nghiên cứu hiện trạng môi trường nước biến động thành phần loài vi khuẩn lam độc trong hồ núi cốc và giải pháp xử lý

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI VŨ THỊ NGUYỆT NGHIÊN CỨU HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG NƯỚC, BIẾN ĐỘNG THÀNH PHẦN LOÀI VI KHUẨN LAM ĐỘC TRONG HỒ NÚI CỐC VÀ GIẢI PHÁP XỬ LÝ LUẬN VĂN THẠC SĨ Hà Nội – 2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI VŨ THỊ NGUYỆT NGHIÊN CỨU HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG NƯỚC, BIẾN ĐỘNG THÀNH PHẦN LOÀI VI KHUẨN LAM ĐỘC TRONG HỒ NÚI CỐC VÀ GIẢI PHÁP XỬ LÝ Chuyên ngành : Khoa học môi trường Mã số : 60 - 85 - 02 LUẬN VĂN THẠC SĨ Người hướng dẫn khoa học: 1. TS. Dương Thị Thủy 2. PGS. TS Lê Đình Thành Hà Nội – 2012 Luận văn Thạc sỹ Ngành: Khoa học Môi trường MỤC LỤC Trang 60TMỞ ĐẦU60T 1 60TCHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU VI KHUẨN LAM VÀ GIẢI PHÁP NGĂN NGỪA, XỬ LÝ 5 60T1.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới60T 5 60T1.1.1. Sự xuất hiện của VKL độc trong các thủy vực nước.60T 5 60T1.1.3 Các loài VKL độc, độc tố và tác động độc hại của chúng lên sức khỏe con người, vật nuôi và môi trường sinh thái.60T 8 60T1.1.4 Các giải pháp ngăn ngừa và xử lí tảo độc.60T 10 60T2.2. Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam60T 14 60T2.2.1 Ô nhiễm môi trường nước tại Việt Nam (hiện tượng phú dưỡng).60T 14 60T2.2.2 Các khu vực có phát triển của vi khuẩn lam độc và những nghiên cứu đã có về hiện tượng VKL độc ở Việt Nam.60T 15 60T2.2.3 Các giải pháp ứng dụng để ngăn ngừa, giảm thiểu.60T 17 60T2.2.4 Những tồn tại chưa giải quyết của các nghiên cứu đã có và hướng nghiên cứu của đề tài.60T 18 60TCHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 20 60T2.1. Đối tượng nghiên cứu60T 20 60T2.2. Giới thiệu chung về hồ Núi Cốc60T 20 60T2.2.1. Điều kiện tự nhiên60T 20 60T2.2.2. Đặc điểm kinh tế xã hội60T 21 60T2.3. Các phương pháp nghiên cứu60T 22 60T2.3.1. Vị trí và thời gian lấy mẫu60T 22 60T2.3.2 Phương pháp thu mẫu và cố định mẫu60T 23 60T2.3.3. Phương pháp phân tích mẫu60T 25 60T2.2 Phương pháp thu thập các số liệu về chất lượng nước thải từ các nguồn thải trong lưu vực60T 28 60T2.3 Phương pháp xử lý số liệu60T 28 60TCHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 29 60T3.1 Hiện trạng chất lượng nước qua các chỉ tiêu hóa lý và chất rắn lơ lửng60T 29 60T3.1.1 Nhiệt độ60T 29 60T3.1.2 pH60T 30 60T3.1.3 Hàm lượng oxy hòa tan (DO)60T 31 Học viên: Vũ Thị Nguyệt Lớp: CH18MT 60T3.1.4. Độ dẫn điện60T 32 60T3.1.5. Tổng chất rắn hòa tan60T 33 60T3.2. Hiện trạng chất lượng nước qua các chỉ tiêu dinh dưỡng60T 34 60T3.2.1. Muối amôni NHR 4 RP + P60T 34 60T3.2.2. Muối nitrit NOR 2 RP - P60T 35 60T3.2.3. Muối nitrat NOR 3 RP - P60T 36 60T3.2.4. Hàm lượng POR 4 RP 3- P60T 37 60T3.2.5. Hàm lượng SiOR 2 R60T 38 60T3.2.6. Biến động hàm lượng chlorophyll60T 39 60T3.3. Xác định các yếu tố môi trường liên quan đến sự biến động thành phần loài cũng như biến động số lượng VKL độc.60T 43 60T3.3.1. Biến động Thành phần loài và mật độ thưc vật nổi theo thời gian60T 43 60T3.3.2 Biến động thành phần loài và số lượng VKL theo thời gian tại hồ Núi Cốc.60T 46 60T3.3.3 Diễn biến VKL độc theo không gian, thời gian nghiên cứu60T 52 60T3.3.4. VKL trong mối tương quan với các yếu tố môi trường.60T 62 60T3.4. Biến động hàm lượng microcystin trong nước hồ Núi Cốc60T 65 60TCHƯƠNG 4: ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC NGUỒN THẢI TỚI CHẤT LƯỢNG NƯỚC HỒ VÀ ĐỀ XUẤT MỘT SỐ BIỆN PHÁP QUẢN LÝ CHẤT LƯỢNG NƯỚC HỒ 68 60T4.1 Các nguồn chất thải chính vào hồ60T 68 60T4.1.1. Nước thải sinh hoạt60T 68 60T4.1.2 Nước thải sản xuất công nghiệp, khai thác khoáng sản và du lịch- dịch vụ60T 68 60T4.1.3 Nước thải canh tác nông/lâm nghiệp và nuôi trồng thuỷ sản60T 70 60T4.2 Đánh giá chất lượng các nguồn thải trong lưu vực60T 73 60T4.2.1 Chất lượng nước thải canh tác nông/lâm nghiệp trong lưu vực60T 73 60T4.2.2 Chất lượng nước thải sản xuất công nghiệp, khai thác khoáng sản và du lịch – dịch vụ trong lưu vực60T 77 60T4.2.3 Các chất dinh dưỡng từ nước thải sinh hoạt60T 80 60T4.3 Những ảnh hưởng chung của các nguồn tải đến chất lượng nước hồ60T 81 60T4.4 Đề xuất một số biện pháp quản lý chất lượng nước hồ Núi Cốc60T 84 60T4.4.1 Những cơ sở khoa học và thực tiễn cho đề xuất biện pháp60T 84 60T4.4.2 Đề xuất các biện pháp quản lý và bảo vệ chất lượng nước60T 87 Học viên: Vũ Thị Nguyệt Lớp: CH18MT 60T4.4.2.1 Quản lý tổng hợp tài nguyên nước nhằm đảm bảo khối lượng nước cho các nhu cầu sử dụng60T 87 60T4.4.2.2 Quản lý các nguồn gây ô nhiễm chất lượng nước60T 88 60TKẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ60T 92 60TTÀI LIỆU THAM KHẢO60T 94 Học viên: Vũ Thị Nguyệt Lớp: CH18MT Luận văn Thạc sỹ Ngành: Khoa học Môi trường DANH MỤC BẢNG BIỂU Trang 60TUBảng 3.1: Phân loại dinh dưỡng một số hồ, suối, sông và các vùng biểnU60T 60TU(Dodd và cs, 1998)U60T 41 60TUBảng 3.2: Phân loại mức độ ô nhiễm dinh dưỡng (Trần Hiếu Nhuệ và cs, 1994)U60T 42 60TUBảng 3.3: Thành phần VKL hồ Núi cốc trong thời gian nghiên cứuU60T 47 60TUBảng 3.4: Mối tương quan Pearson giữa VKL và các thông số môi trườngU60T 60TUtại hồ Núi Cốc.U60T 64 60TUBảng 4.1: Diện tích các loại rừng trong lưu vựcU60T 71 60TUBảng 4.2: Sản lượng một số loại nông sản trong lưu vực năm 2004 (tấn)U60T 72 60TUBảng 4.3: Sản lượng thuỷ sản của tỉnh Thái Nguyên năm 2004U60T 73 60TUBảng 4.4: Các chỉ tiêu hóa lý của các mẫu nước thải nông nghiệpU60T 74 60TUBảng 4.5: Kết quả các chỉ tiêu hoá lý trung bình của các mẫu nước thải sản xuất – dịch vụ trong lưu vực U60T 77 60TUBảng 4.6: Giá trị dinh dưỡng của nước mặt Hồ Núi Cốc chịu ảnh hưởng trực tiếp của nước thải khu khách sạn. U60T 82 60TUBảng 4.7: Tải lượng N và P từ các nguồn phát thải khác nhau trong lưu vựcU60T 60TUhồ Núi CốcU60T 83 Học viên: Vũ Thị Nguyệt Lớp: CH18MT Luận văn Thạc sỹ Ngành: Khoa học Môi trường DANH MỤC HÌNH VẼ Trang 60TUHình 2.1: Vị trí các điểm lấy mẫu tại hồ Núi CốcU60T 22 60TUHình 3.1: Phân bố nhiệt độ trung bình hồ Núi Cốc từ năm 2009 - 2011U60T 29 60TUHình 3.2: Phân bố pH trung bình hồ Núi Cốc từ năm 2009 -2011U60T 30 60TUHình 3.3: Phân bố nồng độ DO trung bình hồ Núi Cốc từ năm 2009 - 2011U60T 32 60TUHình 3.4: Phân bố độ dẫn điện trung bình hồ Núi cốc từ năm 2009 - 2011U60T 32 60TUHình 3.5: Phân bố TDS trung bình hồ Núi Cốc từ năm 2009 - 2011U60T 33 60TUHình 3.6: Phân bố nồng độ NH4+ trung bình hồ Núi cốc từ năm 2009 - 2011U60T 34 60TUHình 3.7: Phân bố nồng độ NO2- trung bình hồ Núi cốc từ năm 2009 - 2011U60T 36 60TUHình 3.8: Phân bố nồng độ NO3- trung bình hồ Núi Cốc từ năm 2009 - 2011U60T 36 60TUHình 3.9: Phân bố nồng độ P- POUR 4 RP 3 PU- trung bình hồ Núi Cốc từ năm 2009 - 2011U60T 37 60TUHình 3.10: Phân bố nồng độ Si- SiO2 trung bình hồ Núi Cốc từ năm 2009 – 2011U60T39 60TUHình 3.11: Hàm lượng Chl-a tại hồ Núi Cốc theo thời gian 2009-2011U60T 40 60TUHình 3.12: Hàm lượng Chl-a tại 3 hồ trong năm 2011U60T 40 60TUHình 3.13: Biến động tế bào thực vật nổi tại hồ Núi Cốc năm 2009 - 2011U60T 44 60TUHình 3.14: Biến động tế bào thực vật nổi hồ Núi Cốc theo mùa từ 2009 đến 2011U60T 45 60TUHình 3.15: Mật độ tế bào trung bình giữa các ngành tảo trong hồ Núi CốcU60T 46 60TUHình 3.16: Tỷ lệ các chi VKL hồ Núi CốcU60T 48 60TUHình 3.17: Biến động tế bào VKL tại hồ Núi Cốc năm 2009 - 2011U60T 49 60TUHình 3.18: Biến động tế bào VKL hồ Núi Cốc theo mùa từ năm 2009 - 2011U60T 50 60TUHình 3.19: Biến động tế bào VKL trung bình giữa các điểm nghiên cứuU60T 51 60TUHình 3.20: Tập đoàn Microcystis wesenbergii trong tự nhiên với sự sắp xếp ngẫu nhiên của các tế bào trong chất nhầy trong suốtU60T 53 60TUHình 3.21: Tập đoàn M. botrys trong tự nhiên tại hồ Núi CốcU60T 54 60TUHình 3.22: Tập đoàn Microcystis panniformis (a) và Microcystis protocystis (b) trong tự nhiên tại hồ Núi CốcU60T 55 60TUHình 3.23: Tập đoàn M. aeruginosa trong tự nhiên tại hồ Núi Cốc (a) và tập đoàn M.flos-aquae bao quanh bởi Pseudoanabeana trong tự nhiên tại hồ Núi Cốc (b)U60T 55 60TUHình 3.24: Mật độ trung bình VKL độc Microcystis trong hồ Núi CốcU60T 57 Học viên: Vũ Thị Nguyệt Lớp: CH18MT Luận văn Thạc sỹ Ngành: Khoa học Môi trường 60TUHình 3.25: Biến động tế bào VKL độc Microcystis tại hồ Núi Cốc năm 2009 - 2011U60T 57 60TUHình 3.26: Mật độ trung bình VKL độc Microcystis giữa các điểm thu mẫuU60T 59 60TUHình 3.27: Biến độ tế bào VKL độc Microcystis tại hồ Núi Cốc theo mùaU60T 60 60TUHình 3.28: Mật độ VKL độc tại hồ Núi Cốc và hồ Tây năm 2011U60T 62 60TUHình 3.29: Phân tích hợp phần (Principal Component Analysis) dựa trên các thông số thuỷ lý, thuỷ hoá và thủy sinh tại hồ Núi Cốc 4/2009-11/2011. U60T 63 60TUHình 4.1: Các chỉ tiêu hoá lý nước thải canh tác nông nghiệp lưu vực hồ Núi CốcU60T 74 60TUHình 4.2: Hàm lượng một số kim loại nước thải canh tác nông nghiệpU60T 75 60TUHình 4.3: Hàm lượng một số chất dinh dưỡng trong nước thải canh tác nông nghiệp trong lưu vực hồ Núi Cốc U60T 77 60TUHình 4.4: Một số chỉ tiêu hoá lý trung bình của các mẫu nước thải sản xuất công nghiệp – dịch vụ trong lưu vực U60T 78 60TUHình 4.5: Giá trị trung bình của hàm lượng các chất dinh dưỡng của các mẫu nước thải sản xuất công nghiệp – dịch U60T 78 60TUHình 4.6: Giá trị trung bình của hàm lượng các kim loại nặng của các mẫu nước thải sản xuất công nghiệp –dịch vụ U60T 79 60TUHình 4.7: Giá trị trung bình của BOD và COD trong các mẫu nước thải sản xuất – dịch vụ U60T 80 Học viên: Vũ Thị Nguyệt Lớp: CH18MT Luận văn Thạc sỹ Ngành: Khoa học Môi trường DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT DVDL : Dịch vụ du lịch ĐTVKL : Độc tố vi khuẩn Lam KTKS : Khai thác khoáng sản NOD : Nodularin QCVN : Quy chuẩn Việt Nam TDS : Tổng chất rắn hòa tan TVN : Thực vật nổi TVPD : Thực vật phù du TVTS : Thực vật thủy sinh VKL : Vi khuẩn Lam VLXD : Vật liệu xây dựng UBND : Ủy ban nhân dân Học viên: Vũ Thị Nguyệt Lớp: CH18MT Luận văn Thạc sỹ Ngành: Khoa học Môi trường LỜI CẢM ƠN Trước hết, với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc, tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành tới: TS. Dương Thị Thủy, cán bộ nghiên cứu Viện Công nghệ môi trường và PGS,TS Lê Đình Thành, giảng viên Trường Đại học Thủy Lợi, đã trực tiếp hướng dẫn tôi rất tận tình, cho tôi những kiến thức và kinh nghiệm quý báu, tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình thực hiện, hoàn thành luận văn. Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Ban Lãnh đạo Khoa Môi trường, trường Đại học Thủy lợi, cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa, trong trường đã dạy cho tôi những kiến thức, kỹ năng quan trọng. Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất tới Lãnh đạo Phòng Thủy sinh học môi trường, Lãnh đạo Viện Công nghệ môi trường đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi được học tập và nghiên cứu. Tôi chân thành cảm ơn đồng nghiệp của tôi, những cán bộ của Phòng Thủy sinh học Môi trường đã giúp đỡ và ủng hộ để tôi hoàn thành tốt luận văn. Tôi xin cảm ơn gia đình, người thân và bạn bè đã động viên và giúp đỡ tôi trong thời gian qua. Hà Nội, tháng 6 năm 2012 Học viên Vũ Thị Nguyệt Học viên: Vũ Thị Nguyệt Lớp: CH18MT [...]... vậy vi c nghiên cứu hiện trạng môi trường nước, biến động thành phần loài VKL độc trong hồ Núi Cốc và giải pháp xử lý là cần thiết và cấp bách hiện nay Đây là cơ sở khoa học cho vi c quản lý, giảm thiểu sự có mặt cũng như tác động xấu của VKL độc tới môi trường, nuôi trồng thủy sản và sức khỏe của con người của hồ chứa nói trên, cũng như các hồ chứa loại vừa và lớn ở miền Bắc Vi t Nam 2 Mục đích nghiên. .. về nghiên cứu vi khuẩn lam và giải pháp ngăn ngừa, xử lý Chương 2: Đối tượng và phương pháp nghiên cứu Chương 3: Kết quả nghiên cứu Chương 4: Ảnh hưởng của các nguồn thải tới chất lượng nước hồ và đề xuất một số biện pháp quản lý chất lượng nước hồ Học vi n: Vũ Thị Nguyệt Lớp: CH18MT Luận văn Thạc sỹ 5 Ngành: Khoa học Môi trường CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU VI KHUẨN LAM VÀ GIẢI PHÁP NGĂN NGỪA, XỬ... chất lượng nước hồ Núi Cốc Học vi n: Vũ Thị Nguyệt Lớp: CH18MT Luận văn Thạc sỹ 4 Ngành: Khoa học Môi trường 2 Xác định các yếu tố môi trường liên quan đến sự biến động thành phần loài cũng như biến động số lượng VKL độc 3 Ảnh hưởng của các nguồn thải trong lưu vực tới chất lượng nước hồ 4 Đề xuất một số giải pháp quản lý chất lượng nước hồ Núi Cốc Với 4 nội dung như trên, ngoài phần mở đầu và phần kết... nghiên cứu của đề tài luận văn - Đưa ra được hiện trạng và diễn biến chất lượng nước của hồ Núi Cốc - Xác định được các yếu tố ảnh hưởng đến biến động thành phần loài, số lượng VKL độc trong mối liên quan với điều kiện môi trường - Đề xuất một số biện pháp quản lý chất lượng nước hồ Núi Cốc có tính thực tế và khả thi Học vi n: Vũ Thị Nguyệt Lớp: CH18MT Luận văn Thạc sỹ 3 Ngành: Khoa học Môi trường. .. sỹ 3 Ngành: Khoa học Môi trường 3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu: - Đối tượng nghiên cứu: Thực vật phù du trong đó có nhóm VKL và VKL độc tại hồ Núi Cốc - Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu trong thời gian từ năm 2009 đến năm 2010 4 Phương pháp nghiên cứu và công cụ sử dụng * Phương pháp nghiên cứu: - Phương pháp tổng hợp,phân tích số liệu: thu thập số liệu hiện có liên quan đến đề tài, thu thập tất cả... thiểu tác động xấu của VKL độc tới môi trường, nâng cao hiệu quả nuôi trồng thủy sản và sức khỏe của cộng đồng Học vi n: Vũ Thị Nguyệt Lớp: CH18MT Luận văn Thạc sỹ 20 Ngành: Khoa học Môi trường CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng nghiên cứu - Thực vật phù du trong đó có nhóm VKL và VKL độc tại hồ Núi Cốc 2.2 Giới thiệu chung về hồ Núi Cốc 2.2.1 Điều kiện tự nhiên Hồ Núi Cốc được... khu vực nghiên cứu, hiện trạng khai thác sử dụng nước và các nguồn thải - Phương pháp điều tra khảo sát thực địa: nhằm thu thập số liệu về hiện trạng chất lượng nước và số liệu về thành phần, mật độ thực vật nổi và VKL độc - Phương pháp phân tích thống kê: ứng dụng phương pháp phân tích thống kê, phương pháp phân tích tương quan v.v để xử lý số liệu, nghiên cứu mối quan hệ giữa các yếu tố trong quá... -2007, Đ Đ Kim và cs., 20032004) 1.1.4 Các giải pháp ngăn ngừa và xử lí tảo độc Vi c giám sát VKL độc và độc tố của chúng tại các thuỷ vực nước mặt làm nguồn cung cấp nước sinh hoạt cho cộng đồng dân cư đã được thực hiện chặt chẽ từ nhiều thập kỷ nay tại các nước phát triển (Australia, Mỹ, Anh, Nhật, Canada…) Để giảm thiểu tác động độc hại của VKL độc và độc tố VKL những giải pháp xử lí tức Học vi n: Vũ... phân tích ELISA và HPLC [5] 2.2.3 Các giải pháp ứng dụng để ngăn ngừa, giảm thiểu Để ngăn ngừa, giảm thiểu tác động độc hại của vi khuẩn lam độc và độc tố vi khuẩn lam một số phương pháp kiểm soát đã được tiến hành bao gồm kiểm soát bằng phương pháp hóa học, vật lý và sinh học Tuy nhiên mỗi phương pháp sử dụng đều có ưu điểm và nhược điểm nhất định Ở Vi t Nam hiện nay mới chỉ áp dụng biện pháp dùng đồng... triển kinh tế xã hội hiện nay của khu vực, vai trò và ý nghía của thuỷ vực này càng được coi trọng Theo các nghiên cứu gần đây chất lượng môi trường nước và hệ sinh thái hồ Núi Cốc đã và đang bị suy giảm Các kết quả khảo sát trong những năm gần đây cho thấy môi trường nước hồ đã xuất hiện các yếu tố gây phì dưỡng: hàm lượng nitrat và phốtphát trong nước hồ tương đối cao [16,17] Đối với hồ chứa được xây . vậy vi c nghiên cứu hiện trạng môi trường nước, biến động thành phần loài VKL độc trong hồ Núi Cốc và giải pháp xử lý là cần thiết và cấp bách hiện nay. Đây là cơ sở khoa học cho vi c quản lý, . VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI VŨ THỊ NGUYỆT NGHIÊN CỨU HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG NƯỚC, BIẾN ĐỘNG THÀNH PHẦN LOÀI VI KHUẨN LAM ĐỘC TRONG HỒ NÚI CỐC VÀ. NGHIÊN CỨU HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG NƯỚC, BIẾN ĐỘNG THÀNH PHẦN LOÀI VI KHUẨN LAM ĐỘC TRONG HỒ NÚI CỐC VÀ GIẢI PHÁP XỬ LÝ Chuyên ngành : Khoa học môi trường Mã số : 60 - 85 - 02