Sự thay đổi của pH và EC trong các mơ hình canh tác theo độ sâu tầng phèn (Hình 4.14) pH ở mơ hình Tràm tự nhiên có tính acid yếu (phèn nơng: 5,28±0,55; phèn sâu: 5,33±0,55) và khơng có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê (p > 0,05) giữa hai tầng phèn nơng và phèn sâu. Ở mơ hình Tràm trồng và Keo lai, giá trị pH giữa hai tầng phèn khác nhau đáng kể (p < 0,05), trong đó giá trị pH ở tầng phèn nông (Tràm trồng: 2,62±0,48; Keo lai: 2,69±0,42) thấp hơn đáng kể so với khu vực tầng phèn sâu (Tràm trồng: 4,86±2,19 và Keo lai: 7,09±0,47). Bên cạnh đó, giá trị pH ở tầng phèn sâu của mơ hình Tràm trồng biến động rất lớn (Hình 4.14). Hơn nữa, phân tích ANOVA cũng cho thấy sự khác biệt có ý nghĩa giữa mơ hình Keo lai và Tràm trồng so với Tràm tự nhiên tại tầng phèn nông (p < 0,05); tuy nhiên, khơng ghi nhận được sự khác biệt có ý nghĩa thống kê giữa khu vực Tràm trồng và Keo lai. Kết quả cho thấy giá trị pH trong nước ở tầng phèn nông sắp theo thứ tự tăng dần là Keo lai = Tràm trồng < Tràm tự nhiên. Trong khi đó, giá trị pH trong nước ở tầng phèn sâu sắp theo thứ tự tăng dần Tràm tự nhiên = Tràm trồng < Keo lai. pH trong nước ở khu vực Tràm tự nhiên ít bị xáo trộn hơn so với các mơ hình Tràm trồng và Keo lai. Kết quả phân tích pH cũng đã được báo cáo trong nghiên cứu trước đây của Bé và ctv. (2017), pH tại khu vực đất phèn sâu Keo lai và Tràm trồng có xu hướng cao hơn đáng kể so với khu vực đất phèn nơng. Tuy nhiên, giá trị pH tại các mơ hình đều nằm ngồi giới hạn cho phép của QCVN 08-MT:2015/BTNMT đối với mục đích bảo tồn động thực vật thuỷ sinh (Bộ Tài nguyên và Môi trường, 2015). Một trong những nguyên nhân của sự khác biệt này là do đặc tính khơng chịu ngập, cần được lên liếp cao; điều này dẫn đến lớp phèn tiềm tàng trở thành lớp đất mặt, tạo điều kiện
cho các anion hoà tan trong nước khi bị tác động bởi các dòng chảy tràn. Sự khác biệt của Keo lai, Tràm trồng so với Tràm tự nhiên có thể cho thấy sự xáo trộn đất đã có những ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng nước của thuỷ vực nghiên cứu. Theo nghiên cứu (Ghosh et al., 2019; Hudd, 2000) thì pH thấp kết hợp với sự hiện diện của kim loại Al, Fe có nồng độ cao trong các thủy vực làm suy yếu đời sống thủy sinh do cản trở quá trình sinh trưởng và sinh sản của chúng. Tính chất khu vực nghiên cứu có tính chất tương đồng với tác giả trên, gồm có sự hiện diện của Al, Fe và các vật liệu sinh phèn.
Nhìn chung, giá trị pH đất thấp hơn pH nước khá nhiều ở mơ hình Tràm tự nhiên, trong khi đó ở mơ hình Tràm trồng và Keo lai thì ngược lại. Do tính chất khu vực Tràm tự nhiên khơng có tác động từ các yếu tố bên ngoài nên
trao đổi pH giữa đất và nước xảy ra kém, điều này lý giải cho sự hiện diện
của nhiều loài cá và sản lượng cá trong vùng lõi VQG U Minh Hạ.
Độ dẫn điện trong nước ở các mơ hình Tràm tự nhiên, Tràm trồng và Keo lai khơng có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê giữa hai tầng đất (p > 0,05). Tuy nhiên, giá trị EC ở các mơ hình canh tác rất khác nhau đáng kể, điển hình là mơ hình Tràm trồng. Trong tầng phèn nơng, giá trị EC trong nước xếp theo thứ tự tăng dần Tràm tự nhiên < Keo lai
= Tràm trồng. Trong tầng phèn sâu, giá trị EC có thứ tự là Tràm tự nhiên < Keo lai < Tràm trồng. Giá trị EC được ghi nhận trong đất phèn nông tại tất cả các mơ hình đều cao hơn so với khu vực đất phèn sâu; kết quả này tương tự với nghiên cức trước đây của Bé và ctv. (2017); tuy nhiên, các giá trị EC được xác định cao hơn so với giai đoạn 2015-2016. Hàm lượng EC cao ở những khu vực bị xáo trộn nhiều như mơ hình Tràm trồng
và Keo lai có thể là do sự hiện diện của các ion như H+, SO42-, Al³⁺ và Fe³⁺. Từ giá trị pH và EC có thể nhận định rằng chất lượng nước ngày càng có xu hướng hồ tan các ion, các ion này có thể gây độc cho đời sống của thủy sinh vật tại khu vực nghiên cứu.
Hình 4.14 Biến động giá trị pH và EC theo tầng phèn
Ghi chú: (*) ghi nhận sự khác biệt giữa hai tầng phèn trong cùng mơ hình. Kí tự a, b, c và A, B, C trong cùng tầng phèn cho thấy sự khác biệt có ý nghĩa thống kê ở độ tin cậy 95%.
Hàm lượng DO trong nước trên đất phèn sâu hầu như khơng có sự chênh lệch đáng
kể so với đất phèn nông. Hàm lượng DO trong nước ở tầng phèn nông của khu vực Tràm
tự nhiên (1,94±1,27 mg/L) cao hơn và biến động nhiều hơn so với khu vực phèn sâu (1,2±0,61 mg/L). Hàm lượng oxy hòa tan trong nước thấp tại khu vực Tràm tự nhiên đã không hỗ trợ tốt cho đời sống thủy sinh vật. Ở mức DO này, nước được đánh giá là ơ nhiễm hữu cơ, chỉ có một số lồi cá có hệ thống hơ hấp phụ mới có thể thích nghi được. Ngược lại, hàm lượng DO trong nước ở tầng phèn sâu cao hơn so với khu vực phèn nông trong khu vực Tràm trồng và Keo lai. Cụ thể, hàm lượng DO ở tầng phèn nông và phèn sâu dao động lần lượt là 2,53±0,65 mg/L và 2,93±1,45 mg/L (mơ hình Keo lai), 2,43±0,37 mg/L và 2,46±0,51 mg/L (mơ hình Tràm trồng). Thêm vào đó, Hình 4.15 cho thấy, hàm lượng DO trong mơ hình Keo lai và Tràm trồng có xu hướng cao hơn đáng kể so với mơ hình Tràm tự nhiên, cụ thể là trong khu vực đất phèn sâu (p < 0,05). Sự khác biệt hàm lượng DO trong mơ hình Keo lai và Tràm trồng so với mơ hình Tràm tự nhiên có thể được giải thích bởi hệ thống kênh mương (do việc lên liếp) đã tạo điều kiện trao đổi với oxy trong khơng khí; ngồi ra, hoạt động của thuỷ sinh vật do ánh sáng được tiếp nhận nhiều hơn. Hơn nữa, theo báo cáo trước đây của Bé và ctv. (2017), hàm lượng DO tại mơ hình Keo lai và Tràm trồng ở tầng phèn nông dao động từ 0,80 – 1,27 mg/L, 0,33 – 0,56 mg/L; điều này đã chỉ ra rằng chất lượng nước có xu hướng được cải thiện. Mặc dù vậy, hàm lượng DO trong các mơ hình tại khu vực nghiên cứu vẫn chưa đạt giá trị quy định trong QCVN 08-MT:2015/BTNMT cột A1 (DO ≥ 6 mg/L) (Bộ Tài ngun và Mơi trường, 2015).
Bên cạnh đó, hàm lượng BOD và COD trong nước tại các thuỷ vực trên đất phèn nông và phèn sâu đều được đánh giá vượt giới hạn quy định đối với mục đích bảo tồn động thực vật thuỷ sinh của QCVN 08-MT:2015/BTNMT cột A1 (BOD < 4 mg/L và COD < 10 mg/L) (Bộ Tài nguyên và Môi trường, 2015). BOD trong nước ở khu vực Tràm tự nhiên có khuynh hướng cao hơn so với khu vực Tràm trồng và Keo lai; điều này chỉ ra rằng khu vực Tràm tự nhiên có nhiều vật chất hữu cơ trong nước. Mặc dù vậy, nghiên cứu đã không ghi nhận bất kỳ sự khác biệt có ý nghĩa thống kê giữa hai tầng phèn và giữa các mơ hình canh tác (p > 0,05). Hàm lượng BOD trong nước tại các mơ hình ở tầng phèn nơng và phèn sâu dao động khá lớn và có giá trị rất cao. Kết quả đo đạc BOD phù hợp với kết quả đo đạc DO trong nước, BOD cao dẫn đến DO trong nước thấp (Hình 4.15). Thêm vào đó, hàm lượng COD trong nước ở tầng phèn nông được sắp theo thứ tự tăng dần Keo lai = Tràm trồng < Tràm tự nhiên (Hình 4.15). Kết quả nghiên cứu cho thấy hàm lượng COD rất lớn hơn so với hàm lượng BOD, cho thấy mơi trường nước có chứa nhiều hợp chất hữu cơ khó phân hủy sinh học, các chất vơ cơ đặc trưng của vùng nhiễm phèn như Al3+, Fe 2+. Thêm vào đó, nghiên cứu cũng đã ghi nhận hàm lượng BOD và COD trong nước tại khu vực nghiên cứu cao hơn rất nhiều so với nghiên cứu trước đây của Bé và ctv. (2017); điều này cho thấy nhu cầu sử dụng oxy cho các hoạt động phân huỷ chất hữu cơ (thực bì và vật chất rơi rụng từ rừng) ngày càng nhiều. Thông qua giá trị BOD và COD cho thấy nước tại khu vực nghiên cứu có thể có tác động bất lợi đến thủy sinh vật, trong đó có cá tự nhiên. Tuy nhiên, khu vực nghiên cứu có các lồi cá đặc trưng có thể sống trong mơi có hàm lượng DO thấp nhờ có cơ quan
hơ hấp phụ. COD và BOD thấp làm môi trường ô nhiễm tạo ra sản phẩm hữu
cơ phân hủy cũng là thức ăn phổ biến cho cá ở đây.
Hình 4.15 Biến động hàm lượng DO và hữu cơ trong nước theo tầng phèn
Ghi chú: kí tự a, b, c và A, B, C trong cùng tầng phèn cho thấy sự khác biệt có ý nghĩa thống kê ở độ tin cậy 95%.
Đối với N-NH4+, hàm lượng N-NH₄⁺ được ghi nhận vượt giới hạn quy định của Bộ Tài nguyên và Môi trường (2015) khoảng 9 – 18 lần đối với thuỷ vực trên đất phèn nông và 4 – 8 lần đối với thuỷ vực thuộc đất phèn sâu. Xét về sự biến động theo tầng phèn của các mơ hình, hàm lượng tại khu vực Tràm tự nhiên và Tràm trồng ở tầng phèn nông và phèn sâu khơng khác biệt có ý nghĩa thống kê (p > 0,05). Trong đó, hàm lượng N-NH₄⁺ trong các thủy vực phèn nơng và phèn sâu ở mơ hình Tràm tự nhiên và Tràm trồng dao động lần lượt là 2,25±0,61 mg/L và 2,43±0,63 mg/L, 5,43±7,28 mg/L và 1,34±1,13 mg/L. Hàm lượng N-NH4+ trong nước tại khu vực Tràm trồng biến động rất lớn có thể là do tác động của con người như bón phân, bón vơi cho khu vực canh tác. Thêm vào đó, mơ hình Keo lai đã được tìm thấy hàm lượng N-NH4+ tại khu vực phèn nông (2,69±0,47 mg/L) cao hơn đáng kể (p < 0,05) so với khu vực phèn sâu (1,27±1,08 mg/L). Điều này tương tự như báo cáo trong nghiên cứu trước đây của Bé và ctv. (2017), khu vực phèn sâu có nồng độ N-NH4+ thấp hơn so với phèn nơng. Tuy nhiên, hàm lượng này được đánh giá có xu hướng tăng hơn so với giai đoạn trước. Hơn nữa, phân tích One-way Anova đã ghi nhận sự khác biệt có ý nghĩa thống kế giữa mơ hình Tràm tự nhiên so với mơ hình Tràm trồng và Keo lai (p < 0,05). Có thể nhận thấy, hàm lượng N -NH4+
của con người. Ở tất cả các kiểu sử dụng đất, hàm lượng N-NH4+ đều đã vượt ngưỡng chịu đựng của các loài thủy sinh vật.
Hàm lượng N-NO₃ˉ trong nước tại khu vực Tràm tự nhiên ở tầng phèn
nông (15,31±19,8 mg/L) cao hơn so với tầng phèn sâu (9,17±12,16 mg/L) (Hình 4.16); trong khi đó, hàm lượng N-NO₃ˉ trong nước tại khu vực Tràm trồng giữa hai tầng phèn không chênh lệch nhiều, với giá trị trung bình khoảng 12,2±14,12 mg/L đối với đất phèn nông và 9,98±12,96 mg/L đối với đất phèn sâu. Tuy nhiên, N-NO₃ˉ trong nước tại khu vực trồng Keo lai biến động rất lớn (phèn nông: 11,47±13,41 mg/L và phèn sâu: 15,43±19,24 mg/L). So với các kênh rạch tự nhiên, hàm lượng N-NO₃ˉ trong nước tại khu vực nghiên cứu rất cao, có thể là do q trình khống hóa các hợp chất hữu cơ có chưa nitơ, hoặc do hoạt
động canh tác của con người có sự dụng phân đạm. N-NO₃ˉ không gây hại
cho thủy sinh vật, tuy nhiên, N-NO₃ˉ cùng với sự hiện diện của lân hịa tan có thể dẫn đến tình trạng tảo nở hoa, gây ơ nhiễm môi trường nước, dẫn đến suy giảm đa dạng hệ sinh thái thủy vực.
Hình 4.16 Biến động giá trị dinh dưỡng trong nước theo tầng phèn
Ghi chú: (*) ghi nhận sự khác biệt giữa hai tầng phèn trong cùng mơ hình. Kí tự A, B và C trong cùng tầng phèn sâu cho thấy sự khác biệt có ý nghĩa thống kê ở độ tin cậy 95%.
Fe³⁺ và Al³⁺ là hai yếu tố quan trọng tại khu vực nghiên cứu (Hình 4.17). Nồng độ Fe³⁺ trong mơ hình Tràm tự nhiên tại thuỷ vực phèn nơng và phèn sâu có giá trị lần lượt là 8,37±2.2 mg/L và 7,08±1,49 mg/L. Đối với mơ hình Tràm trồng và Keo lai, nồng độ được ghi nhận khoảng 111.21±194,66 mg/L và 30,92±15,22 mg/L đối với đất phèn nông; 12,24±12,72 mg/L và 5,19±6,27 mg/L đối với đất phèn sâu. Nồng độ Fe³⁺ trong mơ hình Tràm tự nhiên thấp hơn so với mơ hình Tràm trồng và Keo lai trên hai loại đất và đất phèn sâu thấp hơn so với đất phèn nông. Tuy nhiên, nghiên cứu chỉ ghi nhận sự khác biệt có ý nghĩa thống kê (p < 0,05) giữa hai tầng ở mơ hình Keo lai và khơng ghi nhận sự khác biết có ý nghĩa thống kê nào trong cả giữa ba mơ hình. Ngun nhân có thể được cho là Fe³⁺ có khả năng bắt đầu kết tủa ở pH ≥ 3,5 (được gọi là mức độ lắng) (Học và Đại, 2005), có thể là một trong những lý do khiến Fe³⁺ trong nước thấp tại khu vực Tràm tự nhiên. Tuyên bố này phù hợp với kết quả đo pH trong các mơ hình trên đất phèn nơng. Ngồi ra, hàm lượng Fe3+ trong nước ở khu vực Tràm tự
Cùng với Fe3+, nồng độ Al3+ cũng ghi nhận sự khác biệt có ý nghĩa thống kê giữa hai tầng phen đối với mơ hình Keo lai (p < 0,05). Cụ thể, nồng độ Al3+ được phát hiện khoảng 10,89±11,01 mg/L (phèn nông) và 0,27±0,33 mg/L (phèn sâu). Ở khu vực tầng phèn nơng tại mơ hình Tràm trồng (11.97±10.8 mg/L) và Keo lai (10,89±11,01 mg/L) cao hơn rất nhiều so với khu vực Tràm tự nhiên (2,93±1,21 mg/L). Trong khi, chỉ có Al3+ ở mơ hình Tràm trồng (9,17±9,69 mg/L) cao hơn so với Tràm tự nhiên (2,42±0,66 mg/L) và Keo lai (0,27±0,33 mg/L) đối với đất phèn sâu. Tương tự với Fe³⁺, Al³⁺ có mức trầm lắng tại pH = 4,1 (Học và Đại, 2005), điều này có thể giải thích cho việc tăng đột ngột nồng độ Al³⁺ tại mơ hình Keo lai và Tràm trồng trên đất phèn nơng. So sánh nồng độ Fe3+ và Al3+ cho thấy rằng vùng nghiên cứu chủ yếu có độc tố từ sắt, bởi nồng độ Al3+ được ghi nhận thấp hơn đáng kể (Bé và ctv., 2017). Xu hướng nồng độ Fe3+ và Al3+ cao hơn đất kể trong đất phèn nơng tại mơ hình Tràm trồng và Keo lai có thể được giải thích bởi q trình làm đất để trồng rừng đã tạo ra hiện tượng bốc phèn từ lớp đất phía dưới lên thành lớp đất mặt. Điều này đã cho thấy nguy cơ phóng thích độc chất từ việc lên liếp trong quá trình canh tác là rất cao (Thanh và ctv, 2020). Nhìn chung, kết quả nghiên cứu cho thấy việc trồng Keo lai và trồng Tràm đã làm cho Fe3+ và Al3+ xuất hiện với nồng độ rất cao trong mơi trường nước. Điều này có thể gây độc cho hệ sinh thái thủy vực.
Tóm lại, chất lượng nước ở khu vực trồng Tràm và Keo lai đã ô nhiễm hưu cơ, dinh dưỡng và ion kim loại nặng. Các yếu tố này có thể tạo nên áp lực dẫn đến sự thay đổi của hệ sinh thái thủy vực vì hầu hết các chỉ tiêu chất lượng mơi trường nước đều đã vượt ngưỡng giới hạn của chất lượng nước dùng để bảo tồn đời sống thủy sinh.
Hình 4.17 Biến động giá trị Fe³⁺ và Al³⁺ trong nước theo tầng phèn
Ghi chú: (*) ghi nhận sự khác biệt giữa hai tầng phèn trong cùng mơ hình. Kí tự A, B và C trong cùng tầng phèn sâu cho thấy sự khác biệt có ý nghĩa thống kê ở độ tin cậy 95%.