Dựa vào thành phần loài, sinh khối, đặ

Lời cảm ơn

Để hoàn thành luận văn này tác giả đã nhận đợc sự hớng dẫn tận tình của TS Nguyễn Đình San, ThS Nguyễn Đức Diện Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc về sự giúp đở quý báu đó

Xin chân thành cảm ơn Ths Mai Văn Chung, cùng các thấy cô giáo trong bộ môn Sinh lý Sinh hoá thực vật, bộ môn thực vật, khoa sinh học Trờng Đại Học Vinh.

Xin chân thành cảm ơn sự động viên, cổ vũ của ngời thân, bạn

bè đã cho tôi thêm nghị lực để hoàn thành khoá luận tốt nghiệp này.

Vinh, ngày tháng năm 2005.

Tác giả

Lê Thanh Tùng

Danh môc c¸c ch÷ viÕt t¾t, ký hiÖu

COD: Nhu cÇu oxy ho¸ ho¸ häc (Chemical oxygen deman)

DO: Oxy hoµ tan (Dissolvel oxygen)

1.1 Vài nét về chất lợng nớc trong các thuỷ vực trên thế giới và ở

1.1.1 Chất lợng nớc trong các thuỷ vực trên thế giới: 7 1.1.2 Chất lợng nớc một số thuỷ vực ở Việt Nam. 101.2 Tình hình nghiên cứu tảo lục (Chlorophyta) trên thế giới và ở

1.2.1 Tình hình nghiên cứu tảo lục trên thế giới 11

1.2.2 Tình hình nghiên cứu tảo lục ở Việt Nam và khu vực

1.3 Mối quan hệ giữa chất lợng nớc và thành phần loài vi tảo 15

1.3.1 Một số đặc điểm về đời sống của tảo và một số loài vi tảo

đợc dùng làm chỉ thị nớc bẩn 15 1.3.2 Mối quan hệ giữa chất lợng nớc và thành phần loài vi

Ch

ơng 2 : Đối tợng và phơng pháp nghiên cứu. 20

2.3.1.1 Phơng pháp thu mẫu nớc 20 2.3.1.2 Phơng pháp thu mẫu tảo 20 2.3.2 Phơng pháp phân tích mẫu 20 2.3.2.1 Phơng pháp phân tích mẫu nớc 20 2.3.2.2 Phơng pháp phân tích tảo 21

3.2 Thµnh phÇn loµi t¶o lôc trong thuû vùc 31

3.2.1 Sù ph©n bè thµnh phÇn loµi t¶o lôc theo c¸c hä vµ c¸c

Mở đầu

Vi tảo (Microalgae) là những cơ thể quang tự dỡng, có kích thớc hiển vi,sống chủ yếu trong môi trờng nớc, là mắt xích đầu tiên trong mạng lới dinh d-ỡng của các thuỷ vực Vì vậy, sự phát triển của chúng có vai trò quyết địnhnăng suất sinh học của quần xã thuỷ sinh vật, chúng là nguồn thức ăn trực tiếpcủa các động vật thuỷ sinh (động vật nổi, cá, tôm, giáp xác, thân mềm ) ởmôi trờng nớc, vi tảo sống trôi nổi tập trung chủ yếu ở tầng nớc mặt, chiếm đa

số về thành phần loài, đứng đầu về số lợng và sinh vật lợng 26… Viện sĩ Viện sĩGollerbakh đã khẳng định “Không có thực vật nổi thì không có nghề nuôi cá”

26

Việc nghiên cứu vai trò, ý nghĩa, khả năng ứng dụng vi tảo vào thực tiễnsản xuất và đời sống đang đợc nhiều nhà khoa học quan tâm Ngời ta đã chiếtxuất đợc các chất có hoạt tính sinh học cao để sử dụng trong ngành y học, chănnuôi, trồng trọt Vi tảo cung cấp nguồn dinh dỡng dồi dào vitamin, protit bổ sungvào thức ăn của ngời, gia súc, gia cầm, cung cấp một số hợp chất hoá học dùngtrong các lĩnh vực khác nhau nh nhuộm màu thực phẩm, mỹ phẩm Vi tảo còn

đợc sử dụng làm thuốc bổ dinh dỡng cho cơ thể, chống suy dinh dỡng ở trẻ em,ngời già và thăm dò khả năng chống ung th [6]

Ngoài ra vi tảo có vai trò làm sạch môi trờng nớc cung cấp oxi hoà tan,

sử dụng các chất gây ô nhiễm để dinh dỡng và tiết ra các chất hạn chế sự pháttriển của các loại vi sinh vật gây bệnh trong nớc Vi tảo là thớc đo chất lợng n-

ớc (Uhllamn 1982) 28 Dựa vào thành phần loài, sinh khối, đặc tính phân bốtheo thời gian, không gian của các loài tảo có trong thuỷ vực, chúng ta có thểbiết đợc mức độ dinh dỡng của thuỷ vực Khi đánh giá môi trờng thuỷ vực tức

là đánh giá chất lợng nớc của thuỷ vực, ngời ta sử dụng hệ thống các chỉ tiêuthuỷ lý, thuỷ hoá Bên cạnh đó còn dùng các sinh vật chỉ thị nh vi khuẩn và tảonhờ vào các cấu phần vô sinh (abiote) và hữu sinh (biotie) trong hệ sinh thái n -

ớc có mối tơng tác qua lại, ảnh hởng lẫn nhau Vì vậy, ngời ta thờng sử dụngmột số loài tảo để làm sinh vật chỉ thị cho chất lợng nớc (bioindicator) ở các

thuỷ vực bị ô nhiễm hữu cơ là Scenedesmus và Microcystis) 32.

Trong các thuỷ vực, sự sinh trởng và phát triển của tảo gắn liền với sự biến

đổi chất lợng nớc Khi môi trờng nớc giàu dinh dỡng, cùng với nhiệt độ thíchhợp sẽ làm cho tảo sinh trởng và phát triển nhanh chóng đến cực đỉnh và sẽ gây

ra hiện tợng nở hoa nớc Hiện tợng nở hoa nớc rất có hại cho các ao nuôi trồngthuỷ sản Tuy nhiên vấn đề này cha đợc quan tâm nhiều đặc biệt là các ao nuôi

cá nớc ngọt Vì vậy, chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu đề tài : Một số dẫn liệu“

về chất lợng nớc và thành phần loài tảo lục (Chlorophyta) trong các ao nuôi cá ở trại cá Yên Lý, huyện Diễn Châu - Nghệ An” Đề tài nhằm điều tra một số

chỉ tiêu về chất lợng nớc và thành phần loài tảo lục (Chlorophyta) cũng nh số

l-ợng của chúng, đồng thời xem xét sự phân bố của tảo trong mối liên quan vớichất lợng nớc ở các thuỷ vực nói trên

Nội dung nghiên cứu đề tài là:

1 Điều tra chất lợng nớc gồm các chỉ tiêu : nhiệt độ, độ trong, màu nớc,

pH, DO, COD (Hàm lợng chất hữu cơ), NH4+, NO3-, PO43-, Fe(TS)

2 Điều tra thành phần loài và số lợng cá thể tảo lục (Chlorophyta) ở các

ao cá Yên Lý

3 Xem xét sự liên quan giữa các yếu tố chất lợng nớc với sự phân bố củangành tảo lục

Ch ơng 1:

Tổng quan tài liệu

1.1 Vài nét về chất lợng nớc trong các thuỷ vực trên thế giới và ở Việt Nam

1.1.1 Chất lợng nớc ngọt trong các thuỷ vực trên thế giới

Nớc là một bộ phận của sinh quyển với tên gọi riêng là thuỷ quyển(Hydrosphere) Khoảng 3/4 bề mặt trái đất đợc bao phủ bởi nớc với khoảng 1,4

tỷ km3 Trong đó, biển và đại dơng chiếm tới 97,6%, các tầng băng tuyết ở Bắccực và Nam cực chiếm 2,14%, nớc ngầm trao đổi tích cực 0,29%, phần nớc ít ỏicòn lại phủ trên 2% diện tích hành tinh nằm ở sông, hồ và các tầng nớc ngầm

Đây là nguồn nớc ngọt mà con ngời sử dụng vào sản xuất và sinh hoạt 5

Đối với các thuỷ vực tự nhiên không có nớc tinh khiết Về mặt hoá học,

n-ớc càng tinh khiết càng không có lợi cho sự sống vì chúng không có khả năngtrung hoà khí CO2 do thuỷ sinh vật hô hấp thải ra Nớc tự nhiên luôn là một dungdịch phức tạp chứa nhiều các chất hòa tan và không hoà tan khác nhau Hàm l-ợng và thành phần các chất đó đợc ngời ta gọi là thành phần hoá học của nớc.Thành phần hoá học của nớc không ổn định mà thờng xuyên biến đổi do sự chiphối của quá trình sinh học, hoá học, vật lý của môi trờng xung quanh 36

Nớc bị nhiễm bẩn là do tác động của tự nhiên và con ngời gây ra Lợng nớc sửdụng cho sản xuất công nghiệp và các khu dân c trên thế giới tới 600 - 700

km3/1năm, trong đó, khoảng 500 km3 sau khi dùng xong thải ra các con sông, hồ,biển 3 ở Hoa Kỳ, hàng năm có các nhà máy ở nớc này đã thải vào các consông tới 99.500 tỷ lít nớc thải lỏng Do đó, hầu hết các con sông, hồ nớc này bị ônhiễm nặng 30

ở Trung Quốc, trong số 532 con sông đợc kiểm soát thì có tới 436 consông bị ô nhiễm với các mức độ khác nhau 30 Điển hình là sông Hoàng Phốnớc sông bị thối đen, mỗi năm một dài, đầu những năm 1980 nớc sông bị thối

đen là 150 ngày trong 1 năm, năm 1988 là 299 ngày/ năm Hiện nay hầu nh cảnăm nớc sông bị thối đen 20

Tại Châu á, đại diện nh Malaixia có tới 10 con sông lớn bị nhiễm bẩn đếnmức cá không thể sống đợc, chất ô nhiễm chủ yếu là nớc thải công nghiệp cọdầu và công nghiệp khác 28

Nớc bị ô nhiễm không những chỉ đe doạ tới đời sống các thuỷ sinh vật,huỷ diệt hệ sinh thái nớc mà còn ảnh hởng tới nhiều mặt của đời sống con ngời Tổchức Y tế thế giới đã cảnh báo : 80% các loại bệnh xảy ra trên hành tinh có liên quan

đến ô nhiễm môi trờng và nguồn nớc bẩn Đã gây ra những trận dịch lớn ở nhiều nơilàm tử vong không ít ngời, nhất là trẻ em Mỗi năm có khoảng 25 triệu ngời chết domắc bệnh liên quan tới nguồn nớc ăn uống, trong số 18 triệu ngời mắc bệnh ỉa chảy

bị chết thì có tới 6 triệu là trẻ em 21 Khoảng 80% bệnh tật của nhân loại là do dùng

nớc bị nhiễm bẩn Trên quy mô toàn cầu cứ 4 ngời thì chỉ có một ngời có tiện nghi

vệ sinh, trong 5 ngời có 1 ngời đợc cung cấp nớc hợp vệ sinh [7]

Song song với quá trình đô thị hoá, công nghiệp hoá, sản xuất tiêu dùngcàng phát triển thì lợng nớc thải ngày càng nhiều hơn Vì vậy, mức độ ô nhiễmngày càng rộng lớn và nghiêm trọng hơn Hiện nay, để góp phần bảo vệ trái đấtthì thế giới đã phải lên tiếng vì sự ô nhiễm nguồn nớc bằng các hoạt động nh: Tổchức các cuộc họp, bàn về vấn đề ô nhiễm từ đó đa ra các công ớc quốc tế về vấnbảo vệ nguồn nớc, vận động các nớc cùng tham gia ký vào các công ớc, đặc biệt

là các quốc gia đang phát triển công nghiệp hoá

Ngoài ra còn phải đẩy mạnh công tác kiểm tra đánh giá nguồn nớc thờngxuyên Dựa vào các thông số vật lý, hóa học, sinh học nh : Độ pH, độ trong, độ

đục, độ dẫn nhiệt, màu sắc, oxi hoà tan (DO), hàm lợng chất hữu cơ (BOD,COD) các muối vô cơ (NH4+, NO3-, PO43-, Fe(TS) , cặn lơ lững (SS) độ kiềm, độcứng, kim loại nặng, hoá chất bảo vệ thực vật Coliform và các sinh vật chỉ thịkhác

Dựa vào sự thay đổi các thông số lý, hoá, sinh học trong thuỷ vực và căn

cứ vào điều kiện cụ thể của từng nớc mà ngời ta đa ra những tiêu chuẩn môi ờng cho riêng mình Trên cơ sở đó ngời ta có thể đánh giá và phân loại độnhiễm bẩn của nớc

Bảng 2: Chỉ tiêu dùng đánh giá chất lợng nớc theo Lee & Wang [2]

Mức độ ô nhiễm DO mg/l BOD5 mg/l SS mg/l NH3 - N mg/lKhông ô nhiễm > 6,5 < 3,0 < 20 < 0,5

SO42- cao gây bệnh đờng tiêu hoá, Cl- cao làm giảm lợng tinh trùng ở trong tinhdịch dẫn tới vô sinh 18 Đó là cha kể đến tác hại của các ion kim loại nặng nh :

Cu2+, Pb+, Hg2+, Mn2+, Fe2+, Fe3+

Hàng ngàn loại bệnh tật đã xuất hiện do liên quan đến nguồn nớc vào năm

1980 tại ấn Độ (Bombay, Pata, Della) ngời dân đã chịu hiểm hoạ của bệnh viêmgan mà nguyên nhân là do ô nhiễm hệ thống cấp nớc ở Pakistan, Mỹ, Nhật cóhàng ngàn ngời chết do nhiễm độc kim loại nặng ở Nhật, vào năm 1953 tạivịnh Mihamata có 52 ngời bị ngộ độc do ăn phải cá bị nhiễm thuỷ ngân 18

1.1.2 Chất lợng nớc một số thủy vực ở Việt Nam.

Tài nguyên nớc của Việt Nam khá dồi dào Hàng năm, Việt Nam tiếpnhận một lợng nớc ma trung bình là 634 tỷ m3/năm, ngoài ra còn thu nhận đợcnguồn nớc từ các quốc gia có chung đờng biên giới nh Trung Quốc, Lào,Camphuchia là 132 tỷ m3/năm Trong đó, một phần đi vào các thuỷ vực nớc đứng(ao, hồ) một phần đợc dự trữ trong đất, phần còn lại đợc đi vào hình thành dòngchảy sông ngòi Các con sông Việt Nam chủ yếu đổ nớc ra vịnh Bắc Bộ và biển

Trạng thái Nguồn nớc

Đông Tổng lợng nớc chảy qua lãnh thổ ra biển là 880 tỷ m3/năm, mỗi năm có

325 tỷ m3 là hình thành trên lãnh thổ, còn lại là chảy từ ngoài vào, chủ yếu quacác hệ thống sông lớn: sông Hồng 44,12 tỷ m3/năm, sông Cửu Long 500 tỷ

m3/năm 18

Việt Nam mới bớc vào thời kỳ đầu của công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất

n-ớc nhng tình trạng ô nhiễm đã xảy ra ở nhiều nơi trong cả nn-ớc, chất lợng của cácnguồn nớc dờng nh ngày càng suy thoái Nớc thải từ các khu dân c, các khu côngnghiệp, đã đợc đổ trực tiếp vào các ao, hồ, kênh, rạch, đồng ruộng mà không đợcgạn lọc, xử lý đã làm ô nhiễm môi trờng sống nghiêm trọng Đặc biệt là các thànhphố lớn nh Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh … Viện sĩ Theo thống kê ở Hà Nội cứ mỗingày đêm thải ra 300.000 m3 nớc thải nên đã làm cho một số con sông nh : sôngKim Ngu, sông Tô Lịch, sông Sét, sông Nhuệ có màu sẫm, mùi hôi thối, tanh,

DO thấp (có khi = 0), BOD5 > 50 mg/lít Theo Nguyễn Thợng Hùng thì tổng lợngcác chất gây ô nhiễm trong nớc thải sinh hoạt thành phố Hà Nội là 16.500 tấn/năm

đối với BOD5, COD là 360 tấn/năm, SS là 20.000 tấn/năm, nitơ là 3,3 tấn/năm vàphốt phát là 1.160 tấn/năm 22

Ngoài ra ở nhiều nơi khác trên lãnh thổ Việt Nam cũng xảy ra tình trạng ônhiễm nghiêm trọng, nh ở khu công nghiệp Thái Nguyên hàng năm đã đổ trực tiếpmột lợng chất thải lớn không qua xử lý, gạn lọc vào sông Cầu, biến nớc sông Cầuthành màu đen, mặt nớc sủi bọt hàng chục cây số 9

Hiện tại mức độ ô nhiễm ở các hồ gấp 5-20 lần về BOD5 và cặn lơ lửng(SS) (theo tiêu chuẩn của Bộ Khoa học, công nghệ và môi trờng) 7

ở Miền Trung, nhiều con sông bị ô nhiễm do hiện tợng khai thác vàng(dùng hợp chất thuỷ ngân để đãi) kết quả làm nghèo hệ sinh thái nớc các vùngrừng đầu nguồn bị phá huỷ, gây nên hiện tợng bồi lấp các lòng sông, các consông nh : sông Vệ, sông Trà, sông Lam, sông La, sông Hiền Lơng bị khô cạn

về mùa khô, lũ lụt nặng nề về mùa ma 2

Theo Nguyễn Văn Lãnh, vùng biển ven bờ nớc ta nhiều nơi COD, BOD5,

NO3-, SS cao hơn hẳn tiêu chuẩn cho phép 24

Nhìn chung tình hình ô nhiễm nớc Việt Nam đang ngày càng gia tăng.Tuy so với nhiều nớc trên thế giới cha tới mức báo động, song vấn đề đặt ra làcần đợc đầu t đúng mức nhằm nghiên cứu hiện trạng ô nhiễm môi trờng nớc cảchiều rộng lẫn chiều sâu, và đề ra những chính sách, biện pháp hữu hiệu để cóthể giảm thiểu, ngăn chặn đợc mức độ ô nhiễm đang có nguy cơ gia tăng

1.2 Tình hình nghiên cứu vi tảo (Microalgae) trên thế giới và ở Việt Nam.

1.2.1 Tình hình nghiên cứu vi tảo (Microalgae) trên thế giới.

Vi tảo là những cơ thể quang tự dỡng, có kích thớc hiển vi chủ yếu trongmôi trờng nớc, có ý nghĩa to lớn đối với sự sống, các thuỷ vực vì chúng là nguồnthức ăn của nhiều loài tôm, cá, động vật phù du, động vật thân mềm Tuy có ýnghĩa to lớn, nhng mãi đến thế kỷ XVII con ngời mới bắt đầu quan sát thấy hìnhdạng cấu trúc của vi tảo nhờ sự phát triển về kính hiển vi của Robert Hooke

(1665) Sự hiểu biết về tảo đi sau hàng thế kỷ so với kiến thức về thực vật bậccao, bởi lẽ con ngời bằng mắt thờng không thể quan sát đợc cấu trúc vi tảo vìchúng có kích thớc quá nhỏ Việc phát hiện ra “Tế bào” đơn vị cấu trúc của cơthể sống đã hình thành tri thức về vi sinh vật và khởi đầu cho những nghiên cứu

về tảo Trong khoảng thời gian dài từ khi kính hiển vi quang học ra đời đếnnhững năm 40 của thế kỷ XX trên thế giới việc nghiên cứu tảo còn ít, chủ yếutập trung ở các nớc Châu Âu Từ thập kỷ 40 đến 50 về sau của thế XX do sự pháttriển chung của khoa học, nên những tri thức về tảo ngày càng đợc nâng lên vàphong phú, các hớng nghiên cứu về tảo đi theo hớng sinh thái tảo nớc ngọt, tảobiển, tảo đất, tảo bình sinh, tảo sống trên băng tuyết Hàng loạt các công trìnhnghiên cứu theo các hớng trên cũng nh các công trình chuyên khảo phục vụ choviệc điều tra phân loại đợc ra đời ZabelinaM M 1954 Kisselev A (1951) Kisselev(1954), PopovaT.G (1955,1976), Korschikov A.A (1953), Gollerbakh M.M (1953),Ergashev A (1979), Asauz I (1975), Palamar Mordvintseva G.M (1982)

37,38,39,40,41, ở các nớc Tây Âu có công trình của Smith G.M (1950, 1955)

36,38 Chadefaud M (1960), Bourrelly P.(1966,1970), Strarmach K (1966) 43

Việc phân loại tảo trong thế kỷ XIX, XX đợc sắp xếp theo những hệ thốngkhác nhau, tuỳ theo quan điểm của từng tác giả Tại Liên Xô trớc đây và Ngangày nay 37, 38, 39, 41 thì tảo đợc chia thành 10 ngành đó là tảo Lam

(Cyanophyta), tảo giáp (Pyrrophyta), tảo vàng ánh (Chrysophyta), tảo vàng lục (Xanthophyta), tảo Silic (Bacillariophyta), tảo nâu (Phacophyta), tảo đỏ (Rhodophyta), tảo mắt (Englenophyta), Tảo lục (Chlorophyta) và tảo vòng

(Charophyta) trình tự sắp xếp này dựa trên tính chất màu (pigments) chất dự trữ,

đặc điểm hình thái cấu trúc vỏ, roi và đặc điểm các tế bào sinh sản cũng nh sựluân phiên các thế hệ n và 2n của cơ thể Tuy nhiên nhờ có các phát triển khoahọc, tính hiện đại của kính hiển vi điện tử và các trang thiết bị khác đã mở ranhiều vấn đề mới trong nghiên cứu hệ thống học về tảo Round F.E (1973) 46chia tảo (algae) làm 13 ngành, trong đó thực vật nổi nằm trong 7 ngành đó là:

Cyanophyta, Dinophyta (Pyrrophyta) Bacillariophyta, Chrysophyta, Xanthophyta, Englenophyta, Chlorophyta Tảo lục là 1 trong 7 ngành có đại diên

là thực vật nổi

Cho đến nay việc phân loại tảo lục (Chlorophyta) không có phơng phápriêng nào hiệu quả mà ngời ta phải dựa vào phơng pháp phân loại chung cho cácngành tảo đó là dựa vào các chỉ tiêu khác nhau: màng nhầy, roi, hạt sắc tố, cáckiểu cấu trúc hình thái, sinh sản,… Viện sĩvà gần đây nhất là ngời ta sử dụng phơngpháp kiểm tra AND để xác định nguồn gốc tiến hoá và phân loại tảo lục Quatừng thời kỳ đã có rất nhiều công trình nghiên cứu khác nhau

Năm 1980, Lee R.E 44 dựa vào đặc điểm cấu trúc siêu hiển vi của cácnội bào chất, điểm mắt và nhân đã chia tảo thành 6 ngành trong đó ngành

Cyanophyta và Chlorphyta vẫn giữ nh cũ Với một quan điểm khác Rosowski và

Parker (1982) cho rằng toàn bộ tảo đợc chia thành 16 lớp Trong đó, có các lớp

Cyanophyceae, Cryptophyceae, Dinophyceae, Euglenophytceae, Chrsophyceae,Baccillariophyceae, Tribophyceae (Xanthophyceae) và Chlorophyceae là thuộcthực vật nỗi [44]

Larkum và Barrett (1983) 43 thừa nhận sự phân chia sinh giới thành 5giới của Whittaker và Margulis (1978), ông lại chia tảo thành 17 ngành Trong

hệ thống này, nhiều lớp của các hệ thống trớc đây nâng lên thành các ngành độclập, đặc biệt riêng ngành tảo lục ông chia làm 5 ngành và hợp thành liên ngành

tảo lục (Superphylum - Chlorophyta Chlorophyta, Siphonophyta, Presinophyta,

này ngành tảo vàng ánh (Chrysophyta), tảo vàng (Xanthophyta), tảo Silic

(Bacillariophyta) và ngành tảo nâu (Phaeophyta) đợc hạ bậc và xếp thành 4 lớp

của ngành tảo roi không đều (Heterokontophyta) [48

Kumar H.D (1999) 42, trên cơ sở các hệ thống của Rosowski và Purker(1982), Larkumvà Barrett(1983) và Corliss (1987) đã chia tảo thành 12 ngành.Trong đó, thực vật nổi đa số nằm trong 8 ngành (7 ngành trùng với hệ thống của

Round (1973) và thêm Cryptophyta) Gần đây, Linda E.G và Leew.w 2000 45,

dựa vào sắc tố quang hợp, các sản phẩm dự trữ và các bản chất hoá học củamàng tế bào, đã chia tảo thành 9 ngành, trong đó thực vật nổi tập trung 6 ngành :

Cyanobacteria, Euglenophyta, Cryptophyta, Dinophyta (Cryptophyta và Dinophyta theo một số hệ thống khác gộp thành ngành tảo giáp Pyrrophyta và Chlorophyta) Từ các dẫn liệu đã nêu cho thấy, cho đến nay trên thế giới vẫn

cha có đợc một quan điểm nhất quán về hệ thống phân loại tảo nói chung tuỳtheo từng tác giả mà sự phân loại, sắp xếp các Taxon của tảo có khác nhau Nếu

trớc đây, cả 1 thời gian dài hàng trăm năm, tảo lam (Cyanophyta) đợc xếp trong

cùng một Taxon với các ngành tảo khác thì ngày nay đợc xếp vào nhóm

Prokaryota với tên gọi là vi khuẩn lam (Cyanobacteria) Nhng đứng về mặt tảo

học, khi quan sát sự đa dạng sinh học, môi trờng sống vi khuẩn lam (VKL) luôn

đi đôi với các ngành tảo khác, sự tách rời VKL khỏi kiến thức tảo là một thiếu sótnên tránh

Nếu sự phân loại tảo lục nói riêng và vi tảo nói chung ở các thế kỷ trớcchủ yếu dựa vào hình thái tế bào, cấu trúc tế bào, đặc điểm tế bào sinh sản vàchu trình sinh sản của chúng thì ở thế kỷ XX và ngày nay bên cạnh những đặc

điểm đó, khoa học phát triển đã cho phép đi sâu vào các lĩnh vực cá thể pháttriển (Morphogenese) phân loại các Taxon bậc ngành theo đặc điểm cấu trúchiển vi của roi (flagellum) của màng bao thể màu (thylacoid), các sản phẩm dựtrữ dới góc độ bản chất hoá học, thành phần chất màu (pigmento) với các phổ

màu khác nhau, các chỉ tiêu sinh lý, hoá sinh (độc tố, hoá chất) trong hoạt độngsống của các chi (genus) các loài đã trở thành những dấu hiệu và đặc điểm phânloại các taxon ở mức độ loài và dới loài.

Ngày nay, để phân loại tảo, ngoài việc sử dụng phơng pháp kinh điển,

ng-ời ta còn sử dụng thêm kỹ thuật RAPD - PCR (kỹ thuật nhân bản ngẫu nhiênADN) Trên cơ sở xác lập đợc hệ số đồng dạng, di truyền giữa các loài (hệ sốNei và Li) đã cho phép xác định chính xác loài, đồng thời nó giúp giải quyết đợc

sự bế tắc khi gặp phải loài đồng hình mà bằng phơng pháp hình thái rất khó giảiquyết Mặt khác kỹ thuật RAPD - PCR cho phép các nhà tảo học xác lập đợc cây

hệ thống phát sinh của tảo ngày càng đợc hoàn thiện hơn ở nớc ta, kỹ thuậtRAPD - PCR bớc đầu cũng đã đợc một số tác giả áp dụng trong nghiên cứu một

số chủng vi tảo 4 Mục đích phân loại cuối cùng là để phân biệt sự đa dạng củasinh, giới và mỗi nhà khoa học phải tìm đến cho mình một cách đi trong hoàncảnh thực tế của mình Hệ thống học của phái Nga đứng đầu là M M.Gollerbakh 38 vẫn luôn đợc sử dụng trong các công trình nghiên cứu vềtảo Việt Nam 1, 21, 7, 48 

1.2.2 Tình hình nghiên cứu tảo ở Việt Nam:

ở Việt Nam việc nghiên cứu vi tảo nói chung và tảo lục nói riêng cha đợcchú ý nhiều Dẫn liệu đầu tiên về tảo đã có từ thế kỷ XIX Bởi các nhà khoa họcPháp 36 công trình viết về tảo đầu tiên ở Việt Nam là cuốn thực vật biển ở vịnhNha Trang -Việt Nam (Marine plans in the vicinity of Nha Trang Viet Nam) củaDawson A Y (1954) Tác giả đã nghiên cứu có hệ thống và công bố 209 loài và d-

ới loài trong đó có 7 loài mới cho khoa học 36 Từ thập kỷ 60 trở đi mới xuất hiệncác công trình nghiên cứu của ngời Việt Nam

Trong lĩnh vực nghiên cứu tảo nớc ngọt, Nguyễn Văn Tuyên là ngời cócông đóng góp tích cực, năm 1980 với công trình nghiên cứu khu hệ tảo nớcngọt miền Bắc Việt Nam, ông đã công bố 970 loài và dới loài trong đó có 388loài tảo lục Tiếp theo đó là công trình nghiên cứu của Dơng Đức Tiến (1982)nghiên cứu khu hệ tảo các thuỷ vực nội địa Việt Nam, ông đã công bố 1420 loài

và dới loài tảo lục có 530 loài 41 Gần đây nhất (1997) ông cùng với Võ Hành

biên soạn cuốn "Tảo nớc ngọt Việt Nam, Phân loại bộ tảo lục (Chlorococcales)".

Đây là chuyên khảo thứ 2 của ông đợc xuất bản Trong đó đợc mô tả chi tiết đặc

điểm phân loại hơn 800 loài và dới loài tảo lục ở Việt Nam 42

Khu vực miền Trung năm 1983, Võ Hành nghiên cứu hồ chứa Kẻ gỗ (Hà

Tĩnh) đã công bố 191 taxon bậc loài và dới loài Năm 1994, ông đã công bố 45

loài tảo lục (thuộc bộ Chlorococcales) sống trong nớc ngọt ở khu vực Bình Trị

Thiên và bổ sung 19 taxon mới cho khu vực này [8] Gần đây năm 1995, khinghiên cứu 21 thuỷ vực nớc ngọt thuộc 5 tỉnh Bắc Trờng Sơn, tác giả đã phát

hiện 65 taxon bậc loài và dới loài thuộc bộ Chlorococcales [8].

Trong những năm gần đây một số công trình đã đề cập đến mối quan hệgiữa vi tảo với sự ô nhiễm của môi trờng sống: Võ Hành và cộng sự (1995);

Đặng Đình Kim và cộng sự (1996); Nguyễn Đình San và cộng sự (1997, 1998);Nguyễn Đình San (2001) Lê Hoàng Anh và cộng sự (1997,1998); Nguyễn MinhCông và cộng sự (1997, 1998,1999); Lê Thanh Hơng và cộng sự (1998); Lê ThịThuý Hà và cộng sự (1999); Nguyễn Văn Tuyên và cộng sự (1999) [14, 3, 28,

34, 36, 6, 27, 16]

Nguyễn Đình San, Nguyễn Đức Diện, Nguyễn Trinh Quế trong báo cáo:

“Một số dẫn liệu về chất lợng nớc và thực vật phù du ở một số đầm nuôi trồngthuỷ sản Quỳnh Lu - Nghệ An và Thạch Hà - Hà Tĩnh), đã thống kê đợc mộtdanh sách gồm 73 loài và dới loài thuộc 5 ngành tảo, có 7 loài tảo lục Kết quảcác nghiên cứu này đều cho thấy chất lợng nớc trong các thuỷ vực đã chi phốitính đa dạng về thành phần loài cũng nh số lợng cá thể vi tảo sống trong đó

Những công trình nghiên cứu ở trên là kết quả nghiên cứu to lớn của các nhàkhoa học nhng vẫn còn nhiều loài tảo lục có ý nghĩa to lớn, có khả năng đem lại lợiích cho con ngời nh làm thức ăn, cải tạo môi trờng bị ô nhiễm vẫn cha đợc tìm ra.Chắc chắn nếu tìm ra thì tính đa dạng của tảo lục còn phong phú hơn rất nhiều gópphần vào sự phong phú cho hệ thống vi tảo nói chung

1.3 Mối quan hệ giữa chất lợng nớc và thành phần loài vi tảo.

1.3.1 Một số đặc điểm về đời sống của tảo.

ở trong thuỷ vực ao, hồ (nớc ngọt) thực vật phù du (phytoplankton) là sinhvật sản xuất, chúng thờng phát triển trên lớp nớc mặt, có khả năng hấp thụ cácmuối dinh dỡng vô cơ hoà tan trong nớc và tiến hành quang hợp nên đợc coi làkhâu đầu trong chu trình vật chất [24] Thực vật phù du là những loại tảo đơnbào và đa bào còn có tên gọi là “phù phiêu thực vật” Đây là nhóm sinh vật cókích thớc bé, tế bào của chúng có chứa diệp lục sống chủ yếu ở trong nớc vàchiếm tới 1/3 sinh khối thực vật trên trái đất khi có nhiều tảo mặt n ớc thờng cómầu [24] Trong nuôi trồng thủy sản ngời đã ứng dụng đa vào nuôi trồng chủ yếu

là họ (Prasinophyceae).

Sự phát sinh và biến động mật độ của các loài tảo trong ao, hồ phụ thuộcchủ yếu vào nguồn muối dinh dỡng có trong ao, hồ và biến động theo khí hậu.Vào những thời gian nắng ấm kéo dài, nhiệt độ tăng cao thích hợp sự phát triểncủa tảo, một số thuỷ vực ngời ta thờng thấy những váng tảo nổi lên hay kết đám,kết bè trên mặt nớc Hiện tợng này đợc gọi là hiện tợng nở hoa nớc hay “Sự đôngmạch” của thực vật [24]

Hiện tợng nở hoa nớc do một số nguyên nhân sau:

- Do tập trung các muối đa lợng nitơ và phốtpho, các muối này ít đợc sửdụng trong thời gian mùa đông nhiệt độ nớc thấp và cờng độ chiếu sáng yếu, nênquá trình quang hợp, diễn ra với cờng độ không đáng kể mà đợc tích luỹ lại ởtrong nớc

- Trong hồ có rất nhiều chất hữu cơ và vô cơ, các chất này trớc tiên lànguồn thức ăn cho thuỷ sinh vật trong thuỷ vực, phần d thừa lắng đọng xuống

đáy, tạo thành chất mùn trong thuỷ vực, những chất không đợc thuỷ sinh vật hấp

thụ bị kết tủa, dính kết lại với nhau, chúng làm cho các quá trình tái sinh n ớc bịchậm lại [1].

- Do giàu ánh mặt trời, nhiệt độ nớc thích hợp

Hiện tợng nở hoa nớc chỉ gặp ở những hồ giàu dinh dỡng và mùa có nhiệt

độ và cờng độ chiếu sáng cao Các kết quả nghiên cứu cho thấy hiện tợng phù ỡng (Cutrophication) liên quan đến sự tăng nhanh của lợng nitơ và phốtpho ởtrong hồ 2 nguyên tố này phốtpho đợc coi là nguyên tố chính gây ra hiện tợngphù dỡng Tuy nhiên, nitơ cũng là nhân tố giới hạn sự phát triển của tảo sử dụngnhiều gấp 4 - 10 lần phốtpho trong khi đó trong nớc thải sinh hoạt thờng chỉ chứanitơ nhiều gấp 3 lần phốtpho Nhìn chung, nitơ tích luỹ trong các ao hồ thờngthấp hơn phôtpho, sở dĩ nh vậy là do nitơ bị mất đi trong quá trình khử nitrat

d-Khi xảy ra hiện tợng nở hoa nớc bởi sinh khối của tảo này tăng lên gâynên sự nó chèn ép các loài tảo khác không phát triễn Tảo che kín mặt hồ, trong

sự phát triển mạnh mẽ của mình làm ảnh hởng tới đời sống của động vật nớc(tôm, cá, động vật thuỷ sinh sống trong hồ) và sau đó là sự chết hàng loạt củachúng khi nguồn dinh dỡng đợc tích luỹ bị giảm xuống Sự sinh sản và trao đổithức ăn của tảo cũng nh sự phân huỷ các tế bào chết của nó đã làm lợng oxy hoàtan trong nớc giảm đi đáng kể dẫn đến sự hình thành các khí NH3, H2S và cácloại khí khác, tác động tới đời sống trong hồ làm cho động vật nớc bị chết dần[24]

Đối với các thuỷ vực bị nhiễm bẩn thì luôn có môt vài taxon (chi, loài)nào đó đặc trng cho dạng nhiễm bẩn của mình Chosky đã nghiên cứu thấy rằngcác hợp chất hữu cơ chứa nitơgen có ảnh hởng tới sự xuất hiện và phát triển củacác loài vi tảo [16], chỉ thị cho môi trờng cò nồng độ cao của các chất hữu cơgiàu đạm

Sinelair và Whitton với nghiên cứu của mình đã cho rằng nếu trong môitrờng nuôi cấy (trong phòng thí nghiệm) quá giàu phosphat hoặc sắt thì tiêm maocủa tảo lục bị mất đi đồng thời tăng khả năng hấp thụ nitrogen của tảo

Công trình nghiên cứu của Palmers đã thống kê đợc 21 chi thuộc 4 ngànhtảo khác nhau dùng làm chỉ thị cho thuỷ vực bị ô nhiễm nặng chất hu cơ Tuyvậy công trình nghiên cứu của ông còn nhiều hạn chế bởi ngay trong một chi (Ví

dụ Chlorella) có loài sống trong thuỷ vực bị ô nhiễm có loài sống trong nớc sạch.[1]

Bảng 3: Các chi tảo chỉ thị cho thuỷ vực bị ô nhiễm (theo Palmers) [1]

Tên ngành

TT Cyano phyta Chlorophy ta

Diatomae (Bacillariophyta) Euglenophyta

1 Phormidium Carteria Nitzschia Pyrobotruy

2 Anabaena Spirogyra Gomphonema Lepocinema

3 Oscillatoria Tetraedron Phacus

4 Anacysis Chlorocococum Euglena

Hiện nay đối với tảo có 9 loài dùng làm chỉ thị cho các thuỷ vực bị ô

nhiễm hữu cơ, nhng chủ yếu là Scenedesmus của tảo lục có vai trò chủ đạo Nhìn

chung đây là một vấn đề đang đợc nghiên cứu bổ sung và đa ra sự thống nhấtchúng song nó cũng đã đem lại những cống hiến to lớn trong việc đánh giá chấtlợng nớc trong các thuỷ vực (ao, hồ, đầm lầy )

1.3.2 Mối quan hệ giữa chất lợng nớc và thành phần loài vi tảo.

Môi trờng sống của tảo chủ yếu là môi trờng nớc, giữa tảo và môi trờngchung quanh có mối quan hệ chặt chẽ với nhau và thờng xuyên tác động qua lại

đặc trng bằng các dòng năng lợng tạo nên cấu trúc dinh dỡng xác định Trongmôi trờng nớc, chúng sử dụng những nguyên liệu từ môi trờng nh năng lợng mặttrời, CO2, các muối vô cơ hoà tan để tổng hợp nên chất hữu cơ cho mình, đồngthờichúng cũng tác động làm thay đổi môi trờng nh: làm giàu oxy cho thuỷ vực,tăng khả năng hấp thụ kim loại nặng Do vậy mà một số loài tảo có khả năng làmsạch môi trờng nớc Tuy nhiên tất cả các yếu tố nớc lúc nào cũng có tác động tớisinh trởng và phát triển của tảo, khi có mặt của một số yếu tố khác sẽ làm ảnh h-ởng đến sự sinh trởng và phát triển của tảo

Ví dụ: Khi có mặt cadimi, thuỷ ngân, đồng, chì, kẽm, halogen chúng làmgiảm sức quang hợp của tảo Ngoài ra tất cả các yếu tố khác nh thời gian, độmuối, pH, độ trong, hàm lợng O2, CO2 đều ảnh hởng tới sự phân bố của tảo

Hàm lợng các chất dinh dỡng luôn là những yếu tố không thể thiếu với đờisống vi tảo Theo Guxeva (1952) cho thấy ở các ngành tảo khác nhau thì nhu cầu

về đạm không giống nhau, tảo lục có nhu cầu về đạm cao nhất [21]

Sở dĩ tảo thích nghi với môi trờng nớc vì nớc có những đặc điểm riêng nhkhối lợng riêng cao, độ nhớt thấp nên sức cản của nớc nhỏ giúp tảo chuyển độngnhanh, dễ trôi nổi Trong thuỷ vực ao, hồ, sông, suối thì dòng nớc luôn vận

động làm điều hoà cung cấp O2, thức ăn phân tán chất thải, điều hoà nhiệt độ,hoà tan nhiều yếu tố vi lợng muối khoáng vô cơ và hữu cơ muối khoáng vô cơ vàhữu cơ làm chất dinh dỡng cho tảo

Nếu môi trờng nớc công nghiệp có nhiều chất dinh dỡng nitơ, phốt pho sẽgây hiện tợng phì dỡng làm cho tảo phát triển dày đặc, gây hiện tợng nở hoa n-

ớc Nếu trong nớc có chất độc DDT và thuỷ ngân sẽ làm giảm sự quang hợp củatảo: ví dụ metyl thuỷ ngân nồng độ 0,1mg/l cơ quan y tế nhiều nớc cho phépnồng độ metyl thuỷ ngân là 5 mg/l là quang hợp của tảo phù du bị kìm hãm

Yếu tố ánh sáng và nhiệt độ cũng ảnh hởng tới sự phân bố, sự biến động

số lợng cũng nh thành phần loài vi tảo ánh sáng có ảnh hởng tới sự phân bố

của tảo theo độ sâu Ví dụ: ở biển, tầng mặt từ 0 - 20m tảo lục phát triển mạnh

đối với nớc ngọt tầng giữa, tảo lục phát triển chiếm u thế [20]

Nhiệt độ là yếu tố chi phối sự phân bố địa lý và sự biến động số lợng cũng

nh thành phần loài theo mùa trong năm Vào mùa xuân nhiệt độ từ 10 - 15oC thìtảo lục phát triển mạnh, mùa hè nhiệt độ > 150C thì tảo lục phát triển mạnh mẽ,tảo silic phát triển yếu, còn mùa thu nhiệt độ từ 10 - 12oC các loài tảo lục pháttriển kém u thế [20] Nh vậy, giữa vi tảo và chất lợng nớc có mối quan hệ chặtchẽ với nhau và đó là mối quan hệ tơng hỗ giửa tảo lục và môi trờng nớc

Ch ơng 2 :

Đối tợng và phơng pháp nghiên cứu

2.1 Đối tợng nghiên cứu:

Đối tợng nghiên cứu là các chỉ tiêu thuỷ lý, thuỷ hoá bao gồm: nhiệt độ,

độ trong, pH, DO, COD, mầu nớc, NH4+, PO

3-4, NO32-, Fe (tổng số) thành phầnloài của Chlorophyta

2.2 Địa điểm - thời gian nghiên cứu.

Mẫu nớc và mẫu tảo đợc thu tại các ao D1, D2, D3 và D6 của trại cá Yên Lý,huyện Diễn Châu - Nghệ An theo 2 đợt

2.3.1.2 Phơng pháp thu mẫu tảo

Mẫu tảo đợc thu bằng lới vớt thực vật nổi N075 vợt qua lại 100 lần theohình số tám để thu mẫu định tính còn mẫu định lợng đợc thu bằng cách đong10lít nớc lọc qua lới N075 để lấy 50ml mẫu định lợng Mẫu đợc bảo quản bằngfoocmol 4% và đợc dán nhãn, đánh số đầy đủ theo từng ao thu mẫu

2.3.2 Phơng pháp phân tích mẫu

2.3.2.1 Phân tích mẫu nớc

- Để xác định các chỉ tiêu thuỷ lý, thuỷ hoá chúng tôi dựa vào tài liệu

“Standard methods for examination of water and waste water” của tổ chức Y tế

Mỹ 1985 [37] và tài liệu “Hớng dẫn phân tích thuỷ lý, thuỷ hoá” của Cục khí ợng thuỷ văn [35]

t Màu nớc đợc xác định bằng phơng pháp cảm quang

- Xác định độ trong của thuỷ vực bằng đĩa Secchi

- Chỉ tiêu nhiệt độ, độ pH đợc đo bằng máy pH meter (Đức)

- Oxy hoà tan (DO: Dissolved oxygen) mẫu đợc cố định vào chai nút mài

250 ml và đợc tiến hành phân tích bằng phơng pháp hoá học Winkler tại phòngthí nghiệm Sinh lý, hoá sinh khoa Sinh - Đại học Vinh

- Nhu cầu oxi hoá hoá học (COD: chemicaloxygendermand) đợc xác địnhbằng phơng pháp permanganat Kali

- Xác định hàm lợng Amonium (NH4+) đợc xác định bằng phơng pháp somàu với thuốc thử Nessler ở bớc sóng  = 410nm.

- Xác định hàm lợng photphat (PO43-) đợc xác định bằng phơng pháp somàu với amonimolipdat và thuốc SnCl2 ở bớc sóng  = 630nm

- Xác định hàm lợng sắt tổng số (Fe) bằng phơng pháp so màu vớiKalisunfocyanua, ở bớc sóng  = 480 nm

- Nitrat (NO3-) đợc xác định bằng phơng pháp axitphenoldisunfonic ở bớcsóng  = 410nm

- Số liệu thu đợc xử lý bằng thống kê toán học

2.3.2.2 Phơng pháp phân tích mẫu tảo

* Phân tích định tính: Mẫu tảo đợc quan sát dới kính hiển vi 2 mắt, có độphóng đại 400 - 600 lần, mô tả, đo kích thớc vẽ hình và chụp ảnh hiển vi

Để định danh các loài tảo lục chúng tôi sử dụng các tài liệu:

Tảo lục đợc định loại: Theo Korschikov A.A (1959): Ergashev A E (1977

- 1979) [36 - 37 ] và Palamar G.M Mordphinsev (1982); Dơng Đức Tiến và VõHành (1997) [27] Hệ thống danh lục tảo sau khi đã định dạng đợc sắp xếp theoVanden - Hoek và cộng sự (1985) [47]

* Phân tích định lợng vi tảo số lợng tế bào tảo đợc xác định trên buồng

đếm hồng cầu Goriaev Buồng đếm gồm 25 ô lớn, thể tích là 10-4 cm3 (ml) gọi số

tế bào có trong 250 ô lớn là m, ta có số lợng tế bào trong 1 ml là (m x 10-4) thìtrong 1 lít nớc có (m x 104 x 103) tế bào Khi thu mẫu ta lọc 10 lít nớc thành 50

ml, có nghĩa là đã cô đặc 200 lần (2x102) Bởi vậy, số lợng tế bào tảo có trong 1lít nớc mẫu ban đầu là:

n = 5

2

7

10 2 10 2

10

m

 (tb/l)

Trong đó: n là số lợng tế bào trong 1 lít nớc mẫu

m là số lợng tế bào đếm đợc trên buồng đếm Goriarev

Xác định mức độ gặp theo quy ớc (15 tiêu bản với mỗi mẫu)

Từ 70 - 100% gặp nhiều +++

Từ 40 - 60% gặp trung bình ++

Từ dới 40% gặp ít +