Đặc biệt là ở các ao hồ đô thị, các sông và kênh dẫn nước thải, vấn đề ô nhiễm dinh dưỡng đang làm cho chất lượng nước thay đổi theo chiều hướng bất lợi kể cả cho các mục đích sử dụng nư
Trang 1SVTH: Nguyễn Thị Phượng
A MỞ ĐẦU:
I Lý do chọn đề tài:
Việt Nam là một nước có hệ thống sông ngòi chằng chịt, do đó các ao,
hồ nước ngọt phân bố rất dày đặc và kéo dài khắp cả nước Ao, hồ có nhiệm
vụ chính là chứa nước sạch để nuôi trồng thủy sản, tạo cảnh quan và nó còn
có nhiệm vụ điều tiết nước mưa, điều hòa khí hậu, đặc biệt đó còn là môi trường sống của các sinh vật ở nước Cùng với sự phát triển của các ngành công nghiệp thì vấn đề ô nhiễm môi trường cũng trở nên cấp bách Đối với nguồn nước thì cũng không ngoại lệ, các ao hồ hiện nay đang bị ô nhiễm trầm trọng Các nguồn nước thải chưa qua xử lí vẫn ồ ạt đổ ra ngoài, một số ít tàn
dư của thuốc hóa học,…… đó trở thành những nguyên nhân chính làm ô nhiễm nghiêm trọng nguồn nước
Ô nhiễm nguồn nước ảnh hưởng rất lớn đến sức khỏe cũng như bệnh tật của con người Nguồn nước bị ô nhiễm có thể làm lây lan và phát tán một số loại bệnh nguy hiểm ở người Đối với một số sinh vật ở nước thì nguồn nước
bị ô nhiễm sẽ tác động rất lớn đến sự sống của các sinh vật ở nước
Vấn đề ô nhiễm nguồn nước ngày càng trở nên nghiêm trọng Đặc biệt
là ở các ao hồ đô thị, các sông và kênh dẫn nước thải, vấn đề ô nhiễm dinh dưỡng đang làm cho chất lượng nước thay đổi theo chiều hướng bất lợi kể cả cho các mục đích sử dụng nước và các hệ sinh thái Một trong những hậu quả chính của ô nhiễm dinh dưỡng là hiện tượng phú dưỡng Hiện tượng phú dưỡng biểu thị sự phát triển nhanh chóng của một số loài thực vât thủy sinh bậc thấp như tảo, rong, rêu… ảnh hưởng tới cân bằng sinh học nước Nhằm tìm hiểu tác động của phú dưỡng đên hệ sinh thái nước ngọt và đề ra biện
pháp khắc phục tình trạng này, do đó em chọn đề tài: “tác động của hiện
tượng phú dưỡng lên hệ sinh thái nước ngọt”
Trang 2SVTH: Nguyễn Thị Phượng
II MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU:
-Tìm hiểm một số tác động của hiện tượng phú dưỡng lên hệ sinh thái nước ngọt
-Đề ra một số giải pháp khắc phục hiện tượng phú dưỡng và chương trình giám sát phú dưỡng
III PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU:
-Tổng hợp tài liệu: giáo trình, sách tham khảo, tài liệu trên internet có liên quan
IV PHẠM VI VÀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU:
Tác động của hiện tượng phú dưỡng lên hệ sinh thái nước ngọt
Trang 3SVTH: Nguyễn Thị Phượng
B NỘI DUNG:
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1 Hiện tượng phú dưỡng:
1.1.1 Khái niệm:
Phú dưỡng hóa (Eutrophicationl) là sự giàu quá mức bởi những chất
dinh dưỡng vô cơ, thông thường là nồng độ các chất dinh dưỡng N và P cao,
tỉ lệ P/N cao Sự dư thừa các chất dinh dưỡng này sẽ kéo theo sự phát triển quá mức của các loại tảo, rong rêu, vi tảo,…làm mất cân bằng sinh học nước
Nước nở hoa hay tảo nở hoa là hiện tượng quá nhiều tảo sinh sản với số lượng nhanh trong nước làm nước bị đục màu xanh (như giấm màu trắng) và làm nước bị ô nhiễm do không có sự cân bằng môi trường Hiện tượng này phát sinh do nước bị phú dưỡng hóa gây ra sự phát triển bùng nổ của tảo
Hình 1: Hiện tượng nước nở hoa
Hiện tượng thủy triều đỏ có liên quan chặt chẽ đến sự phú dưỡng của thủy vực.Hiện tượng thủy triều đỏ (red tides) là một dạng tảo nở hoa ( phú dưỡng ), ( algal bloom ) gây hại cho môi trường bởi chính độc tố của tảo, bởi
chổ
Trang 4SVTH: Nguyễn Thị Phượng
Hình 2:Hiện tượng thủy triều đỏ
Hiện tượng phú dưỡng làm thay đổi thành phần cũng như số lượng của các loài sinh vật ở nước
Bảng 1: Đặc điểm chung của các hồ giàu và nghèo dinh dưỡng
Ít loại, mật độ và năng suất cao, chủ yếu là
Cyanobacteria
Nhiều Nhiều Nhiều
Cá nước ngọt
( nguồn sinh thái môi trường ứng dụng)
1.1.2 Các nguồn dinh dưỡng gây phú dưỡng hóa:
Nguồn điểm (land point sources):
Các nguồn thải từ hệ thống cống rãnh trong các thị trấn, thành phố, các khu công nghiệp.Hàm lượng các chất dinh dưỡng từ nguồn này đổ trực tiếp vào hồ thường rất cao.Ngoài ra, việc sử dụng bột giặt, các chất tẩy rửa chứa P
Trang 5SVTH: Nguyễn Thị Phượng
được đưa trực tiếp vào ao hồ cũng đang rất đáng báo động.Nguồn thải này phụ thuộc rất nhiều vào mức sống của nhân dân và chuẩn mực vệ sinh trong khu vực
Nguồn diện hay phân tán (land non-point or diffuse sources):
Khu vực này rất rộng lớn, bao gồm các khu vực sản xuất nông nghiệp, lâm nghiệp và các vùng chảy tràn Các dòng chảy tràn trên bề mặt cũng có khả năng mang về hồ rất nhiều chất dinh dưỡng Dần dần hồ tích tụ nhiều chất hữu cơ và bùn đẩy nhanh sự phát triển của các vi sinh vật dưới nước làm cho
hồ trở nên giàu chất dinh dưỡng Hoạt động sản xuất nông nghiệp cũng là một trong những tác nhân rất quan trọng gây nên hiện tượng phú dưỡng Phân bón hóa học sử dụng ngày càng nhiều, nhất là phân đạm (chứa N), phân lân (chứa P)
1.1.3 Các dấu hiệu phú dưỡng:
a) Thay đổi hệ thực vật:
- Tăng sinh khối do phát triển mạnh thực vật lớn
- Xuất hiện nhiều tảo bám xung quanh
b) Thay đổi hệ động vật:
Phụ thuộc vào các điều kiện sinh địa như:
-Vùng triều ven biển
- Nền đáy
- Sinh vật nổi
c) Những thay đổi lý- hóa:
Trong quá trình phú dưỡng diễn ra nhiều thay đổi lý hóa tính nước.Dấu hiệu dễ nhận biết nhất của hồ bị phú dưỡng là sự thay đổi màu sắc nước Nước ban đầu có màu trong suốt sẽ dần thay đổi, dẫn đến suy giảm nước sâu trong mùa hè và gia tăng hàm lượng P và N
Trang 6SVTH: Nguyễn Thị Phượng
1.1.4 Diễn biến phú dưỡng:
Trong hệ sinh thái nước ngọt luôn tồn tại sẵn các loại tảo và một hàm lượng các chất N và P để đảm bảo cho sự phát triển bình thường của hệ sinh thái này Tảo là thực vật phù du và được cấu tạo từ các nguyên tố chính là C,
P, O, N, H,…
Khi nồng độ P, N tăng cao, nó sẽ kích thích sự phát triển của tảo Ở điều kiện bình thường tảo có 10-100 tb/ml nước còn trong điều kiện phú
thay đổi màu nước hoặc không làm thay đổi màu nước.Trong hệ sinh thái nước ngọt, thường có tảo lục và tảo lam do vậy thường làm nước có màu xanh
Tảo phát triển bao nhiêu thì cũng có một lượng lớn tảo bị chết Khi tảo
đã lấy đi của môi trường 276 nguyên tử ôxi, làm giảm nồng độ ôxi làm cho các loài cá và sinh vật thủy sinh khác không đủ ôxi mà chết ngạt
Đồng thời tảo chết đi rơi xún đáy tạo thành lớp trầm tích ở đáy hồ, lâu
khuẩn phân hủy trong điều kiện yếm khí, kết quả là sinh ra các khí như
Trang 7SVTH: Nguyễn Thị Phượng
Hình 3: Sơ đồ phú dưỡng hóa
1.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến hiện tượng phú dưỡng:
1.2.1 Chất dinh dưỡng:
Đây là yếu tố quan trọng quyết định tới sự sinh sôi, phát triển của tảo Các hoạt động của con người cung cấp cho hệ sinh thái nước ngọt một lượng lớn N, P làm tăng quá trình phú dưỡng Ngoài ra, hiện tượng phú dưỡng trong
tự nhiên vẫn xảy ra, đó là trường hợp các ao - hồ nằm trên tầng đất có sản sinh P
1.2.2 Độ sâu của hồ:
Hồ càng sâu thì các chất dinh dưỡng sẽ bị lắng xún tầng đáy, cách xa phạm vi sống với tầng mặt, do đó hạn chế được hiện tượng phú dưỡng
1.2.3 Khả năng lưu chuyển của nước:
Nước di chuyển càng nhanh thì kéo theo sự di chuyển của các chất dinh dưỡng, các chất dinh dưỡng di chuyển ra ngoài hệ sinh thái, làm các loài tảo không kịp sử dụng các chất dinh dưỡng này, hạn chế sư phát triển của tảo
Trang 81.2.4 Các điều kiện khí hậu:
Khi có các yếu tố về ánh sáng, độ ẩm, nhiệt độ thích hợp thì sẽ đẩy nhanh quá trình phát triển của tảo gây ra hiện tượng phú dưỡng Hiện tượng phú dưỡng diễn ra chủ yếu vào mùa đông hơn mùa hè do mùa đông có nhiệt
độ thấp, khả năng bốc hơi nước kém đi nên lượng nitrat di chuyển vào không khí ít
* Hiện tượng phú dưỡng có tiềm năng phát triển ở hệ sinh thái nước
ngọt khi hội tụ đủ các yếu tố:
- Hàm lượng N, P cao.( do con người hoặc tự nhiên)
- Độ sâu thấp
- Khả năng lưu chuyển nước kém
- Các điều kiện khí hậu thuận lợi
1.3 Hậu quả chung của hiện tượng phú dưỡng:
1.3.1 Đối với hệ sinh thái nước ngọt:
- Sự đa dạng của các loài sinh vật giảm đi, loài thống trị thay đổi
- Sinh khối thực vật và động vật tăng lên
- Độ đục tăng lên
- Tốc độ lắng tăng, tuổi thọ tối đa của hồ giảm
- Có thể dẫn đến thiếu oxy
1.3.2 Đối với con người:
- Xử lý nước uống khó khăn, nước có thể có mùi vị không chấp nhận được
- Nước có thể gây hại cho sức khỏe
- Làm mất môi trường cảnh quan, các hoạt động vui chơi
Trang 9SVTH: Nguyễn Thị Phượng
- Thiệt hại kinh tế do làm mất giá trị thương mại của một số loài các nuôi
1.4 Hiện trạng phú dưỡng trên thế giới và ở Việt Nam
1.4.1 Một số ví dụ điển hình của hiện tượng phú dưỡng trên thế giới :
Hồ Washington:
sâu nhất là 76,5m Hồ Washington nối với Thái Bình Dương ở eo biển Puget, thành phố Seattle với số dân 489000 người nằm giữa eo Puget và Tây bờ hồ Washington Các dòng chảy vào hồ bị nhiễm bẩn bởi nước thoát ra từ các hố
tự hoại.Nước thải đã cung cấp 56% tổng số photpho chảy vào hồ
Năm 1950, hồ hầu như bị xuống cấp.Hàm lượng oxy ở giữa khối nước
hồ bị thiếu hụt Lương photphat vào mùa đông tăng đáng kể, mật độ các thực vật trôi nổi vào mùa hè tăng vài lần, giống tảo lam Oscillatoria rubescens nở hoa dày đặc.Giá trị tiện nghi của hồ bị giảm đi nhiều Vào năm 1963, một phong trào ngăn chạn hiện tượng xuống cấp của hồ diễn ra Phần lớn nước thải được chuyển từ hồ Washington đến eo Puget và đồng thời cải tiến chất lượng nước đổ vào eo để làm giảm ô nhiễm.Hồ phản ứng nhanh chóng tới sự giảm dinh dưỡng Lượng photphat mùa đông giảm nhanh,lượng diệp lục (số
đo mật độ tảo lục) giảm đáng kể Năm 1970, hồ đạt độ trong tương đối
Hồ Neagh:
8,6m Hồ được tiếp do 6 con sông chính Năm 1967, nước trong hồ bị phú dưỡng hóa mạnh.Lượng photphat, nitrit, lượng diệp lục trong hồ cao.Hồ được coi là hồ có độ dinh dưỡng cao bậc nhất trên thế giới
Sau thời kỳ phát triển mạnh của thực vật trôi nổi vào mùa xuân, lượng phophat trong nước trở nên không đáng kể, trong khi lượng nitrat luôn luôn
có thể đo được
Trang 10SVTH: Nguyễn Thị Phượng
1.4.2 Hiện trạng phú dưỡng ở Việt Nam:
Ngày nay, hiện tượng phú dưỡng đã trở nên một hiện tượng phú dưỡng
đã trở nên khá phổ biến ở hầu hết các nước trên thế giới và Việt Nam không ngoại lệ với lớn hơn 60% các sông ao, hồ,… bị phú dưỡng hóa Báo cáo “ Hiện trạng môi trường quốc gia năm 2005” cho biết: khu vực nội thành của các thành phố lớn (Hà Nội, Thành Phố Hồ Chí Minh, Hải Phòng,….) hệ thống các ao, hồ là nơi tiếp nhận và vận chuyển chất thải của khu công nghiệp, khu dân cư, mức độ ô nhiễm cao gấp 5-10 lần, các hồ trong nội thành phần lớn ở trạng thái phú dưỡng nhiều hồ bị phú dưỡng hóa đột biến và tái nhiễm hữu cơ
Các hồ Bảy Mẫu (Hà Nội), An Biên (Hải Phòng), hồ Ðầm Vạc (Vĩnh Phúc) đều có hàm lượng hữu cơ và phú dưỡng cao hơn tiêu chuẩn cho phép loại B
Kết quả quan trắc 36 điểm cho thấy chất lượng nước của tất cả các dòng sông lớn như sông Hồng, sông Cầu đều không đạt tiêu chuẩn nước mặt loại A (nguồn cấp nước sinh hoạt), mà chỉ đạt tiêu chuẩn loại B (phục vụ tưới tiêu)
Sông Nhuệ (đoạn Hà Đông)còn không đạt tiêu chuẩn cho phép loại B
vì các thông số chất hữu cơ và phú dưỡng quá lớn Nước giữa hồ Tây được coi là sạch hơn cả (đạt loại B), tuy chưa bị ô nhiễm kim loại nặng và thuốc bảo vệ thực vật, chỉ bị ô nhiễm chất hữu cơ ở mức nhẹ, với hàm hượng N, P bắt đầu cao, có nguy cơ bị ô nhiễm
Còn hồ Bảy Mẫu có có hàm lượng hữu cơ và phú dưỡng cao hơn tiêu chuẩn cho phép loại B Các hồ phú dưỡng thường nông dần theo thời gian, nhất là các vùng đầu hồ nơi trực tiếp đón nhận nước thải Hiện tượng lão hoá làm cạn dần hồ đã xuất hiện ở các hồ Hoàn Kiếm, hồ Tây, Bảy Mẫu, Thành Công, Thiền Quang, Ba Mẫu… Hiện nay mực nước trong các hồ về mùa khô đang giảm dần, độ sâu trung bình từ 0,5 đến 1,3m Theo nghiên cứu, hàm lượng muối dinh dưỡng tích tụ khá lớn trong hồ gây hiện tượng ''phú dưỡng
Trang 11SVTH: Nguyễn Thị Phượng
hóa'' ở hồ Xuân Hương, tạo môi trường thuận lợi cho một 9 số loài tảo bùng phát về số lượng, làm nước hồ Xuân Hương hôi thối Kết quả phân tích tìm thấy 14 loài tảo lam tham gia hiện tượng nở hoa của nước Ngoài ra, đã xác định hai loài tảo lục có khả năng cho mùi hôi Tuy nhiên, nồng độ NO3- trên các sông trong cả nước vẫn nằm trong giới hạn tiêu chuẩn nước loại A theo TCVN5942-1995 Hàm lượng NO3- trong các sông Cấm (Hải Phòng), sông Sài Gòn (TP HCM) có xu hướng ngày càng tăng lên rõ rệt Trong khi đó trên sông Hương, sông Hàn lại có dấu hiệu giảm dần Nhìn chung hàm lượng NO3
- trong các sông trong cả nước vẫn nằm trong giới hạn cho phép theo tiêu chuẩn Việt Nam quy định Nồng độ PO43- đang có xu hướng tăng lên ở các sông Hồng, Cấm, Hàn Trên các sông Hương, sông Sài lại có xu hướng giảm
đi Nguyên nhân chính gây ra hiện tượng phú dưỡng ở các ao, hồ Việt Nam cũng là việc các chất thải từ các nhà máy, các cơ sở chăn nuôi, lượng phân bón dư thừa trong sản xuất nông nghiệp… đổ ra các hệ sinh thái nước ngọt làm phú dưỡng hoá, gây nhiều hậu quả nghiêm trọng.Trong đó, một nguyên nhân không thể không đề cập đến đó chính là ý thức người dân, việc vứt rác bừa bãi, đổ các chất thải sinh hoạt trực tiếp ra ao, hồ
Trang 12SVTH: Nguyễn Thị Phượng
CHƯƠNG 2: KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN
2.1 Tác động của hiện tượng phú dưỡng lên hệ sinh thái nước ngọt
2.1.1 Tác động đến các sinh vật trôi nổi:
Bảng2: Các nhóm sinh vật đặc trưng trong nghèo dinh hồ giàu và dưỡng
Hồ ngèo dinh dưỡng
Desmid Chrysophycean Diatom Dinoflagellate Chlorocoal
Staurodesmus, Staurastrum Dinobryon Cyclotella, Tabellaria Peridinium, Ceratium
Asterionella, Fragillaria crotonensis
Stephanodiscus astraea Melosirab granulata Peridinium bipes Ceratium, Glenodinium Pediastrum, Scenedesmus
Anacystis, Aphanizomenon Anabaena
(nguồnsinh thái môi trường ứng dụng)
Desmind là nhóm quan trọng đặc biệt ở hồ nghèo dinh dưỡng và phú dưỡng hóa Cyanobacteria thường là nhóm thống trị ở hồ có nồng độ dinh
dưỡng cao Tập đoàn tảo cát cũng thay đổi Hồ nghèo dinh dưỡng có các loài
tảo các Cyclotella và Tabellaria, trong khi hồ phú dưỡng hóa có các loại Asterionella, Fragillaria crotonensis, Stephanodiscus astraea và Melosirab granulata thống trị
Trang 13Bảng3 : Sinh vật nổi chỉ thị cho tình trạng dinh dưỡng của hồ
-sinh khối (mg/lit)
-khối lượng tế bào
0-0,2
0-1 0-5
1-10
0-1
Thấp
2000-15000 3-20
0,2-0,75
1-10 5-30
(nguồn chỉ thị sinh học môi trường)
Tảo cát (Diatom) là nhóm tảo rất lý thú vì chúng có lớp vỏ sillic mà sau
khi tế bào chết sẽ rơi xuống đáy hồ.Mật độ tổng cộng của các loài tảo cát gần
bề mặt trầm tích gấp 50 lần ở các lớp gần mặt nước hơn Sự phát triển và gia tăng của các nhóm tảo làm gia tăng sự lắng đọng trong hồ, làm hồ nông dần