Y. bmax M(S,Ks).BAC YS ản lượng sinh trưởng 0.25 0.2 5 Tốc độ chết của vi khuẩn
2.2.8. Đặc trưng cấu trỳc quần xó tảo silic bỏm Thành phần và cấu trỳc của quần xó tả o silic bỏm
Kết quả phõn tớch cỏc mẫu vật được thu thập trong thời gian từ thỏng 1 năm 2007 đến thỏng 12 năm 2008 tại 6 điểm nghiờn cứu trờn sụng Nhuệ và sụng Đỏy cho thấy, bước đầu đó xỏc định được 183 loài và dưới loài thuộc 7 họ khỏc nhau. Trong đú, cỏc chi cú số lượng loài lớn như: Navicula (58 loài), Nitzchia (27 loài),
Gomphonema (14 loài),…. Hầu hết cỏc loài bắt gặp trong nghiờn cứu này là những loài cú phõn bố rộng. Sự phõn bố của cỏc họ trong quần xó được trỡnh bày ở hỡnh 2.56. Kết quả cho thấy 7 nhúm họ chớnh bắp gặp được trong quỏ trỡnh điều tra
Naviculaceae, Nitzchiaceae, Centrophycidineae, Surirellaceae, Monoraphidineae, Brachyraphidineae, Araphidinea. 0% 20% 40% 60% 80% 100% Đập Phựng Mai Lĩnh Tế Tiờu Cầu Quế Cầu Đọ Khe Tang Surirellaceae Nitzchiaceae Naviculaceae Monoraphidineae Centrophycidineae Brachyraphidineae Araphidineae
Hỡnh 2.56: Sự phõn bố của 7 họ tảo Silic chớnh tại sụng Nhuệ - Đỏy
Tại Đập Phựng, chiếm ưu thế nhất là cỏc họ Naviculaceae, Monoraphidineae và Cetrophycidineae (với tổng số % cỏc họ này tương ứng 85% tại mỗi điểm). Họ Nitzchiaceae, Naviculaceae và Cetrophycidineae chiếm một tỷ lệ
khỏ cao trong quần xó tảo silic tại điểm Mai Lĩnh và Khe Tang. Số lượng cỏc họ tại cỏc điểm Tế Tiờu, Cầu Quế, Cầu Đọ và Khe Tang khỏ phong phỳ. Dọc theo dũng chảy từ thượng lưu đến hạ lưu nhúm Nizchiaceae tăng dần từ 3,7 % ở Đập Phựng và đạt giỏ trị cao nhất tại Khe Tang với 32,1 %. Sự phõn bố của cỏc họ cũn lại trong quần xó theo dũng chảy khụng rừ nột.
Trong 183 loài và dưới loài tảo silic được ghi nhận, 6 loài với độ phong phỳ lớn hơn 8 % trong quần xó tảo silic được trỡnh bày ở hỡnh 2.57. Thành phần loài tảo silic ở Đập Phựng khỏc biệt so với cỏc điểm nghiờn cứu khỏc với ADMI (Achnanthidium minutissimum) chiếm ưu thế với 29,8 %, tiếp sau đú là cỏc loài CAFF (Cymbella affinis) với 8 % , GPAR (Gomphonema parvulum) với 4,3 %, NPAL (Nitzschia palea) chiếm tỷ lệ thấp nhất với 2,1 %. Tại điểm Mai Lĩnh và Khe Tang 3 loài CMEN (Cyclotella meneghiniana), NPAL, GPAR chiếm ưu thế (12,4 % cho CMEN tại Mai LĩnhL, 11,6 % cho NPAL tại Mai Lĩnh, 9,5 % GPAR tại Mai Lĩnh và 2,8 % cho CMEN, 32,8 %cho NPAL, 9,6 % cho GPAR tại Khe Tang).
0 10 20 30 40 50 60 Đập Phựng Mai Lĩnh Tế Tiờu Cầu Quế Cầu Đọ Khe Tang Độ ph on g p h ỳ l o ài ( % ) CAFF MVAR CMEN ADMI GPAR NPAL
Hỡnh: 2.57: Mức độ phong phỳ của 6 loài tảo silic (> 8 %) tại 6 điểm nghiờn cứu trờn sụng Nhuệ - Đỏy
Tại điểm Tế Tiờu, cầu Quế, cầu Đọ cỏc loài NPAL, GPAR và CMEN vẫn là những loài chiếm ưu thế, với độ phong phỳ của 3 loài này ≥ 45 %, trong đú GPAR cú tỷ lệ lớn nhất tại Tế Tiờu (31.1 %), tiếp sau đú tại Cầu Quế (14.3 %) và Cầu Đọ
(3.8 %). Điểm khỏc biệt tại 3 vị trớ này so với cỏc điểm nghiờn cứu khỏc là tỷ lệ loài MVAR (Melosira varians) được ghi nhận là cao hơn mặc dự tỷ lệ này khụng nhiều (9.0 % tại Cầu Đọ, 7.1 % tại Tế Tiờu và 1.5 % tại cầu Quế, trong khi Đập Phựng, Mai Lĩnh khụng cú MVAR, Khe Tang chỉ chiếm 1.2 % MVAR). Dọc theo dũng chảy, loài NPAL (Nitzschia palea) cú xu hướng tăng dần từ 2.1% tại Đập Phựng
đến 32.8% tại Khe Tang. Theo Takamura và cs, 1990; Round, 1991, NPAL là loài cú khả năng chống chịu cao với ụ nhiễm hữu cơ. Ngoài ra, loài tảo này cũng thường
Cỏc kết quả trờn được củng cố thờm sau khi sử dụng phộp phõn tớch hợp phần (Principal Component Analysis, PCA) dựa trờn độ phong phỳ tương đối của 72 loài tảo silic (độ phong phỳ > 1%) trong tổng số 183 loài. Kết quả thu được cho thấy ở hỡnh 2.58:
Hỡnh 2.58: Phõn tớch hợp phần dựa trờn 72 loài cú độ phong phỳ ≥ 1% tại 6 điểm nghiờn cứu trờn sụng Nhuệ - Đỏy
PCA chia quần xó tảo silic thành 3 nhúm chớnh: nhúm loài đặc trưng cho mụi trường ớt ụ nhiễm, hàm lượng oxy hoà tan cao (Đập Phựng) bao gồm cỏc loài ADMI (Achnanthidium minutissimum), AUGR (Aulacoseira granulata), NAMP (Nitzschia amphibia), GCLA (Gomphonema clavatum)…; nhúm loài đặc trưng cho mụi trường ụ nhiễm vừa (Tế Tiờu, Cầu Quế, Cầu Đọ) là cỏc loài cú tớnh ụn hoà (moderate) với ụ nhiễm như BPAX (Bacillaria paxillifera), LMUT (Luticola
mutica), AUDI (Aulacoseira distans), LGOE (Luticola goeppertiana)…; nhúm loài
cú khả năng chống chịu cao với ụ nhiễm hữu cơ (Mai Lĩnh, Khe Tang) với cỏc loài NUMB (Nitzschia umbonata), NPAL (Nitzschia palea), CMEN (Cyclotella
meneghiniana), SEMN (Sellaphora minima), GEXL (Gomphonema exilissimum)…
Hỡnh 2.59: Phõn tớch hợp phần (Principal Component Analysis) dựa trờn cỏc thụng số
thuỷ lý, thuỷ hoỏ tại 6 điểm nghiờn cứu trờn sụng Nhuệ - Đỏy
Phõn bố của tảo silic bỏm dựa theo nhu cầu sinh thỏi học
Để mụ tả nhu cầu sinh thỏi học của tảo silic tại mỗi vị trớ nghiờn cứu, chỳng tụi sử dụng khoỏ phõn loại của Van Dam (1994), với 2 tiờu chớ sau: ụxy hoà tan và
mức độ ụ nhiễm. Sự phõn bố của cỏc loài tảo silic theo nhu cầu oxy được trỡnh bày tại hỡnh 2.60. Kết quả cho thấy tại Đập Phựng, cỏc loài tảo silic ưa thớch oxy (oxy bóo hoà) chiếm một tỷ lệ rất lớn (> 60 % trong tổng số loài của quần xó). Điều này cú thể giải thớch cho sự hiện diện của loài ADMI (Achnanthidium minutissimum). Theo nhiều nghiờn cứu, đõy là loài rất nhạy cảm với ụ nhiễm hữu cơ và thớch hợp với mụi trường cú hàm lượng ụxy hoà tan cao (Round, 1991). Trong khi đú, cỏc loài ưa oxy thấp và rất thấp (> 30% oxy bóo hoà và 10 % bóo hoà) chiếm tỷ lệ nhỏ
(khoảng 15 %). Sự phõn bố cỏc nhúm tảo silic theo nhu cầu oxy ở ba điểm Tế Tiờu, Cầu Quế và Cầu Đọ gần giống nhau: với nhúm loài ưa ớt ụxy và ụxy trung bỡnh chiếm ưu thế (chiếm >50 %). Cũng tương tự như vậy, nhúm loài ưa ớt oxy và ụxy thấp chiếm một tỷ lệ đỏng kể tại hai điểm Mai Lĩnh và Khe Tang (chiếm 82% tại Mai Lĩnh và 78 % tại Khe Tang).
0%20% 20% 40% 60% 80% 100% Đõp Phựng Mai Lĩnh Tế Tiờu Cầu Quế Cầu Đọ Khe Tang
Rất ớt oxy bóo hũa (10%)
Ít oxy bóo hũa (> 30%)
Oxy bóo hũa trung bỡnh (> 50%)
Oxy bóo hũa cao (75 %)
Oxy bóo hũa (100%)
Hỡnh 2.60: Sự phõn bố của tảo silic theo nhu cầu oxy tại 6 điểm nghiờn cứu trờn sụng Nhuệ - Đỏy
Sự phõn bố của tảo silic theo mức độ ụ nhiễm giới thiệu ở hỡnh 2.61. Kết quả cho thấy tại Đập Phựng cỏc loài silic ưa nước sạch và nước ớt bẩn (oligosaprobic và β – mesosaprobic) chiếm ưu thế (> 70% tổng số quần xó).
0%20% 20% 40% 60% 80% 100% Đập Phựng Mai Lĩnh Tế Tiờu Cầu Quế Cầu Đọ Khe Tang polysaprobic α - mesosaprobic - > ò -mesosaprobic α - mesosaprobic ò - mesosaprobic oligosaprobic
Hỡnh 2.61: Sự phõn bố của tảo silic theo nhu cầu saprobic tại 6 điểm nghiờn cứu trờn sụng Nhuệ - Đỏy
Ngược lại, tại cỏc điểm Mai Lĩnh, Tế Tiờu và Khe Tang cỏc nhúm loài này chiếm một tỷ lệ nhỏ khoảng 10 % trong khi nhúm loài ưa nước rất bẩn (polysaprobic) chiếm tỷ lệ khỏ cao gấp 8 ữ 15 lần so với Đập Phựng (dao động từ
23 ữ 42 %). Tại điểm Cầu Quế và Cầu Đọ tỷ lệ cỏc loài chịu nước sạch và ớt bẩn cú cao hơn tại Mai Lĩnh, Tế Tiờu và Khe Tang nhưng nước ở lưu vực này cũng đó ụ
nhiễm với tỷ lệ nhúm loài chịu nước bẩn (Polysaprobic và α - mesosaprobic) được ghi nhận chiếm khoảng 50 % tổng số nhúm loài tại đú. Tỷ lệ loài chịu nước rất bẩn và bị ụ nhiễm (polysaprobic) theo dũng chảy tăng dần từĐập Phựng đến Khe Tang, và đạt cao nhất tại Khe Tang với tỷ lệ 51% tổng số quần xó.
Đỏnh giỏchất lượng nước với việc sử dụng chỉ số tảo Silic
Cấu trỳc quần xó tảo silic và đặc biệt là chỉ số tảo silic đó và đang được sử
dụng ngày càng phổ biến trong quan trắc chất lượng mụi trường nước ở nhiều nơi trờn thế giới. Nhiều chỉ số tảo silic đó được xõy dựng và phỏt triển. Vớ dụ, chỉ số
thụng dụng nhất ở Phỏp là chỉ số IPS (The Specific pollution sensitivity Index - Cemagref, 1982), chỉ số GDI (the Generic Diatom Index - Rumeau & Coste, 1988)
và IBD (The Biological Diatom Index - Lenoir & Coste, 1996); ở Bỉ là chỉ số ILM (the Leclercq and Maquet index - Leclercq & Maquet, 1987); ở Anh là chỉ số TDI (the Trophic Diatom Index) [42]; ở Đức là chỉ số SHE (Schiefele & Schreiner, 1991), ở Nhật là chỉ số DAIPo (the Diatom assemblage index for organic pollution [94]…(Theo nguồn: Frộderic Rimet, Henry- Michel Cauchie, Lucien Hofmann & Luc Ector, 2004)
Để đỏnh giỏ chất lượng nước, trong nghiờn cứu này chỳng tụi sử dụng hai chỉ số tảo silic là IPS và DAIPo. Chất lượng nước tại 6 điểm nghiờn cứu trờn sụng Nhuệ - Đỏy được trỡnh bày ở hỡnh 2.62.
Hỡnh 2.62: Chất lượng nước theo cỏc chỉ số IPS, DAIPo tại 6 điểm nghiờn cứu trờn sụng Nhuệ - Đỏy
Hai chỉ số IPS và DAIPo cho kết quả tương tự về chất lượng nước tại cỏc vị trớ
Chỉ số IPS 0 4 8 12 16 20 Dap Phung Mai Linh Te Tieu Cau Que Cau Do Khe Tang 0 4 8 12 16 20 Dap Phung
Mai Linh Te Tieu Cau Que Cau Do Khe
Tang
cao nhất ghi nhận tại Đập Phựng (IPS = 14.5; DAIpo = 12.8) và thấp nhất tại Khe Tang (IPS = 3.81; DAIpo = 5.05). Dựa trờn thang điểm của cỏc chỉ số tảo silic (xem
phụ lục), chất lượng nước được phõn loại ụ nhiễm nhẹ và ớt ụ nhiễm tại Đập Phựng, ụ nhiễm trung bỡnh tại Tế Tiờu, Cầu Quế, Cầu Đọ và ụ nhiễm rất nặng tại Mai Lĩnh, Khe Tang. Xu thế giảm dần của cỏc chỉ số từ thượng lưu đến hạ lưu cú thể được giải thớch do cú sự biến đổi trong cấu trỳc quần xó nhằm đỏp ứng với những thay
đổi của điều kiện mụi trường. Cỏc loài tảo nhạy cảm với ụ nhiễm hữu cơ như
ADMI ở thượng lưu dần bị biến mất và thay thế vào đú là cỏc loài mẫn cảm với nhiễm như NPAL, NUMB, GPAR.
PHẦN III: XÁC ĐỊNH NGUYấN NHÂN GÂY ễ NHIỄM MễI TRƯỜNG NƯỚC SễNG ĐÁY –NHUỆ
3.1. Mởđầu
Cỏc nguồn gõy ụ nhiễm mụi trường nước sụng Đỏy - Nhuệ cú thể kếđến bao gồm: nước thải sinh hoạt, nước thải từ cỏc hoạt động sản xuất cụng nghiệp -tiểu thủ
cụng nghiệp và nước thải sản xuất nụng nghiệp. Theo [14], trong số cỏc nguồn nước thải kể trờn thỡ nước thải sinh hoạt chiếm tới 56%, tiếp đến là nước thải sản xuất cụng nghiệp (24%) và nước thải canh tỏc - chăn nuụi (16%) và 4% là nước thải từ
cỏc làng nghề sản xuất tiểu thủ cụng nghiệp. Tuy nhiờn, đỏnh giỏ vềảnh hưởng của nước thải sinh hoạt tới chất lượng nước sụng thường gặp ớt khú khăn hơn so với cỏc
đỏnh giỏ vềảnh hưởng của nước thải sản xuất tới chất lượng nước sụng.
Trong nghiờn cứu trước đõy vềứng dụng mụ hỡnh Riverstrahler cho hệ thống sụng Hồng, chất lượng và số lượng nguồn thải nụng nghiệp và cụng nghiệp chưa
được điều tra đầy đủ. Cỏc thụng số về chất lượng nước cũng như lưu lượng nước thải của cỏc ngành sản xuất được thu thập cũn sơ sài và hầu hết dựa trờn cỏc dữ liệu thu thập từ cỏc vựng nhiệt đới. Đõy cũng là một trong cỏc nguyờn nhõn làm cho kết quả mụ phỏng và kết quả nghiờn cứu thực địa về chất lượng nước mới chỉ dừng ở
mức độ tương thớch nhất định [20, 48, 49]. Vỡ vậy, đối với hệ thống sụng Đỏy - Nhuệ, yờu cầu thiết yếu đặt ra là cần cải thiện cỏc thụng sốđầu vào cho mụ hỡnh về
cỏc nguồn nước thải cụng nghiệp và nụng nghiệp trong lưu vực.
Cỏc thụng số cần quan tõm bao gồm:
- Vị trớ và quy mụ của cỏc hoạt động sản xuất cụng - nụng nghiệp trong lưu vực.
- Lưu lượng nước thải
- Chất lượng nước thải về mặt cỏc chất dinh dưỡng (N, P và Si) (đối với nước thải cụng nghiệp và nụng nghiệp) và hàm lượng cỏc chất hữu cơ (BOD và COD) của cỏc cơ sở sản xuất cụng nghiệp.