Chất lượng nước và thành phần loài tảo silic (bacillariophyta) ở hồ cửa nam thành phố vinh nghệ an

Khoá luận tốt nghiệp Trờng Đại học Vinh Khoa Sinh học -------------------- Hoàng Trọng Ngọc Chất lợng nớc và thành phần loài tảo Silic (Bacillariophyta) ở hồ cửa Nam - thành phố vinh - nghệ An Khoá luận tốt nghiệp đại học Hoàng Trọng Ngọc 42E1 Sinh 1 Khoá luận tốt nghiệp Trờng Đại học Vinh Mục lục Tran g Trang phụ bìa Lời cảm ơn Mục lục 1 Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt 3 Danh mục các hình vẽ, biểu đồ 4 Danh mục các bảng 5 Mở Đầu 6 Chơng 1. Tổng quan tài liệu 8 1.1. Vài nét về chất lợng nớc trong các thuỷ vực trên thế giới và ở Việt Nam. 8 1.1.1. Chất lợng nớc trong các thuỷ vực trên thế giới. 8 1.1.2. Chất lợng nớc trong các thuỷ vực ở Việt Nam 11 1.2. Tình hình nghiên cứu tảo Silic trên thế giới và ở Việt Nam 13 1.2.1. Tình hình nghiên cứu tảo Silic trên thế giới 13 1.2.2. Tình hình nghiên cứu tảo Silic ở Việt Nam 16 1.3. Vai trò của một số yếu tố sinh thái ảnh hởng đến sự sinh trởng, phát triển của tảo 19 1.3.1. Vai trò của Tảo trong các thủy vực và một số loài vi tảo đợc dùng làm chỉ thị nớc bẩn. 19 1.3.2 Vai trò của một số yếu tố sinh thái ảnh hởng đến sự sinh trởng, phát triển của tảo 20 Chơng 2. Đối tợng và phơng pháp nghiên cứu 23 2.1. Đối tợng, địa điểm và thời gian nghiên cứu. 23 2.1.1. Đối tợng nghiên cứu. 23 2.1.2. Địa điểm nghiên cứu và thời gian nghiên cứu 23 2.2. Phơng pháp nghiên cứu. 23 2.2.1. Phơng pháp thu mẫu nớc và mẫu vi tảo. 23 2.2.1.1. Phơng pháp thu mẫu nớc 23 2.2.1.2. Phơng pháp thu mẫu vi tảo 23 Hoàng Trọng Ngọc 42E1 Sinh 2 Khoá luận tốt nghiệp Trờng Đại học Vinh 2.2.2. Phơng pháp phân tích một số chỉ tiêu thuỷ lý, thuỷ hoá 23 2.2.3. Phơng pháp phân tích mẫu tảo 24 2.2.3.1. Phân tích định tính tảo 24 2.2.3.2. Phân tích định lợng tảo 25 2.2.4. Phơng pháp tính hệ số tơng đồng Sorenxen (S) 25 Chơng 3. Kết quả nghiên cứu 26 3.1. Một số chỉ tiêu thủy lý, thuỷ hoá ở hồ Cửa Nam Thành phố Vinh Nghệ An. 26 3.1.1. Một số chỉ tiêu thuỷ lý ở hồ Cửa Nam 26 3.1.1.1. Nhiệt độ 26 3.1.1.2. Độ trong 27 3.1.2. Một số chỉ tiêu thuỷ hoá ở hồ Cửa Nam 29 3.1.2.1. pH 29 3.1.2.2. Oxi hoà tan (DO) 30 3.1.2.3. Nhu cầu oxi hoá hoá học (COD) 31 3.1.2.4. Hàm lợng NO 3 - - N 32 3.1.2.5. Hàm lợng muối dinh dỡng NH 4 + 34 3.1.2.6. Hàm lợng muối dinh dỡng PO -3 4 35 3.1.2.7. Hàm lợng sắt tổng số (Fe ts ) 36 3.1.2.8. Hàm lợng Silic ( SiO 2 ) 37 3.2. Nhận xét chung 38 3.3.Tảo Silic trong thuỷ vực nghiên cứu 38 3.3.1. Đặc điểm thành phần loài tảo Silic (Bacillariophyta) 38 3.3.2. Sự đa dạng thành phần loài theo mức độ họ và chi 44 3.3.3. Sự biến động số lợng loài tảo Silic theo các đợt nghiên cứu ở hồ Cửa Nam Thành phố Vinh Nghệ An 45 3.3.4. Hệ số (Sorenxen) tơng đồng của các thành phần loài trong hai đợt thu mẫu 47 3.4. Sự biến động số lợng tế bào trong các đợt nghiên cứu 48 3.5. Mối quan hệ giữa một số yếu tố sinh thái đối với tảo Silic trên địa bàn nghiên cứu 48 Hoàng Trọng Ngọc 42E1 Sinh 3 Khoá luận tốt nghiệp Trờng Đại học Vinh Kết luận và đề nghị 51 Tài liệu tham khảo 52 Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt DO: Oxi hoà tan (Dissolved oxygen) COD: Nhu cầu oxi hoá hoá học (Chemical oxygen Demand) mg/l: miligam/lít SS: Chất lơ lửng BOD 5 : Nhu cầu oxi hoá sinh học Nxb: Nhà xuất bản cm: Centimet TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam ml: Minlilít 0 C: Độ C S: Hệ số tơng đồng (Sorenxen) I: Điểm I II: Điểm II III: Điểm III IV: Điểm IV V: Điểm V TB: Trung bình Hoàng Trọng Ngọc 42E1 Sinh 4 Khoá luận tốt nghiệp Trờng Đại học Vinh Danh mục các hình vẽ, biểu đồ Hình 3.1. Sự biến động nhiệt độ trung bình tại các điểm ở hồ Cửa Nam qua hai đợt nghiên cứu. Hình 3.2. Sự biến động độ trong trung bình tại các điểm ở hồ Cửa Nam qua hai đợt nghiên cứu. Hình 3.3. Sự biến động Oxi hoà tan trung bình tại các điểm ở hồ Cửa Nam qua hai đợt nghiên cứu. Hình 3.4. Sự biến động COD trung bình tại các điểm ở hồ Cửa Nam qua hai đợt nghiên cứu. Hình 3.5. Sự biến động của hàm lợng NO 3 - trung bình tại các điểm ở hồ Cửa Nam qua hai đợt nghiên cứu. Hình 3.6. Sự biến động của hàm lợng NH 4 + trung bình tại các điểm ở hồ Cửa Nam qua hai đợt nghiên cứu. Hình 3.7. Sự biến động của hàm lợng PO 4 3- trung bình tại các điểm ở hồ Cửa Nam qua hai đợt nghiên cứu. Hình 3.8. Sự biến động của hàm lợng Fe ts trung bình tại các điểm ở hồ Cửa Nam qua hai đợt nghiên cứu. Hình 3.9. Sự biến động của hàm lợng SiO 2 trung bình tại các điểm ở hồ Cửa Nam qua hai đợt nghiên cứu. Hoàng Trọng Ngọc 42E1 Sinh 5 Khoá luận tốt nghiệp Trờng Đại học Vinh Danh mục các bảng Bảng 3.1. Trị số nhiệt độ nớc trung bình tại các điểm nghiên cứu ở hồ Cửa Nam. Bảng 3.2. Trị số độ trong trung bình tại các điểm nghiên cứu ở hồ Cửa Nam. Bảng 3.3. Trị số pH trung bình tại các điểm nghiên cứu ở hồ Cửa Nam. Bảng 3.4. Hàm lợng Oxi hoà tan trung bình tại các điểm nghiên cứu ở hồ Cửa Nam. Bảng 3.5. Trị số COD trung bình tại các điểm nghiên cứu ở hồ Cửa Nam. Bảng 3.6. Hàm lợng NO 3 - trung bình tại các điểm nghiên cứu ở hồ Cửa Nam. Bảng 3.7. Hàm lợng NH 4 + trung bình tại các điểm nghiên cứu ở hồ Cửa Nam. Bảng 3.8. Hàm lợng PO 4 3- trung bình tại các điểm nghiên cứu ở hồ Cửa Nam. Bảng 3.9. Hàm lợng Fe ts trung bình tại các điểm nghiên cứu ở hồ Cửa Nam. Bảng 3.10. Hàm lợng SiO 2 trung bình tại các điểm nghiên cứu ở hồ Cửa Nam. Hoàng Trọng Ngọc 42E1 Sinh 6 Khoá luận tốt nghiệp Trờng Đại học Vinh Mở đầu Vi tảo (Microalgae) là những sinh vật tự dỡng, là đối tợng thu hút đ- ợc sự quan tâm của nhiều nhà khoa học. Ngời ta dùng vi tảo nh là một biện pháp sinh học chống ô nhiễm môi trờng nớc, bởi lẽ chúng có khả năng cung cấp ôxi, hấp thụ một lợng không nhỏ các muối dinh dỡng và ion kim loại nặng. Một số vi tảo là sinh vật chỉ thị cho sự nhiễm bẩn của thuỷ vực, số khác là nguồn nguyên liệu để sản xuất ra các chất màu sinh học, vitamin, axit béo Ngoài ra, vi tảo cùng với các sản phẩm có hoạt tính sinh học của chúng đã đợc sử dụng rộng rãi trong các ngành y học, chăn nuôi và trồng trọt. Không có tảo thì không có quy trình của vật chất trong các thuỷ vực, không có nghề nuôi thuỷ sản, tảo không chỉ có tác dụng khép kín chu trình của vật chất trong tự nhiên mà còn có tác dụng rút ngắn chu trình ấy và làm cho tốc độ vòng quay của chu trình này tăng lên. Tảo chiếm vị trí chủ chốt, nó nằm ở trái tim của thế giới. Tảo Silic (Bacillariophyta) là những cơ thể đơn bào, tập đoàn có kích thớc hiển vi. Chúng là thành phần chính của thực vật phù du (Phytoplankton) chúng là thức ăn cho động vật nổi, các loài ấu trùng, các loài động vật thân mềm ăn lọc, các loài cá bột và một số loài cá sinh trởng. Sự phát triển của chúng có vai trò quyết định tới năng suất sinh học của quần xã sinh vật thuỷ sinh. ở Việt Nam từ những năm 1960 trở lại đây đã có khá nhiều công trình nghiên cứu vi tảo nói chung, tảo silic nói riêng ở các thủy vực dạng ao, hồ và các thuỷ vực nớc lợ nh : Trơng Ngọc An, Hàn Ngọc Lơng, Dơng Đức Tiến (1982), Tôn Thất Pháp (1993), Đặng Thị Sy (1996) ở Bắc Trung Bộ có các công trình nghiên cứu của Võ Hành (1983), Nguyễn Đình San (2001). Các công trình đã nêu bật đợc tính đa dạng của khu hệ tảo nớc ngọt và vai trò của một số loài làm sạch môi trờng nớc. Tuy nhiên, ở hồ Cửa Nam (Thành phố Vinh) việc Hoàng Trọng Ngọc 42E1 Sinh 7 Khoá luận tốt nghiệp Trờng Đại học Vinh khảo sát tài nguyên vi tảo và sử dụng chúng để đánh giá chỉ tiêu của nớc cha đ- ợc chú ý và quan tâm. Từ thực tế đó chúng tôi tiến hành đề tài : Chất lợng nớc và thành phần loài tảo Silic (Bacillariophyta) ở hồ Cửa Nam Thành phố Vinh Nghệ An . Với mục tiêu: Nhằm điều tra một số chỉ tiêu về chất lợng nớc và thành phần loài tảo Silic (Bacillariophyta), cũng nh số lợng của chúng, đồng thời xem xét mối quan hệ giữa một số yếu tố sinh thái lên tảo Silic. để đạt đợc mục tiêu đó nội dung của đề tài phải giải quyết là: 1. Xác định một số chỉ tiêu thuỷ lý, thuỷ hoá ở hồ cửa Nam. 2. Xác định thành phần loài tảo Silic (Bacillariophyta) và số l- ợng của chúng. 3. Xem xét sự liên quan giữa các yếu tố chất lợng nớc và sự phân bố của ngành tảo Silic. Hoàng Trọng Ngọc 42E1 Sinh 8 Khoá luận tốt nghiệp Trờng Đại học Vinh Chơng 1 Tổng quan tài liệu 1.1. Vài nét về chất lợng nớc trong các thuỷ vực trên thế giới và ở Việt Nam. 1.1.1. Chất lợng nớc trong các thuỷ vực trên thế giới Nớc là thành phần không thể thiếu của sự sống, trên trái đất có khoảng 1,4 tỷ km 3 nớc, trong đó biển và đại dơng chiếm 97,6%. Các tầng băng tuyết ở Bắc cực và Nam cực chiếm 2,14%, nớc ngầm trao đổi tích cực là 0,29%. Phần nớc it ỏi còn lại phủ trên diện tích gần 2% diện tích của hành tinh. Đây mới thực sự là nguồn nớc ngọt mà con ngời thờng xuyên sử dụng tới [7]. Theo số liệu đã tổng kết, trong khoảng 105 km 3 nớc ma, nguồn nớc ngọt rơi trên bề mặt hành tinh thì chỉ có khoảng 1/3 đổ ra sông còn lại 2/3 quay trở lại khí quyển do sự bốc hơi bề mặt và thoát hơi nớc của thực vật. Nếu xem 375.000km 3 /năm là tiềm năng nớc cung cấp cho con ngời thì với dân số hiện tại, mỗi ngời mỗi ngày nhận đợc 2000 lít [29]. Sự tăng nhanh dân số cùng với sự phát triển kinh tế đã dẫn đến nhu cầu về nớc ngày càng gia tăng. Nhng khả năng sử dụng các nguồn nớc vào đời sống và sản xuất lại bị hạn chế do chúng bị ô nhiễm. Với tốc độ gia tăng dân số nh hiện nay ( Dự báo trong 3 thập kỷ tới, dân số thế giới sẽ đạt trên 8,5 tỷ, so với hiện tại tăng khoảng 2,5 tỷ ngời, trong số đó 83,4% tập trung ở các nớc đang phát triển [19] ) thì nguồn tài nguyên nớc ngọt càng trở nên khan hiếm nhiều nơi, nhiều lúc. Bên cạnh sự gia tăng dân số, nạn ô nhiễm môi trờng bành trớng cùng với quá trình công nghiệp hoá, đô thị hoá, chất lợng nớc ngày càng giảm sút. Tình trạng ô nhiễm nớc đang xảy ra trên quy mô toàn cầu. Hoạt động phát triển đã làm tăng khối lợng và thành phần của nớc thải chảy vào nguồn nớc mặt khiến cho ô nhiễm nớc trở nên phổ biến. Theo thống kê về tình hình ô nhiễm nớc trên thế giới cho thấy: Phần lớn sông hồ ở Châu Âu đều bị nhiễm bẩn, điển hình là sông Rein đang bị biến Hoàng Trọng Ngọc 42E1 Sinh 9 Khoá luận tốt nghiệp Trờng Đại học Vinh thành cống nớc công cộng, mỗi năm nớc sông đục thêm và đen dần [22]. Sông Vôlga ở Nga cũng chịu cảnh tợng tơng tự. Tại các con sông ngòi Châu Âu nồng độ muối Nitrat vợt 2,5 lần tiêu chuẩn cho phép (100mg/lít). Nồng độ này trong khu vực Châu Âu gấp 45 lần so với mức nền tự nhiên, nồng độ phốt phát cao gấp 2,5 lần tiêu chuẩn cho phép. Hàng năm các con sông này mang vào đại dơng 320 triệu tấn sắt, 2,3 triệu tấn chì, 1,6 triệu tấn man gan, 320 triệu tấn can xi, 6,5 triệu tấn phốtpho và cả thế giới hàng năm làm ô nhiễm môi trờng bởi 10 triệu tấn dầu mỡ và 700 tấn thuỷ ngân [15]. Hàng năm dặm sông chảy qua thành phố New York đã không còn sự sống do chất thải của nhà máy thải ra nhiều năm. Sông Potamac chảy qua Washington, đáy sông đang bị nông dần do lắng đọng của các chất thải. Mỗi năm các ngành công nghiệp thực phẩm, giấy, hoá chất trên toàn nớc Mỹ đổ ra các sông một lợng chất thải khoảng 94,5 tỷ m 3 [22]. Sự phát triển của khoa học kỹ thuật đã tạo ra nhiều sản phẩm phân bón, thuốc trừ sâu diệt cỏ nhằm nâng cao sản lợng nông nghiệp. Các hoá chất này sau khi sử dụng còn tồn d trong đất, thấm dần hoặc rửa trôi vào môi trờng nớc đã và đang là nguyên nhân làm giảm nhiều loài sinh vật có ích, làm giảm tính đa dạng sinh học, ảnh hởng có hại tới sức khoẻ con ngời. ở Mỹ, hàng năm có tới 10 tấn thuốc trừ sâu thải ra vịnh Mêhicô, đó là những chất độc hại tiềm tàng mà hậu quả còn cha xác định hết [18]. Thợng Hải sử dụng trên 960.000 tấn phân hoá học mỗi năm, trong đó 540.000 tấn bị rửa trôi chảy vào dòng sông làm cho nguồn oxy trong nớc bị cạn kiệt [35]. Không những nguồn nớc mặt mà nớc ngầm cũng bị ô nhiễm bởi các kim loại nặng các hoá chất bảo vệ thực vật và các chất thải khác thấm qua môi trờng đất. Nh ở châu Mỹ la tinh lợng chất độc hại từ các bải thải xâm nhập vào nớc ngầm cứ 15 năm lại tăng lên gấp đôi [19]. Tại châu á, ở Trung Quốc trong số 532 con sông đợc kiểm soát thì có tới 436 sông đã bị ô nhiễm ở mức độ khác nhau [35]. Tình trạng ô nhiễm cũng Hoàng Trọng Ngọc 42E1 Sinh 10