7. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
1.1.2. Nguyên nhân và cơ chế
Trong thực tế, hiện tượng phú dưỡng xảy ra do điều kiện tự nhiên của một số thủy vực là không nhiều. Một số ít hồ bị phú dưỡng tự nhiên, nhưng đa số hồ khác là do các hoạt động của con người [14]. Nguyên nhân chính gây hiện tượng phú
dưỡng là từ các nguồn thải có hàm lượng nitơ, phốtpho cao. Nồng độ phốtpho tổng số của nước mặt thường là chỉ thị để dự báo trạng thái dinh dưỡng của hệ nước. Phốtpho là chất dinh dưỡng thiết yếu cho sự phát triển của tảo. Nó được xem là yếu tố hạn chế năng suất sinh học trong hệ nước ngọt [112, 154]. Nguồn thải phốtpho chủ yếu từ:
+ Các nguồn thải từ hệ thống cống rãnh trong các khu thị trấn, thành phố, các khu công nghiệp. Nguồn thải này phụ thuộc rất nhiều vào mức sống của dân số và tiêu chuẩn vệ sinh trong khu vực;
+ Nước thải từ các vùng canh tác, chăn nuôi, phân súc vật thối rữa,…;
+ Nước thải từ các khu vực sản xuất công nghiệp, chế biến các sản phẩm nông nghiệp và khu vực sản xuất nông nghiệp,…
Cơ sở sinh hóa của hiện tượng phú dưỡng là phản ứng quang hóa (photosynthesis), xảy ra theo nhiều bước: trước hết, các chất diệp lục (chlorophyl) và các sắc tố (pigment) trong cây xanh hấp thụ ánh sáng để tổng hợp lên các chất hữu cơ từ CO2 và H2O. Tiếp theo quá trình biến đổi sinh hóa, tổng hợp lên các tế bào.
Phản ứng quang hóa có thể chia thành 2 bước:
+ Quang năng được chuyển hóa thành hóa năng (biến đổi năng lượng) để thực hiện các phản ứng hóa học;
+ Cacbon vô cơ chuyển hóa thành cacbon hữu cơ (biến đổi chất) và dạng đầu tiên hình thành là gluco. Sau đó chuyển thành phân tử của tế bào. Thành phần chủ yếu của rong, tảo, cây xanh là C, H, O. Thông thường lượng C, H, O trong cây xanh và rong tảo chiếm 98% khối lượng tươi, nguồn cung cấp của các nguyên tố này chủ yếu từ khí CO2 và H2O. Ngoài ra còn có những nguyên tố đa lượng và vi lượng khác cũng tham gia vào cấu trúc tế bào [50].
Phản ứng quang hợp của thực vật phù du (tảo): 106CO2 + 16NO3- + HPO42– + 122H2O + 18H+
Từ phản ứng (1.1) cho thấy, tỷ số C:N:P là 106:16:1. Tỷ số N:P được gọi là
giá trị biên độ đỏ (redfield value). Dựa vào giá trị này trong môi trường nước, có
thể biết yếu tố nào hạn chế tiềm năng phát triển của tảo. Nếu tỷ lệ hàm lượng (tính bằng mg/L) N:P > 7 thì phốtpho trở thành yếu tố hạn chế, ngược lại N:P < 7 thì nitơ trở thành yếu tố hạn chế. Tuy nhiên hầu hết tỷ lệ này ở các ao hồ khoảng 20 cho nên hầu như lúc nào phốtpho cũng là yếu tố hạn chế [29, 43].