Nghiên cứu hiện trạng môi trường nước biến động thành phần loài vi khuẩn lam độc trong hồ núi cốc và giải pháp xử lý

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI VŨ THỊ NGUYỆT NGHIÊN CỨU HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG NƯỚC, BIẾN ĐỘNG THÀNH PHẦN LOÀI VI KHUẨN LAM ĐỘC TRONG HỒ NÚI CỐC VÀ GIẢI PHÁP XỬ LÝ LUẬN VĂN THẠC SĨ Hà Nội – 2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI VŨ THỊ NGUYỆT NGHIÊN CỨU HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG NƯỚC, BIẾN ĐỘNG THÀNH PHẦN LOÀI VI KHUẨN LAM ĐỘC TRONG HỒ NÚI CỐC VÀ GIẢI PHÁP XỬ LÝ Chuyên ngành : Khoa học môi trường Mã số : 60 - 85 - 02 LUẬN VĂN THẠC SĨ Người hướng dẫn khoa học: TS Dương Thị Thủy PGS TS Lê Đình Thành Hà Nội – 2012 Luận văn Thạc sỹ Ngành: Khoa học Môi trường MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU VI KHUẨN LAM VÀ GIẢI T T T PHÁP NGĂN NGỪA, XỬ LÝ 1.1 Tình hình nghiên cứu giới 1.1.1 Sự xuất VKL độc thủy vực nước T T T T 1.1.3 Các loài VKL độc, độc tố tác động độc hại chúng lên sức khỏe người, vật nuôi môi trường sinh thái 1.1.4 Các giải pháp ngăn ngừa xử lí tảo độc 10 T T T T 2.2 Tình hình nghiên cứu Việt Nam 14 2.2.1 Ơ nhiễm mơi trường nước Việt Nam (hiện tượng phú dưỡng) 14 T T T T 2.2.2 Các khu vực có phát triển vi khuẩn lam độc nghiên cứu có tượng VKL độc Việt Nam 15 2.2.3 Các giải pháp ứng dụng để ngăn ngừa, giảm thiểu 17 2.2.4 Những tồn chưa giải nghiên cứu có hướng nghiên cứu đề tài 18 CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 20 2.1 Đối tượng nghiên cứu 20 2.2 Giới thiệu chung hồ Núi Cốc 20 2.2.1 Điều kiện tự nhiên 20 2.2.2 Đặc điểm kinh tế xã hội 21 2.3 Các phương pháp nghiên cứu 22 2.3.1 Vị trí thời gian lấy mẫu 22 2.3.2 Phương pháp thu mẫu cố định mẫu 23 2.3.3 Phương pháp phân tích mẫu 25 2.2 Phương pháp thu thập số liệu chất lượng nước thải từ nguồn thải lưu vực 28 2.3 Phương pháp xử lý số liệu 28 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 29 3.1 Hiện trạng chất lượng nước qua tiêu hóa lý chất rắn lơ lửng 29 3.1.1 Nhiệt độ 29 3.1.2 pH 30 3.1.3 Hàm lượng oxy hòa tan (DO) 31 T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T Học viên: Vũ Thị Nguyệt T Lớp: CH18MT 3.1.4 Độ dẫn điện 32 3.1.5 Tổng chất rắn hòa tan 33 3.2 Hiện trạng chất lượng nước qua tiêu dinh dưỡng 34 T T T T T T + 3.2.1 Muối amôni NH 34 3.2.2 Muối nitrit NO - 35 T R T R RP RP T P T P 3.2.3 Muối nitrat NO - 36 3.2.4 Hàm lượng PO 3- 37 3.2.5 Hàm lượng SiO 38 3.2.6 Biến động hàm lượng chlorophyll 39 3.3 Xác định yếu tố môi trường liên quan đến biến động thành phần loài biến động số lượng VKL độc 43 T R T RP R T T P RP R T P R6 T T T T T 3.3.1 Biến động Thành phần loài mật độ thưc vật theo thời gian 43 3.3.2 Biến động thành phần loài số lượng VKL theo thời gian hồ Núi Cốc 46 T T T T 3.3.3 Diễn biến VKL độc theo không gian, thời gian nghiên cứu 52 3.3.4 VKL mối tương quan với yếu tố môi trường 62 3.4 Biến động hàm lượng microcystin nước hồ Núi Cốc 65 CHƯƠNG 4: ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC NGUỒN THẢI TỚI CHẤT LƯỢNG NƯỚC HỒ VÀ ĐỀ XUẤT MỘT SỐ BIỆN PHÁP QUẢN LÝ CHẤT LƯỢNG NƯỚC HỒ 68 4.1 Các nguồn chất thải vào hồ 68 4.1.1 Nước thải sinh hoạt 68 4.1.2 Nước thải sản xuất công nghiệp, khai thác khoáng sản du lịchdịch vụ 68 4.1.3 Nước thải canh tác nông/lâm nghiệp nuôi trồng thuỷ sản 70 4.2 Đánh giá chất lượng nguồn thải lưu vực 73 4.2.1 Chất lượng nước thải canh tác nông/lâm nghiệp lưu vực 73 4.2.2 Chất lượng nước thải sản xuất cơng nghiệp, khai thác khống sản du lịch – dịch vụ lưu vực 77 4.2.3 Các chất dinh dưỡng từ nước thải sinh hoạt 80 4.3 Những ảnh hưởng chung nguồn tải đến chất lượng nước hồ 81 4.4 Đề xuất số biện pháp quản lý chất lượng nước hồ Núi Cốc 84 4.4.1 Những sở khoa học thực tiễn cho đề xuất biện pháp 84 4.4.2 Đề xuất biện pháp quản lý bảo vệ chất lượng nước 87 T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T Học viên: Vũ Thị Nguyệt T T T Lớp: CH18MT 4.4.2.1 Quản lý tổng hợp tài nguyên nước nhằm đảm bảo khối lượng nước cho nhu cầu sử dụng 87 4.4.2.2 Quản lý nguồn gây ô nhiễm chất lượng nước 88 T T T T KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 92 TÀI LIỆU THAM KHẢO 94 T T Học viên: Vũ Thị Nguyệt T T Lớp: CH18MT Luận văn Thạc sỹ Ngành: Khoa học Môi trường DANH MỤC BẢNG BIỂU Trang Bảng 3.1: Phân loại dinh dưỡng số hồ, suối, sông vùng biển TU T U (Dodd cs, 1998) 41 TU T U Bảng 3.2: Phân loại mức độ ô nhiễm dinh dưỡng (Trần Hiếu Nhuệ cs, 1994) 42 TU T U Bảng 3.3: Thành phần VKL hồ Núi cốc thời gian nghiên cứu .47 TU T U Bảng 3.4: Mối tương quan Pearson VKL thông số môi trường TU T U hồ Núi Cốc 64 TU T U Bảng 4.1: Diện tích loại rừng lưu vực 71 TU T U Bảng 4.2: Sản lượng số loại nông sản lưu vực năm 2004 (tấn) 72 TU T U Bảng 4.3: Sản lượng thuỷ sản tỉnh Thái Nguyên năm 2004 73 TU T U Bảng 4.4: Các tiêu hóa lý mẫu nước thải nông nghiệp 74 TU T U Bảng 4.5: Kết tiêu hố lý trung bình mẫu nước thải sản xuất – TU dịch vụ lưu vực 77 T U Bảng 4.6: Giá trị dinh dưỡng nước mặt Hồ Núi Cốc chịu ảnh hưởng trực tiếp TU nước thải khu khách sạn 82 T U Bảng 4.7: Tải lượng N P từ nguồn phát thải khác lưu vực TU T U hồ Núi Cốc 83 TU T U Học viên: Vũ Thị Nguyệt Lớp: CH18MT Luận văn Thạc sỹ Ngành: Khoa học Mơi trường DANH MỤC HÌNH VẼ Trang Hình 2.1: Vị trí điểm lấy mẫu hồ Núi Cốc 22 TU T U Hình 3.1: Phân bố nhiệt độ trung bình hồ Núi Cốc từ năm 2009 - 2011 29 TU T U Hình 3.2: Phân bố pH trung bình hồ Núi Cốc từ năm 2009 -2011 30 TU T U Hình 3.3: Phân bố nồng độ DO trung bình hồ Núi Cốc từ năm 2009 - 2011 32 TU T U Hình 3.4: Phân bố độ dẫn điện trung bình hồ Núi cốc từ năm 2009 - 2011 32 TU T U Hình 3.5: Phân bố TDS trung bình hồ Núi Cốc từ năm 2009 - 2011 33 TU T U Hình 3.6: Phân bố nồng độ NH4+ trung bình hồ Núi cốc từ năm 2009 - 2011 .34 TU T U Hình 3.7: Phân bố nồng độ NO2- trung bình hồ Núi cốc từ năm 2009 - 2011 36 TU T U Hình 3.8: Phân bố nồng độ NO3- trung bình hồ Núi Cốc từ năm 2009 - 2011 .36 TU T U Hình 3.9: Phân bố nồng độ P- PO 3- trung bình hồ Núi Cốc từ năm 2009 - 2011 37 TU R U RP U P T U Hình 3.10: Phân bố nồng độ Si- SiO2 trung bình hồ Núi Cốc từ năm 2009 – 201139 TU T U Hình 3.11: Hàm lượng Chl-a hồ Núi Cốc theo thời gian 2009-2011 40 TU T U Hình 3.12: Hàm lượng Chl-a hồ năm 2011 40 TU T U Hình 3.13: Biến động tế bào thực vật hồ Núi Cốc năm 2009 - 2011 44 TU T U Hình 3.14: Biến động tế bào thực vật hồ Núi Cốc theo mùa từ 2009 đến 2011 45 TU T U Hình 3.15: Mật độ tế bào trung bình ngành tảo hồ Núi Cốc 46 TU T U Hình 3.16: Tỷ lệ chi VKL hồ Núi Cốc 48 TU T U Hình 3.17: Biến động tế bào VKL hồ Núi Cốc năm 2009 - 2011 49 TU T U Hình 3.18: Biến động tế bào VKL hồ Núi Cốc theo mùa từ năm 2009 - 2011 .50 TU T U Hình 3.19: Biến động tế bào VKL trung bình điểm nghiên cứu .51 TU T U Hình 3.20: Tập đồn Microcystis wesenbergii tự nhiên với xếp ngẫu TU nhiên tế bào chất nhầy suốt .53 T U Hình 3.21: Tập đoàn M botrys tự nhiên hồ Núi Cốc 54 TU T U Hình 3.22: Tập đồn Microcystis panniformis (a) Microcystis protocystis (b) TU tự nhiên hồ Núi Cốc 55 T U Hình 3.23: Tập đoàn M aeruginosa tự nhiên hồ Núi Cốc (a) tập đoàn TU M.flos-aquae bao quanh Pseudoanabeana tự nhiên hồ Núi Cốc (b) 55 T U Hình 3.24: Mật độ trung bình VKL độc Microcystis hồ Núi Cốc 57 TU Học viên: Vũ Thị Nguyệt T U Lớp: CH18MT Luận văn Thạc sỹ Ngành: Khoa học Mơi trường Hình 3.25: Biến động tế bào VKL độc Microcystis hồ Núi Cốc năm 2009 - 2011 TU T U .57 Hình 3.26: Mật độ trung bình VKL độc Microcystis điểm thu mẫu 59 TU T U Hình 3.27: Biến độ tế bào VKL độc Microcystis hồ Núi Cốc theo mùa 60 TU T U Hình 3.28: Mật độ VKL độc hồ Núi Cốc hồ Tây năm 2011 62 TU T U Hình 3.29: Phân tích hợp phần (Principal Component Analysis) dựa thông TU số thuỷ lý, thuỷ hoá thủy sinh hồ Núi Cốc 4/2009-11/2011 63 T U Hình 4.1: Các tiêu hố lý nước thải canh tác nơng nghiệp lưu vực hồ Núi Cốc 74 TU T U Hình 4.2: Hàm lượng số kim loại nước thải canh tác nông nghiệp 75 TU T U Hình 4.3: Hàm lượng số chất dinh dưỡng nước thải canh tác nông nghiệp TU lưu vực hồ Núi Cốc 77 T U Hình 4.4: Một số tiêu hố lý trung bình mẫu nước thải sản xuất công TU nghiệp – dịch vụ lưu vực 78 T U Hình 4.5: Giá trị trung bình hàm lượng chất dinh dưỡng mẫu nước TU thải sản xuất công nghiệp – dịch .78 T U Hình 4.6: Giá trị trung bình hàm lượng kim loại nặng mẫu nước TU thải sản xuất công nghiệp –dịch vụ 79 T U Hình 4.7: Giá trị trung bình BOD COD mẫu nước thải sản xuất – TU dịch vụ .80 T U Học viên: Vũ Thị Nguyệt Lớp: CH18MT Luận văn Thạc sỹ Ngành: Khoa học Môi trường DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT DVDL : Dịch vụ du lịch ĐTVKL : Độc tố vi khuẩn Lam KTKS : Khai thác khoáng sản NOD : Nodularin QCVN : Quy chuẩn Việt Nam TDS : Tổng chất rắn hòa tan TVN : Thực vật TVPD : Thực vật phù du TVTS : Thực vật thủy sinh VKL : Vi khuẩn Lam VLXD : Vật liệu xây dựng UBND : Ủy ban nhân dân Học viên: Vũ Thị Nguyệt Lớp: CH18MT Luận văn Thạc sỹ Ngành: Khoa học Mơi trường LỜI CẢM ƠN Trước hết, với lịng kính trọng biết ơn sâu sắc, xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành tới: TS Dương Thị Thủy, cán nghiên cứu Viện Công nghệ môi trường PGS,TS Lê Đình Thành, giảng viên Trường Đại học Thủy Lợi, trực tiếp hướng dẫn tơi tận tình, cho kiến thức kinh nghiệm quý báu, tạo điều kiện thuận lợi cho tơi q trình thực hiện, hồn thành luận văn Tơi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Ban Lãnh đạo Khoa Môi trường, trường Đại học Thủy lợi, cảm ơn thầy cô giáo khoa, trường dạy cho kiến thức, kỹ quan trọng Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới Lãnh đạo Phòng Thủy sinh học môi trường, Lãnh đạo Viện Công nghệ môi trường tạo điều kiện thuận lợi cho học tập nghiên cứu Tôi chân thành cảm ơn đồng nghiệp tơi, cán Phịng Thủy sinh học Môi trường giúp đỡ ủng hộ để tơi hồn thành tốt luận văn Tơi xin cảm ơn gia đình, người thân bạn bè động viên giúp đỡ thời gian qua Hà Nội, tháng năm 2012 Học viên Vũ Thị Nguyệt Học viên: Vũ Thị Nguyệt Lớp: CH18MT Luận văn Thạc sỹ 83 Ngành: Khoa học Môi trường Bản [Yosinaga cs, 2007] đánh giá tải lượng nitơ từ nước thải vùng đất trồng lúa vào khoảng 10-60 kgN/ha, phụ thuộc vào thể tích lượng nước tưới phụ thuộc vào lượng phân bón hóa học Ở Việt Nam, chế bơm tưới /tiêu phục vụ cho trồng lúa phức tạp Nhu cầu sử dụng nước tưới cánh đồng lúa thường lớn gấp 5-6 lần so với vùng đất trồng loại nông nghiệp khác Một số nghiên cứu trước [Yoshinaga cs., 2007; Zhang cs., 2004] cho thể tích nước tưới- tiêu đóng vai trị quan trọng việc chuyển tải chất dinh dưỡng vào hệ thống sông hồ [Yoshinaga cs., 2007, Lê cs., 2008] Như trình bày trên, lưu vực hồ Núi Cốc, diện tích đất trồng lúa chiếm tỷ lệ cao cấu trồng (59,8%) Do vậy, tải lượng chất dinh dưỡng từ vùng đất trồng lúa lưu vực hồ Núi Cốc đáng kể Phân bón hố học cho trồng rau chè lớn Hàm lượng nitrat, amoni, phốt tổng silic mẫu nước thải từ vùng đất trồng rau công nghiệp (chủ yếu chè) cao so với vùng đất rừng [11,14] Theo Lê Thị Phương Quỳnh cs [2010], tải lượng N, P từ nguồn phát thải khác lưu vực hồ Núi Cốc trình bày bảng 4.7 Bảng 4.7: Tải lượng N P từ nguồn phát thải khác lưu vực hồ Núi Cốc Các nguồn cung cấp dinh dưỡng vào hệ thủy văn Nước thải sinh hoạt Rửa trôi từ đất nông nghiệp Rửa trôi từ đất rừng Dư thừa thức ăn nuôi trồng thuỷ sản Du lịch – dịch vụ Thượng nguồn sông Công Nitơ (tấn/năm) % 163,8 24,02 246,8 36,20 128,5 18,85 Phốt (tấn/năm) % 73,2 51,14 36,3 25,36 14,3 9,99 15,0 2,20 4,9 3,42 1,9 0,28 0,9 0,63 Nước thải khai thác khoáng sản 123,0 3,26 18,04 0,48 12,8 0,86 8,94 0,60 Tổng 682,26 100 143,26 100 Theo q trình rửa trơi xói mịn lưu vực, lượng lớn chất dinh dưỡng từ phân bón dư thừa bị đổ vào hệ thống nước mặt, góp phần gây Học viên: Vũ Thị Nguyệt Lớp: CH18MT Luận văn Thạc sỹ 84 Ngành: Khoa học Mơi trường nhiễm, gây phì dưỡng nước hồ Núi Cốc Theo kết tính tốn trên, tải lượng chất dinh dưỡng từ nước thải canh tác nông nghiệp đạt 246,8 N/năm (chiếm đến 36,2% tổng tải lượng nitơ) 36,3 P/năm (chiếm 25,4% tổng tải lượng phốt pho) Vì vậy, cần nghiên cứu xem xét để hạn chế tối đa lượng phân bón dư thừa nhằm làm giảm hàm lượng N P bị q trình rửa trơi lưu vực [Hart cs, 2004] Gia tăng dân số - đô thị hóa nguy gây nhiễm mơi trường Nước thải sinh hoạt lưu vực đổ vào hệ thống nước chung khơng qua xử lý Kết tính tốn tổng tải lượng dinh dưỡng đổ vào môi trường hồ Núi Cốc cho thấy nước thải sinh hoạt đóng vai trị quan trọng (24,0 % tổng tải lượng nitơ 51,14% tổng tải lượng phốtpho) Tải lượng chất dinh dưỡng từ nước thải sinh hoạt tính theo hệ số phát thải/người dân số lưu vực Vì vậy, dân số gia tăng, tải lượng chất dinh dưỡng từ đô thị gia tăng không xây dựng hệ thống thu gom nước thải trạm xử lý nước thải tương lai [11] 4.4 Đề xuất số biện pháp quản lý chất lượng nước hồ Núi Cốc 4.4.1 Những sở khoa học thực tiễn cho đề xuất biện pháp Quản lý tổng hợp tài nguyên nước khu vực hệ thống chương trình quản lý tổng hợp vừa phải quản lý hoạt động phát triển KT - XH vừa bảo tồn tài nguyên thiên nhiên trì chất lượng mơi trường theo tiêu chuẩn định lưu vực Chương trình phải tập hợp vấn đề KT - XH liên quan, bảo vệ khai thác tài nguyên lâu bền, bảo vệ chất lượng môi trường sức khoẻ người toàn lưu vực thành thể thống Vì “quản lý tổng hợp mơi trường lưu vực” đồng nghĩa với “quy hoạch tổng thể nhằm bảo vệ khai thác bền vững” Quy hoạch tổng thể nhằm bảo vệ khai thác bền vững lưu vực sơng, cụ thể hồ chứa đem lại lợi ích như: Học viên: Vũ Thị Nguyệt Lớp: CH18MT Luận văn Thạc sỹ 85 Ngành: Khoa học Môi trường - Cấp nước: Các nguồn nước mưa, nước mặt, nước đất sử dụng - Chất lượng nước: Các yếu tố tự nhiên ảnh hưởng đến chất lượng nước yếu tố quan trọng gây vấn đề ô nhiễm môi trường nước hoạt động người phải kiểm soát chặt chẽ yếu tố - Kiểm soát lũ: Việc cấp nước đồng thời đảm bảo phịng chống lũ lý quan trọng nỗ lực quản lý hồ chứa - Kiểm sốt bồi lắng: Sự bồi lắng ảnh hưởng đến chất lượng nước, sinh cảnh, giao thơng thuỷ, kiểm sốt lũ dịch vụ du lịch, giải trí hồ Nó cịn ảnh hưởng đến lồi cá bùn lắng lịng hồ - nơi cần thiết cho chúng sinh sản - Giao thông thuỷ: Các hoạt động giao thông thuỷ dịch vụ cảng thường gây ô nhiễm môi trường nước việc xả dầu cặn chất thải có nguồn gốc dầu mỡ khống chất thải sinh hoạt Ngồi ra, vấn đề quan trọng mặt môi trường với hoạt động giao thông thuỷ cố tràn dầu - Phát triển kinh tế với công trình thuỷ điện - thuỷ lợi: Có thể thực mục tiêu phát triển kinh tế việc quản lý lưu vực sông - Đa dạng sinh học: Hồ chứa nơi cư trú cần thiết đa dạng cho nhiều q trình nhiều lồi sinh vật, nơi cung cấp mối liên hệ hệ sinh thái thuỷ sinh với hệ sinh thái vùng cao Quản lý hồ chứa tránh suy thối nơi cư trú loài động thực vật hoang dã nguy cấp - Giải trí - du lịch: Duy trì mực nước hồ, bảo vệ chất lượng nước hồ cho hoạt động giải trí - du lịch tăng cường việc quản lý tổng hợp hồ chứa, điều đem lại lợi ích cho hồ chứa, làm tăng giá trị chúng hoạt động giải trí bơi thuyền câu cá Học viên: Vũ Thị Nguyệt Lớp: CH18MT Luận văn Thạc sỹ 86 Ngành: Khoa học Môi trường Quy hoạch tổng thể nhằm bảo vệ khai thác bền vững tài nguyên nước hồ chứa thân khơng có điểm kết thúc cách để đạt mục đích chiến lược chính, là: - Tính hiệu quả, với tình trạng khan tài nguyên (thiên nhiên, tài nhân lực) cần cố gắng tối đa phúc lợi KT - XH có khơng từ sở nguồn lực mà cịn từ đầu tư để cung cấp dịch vụ nước - Tính cơng việc phân bổ tài ngun nước khan dịch vụ nhóm cộng đồng thành phần kinh tế khác quan trọng, để làm giảm xung đột thúc đẩy phát triển bền vững xã hội - Tính bền vững mơi trường: nỗ lực cải cách quản lý tài nguyên nước thất bại quan niệm tài nguyên nước mặt, nước ngầm vơ tận đáp ứng nhu cầu gia tăng tài nguyên nước, tiếp tục tạo rủi ro cho hệ thống nguồn nước, nơi sống phụ thuộc vào Hồ chứa Núi Cốc cơng trình thủy nơng lớn hệ thống cơng trình thủy lợi, nay, ban hành Quy trình vận hành hồ chứa Núi Cốc Bộ NN&PTNT (theo Quyết định số 118/2006/QĐ-BNN ngày 29/12/2006) vấn đề quản lý tổng hợp nhằm phát triển kinh tế, ổn định đời sống xã hội bền vững môi trường chưa đề cập cách cụ thể Vì tài nguyên nước hồ chứa Núi Cốc có biểu suy thối, việc quy hoạch tổng thể nhằm bảo vệ khai thác bền vững tài nguyên nước hồ Núi Cốc cần thiết, vì: - Tài nguyên nước (cả trữ lượng chất lượng nước) hồ Núi Cốc suy thoái với trình phát triển KT – XH bề mặt lưu vực hồ xung quanh hồ chứa - Chưa có phối hợp theo mục tiêu sử dụng tổng hợp tài nguyên nước Các hoạt động khai thác, sử dụng tài nguyên nước nhiều chồng chéo Học viên: Vũ Thị Nguyệt Lớp: CH18MT Luận văn Thạc sỹ 87 Ngành: Khoa học Môi trường - Chưa coi nước hàng hoá ứng với giá trị đưa vào sử dụng Chưa có sách tài nước đầy đủ tạo động lực cho quản lý tài nguyên nước - Hệ thống tổ chức quan quản lý chưa đủ mạnh biên chế lực Xả nước thải không qua xử lý - Chưa có cơng cụ quản lý tài để gắn việc sử dụng nước tiết kiệm hợp lý - Thiếu sở liệu quản lý môi trường - Nguồn kinh phí cung cấp cho hoạt động bảo vệ mơi trường lưu vực cịn thiếu nhiều so với yêu cầu thực tế đặt 4.4.2 Đề xuất biện pháp quản lý bảo vệ chất lượng nước 4.4.2.1 Quản lý tổng hợp tài nguyên nước nhằm đảm bảo khối lượng nước cho nhu cầu sử dụng Cần xây dựng thực chương trình quản lý tổng hợp bao gồm vừa phải quản lý hoạt động phát triển KT - XH vừa bảo tồn tài nguyên thiên nhiên trì chất lượng môi trường theo tiêu chuẩn định lưu vực Chương trình phải tập hợp vấn đề KT - XH liên quan, bảo vệ khai thác tài nguyên cách bền vững, bảo vệ chất lượng môi trường sức khoẻ người tồn lưu vực thành thể thống Trong phải đảm bảo khối lượng nước phục vụ nhu cầu cấp nước sinh hoạt, nông nghiệp du lịch: Lưu vực hồ Núi Cốc có địa hình thuận lợi đón gió nên nguồn nước đến thuộc loại trung bình Với lượng mưa trung bình nhiều năm đạt 1867mm lưu vực biến đổi từ 1500 – 2500mm, giảm dần từ tây sang đông Để sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên nước hồ Núi Cốc, giảm thiểu thiệt hại thiên tai gây ra, cần: - Coi nguồn nước hàng hoá ứng với giá trị đưa vào sử dụng, cần đặt thứ tự ưu tiên sử dụng Mặc dù với mục đích cơng trình thủy nơng mực nước hồ đến giới hạn đề nghị ưu tiên cấp nước cho sinh hoạt TP Học viên: Vũ Thị Nguyệt Lớp: CH18MT Luận văn Thạc sỹ 88 Ngành: Khoa học Môi trường Thái Nguyên, TX Sông Công thông báo cho hộ dùng nước, đồng thời thực biện pháp tiết kiệm nước Chế độ cấp nước cho nhà máy thủy điện hoàn toàn theo chế độ cấp nước tưới Chỉ cho phép cấp nước gia tăng có lưu lượng xả thừa Lưu lượng tháo qua cống lấy nước không vượt 30 m3/s phải P P đồng ý Sở NN&PTNT Thái Nguyên - Tăng cường quan trắc đo đạc yếu tố Khí tượng Thủy văn lưu vực nhằm cảnh báo, dự báo tình hình nguồn nước đến Trong lưu vực hồ Núi Cốc phụ cận có mạng lưới quan trắc khí tượng thủy văn gồm 11 trạm đo, nhiên số liệu đo đạc không đầy đủ đồng Cho đến lại số trạm quan trắc khí tượng đo mưa: Đại Từ, Kỳ Phú, Minh Tiến, Yên lãng, Điềm mạc Vì vậy, cơng tác dự báo, cảnh báo dịng chảy, đặc biệt giá trị cực trị dòng chảy gặp nhiều khó khăn Để phục vụ cảnh báo, dự báo tài nguyên nước đến hồ, đề nghị trì trạm đo mưa kể trên, chuyển đo mưa trạm Đại Từ khôi phục trạm đo thủy văn Núi Hồng - Xây dựng quy trình điều tiết hồ Núi Cốc phục vụ đa mục tiêu (cấp nước, phát điện, chống lũ, du lịch nuôi trồng thủy sản,…) Một hồ chứa đa mục tiêu vận hành gây nhiều mâu thuẫn xung đột nhiệm vụ, cần có quy trình vận hành điều tiết khoa học tùy theo thứ tự ưu tiên nhiệm vụ để giảm thiểu tác động bất lợi, nâng cao hiệu khai thác 4.4.2.2 Quản lý nguồn gây ô nhiễm chất lượng nước (1)- Dòng chảy cát bùn vấn đề bồi lắng lòng hồ Tuổi thọ hồ Núi Cốc gắn liền đến hoạt động lưu vực, với diễn biến thời gian qua cho thấy lượng bùn cát bồi lắng lịng hồ diễn nhanh có xu giảm dần hồ hoạt động ổn định Trung bình năm lượng bùn cát bồi lắng 440.000m3/năm theo xu nay, dự báo sau 96 năm P P lượng bùn cát bồi lắng bồi lấp hồn tốn dung tích chết hồ (ở cao trình 34m) Quá trình bồi lắng bùn cát lịng hồ chủ yếu hình thành từ ngun nhân tác động người phá hoại thảm phủ thực vật tự nhiên Việc chặt phá Học viên: Vũ Thị Nguyệt Lớp: CH18MT Luận văn Thạc sỹ 89 Ngành: Khoa học Môi trường rừng đầu nguồn kết hợp với địa hình dốc vốn có gây xói mịn lớp phủ thổ nhưỡng vùng núi, theo dòng chảy gây bồi lắng lòng hồ Mặt khác, hoạt động khai thác khống sản người dân khơng có quy hoạch; sử dụng đất bán ngập lòng hồ để canh tác; chăn thả gia súc, gia cầm khơng có quy hoạch làm giảm khả tái sinh rừng; hoạt động du lịch tàu thuyền làm tăng đáng kể khả xói lở bờ hồ làm gia tăng lượng cát bùn vào lòng hồ Các giải pháp nhằm giảm thiểu lượng cát bùn vào lòng hồ là: Tăng cường diện tích rừng phịng hộ với loại địa phù hợp tạo chất - lượng rừng tốt nhằm chống xói mịn bề mặt đưa cát bùn xuống lòng hồ Hiện khu vực vùng núi Tam Đảo vùng đồi quanh hồ đất trống với tỷ lệ 49% đất lâm nghiệp Cần xúc tiến nhanh việc phủ xanh đất trống đồi trọc khu vực Tăng cường rừng khai thác khu vực bờ hồ vùng đất bán ngập nhằm hạn chế - sạt lở bờ hồ Phát triển cơng trình sông suối nhỏ để giữ phù sa lại trước đổ vào - sông Công hồ Núi Cốc; - Quản lý chặt chẽ khai thác khoáng sản lưu vực hồ chứa - Kiểm soát chặt chẽ việc người dân canh tác tự phát diện tích đất bán ngập - Dùng dòng chảy mạnh để cát bồi lắng, hút cát, đào xúc cát lắng đọng (2)- Ngăn chặn nguồn ô nhiễm từ khu vực xung quanh nhằm đảm bảo chất lượng nước hồ phục vụ cấp nước sinh hoạt, nông nghiệp du lịch Cho đến nay, chất lượng nước hồ Núi Cốc có biến đổi so với chất lượng nguồn nước gia nhập vào hồ đảm bảo điều kiện Quy chuẩn Việt Nam nước mặt (QCVN08:2008/BTNMT) cho cấp nước sinh hoạt (A ) cấp nước cho ngành khác (B) Tuy nhiên, nước hồ Núi Cốc R R xuất nở hoa VKL độc độc tố chúng Do Học viên: Vũ Thị Nguyệt Lớp: CH18MT Luận văn Thạc sỹ 90 Ngành: Khoa học Môi trường ảnh hưởng làm giảm khả sử dụng nguồn nước hồ, đặc biệt cho mục đích cấp nước sinh hoạt Nền tảng kỹ thuật vấn đề bảo vệ nước hoà lẫn vào việc sử dụng hợp lý tài nguyên nước, hạ thấp nhiễm bẩn tối đa nguồn nước, đảm bảo việc cung cấp nước cho kinh tế quốc dân lượng nước cần thiết chất lượng nước yêu cầu - Trong canh tác nơng nghiệp, theo q trình rửa trơi xói mịn lưu vực, lượng lớn chất dinh dưỡng từ phân bón dư thừa bị đổ vào hệ thống nước mặt, góp phần gây ô nhiễm, gây phì dưỡng nước hồ Núi Cốc Sở Nông nghiệp phát triển nông thôn tỉnh Thái Ngun cần có biện pháp để kiểm sốt tình hình sử dụng phân bón thuốc bảo vệ thực vật huyện lưu vực, góp phần giảm lượng tồn dư phân bón hố chất độc hại nước thải vùng canh tác, hạn chế tối đa lượng phân bón dư thừa nhằm làm giảm hàm lượng N P bị trình rửa trôi lưu vực Chăn nuôi theo quy mô tập trung trang trại, hạn chế phá hoại thảm thực vật hình thức chăn ni đơn lẻ - Đối với hoạt động khai thác du lịch dịch vụ, nhà hàng khách sạn cần phải lắp đặt vận hành có hiệu hệ thống xử lý nước thải trước đổ xuống hồ Nghiêm cấm xả chất thải từ hoạt động dịch vụ du lịch trực tiếp xuống lóng hồ - Đối với hoạt động khai thác khống sản, sản xuất cơng nghiệp lưu vực, cần lắp đặt vận hành có hiệu hệ thống xử lý nước thải Đảm bảo chất lượng nước thải đổ vào môi trường nước hồ đạt tiêu chuẩn cho phép - Phối hợp thực điều tiết nước sông mùa khô mùa lũ, đảm bảo đủ nguồn nước cung cấp cho sinh hoạt, sản xuất nơng nghiệp, tiêu lũ khả tự làm Hồ Núi Cốc Học viên: Vũ Thị Nguyệt Lớp: CH18MT Luận văn Thạc sỹ 91 Ngành: Khoa học Môi trường - Tuyên truyền giáo dục cho người dân ý thức bảo vệ môi trường Cần có hướng dẫn chi tiết khuyến cáo khách du lịch khơng xả rác bừa bãi xuống lịng hồ - Gắn kết bảo vệ mơi trường q trình phát triển KT - XH Đưa hạng mục bảo vệ nguồn nước, môi trường sinh thái, cảnh quan khai thác bền vững vào kế hoạch phát triển KT - XH Thái Nguyên - Nâng cao lực quản lý Ban Quản lý hồ Núi Cốc nghiêm túc thực Quy trình điều tiết hồ chứa Bộ NN&PTNT ban hành - Tăng cường công tác khoa học (dự báo, cảnh báo) công nghệ (xử lý chất thải trước đổ vào môi trường) Học viên: Vũ Thị Nguyệt Lớp: CH18MT Luận văn Thạc sỹ 92 Ngành: Khoa học Môi trường KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Các kết khảo sát cho thấy, hầu hết tiêu quan trắc chất lượng nước hồ Núi Cốc nằm khoảng giới hạn Quy chuẩn Việt Nam cho phép chất lượng nước bề mặt (QCVN 08-2008) - Các tiêu hóa lý mơi trường nước hồ nằm khoảng quy chuẩn cho phép - Hàm lượng chất dinh dưỡng nằm quy chuẩn cho phép QCVN 08-2008 nước mặt Khoảng dao động nitrit 0,003 mgN/l- 0,03 mgN/l, nitrat 0,2 mgN/l đến 0,9 mgN/l amoni 0,03 mgN/l đến 0,23mgN/l Hàm lượng phốt phát trung bình phốt tổng nước hồ cao nhiều so với nước tự nhiên Hàm lượng silic nước hồ dao động không nhiều, nằm khoảng 3,5-4,4 mgSi/l Thành phần thực vật hồ Núi Cốc phong phú tập trung với ngành tảo: tảo silic, tảo lục , VKL, tảo lông hai roi , tảo rãnh, tảo vàng ánh tảo mắt VKL nhóm chiếm ưu quần xã thực vật hồ Núi Cốc Trong đó, chi VKL độc Microcystis (8 lồi) chi bắt gặp với tần xuất mật độ cao Sự diện mật độ tế bào VKL đặc biệt chi VKL độc Microcystis có mối tương quan ý nghĩa với hàm lượng phốt Hàm lượng microcystin (MC-LR) nhóm MC tìm thấy mẫu nước mẫu nở hoa thu hồ Núi Cốc với hàm lượng dao động khoảng 0,11-1,52 µg MC/l 481699 µgMC/g, tương ứng Đã xác định nguồn gây nhiễm cho hồ Núi Cốc gồm: nước thải từ hoạt động canh tác nông nghiệp; nước thải sinh hoạt, nước thải sản xuất cơng nghiệp, khai thác khống sản, hoạt động du lịch – dịch vụ dư thừa thức ăn chăn nuôi Học viên: Vũ Thị Nguyệt Lớp: CH18MT Luận văn Thạc sỹ 93 Ngành: Khoa học Môi trường KIẾN NGHỊ Cần có kết hoạch quan trắc định kỳ chất lượng nước hồ biến động số lượng, thành phần loài VKL độc (chủ yếu loài thuộc chi Microcystis) nhằm giảm thiểu tác động xấu tới môi trường, nuôi trồng thủy sản sức khỏe người Cần nghiên cứu biện pháp ngăn ngừa xử lý VKL độc Cần giám sát chặt chẽ hoạt động kinh tế diễn khu vực hồ, hoạt động du lịch nhà hàng Cần kiếm soát nguồn gây ô nhiễm, khu vực nguồn nước cung cấp cho nhà máy xử lý nước phục vụ sinh hoạt Học viên: Vũ Thị Nguyệt Lớp: CH18MT Luận văn Thạc sỹ 94 Ngành: Khoa học Môi trường TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Bộ Nông nghiệp phát triển nơng thơn (2006), Quy trình vận hành điều tiết hồ chứa nước Núi Cốc, tỉnh Thái Nguyên Dương Đức Tiến, Trinh tam Kiệt (2002), Vi khuẩn lam gây hại thuộc chi Microsystis Việt Nam, Tạp chí Di truyền ứng dụng Dương Thị Thủy ctv (2010), Biến động mật độ thực vật diện vi khuẩn lam độc độc tố chúng hồ Núi Cốc (Thái Nguyên), Tạp chí khoa học cơng nghệ, tập 48, số 4A, trang 391 – 396 Dương Thị Thủy ctv (2010), Các yếu tố môi trường liên quan đến xuất vi khuẩn lam hồ Núi Cốc (Thái Nguyên) Dương Thị Thủy (2010), Nghiên cứu biến động thành phần loài vi khuẩn lam độc Microcystis độc tố chúng hai hồ chứa Hòa Bình Núi Cốc, thuyết minh đề cương đề tài nghiên cứu bản, trang 2- Đặng Đình Kim ctv (2005), Hiện trạng dinh dưỡng nở hoa nước hồ hồ chứa Việt Nam, Báo cáo Hội thảo quốc gia Tảo độc hại vấn đề có liên quan, Viện Hải dương học, Nha Trang 7-11/1/2005 Đặng Đình Kim, Đặng Hồng Phước Hiền (1999), Cơng nghệ sinh học vi tảo, Nhà xuất Nơng nghiệp Đặng Đình Kim ctv (2005), Nghiên cứu tảo độc nước Việt Nam, Báo cáo Hội nghị tồn quốc ni trồng thuỷ sản, Hải Phịng, tháng 1/2005 Đặng Hồng Phước Hiền ctv (2005), Nguy ô nhiễm tảo độc độc tố chúng thuỷ vực nước phía Bắc Việt Nam, Báo cáo Hội thảo quốc gia Tảo độc hại vấn đề có liên quan, Viện Hải dương học Nha Trang 7-11/1/2005 10 Đặng Ngọc Thanh ctv (2002), Thuỷ sinh học thuỷ vực nước nội địa Việt Nam, Nhà xuất KH&KT Học viên: Vũ Thị Nguyệt Lớp: CH18MT Luận văn Thạc sỹ 95 Ngành: Khoa học Môi trường 11 Lê Thị Phương Quỳnh (2010), Bước đầu xác định tải lượng chất dinh dưỡng (N, P) đổ vào môi trường nước hồ Núi Cốc (Thái Nguyên), Tạp chí khoa học cơng nghệ, tập 48, số 4A, trang 369 – 375 12 Nguyễn Nguyên Cương (2002), Điều tra đánh giá môi trường nước hồ Núi Cốc, đề xuất giải pháp bảo vệ môi trường sử dụng hiệu lòng hồ 13 Nguyễn Thị Ben (2011), Nghiên cứu phân bố vi khuẩn lam tương quan với yếu tố môi trường hồ Cơng viên 29/3, thành phố Đà Nẵng, tóm tắt luận văn thạc sỹ khoa học, trang 1-14 14 Vũ Hữu Hiếu ctv (2010), Bước đầu đánh giá nguồn nước thải lưu vực hồ Núi Cốc (Thái Ngun), Tạp chí Khoa hoc Cơng nghệ Năng lượng, số 1, trang 97-101 15 Trần Văn Tựa (2010), Nghiên cứu, đánh giá trạng ô nhiễm môi trường nước tảo độc hồ Núi Cốc (Thái nguyên) Đề xuất giải pháp quản lý tổng hợp nước hồ, báo cáo tổng kết, trang 208-302 16 Trung tâm phát triển công nghệ điều tra tài nguyên (2002), Điều tra, đánh giá môi trường nước hồ Núi Cốc, đề xuất giải pháp bảo vệ môi trường sử dụng có hiệu lịng hồ, trang 146 17 Trung tâm quan trắc bảo vệ môi trường (2007), Kết quan trắc môi trường tỉnh Thái Nguyên đợt 6, năm 2007, Sở tài nguyên môi trường Thái Nguyên 18 Phan Văn Mạch (2008), Nghiên cứu chất lượng nươc vi tảo hồ Núi Cốc, trang 1-8 Tiếng Anh 19 Dao, T.S., Cronberg, G., Nimptsch, J., Do, H.L.C., & Wiegand, C (2010), Toxic cyanobacteria from Tri An Reservoir, Vietnam Nova Hedwigia, pp 90, 433-448 Học viên: Vũ Thị Nguyệt Lớp: CH18MT Luận văn Thạc sỹ 96 Ngành: Khoa học Môi trường 20 Dittman, E., Meibner, K., Borner, T., (1996), Conserved sequences of peptide synthetase genes in the cyanobacterium Microcystis aeruginosa, Phycologia 35, pp 62- 67 21 DIN ISO 20179 (ISO 20179:2005), (2005) 22 I Chorus and J Bartram (1999), In Monitoring and Management World Health Organization, 400 pp 23 Komārek J., Anagnostidis K (1989), Modern approach to the classification system of cyanophytes, Nostocales Arch Hydrobiol Suppl 82, pp 247 – 345 24 Komārek J., Anagnostidis K (1999), Cyanoprokaryota, Teil, Chroococcales, In: Ettl, H., G Gärtner., H Heynig., D Mollenhauter (Eds.): Süsswasserflora von Mitteleuropa, 19/1, pp 1-548 25 Komārek J., Anagnostidis K (2005), Cyanoprokaryota, Teil, Oscillatoriales, In: Budel, B., G Gärtner., L Krienitz., M Schagerl (Eds.): Süsswasserflora von Mitteleuropa, 19/2, pp 1-759 26 Karlson B., Cusack C., Bersnan E (2010), Microsopic and Molecular methods for quantitative phytoplankton analysis, IOC Manual and Guides 55, pp 144 27 J Pietsch, K Bornmann and W Schmidt (2002), Acta Hydrochim Hydrobiol 30, pp – 15 28 S Pflugmacher, C Wiegand, K.A Beattie, E Krause, C.E.W Steinberg and G.A Codd (2001), Environ Toxicol Chem 20, pp 846-852 29 T.T.L Nguyen, G Cronberg and J Larsen (2007), Moestrup Nova Hedwigia 85, pp 1–34 Học viên: Vũ Thị Nguyệt Lớp: CH18MT Luận văn Thạc sỹ 97 Ngành: Khoa học Môi trường PHỤ LỤC Ảnh 1: HIện tượng nở hoa hồ Núi Côc Ảnh 2: Thu mẫu tảo nở hoa hồ Núi Cốc Học viên: Vũ Thị Nguyệt Lớp: CH18MT ... DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI VŨ THỊ NGUYỆT NGHIÊN CỨU HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG NƯỚC, BIẾN ĐỘNG THÀNH PHẦN LOÀI VI KHUẨN LAM ĐỘC TRONG HỒ NÚI CỐC VÀ GIẢI PHÁP XỬ LÝ... vi? ??c ? ?nghiên cứu trạng mơi trường nước, biến động thành phần loài VKL độc hồ Núi Cốc giải pháp xử lý? ?? cần thiết cấp bách Đây sở khoa học cho vi? ??c quản lý, giảm thiểu có mặt tác động xấu VKL độc. .. biến động thành phần loài biến động số lượng VKL độc Ảnh hưởng nguồn thải lưu vực tới chất lượng nước hồ Đề xuất số giải pháp quản lý chất lượng nước hồ Núi Cốc Với nội dung trên, phần mở đầu phần