Chất lượng nước và thành phần loài vi tảo ở sông bùng thuộc huyện diễn châu tỉnh nghệ an

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH THÁI THỊ HỒNG VINH CHUYÊN NGÀNH: THỰC VẬT HỌC MÃ SỐ: 60.42.20 LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC Người hướng dẫn khoa học: TS LÊ THỊ THUÝ HÀ VINH - 2011 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn này, tơi nhận hướng dẫn tận tình TS Lê Thị Thuý Hà Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc giúp đỡ quý báu Xin chân thành cảm ơn giúp đỡ thầy cô giáo Bộ môn Thực vật, Bộ mơn Sinh lí - Hố sinh, Khoa Sinh, Khoa Sau Đại học, cổ vũ động viên gia đình, bạn bè tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả q trình thực hồn thành luận văn Vinh, tháng 12 năm 2011 Tác giả Thái Thị Hồng Vinh DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU NHỮNG TỪ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN COD : Nhu cầu oxy hóa học (Chemical oxigen Demand) DO : Oxy hịa tan (Dissolved oxygen) mg/l : miligam/lít TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam I : Cầu Diễn Minh II : Cầu Diễn Bình III : Cầu Diễn Quảng IV : Nhà máy nước V : Cầu Diễn Thành tb/l : tế bào/ lít : độ C C MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU CHƢƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Vài nét chất lượng nước thủy vực 1.1.1 Chất lượng nước thủy vực giới 1.1.2 Chất lượng nước thủy vực Việt Nam 1.2 Vi tảo vai trò chúng 1.2.1 Vài nét tình hình nghiên cứu vi tảo giới 1.2.2 Vài nét tình hình nghiên cứu vi tảo Việt Nam 11 1.3 Mối quan hệ chất lượng nước thành phần loài vi tảo 16 CHƢƠNG II: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 20 2.1 Đối tượng nghiên cứu 20 2.2 Địa điểm thời gian nghiên cứu 20 2.2.1 Địa điểm nghiên cứu 20 2.2.2 Thời gian nghiên cứu 20 2.3 Phương pháp nghiên cứu 21 2.3.1 Phương pháp thu mẫu nước mẫu tảo 21 2.3.2 Phương pháp phân tích tiêu thủy lý, thủy hóa 22 2.3.3 Phương pháp phân tích mẫu tảo 23 CHƢƠNG III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN 25 3.1 Một vài đặc điểm điều kiện tự nhiên địa bàn nghiên cứu 25 3.1.1 Vị trí địa lí 25 3.1.2 Đặc điểm khí hậu thủy văn 25 3.1.3 Hiện trạng dòng chảy môi trường 26 3.1.4 Hiện trạng chất thải áp lực 29 3.2 Kết phân tích chất lượng nước sơng 31 3.2.1 Chỉ tiêu vật lý 31 3.2.2 Các tiêu hóa học 34 3.2.3 Nhận xét tổng quát chất lượng nước sông Bùng 42 3.3 Sự đa dạng thành phần lồi vi tảo sơng bùng thuộc huyện Diễn Châu - tỉnh Nghệ An 42 3.3.1 Đa dạng taxon ngành vi tảo khu vực nghiên cứu 42 3.3.2 Sự phân bố taxon lớp 57 3.3.3 Sự phân bố taxon 57 3.3.4 Đa dạng taxon bậc họ 58 3.3.5 Đa dạng mức độ chi 60 3.3.6 Đánh giá đa dạng loài ngành 61 3.4 Sự biến động thành phần loài vi tảo theo điểm nghiên cứu 62 3.5 Sự biến động thành phần loài vi tảo qua đợt nghiên cứu 65 3.6 Sự biến động số lượng tế bào vi tảo 66 3.7 Mối qua hệ thành phần loài, số lượng tế bào vi tảo với yếu tố sinh thái 68 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 71 TÀI LIỆU THAM KHẢO 73 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Hệ thống đánh giá tổng hợp nguồn nước mặt Bảng 1.2 Các tiêu chuẩn cụ thể theo QCVN 08: 2008/BTNMT Bảng 1.3 Các chi tảo thị cho thủy vực bị ô nhiễm (Theo Palmer) 18 Bảng 1.4 Mối tương quan iuwax cấu trúc tảo độ phì 19 Bảng 3.1 Nhiệt độ nước điểm thu mẫu (0C) 32 Bảng 3.2 Độ điểm thu mẫu (cm) 33 Bảng 3.3 Trị số pH điểm nghiên cứu 34 Bảng 3.4 Trị số DO điểm nghiên cứu (mgO2/l) 35 Bảng 3.5 Trị số COD trung bình điểm nghiên cứu (mgO2/l) 37 Bảng 3.6 Hàm lượng NH4+ qua đợt nghiên cứu (mg/l) 39 Bảng 3.7 Hàm lượng NO3- trung bình qua điểm nghiên cứu (mg/l) 40 Bảng 3.8 Hàm lượng PO43- - P qua điểm nghiên cứu 41 Bảng 3.9 Danh lục thành phần loài vi tảo phát điểm nghiên cứu sông Bùng thuộc huyện Diễn Châu - tỉnh Nghệ An 43 Bảng 3.10 Đa dạng taxon ngành vi tảo 56 Bảng 3.11 Sự phân bố taxon lớp 57 Bảng 3.12 Sự phân bố taxon 58 Bảng 3.13 Đa dạng taxon bậc họ ngành vi tảo 59 Bảng 3.14 Các chi đa dạng 60 Bảng 3.15 Đánh giá tính đa dạng loài ngành 61 Bảng 3.16 Sự biến động thành phần loài vi tảo theo điểm nghiên cứu 63 Bảng 3.17 Kết định lượng tế bào vi tảo sông Bựng (giá trị trung bình x 105 tế bào/lit) 67 Bảng 3.18 Mối quan hệ yếu tố thuỷ lý, thuỷ hoá với phân bố, số lượng tế bào vi tảo qua đợt nghiên cứu 68 Bảng 3.19 Mối quan hệ yếu tố thuỷ lý, thuỷ hoá với phân bố, số lượng tế bào vi tảo qua điểm nghiên cứu 69 DANH MỤC CÁC HÌNH, BIỂU ĐỒ Hình 2.1 Sơ đồ điểm thu mẫu 21 Biểu đồ 3.1 Sự biến động nhiệt độ nước qua đợt nghiên cứu 32 Biểu đồ 3.2 Sự biến động độ trung bình qua đợt nghiên cứu 33 Biểu đồ 3.3 Sự biến động pH qua điểm nghiên cứu 34 Biểu đồ 3.4 Sự biến động hàm lượng o xy hòa tan điểm nghiên cứu 36 Biểu đồ 3.5 Biến động hàm lượng oxy hóa học qua điểm nghiên cứu 38 Biểu đồ 3.6 Sự biến động hàm lượng Amoni qua đợt nghiên cứu 39 Biểu đồ 3.7 Sự biến động hàm lượng Nitrat qua đợt nghiên cứu 40 Biểu đồ 3.8 Sự biến động hàm lượng phôt phat qua đợt nghiên cứu 41 Biểu đồ 3.9 Phổ ngành vi tảo khu vực nghiên cứu 56 Biểu đồ 3.10 So sánh mức độ đa dạng ngành vi tảo sông Bùng sông Lam 62 Biểu đồ 3.11 Sự biến động thành phần loài qua đợt nghiên cứu 65 MỞ ĐẦU Ngày kinh tế phát triển vũ bão, đời sống vật chất tinh thần người ngày cao Bên cạnh nhiễm mơi trường hiểm họa đe dọa tới sức khỏe đời sống cộng đồng Đặc biệt tài nguyên nước tình trạng nguy cấp số lượng chất lượng Các nhà khoa học cảnh báo việc giới thiếu 40% nước 20 năm tới Số người tử vong thiếu nước lớn bạo lực, chiến tranh điều đòi hỏi quan tâm không quốc gia mà cộng đồng giới Sự ô nhiễm thủy vực làm thay đổi tính chất hóa lý nước, làm ảnh hưởng tới đời sống thay đổi quần xã sinh vật thủy sinh Việc phục hồi chất lượng nước để trả lại sống bình thường cho thủy vực điều thiết yếu, người cần phải có trách nhiệm với mơi trường với thân Các nhà khoa học nghiên cứu biện pháp để phục hồi tự nhiên phương pháp dùng vi tảo để làm sạch, cải thiện chất lượng môi trường nước chúng có vai trị quan trọng hệ sinh thái nước Là sinh vật sản xuất bậc một, chúng tạo suất sinh học sơ cấp thủy vực, góp phần khơng nhỏ q trình tuần hồn vật chất, trì hàm lượng oxi hịa tan nước Sông Bùng nhánh sông Lam, chảy qua huyện Diễn Châu đổ biển Trước sơng nguồn cung cấp thủy sản có chất lượng cao, cung cấp nước cho sản xuất nông nghiệp, sản xuất muối nước sinh hoạt cho người dân Nhưng gần đây, chất lượng nước sông bị giảm sút, lên mùi hôi thối,làm sinh vật thủy sinh bị chết Người dân ngại sử dụng nước sông làm nước sinh hoạt Xuất phát từ lí nhằm góp phần nghiên cứu đa dạng thực vật đánh giá chất lượng nước sông Bùng, tiến hành đề tài: “Chất lượng nước thành phần loài vi tảo sông Bùng thuộc huyện Diễn Châu - tỉnh Nghệ An” Mục tiêu đề tài nhằm điều tra, đánh giá chất lượng nước, xác định thành phần loài vi tảo rút mối quan hệ tảo môi trường sống sơng Bùng thuộc huyện Diễn Châu, tỉnh Nghệ An CHƢƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Vài nét chất lƣợng nƣớc thủy vực 1.1.1 Chất lƣợng nƣớc thủy vực giới Nước nguồn tài nguyên tự nhiên cần thiết cho sống trái đất Nó thành phần cấu tạo chủ yếu thể, tham gia vào q trình tuần hồn vật chất, q trình sản xuất cơng, nơng ngư nghiệp… Trên trái đất nước bao phủ ¾ bề mặt diện tích, khối lượng nước dự trữ bề mặt trái đất khoảng 1,4 tỉ Km3, biển đại dương chiếm 97,6%, tầng băng tuyết Bắc cực Nam cực chiếm 2,14%, nước ngầm trao đổi tích cực 0,29% Phần nước cịn lại phủ 2% diện tích hành tinh nằm song hồ tầng nước ngầm Đây nguồn nước mà người sử dụng vào sản xuất sinh hoạt.[5] Nước tồn tự nhiên nước tinh khiết mặt hóa học mà nước hỗn hợp gồm chất hịa tan khơng hịa tan khác Thành phần hóa học loại nước không ổn định mà thường xuyên biến đổi q trình sinh học, hóa học, vật lý … môi trường xung quanh tác động vào.[33] Để đánh giá chất lượng nước người ta dựa vào thông số PH, nhiệt độ, độ trong,màu sắc, độ đục, độ mặn, hàm lượng ơxy hịa tan(DO), muối vơ (NH4+, NO3-, PO43-…), cặn lơ lửng (SS), độ kiềm, độ cứng, kim loại nặng, Coliform sinh vật thị khác Khi tiêu thủy lý, thủy hóa thủy vực vượt ngưỡng cho phép, khơng hững gây hậu cho người mà hàng triệu loài sinh vật khác phải gánh chịu Nhiều loài bị chết di cư sang thủy vực khác 81 Ảnh 13: Navicula dicephala (Ehr.) W Sm Ảnh 14: Pinnularia microstauron (Ehr.) Cl Ảnh 15: Bacillaria paradoxa Gmelin Ảnh 16: Nitzschia sp Ảnh 17: Campylodiscus undulatus Grev Ảnh 18: Surirella linearis W Sm 82 Ảnh 19: Dinobryon sertularia Ehr Ảnh 20: Euglena acus Ehr Ảnh 21: Euglena oxyuris Schmarda Ảnh 22: Euglena proxima Dang Ảnh 23: Eugleno texta (Duj.) Hubner Ảnh 24: Euglena texta (Duj.) Hubner var salina (Fritch) 83 Ảnh 25: Euglena sp Ảnh 27: Phacus monilatus Stokes var suecicus Lemm Ảnh 29: Phacus ovalis (Woronich.) Popova Ảnh 26: Phacus longicauda (Ehr.) Duj Ảnh 28: Phacus orbicularis Hubner forma communis Popova Ảnh 30: Strombomonas acuminata (Schmarda) Defl forma ovalis Popova 84 Ảnh 31: Trachelomonas crebea Kellicott Ảnh 32: Trachelomonas hispida (Perty.) Stein emend Defl var volicensis Drez Ảnh 33: Trachelomonas planctonica Swir oblonga Drez Ảnh 34: Trachelomonas raciborskii Wolosz var rossica Skv Ảnh 35: Trachelomonas scabra Playf Ảnh 36: Trachelomonas rollii Defl 85 Ảnh 37: Coelastrum microporum Naeg Ảnh 38: Coelastrum reticulatum ( Dang) Senn Ảnh 39: Coelastrum sphaericum Naeg Ảnh 40: Pediastrum duplex Meyen var clathratum (A Braun) Lagerh Ảnh 41: Pediastrum duplex Meyen var duplex Ảnh 42: Pediastrum duplex Meyen var gracillimum W & G.S West 86 Ảnh 43: Pediastrum duplex Meyen var reticulatum Lagerh Ảnh 44: Pediastrum duplex Meyen var subganulatum Racib Ảnh 45: Pediastrum simplex Meyen var duodenarium (Bailey) Rabenh Ảnh 46: Pediastrum tetras (Ehr.) Ralfs var tetraodon (Corda) Rabenh Ảnh 47: Pediastrum tetras (Ehr.) Ralfs var tetras Ảnh 48: Tetraedron lobulatum (Naeg.) Hansg var lobulatum 87 Ảnh 49: Tetraedron regulare Kuetz Ảnh 50: Lagerheimia chodati Bernard Ảnh 51: Oocystis gigas Archer var gigas Ảnh 52: Planclococcus sphaerocystifomis Korsch Ảnh 53: Coenococcus plantonicus Korsch Ảnh 54: Coenocystis mambetalievae Ergashev 88 Ảnh 55: Actinastrum gracillinum G M Smith Ảnh 56: Actinastrum hantzschii Lagerh var hantzschii Ảnh 57: Crucigenia quadrata Morren Ảnh 58: Crucigenia rectangularis A Br Gay Ảnh 59: Scenedesmus acuminatus (Lagerh.) Chod var acuminatus Ảnh 60: Scenedesmus acuminatus (Lagerh.) Chod var biseriatus Reinsch 89 Ảnh 61: Scenedesmus arcuatus (Lemm.) Lemm var arcuatus Ảnh 62: S bernardii G M Smith Ảnh 63: Scenedesmus bicaudatus (Hansg.) Chod var bicaudatus Ảnh 64: Scenedesmus bicaudatus (Hansg.) Chod var skabitschevskii (Skabisch.) Ergashev Ảnh 65: Scenedesmus bijugatus (Turp.) Kuetz var graevenitzii (Bernard) Ảnh 66: Scenedesmus brasiliensis Bohlin 90 Ảnh 67: Scenedesmus communis Hegew Ảnh 68: Scenedesmus longus Meyen var naegelii (Breb.) G M Smith Ảnh 69: Scenedesmus obliquus (Turp.) Kuetz var alternans Christ Ảnh 70: Scenedesmus opoliensis P Richt var mononensis Chod Ảnh 71: Scenedesmus perforratus Lemm Ảnh 72: Scenedesmus pectinastus Meyen 91 Ảnh 73: Scenedesmus protuberans Frich et Rich var protuberans Ảnh 74: Scenedesmus quadricauda (Turp.) Breb var maximum W et G S West Ảnh 75: Scenedesmus quadricauda (Turp.) Breb var quadricauda Ảnh 76: Scenedesmus tropicus Crow Ảnh 77: Scenedesmus sp Ảnh 78: Closterium moliniferum (Borry.) Ehrenb 92 Ảnh 79: Cosmarium notabile Breb Ảnh 80: Staurastrum anatinoides Sott & Presc var javanicum Ảnh 81: Staurastrum pseudopachyrhyncum Walle Ảnh 82: Staurastrum sp Ảnh 83 : Spirogyra sp Ảnh 84: Schizomeris leibleinii Kuetz 93 PHỤ LỤC II K ẾT QUẢ PHÂN TÍCH CHỈ TIÊU THỦY LÝ, THỦY HĨA ĐỢT I Ở SÔNG BÙNG Địa điểm I II III IV V Bờ trái Giữa dòng Bờ phải Bờ trái Giữa dòng Bờ phải Bờ trái Giữa dòng Bờ phải Bờ trái Giữa dòng Bờ phải Bờ trái Giữa dòng Bờ phải Nhiệt độ nước TB 18,70 18,10 18,50 18,70 18,40 18,00 18,15 19,05 20,15 45 50 19,50 75 50,00 70 80 DO TB 6,32 6,23 5,58 55,00 6,32 6,25 6,24 6,00 6,59 7,32 4,80 4,89 6,44 4,80 4,60 5,35 4,77 4,32 3,89 19,01 4,70 20,22 19.34 18,02 24.37 12,72 22,78 0,76 0,42 0,87 1,53 1,11 18.26 1,13 1,73 1,27 1,31 PO43TB 0,55 1,22 0,48 0,58 0,29 0,86 0,28 0,41 0,019 0,017 0,029 0,038 0,029 0,5 0,012 0,025 0,017 0,017 0,32 0,37 0,36 1,3 0,014 0,022 0,032 0,51 0,30 1,26 TB 0,021 1,05 0,51 0,98 1,32 19.21 NO3- 0,71 0,98 1,1 1,67 18,0 22,13 4,07 0,61 1,80 1,45 33,89 18,76 5,34 NH4+ TB 0,94 0,91 1,86 9,15 19,00 5,44 4,00 7,14 20,12 21.46 22,40 20,27 4,80 5,23 6,57 TB 21,86 5,21 4,50 6,56 7,51 76,67 TB 4,90 4.21 6,51 6,57 73,3 COD 4,10 6,18 6,51 75 80 19,73 pH 6,21 6,22 65 70 19,50 19,81 19,23 36,00 55 50 19,16 19,70 19,30 37 36 50 18,05 19,10 18,89 Độ TB 35 0,015 0,018 0,022 0,027 0,35 0,012 0,033 0,024 94 KẾT QUẢ PHÂN TÍCH THỦY LÝ, THỦY HĨA ĐỢT II (03/ 2011) Địa điểm I II III IV V Nhiệt độ nước Độ TB pH TB TB Bờ trái 25,6 Giữa dòng 24,7 Bờ phải 25,0 28 7,48 Bờ trái 25,3 32 7,73 28 25,1 30 DO 7,67 28,67 7,55 TB 4,01 7,57 4,98 TB 19, 4,13 0,45 0,03 2,94 82,01 3,80 0,98 0,12 2,38 53,62 Bờ trái 25,7 60 7,72 3,34 33,27 3,77 3,03 56,64 Giữa dòng 24,5 Bờ phải 26,9 56 7,68 3,38 31,46 Bờ trái 26,3 65 7,67 4,15 32,19 58 58,00 7,65 7,68 3,99 3,57 28,63 Giữa dòng 25,5 Bờ phải 26,5 60 7,87 4,86 23,67 Bờ trái 26,1 60 7,89 3,78 44,21 Giữa dòng 25,7 Bờ phải 26,8 26,1 26,2 70 60 58 65,00 59,30 7,75 7,88 7,88 7,76 7,88 4,67 4,24 3,65 4,56 3,89 25,41 38,24 37,58 64,09 31,12 27,09 40,01 2,10 2,80 0,50 0,54 1,60 7,65 25,7 1,48 0,18 6,00 40 7,66 0,67 TB 3,40 25,9 7,60 TB 1,31 Bờ phải 35,30 1,53 PO43- 11, 24,4 34 NO3- TB 12,57 Giữa dòng 25,2 NH4+ COD 0,71 0,95 0,09 0,085 2,50 1,16 0,083 2,20 1,12 0,089 2,00 2,09 1,01 1,11 0,084 2,07 1,20 0,085 1,49 0,92 0,092 1,40 1,47 0,85 0,97 0,081 1, 52 1,14 0,088 1,65 1,17 0,098 1,50 1,89 1,68 1,01 1,21 1,13 0,081 0,106 0,10 0,096 0,086 0,087 0,095 95 KẾT QUẢ PHÂN TÍCH CHỈ SỐ THỦY LÝ, THỦY HĨA ĐỢT (08/ 2011) Địa điểm Bờ trái I II III IV V Nhiệt độ nước Độ TB 28,4 pH TB 40 DO TB COD TB 5,67 TB 13,27 Giữa dòng 27,5 Bờ phải 28,1 40 6,87 6,16 14,24 Bờ trái 27,9 30 7,04 5,11 16,23 28 35 38,3 6,93 6,93 6,32 6,05 11,34 Giữa dòng 27,1 Bờ phải 28,4 45 7,01 5,5 19,77 Bờ trái 28,6 45 7,02 4,89 16,01 Giữa dòng 27,9 27,8 28,5 50 50 41,67 48,3 6,98 6,87 7,01 6,92 5,74 5,88 5,45 5,07 14,22 14,18 Bờ phải 29 50 6,86 4,44 17,15 Bờ trái 28,1 60 6,94 5,75 12,21 Giữa dòng 27,5 Bờ phải 29,3 65 6,95 7,33 11,75 Bờ trái 29,4 60 7,01 5,01 17,23 Giữa dòng Bờ phải 28,8 30 28,3 29,4 70 80 70 65 70 6,87 6,92 7,05 6,92 6,63 5,17 6,17 6,57 5,45 NH4+ 10,12 15,14 17,34 12,95 16,74 15,78 11,36 16,57 NO3- TB 1,32 0,085 PO43TB 0,94 1,01 0,75 TB 0,016 0,84 0,011 1,625 0,83 0,015 1,63 0,52 0,018 1,34 1,53 0,41 0,48 0,012 1,62 0,51 0,018 1,51 0,52 0,018 1,32 1,45 0,40 0,46 0,015 1,52 0,46 0,018 1,01 0,35 0,015 0,81 0,94 0,21 0,24 0,009 1,0 0,16 0,009 1,49 0,27 0,018 1,23 1,48 1,4 0,17 0,16 0,2 0,011 0,022 0,014 0,016 0,017 0,011 0,017 ... lí nhằm góp phần nghiên cứu đa dạng thực vật đánh giá chất lượng nước sông Bùng, tiến hành đề tài: ? ?Chất lượng nước thành phần lồi vi tảo sơng Bùng thuộc huyện Diễn Châu - tỉnh Nghệ An? ?? Mục tiêu... đánh giá chất lượng nước, xác định thành phần loài vi tảo rút mối quan hệ tảo môi trường sống sơng Bùng thuộc huyện Diễn Châu, tỉnh Nghệ An 3 CHƢƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Vài nét chất lƣợng... Euglenophyta Chlorophyta, danh lục thành phần lồi trình bày bảng 3.9: 43 Bảng 3.9 Danh lục thành phần loài vi tảo phát điểm nghiên cứu sông Bùng thuộc huyện Diễn Châu - tỉnh Nghệ An STT Tên khoa học