Chất lượng môi trường nước và đa dạng thực vật nổi (phytoplankton) của hồ đôi, thành phố bắc ninh

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - NGUYỄN DIỆU QUỲNH CHẤT LƢỢNG MÔI TRƢỜNG NƢỚC VÀ ĐA DẠNG THỰC VẬT NỔI (PHYTOPLANKTON) CỦA HỒ ĐÔI, THÀNH PHỐ BẮC NINH” LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội - 2016 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - NGUYỄN DIỆU QUỲNH CHẤT LƢỢNG MÔI TRƢỜNG NƢỚC VÀ ĐA DẠNG THỰC VẬT NỔI (PHYTOPLANKTON) CỦA HỒ ĐÔI, THÀNH PHỐ BẮC NINH” Chuyên ngành: Sinh thái học Mã số: 60 42 01 20 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS Lê Thu Hà TS Nguyễn Thùy Liên Hà Nội - 2016 Nguyễn Diệu Quỳnh – K22 Cao học Sinh học LỜI CẢM ƠN Để hồn thành khóa luận này, nhận nhiều giúp đỡ quý báu vật chất tinh thần kiến thức chuyên môn từ thầy cô bạn bè Đầu tiên, xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới PGS Lê Thu Hà, người ln tận tình bảo, động viên, hướng dẫn cho kiến thức kinh nghiệm quý báu suốt q trình thực nghiên cứu hồn thành luận văn Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới TS Nguyễn Thùy Liên, giúp đỡ q trình tiến hành thí nghiệm, tạo điều kiện cho thực luận văn với kết tốt Tôi xin gửi lời cảm ơn tới thầy giáo, cô giáo Khoa Sinh học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, đặc biệt thầy giáo phịng Thí nghiệm Sinh thái học Sinh học môi trường, tạo điều kiện cho hồn thành tốt chương trình học tập nghiên cứu khóa đào tạo thạc sĩ Cí cùng, tơi muốn gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình tơi, tới tất anh chị khóa trên, bạn bè thân thiết, người bên tơi, động viên tơi vượt qua khó khăn suốt thời gian học tập, nghiên cứu Xin gửi tới tất người luận văn lời cảm ơn chân thành Hà Nội, tháng 12 năm 2015 Học viên Nguyễn Diệu Quỳnh Nguyễn Diệu Quỳnh – K22 Cao học Sinh học DANH MỤC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT BOD: Biochemical oxygen demand – Nhu cầu oxy sinh hóa BTNMT: Bộ Tài Ngun Mơi Trường COD: Chemical Oxygen Demand – Nhu cầu oxy hóa học Ch Ind.: Chlorococcales index Cy Ind : Cyanophyta index D Ind : Diatomeae index E Ind : Euglenophyta index DO: Disolved Oxygen – Hàm lượng oxy hòa tan QVCN: Quy chuẩn Việt Nam Tot Ind.: Total index TSS: Tổng lượng chất rắn lơ lửng Nguyễn Diệu Quỳnh – K22 Cao học Sinh học MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƢƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Ô nhiễm môi trƣờng nƣớc 1.1.1 Khái niệm ô nhiễm nước 1.1.2 Các nguyên nhân gây ô nhiễm nước 1.1.3 Các tác nhân gây ô nhiễm nước 1.2 Hiện trạng ô nhiễm nƣớc số hồ Việt Nam 1.3 Các tiêu đánh giá chất lƣợng nƣớc 10 1.3.1 Các tiêu thủy lý 10 1.3.2 Các tiêu thủy hóa 11 1.3.3 Sinh vật thị 13 1.4 Tổng quan Hồ Đôi, thành phố Bắc Ninh 16 CHƢƠNG ĐỐI TƢỢNG, THỜI GIAN, PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 20 2.1 Đối tƣợng nghiên cứu 20 2.2 Địa điểm nghiên cứu 20 2.3 Thời gian nghiên cứu 21 2.4 Phƣơng pháp nghiên cứu 21 2.4.1 Phương pháp thu mẫu 21 2.4.2 Phương pháp phân tích mẫu 22 2.4.3 Phương pháp xử lý số liệu 23 CHƢƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 26 3.1 Đặc điểm quan sát điểm thu mẫu 26 3.1.1 Đặc điểm quan sát điểm thu mẫu Hồ Đôi 36 3.1.2 Đặc điểm quan sát điểm thu mẫu Hồ Đôi 26 3.2 Chất lƣợng môi trƣờng nƣớc Hồ Đôi qua tiêu thủy lý hóa 27 3.2.1 Nhiệt độ 27 3.2.2 Độ đục 29 3.2.3 Độ dẫn 30 Nguyễn Diệu Quỳnh – K22 Cao học Sinh học 3.2.4 Độ muối 31 3.2.5 pH 32 3.2.6 Hàm lượng oxy hòa tan (DO) 33 3.2.7 Nhu cầu oxy sinh hóa( BOD5) 34 3.2.8 Nhu cầu oxy hóa học (COD) 36 3.2.9 Hàm lượng NO3- 37 3.2.10 Hàm lượng NH4+ 38 3.2.11 Hàm lượng PO43- 39 3.3 Chất lƣợng môi trƣờng nƣớc Hồ Đôi qua tiêu thủy lý hóa 41 3.3.1 Nhiệt độ 41 3.3.2 Độ đục 42 3.3.3 Độ dẫn 44 3.3.4 Độ muối 45 3.3.5 pH 46 3.3.6 Hàm lượng oxy hòa tan (DO) 47 3.3.7 BOD5 (Nhu cầu oxy sinh hóa) 48 3.3.8 Nhu cầu oxy hóa học (COD) 49 3.3.9 Hàm lượng NO3- 50 3.3.10 Hàm lượng NH4+ 51 3.3.11 Hàm lượng PO43- 52 3.4 Thành phần, mật độ thực vật Hồ Đôi 53 3.4.1 Thành phần lồi thực vật Hồ Đơi 54 3.4.2 Mật độ thực vật Hồ Đôi 55 3.5 Đánh giá chất lƣợng nƣớc Hồ Đôi thông qua số đa dạng số sinh học tảo 58 3.5.1 Đánh giá chất lượng nước Hồ Đôi thông qua số đa dạng 58 3.5.2 Đánh giá chất lượng nước Hồ Đôi thông qua sinh học tảo 59 3.6.Tƣơng quan thông số sinh học với thơng số thủy lý hóa Hồ Đơi 61 3.6.1 Tương quan số đa dạng H’ với thơng số thủy lý hóa: 61 Nguyễn Diệu Quỳnh – K22 Cao học Sinh học 3.6.2 Tương quan số Cy Ind với thơng số thủy lý hóa 62 3.6.3 Tương quan số Ch Ind với thông số thủy lý hóa 62 3.6.4 Tương quan số E Ind với thông số thủy lý hóa 63 3.6.5 Tương quan số Tot Ind với thông số thủy lý hóa 64 3.7 Tƣơng quan thông số sinh học với thông số thủy lý hóa Hồ Đơi 65 3.7.1 Tương quan số đa dạng H' với thông số thủy lý hóa Hồ Đơi 65 3.7.2 Tương quan số E Ind với thông số thủy lý hóa Hồ Đơi 65 KẾT LUẬN 67 KIẾN NGHỊ 68 TÀI LIỆU THAM KHẢO 69 PHỤ LỤC Nguyễn Diệu Quỳnh – K22 Cao học Sinh học DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Tọa độ điểm thu mẫu 20 Bảng 2.2 Mối tương quan số đa dạng H’ mức độ ô nhiễm nước 24 Bảng 2.3 Cơng thức tính số sinh học tảo 24 Bảng 2.4 Mối tương quan số sinh học tảo mức độ ô nhiễm môi trường nước 25 Bảng 3.1 Cấu trúc thành phần loài thực vật Hồ Đôi 1,2 54 Bảng 3.2 Mật độ ngành tảo Hồ Đôi đợt khảo sát 56 Bảng 3.3 Mật độ ngành tảo Hồ Đôi đợt khảo sát 56 Bảng 3.4 Biến động mật độ Mycrosystis aeruginosa Kutzing mật độ tảo chung đợt khảo sát 57 Bảng 3.5 Xác định mức độ ô nhiễm Hồ Đôi thông qua số đa dạng H’ 59 Bảng 3.6 Đánh giá mức độ ô nhiễm Hồ Đôi thông qua số sinh học tảo 60 Bảng 3.7 Đánh giá mức độ ô nhiễm Hồ Đôi thông qua số E Ind 60 Bảng 3.8 Tương quan số đa dạng H’ với thơng số thủy lý hóa 61 Bảng 3.9 Tương quan số Cy Ind với thơng số thủy lý hóa 62 Bảng 3.10 Tương quan số Ch Ind với thơng số thủy lý hóa 62 Bảng 3.11 Tương quan số E Ind với thơng số thủy lý hóa 63 Bảng 3.12 Tương quan số Tot Ind với thơng số thủy lý hóa 64 Bảng 3.13 Tương quan số đa dạng H’ với thơng số thủy lý hóa 65 Bảng 3.14 Tương quan số E Ind với thơng số thủy lý hóa 65 Nguyễn Diệu Quỳnh – K22 Cao học Sinh học DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Ảnh chụp vệ tinh Hồ Đơi - thành phố Bắc Ninh 17 Hình 2.1 Sơ đồ vị trí điểm thu mẫu Hồ Đôi mức độ ô nhiễm môi trường nước 20 Hình 3.1 Nhiệt độ điểm khảo sát Hồ Đôi đợt khảo sát 28 Hình 3.2 Biến thiên nhiệt độ trung bình đợt khảo sát Hồ Đơi 28 Hình 3.3 Độ đục điểm khảo sát Hồ Đôi đợt khảo sát 29 Hình 3.4 Biến thiên độ đục trung bình đợt khảo sát Hồ Đơi 30 Hình 3.5 Độ dẫn điểm khảo sát Hồ Đôi đợt khảo sát 30 Hình 3.6 Biến thiên độ dẫn trung bình đợt khảo sát Hồ Đơi 31 Hình 3.7 Độ muối điểm khảo sát Hồ Đôi đợt khảo sát 31 Hình 3.8 Biến thiên độ muối trung bình đợt khảo sát Hồ Đơi 32 Hình 3.9 pH điểm khảo sát Hồ Đôi đợt khảo sát 32 Hình 3.10 Biến thiên pH trung bình đợt khảo sát Hồ Đơi 33 Hình 3.11 DO điểm khảo sát Hồ Đôi đợt khảo sát 33 Hình 3.12 Biến thiên DO trung bình đợt khảo sát Hồ Đơi 34 Hình 3.13 BOD5 điểm khảo sát Hồ Đôi đợt khảo sát 35 Hình 3.14 Biến thiên BOD5 trung bình đợt khảo sát Hồ Đơi 36 Hình 3.15 COD điểm khảo sát Hồ Đôi đợt khảo sát 36 Hình 3.16 Biến thiên COD trung bình đợt khảo sát Hồ Đơi 37 Hình 3.17 Biến thiên hàm lượng NO3- trung bình đợt khảo 38 sát Hồ Đôi 38 Hình 3.18 Hàm lượng NO3- điểm khảo sát hồ Đôi đợt khảo sát 38 Hình 3.19 Hàm lượng NH4+ điểm khảo sát hồ Đôi đợt khảo sát 39 Hình 3.20 Biến thiên hàm lượng NH4+ trung bình đợt khảo sát Hồ Đôi 39 Hình 3.21 Hàm lượng PO43- điểm khảo sát Hồ Đôi đợt khảo sát 40 Hình 3.22 Biến thiên hàm lượng PO43- trung bình đợt khảo sát Hồ Đôi 41 Hình 3.23 Nhiệt độ điểm khảo sát Hồ Đôi đợt khảo sát 41 Nguyễn Diệu Quỳnh – K22 Cao học Sinh học Hình 3.24 Biến thiên nhiệt độ trung bình đợt khảo sát Hồ Đơi 42 Hình 3.25 Độ đục điểm khảo sát Hồ Đôi đợt khảo sát 43 Hình 3.26 Biến thiên độ đục trung bình đợt khảo sát Hồ Đơi 43 Hình 3.27 Độ dẫn điểm khảo sát Hồ Đôi đợt khảo sát 44 Hình 3.28 Biến thiên độ dẫn trung bình đợt khảo sát Hồ Đơi 44 Hình 3.29 Độ muối điểm khảo sát Hồ Đôi đợt khảo sát 45 Hình 3.30 Biến thiên độ muối trung bình đợt khảo sát Hồ Đơi 45 Hình 3.31 pH điểm khảo sát Hồ Đôi đợt khảo sát 46 Hình 3.32 Biến thiên pH trung bình đợt khảo sát Hồ Đơi 46 Hình 3.33 DO điểm khảo sát Hồ Đôi đợt khảo sát 47 Hình 3.34 Biến thiên DO trung bình đợt khảo sát Hồ Đơi 48 Hình 3.35 BOD5 điểm khảo sát Hồ Đôi đợt khảo sát 48 Hình 3.36 Biến thiên BOD5 trung bình đợt khảo sát Hồ Đơi 49 Hình 3.37 COD điểm khảo sát Hồ Đôi đợt khảo sát 49 Hình 3.38 Biến thiên COD trung bình đợt khảo sát Hồ Đơi 50 Hình 3.39 Hàm lượng NO3- điểm khảo sát Hồ Đôi 51 đợt khảo sát 51 Hình 3.40 Biến thiên hàm lượng NO3- trung bình đợt 51 khảo sát Hồ Đôi 51 Hình 3.41 Hàm lượng NH4+ điểm khảo sát Hồ Đôi đợt khảo sát 52 Hình 3.42 Biến thiên hàm lượng NH4+ trung bình đợt khảo 52 sát Hồ Đôi 52 Hình 3.43 Hàm lượng PO43- điểm khảo sát Hồ Đôi đợt khảo sát 53 Hình 3.45 Biến động mật độ tảo đợt khảo sát Hồ Đôi 57 Hình 3.46 Biến động mật độ tảo đợt khảo sát Hồ Đôi 58 Nguyễn Diệu Quỳnh – K22 Cao học Sinh học TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT Nguyễn Hoài An (1999), Nghiên cứu sử dụng tảo vi khuẩn lam làm sinh vật thị đánh giá chất lượng nước làng nghề tái chế giấy Dương Ổ - Bắc Ninh, Luận án Thạc sỹ Khoa học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội Đỗ Kim Anh (2007), Dự báo biến động số nhóm sinh vật Hồ Tây – Hà Nội, Luận văn Thạc sỹ Khoa học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội Đặng Đình Bạch (chủ biên) (2006), Hóa học Mơi trường, NXB Khoa học Môi trường Bộ tài nguyên môi trường (2008), Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia chất lượng nước mặt (QCVN 08:2008/BTNMT) Lê Đức, Trần Khắc Hiệp, Nguyễn Xuân Cự, Phạm Văn Khang, Nguyễn Ngọc Minh (2004), Một số phương pháp phân tích mơi trường, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội Lê Quốc Huy (2005), Phương pháp nghiên cứu phân tích định lượng số đa dạng sinh học thực vật, Trung tâm nghiên cứu sinh thái môi trường rừng, Viện khoa học Lâm nghiệp Việt Nam Lê Thu Hà, Nguyễn Thùy Liên (2010), Biến động chất lượng môi trường nước thành phần loài tảo, vi khuẩn lam hồ Thiền Quang, Hà Nội từ năm 2000 – 2010, Hội thảo Quốc gia lần thứ II Môi trường phát triển bền vững, Trung tâm nghiên cứu Tài nguyên Môi trường CRES, Đại học Quốc gia Hà Nội Lê Văn Khoa, Nguyễn Văn Quýnh, Nguyễn Quốc Việt (2007), Chỉ thị sinh học môi trường, NXB Giáo dục, tr 230-251 Nguyễn Thanh Sơn (2005), Đánh giá tài nguyên nước Việt Nam, NXB Giáo dục 10 Vũ Trung Tạng (2000), Cơ sở sinh thái học, NXB Hà Nội 11 Vũ Trung Tạng (2000), Sinh thái học hệ sinh thái nước, NXB Giáo dục 69 Nguyễn Diệu Quỳnh – K22 Cao học Sinh học 12 Dương Đức Tiến, Võ Hành (1997), Tảo nước Việt Nam, phân loại Bộ tảo lục, NXB Nông nghiệp 13 Trung tâm nghiên cứu Tài nguyên Môi trường, Đại học Quốc gia Hà Nội Viện Sinh thái Tài nguyên sinh vật, Trung tâm Khoa học Tự nhiên Công nghệ Quốc gia (2003), Báo cáo tổng hợp dự án “Hiện trạng chất lượng môi trường nước số hồ Hà Nội” 14 Đặng Thị Sy, Nguyễn Thùy Liên, Nguyễn Hoài An, Lê Thu Hà, Bùi Thị Hoa (2007), “Dẫn liệu bước đầu thành phần loài mật độ tảo, vi khuẩn lam hồ điều hòa Yên Sở, Hà Nội”, Những vấn đề nghiên cứu Khoa học sống, NXB Khoa học Kĩ thuật, tr.571 15 Đặng Thị Sy (2005), Tảo học, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội TIÊNG ANH 16 Bhattacharjee (2015), “Low algal diversity systems are a promising method for biodiesel production in wastewater fed open reactors”, The Korean Society of Phycology, Volume 30, Issue 1, 2015, pp.67-79 17 J.M Hellawell (1989), Biological indicators of Freshwater pollution and Environmental management, Elsevier Science Publisher, Netherlands, p 206-215 18 Niels De Pauw (1998), Biological indicators aquatic pollution, Lecture for training course “Capacity building for sustainable development”, Faculty of Environmental Science, University of Science, Vietnam National University, Hanoi 19 Pham Le Vi (2014), Assessing pollution in some Hanoi’s lake, University of Science, Vietnam National University, Hanoi 20 Wilhm, J.L and Doris, T.C (1968), “Biological parameter for water quality cristeria”, Bioscience 18, pp 447-481 21 Wiliam P.Cunningham and Barbara W.Saigo (1990), Enviromental Science a Global Concern, Wm C Brown Publishers 70 Nguyễn Diệu Quỳnh – K22 Cao học Sinh học WEBSITE 22 http://vi.wikipedia.org/wiki/Ô_nhiễm_nước 23 http://www.anninhthudo.vn/xa-hoi/ca-chet-o-ho-truc-bach-do-nuoconhiem-nang/370220.antd 24 http://www.vast.ac.vn/tin-tuc-su-kien/tin-khoa-hoc/trong-nuoc/1634nghien-cuu-danh-gia-hien-trang-o-nhiem-moi-truong-nuoc-va-tao-doc-tai-ho-nuicoc-thai-nguyen-tu-do-de-xuat-cac-giai-phap-quan-ly-tong-hop-nuoc-ho 25 (http://www.tinmoitruong.vn/nuoc/moi-truong-nuoc-ho-tri-an-bi-onhiem_6_27544_1.html) 26 http://luanvan.net.vn/luan-van/de-an-quan-ly-tong-hop-moi-truong-damrong-thuan-phuoc-da-nang-45506/ 27 http://lamdongdost.gov.vn/home/thong-tin-khcn/hoi-thao-khoahoc/type/detail/id/252 28 http://bacninh.gov.vn/ 71