Chất lượng nước và đa dạng thành phần loài tảo lục (Chilorophyta) Ở hồ Xuân Dương, xã Diễn Phú, huyện Diễn Châu,tỉnh Nghệ An

NGUYỄN THỊ XUÂN CHẤT LƯỢNG NƯỚC VÀ ĐA DẠNG THÀNH PHẦN LOÀI TẢO LỤC CHLOROPHYTA Ở HỒ XUÂN DƯƠNG, XÃ DIỄN PHÚ, HUYỆN DIỄN CHÂU, TỈNH NGHỆ AN LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC NGHỆ AN - 2013.

NGUYỄN THỊ XUÂN

CHẤT LƯỢNG NƯỚC VÀ ĐA DẠNG

THÀNH PHẦN LOÀI TẢO LỤC (CHLOROPHYTA)

Ở HỒ XUÂN DƯƠNG, XÃ DIỄN PHÚ,

HUYỆN DIỄN CHÂU, TỈNH NGHỆ AN

LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC

NGHỆ AN - 2013

NGUYỄN THỊ XUÂN

CHẤT LƯỢNG NƯỚC VÀ ĐA DẠNG

THÀNH PHẦN LOÀI TẢO LỤC (CHLOROPHYTA)

Ở HỒ XUÂN DƯƠNG, XÃ DIỄN PHÚ,

HUYỆN DIỄN CHÂU, TỈNH NGHỆ AN

Chuyên ngành: Thực vật học

Mã số: 60.42.20

LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC

Người hướng dẫn khoa học:

PGS TS NGUYỄN ĐÌNH SAN

NGHỆ AN - 2013

Trang

MỞ ĐẦU 1

1 Đặt vấn đề 1

2 Mục tiêu của đề tài 2

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

1.1 Vài nét về tình hình nghiên cứu tảo lục trên thế giới và Việt Nam 3

1.1.1 Tình hình nghiên cứu tảo lục trên thế giới 3

1.1.2 Tình hình nghiên cứu tảo lục ở Việt Nam 5

1.2 Vài nét về chất lượng nước trên thế giới và Việt Nam 8

1.2.1 Chất lượng nước trong các thủy vực trên thế giới 8

1.2.2 Chất lượng nước trong các thủy vực ở Việt Nam 10

Chương 2 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 13

2.1 Đối tượng và địa điểm nghiên cứu 13

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 13

2.1.2 Địa điểm nghiên cứu 13

2.2 Nội dung nghiên cứu 15

2.3 Phương pháp nghiên cứu 15

2.3.1 Phương pháp thu mẫu nước và mẫu tảo 15

2.3.2 Phương pháp phân tích 16

Chương 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 19

3.1 Kết quả phân tích về một số chỉ tiêu chất lượng nước ở hồ Xuân Dương 19

3.1.1 Một số chỉ tiêu thủy lí 19

3.1.2 Một số chỉ tiêu thủy hoá 22

3.1.3 Nhận định chung về chất lượng nước ở hồ Xuân Dương - xã Diễn Phú - huyện Diễn Châu - tỉnh Nghệ An 29

Tỉnh Nghệ An 30

3.2.1 Thành phần loài vi tảo thuộc ngành tảo lục (Chlorophyta) ở hồ Xuân Dương 30

3.2.2 Sự phân bố taxon trong các bộ thuộc ngành tảo lục ở Hồ Xuân Dương 38

3.2.3 Sự biến động thành phần loài ngành tảo lục theo địa điểm nghiên cứu 40

3.2.4 Sự biến động số lượng tảo qua các đợt nghiên cứu 42

3.2.5 Mối quan hệ giữa các thành phần loài ngành tảo lục (Chlorophyta) với một số yếu tố sinh thái 43

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 45

TÀI LIỆU THAM KHẢO 46

PHỤ LỤC 49

COD : Nhu cầu oxy hóa hóa học (Chemical oxigen Demand)

Bảng 1.1 Hệ thống đánh giá nguồn nước mặt 10

Bảng 3.1 Độ trong của nước qua các đợt nghiên cứu (cm) 20

Bảng 3.2 Nhiệt độ nước ở hồ Xuân Dương qua các đợt nghiên cứu (0t) 21

Bảng 3.3 pH của nước qua các đợt nghiên cứu 22

Bảng 3.4 Oxy hòa tan trong nước qua các đợt nghiên cứu (mgO2/l) 23

Bảng 3.5 Nhu cầu Oxy hóa học qua các đợt nghiên cứu (mgO2/l) 25

Bảng 3.6 Hàm lượng amoni qua các đợt nghiên cứu (mg/l) 26

Bảng 3.7 Hàm lượng muối photphat PO43 - qua các đợt nghiên cứu (mg/l) 27

Bảng 3.8 Hàm lượng sắt tổng số (Fe ts) qua các đợt nghiên cứu 28

Bảng 3.9 Danh lục các loài vi tảo thuộc ngành tảo lục (Chlorophyta) ở hồ Xuân Dương - Diễn Phú - Diễn Châu - Nghệ An 31

Bảng 3.10 Sự phân bố thành phần loài theo mức độ bộ và họ 38

Bảng 3.11 So sánh thành phần loài ở Hồ Xuân Dương và hồ chứa Bến En 39

Bảng 3.12 Các taxon bậc chi đa dạng nhất 40

Bảng 3.13 Sự phân bố thành phần loài theo địa điểm nghiên cứu 40

Bảng 3.14 Kết quả định lượng vi tảo ngành tảo lục ở hồ Xuân Dương (giá trị trung bình x 105 tế bào/lít) 42

Bảng 3.15 Mối quan hệ giữa yếu tố thuỷ lý, thuỷ hoá với sự phân bố, số lượng tế bào vi tảo tại địa điểm nghiên cứu 43

Hình:

Hình 2.1 Sơ đồ Hồ Xuân Dương - Diễn Phú - Diễn Châu - Nghệ An 14

Hình 2.2 Sơ đồ các điểm thu mẫu 15

Biểu đồ: Biểu đồ 3.1 Biến động độ trong của nước qua các đợt nghiên cứu 20

Biểu đồ 3.2 Biến động nhiệt độ qua các đợt nghiên cứu và các điểm thu mẫu 21

Biểu đồ 3.3 Biến động pH qua các đợt nghiên cứu và các điểm thu mẫu 22

Biểu đồ 3.4 Biến động hàm lượng oxy hòa tan qua các đợt nghiên cứu 24

Biểu đồ 3.5 Biến động chỉ số COD qua các đợt nghiên cứu 25

Biểu đồ 3.6 Biến động hàm lượng amoni qua các đợt nghiên cứu 26

Biểu đồ 3.7 Biến động hàm lượng photphat qua các đợt nghiên cứu 28

Biểu đồ 3.8 Biến động hàm lượng sắt tổng số qua các đợt nghiên cứu 29

MỞ ĐẦU

1 Đặt vấn đề

Trong các ngành vi tảo thì ngành Tảo lục (Chlorophyta) là một ngành lớn, phong phú về thành phần loài và đa dạng về cấu trúc hình thái Hiện đã biết 500 chi với khoảng 8000 loài (Van den Hoek et all, 1995) Ở Việt Nam

đã định danh được 539 loài (Dương Đức Tiến, 2002) Hầu hết, khoảng 90 % tổng số loài sống ở nước ngọt nhưng cũng gặp ở nước lợ, nước mặn, trong đất, trên vỏ cây, tảng đá

Trong các thủy vực nước ngọt, tảo lục là nguồn cung cấp ô xi và thức

ăn cho hầu hết các loài cá và các động vật thủy sinh khác Đặc biệt, trong thành tế bào tảo chứa chủ yếu là xelulose đã tạo cho tế bào trở nên cứng chắc

có khả năng hấp thụ các kim loại nặng, thuốc trừ sâu, các độc tố, Thành phần chất dinh dưỡng trong tảo lục rất phong phú (prôtêin, vitamin, khoáng chất, ) Hiện nay, tảo lục đang là đối tượng được quan tâm nghiên cứu và được ứng dụng trong công nghiệp để sản xuất các thực phẩm chức năng

Hồ Xuân Dương ở xã Diễn Phú huyện Diễn Châu tỉnh Nghệ An là một hồ chứa nước ngọt có diện tích lớn Hồ được hình thành và được ngăn bởi các dãy núi Rú Dẻ, rú Ba Chạnh (Bạch Y) và rú Ba Chạng Hồ Xuân Dương cung cấp nước tưới chủ yếu về nông nghiệp cho các xã khu vực nam Diễn Châu như Diễn Phú, Diễn Lợi, Diễn Lộc, Diễn Thọ góp phần ổn định và nâng cao đời sống cho nhân dân các xã ở khu vực này Hiện nay, địa phương đang quy hoạch và xây dựng hồ Xuân Dương thành một khu du lịch sinh thái của Diễn Châu

Tuy nhiên, việc nghiên cứu chất lượng nước và phát hiện sự có mặt của các loài vi tảo, đặc biệt là các loài thuộc ngành tảo lục cũng như mối liên quan giữa các yếu tố sinh thái, chất lượng nước và thành phần các loài tảo lục ở hồ Xuân Dương hiện vẫn chưa được quan tâm

Xuất phát từ những lí do trên, chúng tôi đã chọn đề tài “Chất lượng

nước và đa dạng thành phần loài tảo lục (Chlorophyta) ở hồ Xuân Dương,

xã Diễn Phú, huyện Diễn Châu, tỉnh Nghệ An”

2 Mục tiêu của đề tài

Xác định thành phần loài tảo lục và đánh giá sự đa dạng của chúng trong mối liên quan với chất lượng nước ở hồ Xuân Dương, xã Diễn Phú, huyện Diễn Châu, tỉnh Nghệ An

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 Vài nét về tình hình nghiên cứu tảo lục trên thế giới và Việt Nam

1.1.1 Tình hình nghiên cứu tảo lục trên thế giới

Tảo (trừ một số ngoại lệ) là những thực vật quang hợp, rất đa dạng về mặt hình thái, sống chủ yếu ở nước và cơ thể chưa có cấu tạo phức tạp như thực vật ở cạn

Trong tự nhiên và trong đời sống con người, vai trò của tảo rất to lớn vì chúng là mắt xích đầu tiên trong chuỗi thức ăn của các hệ sinh thái nước, là nhân vật quan trọng để cải tạo môi trường (đất và nước), là nguyên liệu để chiết suất các hợp chất có giá trị dinh dưỡng hoặc để chữa bệnh…

Trên thế giới, tảo được biết đến cách đây trên 350 năm trong hệ thống phân loại của Carl Von Linne (1754) Từ đó đến nay đã có nhiều hệ thống phân loại tảo Chỉ tính riêng năm từ 1971 đến nay đã có gần 10 hệ thống phân loại, tuy nhiên vẫn chưa có một hệ thống nào hoàn hảo (tức được thừa nhận chung), đó là do vấn đề chủng loại phát sinh và sự tiến hóa của tảo chưa được làm sáng tỏ [7]

Với phát minh ra kính hiển vi của Roobert Hooke năm 1665, đặc biệt với sự ra đời của kính hiển vi điện tử vào năm 1950 đã có vai trò to lớn trong việc nghiên cứu cấu trúc siêu hiển vi của tế bào nhờ đó mà có điều kiện nghiên cứu tế bào ở mức vi mô phân tử, nhờ đó mà việc phân loại tảo ngày càng chính xác và hoàn thiện hơn

Trên hành tinh chúng ta, tảo sống ở khắp mọi nơi, trên cạn (trên vỏ cây, núi đá, bờ tường, trên băng tuyết, đặc biệt trong đất) và dưới nước (nước ngọt, nước mặn), một số loài sống nội cộng sinh với các cơ thể khác Tuy nhiên, dựa vào đặc tính sinh học tảo được phân ra các nhóm sinh thái chính sau:

Nhóm tảo sống màng nước (Neuston), nhóm tảo sống trôi nổi (Phytoplankton), nhóm tảo sống đáy (Benthich algae), nhóm tảo đất (Soil algae) Một số tác giả (Gollerbakh và cs.,1977) còn phân thêm nhóm tảo sống trên băng tuyết và nhóm tảo sống trong các nguồn nước nóng [7] Vì vậy, các nghiên cứu về tảo thường đi theo hướng sinh thái như: tảo nước ngọt, tảo biển, tảo đất,… Hàng loạt các công trình nghiên cứu theo hướng trên cũng như các công trình nghiên cứu chuyên khảo phục vụ cho điều tra phân loại tảo

ra đời: Zabelina M.M - Kisswlev A (1951), Kisselev (1954), Popova T.G (1955, 1976), Kosschikov A.A (1953), Gollerbakh M.M (1953), Ergashev A (1979), Asaulz I (1975), Palamar - Mordvinsevar G.M (1982) [dẫn theo 13] Tuy nhiên, cho đến nay vẫn chưa có quan điểm nhất quán về hệ thống phân loại tảo Ví dụ, hệ thống phân loại của Gollerbakh M.M (Nga) căn cứ vào chất màu chia tảo thành 10 ngành [23] Năm 1978, Bold H.C và Wynne M.J đã đưa ra hệ thống gồm 9 ngành tảo trong đó thì ngành tảo lục (Chlorophyta) chỉ gồm 1 lớp Chlorophyceae với 16 bộ [ 9] Lee R.E (1980) dựa vào cơ quan tử: lục lạp, lưới nội chất, roi, điểm mắt, nhân đã chia tảo thành 6 ngành, hệ thống phân loại của Vanden Hoek C và cs (1995) chia tảo thành 11 ngành… [7]

Riêng đối với tảo lục, theo truyền thống nguyên tắc cơ bản được sử dụng để phân loại là dựa vào các kiểu cấu trúc hình thái của tản tồn tại một số

hệ thống: theo Fritsch F.E (1953) chia tảo lục thành 6 bộ, theo Round F.E (1971) chia tảo lục thành 3 ngành gồm 6 lớp và 37 bộ, theo Bold và Wynne (1985) thì tảo lục chỉ có 1 ngành với 15 bộ, theo Vanden Hoek và cs (1995) chia ngành tảo lục ra làm 11 lớp… [7]

Tảo lục là một ngành rộng lớn nhất trong tất cả các ngành tảo hiện nay

đã biết Chúng gồm khoảng từ 13000 đến 20000 loài Ngành tảo lục được phân thành 5 lớp Lớp Volvocophyceae gồm những dạng có cơ thể dinh dưỡng là những tế bào có roi chuyển động và những tập đoàn của các tế bào đó Lớp

Protococcophyceae có cơ thể dinh dưỡng là những tế bào không chuyển động

có màng tế bào chặt và những tập đoàn của những tế bào đó Lớp Ulotriphyceae gồm những cơ thể dạng sợi hoặc bản đa bào Lớp Siphonophyceae gồm những dạng không có cấu trúc tế bào Tản của chúng có kích thước lớn, cấu trúc phức tạp và toàn bộ cơ thể chỉ là một tế bào khổng lồ, dạng ống chứa rất nhiều nhân Lớp Conjugatophyceae gồm những dạng có cấu trúc đơn bào đối xứng và các dạng sợi sinh sản hữu tính theo lối tiếp hợp [7]

Trên thế giới, việc nghiên cứu thực vật nổi ở các hệ thống sông đã có nhiều thành tựu Công trình nghiên cứu của E.A Shtina (1941) ở sông Kama

(Nga) đã phát hiện được 420 loài thực vật nổi trong đó bộ Protococcales thuộc tảo lục có 84 loài, bộ Desmiales có 26 loài [Dẫn theo 4]

Nghiên cứu thực vật nổi lưu vực sông Iana ở Ia - cutxco, A.E Komarenko (1968) đã phát hiện được 211 loài và dưới loài, trong đó tảo lục

có 36 loài Tác giả còn chỉ ra có 81,5 % số lượng loài sống nổi đáy, chỉ có 18,5 % số loài là thực sự điển hình sống trôi nổi [ Dẫn theo 4]

Nghiên cứu thực vật nổi vùng trung lưu của 2 sông Meta và Orinono (Venezuela), Humberto I Carvajal - Chitty đã phát hiện ở sông Orinono có

177 loài, trong đó tảo lục có 121 loài, còn ở sông Meta là 135 loài, trong đó tảo lục có 80 loài [ Dẫn theo 4]

Tảo lục, trong đó có bộ Chlorococcales đã được quan tâm nghiên cứu ở nhiều quốc gia trên thế giới Ở Ấn Độ việc nghiên cứu đã được tiến hành từ rất

lâu Năm 1860, Wallich đã ghi nhận một số loài thuộc bộ Chlorococcales ở

Bengal Trong suốt thời gian từ 1937 - 1945 và 1949 - 1959, Philipose đã ghi nhận ở Ấn Độ có 56 chi thuộc 15 họ và 208 loài [29]

1.1.2 Tình hình nghiên cứu tảo lục ở Việt Nam

Những công trình nghiên cứu về tảo đầu tiên ở Việt Nam được các nhà khoa học nước ngoài tiến hành, đến năm 1960 mới có công trình nghiên cứu

của người Việt Nam Công trình đầu tiên là của nhà thực vật người Pháp Loureiro.J (1793) mô tả về tảo lục Ulva pisum [ Dẫn theo 13]

Năm 1963, Shirota đã nghiên cứu một số thủy vực có địa hình, loại hình khác nhau từ Huế vào Rạch Giá và đã phát hiện được 43 loài thuộc bộ Protococcales chúng tập trung vào trong 8 họ, trong đó họ Hydrodictyaceae

và họ Oocystaceae chiếm ưu thế [30]

Ở miền Bắc Việt Nam, Hortobagyi T (1966 -1969) điều tra về tảo Hồ Gươm Hà Nội đã công bố 128 taxon bậc loài và dưới loài, trong đó tảo lục

có 103 taxon chiếm 80.5% Riêng chi Scenedesmus chiếm 30 taxon [Dẫn

Năm 1982, trong Luận án tiến sĩ về tảo trong các thủy vực nội địa ở Việt Nam, Dương Đức Tiến đã công bố 1403 loài vi tảo, trong đó có 530 loài tảo lục [21]

Ở khu vực miền Trung, có công trình của Võ Hành (1983), khi nghiên cứu hồ chứa ở Kẻ Gỗ (Hà Tĩnh) đã công bố 34 loài tảo lục thuộc bộ Chlorococcales trong tổng số 191 loài thực vật nổi đã phát hiện được Năm

1994, tác giả công bố tiếp 45 loài tảo lục thuộc bộ Chlorococcales sống ở khu vực Bình Trị Thiên và bổ sung 19 taxon mới đối với khu vực này [Dẫn theo

13] Năm 1995, tác giả lại công bố thêm 65 taxon bậc loài và dưới loài thuộc

bộ này khi nghiên cứu 121 thủy vực nước ngọt thuộc 5 tỉnh Bắc Trường Sơn [Dẫn theo 13]

Dương Đức Tiến và Võ Hành (1997) trong cuốn “Tảo nước ngọt Việt Nam, phân loại bộ tảo lục (Chlorococcales)” đã mô tả chi tiết đặc điểm phân loại của hơn 800 loài và dưới loài tảo lục ở Việt Nam cũng như các địa điểm phân bố chúng [24]

Võ Hành, Mai Văn Sơn (2009) nghiên cứu "Sự đa dạng ngành tảo lục (Chlorophyta) ở hạ lưu sông Mã - Thanh Hóa” đã xác định được 127 loài và dưới loài thuộc 30 chi, 12 họ, 3 bộ, 2 lớp trong đó lớp Protococcophyceae chiếm ưu thế với 102 loài, còn lớp Conjugatophyceae chiếm 19,69 % Tác giả cũng công bố 38 loài và dưới loài lần đầu tiên ghi nhận cho khu hệ tảo thủy vực nội địa Việt Nam

Năm 2006, Võ Hành và Nguyễn Thị Mai đã xác định được 107 loài và dưới loài tảo lục ở hồ chứa Bến En - Thanh Hóa, trong đó bộ Chlorococcales

có 85 loài và dưới loài thuộc 11 họ, 22 chi, các chi chiếm ưu thế là Tetradron,

Scenedesmus, Pediastrum, Kirchenerialla, Ankistrodesmus [8]

Tôn Thấp Pháp (1993) đã nghiên cứu thực vật thủy sinh ở phá Tam Giang (Thừa Thiên - Huế) công bố 238 taxon bậc loài và dưới loài trong đó tảo lục có 39 taxon

Năm 1997 Lê Hoàng Anh, Dương Đức Tiến thuộc Đại học Khoa học

Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội, khi nghiên cứu vi tảo ở sông Nhuệ đã phát hiện được 105 loài trong đó có 36 loài thuộc bộ Protococcales với các

chi Pediastrum và Scenedesmus đóng vai trò chủ đạo [1]

Ở khu vực Bắc miền Trung, Lê Thị Thúy Hà, Võ Hành (1999) trong công trình “Chất lượng nước và thành phần loài vi tảo (Microalgae) ở sông La

- Hà Tĩnh” đã xác định được 136 loài vi tảo thuộc 5 nghành: tảo lam, tảo silic, tảo giáp, tảo mắt, tảo lục, trong đó tảo lục có 37 loài chiếm 27,21 %

Năm 2004, trong Luận án tiến sĩ của mình với đề tài “Khu hệ thực vật nổi ở vùng Tây Nam hệ thống sông Lam (Nghệ An - Hà Tĩnh)” Lê Thị Thúy

Hà công bố 409 loài và dưới loài vi tảo trong đó bộ Chlorococcales có 85 loài

và dưới loài, 23 chi, 9 họ [dẫn theo 4]

Năm 2001, Nguyễn Đình San trong Luận án tiến sĩ sinh học “Vi tảo trong một số thủy vực bị ô nhiễm ở các tỉnh Thanh Hóa - Nghệ An - Hà Tĩnh

và vai trò của chúng trong làm sạch nước thải” 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 Trong đó ngành Chlorophyta chiếm 41,33 % tổng số loài phát

hiện được và số lượng loài nhiều nhất thuộc về chi Scenedesmus [dẫn theo 13]

Đến năm 2006, tác giả đã xác định được 63 loài và dưới loài thuộc 27 chi, 14

họ và 4 bộ của ngành tảo lục (bộ Chlorococcales chiếm ưu thế) trong một số thủy vực nuôi thủy sản nước lợ ở tỉnh Nghệ An và Hà Tĩnh [14]

Tác giả Trần Mộng Lai (2002) khi nghiên cứu bộ Protococcales ở hồ chứa sông Rác huyện Kì Anh - Hà Tĩnh đã phát hiện được 60 loài và dưới loài thuộc 9 họ, 20 chi, trong đó đã bổ sung 26 loài vào danh lục bộ Chlorococcales ở khu vực miền Trung

Lê Văn Sơn (2010) trong công trình “Thành phần loài tảo lục (bộ Chlorococcales) ở một số cửa sông thuộc sông Tiền và sông Hậu” đã xác định được 90 loài và dưới loài thuộc 38 chi và 16 họ và đã bổ sung cho danh lục tảo nội địa của Việt Nam 19 loài và dưới loài

Tóm lại, sự nghiên cứu tảo ở các 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 các yếu tố sinh thái đến sự phân bố vi tảo Hầu hết trong các thủy vực này thì ngành tảo chiếm ưu thế là tảo lục và tảo lam

1.2 Vài nét về chất lượng nước trên thế giới và Việt Nam

1.2.1 Chất lượng nước trong các thủy vực trên thế giới

Cách đây gần 250 năm (1760), Lê Quý Đôn đã đánh giá “Vạn vật không có nước không thể sống được, mọi việc không có nước không thể

thành được” Bây giờ, thế giới lại khẳng định “Nước là tài nguyên quan trọng thứ hai sau tài nguyên con người” Lịch sử cũng đã chứng minh vai trò quan

trọng của nguồn nước

Nước vừa là nguồn tài nguyên thiết yếu cho con người, vừa là nguồn tài nguyên đặc biệt được coi là dạng vật chất cần cho tất cả các sinh vật sống trên Trái đất và là môi trường sống của rất nhiều loài Sự phân bố của nước không

hề tương xứng với nhu cầu đang ngày càng tăng của con người 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 hết 200 - 300 l nước/ngày

Hơn 70% diện tích của Trái Đất được bao phủ bởi nước Lượng nước trên Trái Đất có vào khoảng 1,38 tỉ km³ Trong đó 97,4% là nước mặn trong các đại dương trên thế giới, phần còn lại 2,6% là nước ngọt, tồn tại chủ yếu dưới dạng băng tuyết đóng ở hai cực và trên các ngọn núi, chỉ có 0,3% nước trên toàn thế giới (hay 3,6 triệu km³) là có thể sử dụng làm nước uống Việc cung cấp nước uống sẽ là một trong những thử thách lớn nhất của loài người trong vài thập niên tới đây

Trong vòng một thế kỉ qua, khi dân số toàn cầu tăng lên 3 lần thì mức tiêu thụ nước tăng lên 6 lần, trong đó nông nghiệp tiêu thụ tới 75% lượng nước ngọt toàn cầu Mặt khác, nhu cầu tưới tiêu phục vụ cho nông nghiệp lại không ngừng tăng lên cùng với sự phát triển của dân số

Nước tồn tại trên trái đất ở cả dạng rắn như băng tuyết, dạng lỏng và dạng hơi, trong trạng thái chuyển động (sông suối) hoặc trạng thái tĩnh (hồ,

7% trọng lượng thạch quyển [11]

Trong sản xuất, nước rất cần cho mọi lĩnh vực như: công nghiệp, nông nghiệp, ngư nghiệp, giao thông vận tải và các nhu cầu đời sống khác Sự gia tăng nhu cầu sử dụng nước của con người đã và đang dẫn đến hậu quả là cạn

kiệt nguồn nước và ô nhiễm môi trường nước Để đánh giá chất lượng của nguồn nước người ta dựa vào các thông số vật lí, hóa học, sinh học như độ

4, NO

-3, PO

khác Đối với nguồn nước mặt, người ta dựa vào một số chỉ tiêu thể hiện ở bảng sau:

Bảng 1.1 Hệ thống đánh giá nguồn nước mặt

TT

Trạng thái Nguồn nước

pH NH 4

+

(mg/l)

NO 3 (mg/l)

-PO 4 3 (mg/l)

-DO (%)

COD (mg/l)

BOD (mg/l)

-8.5

0.06 0.4 0.1 -0.3 0.01 -0.05 100 6 -20 2 -4

(Trích Kỹ thuật môi trường, NXB Giáo Dục, 2002, trang 143) [3]

1.2.2 Chất lượng nước trong các thủy vực ở Việt Nam

Việt Nam có nguồn tài nguyên nước khá dồi dào, tổng trữ lượng nước

nay chưa cao Tuy nhiên, hiện nay chúng ta vẫn đang gặp những bất cập về tài nguyên nước như lũ lụt, ngập úng vào mùa mưa, khan hiếm nước về mùa khô, chất lượng nước sông thay đổi do sự xâm nhập mặn ở vùng hạ du mà đặc biệt

đó là hiện tượng nước ngày càng bị ô nhiễm do nước thải sinh hoạt và sản xuất

Theo khuyến cáo của các tổ chức quốc tế về tài nguyên nước, ngưỡng khai thác được phép giới hạn trong phạm vi 30% lượng dòng chảy Nhưng trên thực tế hiện nay, hầu hết các tỉnh miền Trung và Tây Nguyên đã và đang khai thác trên 50% lượng dòng chảy Riêng tỉnh Ninh Thuận đã khai thác tới 80% lượng dòng chảy trên địa bàn Việc khai thác nguồn nước quá mức đã làm suy thoái nghiêm trọng về số lượng và chất lượng tài nguyên nước, trên các lưu vực sông lớn như sông Hồng, Thái Bình và sông Đồng Nai

Theo số liệu mới nhất của Tổng cục Môi trường (Bộ Tài nguyên và Môi trường), riêng với ngành công nghiệp dệt may, công nghiệp giấy và bột

84 lần so với tiêu chuẩn cho phép Năm 2012, cụm công nghiệp Tham Lương

công nghiệp từ các ngành sản xuất giấy, luyện gang thép, luyện kim màu chiếm 15% tổng lưu lượng nước sông Cầu về mùa cạn

Nông nghiệp là ngành sử dụng nhiều nước nhất, nên lưu lượng nước thải từ ngành này chiếm tỷ trọng lớn hàng đầu Do việc sử dụng hóa chất bảo

vệ thực vật và phân bón bất hợp lý, nên trung bình 20 - 30% lượng thuốc và phân bón sử dụng trong nông nghiệp không được cây trồng hấp thụ sẽ theo nước mưa và nước tưới chảy vào nguồn nước mặt, tích lũy trong đất Không những gây ô nhiễm nguồn nước mặt, mà còn thấm vào nguồn nước ngầm và gây ô nhiễm đất

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

Để nâng cao hiệu quả của các hoạt động bảo về nguồn nước cần tập trung vào khu vực nông thôn với các hoạt động đầu tư xây dựng, nâng cấp các công trình cấp nước sinh hoạt và vệ sinh môi trường; tăng cường tuyên truyền, thay đổi nhận thức của người dân nhằm tăng tỉ lệ số người được sử dụng nước sạch Phấn đấu đến hết năm 2015 có 85% dân số nông thôn sử dụng nước sinh hoạt hợp vệ sinh, 65% số hộ gia đình ở nông thôn có nhà tiêu hợp vệ sinh, 100% trường học mầm non, phổ thông và trạm y tế xã đủ nước sạch Cần phải lập hành lang bảo vệ nước, gồm hồ chứa thủy điện, thủy lợi;

hồ tự nhiên, nhân tạo ở các đô thị, khu dân cư; hồ, ao lớn có chức năng điều hòa; đầm, đầm phá; sông, suối, kênh, rạch là nguồn cấp nước, trục tiêu nước hoặc có tầm quan trọng

Chương 2 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Đối tượng và địa điểm nghiên cứu

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu của đề tài là một số chỉ tiêu thủy lý, thủy hóa và thành phần loài tảo lục ở hồ Xuân Dương - Xã Diễn Phú - Huyện Diễn Châu - Tỉnh Nghệ An

2.1.2 Địa điểm nghiên cứu

2.1.2.1 Vài nét về hồ Xuân Dương - Diễn Phú - Diễn Châu - Nghệ An

Hồ Xuân Dương, hay còn gọi là Đập Xuân Dương (Ba Ra Xuân Dương), là một hồ nước rất lớn được ngăn bởi dãy núi là Rú Dẻ và Rú Chạch (Bạch Y) và Rú Ba Chạng, thuộc xã Diễn Phú, huyện Diễn Châu, tỉnh Nghệ

trong hồ nhận nguồn nước từ trên núi đổ xuống Do nhận nhận nguồn nước tự nhiên từ trên núi đổ xuống nên nước ở đây tương đối sạch, nguồn nước trong

hồ được dùng để cung cấp nước cho sản xuất và sinh hoạt của người dân ở nơi đây

Hồ xuất phát từ xã Nghi Văn huyện Nghi Lộc Đập chắn và hệ thống đóng mở nước được xây dựng từ thời Pháp còn có tên gọi là Cột nhà lầu Cửa đập được xây dựng kiên cố bằng đá xanh nằm giữa 2 ngọn núi thuộc dãy núi

Rú chạch và Rú Ba Chạng Thời kháng chiến chống Mỹ khu vực này chịu không ít bom đạn Mỹ quyết tâm phá đập chắn nhưng không được vì đập đã được 2 ngọn núi chở che Dấu tích còn sót lại trên núi là rất nhiều hố bom Xung quanh hồ là nhiều rừng thông và cây cổ thụ đã được nuôi giữ nhiều năm, cảnh sắc thiên nhiên hùng vĩ, có nhiều động và khe núi quyến rũ làm rung động lòng người

Hình 2.1 Sơ đồ Hồ Xuân Dương - Diễn Phú - Diễn Châu - Nghệ An

2.1.2.2 Sơ đồ các điểm thu mẫu

Để đảm bảo tính tổng quát, hồ được chia thành 3 mặt cắt với 9 điểm thu mẫu:

Mặt cắt 1: gồm

IVVVI

VIIVIIIIX

Hình 2.2 Sơ đồ các điểm thu mẫu

Mẫu được thu trong 3 đợt:

+ Đợt 1: 17/03/2013 + Đợt 2: 08/06/2013

+ Đợt 3: 09/08/2013

2.2 Nội dung nghiên cứu

- Điều tra một số chỉ tiêu thủy lí, thủy hóa của nước: nhiệt độ, độ trong,

2.3 Phương pháp nghiên cứu

2.3.1 Phương pháp thu mẫu nước và mẫu tảo

Phương pháp điều tra và thu mẫu tại hiện trường

Mẫu nước và mẫu tảo được thu ở 9 điểm thuộc 3 mặt cắt nói trên

2.3.1.1 Phương pháp thu mẫu nước

Mẫu nước dùng để phân tích một số chỉ tiêu thuỷ lí, thuỷ hoá

trong 24 giờ

Mẫu nước dùng để phân tích oxi hoà tan (DO) được cố định tại hiện trường theo phương pháp Winkler

2.3.1.2 Phương pháp thu mẫu tảo

Mẫu tảo được thu trùng với các điểm của mẫu nước

nhiều 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

Tất cả các mẫu định tính và định lượng được cố định bằng dung dịch foocmol 4% Tất cả các lọ đều ghi nhãn đầy đủ các thông tin cần thiết (mẫu loại định tính, định lượng, ngày thu, nơi thu)

2.3.2 Phương pháp phân tích

2.3.2.1 Phân tích mẫu nước

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

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

- Đo độ trong bằng đĩa Secchi: thả xuống nước đến khi mắt không nhìn thấy màu đen - trắng là độ trong cuối cùng (cm)

- Oxi hòa tan (DO) được xác định bằng phương pháp Winkler

- Xác định COD bằng phương pháp kali permanganat

Nessler ở bước sóng bằng 410 nm

- Xác định hàm lượng sắt tổng số theo phương pháp so màu với dung dịch Cyanua ở bước sóng 480 nm

2.3.2.2 Phân tích mẫu tảo

Phương pháp định lượng vi tảo:

Xác định mức độ gặp các loài vi tảo thuộc ngành Chlorophyta theo quy ước:

Mỗi mẫu tảo ở mỗi điểm thu mẫu được quan sát dưới kính hiển vi trên

10 tiêu bản, nếu mỗi loài xuất hiện trên tiêu bản trên chiếm:

Phương pháp định tính vi tảo:

Mẫu tảo được quan sát dưới kính hiển vi có độ phóng đại 400-600 lần,

đo kích thước, quan sát chi tiết, mô tả, vẽ hình và chụp ảnh

Phương pháp xác định số lượng loài vi tảo:

Xác định số lượng tế bào tảo bằng phương pháp đếm trong buồng đếm Goriaev Đếm số tế bào vi tảo có trong 25 ô lớn của buồng đếm là m

Vậy số lượng tế bào tảo trong 1 lít nước thủy vực là:

X =

2

m

.105 tb/l Trong 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

Các tài liệu dung trong quá trình xác định tên khoa học:

- Dương Đức Tiến, Võ Hành (1997), Tảo nước ngọt Việt Nam, phân

loại bộ tảo lục (Chlorococcales), NXB Nông nghiệp Hà Nội, 503 trang

- Philipose M.T (1967), Chlorococcales, Indian Council of Agricultural

Research, New Delhi

- Ergashev A.E (1979), Định loại bộ tảo lục nước ngọt Châu Á, tập 1,

NXB “Phan” Taskent, 343 trang (tiếng Nga)

- Ergashev A.E (1979), Định loại bộ tảo lục nước ngọt Châu Á, tập 2,

NXB “Phan” Taskent, 383 trang (tiếng Nga)

Hệ thống các loài vi tảo thuộc ngành tảo lục sau khi được định loại được sắp xếp theo Van den Hoek và cộng sự (1995)

Chương 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

3.1 Kết quả phân tích về một số chỉ tiêu chất lượng nước ở hồ Xuân Dương

3.1.1 Một số chỉ tiêu thủy lí

3.1.1.1 Độ trong

Độ trong là một trong những chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng

nước của thủy vực Độ trong phụ thuộc vào các chất lơ lững, các chất màu và

các loại thực vật nổi có trong thủy vực Nó ảnh hưởng đến ánh sáng xuyên vào các tầng nước, vì vậy ảnh hưởng đến quang hợp của vi tảo Độ trong càng lớn thì ánh sáng mặt trời chiếu xuống càng sâu, càng tạo điều kiện cho quá trình quang hợp diễn ra mạnh mẽ Độ trong của nước được đo bằng đĩa Secchi

và nó thay đổi theo mùa và có sự sai khác giữa các địa điểm trong hồ

Qua bảng 3.1 và biểu đồ 3.1 ta thấy nước hồ Xuân Dương có độ trong khá cao trung bình là 114,6 cm và có xu hướng giảm dần qua các đợt thu mẫu, cụ thể là: ở đợt 1 trung bình là 134,6 cm, đợt 2 là 117,8 cm, đợt 3 là 91,3

cm Nguyên nhân của sự sai khác này có thể là do mật độ cá thể sinh vật phù

du quyết định nhất là tảo, do hàm lượng các chất hữu cơ, các chất rắn lơ lửng

có trong nước,… Đợt 1 thu mẫu vào tháng 3, sau đợt lạnh kéo dài nên không thuận lợi cho các loài tảo sinh trưởng và phát triển nên có độ trong lớn hơn Đợt thu mẫu thứ 2 và thứ 3 do nước trong hồ cạn dần và có các điều kiện thuận lợi cho sự sinh trưởng - phát triển của vi tảo nên số lượng của tảo tăng lên nên độ trong cũng giảm dần

Bảng 3.1 Độ trong của nước qua các đợt nghiên cứu (cm)

Thời gian thu mẫu

Biểu đồ 3.1 Biến động độ trong của nước qua các đợt nghiên cứu

3.1.1.2 Nhiệt độ

Mỗi loài sinh vật chỉ có thể sinh trưởng và phát triển trong một giới hạn nhất định về nhiệt độ Nhiệt độ là yếu tố sinh thái có ảnh hưởng lớn đến sự phân bố, thành phần, số lượng loài sinh vật nói chung và vi tảo nói riêng

Phân tích nhiệt độ tại các địa điểm nghiên cứu, kết quả được thể hiện ở bảng 3.2 và biểu đồ 3.2 Qua bảng 3.2 và biểu đồ 3.2 ta thấy nhiệt độ nước ở 3

Đợt 1 Đợt 2 Đợt 3

nhất là ở đợt 3 (24,40c) Nhiệt độ nước phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ không khí Ở đây, nhiệt độ nước và nhiệt độ không khí có sự chênh lệch nhau khoảng từ 0,4 - 2,80c

Bảng 3.2 Nhiệt độ nước ở hồ Xuân Dương qua các đợt nghiên cứu ( 0 t)

Thời gian thu mẫu Đợt 1 (3/2013) Đợt 2 (6/2013) Đợt 3 (8/2013)

Biểu đồ 3.2 Biến động nhiệt độ qua các đợt nghiên cứu

và các điểm thu mẫu

Đợt 1 Đợt 2 Đợt 3

3.1.2 Một số chỉ tiêu thủy hoá

3.1.2.1 pH

pH phản ánh nồng độ các ion H+ và OH- có trong thuỷ vực, pH ảnh hưởng quan trọng đến sự sinh trưởng và phát triển của 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 pH của nước qua các đợt nghiên cứu

Thời gian thu mẫu

Vị trí thu mẫu

Đợt 1 (3/2013)

Đợt 2 (6/2013)

Đợt 3 (8/2013)

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

Đợt 1 Đợt 2 Đợt 3

Qua bảng 3.3 và biểu đồ 3.3 cho thấy sự biến động pH trung bình qua 3 đợt thu mẫu là không đáng kế, trung bình đợt 1 là 6,2, đợt 2 là 6,1 và đợt 3 là 6,3 Nhìn chung cả 3 đợt thu mẫu thì pH trung bình vẫn nằm trong giới hạn A2 cho phép của QCVN 08: 2008

3.1.2.2 Oxy hòa tan (DO)

Đây là một trong những chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng nước của thủy vực Vai trò của của ô xi hòa tan trong nước rất có ý nghĩa, nó tác động trực tiếp lên đời sống của thủy sinh vật trong thủy vực Lượng oxy hòa tan trong nước thấp thì sự ô nhiễm hữu cơ ở thủy vực càng cao do quá trình oxy hóa các chất hữu cơ làm cạn kiệt oxy hòa tan trong nước, vì vậy sẽ ảnh hưởng rất lớn đến sự tồn tại và phát triển của các thủy sinh vật Chỉ tiêu này còn phụ thuộc vào các yếu tố khác nữa như: nhiệt độ, ánh sáng, hàm lượng chất hòa tan, áp suất bề mặt gió, mặt thoáng cũng như các sinh vật sống trong nước

Bảng 3.4 Oxy hòa tan trong nước qua các đợt nghiên cứu (mgO 2 /l)

Thời gian thu mẫu

Vị trí thu mẫu

Đợt 1 (3/2013)

Đợt 2 (6/2013)

Đợt 3 (8/2013)

Biểu đồ 3.4 Biến động hàm lượng oxy hòa tan qua các đợt nghiên cứu

Qua bảng 3.4 và biểu đồ 3.4 ta thấy hàm lượng oxy hòa tan trong nước qua 3 đợt thu mẫu có sự thay đổi, Do trung bình cao nhất là ở đợt 1 (6,74

giới hạn A2 cho phép của QCVN 08: 2008

3.1.2.3 Nhu cầu oxy hóa học (Chemical Oxygen Demand - COD)

COD được định nghĩa là lượng oxi cần thiết để ô xi hóa hết toàn bộ chất hữu cơ có trong một thể tích nước nhất định Chỉ số COD được dùng để đánh giá mức độ ô nhiễm của thủy vực, chỉ số COD càng cao chứng tỏ nước càng bị ô nhiễm nghiêm trọng

Qua phân tích COD ở các địa điểm nghiên cứu, kết quả được thể hiện ở bảng 3.5 và biểu đồ 3.5 Dựa vào biểu đồ 3.5 và bảng 3.5 ta thấy COD cao

Đợt 1 Đợt 2 Đợt 3