Đánh giá chất lượng nước sông Phú Lộc dựa trên các chỉ thị sinh tảo

1 Header Page of 126 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG HÀN THỊ THANH HUYỀN ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC SÔNG PHÚ LỘC DỰA TRÊN CÁC CHỈ THỊ SINH TẢO Chuyên ngành: SINH THÁI HỌC Mã số: 60.42.60 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Đà Nẵng, Năm 2011 Footer Page of 126 Header Page of 126 Công trình ñược hoàn thành ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Người hướng dẫn khoa học: TS NGUYỄN ĐÌNH ANH Phản biện 1: TS HUỲNH NGỌC THẠCH Phản biện 2: TS TRƯƠNG VĂN TẤN Luận văn ñược bảo vệ trước Hội ñồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ khoa học họp Đại học Đà Nẵng vào ngày 27 tháng 11 năm 2011 * Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Trung tâm Thông tin - Học liệu, Đại học Đà Nẵng - Thư viện trường Đại học Sư phạm, Đại học Đà Nẵng Footer Page of 126 Header Page of 126 MỞ ĐẦU LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI Trong hệ sinh thái thuỷ vực, thực vật phù du sinh vật sản xuất chủ yếu, tạo nên suất sơ cấp thuỷ vực Khi ñánh giá chất lượng môi trường nước, khoa học ngày sử dụng hệ thống tiêu lý hoá Bên cạnh ñó dùng sinh vật thị tảo vi khuẩn Tảo ñã ñang ñược nghiên cứu sử dụng ñể thị ô nhiễm môi trường nước tính nhạy cảm chúng ñối với biến ñộng môi trường Phú Lộc sông nhỏ nằm lòng thành phố Đà Nẵng Hiện tại, sông Phú Lộc ñang bị ô nhiễm trầm trọng Việc quan trắc ñánh giá chất lượng nước sông ñã ñược thực phương pháp phân tích tiêu hóa lý chưa ñược quan trắc phương pháp sinh học Nhằm tìm hiểu khả sử dụng phương pháp sinh học giúp ñánh giá chất lượng môi trường nước, thực ñề tài: “Đánh giá chất lượng nước sông Phú Lộc dựa thị sinh học tảo” MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Xác ñịnh ñược chất lượng nước sông Phú Lộc dựa tiêu sinh học tảo, ñồng thời phân tích tương quan chất lượng nước sông qua tiêu sinh học lý hóa ñể có sở khoa học cho việc ñề xuất giải pháp quan trắc lý hóa kết hợp với thị sinh học ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 3.1 Đối tượng nghiên cứu: Đề tài nghiên cứu ñối tượng loài tảo phù du thuộc nhóm: tảo Lam (Cyanophyta), tảo Lục (Chlorophyta), tảo Silic (Bacillariophyceae), tảo Mắt (Euglenophyta) tảo Giáp (Dinophyta) Footer Page of 126 Header Page of 126 3.2 Phạm vi nghiên cứu: Đề tài ñược tiến hành nghiên cứu sông Phú Lộc, ñoạn qua phường Hòa Khánh Nam, phường Hòa Minh, quận Liên Chiểu phường Thanh Khê Tây, Thanh Khê Đông, quận Thanh Khê PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU: Đề tài ñã sử dụng số phương pháp nghiên cứu chủ yếu gồm nhóm phương pháp nghiên cứu thực ñịa phương pháp phòng thí nghiệm Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 5.1 Ý nghĩa khoa học Đề tài cung cấp thông tin khoa học chất lượng nước sông Phú Lộc qua thị sinh học tảo, tương quan tiêu hoá lý sinh học 5.2 Ý nghĩa thực tiễn Đề tài góp phần ñề xuất giải pháp ñánh giá chất lượng nước sông Phú Lộc cách xác hệ thống CẤU TRÚC CỦA LUẬN VĂN Ngoài phần mở ñầu, kết luận, tài liệu tham khảo phụ lục, nội dung luận văn bao gồm chương sau: Chương Tổng quan Chương Đối tượng, thời gian, ñịa ñiểm phương pháp nghiên cứu Chương Kết bàn luận Footer Page of 126 Header Page of 126 Chương TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 KHÁI QUÁT VỀ TẢO PHÙ DU 1.2 MỘT VÀI CHỈ SỐ SINH HỌC TẢO ĐƯỢC SỬ DỤNG ĐỂ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC 1.2.1 Chỉ số phú dưỡng 1.2.2 Chỉ số ô nhiễm hữu (Chỉ số Palmer) 1.2.3 Chỉ số ña dạng Shannon- Weaver (1949) 1.3 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG TẢO LÀM SINH VẬT CHỈ THỊ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC 1.3.1 Tình hình nghiên cứu giới 1.3.2 Tình hình nghiên cứu Việt Nam Các nghiên cứu Dương Đức Tiến cộng (1998) “Thành phần loài vi tảo Hồ Tây, Hà Nội”; nghiên cứu Lê Thúy Hà, Võ Hành (1999) “Chất lượng nước thành phần vi tảo sông La, Hà Tĩnh” ñã cho thấy ñược mối quan hệ chặt chẽ thành phần loài vi tảo với ñiều kiện hóa lý môi trường.[8], [24] Báo cáo ñề tài “Khảo sát mối tương quan thành phần thủy sinh vật ñiều kiện hóa tính môi trường nước Vườn quốc gia Tràm Chim, tỉnh Đồng Tháp” thực năm 2002 Trần Triết làm chủ nhiệm ñề tài ñã ghi nhận ñược 150 taxa khuê tảo bám diện khu vực Vườn quốc gia Tràm Chim.[25] Năm 2003, Phạm Văn Miên Lê Trình ñề tài báo cáo khoa học “Nghiên cứu hoàn thiện tiêu sinh học ñể ñánh giá chất lượng phân vùng, phân loại môi trường nước thuỷ vực thành phố Hồ Chí Minh” ñã ñưa số loài tảo, ñộng vật phiêu sinh ñộng vật ñáy thị cho nhiễm bẩn hữu nước nước mặn [14] Footer Page of 126 Header Page of 126 Đặng Thị Sy (2005 - 2006) thuộc Đại học Quốc gia Hà Nội với ñề tài “Đánh giá thành phần loài phân bố khu hệ tảo vi khuẩn lam vùng Mã Đà khả thị chúng” [19] Tại Đà Nẵng, nghiên cứu tảo dừng lại mức ñộ xác ñịnh thành phần, mật ñộ tảo ña số ñề tài ñều khóa luận hay ñề tài nghiên cứu khoa học sinh viên khoa Sinh – Môi trường trường Đại học Sư phạm Các nghiên cứu chất lượng nước sông Phú Lộc chủ yếu tập trung viêc sử dụng ñộng vật không xương sống cỡ lớn ñể phân loại nước sông theo mức ñộ ô nhiễm Năm 2007, Nguyễn Văn Khánh cộng ñã tiến hành nghiên cứu công bố ñề tài: “Sử dụng ñộng vật không xương sống cỡ lớn ñể ñánh giá chất lượng môi trường nước sông Phú Lộc, TP Đà Nẵng” [11] Tuy nhiên, sông Phú Lộc chưa có nghiên cứu việc sử dụng tảo làm sinh vật thị việc ñánh giá chất lượng nước sông Vì vậy, tiến hành ñề tài nhằm góp phần vào lĩnh vực nghiên cứu mẻ 1.4 ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG 1.4.1 Vị trí ñịa lý ñặc ñiểm ñịa hình 1.4.2 Điều kiện khí hậu thủy văn Sông Phú Lộc sông nhỏ nằm ñịa phận quận Thanh Khê quận Liên Chiểu, nguồn, dòng chảy sông chủ yếu dòng triều vào [18] Footer Page of 126 Header Page of 126 Chương ĐỐI TƯỢNG, THỜI GIAN, ĐỊA ĐIỂM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU Đề tài nghiên cứu ñối tượng loài tảo phù du thuộc nhóm: tảo Lam (Cyanophyta), tảo Lục (Chlorophyta), tảo Silic (Bacillariophyceae), tảo Mắt (Euglenophyta) tảo Giáp (Dinophyta) 2.2 THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU 2.2.1 Thời gian nghiên cứu : Từ tháng 11 năm 2010 ñến tháng năm 2011 2.2.2 Địa ñiểm nghiên cứu: Tiến hành khảo sát chọn khu vực nghiên cứu trải dài khoảng km Hình 2.1 Bản ñồ vị trí lấy mẫu sông Phú Lộc 2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU: 2.3.1 Phương pháp nghiên cứu thực ñịa 2.3.1.1 Xác ñịnh tọa ñộ ñịa lý: Các khu vực nghiên cứu ñược xác ñịnh tọa ñộ thiết bị ñịnh vị vệ tinh GPS Plus II 2.3.1.2 Phương pháp thu mẫu tảo: Mẫu ñịnh tính ñược thu lưới vợt phytoplankton có ñường kính miệng lưới 20cm, chiều dài 50cm, kích cỡ mắt lưới 20µm Tiến hành kéo lưới ñoạn theo chiều ngang ñiểm nghiên cứu Kéo lưới khoảng vài lượt nhấc lưới lên, mở khoá ống ñáy, ñổ mẫu vào lọ ñựng mẫu dung tích 250ml cố ñịnh dung dịch formol 2% Mẫu ñịnh lượng ñược thu chai nhựa dung tích 1lít, tuyến Footer Page of 126 Header Page of 126 sông thu ñiểm, ñiểm lít, sau ñó cố ñịnh mẫu dung dịch lugol Mẫu nước phân tích hóa lí ñược thu ñồng thời với mẫu tảo thiết bị thu mẫu nước theo tầng Windco-La Mẫu nước ñược bảo quản chai thuỷ tinh dung tích 1500 ml, ñậy kín ñưa vào bảo quản phòng thí nghiệm nhiệt ñộ thấp phân tích vòng 24h 2.3.2 Phương pháp phòng thí nghiệm 2.3.2.1 Phân tích thông số thủy lý, thủy hóa nước: Tiến hành phân tích thông số hóa lý sau: nhiệt ñộ, ñộ pH, hàm lượng chất rắn lơ lửng, hàm lượng oxy hòa tan (DO), nhu cầu oxy sinh hóa ngày (BOD5), xác ñịnh nhu cầu oxy hóa học (COD), ñộ dẫn ñiện, hàm lượng NO3- hàm lượng PO43-, ñó: 2.3.2.2 Phân tích ñịnh tính ñịnh lượng mẫu thực vật phù du Phân tích mẫu ñịnh tính mẫu thực vật phù du: Sử dụng phương pháp so sánh hình thái ñể phân loại, xác ñịnh thành phần loài tảo Các tài liệu dùng ñể phân loại gồm: Shirota (1996) [ 41], Edmondson (1927) [30 ], Fukuyo (1990) [31], Anagnostidis (1998) [35], Smith (1950) [31], Yamagishi and Akiyama (1994) [43], Canter - Lund (1995) [28], Anagnostidis (2005) [35], Dương Đức Tiến & Võ Hành (1997) [23] Phân tích ñịnh lượng mẫu thực vật phù du: Mẫu ñịnh lượng ñược cô ñặc phương pháp lắng qua dụng cụ có dung tích từ lớn ñến nhỏ Lấy 1ml ñã cô ñặc ñưa vào buồng ñếm Sedgewick – Rafter (có 1000 ô ñếm), ñếm số lượng tế bào kính hiển vi Phương pháp ñếm: Chuyển toàn buồng ñếm lên bàn ñếm kính hiển vi ñể yên vị khoảng 10 phút ñể tế bào tảo ñược nằm vị trí cố ñịnh Tiến hành ñếm ñộ phóng ñại x200 Mỗi mẫu ñược tiến hành ba lần Đối với mẫu có mật ñộ cao, tiến hành ñếm từ 100 – 200 ô, Footer Page of 126 Header Page of 126 với mẫu mật ñộ thấp ñếm hết 1000 ô Để ñảm bào tính xác, tiêu cần ñếm lặp lại lần lấy giá trị trung bình Mật ñộ tảo ñược xác ñịnh theo công thức: n D = x 1000 x b [3.2] a Trong ñó, D: mật ñộ tế bào; a: số ô ñếm; b: số ml dung dịch mẫu cô ñặc, n: số tế bào ñếm ñược 2.3.2.3 Phương pháp tính số ñánh giá chất lượng nước a Chỉ số Palmer (1969) Sử dụng bảng số ô nhiễm chi tảo cho sông Phú Lộc, Đà Nẵng Dựa vào thành phần chi có mặt bảng ñiểm ñể tính ñiểm cho mẫu Điểm số ô nhiễm tảo có mặt sau ñó ñược tổng hợp lại Điểm tổng cộng giá trị tổng tất ñiểm số thu ñược chi tảo ñiểm nghiên cứu Bảng 2.2 Mối quan hệ số Palmer chất lượng nước [38] Chỉ số Palmer ≥ 20 Ô nhiễm cao 15 - 19 < 15 Mức ñộ ô nhiễm hữu Ô nhiễm trung bình Không ô nhiễm b Chỉ số Nygaard (1949): [27] Sử dụng số hỗn hợp nhóm tảo: C yanophyta + C hlorococcales + C entrales + E uglenophyta D esm idiales Chỉ số Nygaard + Nếu < 1: thủy vực nghèo dinh dưỡng + Nếu = 1- 3: thủy vực dinh dưỡng trung bình + Nếu > : thủy vực giàu dinh dưỡng Footer Page of 126 10 Header Page 10 of 126 2.3.2.4 Phương pháp xử lí số liệu Xử lí kết phân tích ñịnh tính, ñịnh lượng tảo tính toán số Palmer, số Nygaard ñược thực phần mềm Excel 2003 Phân tích mối tương quan thông số chất lượng nước với số sinh học tảo phù du hệ số tương quan r, ñược tính theo công thức: |r| = n× {n × ∑ ∑ xi yi − (∑ xi ) × (∑ yi ) xi − (∑ xi )2 } × {n × ∑ yi2 − (∑ yi )2 } Mức ñộ tương quan yếu tố x y ñược thể sau: |0,0| ≤ r < |0,2|: tương quan yếu tương quan |0,2| ≤ r < |0,4|: tương quan yếu |0,4| ≤ r < |0,7|: tương quan mức trung bình |0,7| ≤ r < |0,9|: tương quan chặt chẽ |0,9| ≤ r < |1,0|: tương quan chặt chẽ Kiểm tra tồn hệ số tương quan tuyến tính tiêu chuẩn t Student, công thức: tr = r 1− r × n−2 Trong ñó: r hệ số tương quan tuyến tính; n số mẫu khảo sát ngưỡng tin cậy ñược chọn thường α=0,05 Khi tr > t0 , 05 với số bậc tự k = n − hệ số tương quan có ý nghĩa (hệ số tương quan tồn tại) với t0,05=2,447 (α=0,05, two-tail số bậc tự k = 8-2 = 6) Footer Page 10 of 126 12 Header Page 12 of 126 3.1.2 Nhu cầu oxy hóa học (COD) Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD5) Bảng 3.1 Số lần vượt QCVN 08:2008/BTNMT chất lượng nước mặt loại B1 hàm lượng COD BOD Hàm lượng COD Thời gian Hàm lượng BOD Đợt Đợt Đợt Đợt Đợt Đợt Đợt Đợt 4 NM1 0,71 0,17 1,29 3,99 1,27 0,55 1,88 5,19 NM2 - 0,81 0,98 1,49 0,02 1,33 1,59 2,17 NM3 0,23 - 0,85 1,16 0,61 0,05 1,42 1,81 NM4 - - 0,47 1,42 - 0,08 0,98 2,07 NM5 - - 0,58 1,52 0,20 0,30 1,10 2,27 NM6 - 0,26 1,48 2,21 - 0,65 2,17 3,12 NM7 1,46 1,14 1,75 2,82 2,16 1,73 2,48 3,83 NM8 - - - 0,57 - - 0,23 1,15 Địa ñiểm (Ghi chú: vị trí ñánh dấu “-" cho thấy không vượt QCVN 08:2008/BTNMT) Căn vào bảng 3.1, nhận thấy rằng: phần lớn ñiểm khảo sát hàm lượng COD BOD5 ñều vượt QCVN 08:2008/BTNMT chất lượng nước mặt loại B1 Trong ñó, hàm lượng COD BOD5 ñạt cao ñợt ñiểm NM1 Hàm lượng COD BOD5 cao nguồn nước sông phải tiếp nhận lượng lớn nước thải sinh hoạt chưa qua xử lý từ lưu vực có diện tích khoảng 800 ha, thông qua tuyến mương thoát nước thải sinh hoạt, nước thải từ sở sản xuất, trung tâm y tế ñịa bàn Q Thanh Khê Hàm lượng COD BOD5 cao vị trí NM1, NM7, thấp NM8 Vị trí NM1 vị trí tiếp nhận nước rỉ rác từ khu vực bãi rác Khánh Sơn cũ ñã ñóng cửa Footer Page 12 of 126 13 Header Page 13 of 126 Nước rác chủ yếu ñược xử lý tự nhiên hồ sau ñó ñược ñổ vào sông Phú Lộc Tuy nhiên khả tự làm hồ chưa ñảm bảo ñược nồng ñộ trước xả vào sông Phú Lộc làm cho nước sông khu vực chứa nhiều chất gây ô nhiễm dẫn ñến hàm lượng COD BOD5 tăng cao Vị trí NM7 nằm gần miệng cống cửa sông nơi xả nước thải trạm xử lí nước thải Phú Lộc Vị trí NM8 có hàm lượng COD BOD5 thấp ñây có hàm lượng DO cao, ñáp ứng ñược nhu cầu oxy cho trình oxy hoá chất hữu 160 140 120 COD (mg/l) Đợt 100 Đợt 80 Đợt Đợt 60 QCVN loại B1 40 20 NM1 NM2 NM3 NM4 NM5 NM6 NM7 NM8 Vị trí Hình 3.2 Hàm lượng COD qua ñợt nghiên cứu 100 90 BOD (mg/l) 80 70 Đợt 60 Đợt 50 Đợt 40 Đợt 30 QCVN loại B1 20 10 NM1 NM2 NM3 NM4 NM5 NM6 NM7 NM8 Vị trí Hình 3.3 Hàm lượng BOD5 qua ñợt nghiên cứu Qua ñợt khảo sát từ ñợt ñến ñợt 4, hàm lượng COD BOD5 tăng dần qua ñợt cao ñợt 4, ñiều chứng tỏ hàm lượng chất ô nhiễm hữu nước tăng dần Sự tăng dần hàm lượng COD BOD5 qua ñợt ảnh hưởng ñiều kiện khí hậu giai ñoạn chuyển tiếp từ mùa mưa sang mùa khô Qua tháng, thời ñiểm lấy mẫu, dòng chảy sông giảm kéo theo khả tự làm giảm Đồng thời, ñộ pha loãng nước sông giảm lượng Footer Page 13 of 126 14 Header Page 14 of 126 mưa vào thời ñiểm ñã giảm nên ñã làm tăng hàm lượng COD BOD5 nước 3.1.3 Tổng chất rắn lơ lửng (TSS): Qua ñợt khảo sát, hàm lượng TSS cao dần qua ñợt cao ñợt Riêng ñợt vị trí NM6 có hàm lượng TSS thấp (9,2 mg/l) dẫn ñến hàm lượng trung bình thấp ñợt Nguyên nhân trước thời ñiểm lấy mẫu có diễn trận mưa lớn kéo dài ngày làm cho nước sông bị pha loãng nhiều 80 70 TSS (mg/l) 60 Đợt 50 Đợt 40 Đợt Đợt 30 QCVN loại B1 20 10 NM1 NM2 NM3 NM4 NM5 NM6 NM7 NM8 Vị trí Hình 3.4 Tổng chất rắn lơ lửng (TSS) qua ñợt nghiên cứu Về mặt không gian, hầu hết ñịa ñiểm nghiên cứu nằm giới hạn cho phép Riêng vị trí NM6 (ñợt 4), NM7 (ñợt 2, 3, 4) có hàm lượng TSS cao, vượt QCVN 08:2008/BTNMT loại B1 Đặc biệt, ñợt NM7 hàm lượng TSS ñạt giá trị cao 68,2 mg/l, vượt 0,36 lần so với QCVN 08:2008/BTNMT loại B1 Footer Page 14 of 126 15 Header Page 15 of 126 3.1.4 Độ pH 10 Đợt Đợt Độ pH Đợt Đợt 4 QCVN loại B1 - giới hạn QCVN loại B1 - giới hạn NM1 NM2 NM3 NM4 NM5 Vị trí NM6 NM7 NM8 Hình 3.5 Độ pH môi trường nước sông qua ñợt nghiên cứu So sánh với tiêu chuẩn chất lượng nước mặt QCVN 08:2008/BTNMT tất khu vực nghiên cứu sông Phú Lộc ñều ñạt tiêu chuẩn chất lượng nước mặt loại B1 (từ 5,5 – 9) Độ pH thích hợp cho phát triển thuỷ sinh vật Qua ñợt khảo sát, ñộ pH ñợt có ñộ pH trung bình cao nhất, ñợt có ñộ pH trung bình thấp Độ pH ñợt thấp trình phân hủy hữu cơ, hô hấp thủy sinh vật tăng lên giải phóng nhiều CO2, CO2 phản ứng với nước trạo H+ bicarbonate làm giảm pH nước 3.1.5 Các thông số dinh dưỡng: Hàm lượng Nitrat (mg/l) 12 10 Đợt Đợt Đợt Đợt 4 QCVN loại B1 NM1 NM2 NM3 NM4 NM5 NM6 NM7 NM8 Vị trí Hình 3.6 Hàm lượng NO3- (mg/l) qua ñợt nghiên cứu Hàm lượng NO3- ñạt giá trị trung bình cao ñợt 1, thấp ñợt Từ ñợt 2, hàm lượng NO3- tăng dần ñến ñợt Footer Page 15 of 126 16 Header Page 16 of 126 So sánh với tiêu chuẩn chất lượng nước mặt QCVN 08:2008/BTNMT tất khu vực nghiên cứu sông Phú Lộc, hàm lượng NO3- ñều ñạt tiêu chuẩn chất lượng nước mặt loại B1 (10mg/l) Ở vị trí NM4, NM5, NM6, NM7 ñợt 1, hàm lượng NO3- cao rõ rệt so với vị trí khác Có thể thời ñiểm thời tiết mưa nhiều, lại có sấm chớp nên ñã làm tăng hàm lượng NO3- nước Hàm lượng Photphat (mg/l) 0,9 0,8 0,7 Đợt 0,6 Đợt 0,5 Đợt 0,4 Đợt 0,3 QCVN loại B1 0,2 0,1 NM1 NM2 NM3 NM4 NM5 NM6 NM7 NM8 Vị trí Hình 3.7 Hàm lượng PO43- (mg/l) qua ñợt nghiên cứu Phần lớn hàm lượng PO43- vị trí ñều ñạt tiêu chuẩn chất lượng nước mặt QCVN 08:2008/BTNMT loại B1 Riêng vị trí NM1(ñợt 3), NM4 (ñợt 2), NM5 (ñợt 3), NM7 (ñợt 4), NM8 (ñợt 1) có hàm lượng PO43- vượt chuẩn cho phép Hàm lượng PO43- cao NM7, ñợt 0,81mg/l; vượt 1,7 lần QCVN 08:2008/BTNMT * Nhận xét chung: Qua phân tích tiêu lý hoá, dựa so sánh với QCVN 08:2008/BTNMT loại B1 thấy chất lượng nước sông Phú Lộc bị ô nhiễm Kết phân tích ñã cho thấy nước sông ñây ñã bị nhiễm bẩn chất hữu (các tiêu BOD5, COD ña số ñều không ñạt tiêu chuẩn cho phép) Mức ñộ ô nhiễm tăng dần qua ñợt nghiên cứu cao ñợt Các vị trí NM1, NM5, NM7 ñặc biệt ô nhiễm so với vị trí khác Footer Page 16 of 126 17 Header Page 17 of 126 3.2 ĐẶC ĐIỂM THÀNH PHẦN LOÀI VÀ MẬT ĐỘ TẢO PHÙ DU Ở SÔNG PHÚ LỘC 3.2.1 Cấu trúc thành phần loài tảo phù du Hình 3.8 Tỉ lệ số lượng loài ngành tảo tuyến sông khảo sát Kết phân tích ñịnh tính 32 mẫu thu sông Phú Lộc ñã xác ñịnh 128 loài, 52 chi thuộc ngành: tảo Lam (Cyanophyta), tảo Silic (Bacillariophyta), tảo Mắt (Euglenophyta), tảo Lục (Chlorophyta) tảo Giáp (Dinophyta) Ngành tảo Lục chiếm với 42 loài thuộc 20 chi, chiếm 33% tổng số loài xác ñịnh ñược; ngành tảo Mắt với 35 loài thuộc chi, chiếm tỉ lệ 27%; tảo Silic với số lượng 29 loài thuộc 12 chi, chiếm 23%; tảo Lam có 12 loài thuộc chi chiếm 9%; tảo giáp chiếm tỉ lệ thấp với loài thuộc chi, chiếm tỉ lệ 8% Nhìn chung, số lượng loài ñịa ñiểm nghiên cứu không nhiều Tảo Lục tảo Mắt hai ngành chiếm tỉ lệ cao thành phần loài tỉ lệ tảo Giáp lại thấp Đây nét ñặc trưng thủy vực ñang tình trạng nhiễm bẩn Footer Page 17 of 126 18 Header Page 18 of 126 3.2.2 Sự biến ñộng số lượng loài ñiểm khảo sát: 70 Số lượng loài 60 50 40 30 20 10 NM1 NM2 NM3 NM4 NM5 NM6 NM7 NM8 nghiên cứu Đợt Địa Đợt Đợt ñiểm Đợt Hình 3.10 Sự biến ñộng số lượng loài tảo sông Phú Lộc Số loài diện vị trí nghiên cứu dao ñộng từ 13 loài ñến 63 loài Độ ña dạng các loài tảo phù du ñiểm tăng dần qua ñợt cao ñợt Trong ñợt khảo sát, số lượng loài có xu hướng tăng dần từ ñiểm NM1 ñến NM5 giảm dần ñến NM8 3.2.3 Mật ñộ tảo phù du ñiểm khảo sát 12000000 Mật ñộ (Tb/l) 10000000 8000000 Đợt Đợt 6000000 Đợt Đợt 4000000 2000000 NM1 NM2 NM3 NM4 NM5 NM6 NM7 NM8 Địa ñiểm nghiên cứu Hình 3.11 Sự biến ñộng mật ñộ tảo ñiểm khảo sát Qua ñợt khảo sát sông Phú Lộc, mật ñộ tảo phù du dao ñộng từ 0,059 x 106 tb/l (NM2 ñợt 2) ñến 10,9 x 106 tb/l (NM5 ñợt 3) Trong ñợt khảo sát, mật ñộ tảo có xu hướng tăng dần, cao ñợt (tháng 3) Trong ñợt ñợt 2, mật ñộ tảo có xu hướng tăng dần từ NM1 ñến NM6 từ ñó giảm dần ñến NM8 Trong ñợt 4, mật ñộ tảo tăng dần từ NM1 ñến NM5 giảm dần từ NM6 ñến NM8 Footer Page 18 of 126 19 Header Page 19 of 126 Mật ñộ tảo ñịa ñiểm khác có ñộ chênh lệch lớn có phân vùng rõ rệt Mật ñộ tảo thường cao từ NM4 ñến NM6 Các ñịa ñiểm NM1, NM2, NM3, NM7, NM8 có mật ñộ tảo thấp hẳn Qua ñợt khảo sát, tỉ lệ ngành tảo có thay ñổi khác Ở ñợt 1, mật ñộ tảo Lục có tỉ lệ cao số ngành tảo, cao vị trí NM7 (96,73%) với loài ưu thuộc chi Closterium, Scenedesmus, Pediatrum, Bên cạnh ñó, tảo Lam chiếm tỉ lệ cao, chiếm từ 35,83% ñến 80,95% tổng mật ñộ ñiểm khảo sát với loài ưu thuộc chi Oscillatoria Bên cạnh ñó, vị trí NM2, tảo silic có mật ñộ chiếm ưu Qua ñợt 2, tảo Lam có mật ñộ cao (khoảng 44,7%), ñặc biệt ñịa ñiểm NM1, NM4, NM8, chiếm ưu loài thuộc chi Oscillatoria Còn ñiểm NM3, NM5, NM6, NM7 tảo Lục giữ ưu mật ñộ (chiếm khoảng 35,7% tổng mật ñộ) Ở ñợt 3, tảo Lục chiếm ưu mật ñộ (khoảng 44,9% tổng mật ñộ), tăng dần từ NM1 ñến NM6 giảm dần ñến NM8, chiếm ưu loài thuộc chi Scenedesmus, Pediastrum, Coelastrum, Ankitrodesmus Tỉ lệ tảo Lam có xu hướng giảm dần từ NM1 ñến NM8 Tảo silic chiếm ưu ñịa ñiểm NM1, NM2, NM7, NM8 Ở ñợt 4, tảo Lam chiếm ưu với tỉ lệ trung bình 45,8%, tập trung nhiều NM3 giảm dần ñến NM8 Tiếp ñó tảo Lục chiếm tỉ lệ tăng dần từ NM1 ñến NM8 Qua ñợt khảo sát, thấy tảo Lục tảo Lam hai ngành chiếm tỉ lệ cao mật ñộ, ñịnh mật ñộ tảo sông Sở dĩ loài sống tập ñoàn (10 – 78tb/tập ñoàn) thuộc hai ngành phát triển mạnh dẫn ñến mật ñộ cao Mật ñộ tảo Silic không cao so với hai ngành tảo Lục tảo Lam Tuy nhiên, số loài thuộc chi Navicula, Cyclotella, lại có mật Footer Page 19 of 126 20 Header Page 20 of 126 ñộ tương ñối cao Mật ñộ Navicula cao ñạt 486000 tb/l Cyclotella cao ñạt 411000tb/l Tảo Mắt với loài thường gặp thuộc chi Euglena, Phacus, Strombomonas, Trachelomonas ñều có mật ñộ không ñáng kể Mật ñộ chi Phacus ñạt 750 – 33 000 tb/l Tảo Giáp có mật ñộ thấp nhóm tảo xác ñịnh ñược, ñó loài thường gặp chủ yếu thuộc chi Ceratium với mật ñộ cao 4500 tb/l (NM8, ñợt 4) 3.3 ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC SÔNG PHÚ LỘC SỬ DỤNG CÁC CHỈ SỐ SINH HỌC TẢO PHÙ DU Trong nghiên cứu này, sử dụng số sinh học tảo phù du Palmer (1969) Nygaard (1949) ñể ñánh giá chất nước thông qua mức ñộ ô nhiễm hữu tuyến sông khảo sát Kết thu ñược thể bảng 3.2 Bảng 3.2 Các số sinh học tảo ñiểm sông Phú Lộc Chỉ số ña dạng Chỉ số Palmer Nygaard Địa ñiểm Đợt Đợt Đợt Đợt Đợt Đợt Đợt Đợt 4 NM1 13 21 19 30 NM2 14 11 21 32 4.5 4.4 5.5 NM3 27 15 31 34 4.67 22 11 12.67 NM4 20 15 33 34 16 NM5 23 29 36 33 19 5.75 10.6 10.4 NM6 26 25 32 35 16 16.5 39 21.5 NM7 13 19 30 34 16 28 18.5 20 NM8 22 16 21 29 13 7.34 Footer Page 20 of 126 2.75 4.67 7.34 16.5 13.67 21 Header Page 21 of 126 3.3.1 Đánh giá chất lượng nước số Palmer (1969) Chỉ số Palmer (1969) ñược xây dựng dựa có mặt chi loài tảo có khả chịu ñựng ñược ô nhiễm hữu thủy vực Trong nghiên cứu chọn cách xác lập số qua có mặt chi tảo ñược ñề cập bảng 1.2 (Palmer, 1969) với số ñiểm ấn ñịnh từ ñến tùy theo chi Kết quả, ñã xác ñịnh ñược 18 tổng số 20 chi có số Palmer Thông qua tính ñiểm dựa vào bảng chi tảo Palmer (1969) cho thấy số Palmer dao ñộng từ 11 - 36 qua ñợt khảo sát Mức ñộ ô nhiễm có xu hướng tăng dần qua ñợt cao ñợt (tháng 3) Trong ñợt 1, nước sông không bị ô nhiễm vị trí NM1, NM2, NM7 Các vị trí lại mức ñộ ô nhiễm cao Ở ñợt 2, vị trí NM2 không bị ô nhiễm; ñiểm NM3, NM4, NM8 mức ñộ ô nhiễm trung bình, vị trí lại bị ô nhiễm cao Trong ñợt 3, ñiểm ñều bị ô nhiễm mức ñộ từ trung bình ñến mức ñộ cao Ở ñợt 4, tất ñiểm khảo sát ñều bị ô nhiễm mức ñộ cao (từ 29 – 35 ñiểm) 3.3.2 Đánh giá chất lượng nước số Nygaard (1949) Kết thu ñược sau phân tích số Nygaard có số thấp 2,75 (NM1, ñợt 2), cao 39 (NM6, ñợt 3) Hầu hết ñịa ñiểm khảo sát ñợt ñều ñạt giá trị lớn (trừ NM2 ñợt ñạt 2,75 ñiểm) Điều cho thấy thủy vực ñợt khảo sát mức ñộ phú dưỡng Mức ñộ phú dưỡng vị trí qua ñợt khảo sát có biến ñộng ñịnh Như vậy, dựa vào kết nêu trên, số Palmer Nygaard ñều cho thấy sông nghiên cứu ñang bị ô nhiễm hữu Điều phù hợp với tình trạng nước sông thực tế dựa phân tích tiêu hoá lý 3.3.3 Đánh giá khả sử dụng số sinh học tảo phù du quan trắc chất lượng nước Footer Page 21 of 126 22 Header Page 22 of 126 Ngày nay, hiểu biết quy luật sinh học ñánh giá phát triển quần xã sinh vật ngày ñược nâng cao hướng ñến nhìn lý luận tổng thể bao gồm yếu tố môi trường yếu tố sinh học (Carpenter, 1998) Nhằm ñánh giá, tìm mối liên hệ, tương quan số sinh học với yếu tố lý hóa môi trường, nhiều nghiên cứu ñã dựa phân tích tương quan hồi quy ñể ñánh giá mức ñộ liên hệ số sinh học với yếu tố lý hóa (Dixon Jennrich, 1983, Edwards, 1985; Sokaland Rohlf, 1979) Khi tiến hành phân tích mức ñộ tương quan số Palmer, Nygaard với mối tương quan số sinh học với tiêu: DO, COD, BOD5, TSS, pH, NO3-, PO43- môi trường ñể xem xét hiệu số sinh học việc phản ánh mức ñộ ô nhiễm khu vực nghiên cứu, thu ñược kết sau: 3.3.3.1 Mối tương quan số Palmers (1969) với số Nygaard (1949) Mối tương quan số Palmer Nygaard ñược thể phương trình y = 0,3874x + 19,912, r=0,639 Chỉ số Palmer số Nygaard mức tương quan thuận, tương quan mức ñộ trung bình (r = 0,64) Điều cho thấy ñiểm có số Palmer cao ứng với mức ñộ ô nhiễm cao phú dưỡng ñó cao ngược lại 3.3.3.2 Phân tích mối tương quan tuyến tính số sinh học với tiêu lý hóa Khi tiến hành phân tích mức ñộ tương quan số Palmer với thông số hóa lý: DO, COD, BOD5, TSS, pH, NO3-, PO43- môi trường, thu ñược kết sau: Footer Page 22 of 126 23 Header Page 23 of 126 Bảng 3.3 Bảng phân tích tương quan tuyến tính số Palmer với tiêu lý hóa môi trường nước Mối tương quan Phương trình Chỉ số Palmer – DO y = 0.0135x + 3.9642 Chỉ số Palmer – COD y = -0.8499x + 74.3 Chỉ số Palmer – BOD5 y = -0.5089x + 47.122 Chỉ số Palmer – TSS y = 0.5371x - 3.8027 Chỉ số Palmer – pH y = -0.0887x2 + 5.4591x - 60.919 Chỉ số Palmer – NO3y = 0.05x + 1.2453 Chỉ số Palmer – PO43y = 0.0055x + 0.155 Chỉ số r r = 0.095 r = -0.178 r = -0.174 r = 0.754 r = 0.851 r = 0.290 r = 0.308 Bảng 3.3 cho thấy, số Palmer có tương quan thuận chặt chẽ với pH (r=0,85) TSS (r = 0,75), tương quan yếu với DO (r = 0,10), NO-3 (r=0.29) PO43- (r = 0,31) Chỉ số Palmers tương quan nghịch với yếu tố môi trường: COD (r = -0,18) BOD (r = -0,17) mức ñộ yếu Bảng 3.4 Bảng phân tích tương quan tuyến tính số Nygaard với tiêu lý hóa môi trường nước Mối tương quan Phương trình Chỉ số r Chỉ số Nygaard – DO y = -0.0296x + 4.6716 r = - 0.344 Chỉ số Nygaard – COD y = 0.7489x + 43.823 r = 0.258 Chỉ số Nygaard – BOD5 y = 0.4617x + 28.705 r = 0.261 Chỉ số Nygaard – TSS y = 0.4256x + 4.157 r = 0.987 Chỉ số Nygaard – pH y = -0.0223x +1.3256x+6.3674 r = 0.948 Chỉ số Nygaard – NO3- y = 0.0385x + 2.0007 r =0.368 Chỉ số Nygaard – PO43- y = 0.0054x + 0.2232 r = 0.501 Chỉ số Nygaards có mức tương quan thuận mức ñộ chặt chẽ với pH (r=0,95), TSS (r=0,99), mức ñộ trung bình với PO43- (r=0,5), tương quan yếu với NO-3 (r=0,37), BOD (r=0,26) COD (r=0,26) Chỉ số Nygaard tương quan nghịch với DO (r = -0,34) mức yếu Footer Page 23 of 126 24 Header Page 24 of 126 Khi tiến hành kiểm tra tồn hệ số tương quan tuyến tính tiêu chuẩn t Student, thu ñược kết sau: Bảng 3.5 Bảng hệ số tương quan tuyến tính số Palmer DO COD BOD5 TSS pH NO3PO43- Nygaard với tiêu lí hoá Chỉ số Nygaard Chỉ số Palmer tr = 0.234 tr = 0.897 tr = 0.443 tr = 0.654 tr= 0.432 tr = 0.66 tr = 2.811 tr = 15.04 tr = 3.969 tr = 7.29 tr = 0.742 tr = 0.969 tr = 0.792 tr = 1.417 Từ kết ta thấy hai thông số TSS pH có hệ số tr > t0,05=2,447 thể ñược tương quan chặt chẽ với số Palmer Nygaard Như vậy, hàm lượng TSS ñộ pH ảnh hưởng ñến số Palmer Nygaard theo xu hướng TSS pH nước sông tăng cao số tăng ngược lại Riêng ñối với tiêu lí hoá lại ñều có hệ số tr < t0,05 =2,447 thể hệ số tương quan chưa có ý nghĩa Như vậy, tương quan tuyến tính số Palmer Nygaard ñối với thông số riêng rẽ chưa thể ñược mối tương quan chặt chẽ Từ kết phân tích tương quan cho thấy số Palmers Nygaard có mức tương quan thuận mức trung bình Các số Palmers Nygaard có mức tương quan chặt chẽ với thông số TSS, pH có mức tương quan yếu ñối với thông số lại.Việc sử dụng số sinh học Palmers Nygaard việc ñánh giá chất lượng nước kết hợp với quan trắc hóa lý phù hợp, giúp nhà quản lí có nhìn tổng quát hơn, ñặc biệt việc ñoán ñược phát triển loài sinh vật thủy sinh Footer Page 24 of 126 25 Header Page 25 of 126 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ a) KẾT LUẬN Từ kết phân tích tiêu lý hóa DO, pH, TSS, COD, BOD5, PO43-, NO3- so sánh với QCVN 08:2008/BTNMT chất lượng nước mặt sông Phú Lộc cho thấy chất lượng nước sông Phú Lộc ñang tình trạng ô nhiễm Mức ñộ ô nhiễm tăng dần qua ñợt nghiên cứu cao ñợt Các vị trí NM1, NM5, NM7 ñặc biệt ô nhiễm so với vị trí khác Từ kết phân tích 32 mẫu ñịnh tính thu sông Phú Lộc, ñã xác ñịnh ñược 128 loài, 52 chi thuộc ngành ñó có 18 chi xuất số Palmer Trong ñó, tảo Lam tảo Lục có mật ñộ cao hẳn ngành khác với loài ưu thuộc chi Scenedesmus, Pediastrum, Oscillatoria Mật ñộ tảo thường cao từ vị trí NM4 ñến NM6 Chất lượng nước sông Phú Lộc qua số Palmers cho thấy hầu hết ñiểm khảo sát ñang bị ô nhiễm hữu mức cao Mức ñộ ô nhiễm có xu hướng tăng dần qua ñợt cao ñợt (tháng 3) Kết phân tích số Nygaard cho thấy hầu hết ñịa ñiểm khảo sát ñợt ñều ñạt giá trị >3 ñang mức ñộ phú dưỡng Chỉ số Palmers tương quan thuận với số Nygaard mức trung bình Các số sinh học có mối tương quan chặt chẽ với hai tiêu TSS pH tương quan yếu với tiêu lại Điều cho thấy mức ñộ ô nhiễm sông Phú Lộc bị chi phối nhiều yếu tố khác Các số sinh học ñã phản ánh ñược trạng chất lượng môi trường nước sông cho nhìn toàn diện tác ñộng tổng hợp chất ô nhiễm ñến hệ sinh thái ñời sống sinh vật Footer Page 25 of 126 26 Header Page 26 of 126 b) KIẾN NGHỊ Kết nghiên cứu ñề tài số liệu ban ñầu qua số tháng năm, cần có nghiên cứu theo mùa rõ ràng ñể có kết tổng quát toàn diện Bên cạnh ñó, cần tiến hành nghiên cứu nhiều năm ñể ñánh giá ñầy ñủ diễn biến chất lượng môi trường nước sông, sở khoa học phục vụ cho công tác quản lí nguồn tài nguyên thiên nhiên, ñó có thủy vực Footer Page 26 of 126 ... phương pháp sinh học giúp ñánh giá chất lượng môi trường nước, thực ñề tài: “Đánh giá chất lượng nước sông Phú Lộc dựa thị sinh học tảo” MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Xác ñịnh ñược chất lượng nước sông Phú... Lộc dựa tiêu sinh học tảo, ñồng thời phân tích tương quan chất lượng nước sông qua tiêu sinh học lý hóa ñể có sở khoa học cho việc ñề xuất giải pháp quan trắc lý hóa kết hợp với thị sinh học ĐỐI... khoa học chất lượng nước sông Phú Lộc qua thị sinh học tảo, tương quan tiêu hoá lý sinh học 5.2 Ý nghĩa thực tiễn Đề tài góp phần ñề xuất giải pháp ñánh giá chất lượng nước sông Phú Lộc cách xác