Nghiên cứu sự phân bố, hoạt động và vai trò của một số nhóm vi sinh vật tham gia vào các chu trình chuyển hóa vật chất của hệ sinh thái nước Hồ Tây

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC T ự NHIÊN NGHIÊN CỨU S ự PHÂN B ố , HOẠT ĐỘNG VÀ VAI TRÒ CỦA MỘT SỐ NHĨM VI SINH VẬT THAM GIA VÀO CÁC CHƯ TRÌNH CHUYỂN HOÁ v ậ t CHÂT CỦA HỆ SINH THÁI NƯỚC H ổ TÂY Mã số: QT 02 25 Chủ trì đề tài: Ths Phạm Thị Mai Cán phối hợp: CN Trần Tuyết Thu Ths Nguyễn Kiều Băng Tâm Q u o ” S i,, HA ~ o i ' TRUNG TAM rH Ô N (r N V J I V - r\’ đai ho c DT / " ' HÀ NỘI - r t C\ Ll BÁO CÁO TÓM TẮT Tên đề tài: N G H IÊN CỨU S ự PH Â N B ố , H OẠT Đ Ộ N G VÀ VAI TRÒ CỦ A M Ộ T s ố NH Ó M VI SINH VẬ T TH A M GIA VÀO CÁC CH U T R ÌN H C H U Y ỂN HOÁ VẬT CH ẤT CỦA HỆ SINH T H Á I NƯỚC H ổ TÂY Mã số: QT.02 25 Chủ trì đề tài: Ths Phạm Thị Mai Cán phối hợp: CN Trần Tuyết Thu Ths Nguyễn Kiều Bâng Tâm I MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU: Hồ Tây hệ sinh thái đất ngập nước lớn có tính đa dạng sinh học cao khu vực đồng Bắc Trong giai đoạn nay, với phát triển kinh tế xã hội hệ sinh thái hồ ngày bị biến đổi Hồ Tây thu hút quan tâm nghiên cứu nhiều tác giả nghiên cứu nhóm vi sinh vật tham gia phân huỷ vát chất hồ cịn Trong đề tài tiến hành nghiên cứu phân bố số nhóm vi sinh vật tham gia vào trình phân huỷ vật chất Hồ Tây qua đánh giá vai trị làm nước chúng hệ sinh thái hổ II NỘI DƯNG NGHIÊN CỨU: * Xác định tiêu thuỷ lý hoá hồ * Xác định số lượng nhóm vi sinh vật amơn hố * Xác định số lượng nhóm vi sinh vật phản nitrat hoá * Xác định số lượng nhóm vi sinh vật phân huỷ xenluloza kỵ khí * Xác định số lượng nhóm vi sinh vật phân huỷ xenluloza hiếu khí * Xác định số lượng nhóm vi sinh vật sulphat hố * Xác định số lượng nhóm vi sinh vật chuyển hoá phốt Số lượng nhóm vi sinh vật nói xác định theo mùa, theo tầng nước khác số điểm lấy mẫu PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU: * Phương pháp lấy mẫu nước: - Mẫu nước lấy vào hai mùa năm xuân - hè thu - đông - Mẫu nước tầng mặt lấy cách mặt nước 25 cm mẫu nước tầng đáy lấy sát lớp bùn Mẫu nước lấy cách bờ khoảng 50m * Phương pháp phân tích số lượng vi sinh vật: Số lượng vi sinh vật phân tích mơi trường đặc hiệu nhóm sử đụng hai phương pháp sau: - Phương pháp pha lỗng tìm giới hạn phát triển - Phương pháp Koch VI KẾT QUẢ ĐÃ ĐẠT ĐƯỢC: - Phân tích tiêu thuỷ lý hố hồ, qua cho thấy chất lượng nước hồ đánh giá nhiễm nhẹ - Số lượng nhóm vi sinh vật điểm lấy mẫu khác phong phú theo mùa theo tầng nước Điều cho thấy chúng có vai trị to lớn khả nãng tự làm hệ sinh thái hổ - Số lượng tất nhóm vi sinh vật khu vực gần cống thải cao khu vực hồ thể mối tương quan số lượng vi sinh vật lượng chất hữu gây nhiễm V TÌNH HÌNH KINH PHÍ ĐỂ TÀI: 8.000.000Đ (TÁM TRIỆU ĐỔNG CHẴN) Đã chi theo dự toán tốn xong với Phịng Tài vụ Trường đại học Khoa học Tự nhiên CHỦ TRÌ ĐỂ TÀI (Ký ghi rõ họ tên) Tỉ ilátiu J J ; ^ V H Ó HIỆU ĨHUÉMSPHAM THI MAI ịịf] I V TRƯỜNG ' khca HKiÊriị iSvlflw ABSTRACT Title: THE DISTRIBUTION,ACTYVITY AND ROLE OF SOME MICROORGANISM GROUP IN MATERIALS CYCLES IN WEST LAKE Code: QT 02 25 Team leader: MSc Pham Thi Mai Menber: MSc Nguyen Kieu Bang Tam BSc T ran Thi Tuyet Thu Object Hotay, were the most typically greater and fresh water lake belonged to the delta of North Vietnam They had a great value aspect However, in recent years their water quality were gradually decreased day by day, Microoganism was a living too small to be seen orgnism, but they have a important role in metabolic cycle of the nature They decomposed organic compouds lo C 2, H20 in preferable conditions In this subject we reseach in to the disribution and role of some microorganism in materials cycles Contens - Indicates of balneology and liquefy, - Determinate the number of ammonification microorganism - Determinate the number of denitrification - Determinate the number of xenluloza dencomposing - Determinate ihe number of sulfhur and phospho tranMnuiaiion Methode The number of mierooganisin are determinate! by koch method and mthod of limits The number of ammonificator, denitrificator and microorganisms was quantified at 5points of surface and xenlluloza decomposing bottom layes of the lake in sumer and winter Results The number of ammonificator, dcnitrificator and xenlluloza decomposing microorganisms was quantified at points of surfaceand bottom layers of the lake The result shows that these microorganissm distributed in all tested points Theữ number in waste discharged points was much higher than in the center of the lake There is a dứect ratio between concentration of organic polluted water and number of microorganism living in this water However, if water are polluted by chemical toxic substances, the growth of microorganism in these places is inhibited so they are in a small quantity From mentioned above, we may concluded The presence of various microorganisms group resulted in their playing role in the self - cleaned process of the water lake - The quantity of the five groups was positively proportinal with the water lake quality (otherwise, the quality of the five groups observed in the lake center was less than in the sewer) The quality of the five groups was the higher in summer than that of winter MụC LụC ■ ■ M đ ầ u : C h n g I: T ổN G QUAN TÀI LIỆU 1.1 Giới thiệu chung hồ T ây 1.1.1.Vị trí địa lý đặc điểm hồ T ây 1.1.2 Điều kiện khí hậu thủy văn 1.1.3 đặc điểm hệ sinh thái hồ tá y 1.1.4 Điều kiện kinh tê xã hội 1.1.4.1 Dán số phán b ố dân c ỉ 1.4.2 Cơ sỏ hạ tầng 1.2 Vai trò vi sinh vật q trình chuyển hố vật chất 1.2.1 Q trình amơn h o .6 1.2.2 Q trình phản nitrat hố 1.2.3.Quá trình phân hủy xenluloza 1.2.4 Quá trình sulphat h o .9 CHƯƠNG II: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN c ứ u .11 2.1 Đỏi tượng nghiên u: 11 2.2 Phương pháp nghiên cứu .: 11 CHƯƠNG III: KẾT QUẢ NGHIÊN u 13 3.1 Kết phân tích sơ tiêu thuỷ lí, thuỷ hố 13 3.2 Sự phân bỏ nhóm vi sinh vật amơn hoá 14 3.3 Sự phân bơ nhóm vi sinh vật phản nitrat hoá 15 3.4 Sự phân bơ nhóm vi sinh vật phân huỷ xenluloza 16 3.5 Sự phân bỏ nhóm vi sinh vật phân huỷ phốt lưu h u ỳ n h 18 KẾT L U Ậ N 19 TÀI LIỆU THAM KHẢO 20 MỞ ĐẦU Thế giới vi sinh vật bao gồm vi sinh vật nhỏ bé mà mắt thường nhận thấy lại giới vô đa dạng phong phú Chúng sinh sôi nảy nở vơ nhanh chóng có vai trị quan trọng chu ưình chuyển hố vật chất nói chung Trong hệ sinh thái nước, tồn tại, hoạt động vi sinh vật liên quan chặt chẽ với yếu tố môi trường nhiệt độ, pH, ánh sáng, hàm lượng chất hữu cơ, Cùng với nhóm sinh vật khác nước, vi sinh vật tham gia vào q trình chuyển hố khép kín vịng tuần hồn vật chất, giúp cho hệ sinh thái tồn Hơn khả nãng phân huỷ vật chất hệ sinh thái nước thể khả nãng tự làm Thêm vào đó, dựa vào có mặt, đặc điểm phân bố nhóm vi sinh vật mà đánh giá trạng chất lượng nước thuỷ vực Chính vậy, việc nghiên cứu phân bố hoạt động vi sinh vật hệ sinh thái nước có ý nghĩa thực tiễn to lớn, đặc biệt vói hồ Tây hồ nước tự nhiên có giá trị nhiều phương diện thủ đô CHƯƠNG I TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Giới thiệu chung hồ Tây 1.1.1.Vị trí địa lý đặc điểm hồ Tây Hồ Tây nằm phía tây bắc nội thành Hà Nội, thuộc quận Tây Hồ, có hình móng ngựa Tọa độ địa lý : 20°04’ vĩ độ Bắc, 105°50’ kinh độ Đông, mặt nước hồ cao so với mực nước biển 6m Phía Bắc giáp đê Yên Phụ - Từ Liêm, phía Nam giáp đường Thụy Kh, phía Đơng giáp đường Thanh niên, phía Tây giáp đường lạc Long Quân Hổ giáp ranh vợi phường Yên Phụ, Thụy Khê, Bưởi, Xuân La, Nhật Tân, Quảng An phường Quán Thánh Hồ có diện tích mặt nước khoảng 516 (năm 2001) với chiều dài gần km, chiều rộng bị thu hẹp lại từ m đến 20 m (so với 1960), độ sâu trung bình m, nơi sâu đạt từ - m Trước hổ vốn đoạn sông tàn sông Hồng 1.1.2 Điều kiện khí hậu thủy văn Hồ Tây nằm khu vực Hà Nội có khí hậu nhiệt đới gió mùa nóng ẩm Mùa hè nóng ẩm mưa nhiều từ tháng đến tháng 10, hướng gió thịnh hành hướng gió Đơng Nam, tháng tháng có nhiệt độ cao Khu vực thường có gió bão vào đầu mùa hè Mùa đơng khơ lạnh mưa, hướng gió thịnh hành Đơng Bắc, tháng có nhiệt độ trung binh thấp nhất, tháng tháng 10 coi tháng chuyển tiếp tạo cho hồ Tây có mùa phong phú Mặt khác, hồ Tây nằm khu vực gần xích đạo nên có lượng xạ mặt trời dồi dào, tổng lượng xạ trung bình từ 111,5 Kcal/cm2 đến 122,8 Kcal/cm2 Nhiệt độ trung bình nước khoảng từ 10°c đến 30°c Vào mùa mưa (tháng đến tháng 10) tổng lượng mưa chiếm 85% lượng mưa năm (lượng mưa trung bình năm 1870 mm), mưa lớn vào tháng thường có bão lớn, 16 ngày đến 18 ngày mưa với lượng trung bình 300 mm -> 350 mm Hồ Tây nơi chứa đựng lượng nước mưa giúp cho việc nước khu vực xung quanh, lượng mưa chảy tràn kéo theo nhiều chất ô nhiễm đậc biệt nước chảy qua vùng trổng cịn mang theo dư lượng hóa chất bảo vệ thực vật phân bón đổ xuống hồ Ngồi hồ nơi chứa xử lý phần nước thải chế tự làm 1.1.3 đặc điểm hệ sinh thái Qua kết nghiên cứu điều tra năm 1997 Khoa Sinh học - Trường Đại học Khoa học Tự Nhiên quanh vùng hồ Tây có tính đa dạng sinh học cao - Thực vật\ Gồm có 214 lồi cho bóng mát, hoa cảnh, thuộc 97 chi 50 họ nằm ngành thực vật - Thực vật phù du: Ở hồ Tây xác định 106 loại thuộc ngành tảo ngành vi khuẩn lam vào mùa mưa, ngành tảo lục chiếm đại đa số (58 loài), đến tảo silic, tảo mắt, tảo roi Vào mùa khơ, số lượng lồi tảo mùa mưa song vi khuẩn lam nhiều lồi - Động vật khơng xương sống: Hồ Tây mùa mưa, trung bình có 19 lồi động vật mùa khơ có 25 lồi động vật Động vật đáy hồ vào mùa mưa có 11 loài (6 loài ốc, loài trai, loài ấu trùng lồi giun tơ); Vào mùa khơ, có khoảng 16 loài - Các loài thủy sản: Theo thống kê hồ Tây hồ Trúc Bạch có 35 lồi cá thuộc 12 họ, họ cá chép chiếm ưu gồm 21 loài (61 %), cá ni có lồi Hầu hết lồi cá tự nhiên hồ Tây gặp sơng Hồng Ngồi hồ cịn lồi ốc, trai, trùng trục Sản lượng đánh bắt bình quân nãm 600 tấn/năm (1996 1997) - Các loài chim: Hổ Tây có 58 lồi chim thuộc 17 họ, có 23 loài thường trú, 25 loài làm tổ, loài bay qua loài chim di cư thấy xuất vào mùa Đơng Nhìn chung, hồ Tây hệ sinh thái có đa dạng sinh học cao, có nhiều lồi q ghi sách đỏ Tuy nhiên, hệ sinh thái hồ lâm vào tình trạng chung nhiểu hồ nước thành phần chim, cá bị giảm loài số lượng tác động tiêu cực người 1.1.4 Điều kiện kinh tế xã hội 1.4.1 Dân số phân b ố dân cư Theo tài liệu UBND Quận Tây Hổ (2003) dân cư khu vực Hồ Tây khoảng 97.317 người, > 1/3 số dân sống giáp hồ So với Hà Nội mật độ dân số vùng chưa phải cao, phân bố dân số không Dân cư tập trung phía Nam Đơng Nam hồ Tây gồm phường Quán Thánh, Trúc Bạch, Bưởi, n phụ cịn phía Bắc dân cư tập trung với mật độ thưa thớt nhiều Nhưng q trình thị hóa nên phía Bắc dân cư tập trung ngày đơng Diện tích sử dụng quanh hổ 78,72ha, diện tích khu dân cư 52,48ha, phần cịn lại diện tích đất nông nghiệp chủ yếu trồng rau màu cảnh, hàng năm có lượng lớn phân hoá học thuốc bảo vệ thực vật thải vào hồ 1.1.4.2 C sỏ hạ tầng - Khu vực Đông Nam hổ thuộc phường Trúc Bạch phần phường Quán Thánh quận Ba Đình Khu vực có hạ tầng kỹ thuật tương đối hồn thiện Phần lớn hệ thống cống thoát nước xây dựng từ thời Pháp thơng qua hệ thống cống chính, sau đổ vào hồ Trúc Bạch qua cống Nguyễn Trường Tộ cống Phạm Hồng Thái Nhìn chung hệ thống cống xây dựng từ lâu, lại nâng cấp nên khả nãng tiêu thoát nước kém, vào mùa mưa cống thường xuyên bị tắc gây nên tình trạng úng ngập cục - Khu vực phía Tây Nam thuộc phường Thụy Khê phường Bưởi: Hệ thống sở hạ tầng điện, nước, thoát nước có chưa đồng Riêng khu vực Thụy Khê, cống thoát nước cấp nước chưa đáp ứng đủ nhu cầu nhân dân, cống nhỏ tiêu thoát nước Cống Tàu Bay, mương Đõ cống thoát nước lớn khu vực - Khu vực Bưởi q trình thị hóa, hệ thống nước chưa đồng bộ, khơng thơng thường xuyên nên xảy ngập úng cục vào ngày mưa, gây ảnh hưởng đến sinh hoạt người dân khu vực Trong khu vực có cống Trích Sài lớn Các hệ thống cống rãnh thuộc hai phường Bưởi Thụy Khê thiết kế phần chảy hồ Tây phần chảy sơng Tồ Lịch - Khu vực phía Tây Bắc hồ Tây bao gồm địa phận phường xuân La, Nhật Tân Đây khu vực nâng cấp thành phường nên so với khu vực khác quanh hổ hệ thống đường xá nước chưa hoàn thiện Ngoài hệ thống phường chưa đáp ứng xu phát triển chung - Cống Xuân La cống xả lớn hồ Tây nên mưa to, hổ nhiều nước Xuân la trở thành túi nước thải hổ Hầu hết hộ gia đinh sống cạnh hồ xả thải trực tiếp xuống hổ gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng môi trường chung khu vực ... tâm nghiên cứu nhiều tác giả nghiên cứu nhóm vi sinh vật tham gia phân huỷ vát chất hồ cịn Trong đề tài chúng tơi tiến hành nghiên cứu phân bố số nhóm vi sinh vật tham gia vào trình phân huỷ vật. .. học - Nhóm vi sinh vật tham gia q trình amơn hố - Nhóm vi sinh vật phản nitrat hố, - Nhóm vi sinh vật phân huỷ xenluloza - Nhóm vi sinh vật sunphát hố - Nhóm vi sinh vật chuyển hố hợp chất chứa... sinh vật tham gia vào q trình chuyển hố khép kín vịng tuần hồn vật chất, giúp cho hệ sinh thái tồn Hơn khả nãng phân huỷ vật chất hệ sinh thái nước thể khả nãng tự làm Thêm vào đó, dựa vào có